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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇電子設計應用論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
一、軟件工程的重要性
隨著計算機軟件的發(fā)展,開發(fā)一個軟件是應用軟件工程的方法顯得越來越不可或缺。實踐證明,應用軟件工程可以在一定程度上解決以下突出的問題:(1)開發(fā)的軟件正確反映用戶要求;(2)正確評價軟件質量;(3)控制開發(fā)成本和進度;(4)日后的維護和升級。
目前我國的軟件開發(fā)水平相對國際領先水平還有一段距離。軟件工程在開發(fā)過程中的應用同樣相對落后。軟件工程的應用顯得日漸重要。
二、開發(fā)電子商務網(wǎng)站要解決的幾個重要問題
(1)目前,我國b2b網(wǎng)站的開發(fā)水平仍然因各種因素的局限而存在可靠性和可維護性得不到充分的保證、難以滿足用戶需要,尤其是發(fā)展起來的一些商盟的小型開發(fā)商,開發(fā)實力相對較弱,更容易陷入“軟件危機”。
(2)電子商務網(wǎng)站建設中出現(xiàn)的問題有:企業(yè)的商品和服務的情況不能準確的在網(wǎng)站上顯示出來、內容不統(tǒng)一、搜索功能太弱、缺少企業(yè)特點、建設成本和進度難以控制、網(wǎng)站升級困難、開發(fā)效率低。
三、建設電子商務網(wǎng)站的過程
1.系統(tǒng)規(guī)劃
圖1電子商務網(wǎng)站建設過程建造系統(tǒng)的基礎是系統(tǒng)規(guī)劃,它是整個系統(tǒng)開發(fā)的指導思路,是軟件工程中不可或缺的階段。
2.系統(tǒng)的開發(fā)實施
(1)需求分析:熟悉該企業(yè)的特點,了解該系統(tǒng)各類用戶的習慣,與該企業(yè)商議以更徹底地了解該企業(yè)的需求,以盡量明確該系統(tǒng)需要滿足的基本要求,為系統(tǒng)結構的確認提供參考依據(jù)。
(2)結構確認:依據(jù)需求分析得到多個技術方案并對這些方案進行比較,確定企業(yè)電子商務系統(tǒng)需要完成的完整的功能,需要考慮所提出的技術方案與企業(yè)所要求的功能是否相符,選取其中最適合于企業(yè)需要的方案。
(3)應用軟件開發(fā):根據(jù)系統(tǒng)的需求分析、邏輯結構設計以及系統(tǒng)結構確認后的結果,確定需要用什么產(chǎn)品和技術去建造該系統(tǒng)平臺,然后完成相應的應用軟件系統(tǒng)的編碼工作。
(4)搭建系統(tǒng)平臺:依據(jù)各種技術標準,選擇能滿足系統(tǒng)需要的產(chǎn)品搭建平臺,即其運行所需要的各種軟件、硬件環(huán)境,如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),信息服務系統(tǒng),操作系統(tǒng)等。
(5)系統(tǒng)測試:按軟件說明數(shù)中提出的所有功能檢測系統(tǒng)是否滿足了需要,發(fā)現(xiàn)應用軟件中存在的各種程度的錯誤或漏洞,以考慮是否可以接受該產(chǎn)品。
3.運行和維護
運行不僅僅是系統(tǒng)投入使用,還關系到企業(yè)的商務活動在新的模式下運作。所以,運行過程中還要進行一定程度的維護、管理等等,其中包括內容的更新,組建修改,甚至新技術的使用,這樣才能提高軟件的穩(wěn)定性、可靠性、用戶的滿意度等等。
四、網(wǎng)上購物的實現(xiàn)
1.系統(tǒng)功能描述
一般情況下,電子商務網(wǎng)站是由前臺系統(tǒng)和后臺系統(tǒng)兩部分構成的。前臺系統(tǒng)是普通用戶瀏覽該網(wǎng)站的界面,在那里可以進行的一些日常操作如:會員登錄或注冊、瀏覽商品、購物、留言及支付等。后臺系統(tǒng)主要是進行商品信息的管理、和修改,同時要進行會員管理、商品配送、賬務管理、報表統(tǒng)計,以及系統(tǒng)運轉及安全有效的賬號系統(tǒng)。
2.開發(fā)工具及平臺選擇
ASP服務器端執(zhí)行腳本指令環(huán)境是目前較先進的方法,數(shù)據(jù)庫可以選用SQLServer。這樣選便于系統(tǒng)的改進和擴充。
3.數(shù)據(jù)庫設計
(1)商品信息表:該表主要用于記錄商品的信息(包括商品的名稱、價格、型號、單位、分類屬性、產(chǎn)地、商品詳細介紹、圖片、供貨商情況介紹等)。(2)會員資料表:記錄會員的注冊、登錄、操作記錄、客戶等資料。(3)購物車表:用于記錄每次購物的記錄,具有統(tǒng)計功能。(4)訂單表及其基本信息:每個會員有一個訂單表,記錄其消費情況。(5)配送記錄:各種付款送貨信息。
4.功能模塊設計
(1)會員管理模塊
主要實現(xiàn)會員申請,會員登陸,權限功能檢查,留言等功能。權限功能檢查是指當?shù)卿浫藛T成功登錄之后,系統(tǒng)自動通過登錄人員的身份和口令,將其具備的功能權限轉化生成一個二進制的碼串,為將來程序調用。
(2)購物頁面
主要用于向客戶展示其希望了解的商品。需要有按商品屬性進行分類查詢、按品牌查詢、按關鍵字查詢、按價格排序等。
(3)購物籃
主要實現(xiàn)兩個銷售功能。①增加商品到購物車:如購物者找到所要購買的商品,點擊購買后將所選商品的信息如:商品編碼、商品名稱、銷售價、購買價、購買數(shù)量記入購物車表內。②顯示購物車信息:點擊購物車后顯示相應的商品信息:商品編碼、商品名稱、銷售價等。
(4)付款
進入付款界面,調出會員記錄,顯示收件人和付款人資料,選擇付款方式,并將以上信息寫入訂單表中。
(5)后臺數(shù)據(jù)管理
①商品管理:實現(xiàn)系統(tǒng)管理員對商品的管理。如查看商品目錄、增刪商品品種、刪除已不存在的商品或修改、增加商品信息。②會員管理:具體實現(xiàn)對網(wǎng)站會員賬戶的各種管理,包括新增會員和權限分配。給會員發(fā)送信息、查看會員資料、更新會員資料和刪除不合法會員等。③訂單管理:提供及時有效的訂單查詢檢索。具體實現(xiàn):根據(jù)訂單發(fā)貨情況、更改訂單處理情況、檢查訂單情況、訂單轉儲和查看所有訂單。④財務管理:有完善的會計科目體系和靈活的會計科目重定義功能,嚴謹?shù)臅媽徍颂幚硐到y(tǒng),嚴格按國家財會制度進行財務核算、制單和輸出報表。
(6)系統(tǒng)維護模塊
系統(tǒng)總管對會員信息、系統(tǒng)信息、以及各種單據(jù)信息進行維護和管理,比如批準會員、刪除一年以上作廢的單據(jù)、轉儲數(shù)據(jù)庫等,以保障系統(tǒng)的正常運行。
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從當前的應用技術而言,電子信息工程在日常工作、生活當中的應用已經(jīng)較為普及,其具備較大的影響力。電子信息工程主要包含數(shù)據(jù)的收集、處理以及儲存,電子設備信息軟件系統(tǒng)的應用等,就是手機、電腦在電話、短信、網(wǎng)絡等過程都屬于電子信息工程范圍。同時,電子信息工程能夠給人們的生活帶來一定的便利性,提升人們的生活質量,降低人們的工作量等,在人們日常生活當中所使用的筆記本、平板、手機等設備當中都具備相應的電子信息工程技術,其內容包含信息技術、通信技術以及計算機網(wǎng)絡技術等。
2電子信息工程在工業(yè)領域中的設計與應用
2.1射頻識別技術的應用
