时间:2023-03-01 16:21:09
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇电子课程设计总结范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
在科技高速发展的今天,电子技术在人们的生活、学习、科学研究等各个领域都得到了广泛的应用。因此在大学电子技术课程设计的教学过程中,教师如何教好,学生如何学好这门课程也成为值得我们探究的问题。
1电子技术课程设计介绍
电子技术课程设计是继“模拟电子技术”和“数字电子技术”课程的理论学习和实验教学之后进行的一个非常重要的实践性教学环节。课程设计的目的旨在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力的基础之上,能够综合运用所学知识进一步学习和掌握电子电路系统的分析、设计和实现方法[1-3]。我院电子技术课程设计是针对物联网工程专业开设的,该课程开设在第四学期,也就是大二的最后一个学期,而学生在第三学期刚学完模拟电子技术和数字电子技术基础课程。有了这两门课程做基石,给电子技术课程设计的顺利完成打下了良好的基础。接下来,以我院物联网工程13本1班的电子技术课程设计的教学实施为例,对该课程的实施情况进行分析和总结。电子技术课程设计的时间安排表。
2电子技术课程设计的实施过程
2.1确定题目
在教师的指导下,学生可以自主选择课题,并对课题的基本要求和扩展要求加深理解。然后,学生就要通过图书馆、网络等多种途径查阅与课题设计相关的资料,积累与课题相关的知识。物联网13本1班共有44人,教师组总共给出30个题目,每个题目都有扩展要求,虽然有一部分同学选做了同样的题目,但是同学们都对自己做了较高的要求,同样的题目采用了不同的芯片,最后制作的实物也不尽相同,比较圆满的完成了课程设计。全部课程设计题目如表2所示。前16个题目主要是采用模拟电子技术的知识来完成的,其余14个题目主要依靠数字电子技术的知识来完成。
2.2仿真电路设计
随着电子技术的不断发展,电子设计自动化技术(EDA,ElectronicsDesignAutomation)已经成为实用电路设计过程中不可忽视的重要手段[4]。现在流行的EDA软件有很多,比较常用的有Proteus、Multisim和EWB。EWB是其中相对简单好用的一种仿真软件,也是这次课程设计中学生们较为常用的一种软件。通过仿真软件的应用,学生可以对自己的设计思路进行验证,还不用担心损坏元器件。当设计好的电路能在仿真软件中达到预期的效果后,再进行实物的搭建就会事倍功半了。但是仿真软件也存在一定的问题,例如,在电路仿真时,二极管、数码管等器件即使不接限流电阻也不会烧毁,但是在实物搭建中如果也不接限流电阻,往往就会烧坏这些器件。这也是实物搭建过程中需要注意的事项。
2.3实物搭建
实物搭建是和仿真电路设计几乎同样费时甚至更为费时的过程。电路越复杂,实物搭建的过程就越长。因为条件所限,一部分同学设计的电路在面包板上搭建完成,一部分同学设计的电路通过实物焊接来完成。而在面包板上搭建的电路因为接触不良,导线连接错误等问题,常常会出现电路搭建好后却不能得到预期效果的情况。事后寻找错误原因时却并不那么容易找到问题所在。有时候寻找问题花费的时间往往比重新搭建一遍电路还要长。所以电路的搭建最好在一开始就细心认真,争取一次成功。
2.4课程设计评分
课程设计历经表1所示6个环节,评分时针对其中的4个主要环节,也即仿真电路设计、实物搭建情况、设计报告完成情况、答辩情况,分别进行评分,从而得到最终成绩。课程设计各环节占总成绩百分比情况如表3所示。最后要求学生提交仿真电路、设计报告和答辩PPT的电子版,以及打印好的纸质设计报告。
3总结
通过电子技术课程设计,学生们在2周的时间之内完成了一个实用电路的设计和实现,培养了学生正确的设计思想,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神;促使学生综合运用所学的电子技术知识对工程实际问题进行分析和解决。通过课程设计,使学生对于仿真软件的使用和电子产品实物的搭建、焊接能力得到训练和提高[5-6]。然而,在整个课程设计过程中也发现了一些值得思考的问题,希望在以后的课程设计过程中能够进行改进。
(1)题目难易程度不尽相同。
尽管题目组老师尽力使得每个题目都难易相当,但是还是存在有些题目容易些,有些题目难一些的情况。导致学生们完成的进度不一致,最后成绩评定不能完全公平。建议在以后的课程设计中,对于难易程度不同的题目设置不同的难度系数,这样在学生自由择题的时候就会慎重选择题目了。
(2)实物搭建方法最好统一。
采用面包板搭建简单的电路是非常方便快捷的,电路改错也很方便。然而当电路变得复杂时,面包板就不是最好的选择了。因此以后的课程设计可以考虑采用万能板来进行实物搭建,既锻炼了学生在万能板上进行实物电路搭建的能力,还能锻炼学生的实物焊接能力。虽然存在一些不足,但是学生们的收获依然很大。有的学生甚至表示:两周的课程设计做完,感觉自己收获的知识比一学期的理论学习还要多。虽然不排除有夸张的成分,但是也间接体现了学生在电子技术课程设计中确实获益匪浅,这也是设立这门课程设计的初衷和希望达到的目的。
参考文献:
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[2]王美玲,陶涛鑫君,,等.基于PSoC的数字电子技术教学改革探索[J].实验室研究与探索,2014(08):162-165.
[3]孙炳.模拟电子技术与数字电子技术的优势比较[J].电子技术与软件工程,2015(16):146.
[4]徐晓霞.基于EDA的电子技术课程设计探究[J].电子测试,2015(05):148-150.
