時間:2023-04-01 10:06:33
導(dǎo)語:在電子技術(shù)課程設(shè)計論文的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

關(guān)鍵詞:創(chuàng)新能力 培養(yǎng) 課程改革 實踐
黨的十報告中指出:“全面實施素質(zhì)教育,深化教育領(lǐng)域綜合改革,著力提高教育質(zhì)量,培養(yǎng)學生社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力”。同志提出的“中國特色、世界水平的現(xiàn)代教育”是“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復(fù)興夢的重要組成部分。劉延東同志在2014年高校咨詢會上也提出:“要把立德樹人、提高質(zhì)量貫穿綜合改革全過程,創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制,切實落實人才培養(yǎng)中心地位”。當前,高校在人才培養(yǎng)模式、課程教學內(nèi)容和方法、實踐教學環(huán)節(jié)等方面還存在著一些不足,如何培養(yǎng)創(chuàng)新人才是高校教育工作者需要著重關(guān)注和實踐的課題。我校電氣信息類專業(yè)結(jié)合2014版培養(yǎng)計劃修訂,做了部分課程的教學改革與實踐嘗試,現(xiàn)與大家交流學習。
一、主要改革內(nèi)容及實施情況
(一)充分發(fā)揮培養(yǎng)計劃在引領(lǐng)學生創(chuàng)新能力
在2014級電類學生培養(yǎng)計劃修訂中,對電類三個專業(yè)的學科基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)方向課、專業(yè)選修課、集中實踐教學環(huán)節(jié)進行課程調(diào)整、學時調(diào)整。充分發(fā)揮培養(yǎng)計劃在引領(lǐng)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的核心作用。
(1)2014級船舶電子電氣工程專業(yè)教學計劃修訂情況
在學科基礎(chǔ)課中:一是新增加了“電路原理圖與PCB設(shè)計”課程(32學時實驗);二是將“單片機原理及應(yīng)用”課程(36+20)改為“單片機原理及應(yīng)用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應(yīng)用實驗”課程(32學時實驗)兩門課程;三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實驗分別獨立的兩門課程。
在專業(yè)核心課中:取消了“船舶通信與導(dǎo)航”課,改列為專業(yè)選修課。
在專業(yè)選修課中:取消了電子綜合設(shè)計輔導(dǎo)(2學分、24+8學時、第5學期)課,新增加了“電子技術(shù)創(chuàng)新實驗輔導(dǎo)”實驗課程(1學分、32學時實驗、第5學期)。
在集中實踐教學環(huán)節(jié)中:一是取消了“電子技術(shù)課程設(shè)計”(2學分、2周、第3學期)新增了針對性更強的兩門“模擬電子技術(shù)課程設(shè)計”(1.5學分、1.5周、第4學期)及“數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計”(1學分、1周、第4學期)課;二是將“單片機課程設(shè)計”(1學分、1周、第5學期)改成(1.5學分、1.5周、第4學期);三是取消了“船舶電氣設(shè)計與檢驗課程設(shè)計”(1學分、1周、第6學期),新增了“船舶機艙測控系統(tǒng)課程設(shè)計”(1.5學分、1.5周、第6學期)。
(2)2014級電氣工程及其自動化專業(yè)教學計劃修訂情況
在學科基礎(chǔ)課中:一是取消了“電氣工程導(dǎo)論”課程;二是取消了“計算機輔助設(shè)計”,新增加了“電路原理圖與PCB設(shè)計”課程(32學時實驗);三是將“單片機原理及應(yīng)用”課程(42+16)改為“單片機原理及應(yīng)用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應(yīng)用實驗”課程(32學時實驗)兩門課程;四是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實驗獨立的兩門課程。
在專業(yè)核心課中:一是將“單片機原理及應(yīng)用”調(diào)整到學科基礎(chǔ)課;二是取消了“供配電系統(tǒng)”課程(2.5學分、36+4學時、第7學期),改增為“工廠供電”課程(3學分、40+8、第7學期);三是將“檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)”(2學分、26+6學時、第4學期)學分調(diào)整為(2.5學分、28+12學時、第4學期);四是將“自動控制原理”課程(3.5學分、48+8學時、第5學期)學分調(diào)整為(4學分、52+12學時、第5學期)。
在專業(yè)方向課中:一是取消了“變壓器應(yīng)用技術(shù)”課程(2學分、28+4學時、第7學期);二是取消了“船舶動力裝置與輔助機械”(2學分、28+4學時、第6學期)課;
在專業(yè)選修課中:一是取消了6門課程,分別是:信號與系統(tǒng)、文獻檢索、企業(yè)管理、電氣工程專題講座、集散控制系統(tǒng)、電子綜合設(shè)計輔導(dǎo);二是新增“電子技術(shù)創(chuàng)新實驗輔導(dǎo)”(1學分、32學時實驗、第5學期)、“新能源技術(shù)”(1學分、16學時、第5學期)兩門課程;三是將“AUTOCAD”課程(2學分、16+16上機、第5學期)改為實驗課程(1學分、32學上機、第5學期)。
在集中實踐教學環(huán)節(jié)中:一是取消了“專業(yè)綜合課程設(shè)計”(2學分、2周、第7學期);二是新增了“測控技術(shù)課程設(shè)計”(1學分、1周、第5學期)及“電氣控制技術(shù)課程設(shè)計” (1學分、1周、第6學期)兩門課程。
(3)2014級電子信息工程專業(yè)教學計劃修訂情況
在學科基礎(chǔ)課中:一是取消“計算機輔助設(shè)計”(16+16)課,改成了“電路原理圖與PCB設(shè)計”課程(32學時實驗);二是增加了由專業(yè)核心課調(diào)整來“單片機原理及應(yīng)用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應(yīng)用實驗”課程(32學時實驗);三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論(56)與實驗(16) 兩門獨立的課程。
在專業(yè)核心課中:取消了“信息論與編碼”(24+8)課程并調(diào)整“單片機原理及應(yīng)用”課程(40+16)到學科基礎(chǔ)課。
在專業(yè)方向課中:一是在通信系統(tǒng)方向:將“程控交換”(32)課程換成為“移動通信”(22+10)課程;二是在嵌入系統(tǒng)方向:將“ARM處理器原理及應(yīng)用”改為“嵌入式系統(tǒng)”(22+10),新增“ 計算機操作系統(tǒng)”(16+16(上機))及調(diào)整來“ 電子綜合設(shè)計輔導(dǎo)”(16+16);而“DSP原理及應(yīng)用”、 “多媒體技術(shù)”、“ 電子設(shè)計自動化”調(diào)整到專業(yè)選修課中;三是取消了電子系統(tǒng)設(shè)計方向。
在專業(yè)選修課中:一是取消了“復(fù)變函數(shù)與積分變換”、“JaVa語言程序設(shè)計”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用”、“Linux軟件設(shè)計”、“計算機接口與通信”、“自動控制原理”、“電視原理”8門課程;二是由專業(yè)方向課調(diào)整來“DSP原理及應(yīng)用”、“多媒體技術(shù)”、“電子設(shè)計自動化”3門選修課;三是新增“專業(yè)導(dǎo)論”、“學科前沿信息”、“新能源技術(shù)”、“現(xiàn)代控制理論[雙語] ”、“信息論與編碼”、“集成電路設(shè)計”、“計算機網(wǎng)絡(luò)安全”7門課程。
在集中實踐教學環(huán)節(jié)中:一是取消了“電子設(shè)計方向?qū)I(yè)課程設(shè)計”(2學分、2周、第7學期);二是新增了“工程訓練C”(1周,1學分),調(diào)整了“模擬電子技術(shù)課程設(shè)計”(2周,2學分)、“數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計”(2周,2學分)、“單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計”(4周,2學分)。
(二)加強幾門關(guān)鍵課程的課改示范工作,提升課程在電子能力培養(yǎng)中的關(guān)鍵作用
(1)電子綜合設(shè)計輔導(dǎo)課程的教改實施情況
電子綜合設(shè)計輔導(dǎo)課程是訓練學生綜合設(shè)計能力的課程。學院2009年起將原來的“電裝實習”改成(電子裝配)“工程訓練”和“電子綜合設(shè)計輔導(dǎo)”(2學分、24+8學時、第5學期)兩門課程,并結(jié)合課余電子制作訓練作為補充。電子綜合設(shè)計輔導(dǎo)課程每一年的設(shè)計制作內(nèi)容在原有的基礎(chǔ)上都有新增,加強設(shè)計內(nèi)容的新型性和實用性,至今實驗室已有50多個設(shè)計實訓模數(shù)電路板。2014版培養(yǎng)計劃中“電子綜合設(shè)計輔導(dǎo)”課程調(diào)整為實驗課程“電子技術(shù)創(chuàng)新實驗輔導(dǎo)”(實驗30學時)。
電子裝配工藝訓練對學生的知識基礎(chǔ)要求較低,在原2010版教學計劃中安排在大一第二學期進行,重點是訓練學生的電子電路焊接技術(shù),為以后的電子裝配打下基礎(chǔ)。教學時數(shù)為一周,時間上分散進行,歷時半個學期。電子綜合設(shè)計輔導(dǎo)課程是學生進行電子設(shè)計的入門課,除公選課、選修課形式外,興趣小組形式的學習培養(yǎng)也是一個最有成效的環(huán)節(jié),使得對電子設(shè)計有基礎(chǔ)、有興趣的同學得到充分發(fā)揮與提升能力。對電子制作訓練做到有計劃性,一般分為四個階段:
第一階段:為電子制作基本能力訓練。安排在入學后的第二學期,以興趣小組形式進行。內(nèi)容主要為:焊接技術(shù)訓練、認識基本元器件(學會萬用表的使用)、識圖、音頻放大電路制作。
第二階段:電子制作入門訓練。安排在入學后的第三學期,以公選課的形式進行。主要學習繪圖、制作與測量(學習Protel(Altium Designer)軟件的使用,學會常用電子儀器的使用,利用波形圖分析電路的工作狀態(tài),分析能力訓練),內(nèi)容有:簡單電源電路、電動機驅(qū)動電路、光控燈開關(guān)電路、溫控加熱器電路等。
第三階段:電子設(shè)計基礎(chǔ)訓練。主要是結(jié)合理論知識設(shè)計電路,安排在入學后的第四學期,以選修課的形式進行。內(nèi)容有:音響電路(含音調(diào)電路、功率放大器電路)、隔離放大器電路、充電器電路等。
第四階段:電子設(shè)計綜合能力提高訓練。主要為綜合設(shè)計中、大規(guī)模電路,安排在入學后的第五學期,以選修課的形式進行。內(nèi)容有:搶答器電路、開關(guān)電源電路、數(shù)控電源電路、無線通信電路、鎖相環(huán)振蕩電路、轉(zhuǎn)速檢測電路、充電器電路。
(2)單片機原理及應(yīng)用課程的教改情況
單片機作為電子自動化控制的主要手段,其作用越來越重要。我院該課程為省級精品課程,課程組老師進行了一系列的教學實踐,編寫了新的教學文件,每年修改電子教案、課件,出版新的教材與實驗指導(dǎo)書,不斷完善學習資源,實施電子考試等等,為學生的自動化電子設(shè)計起到了重要的支撐作用。在2014版教學計劃中理論學時改為32,實驗改為獨立設(shè)課,學時為32,課程設(shè)計為1.5周。單片機實驗電路板全部為校內(nèi)老師設(shè)計制作,實驗室至今有單片機綜合應(yīng)用設(shè)計電路板30多件。
(3)新增電子技術(shù)實踐公選課
針對大學生電子設(shè)計競賽中發(fā)現(xiàn)的理論教學與學生實踐應(yīng)用能力脫離現(xiàn)象比較嚴重的問題,從2014年下半年開始學院在二年級學生中設(shè)立“電子技術(shù)實踐”公選課程,從學生學習電子技術(shù)知識的初始階段就引導(dǎo)學生向技術(shù)應(yīng)用方向發(fā)展,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、實際凝練為理論知識的能力,拓展學生的創(chuàng)新思維能力。電子技術(shù)實踐課程在一定程度上打破課程的專業(yè)界限、學科界限,使得知識、技術(shù)、信息等多方面融會貫通,在還不能完全打破現(xiàn)有教學模式的情況下,以教學實驗班的形式增加一個補充教學環(huán)節(jié),以音頻功率放大器的設(shè)計制作為立足點,從應(yīng)用目標出發(fā)搜索知識點,解決技術(shù)問題,培養(yǎng)思維方式。電子技術(shù)實踐公選課作為教學模式創(chuàng)新探索,在教學過程中最大程度地改變學生被教師控制之下被動地學習的局面,改變單純死記硬背完成學業(yè)的局面,轉(zhuǎn)而讓學生養(yǎng)成從解決問題的角度去思考、查找知識,提高學生的主觀能動性、創(chuàng)新意識。在教學環(huán)節(jié)上將實驗教學、理論教學、課程設(shè)計三點連成一線。在教學效果上力求學以致用,學有所用,以適應(yīng)大學生電子設(shè)計競賽的要求,適應(yīng)技能考證的要求,適應(yīng)用人單位對應(yīng)用型人才的需求。