射頻識別技術主要是一種無線通訊技術,能夠借助無線電訊信號識別特殊的信息目標并進行讀寫相關數(shù)據(jù),從而無需識別系統(tǒng)和特定目標之間建立相應的機械或光學接觸??旖莶⑶腋邷蚀_性的射頻技術在工業(yè)領域當中應用非常廣泛,當前射頻識別技術主要在航空包裹以及汽車生產(chǎn)方面應用較為先進,射頻識別技術是一種全新的自動化識別技術,其能夠顯著提高讀取信息的速度,并實現(xiàn)能攜帶大量信息的優(yōu)勢。在工業(yè)領域當中,射頻識別技術有著顯著的經(jīng)濟效益與社會利益。
2.2工程造價中的應用
工程造價主要是指在一個項目開始之前對該項目進行開支預算,并對實際開支的全部固定資產(chǎn)投資進行統(tǒng)計。應用套件軟件編程工程預算和造價,應用數(shù)據(jù)庫技術構建收集指標的能力。伴隨著信息化技術的快速發(fā)展,電子信息技術在建筑行業(yè)當中的應用越發(fā)廣泛。電子信息工程在工程造價等方面的主要應用在控制造價、制定造價而定、投標報價等多方面。在工程造價方面合理應用電子信息工程,能夠實現(xiàn)對工程的信息化、電子化管理。
2.3交通建設中的應用
在交通建設方面,普遍會應用到許多的數(shù)據(jù)并需要對其進行處理,在交通設施的建設中,也會遇到許多的問題,在這些問題上必須有解決方式,僅僅是借助人為的力量,不僅會浪費大量的人力物力,還會發(fā)生無法規(guī)避的損失。當下,電子信息工程的應用也能夠在交通建設當中進行,主要是負責解決施工當中存在的問題,例如預測施工中的風險以及設計施工風險規(guī)避措施,從而為交通施工的建設質量及效率提供基礎性保障。
2.4機械領域的應用
針對電子信息工程在工業(yè)領域的發(fā)展及應用現(xiàn)狀,很容易發(fā)現(xiàn),電子信息技術在機械制造方面的應用非常廣泛,例如,在日常生活中可以發(fā)現(xiàn)的手扶電梯中,便可以應用電子信息工程,實現(xiàn)自動化加速與減速。電子信息工程在機械領域當中的廣泛應用,不僅可以實現(xiàn)智能化與自動化,還可以使機械的使用效率、能源消耗量得到明顯優(yōu)化,從而實現(xiàn)提升工業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)服務的效率及質量。
3電子信息工程發(fā)展現(xiàn)狀
3.1缺乏技術性人才
一直以來,我國電子元件都是依靠國外進口,這也導致我國電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要依靠國外,電子信息工程產(chǎn)業(yè)是一種人才密集的快速發(fā)展產(chǎn)業(yè),通過模仿與守舊是無法體現(xiàn)電子信息工程的作用,再加上我國電子信息工程的發(fā)展起步時間比較落后,人才培養(yǎng)制度不完善等,導致我國電子信息工程專業(yè)的開設存在嚴重問題。雖然我國高校教育能夠培養(yǎng)出一部分電子信息工程人才,但是大多數(shù)人才都是理論分析能力強、實踐操作能力弱,這也導致真正能夠應用于市場的電子信息工程技術性人才并不多,制約著行業(yè)的發(fā)展。對此,應當培養(yǎng)學生學習信息的處理及獲取、電子設備和信息系統(tǒng)等多方面的理論性知識,促使培養(yǎng)出來的學生具備良好的科學素質,從而真正具備應用、開發(fā)、設計、創(chuàng)新電子設備及信息系統(tǒng)基本能力的人才。與此同時,這不僅僅是高校的任務,還是國家與企業(yè)的任務,國家應當重視人才的培養(yǎng)與市場的開發(fā),企業(yè)應當重視人才的引進與人才的提高。
3.2缺乏合理的產(chǎn)業(yè)結構
在20世紀,電子信息工程便有了初步的發(fā)展,并且也為我國的經(jīng)濟發(fā)展提供了一定的支持。但是,電子信息工程在我國真正普及和應用是在21世紀,電子信息產(chǎn)業(yè)是一種持續(xù)發(fā)展和進步的產(chǎn)業(yè),只有持續(xù)的創(chuàng)新,生產(chǎn)全新的電子產(chǎn)品,才能夠真正地適應現(xiàn)代化經(jīng)濟的快速發(fā)展。對此,導致電子信息產(chǎn)業(yè)的結構發(fā)生了根本性的改變。例如,信息服務業(yè)和軟件的比重部隊稱、數(shù)據(jù)庫與產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小等等。大多數(shù)關鍵性的技術仍然需要從國外的國家進行引進,缺乏自主性的發(fā)展與創(chuàng)新,這也導致我國當前的電子信息產(chǎn)業(yè)處于被動的趨勢。對此,就應當針對我國實際情況,以國家管理部門為手段,有效的優(yōu)化電子信息工程產(chǎn)業(yè)結構,促使電子信息工程繼續(xù)發(fā)展。
3.3缺乏自主創(chuàng)新能力
作者簡介:符運良(1964-),男,海南臨高人,海南師范大學物理與電子工程學院,教授;羊大立(1974-),男,海南儋州人,海南師范大學物理與電子工程學院,講師。(海南 ??凇?71158)
基金項目:本文系海南師范大學實踐教育基地建設研究項目“物理與電子工程學院電子學實踐教育基地”(項目編號:201215)的研究成果。
中圖分類號:G482?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)34-0112-02
高校實驗室在培養(yǎng)學生實驗、實踐能力,提高大學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識方面具有重要的不可替代的作用,因此,在高等教育教學改革中,創(chuàng)新實驗室的建設以及如何發(fā)揮其應有的作用,是當前高校普遍探索的問題。[1-5]另外,為了推動大學生創(chuàng)新實踐活動的廣泛開展,教育部每年都會舉辦各類設計競賽實踐活動,如大學生挑戰(zhàn)杯競賽、數(shù)學建模競賽、大學生電子設計競賽、大學生智能汽車設計競賽等。此外,各地區(qū)部門也會舉辦各種競賽活動,如計算機應用設計競賽等。海南師范大學從2000年起一直參加全國大學生電子設計競賽,2006年起參加全國大學生智能汽車設計競賽。在參加競賽的過程中,建設了創(chuàng)新實驗室。學院不斷總結實踐活動經(jīng)驗,積極開展電子課程體系實驗教學內容的改革,學生不但可以利用創(chuàng)新實驗室進行電子設計競賽、智能汽車設計競賽的準備工作,還可以進行電子類單獨開設的課程設計,進行國家大學生創(chuàng)新計劃項目的研究,進行教師科研課題的研究。實踐證明,創(chuàng)新實驗室建設有效推動了海南師范大學電子設計競賽活動的開展,建立了學生自主學習和自主管理的模式,營造了學生獨立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好學習環(huán)境,創(chuàng)新實驗室已成為學生自主向往的地方。
一、電子設計創(chuàng)新實驗室的建設
在傳統(tǒng)實驗室進行的實驗項目基本上是驗證性的實驗項目,是基礎性的實驗。而要系統(tǒng)地培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,必須建立起良好的實驗環(huán)境,為此,學院投入100多萬元,建設了電子創(chuàng)新開放實驗室,實驗室里有新的實驗儀器設備,如通用的直流電源、信號發(fā)生器、數(shù)字存儲示波器、萬用表、電腦、打印機、小型電鉆機、電烙鐵、制板機、電子設計實驗箱等。此外,實驗室里的木柜還放置了多年來電子設計競賽和智能汽車設計競賽中學生制作的實物,以提供給低年級學生參觀學習。創(chuàng)新實驗室實行的是開放的教學模式和管理模式,學生在傳統(tǒng)的實驗室完成了教學大綱規(guī)定的實驗項目后,如果學有余力,還可利用開放實驗室的儀器和設備,進行更深一步的實驗研究或電路設計,而且實驗研究不受時間限制。