本文作者:焦咏梅高艳玲徐红作者单位:石家庄铁道大学四方学院
课程设计内容的改革
首先,探索全系专业课程体系框架,将内容紧密联系,增强内在逻辑性。把同一个培养能力范畴的同一类课程作为一个课程群,形成目标明确的课程群层次,把围绕一个技能培养目标的、含有若干课程的知识点抽象出来,在更高层次上连贯起来,使该技能的培养随课程设计的推进而不断递进、加深和拓展。如自动化专业的课程群层次结构。在课程群的建设基础上,我们的课程设计题目既要考虑前后课程纵向的贯通与衔接,又要充分考虑课程横向间的相互融合,实现整体优化。如把模拟电子、单片机、传感器课程设计内容纵向联系,递进升级,模拟电子课程设计题目应做到熟练掌握器件特性及参数计算,理解电路原理,并仿真出结果,使学生通过课程设计过“三关”,即“器件关”、“分析关”和“动手关”,此阶段培养了学生具备一定的硬件设计能力。在此阶段基础上进入下梯级,即单片机课程设计阶段。让学生在具备一定硬件设计能力的基础上学习系统软件设计,并且为了激发学生的学习兴趣,把电子电路和单片机课程设计进行横向优化组合。单片机题目要求学生应用电子电路的手段,即Protel原理图设计PCB设计并制版,做出实物,完成程序烧录,最终完成系统调试。结束时,学生亲身经历了硬件、软件的每一阶段,锻炼了学生工程应用能力。此阶段学生已具备了软、硬结合的能力,为进入下一个梯级做了充足的准备。课程设计的最高梯级传感器课程设计,即题目应综合模电、电子电路、单片机、传感器四类课程的理论知识,在具备软、硬件结合的能力的基础上,应用各类传感器采集数据,应用单片机、电路模块等手段完成一个应用系统的综合设计并做出实物,例如红外报警系统、温度检测系统设计、光敏元件控制系统等。培养学生结合实际应用的综合设计能力,做到环环相扣,相辅相成,为毕业设计打下良好的基础。
成绩评定体系改革
建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键,在注重结论正确的同时,应强调整个设计方案实施的全过程。1.撰写总结报告。总结报告是学生对课程设计全过程的总结,不能等同于平时的实验报告,因此内容要完善,格式要规范。此环节占总成绩的30%。2.实验动手能力。包括器件选择、仿真设计制版焊接、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神。此环节占总成绩的30%。3.学生实行全员答辩制。为避免学生互相抄袭或找人代做,我系自2009年开始施行课程设计全员答辩制度,每生5分钟自述,10分钟答辩,通过答辩情况给出答辩成绩。此环节占总成绩的40%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待,提高了学生的积极性和主动性,从而保证了课程设计的质量。
1.引言
模拟电子技术课程设计(模电设计)是电子类专业学生的第一门课程设计,它是模拟电子技术课程的重要和必要的补充。模拟电子技术课程设计的有效开展对加深模拟电子技术基本理论的理解,提高学生的设计能力、动手能力、软件仿真能力、总结报告能力及学生之间的协作协调人际交往能力都有一定的作用。总之,通过模拟电子技术课程设计课可以提高学生的综合能力。反之,模电课程设计流于形式,学生找一个简单电路焊接上应付了事,甚至电路都是别的学生代劳的。这不仅浪费时间,而且为以后的设计课程产生消极的影响,学生认为凡是设计类课程都可以混过去。并且课程设计导致消极学风,对学生专业课程的学习、职业技能的培养及未来的职业生涯都非常不利[1]-[3]。所以,研究如何搞好模电的课程设计是非常必要和重要的。根据我院多年的课程设计经验和自己的教学实践,我从思想上重视、加强过程管理、贯穿职业技能培养这三方面加强模电课程设计的教学。
2.思想上重视
课程设计是工程实践课,其目的不仅仅是巩固、深化补充和扩展理论课的教学效果,课程设计在提高学生的职业技能、工程素质和创新能力上起到关键的作用[4]。工程课程设计人数多上课分散,真正负责的教师的实际工作量比较大,如果教师责任感不强,学生不认真对待,课程设计就比较容易流于形式。首先教学管理部门应给予特殊的重视。教务处实践管理科应该亲自过问督促,亲自检查抽查学生的上课情况,并把意见和建议及时反馈给学院,以便及时纠正。建议督学对设计课程给予关注,及时提出宝贵意见。教学院长或系主任应全程跟踪管理。其次,课程设计之前要给学生开一次动员会,让学生明确课程设计的目的和意义,提出相应的要求。让学生在思想深处真正认识到课程设计的重要性和必要性,让学生积极主动地以极大的热情投入模电课程设计学习中。给学生开动员会,要求指导教师必须参加,让教师对课程设计给予足够的重视。
3.加强过程管理
(1)把好用人关(选择好指导教师)教师的良好的工作态度和工作作风具有很大的表率作用,这对学生的素质有正面的影响,教师应该表现出认真、负责、严谨、周密的态度,在指导课程设计时在设计前的准备、设计中的管理及设计后的总结中都进行精心的准备、组织和安排。选择好指导教师是非常重要的,它直接决定模电课程设计的成效。应选择对模电理论比较熟悉、实践技能比较好、责任心比较强的教师参加,不能因为要平衡工作量,而选用一些对模电理论不太熟悉、实践技能比较差的教师,这样做对学校、学生和教师都是不负责任的。这样的指导教师往往处于很尴尬的状态,学生也很茫然。学生作品出现实际问题教师不知怎么调,学生问的理论问题教师解决不了,只好硬挺或躲着学生。但这并不是说,年轻没经验的老师就不能上设计课。他们可以把模电理论好好复习,然后选择一些设计题目反复做一下,积累一些经验,经考核达到要求后再参加课程设计的指导。(2)把好选题关首先是审查指导教师所出的选题报告,选题报告应有明确的设计要求、设计目的和注意事项及所需的基本理论和主要参考书。题目应该是学生综合利用所学的模电知识,再利用参考资料能设计出来的,最好是有声光指示,可以提高学生的兴趣。但要力戒花哨,禁止超范围的设计题目,如利用数字电路做出的或者在网上等查处的高难度的电路。这样的电路学生只是照图焊接并未得到实益,教师和学生都不要有电路越复杂越好的攀比心理,要看学生是否得到实际利益,即要以有利于培养学生的职业技能和创新能能力为宗旨。选题的难度要有ABC等级,以适合不同水平的学生选做。选题也不宜过于简单,比如有的题目是设计输出电压为12伏的集成稳压电源,这样的题目仿真、焊接及报告两三个学时就完事,其他时间学生就浪费掉,学生在课程设计中也没学到什么东西,最多就相当于一次模拟电路实验。题目最好能综合放大、振荡、滤波、电源等模拟电子技术的基本内容,让学生有抓手,即所谓“跳一跳够得着”的内容,严禁过难和过于简单的题目。一个指导教师(或两位),所带的学生是一大组,一大组中的所有题目尽量涉及模电所有内容,以便学生互相交流,全面复习和提升对模电知识的理解。