(三)編寫、修訂教材、教案,建立完善教師與學生教學學習資源
編寫出版《電子綜合設(shè)計常用模塊與實例指導(dǎo)》、《單片機設(shè)計實例集》等實踐指導(dǎo)教材;為學生開展考證培訓修訂《電子工程師考證培訓講義》等;編寫新的教學文件及電子教案、課件等,建立完善教師與學生教學學習資源。
一是修訂出版了《單片機實驗與課程設(shè)計指導(dǎo)(Proteus仿真版)》、《電子設(shè)計常用模塊與實例》、《單片機設(shè)計實例選集(一)》、《51系列單片機原理及應(yīng)用》等實踐指導(dǎo)性強的教材;二是在原網(wǎng)絡(luò)課程的基礎(chǔ)上進行了單片機慕課網(wǎng)站的建設(shè),新編了150題左右的作業(yè)練習題庫;三是修改2014級教學大綱、電子教案及課件;四是設(shè)計開發(fā)2014級用的新實驗電路板并用于每年的學生電子設(shè)計競賽訓練。
(四)加強實踐能力培訓,提高學生的綜合能力
加強實踐能力培訓,提高學科競賽的獲獎數(shù)量、提高學生、專利證書數(shù)量、提高學生電子工程師/板級工程師/電工等從職證書數(shù)量。
(1)加強了學科競賽的輔導(dǎo)力度。一是組織學生電子協(xié)會,每周至少開展一次活動,以加強低年級同學的基礎(chǔ)技能訓練;二是與飛思卡爾智能汽車競賽相結(jié)合,利用各種提高學生能力的資源,充實學生的實踐活動;三是培養(yǎng)充實指導(dǎo)教師力量,2014年學院的指導(dǎo)教師隊伍擴大至9人,落實了組隊學生與指導(dǎo)教師的互選環(huán)節(jié),密切指導(dǎo)教師與參賽學生的聯(lián)系,特別是在暑期中通過明確訓練計劃、訓練內(nèi)容增加指導(dǎo)教師的投入精力;四是針對大學生電子設(shè)計競賽中發(fā)現(xiàn)的理論教學與學生實踐應(yīng)用能力脫離現(xiàn)象比較嚴重的問題,從2014年下半年開始在二年級學生中設(shè)立電子技術(shù)實踐公選課程,在教學效果上力求學以致用,學有所用,以適應(yīng)大學生電子設(shè)計競賽的要求。
(2)重視指導(dǎo)學生、申報專利工作,培養(yǎng)科學研究能力 。通過學生課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子競賽、省創(chuàng)新研究項目等實踐,指導(dǎo)學生以論文或?qū)@男问焦袒芯砍晒陙韺W生發(fā)表的電子設(shè)計類論文、實用專利、省大學生科技創(chuàng)新(電子電氣類)項目、國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目增加明顯。
(3)加強校內(nèi)電子工程師等考證培訓工作。學院培訓中心通過了市職業(yè)技能鑒定條件驗收,成立了市“職業(yè)技能鑒定所”和電工方面考證員,可進行中、高級電工,中、高級維修電工,初級電子設(shè)計工程師、板級設(shè)計工程師、單片機C語言程序設(shè)計師7種電子電氣類證書的證書認定,為學生培訓考評提供了極大的便利。
(4)加強了畢業(yè)設(shè)計真題實做的要求。學院將畢業(yè)設(shè)計任務(wù)早計劃、早布置,以提高畢業(yè)設(shè)計論文的真題實做時間,現(xiàn)一般是在第7學期初就布置任務(wù),畢業(yè)論文答辯分二次進行,在較長的時間內(nèi)可給學生留出較多時間完成高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計論文,學生畢業(yè)設(shè)計真題實做的比例在90%以上。
(五)落實考證考級替代學分考試的制度
落實考證考級替代學分考試的制度,將提高從職能力的技能考證、考級、競賽獎等納入到教學學分中。
學院出臺了關(guān)于《本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)替代管理辦法》(試行)的文件,規(guī)定了5類學生學業(yè)成果(考證、考級、論文、專利、競賽獎)或經(jīng)學院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)工作小組認定可以代替畢業(yè)設(shè)計(論文)的其他成果可替代畢業(yè)設(shè)計(論文)學分。
二、實踐成果
兩年間,學生在電子工程師、電工考證、學科競賽獲獎方面成績提高明顯,取得電子工程師證書30 人;電工證書192人;在大學生電子設(shè)計競賽中,獲省一等獎學生為9人,二等獎學生為18人,三等獎學生為21人;在全國(省)飛思卡爾智能汽車競賽及智能機器人大賽中獲一等獎6人,特等獎2人,二等獎9人,三等獎24人。兩年間,學生發(fā)表電子設(shè)計類論文10篇,取得電子設(shè)計類實用專利35項。
三、不足分析
一是教學計劃改革后課時量壓縮造成教師“搶課”現(xiàn)象,并由課程門數(shù)增多及投入精力不足造成教學改革的實踐效果下降;二是團隊精神在學院教改項目中體現(xiàn)不夠,大多數(shù)教師還是安于老的教學方式,教改積極性不高,大范圍的教改項目推進困難。
提高教學質(zhì)量不僅需要領(lǐng)導(dǎo)重視,更需要教師的人人參與。教學改革不能停留在口號上,更應(yīng)建立在教師行動上。高校要把提高教師的影響力與學生的競爭力作為學校發(fā)展的基本目標,以社會需求為導(dǎo)向,進一步改革人才培養(yǎng)模式,為社會輸送合格的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型應(yīng)用人才。
參考文獻:
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提出了電工電子技術(shù)實踐課程的一體化教學模式,即把實驗、實習、課程設(shè)計融為一體,提高學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力.為避免實驗室、硬件設(shè)備的重復(fù)設(shè)置造成資源浪費,提出自制實驗設(shè)備.教學實踐表明,該一體化教學模式能夠有效提高電工電子技術(shù)各實踐教學環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量,提高學生的創(chuàng)新意識和實踐技能,同時驗證了自主研發(fā)的實驗裝置完全可以滿足實踐教學的需求.
關(guān)鍵詞:
自制實驗設(shè)備;電工電子技術(shù);實踐教學
電工電子技術(shù)是電類及部分非電專業(yè)的必修課程[1-2],該課程實踐性及實用性強,其實踐教學環(huán)節(jié)包括課程內(nèi)實驗(有的專業(yè)獨立設(shè)課)、實習及課外的開放、創(chuàng)新實驗,課程結(jié)束常有1~2周的課程設(shè)計,學有余力的學生還可以參加各類電子大賽培訓等.這些課程既相對獨立,又密不可分.如何合理安排教學環(huán)節(jié),決定了課程教學的成功與否.為了培養(yǎng)學生運用電子技術(shù)理論知識分析設(shè)計電路,提高學生解決實際問題的能力、實踐動手能力和創(chuàng)造性思維能力,在教學中實施一體化教學模式.理論課教師同時承擔授課班級的實驗、實習和課程設(shè)計等實踐課程,教師對授課班級的情況熟悉,可以做到更好地因材施教.在此基礎(chǔ)上,研制了電工電子技術(shù)綜合實驗臺.該實驗臺可以完成電工電子技術(shù)的課程內(nèi)基礎(chǔ)實驗、課外開放實驗、創(chuàng)新實驗、電子實習以及課程設(shè)計等教學任務(wù),滿足了各實踐教學環(huán)節(jié)的需求.各理論、實踐教學環(huán)節(jié)相互滲透、有機結(jié)合,形成了完整的教學體系,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力[3].
1構(gòu)建一體化教學模式
1.1深化實踐教學改革
實踐教學改革,對加強學生工程實踐能力,提高學生創(chuàng)新能力至關(guān)重要.作為地方工科學院,本著從人才培養(yǎng)體系整體出發(fā),以能力培養(yǎng)為主線,構(gòu)建分層次、多模塊的實踐教學體系.把本課程新技術(shù)和器件及時引入實踐教學中,使學生在學校就能接觸到電子技術(shù)的最新知識,學生的實踐課內(nèi)容與教師的科研、工程項目及企業(yè)技術(shù)需求緊密聯(lián)系在一起,實現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機結(jié)合.充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)更新傳統(tǒng)的實踐教學內(nèi)容和技術(shù)方法,從多方面、多渠道加強基礎(chǔ)實驗、開放實驗、創(chuàng)新實驗、課程設(shè)計和電子實習等實踐課程,以各類競賽及學校推出的多種學生科技項目強化學生的工程實踐能力.建立新型的適應(yīng)學生能力培養(yǎng),鼓勵探索和創(chuàng)新多元化實踐教學模式及考核方法,促進學生自主學習、合作學習和研究性學習能力的提高[4-5].
1.2培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新意識與實踐能力
在校大學生存在人生目標不明確、學習動力不足等現(xiàn)象.對此,從學生入學開始給各班級配備了班主任輔導(dǎo)員.由于專任學生輔導(dǎo)員編制少,通常是一個輔導(dǎo)員負責十幾個班級的日常工作,所以學生有問題不能及時和輔導(dǎo)員溝通,有了班主任后學生的思想動態(tài)能在第一時間反饋給班主任,當然大學班主任不同于中學,他們研究如何幫助學生樹立人生目標,激發(fā)他們的學習興趣,引導(dǎo)學生從步入大學前的被動學習模式轉(zhuǎn)變到大學生活中的自主創(chuàng)新學習模式.班主任由專業(yè)教師兼任,他們都有自己的實驗室,學生自發(fā)加入到教師的實驗室中,從而大大提高了學生的實踐能力.
1.3建立實踐教學質(zhì)量保障機制
為保障實踐教學質(zhì)量,除常規(guī)制度外,還出臺各種競賽章程及科技項目鼓勵政策等,鼓勵學生參加科研和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動,鼓勵教師積極投入到學生的能力培養(yǎng)中.教師參與學生實踐項目指導(dǎo)的,在評職、評聘和評優(yōu)中給予政策傾斜,同時在工作量上也給予適當補貼,激發(fā)了教師的指導(dǎo)積極性.學校專門設(shè)置了創(chuàng)業(yè)實踐基金,學生科技創(chuàng)新基金,從激勵機制和經(jīng)費保障方面促進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育.
2一體化教學模式的具體實施
以國家級、省級實驗教學示范中心為依托,建設(shè)創(chuàng)新實踐基地,教師自發(fā)投入到指導(dǎo)學生中,從而極大地增強了學生自主實驗、自主創(chuàng)新的興趣,為一體化教學模式的順利實施提供了保障,具體措施有:
2.1開設(shè)與實踐相關(guān)的選修和必修課
為提高學生的實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識,主要通過開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類必修課和選修課,舉辦創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類講座,專業(yè)教育中滲透創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育等途徑,給學生傳授創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基本理論和基本方法.組建學生科技與創(chuàng)業(yè)社團,并鼓勵其開展虛擬創(chuàng)業(yè)活動.定期舉辦或組織學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽,開展各級各類學科競賽活動,舉辦各類技能培訓,提高學生的綜合實踐能力.現(xiàn)在的本科教育是大眾化教育,學校的大量擴招,使教師很難兼顧到所有學生.因此,通過組建電子協(xié)會等形式,培訓少數(shù)對實踐能力感興趣并具有一定自學能力的學生,實驗室由高年級學生定期組織培訓和討論并向這部分學生開放,培養(yǎng)精英學苗.進入實驗室的學生在實驗、課程設(shè)計和電子實習等教學過程中又會帶動其他學生,輔助教師進行指導(dǎo),將積累的實踐知識傳授給其他學生.教師指導(dǎo)各年級不同專業(yè)的學生組隊申請并完成校級、省級開放實驗、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐項目及參加各類競賽等.能力強的學生直接吸收進入教師的研究室,融入到教師的科研項目中,撰寫論文,申請專利,進一步提高了學生的科研及創(chuàng)新能力.通過這種反應(yīng)堆式的互幫互助,將知識傳授給每個學生.