二、電子設計創(chuàng)新實驗室完善了創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系
1.促進校內實踐基地的建設
在海南,由于電子工業(yè)基礎較薄弱,電子及相關工廠企業(yè)較少,因此,電子信息專業(yè)學生要找到對口的工廠、企業(yè)進行實習較困難。為此,電子設計創(chuàng)新實驗室也成為學院重要的校內實踐基地。學生在校外實習之前,已在實驗室經(jīng)過了2~3年的技能和工程訓練,學生的實踐動手能力、分析和解決問題的能力都已有所提高,同時學生也養(yǎng)成了嚴格、細致、實事求是的科學作風以及愛護公物的品質,養(yǎng)成了講究科學實驗方法、遵守操作規(guī)則、注意安全的良好習慣,為到校外順利實習提供了保證。
2.促進電子專業(yè)學科建設
創(chuàng)新實驗室建設目的在于培養(yǎng)學生的實踐動手能力、分析和解決問題的能力,培養(yǎng)學生的信息收集和處理能力、團結協(xié)作和創(chuàng)新思維能力。為此,實驗室的儀器設備不但要滿足單一性質的實驗,更重要的是滿足電子綜合實驗、設計性實驗。由此,學院在硬件建設方面,投入100多萬元,用于購買電子儀器設備,如電源、信號源、示波器、萬用表、邏輯分析儀、電路仿真設備、單片機、PCB板制作工具等。學生在實驗室可進行電路設計、仿真實驗、制板、焊接、編程、調試,最后制作出電子器件。另外,學生利用實驗室的儀器設備直接參與科研活動,完成國家大學生創(chuàng)新計劃項目、完成教師課題的子課題、完成企業(yè)的攻關項目,促進了電子專業(yè)學科的發(fā)展。
3.促進學生學科競賽活動的開展
創(chuàng)新實驗室促進了學生學科競賽活動的開展,學科競賽活動培養(yǎng)了學生的實踐能力和創(chuàng)新思維。[6-7]多年來,學院積極利用創(chuàng)新實驗室開展校級電子設計競賽和智能汽車設計競賽活動,通過選拔成績好的學生參加全國大學生電子競賽海南賽區(qū)的比賽,以及全國智能汽車競賽華南賽區(qū)的比賽,學生利用創(chuàng)新實驗室的優(yōu)越條件,在競賽中,均設計出性能優(yōu)良的電子實物,曾獲得海南賽區(qū)的一、二、三等獎和智能汽車設計競賽華南賽區(qū)的二、三等獎。對于在電子設計競賽中獲獎的學生,可以讓其免修電子課程設計,期末成績直接定為優(yōu)秀。
4.促進教學特色形成
在創(chuàng)新實驗室的實踐教學活動中,要求大一新生可隨時進入實驗室,由高年級的學生對一年級的學生傳授技術和知識,以對一年級學生在做人、團隊合作等方面進行言身傳教。一年級的學生在高年級學生和教師的傳授下,辯識各種類型電子元器件,購買、焊接、設計和制作簡單功能電路。在這種互相幫助、互相帶動的良好氛圍中,培養(yǎng)了學生的綜合素質,培養(yǎng)了同學之間的感情,提高了學生的實踐能力,為今后的一年級學生參加電子競賽、畢業(yè)論文設計或參加教師的研究課題等打下了堅實的基礎。
5.促進實踐課程培養(yǎng)體系的建設
在培養(yǎng)計劃的修訂中,在總課時不變的情況下,要增加創(chuàng)新實驗及其所占課時的比例,增加課程設計的門數(shù)及選修實驗的項目。選修實驗是設計性實驗、綜合性實驗,通過選修實驗可以讓學生有更多的機會參加實踐活動。如電子專業(yè)在新的培養(yǎng)計劃中,增加了“單片機原理與應用”課程設計、“傳感器技術”課程設計、“PLC原理與應用”課程設計等。在課程設計的教學中,讓學生自己選擇題目,獨立思考、獨立設計電路、獨立完成實驗、獨立解決碰到的實際問題,教師只起著引導作用。這種自主學習模式,調動了學生的學習主動性、積極性,提高了實踐教學效率以及學生獨立分析和解決問題的能力。[8-12]而對于學生畢業(yè)論文(設計)實踐教學,也可由校外相關企業(yè)出題,校外工程師也可作為學生的論文指導教師,與校內教師共同指導學生。學生利用創(chuàng)新實驗室的優(yōu)越條件完成畢業(yè)論文。通過對實踐教學培養(yǎng)方式的改革,培養(yǎng)學生的專業(yè)技能、動手能力和創(chuàng)新開發(fā)能力。
6.促進教師隊伍的建設
學生在參加創(chuàng)新實踐活動或智能汽車設計競賽活動時,學院都安排相關的教師定期給參賽學生進行輔導,而輔導學生實踐活動的教師,要求具有較高的工程實踐能力和創(chuàng)新實踐能力。為此,為了提高這部分教師的理論水平和工程實踐能力,學院定期安排相關教師在省內參加電子或相關學科的學術交流活動,或到國內名校參加工程實踐的培訓等。
7.提高畢業(yè)論文(設計)的水平
畢業(yè)論文(設計)是高等學校培養(yǎng)學生把知識與實際應用相結合,檢驗學生實踐能力的一個重要的實踐環(huán)節(jié),是學生綜合運用所學知識進行科學研究和工程設計、解決實際問題的重要環(huán)節(jié)。往年的論文題目由教師出題,學生根據(jù)自己的能力水平選擇題目,學生可選擇指導教師,指導教師也可以根據(jù)學生的實際能力,以及能否完成畢業(yè)論文任務而選擇學生,但學生用于做畢業(yè)論文(設計)的時間較少,論文的質量難以提高。而利用創(chuàng)新實驗室,學生或參加教師的科研,或參加大學生創(chuàng)新計劃項目,或參與校外企業(yè)的科研項目,或參加各種競賽活動,實際上也相當于為畢業(yè)論文(設計)工作進行了較早的準備。學生的論文可以是其參加教師科研項目的一部分研究工作,也可以是參加競賽活動時設計制作研究的部分工作,這樣,學生用于畢業(yè)論文的研究時間較充足,可以做出更高質量的畢業(yè)論文。
三、電子設計創(chuàng)新開放實驗室的管理方法
1.制訂規(guī)章制度
制訂創(chuàng)新實驗室管理各項規(guī)章制度,以保障創(chuàng)新實驗室的正常運行,管理制度有日常衛(wèi)生管理制度、安全管理制度、儀器設備使用管理制度、圖書資料使用管理制度和電子元器件使用申請制度等。
2.以學生自主管理為主、教師管理為輔的管理模式
創(chuàng)新實驗室建立了教師與學生共同管理的模式,以學生自主管理為主,教師管理為輔,教師為專職實驗管理人員,主要負責實驗室的日常管理,而學生主要開展自主管理。實驗室的衛(wèi)生和安全由學生負責,實驗室建立值日生制度,值日生負責當日實驗室的衛(wèi)生。最后離開實驗室的學生要關好門窗、電源、水龍頭,以避免出現(xiàn)安全事故。
3.對實驗室實行監(jiān)控
創(chuàng)新實驗室內有各種儀器設備,如實驗箱、萬用表、示波器、信號源、電腦、打印機等,還配有手電鉆、臺鉆、小砂輪機等,且實驗室實行24小時開放,由學生自己掌握鑰匙,學生自由進入實驗室,進行各種電路的設計與制作。因此,實驗室內應安裝監(jiān)控視頻設備,對實驗室內的電子設備進行全面的監(jiān)控。
4.創(chuàng)新實驗室的電子元器件使用管理