其次是学生选题,原则上学生要在教师出的题目中根据自己的学习状况选择适和自己的题目,但学生可根据自己的能力和爱好自选题目,自选题目的难度要适中,经过指导教师的允许。同时也要注意的是以往课程设计只允许每个同学选一个题目即“单选”,但对于能力较强的学生应支持和鼓励他“多选”。同时要求一般学生不单单熟悉自己题目的设计方法,更要在课程设计期间熟悉其他学生的设计方法(至少熟悉同组的其他题目),可以不焊接电路只做软件仿真。总之,选题要切合实际、分量适当、理论性要求高、技术性要求适当。(3)把好时间关课程设计时间选择很重要,它关系到课程设计的质量。摸电课程设计可以选择集中时间停课进行,也可以选择不停课分散进行。集中停课进行可以安排在学期初,前三周进行。这样在上学期的期末就应该把题目布置下去,学生在假期可以对模拟电子技术进行复习、查资料、简单的设计等准备工作,开学就可直接进入正题。分散时间进行效果相对较好,缺点是战线拉得较长,教师投入的工作量较大。但如果真正把课程设计搞好,还是应该选择分散时间进行,如每周两个晚上连续12周。学生可以有充足的时间对自己的设计进行完善。(4)把好验收关和成绩评定关建立三级验收制度,即组内验收,年级统一验收,学院对各组抽查验收。验收时先由各组教师组织学生进行组内验收,然后由基础电子教研室组织年级验收,最后由学院组织抽查验收。这样可引起学生和教师的充分重视,使应付了事的学生大大减少。验收时可从选题的难度、设计的情况、焊接的质量、布局的好坏及原理的叙述和回答问题等方面进行。实行两级成绩评定,即教师打分和学生打分。成绩评定工作很重要,它不仅能反映出学生设计的好坏,而且影响学生的积极性,对以后的设计课程会产生积极或消极的影响。要让设计好的学生得到好成绩,让不认真的学生不能蒙混下去。为此学生成绩可以由教师打分学生打分两部分组成,教师打分可占70%,主要有出勤成绩、报告成绩、作品质量成绩和学生对设计原理的叙述及回答教师提的问题。学生打分占30%,主要反映作品是否是自己做的及该学生在组内协作的能力。
4.贯穿职业技能培养
在模拟电路课程设计中要始终强调培养学生的基本技能的训练,如:原件识别与测试、常用仪器的使用、资料的查询和电路的仿真、焊接技术、基本设计能力、设计报告基本写作的训练及设计可行性论证的语言表达能力等。(1)设计能力培养选完题目后,学生可以根据题目的要求,选择合理的设计方案。方案确立后分组对方案进行讨论,每位学生都要对自己的设计方案进行论证,这样也锻炼学生的逻辑思维和语言表达能力,同时也可以是学生之间互相借鉴,取长补短,也对其他学生的题目的设计有所了解。教师要对学生的设计方案细致的研究,提出改进措施。(2)创新能力培养模拟电子技术课程设计要有真正的设计内容,哪管是其中的一部分,绝不能变成电路组装。如果学生只是按照教师给的电路或在网上找的电路进行组装,调试成功后上交一个作品,那就意义不大。作品必须是学生自己利用模拟电路的相关知识设计出来的,当然教师要给予相应的指导,而不能布置完题目就撒手不管。退一步说,即使个别学生按照现成的电路组装的,其中一定要再加一些自己设计的附加功能。否则就不能称得上设计,也不能培养学生的职业技能和创新能力。(3)动手能力培养焊接技术是实践技能的一项重要指标,指导教师首先要指导学生进行拆件练习,可用利用以往课程设计的废板。拆集成电路元件时可首先让学生练习使用传统的吸锡线,熟练后再练习使用吸锡烙铁进行拆卸。在正式焊接作品前,先指导学生利用旧板和拆下的旧件进行焊接练习,焊接出两个作品后再进行正式作品的焊接。焊接前应该指导学生如何进行元件布局。(4)解决问题能力的培养设计好电路,经仿真成功后就可以焊接调试。学生在焊接时往往有虚焊、漏焊、错焊等现象。学生没有经验,只能逐个元件地找,实在找不出来就只有重焊。重新焊接再不好使,学生就没有办法了,只有求助指导教师,这时指导教师往往代劳,帮助学生查出故障。这种做法是错误的,正确的方法是调试前就教会学生调试方法,教会学生如何诊断判断故障和排除故障,让学生自己调试,出现问题时教师给予及时的指导,这样可以使学生少走弯路,并且锻炼学生分析和解决实际问题的能力。调试完成之后,学生要及时总结分析问题的经验,提高对模拟电子技术课程设计的认识,为解决其他设计课中出现的问题奠定基础。
5.结语
课程设计是学生完成学习—构思—设计—实现的工程训练过,是培养工程师的最初步的训练内容。要做好模拟电路课程设计,需要先做好思想工作,让教师和学生充分重视,要制定一套严格的管理运行程序,选好教师选好题目,选择好时间,抓好三级验收、两极成绩评定和总结工作,这样才能保证模拟电路课程设计的质量,为学生后学设计课程起个好头,为学生创新能力和职业技能的培养奠定基础。
参考文献:
[1]孙晓云,张刚,杜云,刘东辉,梁国壮,韩建兵.电气信息类专业创新人才实验区建设的探索[J].电气电子教学学报,2010,32:46-47.
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中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
0引 言
随着科学技术的飞速发展,实践动手能力对高校的学生越来越重要。为了提高学生的动手能力,加强对科学知识及操作技能的培养,很多高校都开设了重要课程的课程设计教学环节,例如:模拟电子技术课程设计和数字电子技术课程设计等。其目的是使学生通过课程设计的学习,为以后的课程、实验、毕业设计以及从事相关工作奠定坚实的基础,提高学生的动手能力、创新能力和工程素质。对大学教师而言,指导好课程设计对于教学具有重要的意义。
1大学教师指导好数字电子技术课程设计教学环节的重要意义
1.1加深学生对重点课程的理解。
在教学中,不是每门课程都进行课程设计,只有重要的课程才能安排课程设计的教学环节,所以通过课程设计能使学生对重点课程有更深入的了解和掌握。
1.2提高学生的动手能力、实践能力。
现在的大学教育已经由学历教育向素质教育转变,对于学工科的大学生而言其动手能力、实践能力是学生应该具有的重要素质之一。而课程设计不同于理论课教学,它需要学生亲自动手操作和实践,这样才能够培养学生的动手能力和实践能力,同时也提高了他们学习的兴趣。
1.3提高学生的创新能力。
通过课程设计的教学环节, 更要培养学生的创新精神和创新过程、创新方法及团队合作的意识和能力。
2指导学生进行数字电子技术课程设计的方式和方法探讨
大学教师在课程设计中是教学的主导者,学生是课程设计的主体,所以大学教师在指导学生课程设计的过程中一定要注意引导性,要特别注意课程设计内容的选择、指导学生课程设计的方式和方法、学生课程设计的评分等。
2.1首先是课程设计的内容。
在进行课程设计之前,教师一定要进行内容的选择。课程设计的内容选择很重要,一定要体现出以下几个方面:
(1)注重实用性。大学教师选择课程设计的内容一定要把理论课程的理论和现实的应用结合起来,注重本门课程在工程当中的实用性,让学生感觉到我们的理论和实际结合得很紧密。