2.2教學環(huán)節(jié)緊密銜接,形成一個完整的實踐教學體系
電工電子技術(shù)課程教學包括理論教學、基礎(chǔ)實驗、課程設(shè)計和電工電子實習,課外有學生自發(fā)申請參加的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目、開放實驗和各種電子設(shè)計類競賽.該課程實踐性實用性強,因此在理論教學中結(jié)合實驗,在實驗教學中完成對理論的應(yīng)用.為更好地做到理論與實踐的結(jié)合,教師同時承擔理論課授課班級的所有實踐課程,做到知己知彼,效果更好.教師把課程設(shè)計及電子實習的內(nèi)容提前布置給學生,讓學生根據(jù)布置的任務(wù)查閱資料,了解有關(guān)后續(xù)實踐課程.學生在學習中目的明確,更加清楚學到的實驗電路用到哪里,如何設(shè)計各模塊電路,同時把設(shè)計好的單元模塊電路利用手中的電腦或教師提供的EDA實驗室進行仿真,驗證設(shè)計電路的技術(shù)指標及可行性.理論教學與和基礎(chǔ)實驗為課程設(shè)計做前導(dǎo),課程設(shè)計為電子實習做鋪墊,電子實習又為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目及電子競賽打下了堅實的基礎(chǔ).通過一系列教學過程,不僅提高了學生的實踐能力,還鞏固了對理論知識的理解與掌握.這樣環(huán)環(huán)相扣,使各教學環(huán)節(jié)自成體系,達到了事半功倍的效果[6].
2.3鼓勵學生參加電子競賽、申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目
學校、教師組織學生參加各級電子類競賽項目,參賽學生在省級、國家級大學生電子設(shè)計競賽、飛思卡爾智能車競賽以及互聯(lián)網(wǎng)+大賽中取得好成績,極大地激發(fā)了學生的自主學習積極性.越來越多的學生積極申請進入實驗室、電子協(xié)會學習,學生自己知道該學什么,如何學會,如何把學到的知識應(yīng)用的實踐中,學生的實踐能力和創(chuàng)新意識得到了極大提高[7].在課程設(shè)計和電子實習中引入電子競賽題目,將課程設(shè)計和電子實習作為一個整體環(huán)節(jié),允許學生自由組隊采用項目申報的形式完成某個競賽題目作為課程設(shè)計和實習成績.經(jīng)過實驗室培訓的優(yōu)秀學生在班級里起到了很好的輻射作用,激發(fā)廣大學生對電子技術(shù)課程的學習興趣,從而形成良性循環(huán).
3電工電子技術(shù)綜合實驗臺的研制
電工電子技術(shù)實踐教學的改革及一體化教學模式的建立與實施需要有一個功能先進的實驗平臺做支撐,因此研制了電工電子技術(shù)綜合實驗平臺,目前實驗臺基本完成,在調(diào)試運行階段.經(jīng)驗證本實驗臺性能、功能完全滿足電工電子技術(shù)相關(guān)實踐課程的要求,是一個性價比很高的實驗裝置,有推廣價值.
3.1綜合實驗臺的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
綜合實驗臺整體采用對稱式正反背靠背四工位結(jié)構(gòu)設(shè)計.實驗臺把實驗、實習和課程設(shè)計所需的常規(guī)儀器設(shè)備、儀表和電腦等統(tǒng)一盤裝到封閉實驗臺內(nèi),外部只露出操作面板.實驗電路采取標準模塊化設(shè)計,每個模塊的外形尺寸采取統(tǒng)一封裝,多個模塊可以組合到實驗底板上,實驗底板采取翻板式結(jié)構(gòu).模塊內(nèi)只給出實驗必須的器件,所有需要搭接的電路均由學生連線完成.學生根據(jù)實驗的復(fù)雜程度自行組合模塊,此種結(jié)構(gòu)既可以保證基礎(chǔ)實驗的開出,又可以完成復(fù)雜性、綜合性強的開放實驗與課程設(shè)計.
3.2綜合實驗臺的功能及特點
綜合實驗臺的電路模塊分為模擬電路模塊、數(shù)字電路模塊、電路基礎(chǔ)模塊和EDA模塊,可以同時開出多門課程.綜合實驗臺既可以完成硬件實驗,又可以完成仿真實驗;既可以承擔基礎(chǔ)實驗,又可以完成課程設(shè)計、創(chuàng)新實驗及開放實驗.實驗臺采取的翻板式結(jié)構(gòu),實驗時放下翻板,實驗結(jié)束合上翻板,在寬敞的臺面上可以完成電子實習等焊接安裝的任務(wù).因此,本實驗臺的綜合性強,所有實驗室配備此種實驗臺可以同時開出多門實踐課程.避免了不同學科的實驗使用的實驗設(shè)備種類繁多,導(dǎo)致實驗室的重復(fù)建設(shè),有效的節(jié)省了實驗空間,提高了實驗設(shè)備的利用率.實驗臺上配備有計算機,既可以完成仿真實驗,還可以實現(xiàn)實驗室的網(wǎng)絡(luò)化管理.學生可以提前在網(wǎng)上預(yù)約實驗,實驗前熟知實驗內(nèi)容,做好預(yù)習報告,實驗中記錄數(shù)據(jù)波形結(jié)果,進行實驗分析總結(jié).實驗教學中指導(dǎo)教師可以實時監(jiān)控學生上課情況,觀察學生實驗表現(xiàn)并給出過程性學習成績.本實驗臺的設(shè)計注重綜合性、先進性、開放性、實用性和便利性.通過科學地設(shè)置實驗項目及實踐環(huán)節(jié),課程達到了全面培養(yǎng)學生的科學作風、實驗技能以及綜合分析、提出問題和解決問題的能力,增強了學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識.
作者:倪奇 張凱利 胡高杰 單位:哈爾濱理工大學測控技術(shù)與通信工程學院
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[關(guān)鍵詞]電子技術(shù);實踐教學;創(chuàng)新;改革
數(shù)字電子技術(shù)課程是信息類、計算機類、電氣類等專業(yè)的基礎(chǔ)課程,通過對數(shù)字電子技術(shù)課程的學習,讓學生掌握這門課程的基本知識、基本理論及基本技能,清楚電子技術(shù)的發(fā)展進程,為以后的專業(yè)知識學習做好鋪墊和基礎(chǔ)。數(shù)字電子技術(shù)課程一般被分為理論和實踐兩個部分,實踐部分作為理論教學的補充,有著非常重要的作用。實踐教學不但能激發(fā)學生的學習積極性,提高學生運用理論知識進行設(shè)計及分析的能力,還能提高學生主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,促進學生的全面發(fā)展。如今,隨著新課程改革的進程不斷深入,數(shù)字電子技術(shù)課程的教學時間被一再壓縮,這就對這門課程的教學提出了新的挑戰(zhàn):要讓學生在有限的學時里領(lǐng)會數(shù)字電子技術(shù)的理論知識,并通過理論進一步掌握數(shù)字電子技術(shù)的實踐方法,進而提高學生的實踐技能和動手能力。同時,通過學生的實踐活動,讓其更加深入地了解電子技術(shù)理論知識的內(nèi)涵。因此,應(yīng)該重視實踐教學的作用及地位,更加科學合理地安排學生的實踐活動,并提高實踐教學的要求。
一、完善實踐教學方式
首先,建設(shè)多媒體實驗教學系統(tǒng)。通過先進的計算機多媒體技術(shù),把教學所需的實驗步驟、理論示意圖、注意事項等制成精美的實驗教學課件,對圖像、聲音、文本、視頻等多媒體元素進行加工處理,加強教學效果,優(yōu)化課堂教學,提高學習效率。這種方式避免了傳統(tǒng)電子技術(shù)實踐教學中枯燥、刻板的缺點,激發(fā)了學生的學習積極性。其次,建設(shè)虛擬實驗教學平臺。虛擬實驗教學平臺能夠增強學生對電路的認知,掌握各種電子儀器的使用方法及測試方法,讓每個學生都可以動手實踐,進行電子元件接線及設(shè)定儀器參數(shù),一邊連線測試,一邊修改分析,還可以對比理論計算的結(jié)果。通過虛擬實驗教學平臺提供的能夠隨時修改和調(diào)整的儀器參數(shù),分析其對電路的影響,在使用和測試過程中,將理論與實踐結(jié)合起來,增強學生的實踐能力及對理論的理解。再次,不斷完善網(wǎng)絡(luò)實踐教學平臺。將多媒體網(wǎng)絡(luò)課件、實踐教育資源、網(wǎng)絡(luò)教育平臺等有機結(jié)合起來,組成立體化的網(wǎng)絡(luò)教學資源,學生通過網(wǎng)絡(luò)自行決定實驗內(nèi)容、實驗時間,鼓勵學生自由發(fā)揮,培養(yǎng)學生的自主實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新實踐能力。
二、改進實踐教學環(huán)境
一般來說,電子技術(shù)實踐的教學環(huán)境要滿足從課題設(shè)計到課程實踐各個方面實踐教學的需求,它包括軟件建設(shè)和硬件建設(shè)兩個部分。軟件建設(shè)以提高實踐教學的創(chuàng)新和管理為主,包含資源共享、管理規(guī)范、操作要求等;硬件建設(shè)以完善實驗室建設(shè)為主,包含實驗設(shè)備、實驗場地、實驗配套軟件等。首先,要充分利用現(xiàn)有的實驗設(shè)備?,F(xiàn)階段,實驗室一般都由各個教研組管理,大部分實驗設(shè)備都是用作理論課程的實驗,各個教研組之間各行其是,實驗設(shè)備利用率不高。面對這樣的問題,應(yīng)該把實驗室從教研組分離出來,建設(shè)統(tǒng)一的實驗中心,把實驗設(shè)備統(tǒng)一管理,提高利用率。其次,要及時更新實驗設(shè)備。隨著時代的發(fā)展,一些陳舊落后的實驗設(shè)備已經(jīng)無法滿足實踐教學的要求,因此,要及時購買先進的實驗設(shè)備,使實踐教學跟上電子技術(shù)發(fā)展的腳步,讓學生了解最先進的電子技術(shù)與產(chǎn)品。再次,引入虛擬實驗平臺。ElectronicsWorkbenchEda(EWB)是一款小巧但仿真功能十分強大的計算機軟件,它被稱為虛擬電子實驗室。虛擬實驗是指借助多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)在計算機上構(gòu)造一個可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)實驗環(huán)境,通過仿真調(diào)試、電路設(shè)計及對數(shù)據(jù)和參數(shù)的分析,達到實驗效果的一種新型的實驗方法。將其作為傳統(tǒng)實驗的補充,能夠使學生熟悉仿真軟件技術(shù),同時把理論知識和實驗內(nèi)容緊密聯(lián)系起來,可以較全面地反映和概括所學的知識。這樣一來,不僅利用了實驗教學參與性強、操作性強的特點,還發(fā)揮了計算機資金投入少、直觀、迅速的優(yōu)勢。除此之外,要創(chuàng)設(shè)開放式的實踐教學環(huán)境。開放式實踐教學是為了給學生創(chuàng)設(shè)一個輕松的學習及實踐環(huán)境,給學生創(chuàng)造自主學習和探索的時間和空間。由于新入學的學生對電子工藝的知識和技術(shù)還不夠熟練,應(yīng)該安排教師輔導(dǎo)學生,實驗室也應(yīng)對學生全天開放。學生在實驗室中能夠熟悉電子儀器的原理和使用方法、焊接技術(shù)、小型電子產(chǎn)品的制作、印刷線路板的制作、電子線路的檢測等,為以后的電子技術(shù)實驗打下堅實的基礎(chǔ)。同時,開放式的實踐教學還可以把科研活動與實踐教學結(jié)合起來,讓學生積極參與教師的科研活動,培養(yǎng)學生的科研能力、操作能力和創(chuàng)新能力。
三、建設(shè)實踐教學師資隊伍
要想培養(yǎng)出高素質(zhì)的實踐型人才,必須有一支高水平的實踐教學師資隊伍,教師隊伍水平的高低關(guān)系著實踐教學質(zhì)量的好壞。首先,要采用激勵考核機制。學校應(yīng)采用教學崗位聘任制,設(shè)置主講教師、主講教授。對主講教師、教授給予高薪酬的激勵制度,充分調(diào)動教師進行實踐教學的積極性。其次,重視教師培訓,構(gòu)建合理的教師隊伍。鼓勵教師參加繼續(xù)教育,深入產(chǎn)業(yè)第一線,了解行業(yè)的發(fā)展前景,豐富自身的實踐經(jīng)驗,結(jié)合實踐開展教研活動。鼓勵教師參與教學改革、發(fā)表學術(shù)論文、定期參與教學研討會,提高教學水平。再次,改革教育教學體制,改善管理方式。為了滿足當今實踐教學的需求,應(yīng)深化體制改革,建立健全人事聘任制度、教學激勵制度、工作考評制度,提高實踐教學的水平和質(zhì)量。電子技術(shù)實踐教學的改革和創(chuàng)新,能夠為學生發(fā)展個性、自主學習提供所需的空間和時間,有利于提高學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識,進而全面提高實踐教學質(zhì)量。
四、優(yōu)化實踐教學內(nèi)容
