時間:2023-03-01 16:28:28
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關鍵詞: 數字電子技術課程設計 存在問題 改革建議
1.引言
數字電子技術課程設計是配合數字電子技術基礎課程與實驗教學的一個非常重要的教學環節。它能幫助學生鞏固數字電子技術的理論知識,提高學生電子電路的設計水平,增強學生綜合分析問題和解決問題的能力,培養學生的實驗技能和動手能力,強化學生的創新意識,發展學生的創新思維。
如今越來越注重學生的實踐動手能力,我們有必要對數字電子技術課程設計的教學進行改革,適應市場對人才的需求。
2.數字電子技術課程設計的現狀及存在問題
2.1重理論,輕實踐。
數字電子技術課程設計一般為期一周,學生在一周內很難完成查閱資料、選擇方案、設計電路、安裝調試及撰寫報告的任務。由于時間緊迫,所選課題受到限制,因此大多數學生只重視理論設計,而忽視實踐制作及調試,整個設計變得枯燥乏味,使得課程設計有名無實,不能真正提高學生的動手能力。
2.2選題盲目。
數字電子技術課程設計一般由指導教師擬定若干課題,學生從中選擇,由于選題時間有限,學生選題帶有一定的盲目性。另外,指導教師擬定的課題往往難度太大,內容太偏,使學生失去設計興趣,過于依賴教師,加重輔導教師的負擔。
2.3綜合職業能力認知度較低,積極性不高。
數字電子技術一般在大二第一學期開設,學生參與的實習實訓較少,大多數學生的工作崗位職業意識淡薄,綜合職業能力認知度較低,在學習過程中只注重數字電子技術理論知識的學習,理論學習與實踐脫節,使學生學習興趣降低,自我懷疑,造成在數字電子技術課程設計過程中積極性不高、動手能力較差。
2.4仿真軟件利用率較低。
目前,應用EDA軟件進行電子線路輔助設計已經成為一種潮流。Prote1具有功能強大、操作方便等諸多優點,是目前最為流行、使用最多的EDA軟件之一,在課程設計中學生完全可以利用EDA仿真軟件進行電路仿真,利用Prote1軟件設計印刷電路板,彌補自行設計電路的不足。由于很多學生對這些軟件了解不多,現代化的軟件利用率較低,與現代企業實際脫節。
3.關于數字電子技術課程設計改革的幾點建議
3.1合理制訂計劃。
合理的課程設計計劃對課程設計教學的實際效果起著很重要的作用。將數字電子技術課程設計的時間改為兩周,課程設計的內容在原來的基礎上增加設計制作印刷電路板及組裝調試。這樣,學生就有充裕的時間完成任務,充分發揮主動性,使課程設計的成果多種多樣。課程設計的計劃制訂擬定如下:
數字電子技術課程設計計劃表
3.2靈活選題,教師把關,貼近實際。
合理選題對課程設計完成的質量及學生的能力培養有很大的影響,選用實用性較強的課題能激發學生的興趣,提高課程設計質量,增強學生的成就感。目前,隨著電子技術的不斷發展,各種成熟的電子電路數不勝數,為適應這一發展趨勢,在平時的授課過程中,教師要為學生灌輸課程設計的必要性及要求,有意識地多介紹一些常見芯片的典型應用,多提一些趣味性較強、實用性較高的題目(如電子密碼鎖、循環流水燈等),激發學生的學習熱情,鼓勵學生自由選題,指導學生合理選題,選出感興趣的課題,這樣既可進一步調動學生設計的積極性,又可減輕輔導教師的負擔,還可避免以往課程設計中學生抄襲的現象。
3.3營造職業氛圍,樹立職業意識。
講解現代企業的運行模式、管理理念,產品的開發、生產流程,設計時按課題對學生進行分組、分工,權責明確,將一個個設計課題當成產品去做,努力培養學生的實驗技能和動手能力,啟發學生的創造意識及創新思維能力,積極營造職業氛圍,樹立學生的職業意識,幫助學生形成社會人的基本品格。
3.4充分利用現有的仿真軟件。
在授課過程中,介紹電子線路設計中的常用軟件,讓學生提前了解,在平時實驗時就學習使用,在課程設計時鼓勵學生用仿真軟件進行電路仿真,用繪圖軟件進行繪圖。
3.5合理制定評定體系。
合理的評定指標是激發學生的學習動力,對于數字電子技術課程設計可采用以下方案評定:
3.5.1審閱課程設計報告,報告占總評成績的40%,報告要求條理清楚,格式規范,圖表完備,技術用語正確等。
3.5.2現場實物測試并提問,其中指標完成占30%,外觀占5%,焊點質量及布線占5%,該項占總評成績的40%。
3.5.3集體答辯,根據組員分工情況集體答辯,該項占總評成績的20%。
3.5.4總結分析設計、調試中出現的問題,就課題中出現的問題進行綜合分析,評選出優秀作品,予以獎勵。
4.結語
課程設計是數字電子技術課的一個重要實踐環節,如何提高學生的創新能力、切實加強學生動手能力的培養是各高校普遍重視的問題。制訂合理的設計計劃、合理選題及應用先進的軟件進行輔助設計等,可以激發學生對課程設計的濃厚興趣,使學生的創造力和綜合技能得到提高,為將來的畢業設計及工作打好基礎。
參考文獻:
[1]夏茂忠.電子技術綜合與應用[M].西安:西安電子科技大學出版社,2008.