(2)注重创造性。大学教师选择课程设计的内容一定要给学有余力的学生发挥、自己创造的空间,让学有余力的学生在课程设计中自己发挥创造。
(3)注重新颖性。大学教师选择课程设计的内容要不断更新,紧跟时代步伐,具有新颖性,不要一个内容一做好几届,一定要推陈出新。
(4)注重趣味性。大学教师选择课程设计的内容还要有趣味性,俗话说:“兴趣是最好的老师”,设计的内容有趣味,自然就吸引学生更好的去学习和制作。
2.2其次是大学教师在指导学生数字电子技术课程设计的方式和方法。
(1)要充分利用多媒体资源。在对课程设计进行之前,教师一定要进行相关知识的讲授,要让学生先看一些录像资料,使学生对先进的相关知识有一些感性的认识,能够调动起学生在课程设计的积极性和主动性。同时教师也要根据相关的内容,利用国际互联网参考大量的国内外教学资源,选其精华用于我们的教学,则教学效果会好很多。通过多媒体介绍大量的事物,这样的感性认识一定能激发学生的理性思考,因此在课程设计中应注意把学生的观察能力的培养贯穿其中。
(2)课程设计中要体现创新性。一定要在课程设计中讲授创新思路、方法步骤、使学生了解: 什么是创新,创新的一般工作程序和步骤, 如何评估产品的新颖性、创造性,实用性。培养学生在课程设计中的创新意识。
(3)课程设计的组织。学生可以根据兴趣创新原则自由组合, 分组团队作业, 提出课程设计的具体技术方案。教师必须首先向学生介绍团队合作的一些基本的思想、原则、技巧和方法, 并在设计时对合作中出现的问题进行正确的分析和指导。
(4)综合点评, 根据设计内容确定课程设计的方案。选取学生提交的优秀的课程设计方案若干, 并根据课程要求和教学目的,指导学生选择创新课程设计的题目, 完成教师指定的具体设计工作, 例如: 电子产品参数的确定、设计说明书、产品使用说明书等。同时课程设计教学注重的是学生动手操作、学生实践技能的培养,教师讲解、点评的时间应该有限, 如何在有限的时间里让学生掌握课程设计中的内容,关键在于教师的详细讲解和点评,教师在进行讲解时,应配以生动的解说,熟练而规范的操作,让学生们看得清楚,听得明白,想的深刻,记得牢固。同时在点评中用启发性,指导性词句, 将学生的思维引导到关键部位和主要问题上来,创设问题情景,激起学生的求知欲望,激活学生的思维,要解放学生的口、脑,鼓励学生勇于对课程设计提出问题,敢于标新立异,使学生在讨论、解决问题的过程中,掌握知识、获得方法、形成能力。
(5)课程设计产品的实现。利用学校各种实训中心和实验室的资源, 实施课程设计产品的制造, 学生动手自己操作完成,熟悉工作程序。
(6)在课程设计的产品制作过程中,师生之间、学生之间应进行平等交流。教师要鼓励学生充分自由地发表自己的见解或提出质疑, 并通过实验大胆地进行各种探索, 不断激发学生的创新意识和创造潜能。教师应尽量培养学生敢于质疑、善于探索、大胆实践的精神, 将课程设计由被动的设计转变为主动的创新型课程设计。教师要经常鼓励学生不要因一两次错误而气馁, 更不要因一两次失败而放弃, 要耐心启发学生认真分析课程设计中的错误或失败的成因, 使之逐渐形成百折不挠的科学探索精神。课程设计中产品的制作过程中出现的问题一般由学生独立解决,以锻炼学生独立思考和解决问题的能力。对于学生普遍存在的共性问题,教师要进行集中指导、讲授。
(7)总结答辩。学生以分组团队的形式参与答辩, 共同探讨设计过程中碰到的问题, 总结工作程序和团队合作中存在的问题, 明确是如何合作完成一个设计题目的。
2.3大学教师在指导学生课程设计中一定要建立一个好的评分标准,这样可以提高学生学习的兴趣,激发学生的学习热情。评分标准中一定要注意以下几个方面的考查:
(1)出勤率的考查。
(2)课程设计产品实用性、功能性的考查。课程设计的产品一定要可以使用, 并且能够产生积极效果, 此项可以作为主要评分依据之一。
(3) 创造性考查。在课程设计中采用的元件及组合比现有技术是否有实质性的进步, 这可以作为参考评分依据。
(4) 新颖性考查。学生通过专利检索、查阅学校图书馆现有的资源, 了解查阅相关设计产品的参数、性能。
(5)课程设计论文的考查。论文的撰写格式要正确,方案设计的思路要清晰、明确。此项可以作为主要评分依据之一。
3综述
改革传统教学, 探索创新型的教学方法是目前大多数学校教学改革中的重中之重。对数字电子技术课程设计的教学效果, 其成效取决于师生双方的共同努力, 而对其重要意义、可行性的认识, 具体的教学方法和方式至关重要。大学教师只有在实践中不断探索, 认真研究和总结经验, 才能使课程设计的教学效果达到预期的目标,才能不断提高我们的教学质量。
参考文献:
电子技术课程设计是继“模拟电子技术”和“数字电子技术”课程之后的重要实践性环节,对培养电子信息类学生的实际动手能力和创新能力有着重要的作用。该课程的基本任务之一是巩固和加深学生对“电路原理”“模拟电子技术”“数字电子技术”和“电子技术基础实验课”中所掌握的实验技能,另一方面是培养和训练学生的科研作风及在电子技术方面的实践技能,提高学生综合运用电子技术知识解决实际问题的能力和创新能力。
学生针对三位半数字万用表,通过熟悉查找资料、设计电路、计算机仿真、安装调试、性能分析与改进等环节,初步掌握常用电子产品的一般设计方法和步骤,体会电子产品的设计和调试过程,为以后的专业知识学习、综合实习、毕业设计、从事生产和科研工作打下一定的专业基础。
一、课程设计改革的目的
电子技术课程设计一般安排在大二下学期进行,考虑到该阶段的学生已经具备一定的数字电路和模拟电路的基本知识,因此该课程要求学生设计并制作一个具有实用价值的电路[3]。这个阶段的学生对于电路设计一般只有一个模糊的认识,工程意识淡薄,对电子元器件的实际功能和电子产品设计步骤没有清晰的认识,工程实践能力不强,缺乏开发、设计的创新能力与意识。在前期的电子类相关课程实验中,大部分实验的电路功能单一,只能够简单的、被动重复教师讲授或者书本上面的理论,电路功能和生活中使用的实际电子产品的电路有一定的距离,学生的兴趣得不到足够的激发。在电子技术课程设计的教学过程中,我们通过引入实际实用电子产品三位半数字万用表的设计与制作,可使学生加深对基础理论知识的理解,掌握技术的关键点,培养动手能力、设计思维能力和创新能力,激发学生的学习兴趣,提高学生综合素质,尤其是对于提高大学生的工程素养具有重要的作用。因此该课程的改革对提高电子技术课程设计的教学质量,充实电子技术课程设计的教学实践内容具有十分重要的现实意义。
二、课程设计改革的方法
在“电子线路课程设计”的具体实施过程中以实际实用电子产品三位半数字万用表为核心,通过三位半数字万用表各部分功能电路理论的讲授,使学生对基于模数转换芯片的三位半数字万用表的工作原理有一个清晰的认识,同时,自主设计并制作一块三位半数字万用表,进而达到增强学生实践能力、培养学生工程素养、激发学生对数字模拟电路设计应用的兴趣。具体的教学改革方法包括以下四个方面:
1. 充实“电子技术课程设计”的实践教学内容
近年来,随着各专业课程体系改革的推进,专业培养计划以及相应教学大纲的调整与修改,同时考虑到学生进行电子技术课程设计时的理论水平的局限性和后续单片机技术、DSP技术、EDA技术、嵌入式系统等其他电子技术课程的教学安排,我们在电子技术课程设计实践教学内容的设计中,应该改变以往单一功能电路的设计,引入和现阶段大学生水平相适应的实际电子产品的设计与制作,激发学生的学习兴趣,培养学生动手解决实际问题的能力。
本实施过程中,我们通过引入实际实用电子产品三位半数字万用表作为课程设计的主要内容,并编写相应的配套“电子技术课程设计指导书”。主要内容涉及电压(交直流)、电流(交直流)、电阻、电容、三极管、二极管等的测量电路的原理,双积分A/D转换器的应用,线性运放的应用,正弦波的生成电路,自动关机电路,LCD的驱动等。充分考虑到学生的知识结构,让他们通过该课程的学习,加深数电、模电等基础理论知识的理解与应用。
2. 改革“电子技术课程设计”的教学方法与教学手段,注重理论结合实际
在以往的课程设计中,部分学生学习兴趣不高,存在混学分,完成任务的心态,对于实践过程中涉及的电路原理,存在知其然,不知其所以然的问题。为了改变这种情况,在本次改革的实施中,我们制作了很多配套的多媒体教学课件,加强理论知识的讲授,使学生在明白三位半数字万用表各部分电路原理的基础上,对各部分电路进行独立焊接调试,并对调试好的电路进行测试,注重电路重点部分的输出,并教会学生调试数字、模拟电路的基本方法;同时,通过改变部分电子元器件的参数,观察该参数对数字万用表精度的影响,进而加深学生对电路原理的理解。另外,指导教师还应该指导学生利用EDA电路设计仿真软件,例如,Protel电路设计软件,结合课程设计的内容,来拓展学生的知识面和电子产品设计能力,激发学生的学习兴趣,增强教学的灵活性,使学生的工程素养得到提高。
3. 增加教学互动,引导并激发学生解决实际问题的兴趣与能力
在“电子技术课程设计”的进行中,学生不可避免地会遇到各种实际问题,指导教师应该针对问题的难易程度,有针对性地指导学生课外去查阅相关资料,并积极地参与到学生解决问题的过程中去,及时纠正学生错误的解决问题的思路与方法。严格要求学生认真对设计过程中遇到的问题进行分析、反思和总结,发现并反思自己设计过程中的不足,找出努力的方向。另外,指导教师还应该组织对学生遇到的问题定期的进行总结与归纳,并整理成相应的“Q&A”文档,通过课程电子邮件或课程主页在网上,供学生学习与参考。
4. 注重软件仿真与实际电路调试相结合
由于计算机软件和硬件技术的飞速发展,在电子应用领域产生了很多成熟的开发与仿真软件,例如EWB、ORCAD、PSPIC、Muhisim等。在本课程的理论讲解阶段,引入电路仿真,让学生对电路的输入输出,以及电路参数对整个电路结构性能的影响有一个大体的了解,等学生焊接完成该部分电路后,实际测试电路的输出,进而比较软件仿真的输出和实际测量之间的差距,分析其原因,并通过多次改变电路的参数和输入的方式进行综合分析,加深学生对电路的理解。尤其适当仿真软件输出和实际测试输出出现较大的差距时,引导学生去查询相关资料,分析该现象的原因,并形成相应的文档,共享给所有的学生。在本课程改革选用的三位半数字万用表的模拟电路部分尤其需要如此,特别是其中的电容测量电路,涉及正弦波的发送、放大、滤波等电路,这部分电路软件仿真和实际输出存在一定的差距,要着重引导学生去分析每一小块电路出现误差的原因,以及如何改进,还要让学生学会判断仿真输出和实际输出在什么样的范围内是合理的。
仿真软件在理论分析方面具有强大的功能,而实物连线除了让学生更熟悉元器件及其性能之外,更加让学生对元器件的误差以及因此可能引起的误差或错误的原因产生更深的体会,这些都是在课本以及“电子技术实验”等课程中不能收获的。
结束语
通过实践,我们发现这项教学改革效果十分明显。教师们精心准备的题目引起了学生的极大兴趣,可以将学生前期学习到的理论知识进行实践,加深数字电路和模拟电路知识的理解,尤其是通过实际电子产品三位半数字万用表的设计与制作,可以激发学生对实际遇到的问题的思考,提高学生的观察能力和实际动手能力,进而增强学生的学习兴趣;通过理论结合实际,培养学生的开拓性思维和创新意识,提高学生的综合素质。
【参考文献】
[1]粟田禾. 电子技术基础课程设计的教学改革与实践. 高职教育研究,2006(2).
1.引言
数字电子技术课程设计是配合数字电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。它能帮助学生巩固数字电子技术的理论知识,提高学生电子电路的设计水平,增强学生综合分析问题和解决问题的能力,培养学生的实验技能和动手能力,强化学生的创新意识,发展学生的创新思维。
如今越来越注重学生的实践动手能力,我们有必要对数字电子技术课程设计的教学进行改革,适应市场对人才的需求。
2.数字电子技术课程设计的现状及存在问题
2.1重理论,轻实践。
数字电子技术课程设计一般为期一周,学生在一周内很难完成查阅资料、选择方案、设计电路、安装调试及撰写报告的任务。由于时间紧迫,所选课题受到限制,因此大多数学生只重视理论设计,而忽视实践制作及调试,整个设计变得枯燥乏味,使得课程设计有名无实,不能真正提高学生的动手能力。
2.2选题盲目。
数字电子技术课程设计一般由指导教师拟定若干课题,学生从中选择,由于选题时间有限,学生选题带有一定的盲目性。另外,指导教师拟定的课题往往难度太大,内容太偏,使学生失去设计兴趣,过于依赖教师,加重辅导教师的负担。
2.3综合职业能力认知度较低,积极性不高。
数字电子技术一般在大二第一学期开设,学生参与的实习实训较少,大多数学生的工作岗位职业意识淡薄,综合职业能力认知度较低,在学习过程中只注重数字电子技术理论知识的学习,理论学习与实践脱节,使学生学习兴趣降低,自我怀疑,造成在数字电子技术课程设计过程中积极性不高、动手能力较差。
2.4仿真软件利用率较低。
目前,应用EDA软件进行电子线路辅助设计已经成为一种潮流。Prote1具有功能强大、操作方便等诸多优点,是目前最为流行、使用最多的EDA软件之一,在课程设计中学生完全可以利用EDA仿真软件进行电路仿真,利用Prote1软件设计印刷电路板,弥补自行设计电路的不足。由于很多学生对这些软件了解不多,现代化的软件利用率较低,与现代企业实际脱节。
3.关于数字电子技术课程设计改革的几点建议
3.1合理制订计划。
合理的课程设计计划对课程设计教学的实际效果起着很重要的作用。将数字电子技术课程设计的时间改为两周,课程设计的内容在原来的基础上增加设计制作印刷电路板及组装调试。这样,学生就有充裕的时间完成任务,充分发挥主动性,使课程设计的成果多种多样。课程设计的计划制订拟定如下:
数字电子技术课程设计计划表
3.2灵活选题,教师把关,贴近实际。
合理选题对课程设计完成的质量及学生的能力培养有很大的影响,选用实用性较强的课题能激发学生的兴趣,提高课程设计质量,增强学生的成就感。目前,随着电子技术的不断发展,各种成熟的电子电路数不胜数,为适应这一发展趋势,在平时的授课过程中,教师要为学生灌输课程设计的必要性及要求,有意识地多介绍一些常见芯片的典型应用,多提一些趣味性较强、实用性较高的题目(如电子密码锁、循环流水灯等),激发学生的学习热情,鼓励学生自由选题,指导学生合理选题,选出感兴趣的课题,这样既可进一步调动学生设计的积极性,又可减轻辅导教师的负担,还可避免以往课程设计中学生抄袭的现象。
3.3营造职业氛围,树立职业意识。
讲解现代企业的运行模式、管理理念,产品的开发、生产流程,设计时按课题对学生进行分组、分工,权责明确,将一个个设计课题当成产品去做,努力培养学生的实验技能和动手能力,启发学生的创造意识及创新思维能力,积极营造职业氛围,树立学生的职业意识,帮助学生形成社会人的基本品格。
3.4充分利用现有的仿真软件。
在授课过程中,介绍电子线路设计中的常用软件,让学生提前了解,在平时实验时就学习使用,在课程设计时鼓励学生用仿真软件进行电路仿真,用绘图软件进行绘图。
3.5合理制定评定体系。
合理的评定指标是激发学生的学习动力,对于数字电子技术课程设计可采用以下方案评定:
3.5.1审阅课程设计报告,报告占总评成绩的40%,报告要求条理清楚,格式规范,图表完备,技术用语正确等。
3.5.2现场实物测试并提问,其中指标完成占30%,外观占5%,焊点质量及布线占5%,该项占总评成绩的40%。
3.5.3集体答辩,根据组员分工情况集体答辩,该项占总评成绩的20%。
3.5.4总结分析设计、调试中出现的问题,就课题中出现的问题进行综合分析,评选出优秀作品,予以奖励。
4.结语
课程设计是数字电子技术课的一个重要实践环节,如何提高学生的创新能力、切实加强学生动手能力的培养是各高校普遍重视的问题。制订合理的设计计划、合理选题及应用先进的软件进行辅助设计等,可以激发学生对课程设计的浓厚兴趣,使学生的创造力和综合技能得到提高,为将来的毕业设计及工作打好基础。
参考文献:
进入21世纪以来,随着微电子技术、电子技术和计算机技术的飞速发展,数字电子技术及其应用向着更为深入、更为广泛的层次扩展。电子产品的设计周期和上市时间日益缩短,电子产品的功能更加丰富,性能更加优良,由此推动了电子系统设计技术向电子设计自动化EDA方向发展,并且对EDA技术及其应用提出了更高的要求。
1.课程设计的背景
中国石油大学(华东)的“电工电子学”课程是“国家级精品课程”,以着重培养学生的系统观念、工程观念、科技创新等基本素质为教学方针。多年来在教学和科研中紧跟电子技术发展的每一个关键时刻,教学组的教师都适时地对内容体系和教材进行更新和完善,坚持不断进行课程改革,取得了丰硕的成果。“数字电子技术课程设计”是为大二学生暑期开设的一门必修课程,它是“数字电子技术基础”和“电子技术实验”等课程的后续课程,主要以培养学生的实践能力和创新精神为目标,加深学生对理论知识的理解,切实提高动手和解决问题的能力。
2.课程设计的选题
针对电子专业的特点,我们在数字电子技术课程设计部分采用了“基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现电阻、电感、电容的测量”这一题目。测量工作原理是将被测量转换成频率,由CPLD实现频率的计算,并转换成被测量信号后输出显示。电阻、电感、电容经过转化电路,完成电阻/频率(R/F)转换,电容/频率(C/F)转换,电感/频率(L/F)转换。用CPLD测量其频率,具体功能分块包括:多路选择开关、分频器、时间闸门计数器、测量计数器等。频率测量的主要部件是一个带门控计数端的计数器(测量计数器),被测信号(被测频率)由此计数器计数。如果门控计数器的开门计数时间恰好为1秒,则测量计数器的计数值就是输入信号的频率。若改变开门计数时间,即可改变频率测量的量程。如开门时间为0.1秒,则量程为×10,开门时间为0.01秒,量程为×100,开门时间为0.001秒,量程为×1000。由计数器的数值即可换算电阻、电感、电容的大小。本课题要求设计一个测量电阻、电感、电容的4位十进制数字显示的数显仪表,根据频率计的测频原理,由测频量程需要,选择合适的时基信号即闸门时间,对输入被测信号进行计数,实现测量的目的。其数显测量范围为0-99990Hz,满刻度量程分为9999、99990两档,手动转换量程,当输入计数值大于实际量程时有溢出指示。
3.课程设计的实现
(1)按照现代数字系统的Top-Down模块化设计方法,提出数字频率计的整体设计方案,并进行正确的功能划分,分别提出并实现控制器、受控器模块化子系统的设计方案。(2)针对ispLEVER的EDA设计环境,采用VerilogHDL语言,完成受控器模块(测量计数器)的设计,并采用Abel语言编程进行仿真。(3)在ispLEVER的EDA设计环境中,完成基于Verilog语言实现的控制器模块(闸门计数器,量程开关,选择开关)的设计,并采用Abel语言进行仿真。(4)基于ispLEVER的EDA设计环境,采用VerilogHDL语言或原理图,完成顶层模块的设计并采用Abel语言编写测试向量文件进行仿真。
4.结束语
通过课程设计的锻炼,学生可以增强综合分析问题及解决问题的能力,激发学习兴趣和潜在的能动性。有学生在总结报告中写道:“通过这次课程设计,我切身体会到给出一个命题,利用Verilog语言编程实现这个命题,并利用软件模拟仿真,看功能是否得以实现的全过程。一方面学到了许多新知识,另一方面使我们对数字电子设计的全过程有了一个全面的了解,同时也深刻感受到利用EDA软件实现电子设计的强大优势。这样的课程设计很适合我们,使我们受益匪浅”。
作者:张勇 张冬至 单位:中国石油大学信息与控制工程学院
二、基于专题作业和课程设计的实践性教学
在模电课程中,除了布置与理论教学同步的习题作业外,根据教学进度拟定若干专题作业和课程设计题目,专题作业和课程设计与理论教学同步,并注意这两方面在教学进度上的配合。本文以2013学年模电课程的实践教学环节设计为例,介绍该实践教学方法的基本内容和教学体会。