根據(jù)當今電子技術(shù)的發(fā)展進程及學生的實際情況,合理選擇實踐教學內(nèi)容。應(yīng)該給學生設(shè)置豐富且層次多樣的實驗項目,通過設(shè)計層次多樣的實驗項目,既可以促進學生的全面發(fā)展,又有益于教師專業(yè)水平的提高。首先,運用基礎(chǔ)實驗來鞏固學生的理論知識。實踐教學的第一層次是進行驗證方法性或原理性為主的課程實驗。通過一些驗證性、演示性的實驗,使學生加深對所學原理或理論的理解,培養(yǎng)學生的基礎(chǔ)實踐技能。在教學過程中,應(yīng)盡量避免課程實驗,真要做時,教師應(yīng)指導(dǎo)學生熟悉電子電路的測試方法,引導(dǎo)學生注意實際操作中的突發(fā)狀況等問題。其次,運用課程設(shè)計來培養(yǎng)學生的實際應(yīng)用能力。實踐教學的第二層次是以理論和原理為主的課程設(shè)計。一般來說,課程設(shè)計需要應(yīng)用不同課程的知識來解決一個實際問題,進而培養(yǎng)學生的理論知識運用能力。再次,運用綜合應(yīng)用實踐,培訓學生的創(chuàng)新能力。實踐教學的第三層次是綜合應(yīng)用實踐,它需要綜合應(yīng)用不同課程的知識,設(shè)計出具有一定應(yīng)用價值的項目,以達到綜合應(yīng)用的需求。這樣就能夠培養(yǎng)學生自主制定實驗方式、實驗過程及獨立實驗的能力,為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力打下了堅實的基礎(chǔ)。除此之外,可以運用專題設(shè)計來提升學生的工程素質(zhì)。實踐教學的第四層次是專題設(shè)計實踐,專題設(shè)計大部分以真實的工程為背景,讓學生自行探索、自主進行實驗研究,不僅可以培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,還能提高學生的工程素質(zhì)。綜上所述,電子技術(shù)的實踐教學是一種極其重要的教學方式,如今已被廣泛運用于電子技術(shù)教學中,但是其課時短、任務(wù)重的特點又對實踐教學提出了不小的挑戰(zhàn)。因此,教師應(yīng)不斷革新實踐教學方法,激發(fā)學生的學習熱情和積極性,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,鍛煉學生的實踐能力,促進學生綜合素質(zhì)的提高。
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關(guān)鍵詞:模擬電子技術(shù)基礎(chǔ);研究型教學;教學改革;創(chuàng)新能力;教學輔助軟件
作者簡介:劉浩(1977-),男,四川達州人,東華大學信息學院,副教授;任立紅(1966-),女,內(nèi)蒙古赤峰人,東華大學信息學院,副教授。(上?!?01620)
基金項目:本文系2012年度上海市教委重點課程項目(項目編號:901-07-010155)的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)35-0052-02
以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為基本出發(fā)點,研究型教學是與國家創(chuàng)新體系和高等教育改革高度契合的一種現(xiàn)代教學模式。實施研究型教學是我國創(chuàng)建高水平大學的重要路徑和改革方向。[1]創(chuàng)新能力是不僅關(guān)注知識結(jié)論本身,還要探究其背景、概念、方法、局限性等,善于發(fā)現(xiàn)問題、研究問題,注重逆向思辨的綜合能力。[2]研究型教學模式已成為當前重點高校教學改革亟待解決的深層次問題?!澳M電子技術(shù)基礎(chǔ)”是電類本科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是學好后續(xù)專業(yè)課的前提,在電類學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中具有承上啟下的重要作用。[3]近年來,在學?!胺€(wěn)量提質(zhì)”的新目標下,筆者結(jié)合“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程特點及我校信息學院的實際情況,從教改思路、內(nèi)容體系、教學方法、實踐環(huán)節(jié)等方面對研究型教學改革進行了有益的探索和實踐,取得了一定的成果。
一、教改的基本思路
一方面,“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程具有較強的工程性和實踐性。這一特點打破了學生習慣于數(shù)學分析的思維模式,教師應(yīng)通過啟發(fā)式和討論式教學方法培養(yǎng)學生面向應(yīng)用的創(chuàng)新意識。另一方面,電子學科發(fā)展迅速,該課程應(yīng)與現(xiàn)代教育技術(shù)充分結(jié)合,從發(fā)展的角度更新課程內(nèi)容體系,并適當通過雙語教學吸收國外先進的教學成果。因此,該課程確立了“夯實經(jīng)典,面向發(fā)展,注重實踐,促進創(chuàng)新”的教改思路,堅持理論性、工程性和前沿性并重的原則,在教學中實現(xiàn)線性與非線性、理論解析與工程方法、基礎(chǔ)理論與前沿應(yīng)用、元件與系統(tǒng)的辯證統(tǒng)一,并推進以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的多元化考核方式。教師以“元器件基礎(chǔ)電路電路系統(tǒng)”為主線,從設(shè)計的角度講授某一電路的獲得過程,引導(dǎo)學生站在系統(tǒng)的高度解析電路及其局限性,并獲得重新構(gòu)造電路的思路。課程教學將發(fā)現(xiàn)問題放在更重要的地位,并用研究的方法解決問題,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力。
二、課程內(nèi)容體系的更新
“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程需要在有限的學時內(nèi)(理論教學64學時,實驗20學時)使學生獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能。新修訂的課程內(nèi)容體系更加注重理論教學與實踐教學的銜接,在保證經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上重點講授集成運放組成的各種信號運算、信號處理和信號產(chǎn)生電路,并延伸到模擬集成電路和模數(shù)混合系統(tǒng)等內(nèi)容,培養(yǎng)學生系統(tǒng)級的分析與設(shè)計能力。理論教學應(yīng)簡化器件內(nèi)部機理的介紹,弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶,強化器件的組合應(yīng)用與接口擴展機制,加強主流新技術(shù)的探討;實踐教學應(yīng)重點引入研究型和設(shè)計型實踐教學環(huán)節(jié),為此出版了課程配套的“十一五”規(guī)劃實驗教材《電子技術(shù)實驗與模擬電子技術(shù)課程設(shè)計》。目前,多媒體教學和電子設(shè)計自動化(EDA)的發(fā)展使得教學輔助軟件能夠融入課堂,為學生豐富的探索和實踐提供了現(xiàn)代化手段。適用于該課程的研究型教學輔助軟件包括EDA仿真軟件Multisim、Proteus和工程計算軟件Matlab、MathCAD。[4]在此基礎(chǔ)上,筆者將EDA仿真作為理論課的工具及學生進行硬件實驗的前提,建立了“理論·仿真·硬件”相互融合的教學模式,以保證研究型教學落到實處。
三、教學方法與教學手段的改進
1.通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學平善課程體系
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,世界各國高校都在大力開展網(wǎng)絡(luò)化教學應(yīng)用,然而海量的數(shù)字化資源會使學生感到無所適從。為此,筆者通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學平臺給學生提供少而精的數(shù)字化資源,與課堂教學相輔相成。除了教學大綱、教學日歷和教學課件,網(wǎng)絡(luò)輔助教學平臺提供的數(shù)字化教學資源還包括教學輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國家級電子技術(shù)精品課程和國際一流大學電子技術(shù)課程的網(wǎng)址,方便學生進行自主學習。網(wǎng)絡(luò)輔助教學平臺還提供與課程相關(guān)的在線輔導(dǎo)答疑,并通過微博、QQ群、飛信群等網(wǎng)絡(luò)互動方式開展憶阻器、在系統(tǒng)可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術(shù)的專題討論,并讓學生通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查模擬電子技術(shù)的相關(guān)專利與應(yīng)用,撰寫調(diào)研報告,促進學生開展研究性學習。
2.將EDA仿真演示融入理論教學
EDA技術(shù)是電子設(shè)計領(lǐng)域的一場革命,改變了以變量估算和硬件實驗為基礎(chǔ)的電路設(shè)計方法。在理論教學中引入重點內(nèi)容的EDA仿真演示,有利于快捷地將理論性和應(yīng)用性融于一體,實現(xiàn)理論教學的拓展,并為實踐教學打下基礎(chǔ)。由于學時與場所限制,教師需要在備課時充分考慮課堂投影演示與本機顯示的不同,精心設(shè)計演示范例與互動環(huán)節(jié),引導(dǎo)學生思考,由學生得出結(jié)論,并事先做好演示范例的中間版本以便重點演示關(guān)鍵步驟。例如,筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負反饋前后各種參數(shù)、輸入輸出信號波形、頻率響應(yīng)特性的異同,學生通過直觀的比較加深了對負反饋作用的理解。此外,筆者在布置書面作業(yè)時還鼓勵學生對作業(yè)中的疑難問題進行仿真,并在作業(yè)本上寫出心得體會。
3.強化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維
現(xiàn)行的理論教學往往只講器件和基礎(chǔ)電路,很少涉及如何由各種元器件通過某種聯(lián)結(jié)組成一個實用系統(tǒng)。筆者在緒論課中就結(jié)合實際闡明電路系統(tǒng)的組成及各部分的作用,并給出簡圖;之后課程中每一個新內(nèi)容都會回到系統(tǒng)簡圖上來,逐漸深化、細化,并引導(dǎo)學生尋找反例,這樣不但使學生建立了系統(tǒng)的概念,而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下,學生對各種電路無須精確的理論計算,但要掌握近似估算的方法,弄清楚電路系統(tǒng)的設(shè)計思路及其局限性、性能指標的折衷考慮。要注意各章節(jié)之間的相互配合和銜接,堅持培養(yǎng)學生“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維,強化以集成運放為基礎(chǔ)的知識體系,使學生建立系統(tǒng)觀念、工程觀念,學會定性分析與辯證的思維方法。
四、多層次的實踐教學
1.利用Multisim軟件開展虛擬實驗
研究型教學是理論和實踐有機結(jié)合的一種教學方式。然而由于學時、實驗條件的限制,課內(nèi)實驗的教學效果難以達到預(yù)期目標,利用EDA軟件開展虛擬實驗?zāi)軌驈浹a當前課內(nèi)實驗的不足。目前EDA軟件的種類很多,其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件,特別適合于模擬電路系統(tǒng)的虛擬實驗。[5]學生可以通過這些儀器觀察電路的運行狀態(tài),查看電路的仿真結(jié)果,許多設(shè)置、使用和讀數(shù)與實際的測量儀器類似。因此,課內(nèi)實驗是首先在EDA實驗室安排了一節(jié)課的Multisim認識實習,隨后按教學日歷分為基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、課程設(shè)計三個階段。各階段都增加了相應(yīng)的仿真設(shè)計內(nèi)容。在課內(nèi)實驗之前,筆者要求學生預(yù)習實驗內(nèi)容并進行Multisim仿真及課外研究,再進入實驗室通過儀器設(shè)備進行實際的硬件操作。虛擬實驗和硬件實驗不可重此輕彼,而應(yīng)軟硬結(jié)合。筆者通過實驗課件的演示減少講解時間,讓學生有更多的時間用于實際操作與硬件調(diào)試。這種“理論·仿真·硬件”相互融合的教學模式將仿真考核和課外研究作為實驗成績的重要部分,增強了學生對理論知識的理解與掌握,提高了學生的仿真能力、設(shè)計能力和系統(tǒng)調(diào)試能力。
2.重視綜合實驗和課程設(shè)計
