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電子設計論文:電子信息教學與電子設計論文
全國大學生電子設計競賽是面向大學生的科技活動,內容涉及電工電路、電子線路、傳感器、自動控制、單片機及接口技術、通信、計算機應用等多門學科,涉及大量實踐教學中的器件應用,電氣參數的實現、實際電路的設計論證調試等方面的綜合技能。既有基礎理論,又有發揮的內容;既有限制性,又有開拓性,并提倡創新性,因此大學生電子設計競賽對電子信息類專業的教學計劃調整、課堂教學改革、實驗教學改革、課外活動安排、師資隊伍建設等方面均具有較強的指導作用。
1目前專業教學中存在的問題
1.1重視理論教學,輕視實踐教學理論與實踐不相適應,所講理論知識與現場應用中的實際問題有一定的距離,不利于調動學生的積極性。許多學生理論基礎尚可而動手能力較差,參與意識較強而工程素養不足,這反映出這些學生平時重理論而輕實踐、重軟件而輕硬件,理論設計正確卻無法在工程上實現。
1.2教學方法和能力培養要求不相適應主要體現在我們的教學方式仍然是以教師講為中心,學生的內在動力沒有充分發揮出來。它注重了完整的教學體系和規格化的培養模式,忽略了學生的個性培養。教育學家多年來提倡的因材施教沒有得到應有的重視,不利于學生能力的培養。
1.3考核方法和素質提高不相適應目前我們實行的考試方法仍然是以課本理論知識為主,以閉卷筆試為主,注重死記硬背,不利于培養學生的動手能力和創新能力。
1.4實驗教學內容陳舊由于長期使用傳統的電子技術實驗教學內容,形式單一,實驗安排過多過細,重復性實驗、驗證性實驗太多而自主設計的實驗少,單科性實驗多而綜合性實驗少,采用傳統的方法多而應用近期的技術少。這樣的教學模式削弱了學生學習的主動性,阻礙了學生創新思維的發揮和實踐能力的提高。1.6缺乏實踐經驗豐富的高水平教師競賽的成績是學校教師的教學水平和科研能力的綜合表現,不同學校學生實踐能力之間的差別,反映出教師教學水平之間的差距。而西部地區高校面臨的一個共同問題就是缺乏高水平的師資。
2以電子設計競賽促進教學改革
電子設計競賽的舉辦為電子信息教學的改革指明了方向和提供了契機,下面就從教學計劃調整、課堂教學改革、實驗教學改革、課外活動安排、師資隊伍建設等方面探討電子信息教學改革。
2.1重新制訂教學計劃重構課程體系,以培養學生的創新精神和發揮個性特長以及協作能力為重要依據修訂專業教學計劃。教學計劃修訂的主要內容有:調整理論教學學時,加強實踐教學環節。壓縮課內學時數,減小必修課程數量,增大實驗學時數,加強實驗環節,從而減輕學生負擔,讓學生有更多的時間參與實踐,提高其動手能力。
2.2改進教學內容,適應電子時代要求首先應調整電子技術課程內容。隨著集成技術的飛速發展,集成器件的廣泛應用,對課程內容必須不斷充實和更新。在教學中,在強調基本原理、基本分析方法的同時,應注意增講新器件,增加有應用前景的專用集成電路,使基本原理與實際應用相結合。例如,在功率放大電路部分可以增加介紹應用廣泛的LA4100~LA4102集成功放,從連接方式說明如何根據要求將芯片分別構成OCL和OTL功放。在電源部分增加介紹三端直流穩壓電源CW78、CW79系列,可調式三端穩壓電源CW317系列,以及擴展輸出電壓、電流的方法。通過對新器件和專用集成電路的介紹,提高了學生的學習興趣,并為將來從事本專業的工作打下了堅實的基礎。
2.3改革實驗課程體系、內容和方法注重提高實踐教學環節的教學質量,激發大學生主動參與實踐教學的積極性,盡可能多地安排設計性、綜合性和開放性的實驗,修訂實驗大綱,將單一驗證性實驗逐步轉向科學驗證、分析設計、系統綜合相結合。(1)改進基礎實驗教學,加強應用實驗環節。基礎實驗主要由模擬電子技術、數字電子技術、電路分析等專業基礎課的配套實驗組成,以基本電子器件的驗證實驗為主,實驗內容覆蓋理論教學課程中的重要知識點。整個實驗過程學生處于被動的驗證實驗原理的狀態,盡管有些收獲,但成效不顯著。因此,以電子設計競賽為契機,改革傳統的驗證性實驗教學模式,讓學生在掌握了驗證性實驗方法的基礎上,在應用實驗環節中增設應用性實驗、集成電路實驗,讓學生通過安裝調試,學會在實驗中調試元件參數,以滿足實驗要求。通過簡單的設計使學生熟悉常用元器件,并掌握快速查閱元器件手冊及通過網絡搜尋所需資料的方法,使他們能正確選擇所需器件,并能進行器件之間的參數匹配。并通過電子實習,安排學生裝配收音機,使他們熟練使用電烙鐵和萬用表等工具和儀器儀表,對電路的制作、安裝和調試有一定的了解和掌握。(2)增加設計性實驗。設計性實驗由老師擬定設計題目,提出設計要求,給出主要參考器件,由學生設計電路原理圖、焊接實際電路、測試電路數據、繪制電路波形、撰寫設計報告,這些設計性的實驗的完成,能促使學生實現由知識到技能,再由技能到素質的躍變,從而培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力,可以鍛煉學生的系統思維能力,建立一定的工程意識,培養創新意識,提高動手能力。(3)在實驗教學中引入一些新器件(如CPLD、FPGA等)和新技術(如EDA、電子電路軟件仿真、虛擬儀器技術等),從而豐富實驗內容和手段,提高實驗課的技術含量。EDA是電子器件與電子設計發展的技術潮流,由此掌握EDA技術是對當今電子工程師的最基本要求。學院建立了EDA實驗室,積極開展EDA的教學,提高了學生電子設計自動化的水平。(4)在實驗教學中使用計算機仿真系統,推動教學改革。隨著電子技術的迅速發展,教學中知識點在大量增加,教學時數要求壓縮,課時資源緊張是一大難題。計算機仿真系統彌補了傳統硬件實驗的不足,解決了上述矛盾。另外也解決了經費緊張、器件品種和數量少等現實問題,有些不能實現的復雜實驗,則可以用仿真軟件進行實驗仿真。
2.4改革考試方式采用理論閉卷考試、實驗開卷考試、實物設計考試等綜合考核方法。例如讓學生獨立完成一個規模不太大的電子系統,讓他們在課下先設計好,然后來實驗室安裝調試或用有關電子虛擬軟件進行仿真,根據所設計的系統能否達到題目要求、電路是否合理、花費時間長短來確定成績。
2.5加強學生的課外實踐活動(第二課堂)學院所有的實驗課都對學生課外開放。另外建立專門的電子創新設計實驗室,在開放實驗室里除了配備信號源、示波器、萬用表等常規實驗設備外,還應配備單片機開發器,DSP實驗板,計算機等實驗設備,為學生課外科技活動提供實驗場地和儀器設備,為部分學生創造自主學習、獨立思考的環境,提供發揮創新思維、展現創造力的廣闊空間。