學院在創(chuàng)新開放實驗室內建立了一個電子元器件倉庫,存放各種常用的電阻、二極管、三極管、集成塊等,學院每年均從教學維持費中拿出近十萬元,用于購進各種電子元件,供給學生進行各種實踐活動。另外,器件倉庫存放的都是在??谑须y以買到的,而在本地易于買到且價格便宜的電子器件,由學生自己去選擇購買,然后拿回發(fā)票,集中在學院報帳。為了規(guī)范學生使用倉庫中的電子元器件,以避免出現(xiàn)浪費器件的現(xiàn)象,學院開設了電子元器件選用申請網(wǎng)上管理系統(tǒng),[13]網(wǎng)上管理主要由學生自主管理,管理員為學生。進行課程設計、競賽活動或課題研究等實踐活動所需要的電子元器件,如二極管、三極管、各種型號的集成電路等,學生先上電子元器件管理庫網(wǎng)進行查詢,申請登記所需的電子元器件的種類、型號、數(shù)量等,而后經(jīng)過指導教師確認同意,由元器件使用管理小組到倉庫進行領取,并進行登記。這種元器件使用網(wǎng)上管理的目的是在統(tǒng)計各種電子元器件使用的頻率,同時也避免學生隨意使用電子元器件,出現(xiàn)浪費器件的現(xiàn)象。
四、結束語
創(chuàng)新實驗室建設以來,學院成功地申報了1項省級教學改革項目,5項大學生創(chuàng)新計劃項目,1項校級教學成果獎。學生利用創(chuàng)新實驗室,開展電子實踐設計活動,發(fā)表學術論文20篇,實驗室濃厚的學習氛圍和良好的條件,使得學院每年舉辦的電子設計競賽和智能汽車設計競賽,吸引了大批的電子和自動化專業(yè)的學生參加。越來越多的學生通過創(chuàng)新實踐活動,得到了創(chuàng)新能力的培養(yǎng),在各種學科競賽中獲得了優(yōu)異的成績,如在全國大學生電子設計競賽中,學院電子和自動化專業(yè)學生連續(xù)十年獲得海南省賽區(qū)的一、二、三等獎,在全國大學生智能汽車設計競賽中,學院學生連續(xù)三年獲得華南賽區(qū)的二等獎。學生經(jīng)過創(chuàng)新實踐活動,綜合能力得到了明顯的提高,多數(shù)學生畢業(yè)后,進入國內知名企業(yè)工作。另外,通過創(chuàng)新實踐活動的自主學習和自主管理模式,不僅培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新實踐能力,也推動了學院的學風建設和發(fā)展。
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主管單位:九三學社陜西省委員會
主辦單位:西安市三才科技實業(yè)有限公司
出版周期:半月
出版地址:陜西省西安市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1006-6977
國內刊號:61-1379/TN
郵發(fā)代號:52-142
發(fā)行范圍:國內外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1994
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實踐教學對于提高學生的綜合素質、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與實踐能力具有特殊作用。中國民航飛行學院航空工程學院主要培養(yǎng)民航飛機與發(fā)動機維修、航空電子電氣設備維修等方向的應用型高級機務工程技術人才。結合機務維護行業(yè)需要和自身實際,提出了“學歷+技能+英語”的培養(yǎng)模式,明確我院學生培養(yǎng)的目標,從中可以看出學生動手能力的重要性。隨著我國“大飛機”項目的實施,可以預見,更多的高新科學技術將會用到“大飛機”的研發(fā)、試飛、運行和維護中,這也對未來的機務維護工作者提出了更高的要求,不但要求其具有很強的動手能力,而且還要求其具有很高的創(chuàng)新能力。
二、競賽對機務專業(yè)學生動手能力的培養(yǎng)
電子設計競賽對學生實踐能力提出了高要求,全國大學生電子設計競賽的形式是半開放模式。要求學生在四天三夜的時間里,根據(jù)題目給出的要求設計出方案,更重要的是該方案要切實可行,即理論上可行和實驗室現(xiàn)有的條件能夠實際制作出來,最后還要制作完成實物作品。這個過程對學生的實踐動手能力提出了極高的要求,要求學生能夠理論聯(lián)系實際,并在電路設計、制作、調試等方面要積累相當?shù)慕?jīng)驗,這對傳統(tǒng)的教學(理論教學和實驗教學)提出了很高的挑戰(zhàn)。針對電子設計競賽的內容和特點,需要對學生進行以下訓練,努力提高學生的動手能力以及理論聯(lián)系實際的能力。
(一)基礎知識訓練
基礎知識訓練的目標是達到“六會一牢固”,即基本知識牢固,會看圖,會畫PCB板,會焊接安裝,會測量,會查資料,會寫文檔。對于我院來講,參賽隊員主要是大三的學生,競賽涉及的一些課程如模擬電子技術、數(shù)字電路、單片機、傳感器與檢測技術等已經(jīng)修過。因此在暑假集中培訓階段,要求他們牢固鞏固已學過的知識,同時注意與應用密切相關的基礎知識。例如:對于模擬電路,要求學生在懂得基本的半導體知識后著重掌握各種基本放大器的工作機理及應用,運算放大器、比較器的原理及應用,各種振蕩器的應用,電源等;對于數(shù)字電路,則要求學生切實鞏固各種組合邏輯電路和時序邏輯電路的應用與基本的設計思想等。重視對參賽隊員焊接知識的培訓,學會使用常見的各種測量儀器,學會使用互聯(lián)網(wǎng)進行查閱資料,學會寫設計總結報告。設計總結報告是競賽作品的一個重要組成部分,其內容體現(xiàn)參賽隊員的設計思想、實現(xiàn)手段以及測試結果等方面。設計總結報告質量的高低反映參賽隊員的寫作能力優(yōu)秀與否,同時也關系作品成功與否,因此要重視對文檔寫作的培訓。
(二)實踐模塊訓練
實踐模塊訓練的內容和目標是由淺入深,循序漸進,有計劃地進行培訓,獨立完成電子電路模塊設計與制作,組織各種形式的學習討論會,促進信息交流,優(yōu)秀作品及時整理歸檔,達到建立相關硬件、軟件、資料的“共享資源庫”。結合電子設計競賽常用到的模塊,進行相應基本單元電路的設計與制作,其內容包含有單片機最小系統(tǒng)、A/D與D/A電路、集成直流穩(wěn)壓電源電路、信號放大電路、信號產(chǎn)生電路、信號處理電路、聲音報警電路、壓力、光電等傳感器應用電路、功率驅動電路、顯示電路等。
(三)綜合強化訓練
綜合強化訓練的目標是模擬實際競賽,以往年的競賽題目為模板,適當進行一些調整,盡量接近實際競賽的難度,以達到模擬實戰(zhàn)的目的,培養(yǎng)學生電子設計的綜合實踐能力。參賽隊員存在的主要弱點是理論與實踐結合不夠,不具備綜合運用所學知識進行設計的能力,創(chuàng)新及獨立工作的能力較差,新器件、新技術應用能力差,因此在選手的賽前訓練中緊密結合各個模塊功能設置訓練題目進行實訓。對于同一個制作題目讓兩組參賽隊員采用不同的設計方案實現(xiàn),然后比較制作實物的性能參數(shù),最后集中討論總結經(jīng)驗,加深他們對不同器件、不同模塊特性的認識。
三、電子設計競賽對機務專業(yè)學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
大學生電子設計競賽題目涉及的內容涵蓋了電子信息類大學本科的大部分課程,競賽主要考察學生的創(chuàng)新意識。競賽的每一道選題都經(jīng)過千挑萬選,題目的解決方法往往具有多樣性,既能采用常規(guī)方法達到目的,又可用新方法新手段來實現(xiàn),這為學生提供了足夠的發(fā)揮空間。競賽中,對于同一題目的多件作品,一種好的項目解決方案或一種比較新穎的解決思路往往更易吸引專家、評委的注意。競賽題目的這種特點,無形中促使學生充分發(fā)揮主觀能動性,廣開思路,促進了學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的形成。
(一)創(chuàng)新意識的形成