研究型教學需要一種類似科學研究的氛圍以及一對一的師生互動。綜合實驗和課程設(shè)計能夠較好地彌補理論教學大班授課的不足。有限的學時在一定程度上制約了實踐教學的深入開展,為此筆者壓縮了前期驗證型基礎(chǔ)實驗的次數(shù),在實驗課程的后期安排了三次融合整學期知識點的綜合實驗,幫助學生強化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維。期末的課程設(shè)計則由指導(dǎo)教師布置若干難度適中的研究課題,要求學生從查閱資料開始自主進行電路設(shè)計,對設(shè)計的電路進行仿真分析,經(jīng)教師審查后方可選購器件,安裝調(diào)試電路,測量各種參數(shù),進行實驗分析,提出改進意見,并根據(jù)規(guī)范格式書寫課程設(shè)計報告,完成一次較完整的工程研究訓練。鼓勵學生進一步拓展課程設(shè)計內(nèi)容并發(fā)表科技小論文,在課程設(shè)計中表現(xiàn)突出的學生將被選拔參加各種課外科技活動和競賽。
五、結(jié)束語
研究型教學是面向創(chuàng)新型國家建設(shè)的新型教學實踐活動,也是創(chuàng)建高水平大學的重要途徑。本文以“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程為例,從教改思路、內(nèi)容體系、教學方法及實踐環(huán)節(jié)等多個方面探討了研究型教學改革的具體措施和方法,建立了學生為主體、教師為向?qū)У慕虒W模式。教學實踐表明,這些改革措施有效地調(diào)動了學生探索學習的積極性和主動性,提高了電類本科生的科學素養(yǎng)與創(chuàng)新能力。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:電氣工程及其自動化;電氣裝備;課程體系
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)31-0160-02
一、引言
平頂山學院的電氣工程及其自動化專業(yè)為省級特色專業(yè)、河南省普通高等學校本科工程教育人才培養(yǎng)模式改革試點專業(yè),所屬的電氣工程學科為校級重點學科。該專業(yè)多年來服務(wù)于平頂山地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,培養(yǎng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展所需要的電氣類專業(yè)人才。緊緊圍繞平頂山市重點發(fā)展裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略部署,2013年,平頂山學院下發(fā)了《關(guān)于學科專業(yè)群的建設(shè)意見》,明確提出重點建設(shè)電氣信息類專業(yè)群。電氣信息類專業(yè)群的發(fā)展目標定位:建設(shè)服務(wù)于智能電力設(shè)備行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,富有地方特色的、優(yōu)勢突出的應(yīng)用型專業(yè)群;服務(wù)面向定位:立足平頂山,面向河南,對接智能電力設(shè)備行業(yè)產(chǎn)業(yè),為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展服務(wù)。2014年,學校將電氣信息類專業(yè)群中的電氣工程及其自動化、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程3個專業(yè)列入首批轉(zhuǎn)型試點,電氣工程及其自動化負責培養(yǎng)智能電力裝備的本體及硬件設(shè)計開發(fā)所需要的應(yīng)用型人才。為此,電氣工程及其自動化專業(yè)的電氣裝備方向面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。
課程體系的開設(shè)是培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)。目前,我校電氣工程及其自動化專業(yè)的課程設(shè)置都是根據(jù)學科知識結(jié)構(gòu)的內(nèi)在邏輯來展開的,強調(diào)學科知識的系統(tǒng)性和完整性,強調(diào)全面掌握學科領(lǐng)域知識,忽視知識的實用性,整個課程體系學術(shù)性很強,技能性缺乏。課程設(shè)置幾屆甚至更長時間都固定不變,沒有結(jié)合當今科技與社會經(jīng)濟發(fā)展的實際,只滿足于課堂教學,給學生提供動手的機會很少,缺乏應(yīng)有的靈活性,不能根據(jù)學生的需求采用不同的技能訓練模式。雖然有畢業(yè)實習、金工實習、電工實訓、電子技術(shù)課程設(shè)計、專業(yè)綜合課程設(shè)計,但持續(xù)學習時間短,學生未能真正深入進去,專業(yè)見習更是走馬觀花,學生純粹是看熱鬧,沒有任何實質(zhì)性學習。因此,教學效果不夠理想,對于學生的實踐動手能力的提高幫助有限。在科學技術(shù)日新月異、知識不斷更新的時代,這種課程體系無法應(yīng)對新形勢的挑戰(zhàn)。
為滿足專業(yè)群建設(shè)的需要,培養(yǎng)應(yīng)用型人才,平頂山學院電氣工程及其自動化專業(yè)在整合現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上,在實踐中開展多維調(diào)研與深度探究,積極構(gòu)建電氣裝備方向的全新的課程體系。
二、構(gòu)建電氣裝備方向課程新體系
通過到國內(nèi)知名高校和平頂山地區(qū)的電力裝備制造企業(yè)進行調(diào)研以及對畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查,得到企業(yè)對電氣工程及其自動化專業(yè)的畢業(yè)生的知識結(jié)構(gòu)、能力素質(zhì)的要求,從理論教學環(huán)節(jié)和實踐教學環(huán)節(jié)構(gòu)建了電氣裝備方向的新的課程體系。
1.構(gòu)建理論課程新體系。根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標定位和專業(yè)應(yīng)用型人才的知識結(jié)構(gòu)要求,理論教學環(huán)節(jié)設(shè)置了通識必修課、學科基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課。(1)通識必修課。通識必修課按照素質(zhì)教育的理念,強調(diào)德、智、體、美相互滲透,設(shè)置的課程有:思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、中國近現(xiàn)代史綱要、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、大學英語、大學體育。學生通過通識必修課的學習,獲得必要的價值分析、探究方式與能力的訓練,形成合理的思維方式和準確的觀察判斷能力以及清晰的溝通表達能力。(2)學科基礎(chǔ)課。學科基礎(chǔ)課課程的設(shè)置是針對電氣信息類專業(yè)群所必需的知識和基礎(chǔ),注意培養(yǎng)學生的基本素質(zhì),著眼于學生的可持續(xù)發(fā)展,著眼于為學生繼續(xù)學習打基礎(chǔ),使學生獲得較寬厚的公共基礎(chǔ)學科、專業(yè)基礎(chǔ)學科的知識。設(shè)置的課程有:高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、大學物理、電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)。(3)專業(yè)必修課。我校電氣工程及其自動化專業(yè)設(shè)立了“電氣裝備”和“電氣控制”兩個專業(yè)方向,專業(yè)必修課是這兩個方向必修的課程,主要培養(yǎng)學生的基本專業(yè)技術(shù)和能力,使學生系統(tǒng)掌握電氣工程的基礎(chǔ)理論、基本知識。設(shè)置的課程有:電機學、電力電子技術(shù)、電氣控制及PLC技術(shù)、自動控制原理、電力工程基礎(chǔ)、單片機原理及應(yīng)用、MATLAB在電氣工程中的應(yīng)用、自動檢測技術(shù)、專業(yè)英語。(4)專業(yè)選修課。專業(yè)選修課是針對專業(yè)方向的需要安排的課程,根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求以及課程的前后邏輯關(guān)系,按照“有用、可用、管用”的原則,根據(jù)“電氣裝備”方向的特點,精心設(shè)置了“電氣裝備”方向的課程:電氣CAD基礎(chǔ)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、高電壓技術(shù)、電器學、高壓電器、電氣裝備的計算機控制技術(shù)、智能電器、電氣新技術(shù)講座。學生必須完整修完自己專業(yè)方向的課程,其他專業(yè)方向的課程可作為個性課程選修。另外,為高年級學生開設(shè)電氣新技術(shù)講座,聘請企業(yè)教授級高工、知名大學教授開講座,介紹學科研究熱點、發(fā)展趨勢,使學生了解學科發(fā)展的最新動態(tài)。
2.構(gòu)建實踐課程新體系。據(jù)行業(yè)和企業(yè)專家的要求,結(jié)合專業(yè)群內(nèi)現(xiàn)有人才培養(yǎng)資源,電氣工程及其自動化專業(yè)電氣裝備方向?qū)嵭行F舐?lián)合培養(yǎng)和“3+1”人才培養(yǎng)模式。前3年在學校培養(yǎng),注重人文,強化基礎(chǔ),著重培養(yǎng)“自主學習、主動實踐、實學創(chuàng)新”的意識和能力;第4年進入合作企業(yè),以企業(yè)為主,開展校企聯(lián)動的工程實踐教育,參與項目實訓和畢業(yè)設(shè)計,從而培養(yǎng)學生的工程實踐能力、運用專業(yè)知識解決實際問題的能力,熟悉工程項目的基本流程、過程管理及業(yè)務(wù)規(guī)范等方面的知識,培養(yǎng)團隊合作精神和創(chuàng)新意識。為此,在實踐課程新體系中,設(shè)置了獨立實驗課、集中實踐課、第二課堂。(1)獨立實驗課。減少驗證性實驗,增加研究性、設(shè)計性、綜合性實驗,盡可能模擬電氣工作的現(xiàn)實環(huán)境,在實驗中分配給學生一定的工作任務(wù),學生得以找到寶貴的機會將所學知識提前應(yīng)用到未來的工作中,達到真正提升學生素質(zhì)和能力的目的。設(shè)置的獨立實驗課程有:大學物理實驗、電路分析實驗、電子技術(shù)實驗、電機學實驗、電器學實驗。其中,電路分析實驗、電機學實驗、電器學實驗等利用項目來進行教學,尋求的是以學生在課題和項目完成的過程中來自主形成電氣專業(yè)知識體系,綜合培養(yǎng)學生的知識、技能和工作的態(tài)度等。(2)集中實踐課。包括校內(nèi)集中實踐和企業(yè)實踐兩部分。校內(nèi)集中實踐強化基于項目的科學研究和工程實踐訓練,設(shè)置的環(huán)節(jié)有:軍訓、金工實習、電子技術(shù)課程設(shè)計、電氣測量實訓、電機控制實訓、電子技術(shù)課程設(shè)計、電力電子課程設(shè)計、電力工程課程設(shè)計、PLC課程設(shè)計。企業(yè)實踐,包括企業(yè)認知實習、企業(yè)專業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計等3個環(huán)節(jié)。①企業(yè)認知實習。這主要鍛煉學生綜合運用所學的科學理論方法和技術(shù)手段分析并解決工程實際問題的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和進行產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計、技術(shù)改造與創(chuàng)新的初步能力。以《電力工程基礎(chǔ)》課程為例,該課程要求學生通過學習掌握供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運行的基本知識,為達到上述要求,首先帶領(lǐng)學生到幾家不同企業(yè)進行參觀,了解供配電系統(tǒng)的線路及設(shè)備,讓學生總結(jié)各企業(yè)供配電網(wǎng)絡(luò)的特點,然后回到學校學習相關(guān)理論知識,在學校進行基本知識的學習后,再到企業(yè)去參觀實習,找出存在的問題并改進。②企業(yè)專業(yè)實習。目的是使學生了解和掌握本專業(yè)基本的生產(chǎn)實際知識及本專業(yè)的科技發(fā)展水平和方向;驗證、鞏固和豐富所學過的專業(yè)知識,培養(yǎng)學生在生產(chǎn)實際中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。這主要采用以下方式:參加企業(yè)技術(shù)培訓、擔任技術(shù)員助理、施工員助理、項目經(jīng)理助理等。在上述多個崗位中,每個學生側(cè)重1個崗位,實際工作不少于2~3個月,以保證學生對相關(guān)崗位有足夠的認識和感受,能夠了解其中的精髓。③畢業(yè)設(shè)計。采用校內(nèi)指導(dǎo)教師作為主導(dǎo)師、企業(yè)副高級以上職稱人員作副導(dǎo)師共同指導(dǎo)的方式,主要解決企業(yè)生產(chǎn)實際中遇到的問題,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和獨立工作的能力,使學生提前熟悉工程環(huán)境,為培養(yǎng)適合企業(yè)實際工程應(yīng)用能力的人才打下基礎(chǔ)。(3)第二課堂。學生在大二、大三時通過進一步培訓就可以參加AutoCAD繪圖競賽、電機控制競賽、PLC程序設(shè)計競賽、單片機編程競賽、MATLAB程序設(shè)計競賽、電子設(shè)計大賽、大學生科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動等實踐;在暑假、寒假期間,安排一些學生到實踐教學基地和相關(guān)企業(yè)實習;鼓勵學生到我校的供配電實訓室和高壓智能開關(guān)工程技術(shù)研究中心進行開放實驗;請大公司的工程師來做講座、工程培訓,縮短畢業(yè)生進入企業(yè)的適應(yīng)期,節(jié)省企業(yè)培訓成本和時間。第二課堂不但能提高學生的實踐能力、表達交流能力、自主學習能力、自我管理能力等,還可培養(yǎng)學生的工程意識、團隊合作意識。