2.6加強師資隊伍建設由于設計性、綜合性實驗的開出,特別是學生參加全國大學生電子設計競賽要涉及到模擬電路、數字電路、高頻電路、通信原理、單片機技術、可編程器件等多門課程,因而對實驗教師就提出了更高的要求。傳統課程體系下的教師,如果不繼續學習更新知識,難以從容面對實驗教學的改革和發展。要求教師必須具有更寬的知識面和更豐富的實踐經驗,會應用新器件、新技術才能勝任當前的教學工作。我校從2007年參加全國大學生電子設計競賽以來,先后獲得了四個省級一等獎,五個省級二等獎。通過參加競賽,促進了學校電子信息工程專業實踐教學改革,調動了學生學習的積極性,培養了動手能力和創新能力。
總之,全國大學生電子設計競賽的作用和影響已經遠遠超出了競賽本身,其受益者不僅僅是參賽學生,更重要的是檢驗教學、指導教學、促進教學改革向縱深發展,有利于提高高校電子信息專業教學質量與人才培養的質量。
作者:路永華 單位:蘭州商學院 計算機與電子信息工程系
電子設計論文:自動化實驗系統下電子設計論文
1電子設計自動化實驗系統開發的意義
因為電子設計自動化的實踐性與技能性,使得電子設計自動化需要人們真正去動手完成,而不是單純的只靠理論就能學好的,它不像文學,管理等的學科只要將課本上和老師講的知識掌握了就算是學會了這門學科[2]。電子設計自動化是一門純理科性質的學科,它需要在實踐中發現問題和學習知識。所以,許多高校專門為這門學科設立了實驗課程,在實驗課上學生可以使用實驗中的程序和軟件自己設計電路,自己完善設計作品。電子設計自動化需要用到計算機和許多高科技的東西,這些東西的價格十分昂貴,一些儀器也需要很多的錢才能購買得起。所以在建立電子自動化實驗系統后,要對其進行充分的開發和利用,設計一些快捷有效的途徑,來減少在使用過程中對材料的使用次數,這樣就能節省一些資金。電子設計自動化實驗系統發揮的作用是非常強大的,它不僅讓人民在其中學到該有的知識,還可以對一些電路進行檢驗,檢驗其是否合格與有效,正是因為該系統所含有的高技能和高有用性,讓電子設計自動化實驗系統的建立充滿難題,只有真正有技術的才能將該系統進行開發和建立。許多高校在該課程上的教學能力以及電子工程師本人的能力,最重要的一個衡量標準就是是否對電子設計自動化實驗系統進行了開發和利用,其使用系統是否有先進的設備和軟件,包括其系統的硬件和軟件等[3]。電子設計自動化在很多領域都有其運用,因為它可是實現自動化,并且含有高的穩定性,甚至可以完成人類親手無法完成的工作,這樣就節約很多的勞動力,也降低了作業的危險性。對該系統進行開發,就可以更多的完成一些其他高危險率和高勞動量的工作。在這個以科技進步為主的世界,更多的對相關項目進行創新和開發,才能讓國家的實力有明顯的提升。
2電子設計自動化實驗系統的主要內容和開發
2.1電子設計自動化技術內容
電子設計自動化實驗系統在電子設計上的作用是無可比擬的,它的用途體現在多個方面。該系統的開發是讓其往更加具體,高效快速的方面發展。電子設計自動化實驗系統可以運用于電子設計自動化教學及一些科學實驗的項目開發。電子設計自動化通過從計算機內部進行設計,從界面上進行表現的一種工具,糅合了計算機編程,計算機圖形學,數學物理,以及人工智能等各種基礎計算機知識和高科技技術等的精華,將這些結合在一起形成了一個新興的高智能的軟件工具。它已經被廣泛應用電子的各個方面,如于通信系統的開發,集成電路的版圖設計,電子電路的設計,印刷電路板的設計和可編程器件的編程等。所以,不難看出,電子設計自動化技術一般包括軟件設計工具,硬件描述語言,實驗開發系統和可編程邏輯器件。
2.2電子設計自動化實驗系統環境的建立和開發原則
對于高校來說,電子設計自動化實驗系統的建立與開發,需要遵循一些原則和注意事項,才能讓該系統發揮其所有作用。首先,需要建設一個的系統環境,要有可以過關的硬件和軟件設置,擁有的計算機技術和有能力的指導,才能滿足學生的所有需求。有的電子設計自動化實驗系統的建立沒有先進的技術,也沒有正確的指導,使得使用的人們無法正常完成自己的實驗,白白浪費了很多的資源和材料。其次,對于建設和開發需要使用到的設備和儀器必須有嚴格的質量把關,那些由質量問題的儀器要堅決更換和不使用,這樣才能保障在以后的使用中不會因為儀器和設備的問題使項目和實驗功虧一簣,或是讓實驗結果出現誤差及延誤。同時,還要借鑒先進的經驗,去那些建立得好的高校和試驗站取經,交流經驗,或是去國外引進新的技術和開發軟件,這樣會使該系統在建立中少走一些彎路。,最重要的是要進行自我開發和創新,鼓勵學生和老師對該系統的開發,設計出更好的技術和軟件,才能促進科技的發展。在進行試驗和項目時,要注意勤儉節約,不要浪費,對于那些不用的可以試著去改裝,讓其變得有用。在電子設計自動化實驗系統建好后,可以開放給所有感興趣的學生進行實驗,老師在一旁進行指導,好的環境氛圍對于學生的學習起著至關重要的作用。這些原則的遵守可以讓電子設計自動化實驗系統的建立更加順利。
2.3電子設計自動化實驗系統的硬件開發設計舉例
電子設計自動化實驗開發系統硬件開發也是一個炙手可熱的科技上的創新,一個好的的硬件對于該實驗系統的安全性和運行性有著不可替代的作用,硬件系統包括基本的計算機和其他器件等。例如現在較為運用廣泛的器件是FPGA/CPLD器件,它可以提供計算機在進行電路設計時有一個具體的編程環境,FPGA/CPLD器件的組成較為復雜,包括很多不同功能的模塊和電路。對于該系統的硬件在引進其他先進的設備的同時,也可以借鑒他人的先進技術,改革創新,研究屬于自己硬件。
2.4電子設計自動化實驗系統的軟件開發
該系統的軟件主要是指可編程邏輯器件,用于對電路的編程和自動化的實現,對于該軟件的開發有很多的技術軟件可以使用。如現在比較流行的是FPGAAExpressh等用于開發芯片的軟件,這種軟件可以實現多種功能,它的邏輯綜合與布線能力很強,在電路設計時,電路線路在計算機上的圖線非常清晰和顏色鮮明,同時它可以自動儲存及方便邏輯仿真功能。一些公司根據該系統原則與使用條件,發明了更加先進的開發軟件,為開發提供的無限的可能和便利。
3結語
電子設計自動化在航空航天,機械和電子等方面有廣泛的運用。在這樣一個科技高速發展的時代,要想走在世界的前沿,就必須進行創新。所以在電子設計自動化實驗系統的開發上,更重要的是取尋找新的方法與技能,才能實現發展。