大學生電子設計競賽在一個開放或半開放的環(huán)境中進行,學生根據(jù)自己的需要形成策劃來滿足社會上某一需求。根據(jù)策劃進行設計制造,對某產(chǎn)品進行調試并參加全國或全省評比。評判組成員包括國內外的專家和提供開發(fā)環(huán)境的專家,學生要與評審專家進行交流、探討、匯報。很多學生能用英語來報告,涉及的題目、環(huán)境也很具有前沿性。由策劃到設計、制造、調試,到答辯、交流,通過介入當今電子技術領域的前沿,與國內外一些專家的交流,使競賽成為一個互相交流、互相促進、互相學習的過程,實際上都是培養(yǎng)國際意識的過程,競賽對學生自己今后在工作中的創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是一個很大的提高。
(二)創(chuàng)新能力的提高
大學生電子設計競賽的操作性很強,通過參加競賽,學生的創(chuàng)新實踐能力大幅度提高,一批優(yōu)秀人才脫穎而出。競賽使那些具有良好的理論基礎、實踐動手能力強,特別是具有創(chuàng)新意識和協(xié)作精神的學生有了施展才能的空間。他們通過賽前的培訓以及競賽的鍛煉,在綜合素質上有很大提高。王越院士說:“比賽既有理論分析,又有實踐的動手能力,是全面素質的培養(yǎng)。在專題競賽中既培養(yǎng)了學生面對眾多社會需求發(fā)揮創(chuàng)新能力,自由選擇滿足需求的實施方案,又使學生經(jīng)歷了由策劃、設計、制造、調試、試用全研制開發(fā)過程,很多學生反映這段特殊學習經(jīng)歷終生難忘?!彼?、電子設計競賽有助于機務專業(yè)學生查閱利用文獻能力、寫作能力和英語水平的提高電子設計競賽題目所涉及的內容很可能是參賽者從未接觸過的全新領域,在短短的參賽時間內要查閱大量文獻資料,利用有用信息。但競賽時間有限,這就要求參賽者要有較強的分析判斷力,能在較短時間內迅速準確地找到自己所需的信息。通過培訓和競賽,學生查閱資料、獲取信息的自主學習能力將會得到有效提高。
【基金項目】沈陽航空航天大學教改基金項目(項目編號:JG1302B)?!局袌D分類號】G64【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089(2015)12-0233-01
一、引言
高等教育是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃。因此如何培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力是建設創(chuàng)新型國家對我國高等教育提出的新要求。電子設計應用軟件訓練是電類專業(yè)學生不可或缺的實踐教學環(huán)節(jié),要求學生不僅具備基礎理論知識,還需要培養(yǎng)學生實踐能力、動手能力、獨立分析解決問題的能力。往屆學生開展軟件訓練過程中存在的一些現(xiàn)象:(1)照貓畫虎、不求甚解大多指導老師仍沿用傳統(tǒng)的課程設計的指導方法,即以教師為主導,學生被動地按教師的演示方法或相關步驟進行電路設計,學生的學習積極性、主觀能動性、實際動手能力以及獨立分析問題、處理問題等綜合素質必然會受到扼制和打擊。(2)固步自封,缺乏創(chuàng)新從過往題目設置來看,缺乏與實際應用的結合,譬如:學生在電路設計中,依據(jù)任務書繪制電路圖,對元器件的相關原理不求甚解,在實施軟件設計時,大部分內容借鑒了網(wǎng)上查閱的資料,并未深入理解。單純?yōu)榱送瓿绍浖柧毝笱軕丁k娮釉O計應用軟件訓練實踐平臺的設計相信會有效克服這些困難,為我院學生提供創(chuàng)新能力培養(yǎng)和鍛煉的機會?!败浖柧殞嵺`平臺”將有效整合軟件訓練實踐內容、軟件訓練電子資源以及訓練考核模式。
二、電子設計軟件訓練平臺實施方案
開展“電子設計應用軟件訓練“平臺設計要經(jīng)歷以下幾個階段,主要任務描述如下:(1)軟件訓練環(huán)境及開放的教學資源開放性綜合實驗室為電子設計應用軟件訓練提供必要的教學場地。培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維需要現(xiàn)代化的教學手段。而基于校園網(wǎng)的“電子設計軟件訓練”教學資源將通過大量多媒體資源的呈現(xiàn)為學生更直觀、生動地反映軟件訓練的各個環(huán)節(jié),提高學生對軟件訓練項目的興趣。(2)電子設計軟件訓練指導教師隊伍配備軟件訓練的主導是教師,成立教師指導小組,在師資隊伍中,年輕教師和老教師各有長處,這無疑要求教師對本學科的技術及交叉學科的理論和實踐方法有較為廣泛的涉獵。(3)電子設計應用軟件訓練的題目甄選軟件訓練題目既要體現(xiàn)電子信息及通信技術的特點,又能反映目前這一領域前沿發(fā)展方向,并具備一定的實際價值。題目范圍廣,涉及多門課程,包括數(shù)字信號處理、模擬電子線路、單片機、微機原理等,涉及的仿真設計工具不僅局限于Protel,Proteus,DXP等,這就要求指導教師要有更寬的知識面和更豐富的實踐經(jīng)驗。(4)網(wǎng)絡成為輔助軟件訓練的主要利器鼓勵他們在相關網(wǎng)絡資源中找到靈感,瀏覽電子網(wǎng)站及相關的學習論壇,如21IC網(wǎng)、電子工程師網(wǎng)等。通過這些網(wǎng)絡資源,學生不僅能夠學會查閱芯片資料,而且能找到解決問題的思路。(5)資源整合的“流程化”實施體系以基本素質培養(yǎng)為根本,創(chuàng)新研究能力拓展為外延,有層次的設置軟件訓練題目,并力求使題目覆蓋主要知識點,并與實際需求銜接。
三、考核體系的設計
隨著軟件訓練平臺的不斷完善,基于軟件訓練平臺的考評與以往的考核標準相比更為高效、科學。學生根據(jù)所選題目的層次,提交不同形式的訓練報告。以綜合設計性題目為例,設計完成后,各組除應提交分析報告、可運行的源程序或電路原理圖還要有完備的仿真結果,都可以在訓練平臺上通過不同的ID,上傳到相應入口,由指導老師進行審閱。此外,考核機制還需逐步修正,并在一定程度上側重學生科技論文寫作能力。其中,軟件訓練報告的格式要求思路清晰,內容上針對項目的核心原理及實現(xiàn)步驟作簡要說明,包括硬件及軟件部分的結構圖、流程圖、電路原理,各電路元器件的參數(shù)設置等,突出創(chuàng)新發(fā)揮及收獲體會等部分,為學術論文的撰寫打下基礎。
四、結語
電子設計軟件訓練在提高學生綜合素質方面發(fā)揮了重要作用。它不僅改變以往學生被動參與軟件訓練的模式,完成學生的角色轉換,而且促進了學生軟件技能方面的發(fā)展。目前,我院與中興通訊在產(chǎn)學研合作方面保持了良好的互動,建立與企業(yè)的緊密交流,對實現(xiàn)我院課程、實訓內容和教學平臺緊跟行業(yè)應用技術發(fā)展都大有裨益。從學科的教學改革及發(fā)展上著手,建立新的人才培養(yǎng)模式,從能力、素質等方面對學生進行“工程化”、“應用化”教育,把創(chuàng)新教育滲透在軟件訓練中,貫穿于整個實踐教育環(huán)節(jié)的方方面面。
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理論上講高校的創(chuàng)新實踐教育內容應該涵蓋該校的所有學科,但必須以高新技術為主導,這一點是必然的,否則就談不上創(chuàng)新。而在高新科學技術中,電子信息學科則應是首當其沖的龍頭學科,這也是毋庸置疑的,我校在開展創(chuàng)新實踐教育中,無論是起步階段,還是現(xiàn)已成立“大學生創(chuàng)新院”全面展開的今天,電子信息技術一直是創(chuàng)新實踐教育的主導內容,以其為龍頭學科帶動其它相關學科,共同提高和發(fā)展。究其原因不外有兩點:
第一,電子信息技術在諸多高新技術中是發(fā)展最快、最具活力、而且對自然科學的其它領域、對人類社會的發(fā)展乃至人們的日常生活影響最大的學科。作為在高校學習的大學生們,無論是電類的,還是非電類的,也無論理科的還是工科的,都必須對電子信息技術(包括模擬技術及數(shù)字技術、電子視聽技術、電子測量技術、自動控制技術、近代通信技術、計算機科學及應用技術、光電技術等等)有一定程度的了解,都必須掌握和具有一定的電子信息技術方面的應用能力。我們所說的創(chuàng)新能力,當然而且必須包括電子信息方面的應用能力。
第二,21世紀既是電子信息時代,同時也是自然科學各個領域(學科)相互交叉滲透、相互融合的時代。這是當今科學技術發(fā)展最鮮明的特點之一。當前,電子信息學科已成學科相互交叉滲透的焦點,幾乎找不到不采用電子信息技術為本學科服務的學科,這已是不爭的事實和規(guī)律。很多非電學科都在大量采用電子信息技術來提高本學科的自動化程度,以電測技術來提高本學科的測量速度、范圍和精度,從而促進本學科的發(fā)展。很多學科已把采不采用電子信息技術作為衡量其是否先進,是否接近現(xiàn)代化的尺度。因此,將其列為創(chuàng)新教育的主導內容也就是理所當然的事了。
經(jīng)驗證明,以電子信息技術為主導內容的創(chuàng)新實踐教育對大學生有著強烈的吸引力,那些學有余力的非電專業(yè)學生大都渴望獲取這方面的知識和能力。我校除各院系設有創(chuàng)新教育分中心外,還成立了面向全校的“大學生創(chuàng)新院”。在創(chuàng)新院下設的三個創(chuàng)新教育實踐班中,其中兩個屬于電子信息學科,即“機電實踐強化班”和“軟件實踐強化班”,而另一個“數(shù)模強化班”也以計算機為寫作工具。而參加這三個中心活動的學生中,非電專業(yè)學生占65%,可見這些非電專業(yè)學生對學習電子信息技術的渴望程度。這些學生通過在中心的活動,創(chuàng)新實踐能力顯著提高。我院在2003年的全國大學生電子設計大賽中獲得E題全國一等獎的三個學生,其中兩個是校機械學院的學生。這些學生通過中心的培訓,使本專業(yè)與電子信息技術緊密結合,從而顯著地提高了創(chuàng)新實踐能力。
2.全國電子設計競賽活動為高校的創(chuàng)新實踐教育活動提供了一個好平臺
近年來,全國各地舉辦了很多大型的科技競賽活動,如“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽和索尼杯全國電子設計大賽。我院的學生都積極參與了這些賽事。從效果看,確實起到了促進和深化創(chuàng)新教育實踐活動的作用。筆者作為多次競賽的指導教師,感受頗深。
(1)以競賽為契機開展創(chuàng)新實踐活動 自1994年始,全國電子設計競賽已成功舉辦6屆。從學生參賽就可看出電子設計大賽對創(chuàng)新實踐教育的影響力,各高校均把參賽作為創(chuàng)新實踐活動的重要內容。為參加競賽,我校組成了多個技術專題組,圍繞技術專題開展創(chuàng)新實踐活動。學校主管部門則為這些活動提供各種條件,并舉辦校內的電子設計競賽,參賽師生都顯現(xiàn)出極大的熱情,從而推動了創(chuàng)新實踐教育活動。
(2)以競賽來檢驗創(chuàng)新實踐教育效果 開展創(chuàng)新實踐教育,根本目的在于激發(fā)學生的創(chuàng)新實踐意識并提高其創(chuàng)新實踐能力。創(chuàng)新實踐教育與學校傳統(tǒng)的課內教育不同,不能通過一張考卷來評定其教學效果。但各種科技大賽,則是對學員創(chuàng)新實踐能力的綜合考評尺度。比如電子設計競賽,從拿到考題后,選題、查閱資料、設計計算、備件、實際動手實施、調試、最后完成作品并寫出論文,這些都要在短短的幾天內完成,而且這期間可能還要不斷修改方案,反復調試。這是對參賽者綜合素質的全面檢驗和考核,是對學員的理論水平、理論聯(lián)系實踐能力、實際動手能力、軟硬件綜合應用能力、論文書寫能力及品質意志、團結協(xié)作精神等的大測驗。這些能力是實實在在的創(chuàng)新能力,來不得半點僥幸。這也是各高校為什么如此重視這個賽事的主要原因。
1.1開展一系列分項目、分層次的講座,包括有關電源、DDS信號源、掃頻儀的原理,設計思路,高頻電路,FPGA,單片機,控制理論,論文寫作等專題以及電路調試中的實用方法和技巧。近三年來,電子設計培訓中心在區(qū)內開出公開講座2次,校內講座10余次。
1.2編寫《Protel設計與提高》、《FPGA實踐與應用》等培訓教材,面向電子設計愛好者組織經(jīng)常性的培訓,通過訓練考核促進學生設計與制作能力的提高。同時,利用與電子行業(yè)相關企業(yè)建立的合作機制,由企業(yè)主動提供新產(chǎn)品、新設備,對師生開展進校集中培訓,介紹行業(yè)的新知識、新理論、新技術。
1.3為有較強創(chuàng)新意識和實踐動手能力的學生參與創(chuàng)新性實驗項目、教師科研、畢業(yè)設計、課程設計等提供技術指導及設備支持?!靶」β蕯?shù)控交直流電流源”、“基于FPGA的RFID實訓平臺”、“智能無線搜救系統(tǒng)”、“基于軟件無線電的數(shù)字SSB無線收發(fā)機”等一批學生項目相繼完成并通過測試。
1.4作為大學生電子設計競賽廣西賽區(qū)的測評基地,為整個廣西賽區(qū)作品的測評提供全套設備和良好的測試環(huán)境。培訓中心的管理采用教學改革項目模式,學校每年驗收一次,根據(jù)中心當年的培訓規(guī)模、參賽成果等劃撥下一年度經(jīng)費。電子信息類專業(yè)學生通過中心的活動擴大了知識面,同時學校也遴選出了一批參加區(qū)級和國家級競賽的種子選手。
2注重興趣培養(yǎng),夯實入門基礎
在學生入校之初,就宣傳“先實踐、后理論、再實踐”的學習方式,鼓勵學生及早參與競賽培訓、體驗實踐創(chuàng)新。通過獲獎學生經(jīng)驗介紹會等形式,使新生深刻意識到:具有大賽經(jīng)歷的學生,會帶著大賽中的許多實踐問題學習理論課,迅速渡過認知階段,加深對理論知識的理解。因此,并非要課程都學完才能參加大賽,要提前介入,介入得越早越好[4]20-22。參與培訓的學生以自愿為基礎,采用三人組隊形式。組隊時,提倡專業(yè)搭配、學科交叉,具有電路制作、軟件仿真、單片機編程、機械設計等專長的學生合理分工,優(yōu)劣互補。組隊形式從一開始便基本固定下來,經(jīng)過長期的磨合、磋商后,一旦有了賽事,小組成員之間即可默契配合、各司其職,為獲取佳績奠定了基礎。對于剛接觸競賽培訓的學生,組織參觀演示性強的往屆學生獲獎作品,提高學生的參與興趣。分別從數(shù)字電路、模擬電路、單片機、DSP及EDA等幾個方面介紹基礎理論知識,然后開設一些簡單的單元制作項目,具體內容包括:信源電路、搶答器、計時器、放大器、傳感器、濾波器等。這些單元電路既是各種通用電路的基礎,又都具有趣味性和可欣賞性,可以作為獨立的成果進行展示,從而激發(fā)學生學習電子信息類知識的熱情和自信心,初步體驗電子設計制作的基本流程,邁出實踐創(chuàng)新的第一步。
3研究競賽選題,推行層次化訓練
全國大學生電子設計競賽的選題范圍“以電子技術(包括模擬電路和數(shù)字電路)的應用設計為主,可以涉及單片機、可編程器件及微機(微機主要作開發(fā)用)。題目盡可能考慮到教學的基本要求,并兼顧新技術的發(fā)展?!睔v年競賽題目主要分為:(1)無線收/發(fā)信機;(2)數(shù)據(jù)采集、測量、傳輸與控制系統(tǒng);(3)高、低頻信號源;(4)交、直流放大器。細化到實際課程中,則涵蓋模擬電子電路、數(shù)字電子電路、高頻電路、傳感器技術及應用、微機原理、單片機接口技術、PLD可編程技術、自動控制原理等多門課程[5-7]131-148,415-420,130-132。根據(jù)大學生電子設計競賽的題型和內容傾向,針對需要掌握的基本知識、技術及技能,結合電子信息類應用型人才培養(yǎng)方案要求,開展層次化訓練。