三、結(jié)束語
課程體系的構(gòu)建只是專業(yè)群建設(shè)的開端,該課程體系的順利實施還要依賴實踐教學平臺的建設(shè)和“雙師型”師資隊伍的建設(shè)等一系列具體舉措。在校、院兩級領(lǐng)導(dǎo)的推動下,實踐教學平臺和“雙師型”師資隊伍的建設(shè)已初具成效,相信在不久的將來,我院電氣裝備方向?qū)ζ巾斏侥酥寥珖碾娏ρb備行業(yè)輸送大量優(yōu)秀人才。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:過程考核;項目教學法;“電子技術(shù)”課程;改革
作者簡介:李娜(1977-),女,黑龍江依安人,南京師范大學電氣與自動化學院,講師。(江蘇 南京 210042)
基金項目:本文系南京師范大學中北學院教改項目的研究成果。
中圖分類號:642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)26-0056-02
“電子技術(shù)”課程是自動化、電氣、電子信息、測控、計算機等很多專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是此類專業(yè)人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。如何切實有效地提高“電子技術(shù)”課程的教學效果,一直是“電子技術(shù)”課程改革多年來追求的目標。從人才培養(yǎng)的角度來講,從這一基礎(chǔ)的專業(yè)課著手實現(xiàn),培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)和實踐能力的人才,才能滿足未來社會發(fā)展的需要。建立注重考核過程的課程體系,可以有效培養(yǎng)學生的學習興趣,建立研究實踐式學習模式,為學生后續(xù)的專業(yè)課學習建立學習機制,轉(zhuǎn)變學生的學習觀。
一、目前“電子技術(shù)”課程教學模式及存在的問題
隨著近年各大院校開展課程的教學改革,各種各樣的教學手段、教學方法都被采納到“電子技術(shù)”課程當中。[1,2]各大高校已普遍開設(shè)了包括實驗、實習、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計(論文)、課外科技活動等在內(nèi)的各種教學環(huán)節(jié),但是在教學實踐中,“走過場”、模仿型或驗證型操作較多,使得教學效果大打折扣。受傳統(tǒng)教育影響,相當多學生重視學分的程度遠超過實踐內(nèi)容,因此學生學習能力的提高效果與最初預(yù)想相差甚遠。當然,也有部分高校在實踐創(chuàng)新教育方面的舉措取得了一定成效,各大高?;蚨嗷蛏俣加凶约簩嵺`創(chuàng)新教育的特色。[3,4]但是也應(yīng)看到,這些措施和方法還不夠系統(tǒng)和全面,并未形成一套完整的,涵蓋培養(yǎng)措施、激勵制度、評價體系和管理措施的系統(tǒng)性模式。這使得學生徒增學習的壓力,仍追求學分和成績,沒有更多的精力去培養(yǎng)自己真正的能力。因此,需深入開展教學改革,才能培養(yǎng)出真正的人才。
二、注重考核過程的“電子技術(shù)”課程教學模式
開展的各種教學方法和手斷,最終仍以“期末+實驗+平時”的形式考核,[5]并且期末的比例很高,必然使得學生仍然注重期末,而平時的學習就應(yīng)付了之。在使用的新教學手段中的一些教學方法,例如項目教學方法,突出基本知識的應(yīng)用,注重實踐環(huán)節(jié)。采用過程化考核的方式,以對學生的學習過程及效果的考核作為核心,考核分布在若干個項目的教學過程中,不只采用傳統(tǒng)的期末考試的考核方式,考核方式多樣化,建立學生考核評價體系。課程的考核,看重學生的學習過程,評價系統(tǒng)傾向于對其學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的考核。這樣使學生的學習目標發(fā)生根本性的改變,精力更多地放在動腦動手的良性狀態(tài)中,才能真正培養(yǎng)和選拔出對本課程和專業(yè)有興趣的個性人才。除了卷面的考核,把實踐部分、答辯情況、電路調(diào)試、故障排查和報告的撰寫等內(nèi)容也作為考核的重要部分,把學習過程引導(dǎo)到良性的自主學習狀態(tài)。本項改革的內(nèi)容重點是實施前期改革的優(yōu)秀教學方法,注重對學習過程的監(jiān)督和引導(dǎo),使用科學的考核方式促進先進教學方法的推廣。
三、“電子技術(shù)”課程考核方法和考核過程
“電子技術(shù)”課程是基礎(chǔ)理論課程,在相關(guān)專業(yè)的后續(xù)學習中,對此基本知識的應(yīng)用課程很多,所以很多理論概念的講解必須深透,并在實驗過程中反復(fù)加深理解,才能為后續(xù)課程打好理論基礎(chǔ)。通過使用分小組進行綜合設(shè)計,注重考核環(huán)節(jié),加強概念的應(yīng)用和理解,是為后續(xù)的課程搭接橋梁,避免學生把知識分立學習的重要手段。傳統(tǒng)的考核中常常遇到的現(xiàn)象是本門課不是重點,學生不學,也不考核,到了下門課,這個重點原來沒學,這樣便出現(xiàn)了斷檔,導(dǎo)致學生無法很好學習新的課程。這樣的授課和考核過程不能達到培養(yǎng)和檢驗學生學習“電子技術(shù)”課程的目標和能力。隨著高等教育對所培養(yǎng)人才的理論基礎(chǔ)和實際應(yīng)用知識能力的要求不斷提高,考慮到“電子技術(shù)”這門課程的學習特點,采用國內(nèi)外先進的教學理念,使用了以下方法和手段改進考核過程的科學性,以促進學生學好本門課。
1.考核形式的多樣化
在課程開始的時候,就把同學分小組,每組6~8人,共同完成一個電路的綜合設(shè)計,貫穿整個學期??己饲?,首先按照分組,然后按照課程進度,每個小組在與進度一致的時間內(nèi),經(jīng)過查閱資料、小組綜合討論、設(shè)計等過程,并把最終的電路以論文的形式上交。論文中包括設(shè)計背景、元器件選擇、邏輯功能實現(xiàn)、邏輯圖等,其中還需要說明每位同學所完成的工作量。分四步進行考核:第一步是設(shè)計方案的提出及論證,大約2周時間,考核的時候看重相關(guān)設(shè)計的綜述報告的工作,經(jīng)過這個了解過程,對所做的設(shè)計應(yīng)用有個基本的目標和方向;第二步是具體實現(xiàn),大約4周時間,考核的時候注重實現(xiàn)方法的理論知識的掌握,使用與設(shè)計項目相關(guān)的試題檢測學習結(jié)果;第三步是提交最終的設(shè)計結(jié)果,大約2周時間,考核的時候注重實現(xiàn)的途徑,考核搭接電路的實踐動手能力;第四步是答辯,大約2周時間,答辯內(nèi)容包括闡述所設(shè)計的內(nèi)容,由教師和其他組的同學提出問題,由教師和各組同學打分。大約10周,貫穿一學期的大部分時間,前期是基礎(chǔ)知識學習時間。為了避免有些同學渾水摸魚,四個步驟都需要老師評定成績。最后結(jié)合每位同學在各個環(huán)節(jié)的考核比例給出“電子技術(shù)”課程的最終成績。
2.適當調(diào)整平時考核的比例,改變平時考核的內(nèi)容
雖然目前考核比例為平時10%,期中20%,實驗20%,期末50%,出發(fā)點也是考核整個學生學習的過程,但是這樣零散的成績比例使得每個部分所占比例都少。除了期末,每個部分的考核都不是重點內(nèi)容,這樣導(dǎo)致學生仍舊不重視平時考核的環(huán)節(jié);在每個環(huán)節(jié)老師也沒法給學生更多的內(nèi)容,更多的任務(wù),使得考核過程無法落到實處,形同虛設(shè),看不出學習的效果,也不能給學生客觀的評價。平時的成績和實驗的成績往往是大家相同的,分不出層次。把前面三項考核內(nèi)容算做一個大項來考核,考核方法具體如下:
學生在小組內(nèi)實施電路設(shè)計的過程中,必然遇到很多問題,使得他們帶著問題學習理論知識。在考核的過程中,把綜合設(shè)計的實施過程作為重要的依據(jù),考試的試卷也可以增加每組不同的考核內(nèi)容,實驗的內(nèi)容也更寬泛。每組除了基本的理論實驗需要完成,按照他們不同的項目,需要更多的實驗來支撐他們的工作,使得他們進入實驗室時帶著目的,并能高效利用在實驗室的時間。完成一個綜合設(shè)計的過程是吸取知識、組織知識并把理論付諸實踐的過程,這個過程是工科學生學習和工作的必備能力。以小組為單位,把實驗、平時以及期中考試三項圍繞綜合設(shè)計結(jié)合起來,占最終成績的50%,不固定這個比例,而根據(jù)具體綜合設(shè)計內(nèi)容靈活分配比例,基于學生的綜合設(shè)計給出綜合的考核評定結(jié)果。通過這樣的學習,最終學會自主學習,培養(yǎng)學習的習慣和工作的能力??茖W的考核過程使得這個過程順利開展,并有很好的效果。
這個考核是基于課程全部內(nèi)容的,所以綜合設(shè)計題目也是基于全部內(nèi)容的。與“電子技術(shù)”課程設(shè)計課程不同,設(shè)計課程由于學時所限(一般只有1周時間),學生基本只是使用本課程的某部分內(nèi)容(比如數(shù)字電路或者模擬電路)進行設(shè)計。而綜合設(shè)計是貫穿整個學年,并且考核也是分布在學習的過程中。另外現(xiàn)在“電子技術(shù)”課程的學時一再被削減,而學生的學習內(nèi)容卻沒有減少,所以這種調(diào)動學生自主學習的方法是最有效的方法,值得推廣。
3.改變試卷考試內(nèi)容
在最后期末考核時,分成開卷部分和閉卷部分。閉卷部分跟傳統(tǒng)的考核類似,本門課的常識性知識和基本知識點通過閉卷來考核。開卷部分試卷上盡量減少憑記憶就可得分的題目,這些題目與平時參與的課程小組里的項目有關(guān),把學習過程中的知識點通過理論設(shè)計類型、電路故障分析、綜合題等考核來評定學生的學習成果。如果對書本上的知識不能很好地理解,沒有認真參與本組項目工作,就無法系統(tǒng)地掌握相關(guān)的知識點,也無法完成考試題目。只有對課本上的知識理解到一定的深度,參與過電路的設(shè)計過程,學生才能在考核時更加合理地設(shè)計出所需要的實際電路,使得所學基礎(chǔ)知識更扎實。
經(jīng)過幾輪實踐,以小組綜合設(shè)計為平臺,注重過程考核的授課方式得到同學們的充分肯定。針對南師大中北學院學生,他們的學習態(tài)度得到了改變,學習進入了狀態(tài),并充分發(fā)揮了他們活躍的思維和動手能力,培養(yǎng)了他們的學習和實踐能力。經(jīng)過一個學年達到了以下幾個目的:第一,通過課堂不斷引入與學生小組課題相關(guān)的知識點,學生很快就投入到小組的分工中,最終變被動學習為主動學習,不會積累到期末前挑燈夜戰(zhàn),而是多方面獲取相關(guān)知識,并能為了完成任務(wù)主動擴大自己的知識面;第二,學生在完成本課程的學習同時,還會主動把電子技術(shù)的知識應(yīng)用到他們接觸到的地方,達到學以致用的目的;第三,增強了學生學習的信心,激發(fā)了他們學習的熱情。以往三本學院的學生總覺得自己的學習能力不如一本科生,通過小組內(nèi)的設(shè)計工作和考核,他們都對自己親力親為設(shè)計的電路和最終的考核成績很滿意,綜合設(shè)計考試也覺得得心應(yīng)手,使他們的自信心有了很大程度的提高,這為其他課程的學習奠定了基礎(chǔ)。
四、問題及總結(jié)
在實踐過程中,學生們高效扎實地學習了本門課程考核的知識點,但小組項目考核對教師也提出了更高的要求。要求教師更多地調(diào)動實際知識,運用經(jīng)驗,付出更多的時間。而學生和老師也在這個過程建立了感情,使得老師可以更多地指導(dǎo)學生的學習和生活。實際操作中,小組項目設(shè)計過程考核與期末的考試考核按不同的比例結(jié)合起來,這樣也可以更加全面考查學生對知識的掌握程度。在過程考核實施過程中學生會碰到一些難點,例如,學生做設(shè)計時需要大量的課外資料,這就需要學生發(fā)揮查閱資料的能力。這對大二的學生是個難點,但是也是個學習的機會。另外綜合設(shè)計的題目不能太難,太復(fù)雜,因為這是初學者,太高的難度會使他們喪失最初的興趣。對于老師來說設(shè)計難易度合適的題目也是工作的重點和難點。