作者:楊靜 王承生 邢小會 單位:哈爾濱工業大學
電子設計論文:大學生電子設計論文
一、電子設計競賽組織、培訓和管理模式
大學生電子設計競賽題目涉及知識面較寬,題目難度較大。不僅要求參賽學生具有扎實的專業知識,還要有很強的實踐動力能力和很強的團隊協作精神。要讓學生具備參賽的能力,賽前科學、合理、規范的訓練顯得尤為重要。經過多年實踐,大學生電子設計競賽在我校已形成較成熟的組織、培訓和管理模式,我校的競賽組織、培訓和參賽過程可分為以下幾個階段:
(一)成立電子設計興趣小組階段
成立電子設計興趣小組的目的是為那些學有余力的同學提供一個拓展課程和專業知識場所,創造一個同學們進行電子設計交流的機會。興趣小組活動以教師為主導,學生為主體,在老師的指導下采用高年級學生帶低年級學生的方式,常年開展活動。對于一年級的同學,主要是提高他們程序設計能力;對于二年級同學,提高他們單元電路的設計、安裝、調試以及單片機開發和應用的能力;對于三年級同學,主要提高他們系統電路的設計、安裝和調試能力。電子設計興趣小組對隊員的進入和退出要求不作嚴格規定,有興趣有毅力的學生會堅持下來并認真完成任務,跟不上的學生就會自動退出。
(二)中期培訓階段
在每年的3月初,正式啟動參加全國或全省大學生電子設計競賽相關工作。因成立電子設計興趣小組的目的之一是為電子設計競賽培訓后備力量,所以參賽學生主要在電子設計興趣小組中產生。這個階段培訓的主要內容是在電子設計興趣小組活動項目的基礎上,對單元電路、單片機小系統和EDA小系統應用進行設計、制作和調試。培訓時間在每周的周末,每周培訓結束后,指導教師會布置一些項目讓學生做,并在下一次課前檢查學生的完成情況。在6月底,教師根據每次任務的完成情況進行篩選,并最終確定暑期培訓隊員。
(三)暑期賽前培訓階段
經過中期培訓以后,按照比賽要求讓學生自愿組隊。在隊內,隊員按負責單片機和EDA程序設計、硬件設計和報告撰寫進行分工。指導教師根據我校在競賽中擅長儀器儀表和通信兩個方向,對學生進行系統電路設計培訓。在培訓的過程中著重培養學生檢索資料的能力、系統設計能力、分析排除故障能力、設計報告撰寫能力等。賽前培訓每個題目一般安排8天左右時間,分資料查找、方案認證、單元電路設計、系統電路調試和測試這幾個階段。為了讓學生適應比賽現場氛圍,賽前半月進行模擬比賽演練,嚴格按照比賽時間和規則要求學生完成規定的任務。在競賽組委會下達了競賽所需儀器設備和器件后,準備好相關的儀器和器件,并讓學生進行有針對性的準備。
(四)賽后工作
在學生完成參賽作品測試后,召集指導老師和參賽學生召開專門會議,對本屆比賽的作賽后總結,總結本次比賽題目涉及的知識點,完成項目時的不足之處,以及今后努力的方向。,并把所有訓練時和競賽的技術資料歸檔保存,傳承給下一屆的學生作為參考。
二、大學生電子設計競賽促進了我校電子信息類專業課程體系和教學內容的改革
通過組織學生參加大學生電子設計競賽,發現我校電子信息類學生存在理論基礎較好而動手能力較差、參與意識較強而工程素養不足等現象。這說明現有的教學內容和課程體系急需改革,如:在平時實驗課中,驗證性實驗多而自主設計的實驗少,單科性實驗多而綜合性實驗少,采用傳統的方法多而應用近期的技術少。針對這些問題,我們對現有的電子信息類課程體系進行了一些調整和改革。
(一)理論和實踐并重,不斷完善課程體系和教學內容
根據專業人才培養目標和大學生電子設計競賽內容,我們對課程體系和教學內容進行了調整,調整主要內容有三個方面,及時,理順各門課之間的銜接關系,做到教學內容知識寬但不重復。些外,為了讓學生了解電子信息領域的新知識和新技術,我們在選修課中開設了《前沿技術講座》課程,分別講述各自研究方向的新知識、新技術和新應用。第二,在重視理論教學的同時,加強了實踐教學。除了增加了實驗學時和綜合實驗課程外,還在選修課中增加了《電子線路設計制作》、《電子系統綜合設計》等兩門綜合設計性選修課,在實習環節增加了《綜合設計》實踐環節,讓學生有更多的時間參與實踐,提高了他們的實踐動手能力和工程應用能力。第三,由于可編程器件的不斷發展和應用,對電子信息類的程序設計能力提出了更高的要求。在課程體系中,我們增加《數據結構》等程序設計類課程,以加強對學生程序設計能力的培養。
(二)實踐教學體系改革
根據大學生電子競賽對學生實踐能力、創新能力的要求。通過研究與探索,我們優化了實踐教學體系,按照學生認識———訓練———創新能力形成規律,整合實踐教學內容,構建由專業認知、專業技能訓練、課程實驗、開放式實驗、課程設計、電子系統綜合設計、中期實驗、畢業實習、畢業設計、科技競賽組成的實踐教學體系,實踐教學的比例占總學時的27%左右。實踐教學體系整合課程實驗內容,按照基本實驗、設計性實驗、綜合性實驗創新性實驗四個層次設計實驗內容。在實驗教學內容設計方面,對于基礎性和設計性實驗,我們規定了必做內容和選做內容;對綜合性和創新性實驗,我規定了系統設計的基本要求和擴展要求。這樣,對學生即達到某一實驗目的的共性訓練,又實現了對學生的個性化培養。
(三)不斷豐富教學方法和教學手段,提高了教學的質量和效率
除了采用傳統的板書和多媒體技術教學手段之外,我們盡可能將各種EDA仿真軟件應用到理論教學和實驗教學中。讓學生很直觀地認識到各種理論知識在實際中的應用及應用效果。在實驗教學中,對于安裝電路和焊接電路等一些技能性工作,我們要求學生在課外學時完成。采用這些教學方法和手段,不僅提高了教學質量和效率,而且節約實驗成本和實驗室的有效利用率。
三、電子設計競賽促進了創新實驗室的建設
大學生電子設計競賽對實驗儀器的功能、性能、類型及實驗室的管理模式提出了更高的要求,原來實驗室常規實驗教學儀器和管理模式不能滿足大學生電子設計競賽、工程應用型人才以及創新型人才培養的要求。為了給學生創新型的實驗項目和教師的科研創造一個良好的平臺,我們建成了電子創新實驗室。實驗室建設以建設先進、實用、開放的現代化實驗室為目標,建成了7個實驗平臺:高頻電路實驗平臺、EDA實驗平臺、單片機實驗平臺、電子測量、綜合電路實驗平臺、DSP實驗平臺和通信工程實驗平臺。電子創新實驗室能滿足綜合課程設計、學生畢業設計、電子設計競賽、教師科研和創新實踐活動的需要。電子創新實驗室以開放性建設模式為基礎建立了較為完善的開放制度,為較大限度地發揮實驗室的效能,除實驗教學所安排的時間段外,其他時間段面向所有學生開放,這種管理方式,保障了多元化實踐教學模式的正常運行。