[關鍵詞\]信號處理課程群;多層次實驗教學體系;實驗教學改革
[中圖分類號\]G642 \[文獻標識碼\]A \[文章編號\]2095-3712(2014)25-0047-03\
引言
理論教學和實驗教學是本科電子信息類專業教育兩個相輔相成的部分。近年來,隨著電子信息、計算機技術的迅猛發展,電子信息類專業的人才培養更加注重實際工程應用能力和創新能力的培養。然而電子信息類專業信號處理課程群實驗教學長期存在體系層次單一、教學方法匱乏等問題,制約了該專業的發展和人才培養質量的提高。因此,需要對信號處理課程群實驗課程體系和教學方法進行改革,以適應新時代電子信息行業對人才的需求。\[1-3\]為此,本文將闡述我校電子信息類專業信號處理課程群近幾年來所推進的多層次實驗課程體系的建設和教學方法的改革。
一、信號處理課程群實驗教學課程體系建設
電子信息實驗室是電子信息工程專業對應的專業實驗室,為配合專業建設,實驗室對實驗教學的課程體系、教學方式、教學內容、實驗方法等方面進行系統的建設與改革,使電子信息工程專業信號處理課程群的實驗教學得到了持續的提高,形成了自己的特色。實踐教學以“知識、能力、素質”的培養為出發點和著眼點,結合理論課程教學,優化和組合電子信息工程基礎課和專業課的內容和結構。
(一)根據電子信息專業的特點,建立多層次的實驗課程體系
電子信息技術的飛速發展為實驗課程提供了豐富的內容,應該在不忽視基本實驗技能的訓練和掌握的基礎上,有選擇地將現代電子信息技術領域先進的電子設計技術及時地融合和補充到實驗課程體系中,增強學生學習的興趣,培養學生的創新精神和能力。實驗課程體系上形成三級技能培訓體系,即以“信號與系統分析”“數字信號處理”等課程實驗為代表的基礎仿真實驗,以“DSP原理與應用”“圖像處理”“語音信號處理”“數字視頻信號處理”等課程實驗為代表的綜合性應用平臺實驗,以課程設計、生產實習、畢業設計等實踐教學環節為代表的綜合技能訓練。\[4\]通過實驗課程體系對學生進行由低層次到高層次的循序漸進的實驗教學。由于專業發展的需要,專業課、專業基礎課也應設置綜合性、設計性實驗,組織實驗教師與理論課教師共同撰寫綜合性、設計性實驗教學大綱、教學指導書,并組織教師對綜合性、設計性實驗的必需性和可行性進行論證。
多層次實驗課程體系如圖1所示\[5\]:
圖1 多層次實驗課程體系(二)針對不同層次的實驗,構建靈活多樣的實驗教學體系
1.“變面向結果為面向過程”的基礎驗證型實驗:重在培養學生對專業基礎知識的掌握,通過實驗驗證理論課中所涉及的單元電路,如模電中重視培養學生對分立元件的靈活應用,而不是一味地訓練學生使用各種集成電路。理論課中,強調現代化教學手段,借助虛擬軟件,仿真實現各種電路模型,實驗環節強調如何按步驟實現仿真的數據。
2.“變輔導解答為引導啟發”的系統綜合型實驗:在每門專業基礎課中均開設一個4學時綜合設計實驗。設計實驗具有中等難度,是對本門課程所學知識的綜合應用。采用“實驗輔導解答為實驗引導啟發”的方法,實驗進行完1個課時后,要求每位學生對設計環節提出一個問題,教師針對問題給出一個原理性的解答而不是直接講授問題的答案,以此引導學生開拓思維,解決實際問題。
3.“變單一方法為多元實現”的設計創新型實驗:以往的課程設計多由教師給出參考圖,學生進行制作,實現方法單一。對此類課程改為教師只給出題目名稱,實現方法由學生自主選擇。如模電中給出一個濾波器的帶寬和增益,數電中設計一個8路搶答器,高頻電路設計一個振蕩器等,這種面向任務、多元實現的教學方法能夠給予學生最大的發揮空間,培養學生的創新思維能力。
二、創新實驗教學方法和手段