經(jīng)過一個學期的試驗,學生發(fā)現(xiàn)認真學習這門課是一件有趣有意義的事,而忙于抄襲別人的工作卻是一件很累的事情。本課程時間跨度是一個學年,通過優(yōu)化理論課程、強化實踐技能、注重考核環(huán)節(jié),形成看重學習過程的教學理念、內(nèi)容、方法和手段。同時利用科學考核手段,推進學生自主學習、合作學習、研究性學習教學新模式;同時教學改革帶動科研研究,將教師的最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學資源,使得高校真正成為創(chuàng)新科技發(fā)源地。注重考核學習過程的考核方法很適合大學的一些基礎(chǔ)專業(yè)課,在普通高等院校中值得推廣。
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臺灣大部分與車輛相關(guān)的專業(yè)都隸屬于機械工程,相當于211以上的臺灣科技大學,近似二本左右的屏東科技大學、虎尾科技大學,私立的明志科技大學。臺灣科技大學的車輛工程培養(yǎng)目標是培育車輛產(chǎn)業(yè)所需專業(yè)工程人員,并針對車輛產(chǎn)業(yè)的零部件研發(fā)、設(shè)計、制造、裝配,以及營銷管理、售后維修等各項技術(shù)進行相關(guān)教學及研究,以開發(fā)先進車輛零部件增進車輛性能及安全性。臺灣科技大學、屏東科技大學車輛工程專業(yè)的課程路線圖如圖1、圖2所示。臺灣科技類大學車輛工程專業(yè)的課程設(shè)置研究分析:
(1)合理加強公共、專業(yè)基礎(chǔ)平臺的教學讓學生掌握扎實的基礎(chǔ)理論知識并不代表授課內(nèi)容系統(tǒng)性越強越好、深度越深越好、難度越難越好,恰恰相反,應(yīng)用型院校應(yīng)該不脫離培養(yǎng)目標的核心思想,授課內(nèi)容應(yīng)該越簡明越好,越通俗易懂越好,關(guān)鍵是把要求掌握的、重要的知識點融匯到解決實際工程問題,比如高等數(shù)學、工程圖學、機械大類等課程都有需改進的地方。
(2)根據(jù)專業(yè)特色,增設(shè)前沿性課程汽車新技術(shù)課程除了汽車專業(yè)基礎(chǔ)課,如汽車構(gòu)造、汽車理論、發(fā)動機原理、汽車設(shè)計等為必修課必須開設(shè)外,增設(shè)前沿性的汽車新技術(shù)課程,如汽車空調(diào)、電動汽車、軌道車輛等。
(3)專業(yè)模塊各具特色各校學科發(fā)展方向不同,課程設(shè)置有所側(cè)重。其課程設(shè)置中則充分體現(xiàn)了這一特色,如屏東科技大學為車輛動力系統(tǒng)工程師、開發(fā)工程師、服務(wù)工程師、生產(chǎn)制造工程師開設(shè)了不同特色的課程。
(4)學生接觸專業(yè)早新生入學后的第一學期即安排設(shè)置了專業(yè)基礎(chǔ)課程,如屏東科技大學在一年級新生的課程中安排了“車輛工程概論”、“車輛實習”以及“車輛應(yīng)用材料”等課程。
2.三明學院車輛工程專業(yè)課程設(shè)置
2.1人才培養(yǎng)目標
面向二十一世紀科技進步和海西經(jīng)濟區(qū)建設(shè)需要,培養(yǎng)德智體全面發(fā)展,掌握機械、電子、計算機等全面工程技術(shù)基礎(chǔ)理論和必要專業(yè)知識與技能,了解并重視與汽車技術(shù)發(fā)展有關(guān)人文社會知識,能在企業(yè)、科研院(所)、行業(yè)管理等部門從事與車輛工程有關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造、試驗檢測、應(yīng)用研究、技術(shù)服務(wù)、經(jīng)營銷售、管理等方面工作,具有較強的實踐能力和創(chuàng)新精神的高層次應(yīng)用型專門人才。
2.2業(yè)務(wù)培養(yǎng)規(guī)格
學科基礎(chǔ)知識的要求以及對外語、計算機應(yīng)用能力的要求:通過本專業(yè)的學習,要求學生較系統(tǒng)地掌握與汽車相關(guān)的機械領(lǐng)域基礎(chǔ)理論、電子技術(shù)、計算機技術(shù)和信息處理技術(shù)的基本知識,受到當代工程師的基本訓練;具有進行車輛及其相關(guān)機械產(chǎn)品設(shè)計、制造及設(shè)備控制、生產(chǎn)組織管理的基本能力;大學外語水平達到學校規(guī)定要求。本專業(yè)基礎(chǔ)知識的要求:(1)具有較扎實的自然科學基礎(chǔ)、較好的人文、藝術(shù)和社會科學基礎(chǔ);(2)較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ)知識,主要包括力學、機械原理、機械設(shè)計、電工與電子技術(shù)、汽車工程材料、汽車結(jié)構(gòu)與原理、汽車設(shè)計、汽車營銷等基礎(chǔ)知識;(3)掌握本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)汽車設(shè)計制造方向或汽車服務(wù)方向所必要的專業(yè)知識,了解其科學前沿及發(fā)展趨勢。實踐能力的要求:(1)具有解決本專業(yè)必需的制圖、計算、實驗、測試、文獻檢索等基本技能,掌握汽車常見結(jié)構(gòu)拆裝、汽車駕駛等基本操作,能夠應(yīng)用計算機進行設(shè)計與分析工作;(2)具有初步的科學研究、科技開發(fā)及組織管理能力;(3)具有較強的自學能力和創(chuàng)新意識。就業(yè)方向的要求:可直接從事汽車及其零部件設(shè)計、制造、運營維護與檢測等工作,亦可從事與汽車相關(guān)背景的產(chǎn)品開發(fā)、市場營銷、工商管理、戰(zhàn)略策劃、軟硬件應(yīng)用或機械工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)教學、培訓和科學研究等工作。
2.3課程設(shè)置研究
通識教育平臺52學分:其中必修課44學分,占25.9%。主要包括:大學英語(Ⅰ-Ⅳ)、大學體育(Ⅰ-Ⅳ)、計算機基礎(chǔ)、文獻檢索等。選修課合計8學分包括:人文社科類4學分、藝術(shù)類2學分、心理健康類2學分。專業(yè)大類平臺62.5學分:其中大類基礎(chǔ)課程24學分,數(shù)學4門13學分,包括高等數(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、線性代數(shù)等;大學物理7學分;高級語言程序設(shè)計4學分;大類核心課程38.5學分,包括材料與力學類3門10.5學分;設(shè)計制造類課程3門17學分,熱學與流體類1門2.5學分,測量檢測與控制工程基礎(chǔ)3門8.5學分。車輛工程專業(yè)平臺17.5學分占10.3%,其中汽車設(shè)計制造模塊包括:汽車結(jié)構(gòu)、汽車理論、汽車制造工藝學、汽車設(shè)計等4門課程;汽車服務(wù)模塊包括:汽車構(gòu)造、汽車檢測與維修、汽車電器與電子學、汽車服務(wù)工程、汽車運用工程等5門課程。專業(yè)選修課11學分,主要有:專業(yè)英語、汽車動力學、汽車CAD/CAE技術(shù)、載重汽車技術(shù)、汽車振動與噪聲控制、汽車安全技術(shù)、人機工程學等總共開課近20門。實踐教學環(huán)節(jié)28學分,共8門專業(yè)相關(guān)的主要有:機械制圖測繪、金工實習、機械設(shè)計課程設(shè)計、汽車結(jié)構(gòu)拆裝實習、汽車工程認知實習、汽車設(shè)計課程設(shè)計、汽車制造工藝課程設(shè)計、駕駛實習、汽車生產(chǎn)實習、綜合論文訓練。
3.結(jié)論
通過對新建應(yīng)用型本科學院新專業(yè)課程設(shè)置的研究得到如下啟示:
(1)應(yīng)用型本科教育主要不是研究性教育,而是一種為工作做準備的教育,具有明顯的擇業(yè)性傾向或就業(yè)導(dǎo)向。這種選擇就業(yè)不是面向單一職業(yè),而是面向某類行業(yè)或職業(yè)群,使學生具有較大的就業(yè)彈性和適應(yīng)性。接受應(yīng)用型本科教育的學生畢業(yè)后絕大多數(shù)直接就業(yè),只有少量的學生有機會立即進入研究生階段學習或出國深造。課程體系設(shè)計應(yīng)該從源頭上化解這個矛盾。
(2)無論是直接面向特定職業(yè)群的課程,還是設(shè)置學科課程,都應(yīng)為培養(yǎng)學生應(yīng)用能力服務(wù)。應(yīng)用能力可以分為:關(guān)鍵能力或基本能力,即面向所有職業(yè)、所有專業(yè)的學生都具有的能力;專業(yè)基本技能,即與具體學科專業(yè)相聯(lián)系的能力;專業(yè)核心能力,即與職業(yè)群相聯(lián)系的能力,主要通過構(gòu)建不同的課程平臺達到不同能力培養(yǎng)的需求。
關(guān)鍵詞:數(shù)控直流電源;穩(wěn)壓電源;電壓源;電流源
中圖分類號:TM461文獻標識碼:A文章編號:10053824(2013)04006707
0引言
數(shù)控直流穩(wěn)壓電源應(yīng)用非常廣泛,是學習電子信息工程、通信工程、機電一體化、電氣自動化等電類專業(yè)學生必然涉及到的一個電工電子課程設(shè)計項目。全國大學生電子設(shè)計競賽曾于第一屆A題、第二屆A題和第七屆F題(電流源),全國首屆高職院校技能競賽樣題以及省級院校競賽都有涉及,用來檢驗學生的電子設(shè)計能力,可見其普遍性。
雖然較多論文都涉及,但電路設(shè)計的多樣性以及制作經(jīng)驗篇幅鮮少,不足以使讀者完成作品并舉一反三。筆者參閱數(shù)十篇關(guān)于數(shù)控直流電源系統(tǒng)的設(shè)計,發(fā)現(xiàn)許多很難讀懂的問題。例如,給出參數(shù)設(shè)計輸出達20 V電壓,但運放直接驅(qū)動達林頓管明顯無法輸出達22 V以上。又如,通篇無關(guān)緊要的內(nèi)容,唯獨缺少比較放大環(huán)節(jié)設(shè)計及關(guān)鍵電路的完整連接,也就是說DAC輸出到調(diào)整管之間內(nèi)容匱乏,這也是本文解決問題的初衷。
直流穩(wěn)壓電源按照功率管工作狀態(tài),分為線性穩(wěn)壓電源、開關(guān)穩(wěn)壓電源2種。鑒于電類專業(yè)課程設(shè)計的需要,本文重點解析線性穩(wěn)壓電源之關(guān)鍵設(shè)計,如與OP放大器設(shè)計聯(lián)系密切的部分,希望對讀者制作該項目或?qū)懻撐挠兴鶐椭?/p>
1設(shè)計要求的性能指標與測試方法
1)輸出電流IL(即額定負載電流),它的最大值決定調(diào)整管(三端穩(wěn)壓器)的最大允許功耗PCM和最大允許電流ICM,要求:IL (Vimax-Vomin)
2)根據(jù)輸出電壓范圍和最大輸出電流的指標,U/I可計算出等效負載阻值。例如,輸出電壓要求達30 V,最大輸出電流1 A,因此模擬負載應(yīng)滿足從幾Ω到30 Ω之間,調(diào)整管耗散功率應(yīng)滿足30 W以上,考慮加散熱片。
1.2質(zhì)量指標
紋波電壓:是指疊加在輸出電壓Uo上的交流分量。在額定輸出電壓和負載電流下,用示波器觀測其峰一峰值,Uo(p-p)一般為毫伏量級,也可以用交流電壓表測量其有效值。紋波系數(shù)是紋波電壓與輸出電壓的百分比。設(shè)計中主要涉及濾波電路RLC充放電時間常數(shù)的計算。一般在全波式橋式整流情況下,根據(jù)下式選擇濾波電容C的容量:RL?C=(3-5)T/2,式中T為輸入交流信號周期,因而T=1/f=1/50=20 ms;RL為整流濾波電路的等效負載電阻。
穩(wěn)壓系數(shù)Su和電壓調(diào)整率Ku均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響[2],因此只需測試其中之一即可。電源輸出電阻ro和電流調(diào)整率Ki均說明負載電流變化對輸出電壓的影響[2],因此也只需測試其中之一即可,具體操作參照指標的定義來實施。
2.2DAC接口電路的設(shè)計
2.3調(diào)整管控制電路、電壓采樣與電流采樣電路的
2.4ADC接口電路的設(shè)計、同時具備電壓源與電流源功能的設(shè)計
2.6具備電壓預(yù)置記憶存儲部分的設(shè)計
2.7保護電路的設(shè)計
2.8.2濾波電路的設(shè)計
3結(jié)語
曾經(jīng)查閱數(shù)十篇類似穩(wěn)壓電源電路圖,深感模擬電路設(shè)計的重要性。本文將電壓源與電流源的設(shè)計方案同時羅列,便于讀者理解設(shè)計要領(lǐng)。重點解析DAC輸出后的電路設(shè)計,圖中電壓、電流數(shù)據(jù)全部基于proteus交互式仿真完成。電路設(shè)計的連貫性、采樣電路取值、運放電路與驅(qū)動電路設(shè)計等,是同類論文較少論述的環(huán)節(jié),可以有效解決目前存在的諸多問題,有助于讀者提高電路解析能力。僅此拋磚引玉,希望本文的設(shè)計能對讀者在實際工作中有所幫助,不當之處請多指教。
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關(guān)鍵詞:模擬電子技術(shù);教學改革;探索;實踐
作者簡介:唐宏偉(1982-),男,湖南武岡人,邵陽學院電氣工程系,講師;尹進田(1981-),男,湖南邵東人,邵陽學院電氣工程系,講師。(湖南 邵陽 422004)