四、大學生電子設計競賽促進師資隊伍的建設
大學生電子設計競賽題目有類型較多,涉及的知識幾乎涵蓋到電子信息類專業的專業必修課和專業選修課的所有知識。在指導大學生電子設計競賽的過程中,教師會接觸到各種各樣的知識和技術,在指導競賽過程中,教師和教師、教師和學生之間的交流會更加拓寬教師的學術和專業視野,每一屆比賽結束之后留下的技術資料更是教師最寶貴的資料。經過歷屆指導,教師在參與實踐的過程中,不斷積累經驗,吸收前沿知識和技術。這不僅對他們提高教學水平有很大幫助,而且也會慢慢找到自己的研究方向,并充分運用以往的研究經驗,形成清晰的學術觀念,逐漸地提高自己的科研能力。因此,競賽的指導過程也是中青年教師提高教學能力和增強科研能力的過程。
五、結語
多年參加大學生電子設計競賽經歷,推動完善了我校電子信息類專業課程體系和教學內容,增強了師資隊伍工程應用能力和科研能力,促進了實驗室建設以及創新型人才培養。近幾年來,我校電子信息類專業人才培養質量的不斷提高,充分說明了教學改革取得了很好效果。
作者:王金庭 單位:湖北經濟學院法商學院電子工程系
電子設計論文:基于實訓教學的電子設計論文
一、實訓內容的豐富
結合當今的新技術、新器件、新設備精心準備了電工電子設計實訓項目。要求學生選擇項目時,按“指定項目+自選項目”的模式。“指定項目”是指教學大綱要求學生掌握的電工電子技術基本能力、基本技能、應用能力的項目“,自選項目”是指學生選擇符合自己興趣、特長的項目。項目的選擇既考慮到學生的特點,又考慮到學生的長遠需要。該實訓課面向的學生分電類和非電類,根據學生所學課程及專業特點等實際情況選擇合適的項目。不斷開發新套件、完善實訓內容,新增波形轉換模塊、基于51扳的萬年歷、計算器、開關電源模塊、晶體振蕩器、時鐘發生器等供學生有更多的套件可以從中選擇。根據不同的專業、不同的學生,可以選擇不同的實訓項目,而同一實訓項目可根據不同的專業要求學生達到不同的實訓目的。
二、實訓教學的組織、實施
電工電子設計面向全校所有工科學生,每年實訓人數達到2千左右。非電類學生基礎性項目比重較大,綜合性項目比重較小,而電類則相反。現在要求學生在一定的實訓期間內比以前完成更多的實訓項目,充分利用實訓時間,提高實訓效率、效果。實訓教師在整個實訓中,分工明確,嚴格要求學生,加強管理,有效而順利地完成教學任務。實訓教師在學生實訓過程中,要重視實訓指導。不能怕學生出錯,學生出錯教師指出后要求學生更改,學生就會體會更深刻一些,加深記憶、理解,實訓效果會更好。教師在授課時不能忽視操作示范。光是口頭講解操作過程,學生不能直觀了解,只有親自示范、強調操作要點,學生才能感性理解操作中需要注意的方面。教師在講課時,要注意調動學生學習的積極性、主動性,可以在課堂上提出一些問題,激發學生的思考。在講電路原理時,可以先問問學生根據已經學過的理論知識,可以怎樣實現這樣的功能,將理論知識與實際聯系起來,提升創新思維。老師再就該問題做一講評,講解學生提出的方法的可行性、實用性等,實踐中用與不用學生提出方法的原因。注重提問、分析、啟發、討論等教學方法的應用,調動學生學習的積極性,提高課堂教學效率。
三、增加先進的儀器儀表的使用
2011年7月工程訓練中心引進了一批新的儀器儀表。像信號源、數字示波器、毫伏表、掃頻儀、電橋等。新研制并增加一些能夠用到先進儀器儀表的一些實訓項目,充分利用先進的儀器儀表,與社會上現階段的新技術、新設備進行接軌。
四、相應地修訂教學大綱、計劃、教材,適當調整考核標準
根據新的實訓內容修訂教學大綱、計劃、教材,適當調整考核標準,以做到更精準、更客觀、地評價學生的實訓。教學大綱對實訓標準進行細化,使實訓教學有更好的操作性。大綱的宗旨是以學生培養為中心,充分調動學生對實訓知識的探索和主動發現問題的積極性。實訓內容注重學生創新能力的培養,注重反映新知識和新方法,體現可操作性。實訓教材是實訓內容的體現。選擇符合技術要求,充分利用教學條件,適合學生學習的實訓內容,對激發學生的實訓熱情十分重要。實訓內容注重基礎、技能、創新,注重反映新知識、新技術、新工藝、新方法。實訓教材突出實用性。根據實訓知識和所用實訓項目以及所用到的儀器儀表編寫的,強調實踐性,充分考慮內容的實用價值。該書內容以學生動手能力、工程實踐能力為培養主線,重點放在安裝操作技能和電子工藝焊接操作技能的培訓上,采用從淺入深的方法,從基礎實踐技能到綜合實踐技能的訓練,培養學生分析和解決實際問題的能力和嚴謹務實的工作習慣。考核標準綜合評定學生實訓成績,只要有一個實訓項目不合格,實訓成績便為不及格,這樣可以促使學生認真對待實訓。根據學生參加實訓的態度、操作技能、實訓報告、作品質量、對實訓項目的理解、出勤,綜合給出實訓成績。做到公平、合理、客觀、精準、。教師把考核標準細化、量化,每部分成績所占比例,形成規范,列成條目、做成展板,張貼在實訓室內,讓學生充分知曉。
五、增加教師、師生、學生之間的交流
在實訓過程中,不斷增加教師、師生、學生之間的交流,以達到不斷提高實訓效果的目的。教師之間、學生之間可以互相學習,互相促進,而師生之間可以了解學生的迫切需要,教師可以做到有的放矢。教師在講解理論、實訓指導、設備維修方面起著非常重要的作用。因此,有一支師資結構合理、素質過硬的教師隊伍,是保障實訓任務順利完成的關鍵。教師在上課前應做好相應的準備工作,這就要求教師必須熟悉教材、實訓項目、儀器、進度等,做到周密細致。通過逐步的改革,我們看到了顯著的效果。學生的學習熱情提高了,動手能力、工程實踐能力、創新能力、理論聯系實際的能力進一步得到提高,就業前具備了一定的工程實踐能力,為走上工作崗位打下了一定的基礎,降低了企業培訓成本,有利于企業發展和滿足社會需求。隨著世界經濟的快速發展、日趨復雜,高、精、尖電子產品層出不窮,對于電工電子技術的要求越來越高,給人才的實訓培養教育的壓力越來越大,如何提高學生的動手能力、實踐能力、創新能力、組織協調能力和團隊協作能力,成為高等工科院校實訓教育的難點和重點。所以,電工電子設計實訓課程必將在不斷改革、創新中發展。
作者:鄭琪 尚長春 柴鈺 單位:西安科技大學工程訓練中心
電子設計論文:實踐教學改革的電子設計論文
1傳統實踐教學模式存在的主要問題
通過組織和指導學生參加全國電子設計競賽和陜西省大學生TI杯模數混合電子設計大賽,我發現存在以下問題:
1.1學生掌握的知識面窄學生選定一個項目后,根據給定要求提出的設計方案很少,只能將典型電路進行生搬硬套。對理論的基本知識和技能掌握的不夠,對器件的了解和閱讀的文獻資料較少。
1.2學生對儀器儀表設備使用不熟練學生在進行調試電路時,對部分儀器的使用不夠熟練,從而導致在測試電路時出現錯誤,觀察不到正確的實驗現象和實驗結果。這樣,既延誤了時間,又對實驗項目的方案得不到有效論證。
1.3學生應用計算機知識的能力有限電子設計競賽中很多題目都要求使用單片機才能完成相應的設計要求,但是部分學生對使用單片機編程技巧掌握的太差,對一些功能要求不能夠通過計算機編程而達到相應要求,從而導致成績不理想。還有部分同學不會使用計算機軟件進行電路的設計和仿真測試,導致方案論證和書寫設計報告論文時出現問題。
1.4對新型器件和技術的了解及應用能力較差電子設計競賽中的一些題目如果能夠采用一些新型器件和技術,將會使得設計電路簡單,性能等各項指標均高于傳統的電路。我們的學生在這方面獲得的知識和技術有限,與大學生電子設計競賽的要求還有一定的差距。
2電子設計競賽對我院實踐教學改革的促進作用
2.1減少驗證性實驗,增加設計性創新性實驗在課內實踐教學中要增加綜合性和設計性實驗項目。如:在《數字電子技術》實驗教學中根據“循序漸進”的原則先開設基礎實驗,再開設綜合實驗,開設設計性創新性實驗。要求學生運用數字電路的知識實現八位流水燈循環顯示電路,內容包括了譯碼器、計數器、移位寄存器和555集成定時器等知識的綜合運用。學生通過任務要求首先會選擇合適的器件,其次根據電路的設計要求提出設計方案,設計出電路圖,連接電路調試完成設計任務,寫出實驗報告。這樣的實驗訓練了學生用所學知識解決實際問題的能力,為學生以后設計電路打下良好的基礎。
2.2實驗手段的更新開展EDA應用技術,以計算機輔助分析和設計為核心的虛擬實驗環境和現實實驗環境相結合的實驗教學平臺。通過虛擬實驗環境對一個完整項目的設計和實現,使學生迅速掌握電子設計的理論、方法和技能。在現有的實踐教學中舍棄了過時陳舊的內容,如模擬電路中過多的分立元件電路實驗,數字電路中過多的小規模集成電路實驗;引入新的內容,如集成運放的各種應用,電子線路系統設計等。增加了電子線路軟件仿真的內容,使硬件軟件相結合,豐富了實驗手段。并將虛擬仿真實驗教學融入到實踐教學中去。
2.3促進實踐教學方法的改革我們在原來的集中課內實驗教學方法上增加了開放式實驗教學。開放主要是在時間和內容上開放。學生可自主選擇時間進入開放實驗室,在開放時間內由開放實驗室管理員參與管理,指導老師每周對開放實驗室管理人員和參與開放人員進行相應的培訓和指導。讓學生管理員參與日常的管理和維護,這樣鍛煉了學生自主學習、自我管理、發揮潛能的能力。在開放內容上,學生根據自己的情況選擇各開放實驗室提供的開放實驗項目,也可根據自己的專業和愛好選擇規定以外的其他實驗項目。我負責開放的實驗室有電工電子實驗室和電子測量與智能儀器實驗室,學生通過具體的實踐操作,學會了儀器儀表的使用和測量方法、常用工具的使用和基本的焊接技術,掌握了典型電路的連接和故障處理方法,從而提高了電路的分析和設計能力。同時,實驗室的開放加強了學生動手能力的培養和工程實踐的訓練,提高學生針對實際問題進行電子設計、制作的綜合能力,也為電子設計競賽的選拔輸送了大量的人才。
2.4促進教師的教學水平電子設計競賽,是對學生掌握電子理論知識和實踐操作水平的檢驗,同時也是對高校教師師資水平、實驗室硬件條件及高校實踐教學質量水平的檢驗。例如我院的電工電子、單片機、EDA等課程實驗基本是單獨負責授課,這樣,教師對所負責的這一門實驗內容非常熟悉,但是時間長了對其它方面的內容缺乏聯系。但是教師通過組織和指導學生參加電子競賽的培訓的過程中,可以將多方面的知識融合在一起,提高綜合能力。我們做為教師只有在不斷學習新知識、新技術和開展教研室活動中,不斷拓寬知識領域和提高自身的業務能力,才能更好地指導電子設計競賽工作。
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電子設計競賽作為實踐教學的重要環節,有著特殊的創新教育功能,對學生團隊精神的培養與實踐動手能力的提高具有重要意義,從多方面促進了高校實踐教學改革,激發了學生學習和參與實踐的積極性和主動性,是大學生展現自我的一個良好平臺。我院在全國電子設計競賽中取得的好成績,也得益于我院近幾年來重視實踐教學,深化實踐教學改革的結果。
作者:王蕾陳桂林健單位:南京工程學院自動化學院
電子設計論文:機器人電子設計論文
1慧魚機器人電子設計認識實習的實施
我校引進慧魚創意組合模型10套,每套模型中包括9個組合包。機器人電子設計認識實習分班級開展,4個學生為一個實習小組。整個實習過程分為五個階段進行:項目資料收集階段、基本知識準備階段、操作練習階段、項目產品裝配、編程、調試階段、項目驗收階段。
1.1收集項目資料教師根據學生的特點,給出若干項目題目,例如,移動機器人、叉車機器人、顏色識別機器人、抓取機械手、軌跡搜尋機器人等。并由學生自由分組,根據個人興趣和能力進行項目選擇。選定題目后,每組成員根據所選項目的任務要求,開始分頭執行各自的任務。包括搜集所用數據資料,閱讀交流。在此過程中,教師要指導學生如何搜集信息和處理信息,要讓學生了解哪些是相關的信息,如項目產品的實際應用背景、工作過程、注意事項等。指導學生整理和儲存信息。
1.2準備基本知識教師采用計算機輔助教學方法對慧魚創意組合模型進行講解。結合慧魚創意組合模型及實習任務要求,通過課件介紹和上機演示對慧魚組合模型、裝配方法等、ROBOTX控制器的使用、ROBOPRO軟件編程等內容進行講解。ROBOPRO軟件編程采用圖形化的語言,通過接口板與PC機相連,大一學生能夠很快掌握和上手。同時它的直觀性也容易調動學生學習和創新的積極性。
1.3操作練習教師以一個典型模型為例,根據不同的功能要求,進行師范編程,實現提出的功能。學生分組操作,教師提出不同的功能要求,并進行現場指導。