1.电路仿真专题作业模电课程的第一次课用1学时左右介绍电子电路仿真软件的使用。目前很多电路仿真软件提供了大量虚拟仪器,有一般实验室配备的电压表、电流表、万用表、双通道示波器、信号源等,此外还提供一些虚拟仪器,如波特仪等,学生在使用该软件的同时也对电子测量仪器有了全面的了解,扩展了知识面。教师可以现场演示,完成一个简单电路的原理图绘制、仿真和结果输出。模电课程有较多结论可由仿真实验验证,如放大电路静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压增益等。在课程前期,讲解了二极管应用电路之后,布置一个电路仿真专题作业,将书内的内容用软件进行验证。要求学生上交电路原理图,以及电路仿真输出和结果分析。经过这个专题作业的训练,学生们基本掌握了仿真软件的使用,并可以用于之后的课程学习中。
2.单元电路分析与设计在期中阶段,学生已经掌握了多级放大电路、功率放大电路等理论知识,但书本知识限于篇幅,主要讲解直流分析、交流分析及各种参数,以分析为主,这时布置一个单元电路分析与设计的课程设计题目,如设计一个多级电压放大器,满足电压增益、输入阻抗、最大输出电压、截止频率等指标,要求学生提交设计报告。学生们先进行电脑仿真设计,然后在模电实验箱上搭建电路,确定无误后选择电子元器件和万用电路板,然后进行调试和修改,撰写设计报告。这个课程设计可由几名学生组成小组合作完成,在相互交流中得到知识理解和动手能力的提升。
3.功能电路设计及制作在模电课程的后半期,布置一个综合性的功能电路设计与制作题目,包含模电课程的重要知识点(放大器、滤波器、信号发生和处理电路、稳压电源),给出一些题目供学生选择,如变调门铃、直流稳压电源、函数发生器、数字万用电表、音乐彩灯“模拟电子技术”课程实践性教学改革探索控制器,要求学生组成项目团队,将该设计与制作作为一个项目进行。该项目完成后,安排时间让各位同学以小组为单位上台展示自己的设计和实物作品,总结在设计制作过程中遇到的问题以及解决办法,鼓励同学对演讲的同学进行提问,教师负责掌控课堂秩序和提出问题,把学生解决问题的思路和方法进行归纳总结,把叙述不充分的部分从理论的高度进行阐述完整。在这个课程设计中,学生完成了电路仿真设计、制作、撰写报告、答辩等一系列内容。
三、需要注意的问题
1.学时安排问题在总学时不变的情况下,增加实践性教学内容必然会占用理论教学学时,如果处理不好会顾此失彼。在理论教学中,应以理论够用为度。对于一门课程,总是可以分出主干部分和细枝末节部分。对主干部分应详细讲解,对枝节部分则引导学生自学,在实践中巩固理论,用理论指导实践,使学生掌握理论知识的同时,提高实践能力和创新能力。
2.传统教学手段与多媒体设备的合理运用对于理论难度大而需要详细讲解的部分,应采用传统的板书方式,教师和学生一起努力,完成数学公式的推导、难点的理解,使学生听后印象深刻,思维节奏也容易跟上老师的节奏;而对于难度较小的内容,可以充分利用多媒体课件讲授,使用课件可以使讲课内容形象生动,并且可以提高授课的效率。传统教学手段与多媒体课件各有所长,二者合理搭配可以解决教学信息量大、课时有限的矛盾,并可以收到良好的教学效果。
3.专题作业和课程设计的选题由于教学时间有限,在专题作业和课程设计的选题方面应紧贴理论教学内容,注意控制题目的难度。由于学生处于大二阶段,学生的专业知识较少,选题除了要紧密结合理论教学内容外,还要注意趣味性,难度以学生们适当扩展知识就可以实现为度。否则不仅难以调动学生的学习兴趣和积极性,反而会起到相反的作用。
一、引言
在现代电子技术发展日新月异的今天,电工电子相关课程的教学模式受到了很大的冲击。随着大规模集成电路、计算机技术、信息处理技术的迅猛发展,电子系统的设计手段和方法也在不断更新。在实践教学过程中如何提高学生的实践能力,培养满足社会发展需要的优秀人才是高校工作者在教学工作中需要不断思考和探索的问题。
按照知识传授、能力培养、素质提高、协调发展的教育理念,以学生能力培养为核心,建立有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系,是北京交通大学国家级电工电子实验教学示范中心建设的目标之一。为此,示范中心设计了一系列基础性、设计性、综合性、创新性和研究性的实验内容。
为了强化电子类专业学生的综合设计能力,示范中心进行了电子类系列课程设计的教学设计。系列课程设计的教学目的是巩固加深相关电子技术课程的理论知识和综合使用技能。通过对一个具体实际应用系统的设计过程,让学生掌握系统设计的一般方法和设计流程,熟悉现代电子产品设计过程中常用的计算机辅助设计工具及其使用方法。
通过系列课程设计,加强实践环节,提高学生的实践技能,为学生在本科学习期间工程设计能力的培养打下坚实的基础。而这种工程实践能力无论是对于一名工程师还是一名研究人员都是非常重要的基本素质。
二、建设基础和建设理念
为加强实践教学,近年来示范中心开设了四门课程设计:电子技术课程设计、DSP技术课程设计、EDA技术课程设计、单片机技术课程设计。四门课程设计均单独授课、单独考核。2001年“电子电路实验系列课程改革”教学研究项目获得国家教学成果二等奖,2004年“数字电子技术课程建设的研究与实践”教学研究项目获得北京市教学成果一等奖。示范中心奠定的良好基础和全体教师的不懈努力,为课程设计的课程建设奠定了可持续发展的基础。目前电子技术课程设计的课程建设已经被列入学校精品课程建设的行列。
在课程设计的建设过程中,示范中心一贯强调具有鲜明时代特征的“一个优先、两个结合、三种意识”的教学思想。即强调师资队伍建设优先,建立一支教学水平与科研能力兼备、教育思想和知识结构先进、年龄结构合理的从事电子技术基础教学的师资队伍;强调课程建设和当前教学改革、人才培养目标相结合,课程建设和科研相结合;强调领先意识、精品意识和特色意识。按照我校“国内一流、国际知名”的发展定位来建设课程设计,使课程设计的教材、网络课程、电子教案、实验教学等内容形成立体化规模,适应时展需求。
三、课程建设与实践
先进的教学理念需要切实有效的教学方法与手段来实现,这些手段和方法需要符合学生的认知水平和教育规律。在近几年的实践教学工作中,示范中心针对课程设计的教学内容、实验教学方法、实验组织方式、考核方式等进行了研究、探索与实践。课程建设与实践工作主要表现在以下几个方面。
1.以学生为本,尊重学生的学习兴趣
“兴趣”是最好的老师,一旦学生对学习的内容产生了兴趣,那么学生的学习积极性将会得到极大的提高,学生的潜能也会得到最大的挖掘。
考虑到电子技术、单片机技术、DSP技术、EDA技术应用的广泛性和学生兴趣的迥异,目前每门课程设计均提供多个设计性题目。
在课程设计过程中,学生根据自己的兴趣自主选择设计题目。题目的难易程度有一定的差别,每个题目均有基本功能和扩展功能两个部分,基本功能是要求学生必须完成的设计工作,是对学生实践能力培养的最基本的要求;扩展功能有一定的难度,属于选做的设计工作,这部分设计工作给优秀学生提供了发展的空间。这种教学设计兼顾了不同层次学生的水平,满足分层教学的需求。课程设计中的设计题目是在充分考虑通信工程、自动化、电子科学与技术不同专业的特点,考虑了设计内容的实用性和先进性以及学生的实际情况确定的,设计题目基本符合学生的认知规律。