基金項目:本文系邵陽學院教改項目“模擬電子技術(shù)課程教學改革研究與實踐”(項目編號:2012JG21)、“以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的電類專業(yè)實踐教學體系改革探析”(項目編號:2012JG23)、“地方院校自動化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系構(gòu)建與實踐”(項目編號:2012JG22)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)32-0097-02
邵陽學院電氣工程系有三個專業(yè)都開設(shè)了“模擬電子技術(shù)”課程,本課程是高等院校電類本科專業(yè)的一門重要的必修課,同時也是一門理論性、實踐性都很強的專業(yè)基礎(chǔ)課,一般都是在大學二年級的時候開設(shè)本課程。目前在地方本科院校實際教學中還存在著許多問題,比如注重理論教學,輕實驗和實踐教學等。這樣不僅背離了人才培養(yǎng)的宗旨,也嚴重制約人才培養(yǎng)的質(zhì)量。所以,不僅要加強學生理論知識的學習,還要想辦法提高學生分析問題、解決問題的實踐能力。邵陽學院在近幾年的“模擬電子技術(shù)”課程教學中進行了探索和改革,取得了較顯著的效果。
一、“模擬電子技術(shù)”課程教學改革的探索
課程教學改革要適合“模擬電子技術(shù)”課程具有綜合性和關(guān)聯(lián)性等特點?;诘胤奖究圃盒熒F(xiàn)狀,在實際教學中對傳統(tǒng)教學方法上存在的弊端進行了一些改革和嘗試。
1.穩(wěn)定理論教學的基礎(chǔ)性地位
理論是實踐的基礎(chǔ),所以要求學生重視理論知識的學習,能夠熟練掌握基本概念和原理并能加以應(yīng)用。在真正掌握了基礎(chǔ)理論的情況下,才能進行實際電路的設(shè)計、仿真和焊接,同時需要避免學生的浮躁情緒。例如,有學生在電路設(shè)計過程中忽略理論知識的重要性,比如設(shè)計運算電路時需要用平衡電阻,但他沒有掌握“直流平衡電阻”的概念,認為可用可不用,即使用到了平衡電阻也不知道應(yīng)該選用多大的電阻,導(dǎo)致設(shè)計出來的電路性能很差,運算放大器偏置電流在兩輸入端之間就會產(chǎn)生附加的差模輸入電壓。在這種情況下,要求學生先掌握“直流平衡電阻”的理論,只有在掌握其電路基本原理的基礎(chǔ)上再進行電路設(shè)計,電路設(shè)計和焊接的成功率才會得到提高。在平時的授課過程中,對于一些過于復(fù)雜的大量計算,尤其對于某些重復(fù)性計算,并不很強調(diào)其重要性,只要求學生學會或理解能用就好。對于一些重要的計算公式和結(jié)論,則重點傳授給學生進行解決復(fù)雜計算的方法,并引導(dǎo)學生用其它方式加以解決和應(yīng)用。例如,在設(shè)計基本“直流穩(wěn)壓電源”方面,一些常見的電阻和電容的取值范圍應(yīng)該熟練掌握,避免盲目的應(yīng)用。如果能用計算機編程方式來解決則學會用計算機來解決,這樣不僅僅學會了相關(guān)的理論知識,還學會了相關(guān)的一些軟件。同時要求學生在焊接電路之前一定要用Proteus或Multisim等軟件進行仿真,這樣可以減小因直接焊接帶來的沒必要的損失。
2.注重培養(yǎng)協(xié)調(diào)能力
在學習“模擬電子技術(shù)”時,需要有一定的協(xié)調(diào)能力,學生需要進行全方位的綜合考慮,并進行元件參數(shù)之間的相互關(guān)聯(lián)調(diào)整。要讓學生明白,在電路中調(diào)整一個元件參數(shù)時,需考慮這個元件參數(shù)的改變所帶來的影響,而不能簡單地換掉這個元件,如果是在可調(diào)范圍內(nèi)進行更換參數(shù),對整體電路影響較小。[1]例如,在“模擬電子技術(shù)”中所講授的共集電極放大電路,一般情況下三極管的集電極是不接電阻的。但有些電路需要在集電極接上電阻,如果電阻取值不合適,三極管就有可能由放大狀態(tài)進入飽和狀態(tài),從而失去了應(yīng)有的放大能力,這需要學生具有一定的綜合元件參數(shù)處理和協(xié)調(diào)能力。
3.注重綜合能力的培養(yǎng)
老師按教材章節(jié)講授課程知識是傳統(tǒng)的授課方式,但是學生在設(shè)計電路時,不僅僅要掌握某個或某些知識點,更需要學生把所學到的知識融會貫通,此時就需要學生具有一定的綜合能力。所以,提高學生綜合能力的想法就要在平時的教學及實踐中貫穿始終,適當增加綜合性訓練題比例,引導(dǎo)學生將所學過的知識有機結(jié)合起來,提高學生的綜合能力。
二、適度調(diào)整教學內(nèi)容,合理設(shè)置課程體系
由于學時有限,并且該課程涉及面廣、概念多、理論性強,所以首先應(yīng)該保證學生掌握模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識,并結(jié)合實際不斷融入一些新的發(fā)展內(nèi)容,如PLD、EDA仿真技術(shù)。此外,因為課時有限,還需要放棄一些舊的內(nèi)容。首先要更新教材,調(diào)整部分教學內(nèi)容,以高等教育出版社胡宴如主編的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》作少學時主講教材,清華大學童詩白、華成英主編的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》(第四版)和康華光《電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)》第5版作為參考教材。所用教材的突出特點是注重結(jié)論的實際應(yīng)用,注重電子電路的分析和設(shè)計以及動手能力的培養(yǎng),另外還介紹了Multisim仿真軟件,在運算電路、信號發(fā)生電路、穩(wěn)壓電源等章節(jié)增加了集成電路的運用。
現(xiàn)在大學開設(shè)的課程較多,“模擬電子技術(shù)”課程的課時一直在壓縮。如果按傳統(tǒng)的授課方法則要將這些內(nèi)容全部細講,有關(guān)集成電路的部分就得壓縮課時,教學內(nèi)容的先進性難以保證,就只能講一些經(jīng)典理論知識。比如《基本放大電路》這一章,重點講授共發(fā)射極放大電路,并通過大量的例題和習題使學生牢固地掌握放大電路的分析方法,并在加強監(jiān)督的情況下,讓學生自行完成共集電極和共基極放大電路的分析和設(shè)計,彌補了內(nèi)容多學時少的不足,同時也提高了學生的自學能力。教學內(nèi)容上,過時的、重復(fù)性的知識不講或少講,將與信息技術(shù)發(fā)展結(jié)合十分緊密的集成電路及其實際運用引入課堂,將目前電子技術(shù)發(fā)展的新技術(shù)與理論知識相關(guān)聯(lián)的部分結(jié)合。比如,線性集成電路已廣泛應(yīng)用于通信、網(wǎng)絡(luò)、控制等各類電子產(chǎn)品,要想完全掌握各類集成電路是難以做到的,把此部分內(nèi)容與信號的運算和處理結(jié)合起來一起講解和分析,理論結(jié)合實際,內(nèi)容有新意,分析方法簡單,提高了學生的綜合理解能力和學習積極性。[2]
三、“模擬電子技術(shù)”課程教學改革的實踐
1.改革教學模式,多種教學手段相結(jié)合
“模擬電子技術(shù)”課程具有原理性強、概念多、知識較抽象等特點,教學方式以教師講解知識為主,學生主動參與的環(huán)節(jié)較少。這種被動學習的方式效果很差,學生上課積極性普遍不高。研究性教學是目前國際上普遍認同和實施的模式,以問題為導(dǎo)向進行教學,增加多元化的課程訓練環(huán)節(jié),采取多種授課方式,如問題式、啟發(fā)式、案例式等方式,教師作為引導(dǎo)者進行教學,學生由被動接收知識轉(zhuǎn)化為自主學習的探求者,這是以學生為本,以問題為主線,突出探索精神、科學思維和創(chuàng)新意識的一種新的教學模式。
板書教學是傳統(tǒng)的授課方式,這種方式使教師容易掌握上課節(jié)奏,并且在公式推導(dǎo)時可以一步一步寫出來,邏輯性強,學生容易接受;分析過程性內(nèi)容,如載流子運動或特性曲線過程時,更容易理解。但本課程內(nèi)容較多,學時有限,僅靠板書教學會影響進度。而多媒體教學形象直觀,通過動畫演示可以增加學生對抽象事物與過程的理解,增加授課的生動性和靈活性。但是多媒體教學也容易造成教學進度過快,導(dǎo)致學生有時跟不上老師的進度,難以及時消化吸收課堂知識。因此采用多媒體與傳統(tǒng)教學方式相結(jié)合,揚長避短,提高了課堂效率和教學效果。同時采用啟發(fā)式教學,調(diào)動了學生學習的熱情與興趣,促進學生個性發(fā)展。這就要求在教學中根據(jù)教學內(nèi)容的鋪展循序漸進地不斷引出問題,用問題引導(dǎo)學生按教師的思路不斷思考,主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。[3]
2.實行課程理論和實驗教學授課分離的模式
在邵陽學院電氣工程系,“模擬電子技術(shù)”和“電工電子實驗”是兩門課程。其中“電工電子實驗”是結(jié)合“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”和“電路”三門課程開設(shè)的專門實驗課程。在“電工電子實驗”課程中設(shè)計動手考試環(huán)節(jié),不僅避免了部分老師在輕實驗思想指導(dǎo)下大力壓縮實驗課時的做法,同時也使學生們從思想上重視實驗,重視理論知識的運用,在保證實驗課時的前提下提高學生的動手和實踐能力。
3.以課程實驗、課程設(shè)計、課程實習、電子大賽及科研活動提高基礎(chǔ)理論水平及綜合實踐和創(chuàng)新能力
加強理論課程基礎(chǔ)知識的學習,打好理論基礎(chǔ)后再到實驗室完成一些基礎(chǔ)實驗,在驗證理論知識的同時也加深了學生對知識的理解和記憶,提高了學生的基本操作能力。學生把基礎(chǔ)知識學完后,再通過讓學生制作一些中小規(guī)模的電子電路完成課程設(shè)計,鍛煉學生的綜合能力,必要的時候由老師加以引導(dǎo)和輔助。當電子電路完成以后,學生的綜合能力顯然能得到較大的提高。在“模擬電子技術(shù)”課程教學期間,也相繼舉辦和參加各種級別的比賽,從電氣系組織的電子小制作,到參加全國電子設(shè)計大賽,鼓勵學生們積極參與并給予一定的物質(zhì)和精神上的獎勵。在課程開設(shè)后的第二個學期,還有電工實習等課程實習環(huán)節(jié),給學生提供元器件讓學生按照實習要求面向?qū)嶋H的操作。以前有學生在做實驗的時候都不敢動手,他們怕被電擊或怕?lián)p壞儀器設(shè)備,此時要鼓勵學生多動手,提醒學生應(yīng)該注意的安全事項,并演示部分內(nèi)容,強調(diào)在學好理論的同時加強實踐,在實踐中學習。在平時,電氣工程系積極鼓勵學生參與老師們的各種科研項目并積極申請一些大學生項目,比如湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗項目及邵陽學院大學生創(chuàng)新實驗項目,以實際的項目研究方式帶動學生的學習興趣,訓練和提高了學生的理論水平和實踐動手能力。
4.對學生開放實驗室,激發(fā)大學生創(chuàng)新精神
對傳統(tǒng)的實驗室進行改進,形成多功能開放式實驗室。目前已經(jīng)有一個專門針對學生的創(chuàng)新實驗室,學生隨時都可以進入實驗室進行學習和實踐。同時成立了創(chuàng)新小組,由專門的指導(dǎo)老師和創(chuàng)新小組負責人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下完成相關(guān)的實踐和實驗內(nèi)容,同時由高年級學生帶動低年級學生,提高學生的學習積極性。實驗室針對全系學生開放,學生只要想進入實驗室自學就可以申請開放實驗項目,有專門的老師進行指導(dǎo)。[4]
四、總結(jié)
對“模擬電子技術(shù)”課程教學改革進行了一些初步的探索和實踐,并給出了具體的實施方案和措施。從目前邵陽學院電氣工程系的情況來看,效果還是比較明顯的。迄今為止,學生們發(fā)表學術(shù)論文9篇,獲得國家發(fā)明專利1項,獲得軟件著作權(quán)3項,實用新型專利1項,參與開發(fā)70kvar微機型低壓動態(tài)靜止無功補償裝置和50kvar新型靜止無功補償裝置各1套,成功獲得湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目5項,獲得校級大學生科研立項項目6項,并已大部分順利結(jié)題或取得很好的進展。同時,2009年獲得“挑戰(zhàn)杯”三等獎1項,2012年獲得湖南省電子設(shè)計競賽二等獎1項,三等獎1項。[5]立足于地方本科院?,F(xiàn)有條件,對“模擬電子技術(shù)”課程傳統(tǒng)教學中的一些矛盾和不足進行有效解決,在以后的教學實踐中將不斷思考、探索、改進和完善,提高本課程的教學效果。
參考文獻:
[1]李玉魁,王鳳歌.高校本科模擬電子技術(shù)課程教學模式的一些探索、改革與思考[J].科技信息,2010,(33):430-431.
[2]劉藝.“模擬電子技術(shù)”課程教學改革探索[J].高等理科教育,
2009,(1):133-135.
[3]閆慧蘭,雷飛,徐萍萍.模擬電子技術(shù)多元化教學的探索[J].電氣電子教學學報,2010,(5):86-88.