1.4項目產品裝配、編程、調試學生根據所選項目領取所需的實驗器材,包括慧魚創意組合模型包、慧魚專用電源、慧魚接口板等。根據項目任務要求,分析項目工作原理和步驟等。以叉車機器人為例,其工作步驟如下。(1)叉車從軌道端點A出發,此時叉車前叉升高(由限位開關控制其較高位置)。(2)按壓起動按鈕,叉車開始沿環形軌道運行。(3)在叉車運行過程中,根據軌跡傳感器的檢測信息實時調整叉車的運行方向(通過調整左右兩側車輪的運行速度實現運行方向的調整)。(4)叉車運行到軌道端點B后,叉車停止運行,并降低前叉(由限位開關控制其低位置),然后向前運行到工件位置,前叉升高,叉起工件,掉頭沿原路返回。(5)叉車運行到端點A后,放下前叉,將工件放置在指定位置(端點A處),后退一定距離,升起前叉,然后掉頭,恢復到出發狀態。至此叉車的一次工件搬運工作結束。小組成員理解了項目任務后,進行組內協商分工,開始模型裝配、編程、調試等實際操作,這是項目完成的關鍵步驟。在進行模型裝配之前,讓學生認真閱讀慧魚公司提供的資料,從而獲得大量的感性認識。之后,根據生產實踐和生活經驗進入動手創意階段,大膽設想,進行設計組合和裝配,構件項目中的結構模型,并搭接電路、氣路連接線。然后根據項目工作原理和步驟進行圖形化編程(如圖2所示)。[4]在初步完成了軟件編程后,先檢查程序有無編寫規范上的錯誤,通過仿真功能可以進一步檢查錯誤。初步檢查之后,將接口板連接到電腦,進行硬件測試,即可在線調試。如果調試程序無誤,并且確保接口板與電腦的端口連接正確,即進行程序下載。下載完成系統將給予提示,此時即可斷開電腦與接口板之間的連線,在下載模式下運行慧魚模型。裝配、調試完成的幾個項目產品模型如圖3所示,包括叉車機器人、抓取機械手等。這些產品模型使知識具體化、形象化,為學生感知、理解和記憶知識創造了條件。從而減少學生掌握抽象概念的困難,助其形成明確的概念,發展其觀察能力和思維能力,提高學生的學習興趣和積極性。
1.5項目驗收進行實習項目驗收答辯,檢驗實習成效。各小組在完成實習項目后,要寫出實習報告,詳細敘述實習項目的設計思路與實現方法、遇到的問題及解決方法、項目小組的體會。并進行現場答辯:陳述制作過程、展示產品運行過程、解釋關鍵工作原理和采用的方法、回答教師的提問。
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通過使用慧魚模型進行機器人電子設計認識實習,不僅讓學生將多學科多領域的綜合知識融會貫通于實習過程中,更重要的是培養了他們的創新意識和創新能力,提高了學生的實踐動手能力,較好地解決了學生在學習過程中書本知識與實踐脫節的問題,改變了學生動手能力差的狀況,使書本知識與實踐能有機地結合起來,對于學生理解機器人的機械結構、運動控制、電氣控制原理等具有很大的益處。慧魚創意模型具有趣味性、易操作性和啟發性,編程采用圖形化的語言,通過接口板與PC機相連,也可以采用VB,VC等高級語言編程,將學生所學知識交叉融合,高級編程的應用可以在大三大四學生中開展。另外,該模型還提供了PLC接口板開展方式,可以直接用于高校機電類、自動化類專業PLC課程教學,具有較好的推廣價值。
作者:王蕾陳桂林健單位:南京工程學院自動化學院
電子設計論文:創新能力的電子設計論文
1賽前的培訓流程
電子設計競賽需要有一個長期的培訓過程,整個培訓時間需要兩年,一般選擇大二、大三的學員,通過課余時間和暑假進行培訓。培訓主要有3個環節:理論培訓、動手實踐培訓、集中強化訓練。
(1)理論培訓。理論培訓主要分為兩個步驟,一是培養興趣,二是強化理論知識。①培養興趣。在大學期間,大一、大二的學員對小制作、小發明的興趣比較濃厚,應通過多種方式讓他們了解電子設計競賽的情況,為其提供一個平臺,激發學員參加電子設計競賽的興趣。例如,學校開設了有關電子設計競賽的選修課,像“課程設計”“現代電子設計與實踐”“創新杯”;通過講座的形式介紹電子設計競賽的有關情況,然后通過座談會的形式為感興趣的學員說明整個培訓過程,讓學員能夠清楚地了解參加培訓是提高動手實踐能力的有效方法,對學習專業課和考研也有幫助;通過指導學員制作一些實用的小制作和小發明,讓感興趣的學員能按系統模塊設計的思路完成電路的設計。②強化理論知識。主要是對電子和電路知識、單片機、傳感器和測量技術等方面知識的強化,培訓前需要教員仔細研究總結競賽相關知識,挑選重要的知識點和難點,通過實例的方式來講述各個知識點。想要參加電子設計競賽的學員必須進行理論學習,例如“電子線路”“現代數字電路設計”“課程設計”和“現代電子設計與實踐”等,這些課程均包括理論課程和實驗課程,以歷年電子設計競賽的題目為例訓練學員完成理論知識的強化。
(2)動手實踐培訓。該步驟主要培養學員的動手能力。通過理論培訓對學員進行分組(每組3人),分組時既要尊重學員的意愿,又要引導各個專業學員的交叉組合,并根據他們的特點進行分工。3名學員分別負責軟件程序的編寫、硬件電路的制作、論文報告的撰寫。組內3名學員除了負責各自負責的部分外,對其他的部分也要了解。動手實踐培訓可分為以下兩個環節。①基礎培訓。該階段的培訓一方面是要讓學員掌握儀器儀表的使用,如示波器、數字萬用表、數字信號源和信號頻譜分析儀等,另一方面是對學員進行電路焊接方面的培訓,在安全保障的情況下,讓學員熟練使用以上設備和工具。②模塊制作培訓。該部分的培訓是根據電子設計競賽的特點,對學員進行單元模塊電路制作的培訓。單片機制作模塊:主要包括各種單片機芯片的應用,以MSP430單片機為主。常用單片機模塊包括鍵盤模塊和顯示模塊。鍵盤模塊利用單片機的接口,使用單片機開發板測試鍵盤;顯示模塊利用數碼管或者液晶的接口電路,讓學員做一個顯示電路,并利用單片機開發板讓數碼管和液晶顯示。電源模塊:主要包括波形變換電路的制作、開關電源的制作和穩壓電路的制作等,讓學員了解整流電路和穩壓電路等電路中各種電子元件的使用和選擇。軟件及其仿真工具培訓模塊:電子設計競賽一般采用單片機或者FPGA作為控制器,常用的控制芯片是MSP430單片機,常用的仿真軟件有Protel99、Proteus和Multisim等,主要在教員指導下,由學員自學完成。
(3)集中強化訓練。學員通過動手實踐培訓后,就基本上掌握了電子設計競賽中常用的電子電路原理和電子電路軟硬件制作等基本技能,從而開始進行集中強化訓練。根據學員的特點和興趣,可以對學員進行有傾向性的強化訓練。強化訓練的主要內容是根據學員的特點,以往年的競賽(如控制類、電源類、放大器類、測量類和無線通信類等)為一個單元,指導學員做不同類型的題目,每個單元的訓練時間為4天。以往年的賽題為參考,學員首先做方案,然后根據題目的設計要求,自己動手對電子和機械進行制作,完成設計報告。完成后,指導教員要對時間安排、設計方案和實驗報告進行評估,看看還有沒有需要改進的地方。學員每完成一個單元都要進行總結,找到自己的短板,然后針對不足之處進行下一組的模擬題訓練。如此循環幾道題后,學員的電子設計競賽水平就會有所提高。