3.1分項訓練對于具備一定設計制作基礎的學生,根據(jù)模擬電路、數(shù)字電路和單片機電路模塊分別進行分項專題訓練。模擬電路部分主要訓練項目為:音頻功放(包括音調、功率放大)、電源(穩(wěn)壓、穩(wěn)流)、程控放大器;數(shù)字電路部分包括:常規(guī)器件實現(xiàn)數(shù)字鐘、方波的展寬與變窄、常規(guī)器件實現(xiàn)的頻率計;單片機電路部分包括:單片機配合A/D轉換器實現(xiàn)數(shù)字電壓表、單片機與D/A轉換器實現(xiàn)的波形發(fā)生器、單片機對電機的控制。
3.2綜合訓練融合基礎層次的多個模塊給出設計題目和參數(shù)要求,啟發(fā)性地講解設計要點,使學生建立起系統(tǒng)的概念并自主設計、制作作品。
3.3跨學科集成訓練集中進行涉及自動化、機械、光學等多方面、跨學科的綜合訓練,包括:直流穩(wěn)壓源、信號發(fā)生器、無線收/發(fā)信機、信號檢測與控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與控制等。指導教師給出參數(shù)要求和大致參考方案,具體的設計和實施則通過學生查閱資料、教師答疑和學生自己的實踐來完成[8]154-156。
3.4賽前沖刺在開賽前期,參照電子設計競賽模式,采用模擬試題,要求學生以2-3人組隊的形式,在設定的時間限度內完成資料查閱、方案選擇、電路制作、程序調試、問題排查、論文寫作等一系列工作,體驗競賽氛圍和工作模式。同時,邀請有豐富競賽經(jīng)驗的指導教師或企業(yè)工程師開設專題講座,講評電子制作作品,補充競賽方法和技巧,開拓學生的知識結構,使學生的實戰(zhàn)能力得到快速提高[9]120-123。為了能更真實地反映出學生電子設計制作的實際水平,當前在區(qū)級賽和國家級賽中,逐漸加設了全封閉式的制作類專項競賽。由組委會提供儀器設備、電路元件、萬能板等硬件設備,各參賽隊只能攜帶參考書籍和未寫入程序的單片機小系統(tǒng)板入場。參賽隊員需自行查閱資料、設計電路方案、列出元件清單并領用元件、在萬能板上布設元件、焊接電路、調試并測量數(shù)據(jù)。針對這一競賽形式,反饋到賽前培訓中,則更需要加強對學生基礎知識、獨立工作能力和拼搏精神的培養(yǎng)和鍛煉。
4開展校級競賽,提供練兵舞臺
EDA技術是以數(shù)字電子技術課程知識為基礎,具有較強實踐性、工程性的專業(yè)課程。將數(shù)字電路設計從簡單元器件單元電路設計,EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上,進一步鞏固和提高學生電子電路綜合設計能力。但是,傳統(tǒng)的教學模式是將兩門課程分開,先上數(shù)字電路,后上EDA技術,分兩學期授課。這樣的教學模式存在弊端,減弱了課程之間的聯(lián)系,降低了學生對數(shù)字電路理論的認識程度。通過對EDA技術課程的教學改革,以實訓的方式采用項目教學法,使學生在較短的時間內掌握EDA技術基礎及其實驗系統(tǒng),從數(shù)字系統(tǒng)的單元電路,如譯碼器、計數(shù)器等入手,加深對數(shù)字電路基礎理論的認識,逐漸完成數(shù)字系統(tǒng)設計。
1. EDA技術及其在教學中的應用
1.1 EDA技術
EDA技術即電子設計自動化(Electronic DesignAutomation)是以計算機為工作平臺,融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果而形成的一門新技術畢業(yè)論文格式,是一種能夠設計和仿真電子電路或系統(tǒng)的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設計,對整個系統(tǒng)進行方案設計和功能劃分,系統(tǒng)的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路(ASIC)實現(xiàn),然后采用硬件描述語言(HDL)完成系統(tǒng)行為級設計,最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。圖1為一個典型的EDA設計流程。
圖1 EDA設計流程圖
1.2 EDA技術在教學中的應用
在教學過程中,EDA技術利用計算機系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)處理能力,以及配有輸入輸出器件(開關、按鍵、數(shù)碼管、發(fā)光二極管等)、標準并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開發(fā)平臺,使得在電子設計的各個階段、各個層次可以進行模擬驗證,保證設計過程的正確性。從而使數(shù)字系統(tǒng)設計起來更加容易,讓學生從傳統(tǒng)的電路離散元件的安裝、焊接、調試工作中解放出來,將精力集中在電路的設計上。同時,采用EDA技術實現(xiàn)數(shù)字電路設計,不但提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,也增強了系統(tǒng)的靈活性,方便學生對電路進行修改、升級,讓實驗不在單調的局限于幾個固定的內容,使教學更上一個臺階,學生的開發(fā)創(chuàng)新能力進一步得到提高。
2.課程教學改革實施
2.1課程改革思路
課程改革本著體現(xiàn)鞏固數(shù)字電路基礎,掌握現(xiàn)代電子設計自動化技術的原則來處理和安排EDA技術教學內容。打破傳統(tǒng)的從EDA技術概述、VHDL語言特點、VHDL語句等入手的按部就班的教學方法,以設計應用為基本要求,開發(fā)基于工作過程的項目化課程,以工作任務為中心組織課程內容,讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識。將EDA技術分為四個方面的內容,即:可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發(fā)工具、實驗開發(fā)系統(tǒng),其中,可編程邏輯器件是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的載體,硬件描述語言是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的主要表達手段,軟件開發(fā)工具是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的智能化的自動設計工具,實驗開發(fā)系統(tǒng)則是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的下載工具及硬件驗證工具。采用項目化教學方法,以實訓的方式展開,讓學生在“學中做,做中學”。
2.2課程改革措施