(一)實驗教學方法
實驗內容由易到難,包含從驗證性到綜合設計性多個實驗層次,讓學生循序漸進經歷認知、實踐、探索全過程;學生在完成基本實驗基礎上,可選擇難易不同的實驗內容,還可自行設計方案,通過實驗探索更多問題。獨立設計和實踐的教學環節逐漸增多,通過這些引導,大量的學生進入開放實驗室,對多方位的內容進行探索和實驗。結合我校實踐教學手段,具體闡明實驗教學由易到難的四個實施步驟:
1.科普講座,提興趣
實驗教學對于大一新生而言十分陌生,為此,組織專業教師將所做的研究內容(尤其是具有專業特色的硬件類產品),為新生開展科普講座和產品演示,要求教師要用淺顯易懂的科研實例來闡述深奧的理論和方法,旨在讓學生了解所學專業,激起學生學習興趣,為后續的實驗教學做好鋪墊。
2.簡易制作,聚人才
科普之后要提高學生的能動性,如組織大一所有新生開展課外科技制作,選擇容易實現、觀賞性較強、聲光展示效果好的簡單電路(如兩個三極管組成的發光振蕩電路、搶答器、音樂門鈴等),并安排大三學生手把手指導大一新生判斷元件好壞、焊接、調試等環節,盡量做到試做即成,以此來培養初學者的成就感,同時從參加活動的學生中擇優送入開放實驗室,以完成從“盲”到“懂”的轉變。
3.課程設計,拔技術
大二學生已具備一定的電路基礎、數字信號處理等方面的專業知識,可以依托開放實驗室實現課外課內互補,夯實基礎知識。教師所組織學生開展課程設計,題目覆蓋面要廣,難度適中,重在基礎。側重訓練模擬單元電路的實現而不盲目采用各類集成電路(如分立元件實現的音頻功放);數字電路的基礎培養以單元器件、中規模集成電路為主(如用常規數字器件實現的步進電機驅器、密碼鎖、數字鐘、頻率計等)。積極發揮大四學生的作用,以老帶新,根據研究方向組建學生團隊,實現人(老)對人(新)的輔導,盡早完成由“懂”到“通”的過程。
4.電子競賽,提能力
歷年的電子競賽、挑戰杯課外學術競賽均以大三、大四學生為主力,為此,配備電子競賽培訓基地和組建經驗豐富的指導教師團隊,采用真題歷練、現場測試、教師講評等手段,提高學生動手實踐能力。經過電子競賽等學科競賽的磨煉,使學生基本實現由“通”到“精”。
(二)實驗教學手段
學生在實驗鍛煉上的投入程度、重視程度,直接影響到實驗教學的效果。為引導學生認清實驗的重要性,電子信息工程系通過對桂林高新區多家企業、公司實際情況進行調研活動,集中廠家的一些想法與需求,再綜合其他途徑得到的信息,分列成各種類型的課題,然后與學生進行交流,讓學生了解當前社會對自己所學專業知識的要求,使學生能夠認清自己的學習方向,認清自己需要掌握的技能,同時結合專業實驗教學有目的地去學習。另外,根據科研和教改成果,在課程設置、課堂教學、實驗教學、課外創新實驗方面進行改革,著力加強學生專業基礎和實踐動手能力的培養,提高學生就業競爭力。
三、結束語
構建“理論基礎”和“工程訓練”互相融合的實驗課程教學體系,課程設置模塊化、多層次化,有利于全面實施選課制和學分制教學管理,有利于因材施教,調動學生的積極性。單獨開設基礎實驗課程,增列素質教育模塊,增加課程設計項目,加強學生素質和工程應用能力培養。本科生在24小時開放的本科實驗教學平臺上自主進行實驗,配備最優秀的教師來對他們進行動手能力訓練。實踐證明,以科研資源和平臺為載體,開展分層次的本科生創新實驗實踐能力訓練,是一條適合本專業的研究型實驗教學道路。
參考文獻:
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\[3\] 馮根良,鄭青根.多層次電子電工實驗教學體系建設與實踐\[J\].實驗室研究與探索,2009(3):80-82.