2實踐教學改革
電子設計競賽不僅能促進對學員專業知識和綜合能力的培養,還能幫助教員對專業課程內容和實驗教學內容進行實時調整和更新。
(1)積極推進理實一體化教學。多數學員偏重于理論知識的學習,而其實際分析和解決問題的能力較差。為了能有效地將理論和實踐相結合,我校調整了實踐性較強課程的理論授課學時比例,增加了實驗課程的比例。在開設實驗課程上應經過3個過程:驗證性實驗、設計性實驗和綜合設計研討性實驗。驗證性實驗是基礎。學員按照理論課程講授的內容自行進行電路的安裝與測試,其內容要包含理論課程中的重要知識點,重點掌握電路調試技能和測量方法,以此培養自己正確記錄實驗結果的能力和對測量數據的處理方法,以及正確說明實驗結果的能力。設計性實驗包含低頻電路、高頻電路和數字電路中各基本模塊設計。在設計性實驗中,引入EDA的設計方法,采用模塊化結構,將設計的模塊電路組合成大的系統電路,完成系統的設計要求。綜合設計研討性實驗采用分組分層研討模式進行。在教學實施的幾個階段中,以學員為主體,分組進行資料查閱、方案設計、電路設計及后期電路制作與報告的撰寫。通過各個階段的學習,學員能夠掌握并運用所學的基礎理論知識進行功能電路的設計與制作。開展研討式教學,可以充分發揮學生的主體作用,調動學生的積極性,能有效培養學生的創新意識、自主學習習慣和獨立解決問題的能力。
(2)加快實驗室建設。學院實驗中心除了設立全國大學生電子設計競賽專用實驗室以外,還設立了電路分析、數字電路、低頻電路、高頻電路、信號與系統、單片機與嵌入式系統、EDA和DSP等開放性實驗室,為師生提供開展實踐性教育的平臺,為創新型人才的培養創造良好的條件。
(3)將競賽訓練模式引入實踐教學。為了能選拔更多的學員,在課程設計課程中,按照競賽的模式將學員分組,從較簡單的電路開始,要求每組學員完成教員要求的電路設計、制作和調試,并寫出詳細的設計報告。在電路的設計制作過程中,鼓勵學員采用不同的方案,以鍛煉學員廣闊的思維,培養其創新能力。通過這些實踐環節,學員自制開發了單片機系統板和功能單元模塊等,可為參加競賽做好準備,并在競賽中使用。
3學員創新能力的培養
學員創新能力的培養情況是檢驗教學質量的重要指標之一。根據電類專業的培養目標,以電子設計競賽的實踐促進人才培養模式的改革,從而形成新型人才培養模式。
(1)培養學員的創新意識。為了培養學員的創新思維和實踐能力,鼓勵學員在大一就開始參與科學研究。我院設立了“創新杯”等多種科技創新基金,創新基金主要資助學員在教員的指導下采用新思路和新技術完成各類小制作和課題的設計,在校本科生每年都可申報課題。電子設計大賽是多學科知識和實踐動手能力的綜合運用,要提高學員的綜合素質,不但要對學員進行知識和能力的培養,還要對學員的堅韌意志和合作精神等非智力因素進行培養。此外,參賽隊員的團隊合作精神能在平時的培訓過程中得到充分的鍛煉,這也是至關重要的。
(2)改變學習方式,鼓勵學員樹立求異思維,培養學員的創新能力。參與電子設計競賽主要是為了吸引、鼓勵學員積極參加科技活動,為人才的培養提供平臺。參加電子設計競賽將使學員的各方面能力都得到鍛煉,特別是學員的創新能力以及撰寫設計報告的能力。在課程設置中,可以適當地增加有關選修課的比例,學員可以按照自己的基礎、興趣、能力和需求,選擇不同的課程。在基礎實驗課和課程設計等實踐教學環節中,鼓勵學員采用不同的設計方案,并對方案進行比較和討論。對實驗課題完成較好和方案具有創新性的學員,在總成績中要有所體現。除此之外,應支持學員積極參與科技創新活動,引導他們在教員的指導下,自主設計完成相關課題并撰寫設計報告,調動學員的學習積極性,不斷提高學員的創新能力和實踐動手能力。
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電子設計競賽從各個方面推動了參賽高校的教學改革,尤其是實驗室建設和實踐教學改革。電子設計競賽為高校教員在教學中培養學員的創新意識、團結合作精神和理論聯系實際的學風提供了平臺,訓練和培養了學員的工程實踐能力。參加電子設計競賽,將促進我們對課程體系、教學內容和實驗教學模式等方面的改革。實踐表明,電子設計競賽有利于推動電子、信息類專業課程內容的更新和教學方法的改革;有利于激發學員的創新思維,培養學員的實踐動手能力和團結協作精神;有利于造就高素質的創新人才。
作者:鄒昱黃道敏劉士平單位:空軍預警學院
電子設計論文:大學生電子設計論文
一、電子設計競賽對學生學習的促進作用
1.報名參賽非常積極。統計數據顯示,哈爾濱理工大學近幾年來,在全國電子設計競賽以及黑龍江省電子設計競賽的報名人數呈逐年遞增的趨勢。早些年,因為報名人數少,幾乎都是老師主動發現并鼓勵學生參加電子設計競賽,甚至還要做思想工作。近幾年來,隨著我校教務部門逐年加大宣傳和資金支持力度,學生報名參賽的熱情得到很大提高。
2.更加注重課堂學習,尤其是更加重視電子信息類的基礎課的學習。很多相關任課教師一致反映,近年來我校大學生在電工電路、測控電路、傳感器、模擬電子技術、數字電子技術、單片機原理、可編程邏輯器件等課堂上表現出積極熱情的學習態度,出勤率高、教學效果好。更重要的是,在電子設計競賽的帶動下,很多學生一改被動學習應付考試的學習態度,學生們的學習主動性逐漸增強,越來越愿意摸索主動的學習方式,更渴望學有所用、學有所長。
3.在電子設計競賽的帶動下,學生在其他實踐性活動中的熱情也不斷提高。如在創新性實驗、開放性實驗等課外活動方面的積極性日益高漲。為了能夠獲得實踐動手能力,學生們更注重參加各種形式的培訓,爭取校內外的鍛煉機會。如有的同學去公司短期實習,或幫助老師做科研課題,參加校內的各類科技社團活動以及其他科技競賽活動等。
4.電子設計競賽參賽學生覆蓋面顯著提高。從競賽學生覆蓋面上來看,近年來,在報名的學生中,不僅有大二、大三學生的身影,也有部分大一學生的參與。從參賽學生的專業上看,所覆蓋的專業包括測控技術與儀器、通信工程、自動化、軟件工程、應用物理、電氣工程、計算機科學與技術等電類相關專業,甚至還有非電類的工科高年級同學參加比賽,如安全工程、高分子材料與工程等專業也有少量同學參加比賽。這些同學的參與,反映了學校的宣傳力度,也反映了學生對電子設計競賽的重視程度。他們在基礎知識還未準備充分之前就來了解、感受和體會電子設計競賽的氛圍,為日后參加比賽做好鋪墊,也使得在日后的理論課學習中有的放矢,提高學習效率。