在进行设计选题过程中,学生不仅可以选择课程设计讲义中提供的设计题目,还可以选择讲义以外自拟的设计题目,但是需要指导教师的审核,以确定学生自拟的题目能够达到教学计划的要求,把好教学质量关。这样做不仅提高了学生的学习兴趣,同时不同题目的设计工作同时在开放的实验室进行,学生们可以互相交流,扩展了视野。
2.实验室开放,提供自主学习环境
课程设计的教学内容强调学生的学习自主性,强调学生的发展是在学生自主学习与外部条件的相互作用中完成的。
为了达到强化实践教学环节的效果,课程设计基本是集中在小学期进行。为了能够让学生自主地安排学习、设计时间,有更多的时间自主选择设计题目、优化设计方案,示范中心在开放实验室的前提下,提前一个月的时间安排设计工作,明确设计要求。通过课程设计指导教师对不同题目的设计思想、设计方案、设计流程、设计方法和调试注意事项等相关内容的介绍,让学生自主选择题目,进行方案论证,最终确定设计方案。自主性学习尊重了人的发展规律和学习规律的客观需求,是学生创新意识和创新能力形成的基本要素。
3.发挥网络教学优势,提高教学效率
由于课程设计题目多、方案多,在课程设计教学指导工作中,为了保证教学质量,提高教学效率,每位指导教师仅针对一两个设计题目精心准备教学,进行课程设计题目和内容的介绍。同时授课电子教案在示范中心的网站,方便了学生自主学习。
4.重视启发式教学
在教学中重视启发式教学,将传统的在实验室手把手的指导方式转变为启发式的引导。
在课程设计教学过程中,理论课中注重总体方案设计思想的介绍、设计步骤的讲解,注重技术课程设计过程中设计错误典型案例的介绍,以及减少设计错误的措施、调试方法和一些经验。理论教学仅介绍部分设计方案中核心芯片的功能,不提倡给学生提供具体的设计电路,注重启发式教学,鼓励学生的创新精神。
针对学生设计中出现的问题,帮助学生分析问题出现的原因,探讨解决问题的有效方法。鼓励学生自主学习,并注重学生创新能力的培养。
5.重视实践过程和学生综合素质的培养
在教学工作中,我们不仅注重学生课程设计的结果,更加重视学生的实践过程,重视学生在设计过程中的每个细节。示范中心希望通过四门独立设课的课程设计,加强学生查阅资料的能力、工艺素质、市场素质、团队精神以
及综合设计和实践能力的培养,从而达到强化学生综合实践能力目的。
课程设计的最终目标是设计完成一个功能系统的物理实现,因此购买材料、器件成为设计过程不可缺少的一个环节。在设计过程中要求学生在设计方案确定之前,进行市场调查,自己到电子市场购买元器件。这样做锻炼了学生查阅芯片资料、确定参数、寻求各器件替代品、灵活修改电路的能力。不仅培养了学生进行工程设计的成本意识,而且让学生熟悉了市场。
由于设计工作涉及面广,任务繁重,因此课程设计要求以3人小组的形式完成。学生自由组合,自己选出组长,组长根据小组选择的题目进行分工。这种方式锻炼了学生与他人之间的沟通能力和团结协作能力。在设计方案论证、资料检索、器件购买、问题分析等过程中,培养了学生的团队精神和合作意识,提高了学生的综合素质。
6.完善科学的考核制度
考核的目的是检验教与学的效果、促进教学内容的完善和教学方法的改进。目前课程设计的考核包括三个方面:设计结果、设计报告和答辩结果。设计报告有初期的总体方案设计报告和最终的设计报告。考核过程中不仅注重设计结果,更加重视设计过程,重视学生设计报告中的问题分析及解决方法,重视学生答辩过程中分析问题的能力。突出考查创新能力,多方位、多角度地考察和评价学生的能力。
四、教学方法比较
近几年示范中心尝试了三种课程设计教学方式。一是全部工作由实验室教师完成,根据自然班安排指导教师,实验室开放,学生任选设计题目。二是由实验教师和理论课教师共同承担设计指导工作,根据自然班安排指导教师,实验室开放,学生任选题目。三是实验教师和理论课教师共同指导,实验室开放,任选题目,但教师的安排不再是以班级为单位,而是以设计题目为单位,每位老师仅负责一到两个设计题目。
实验教学结果说明第三种教学方式教学效果较好,不仅指导教师人员充足,而且便于工作细化,保证了教学质量。另外,由于每个教师仅指导一至两个题目,不再是十几个题目、近百种设计方案,这样教师有更充沛的精力研究分析设计题目的教学方法和设计方案,便于精品课程的建设。
五、存在的问题和改进思想
目前存在的问题主要有两个。
2.综合实训:提升综合素质模拟电子技术实践教学改革的最后一个环节是综合实训。这其中已经不只是模拟电子技术一门课程,它将与数字电子技术、单片机技术应用等课程综合开发设计题目,训练学生的系统设计的能力。在训练方法上通过主动学习、自主设计和创新设计三个步骤激发学生的求知欲望和创新意识。(1)主动学习:根据实验系统需要实现的基本功能和达到的指标要求,学生通过查阅文献,确定自己的设计方案;利用软件仿真电路,并通过调试确定适合的参数;写出预习报告。(2)自主设计:根据软件仿真电路搭建实际系统的硬件组件;完成系统程序设计;进行软硬件调试,通过查找错误、解决问题,达到锻炼提高的作用;测试系统的基本参数和功能。(3)创新设计:完成实验系统的进阶指标:如增加功能或提高指标;对系统进行最终测试,给出误差分析;写出实验报告,提交实验作品。综合实训使学生较系统地掌握电子系统设计过程的选题、立项、方案论证、电路设计、装配调试、系统测试、总结报告、文档整理等全过程,培养学生理论知识的综合运用能力。
二、进一步完善实践教学体系
1.严格考核制度
要想使模拟电子技术实践教学顺利地进行下去,必须进行严格的考核制度,以保证实践教学的良好效果。(1)基础实验。根据学生每次做实验前的预习报告和实验中的操作表现、实验后的结果分析,给出实验成绩,占模拟电子技术课程总成绩的20%。模拟电子技术课程总成绩=70%的期末考试卷面成绩+20%的实验成绩+10%的平时成绩。(2)课程设计。完成课程设计中常用单元模块电路仿真,成绩为“及格”;完成课程设计中常用单元模块电路和规定电路的仿真设计,成绩为“中等”;完成课程设计中全部软件仿真设计,成绩为“良好”;完成课程设计中全部软件仿真设计和一个综合设计制作选题,成绩为“优秀”。
2.完善实践教学体系的配套工作
除上述改革措施外,为进一步完善实践教学体系,实验室硬件设备和运行经费的投入是必要条件;编写相应教材,加强较适合学生之间的交流也十分重要。已经完成或正在进行的工作如下:(1)吸取经典教材的宝贵经验和新的教学理念,结合独立学院的人才培养目标以及本院课程设置和课程大纲的要求,编写适用于应用型本科的教材——《模拟电子技术基础》以及配套的实验及课程设计指导书。(2)开设电子设计工程师认证考试(EDP),为学生就业增加砝码;指导优秀学生参加全国大学生电子竞赛、全国大学生专业竞赛等,促进“因材施教的个性化培养”。(3)建立了模拟电子技术课程与实验的网站,实现了指导教师与学生、学生与学生之间的互动,拓宽了主动学习的空间。