以電子線路設計為基點,從實例的介紹中引出VHDL語句語法內容。在典型示例的說明中,自然地給出完整的VHDL描述,同時給出其綜合后的表現(xiàn)該電路系統(tǒng)功能的時序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實例畢業(yè)論文格式,將VHDL中最核心、最基本的內容解釋清楚,使學生在很短的時間內就能有效地掌握VHDL的主干內容,并付諸設計實踐。這種教學方法突破傳統(tǒng)的VHDL語言教學模式和流程,將語言與EDA工程技術有機結合,以實現(xiàn)良好的教學效果,同時大大縮短了授課時數(shù)。表1為課程具體內容及實訓學時分配。
能力
目標
學習情境
項目載體
課時
QuartusⅡ開發(fā)工具使用能力
QuartusⅡ開發(fā)環(huán)境、實驗系統(tǒng)
二選一音頻發(fā)生器設計
6
VHDL語言編程能力
VHDL語言基本結構
計數(shù)器電路設計
6
VHDL語言并行語句
8位加法器設計
8
VHDL語言順序語句
7段數(shù)碼顯示譯碼器設計
8
VHDL語言綜合運用
數(shù)控分頻器的設計
8
層次化調用方法
4位加減法器的設計
4
綜合開發(fā)調試能力
8位16進制頻率計設計;
十字路通燈設計;
數(shù)字鐘設計;
波形信號發(fā)生器設計,等。
(任選一題)
20
總計
1.1參賽動機不純
為鼓勵學生積極參賽,出成績,出成果,學院通常會在各方面給予照顧和優(yōu)惠。比如我系參加數(shù)學建模競賽算2個公選課學分。在綜合測評加分中,各項獎勵都可以加分評獎學金,每支參賽的團隊還可以得到學校一定金額的資助,這就使得部分學生因功利性而參賽,忽視了科學研究精神。
1.2知識面過于狹窄
在接到一個課題項目之后,學生不能就所學過的知識融會貫通,提出自己的設計方案,也無法對現(xiàn)有的各種方案進行優(yōu)劣比較。
1.3不會書寫設計報告
設計報告從內容到格式都存在許多不足,如電路設計缺少必要的理論分析和公式推導。這說明在實踐教學上忽略了實驗報告的質量。原因是有統(tǒng)一印制的實驗報告格式,學生只需要相應地填寫數(shù)據(jù)即可,不需要重新設計格式,不重視對數(shù)據(jù)的記錄、分析、總結、歸納,不善于通過數(shù)據(jù)或圖表說明問題。
1.4專業(yè)軟件的使用不夠熟練
電路的仿真計算都離不開專業(yè)軟件的輔助,這就要求學生熟練掌握Protel或Multisim、Max-Plus2、SystemView、Matlab等EDA軟件的使用,并具有一定的文字錄入排版水平。實踐中,學生對于操作繁雜的大型專業(yè)軟件還不夠熟練,往往調試不出正確的結果。
1.5資料查閱能力差
“挑戰(zhàn)杯”全國電子設計競賽屬于命題型開放性比賽。學生在選定題目后,不能盡快找到相關資料,對從哪一類書籍中可以找到適當?shù)脑O計資料不甚清楚。學生不會充分利用網(wǎng)絡資源,不熟悉與電子設計相關的網(wǎng)站,在資料查閱上花費了大量的時間。這反映出實踐教學脫離了工程實際,暴露了實踐教學上存在的問題。
1.6對實驗室儀器生疏
學生們通常只對用得比較頻繁的萬用表、示波器、信號發(fā)生器比較熟悉,而對雙蹤示波器,面板上功能眾多的調試旋鈕也不熟悉。至于頻譜分析儀、波特測試儀、高頻Q表就更是一籌莫展。
2對實驗實踐教學問題的思考
2.1加強實驗室建設
實踐教學要遵循的兩個重要原則:一是能力培養(yǎng)原則,二是系統(tǒng)性與循序漸進原則。目前實驗教學分兩部分:實驗和實訓。從執(zhí)行效果上看,存在兩個方面的問題:一是驗證性實驗多、設計性實驗少,工科理科化;二是內容不成體系,課程間的實驗內容聯(lián)系不緊,理論與實踐脫節(jié),不符合能力提升的循序漸進原則。因此需要優(yōu)化實驗內容體系,不斷更新和充實實驗內容。其中工科理科化問題尤為突出,工科專業(yè)要求有較大硬件投入,建立實訓室,實習基地,校企合作,但就目前的現(xiàn)狀看,學校在這方面的投入明顯不足,學生動手能力差,焊接等技巧都不過關,實踐能力比較差。電子設計競賽實質是學生專業(yè)綜合素質技能的競賽,是現(xiàn)代電子企業(yè)生產(chǎn)過程的仿真。學生的專業(yè)技能主要是在實驗室里培養(yǎng)造就的,只有在實驗室養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W作風才能在考核創(chuàng)新精神的電子競賽中游刃有余。所以,無論是從學校教育教學改革,還是從參加電子設計競賽需要的角度出發(fā),實驗室設備齊全是至關重要的初始條件。學校除了要配備普通的單片機實驗室、可編程序控制器實驗室、計算機控制系統(tǒng)實驗室、傳感器實驗室以外,還應建設單片機應用、控制系統(tǒng)等實習基地,為學生提供實踐的機會。
2.2加強實踐教學內容的改革
學生科技創(chuàng)新活動是促進學風建設和素質教育的重要載體,高職學生本身并不缺乏創(chuàng)新潛能,但缺乏創(chuàng)新的動力和欲望,缺乏創(chuàng)新意識和創(chuàng)新毅力,這些問題在課堂教學和課外科技活動中都沒有得到很好的解決。傳統(tǒng)的高職教育模式很難實現(xiàn)創(chuàng)新教育的要求。學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)沒有在課堂主陣地得到落實,實訓教學往往強調對某項操作技能的反復訓練,不能對學生起到啟發(fā)作用。有鑒于此,實驗實踐教學的改革勢在必行。教師在課堂教學過程中,注意教材內容的更新,不斷將新理論、新技術介紹給學生。鼓勵學生閱讀相關電子刊物,并以論文、課外書刊讀書筆記、小產(chǎn)品設計等形式作為作業(yè)或考試的一部分。課堂教學采用啟發(fā)式教學,要充分調動學生的學習積極性,使學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習,激活學生的創(chuàng)新思維。加強綜合性實踐教學,減少驗證性實驗。把部分實驗室作為開放實驗室,為學生提供必要的技術支持。對于一些專業(yè)性強、實用性強的課程,學生的學習興趣較大,為此教師應在原綜合實驗內容的基礎上增加一些設計性內容,為學有余力的學生進行實踐提供支持。
2.3提高教師素質
學生電子設計競賽不僅是對參賽學生創(chuàng)新精神、專業(yè)技能的檢驗,也是對教師水平、教學效果、教師專業(yè)素質水平的檢驗。教師首先要具有較高的專業(yè)素質,才有能力對學生言傳身教。形成階梯化的教師隊伍,對年輕教師實行導師制度,讓有豐富實踐教學經(jīng)驗的教師作為指導教師,在思想觀念、學習觀念、專業(yè)知識、教學方法和實踐能力等方面進行傳、幫、帶及業(yè)務交流,恰當?shù)匕才拍贻p教師參加實驗室建設和指導學生實驗等工作。同時,老教師在申報科研課題時,吸收年輕教師參加,給他們分配任務,提高他們的研究水平和專業(yè)素質。指導教師需要有豐富的工作經(jīng)驗,對初次獨立承擔指導任務的教師進行協(xié)助指導,且不宜一次指導過多學生。同時要求指導教師一定要工作嚴謹、踏實,保證每天的指導時間,指導教師組織開展課余科技活動小組,重視在科研實踐中培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力和動手操作能力。學校要重視和鼓勵學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提供充足的基金運用于電子設計與制作的課題,供學生申請。為調動師生的積極性,在政策上予以扶持獎勵,如鼓勵學生進行課外科技活動,將課外科技活動取得的成果納入學分;設立主講教師崗位,安排教學效果好的教師多講課并提高課酬;設立校、系教學改革課題基金,計入工作量;教學改革成果、教學研究論文與科研成果、科研論文同等對待。
2.4加強學生的第二課堂教育