5.比賽時克服困難的意識變得越來越強,堅韌不拔、知難而上的精神和態度更好地得到了體現。黑龍江省大學生電子設計競賽,時間上相對寬松,比賽時間一般為一周左右(2014年開始改為四天),難度一般,工作量較大;全國大學生電子設計競賽,時間非常緊迫,比賽的試題不僅難度大,而且對動手能力等具有較高的綜合要求。從比賽開始發放試題到結束上交作品共四天三夜,隊員們在這短短的四天時間內既要根據要求設計、焊接、調試硬件電路,還要編制大量軟件,并進行軟硬件聯合調試。比賽期間,隊員們幾乎沒有時間休息,每天只能睡三四個小時,甚至所有隊員都要熬通宵趕進度。即使在這樣的緊張氛圍中,參賽隊員們仍然能夠打起精神、熱情高漲地完成比賽任務。盡管參賽過程非常辛苦,但同學們從來不抱怨,而且比賽過后都覺得很有成就感。甚至多年以后回憶起參加電子設計競賽的經歷,仍覺得很自豪。畢業六年的趙威同學(該同學2009年榮獲全國大學生電子設計競賽國家一等獎,后來考取了英國倫敦城市大學的碩士研究生,目前正在香港大學電氣學院攻讀博士學位)這樣說道:“電子設計競賽真的很鍛煉人!培養了解決問題的能力,提升了我勇敢去迎接挑戰的信心”。而且這個同學總結說:“真正的才能是逼出來的,只有接受這樣的磨煉才能真正成長!”。
二、電子設計競賽中暴露出的問題及對策
當然也正是由于社會各界對電子設計競賽的認可度的不斷提高,大學生對電子設計競賽結果期望過高等原因,在部分參賽隊員身上也暴露出了如下一些問題。
1.知識發展不均衡,缺乏綜合設計能力。為了能夠參加電子設計競賽,有部分大學生有“電子設計競賽專業戶”傾向,只注重跟電子技術直接相關的課程的學習,而忽略一些基礎課和平臺課的學習,使得一些學生知識結構發展極不均衡,更談不上成體系。在與學生的接觸中發現,模擬電子技術、數字電子技術、單片機原理、測控電路等課程很受學生們的歡迎;相比之下,一些對電子設計也很重要但偏重理論基礎的課程反而備受冷落,如復變函數與積分變換、信號系統、自動控制理論等,致使很多學生只掌握了一些簡單的設計工具,缺乏對比賽試題基本原理的理解和分析能力,最終導致這些學生的綜合設計能力很難得到提升,缺乏后勁,更難做到創新。究其原因,主要在于學生對自己的專業未能建立起完整的體系結構,認識不到各門課程之間的緊密聯系。因此,在專業課授課過程中,應該經常給學生梳理課程體系結構,使學生在學習過程中,既能見到“樹木”,又能看到“森林”,強調建立完整知識體系的重要性,不至于忽視體系中的理論基礎課程。只有這樣才能夠培養出能分析、能解決、能設計、能調試的電子設計綜合能力。
2.個別學生功利心太強。功利心實際在某個層面上與上進心有一定聯系,但是如果不能把握好“度”,上進心往往會轉化成功利心。接觸過的學生中,有部分同學為了能夠獲得一個較好的比賽成績,把較大的時間和經歷用在了選擇隊友和尋找指導教師上。比如,曾經有一個同學在大學一年級剛入學時,就通過電子郵件開始跟我聯系說自己非常喜歡電子知識,想參加電子設計競賽。當時我頗受感動,以為他具有濃厚的興趣。然而,接觸幾次發現,這個同學根本就沒把心思放在學習上,只是一個“社會活動家”。當然,這是個案,但卻值得深思。它表明培訓過程不僅要講授知識,也要在學習動機上加以引導。電子競賽屬于課外學習活動,決不能把競賽獲獎當成學習的終極目標,引導學生正確看待獲獎,使之認識到應該把精力放在培訓及比賽過程中,珍惜比賽過程中積累的知識和形成的能力,淡化比賽結果。
3.部分同學團隊協作能力差。在比賽準備和培訓的過程中有部分同學喜歡“單打獨斗”,試圖把自己鍛煉成一個全能的隊員,而忽視自己是三人團隊的一員,忽略集體力量大的事實,結果是可想而知的。因為,大學生電子設計競賽之所以安排三人小組組隊參加比賽,正是為了充分發揮集體互補優勢。一個同學既能設計又能調試,既能編程又能撰寫報告,而且表達能力強,是很難做到的。即使能夠做到,比賽時由于工作量較大,在時間上也是不允許的。因此,電子競賽培訓過程中,作為指導教師需要不斷地發現各個隊員的優勢所在,通過分組訓練不斷地組合并優化小組成員搭配,不斷提升每個隊員的信心,使得每個隊員在各自團隊中均衡地發揮出自身的優勢。同時也要使學生明白,隊員只有在團隊中才能有最出色的表現,團隊力量是無窮的。
三、結束語
大學生電子設計競賽如火如荼的發展,目前已超越了單純競賽的范疇,不斷地推動著高等學校電子信息學科教學的改革,同時也在學生中間傳遞著積極的正能量。隨著社會關注度的提高,電子設計競賽中也暴露出了一些亟待解決的問題,從這些問題中可以窺見教學改革的方向,從學生的學習需求出發,不斷完善和優化教學內容,揚長避短,激發學生的創新潛能,真正提高大學生的綜合創新能力。
作者:蓋建新童子權顏頤欣吳麗華單位:哈爾濱理工大學測控技術與通信工程學院
電子設計論文:自動化電子設計論文
1電子設計自動化實驗系統的設計開發
為了減少教學和實驗中實驗器材的投入,降低實驗成本,提高實驗效率,出于這個目的進行電子設計自動化實驗系統的開發。
1.1實驗系統的內容
該電子設計自動化實驗系統,不僅要能夠實現基本數字電路功能,而且還要能夠實現部分中規模和大規模的數字電路功能。具體設計內容包括以下這些:(1)數字時鐘的設計。(2)LED16×16點陣控制器的設計。(3)數字頻率計的設計。(4)實現搶答器數字系統。(5)實現電子密碼鎖數字系統。(6)實現三色交通指揮燈控制器的數字系統。(7)實現簡易電子琴的數字系統。(8)實現三層電梯控制器的數字系統。
1.2實驗系統的設計方案
該電子設計自動化實驗開發系統是基于FPGA/CPLD器件,主要包括四部分,即信號發生模塊、輸出信息的顯示模塊、擴展模塊、FPGA/CPLD芯片通用適配座及芯片編程下載電路。該實驗系統設計,采用了通用適配板與系統功能板分離的結構方式。通用適配板具有完整的下載電路,既可插在系統功能底板上使用,也可單獨工作。
1.3實驗系統的電路設計
根據電路功能,將其劃分為兩部分,即通用適配板電路和系統功能板電路。這兩部分通過芯片適配接口進行連接。1.3.1系統功能板電路設計系統功能板電路設計如圖1,下面是各個模塊的介紹:(1)7段數碼管模塊,用于實現各種數字顯示,例如計數器計數結果的顯示、頻率計等的設計。(7)蜂鳴器模塊。一部分是音樂片電路,當有人搶答時該電路可以放一小段音樂來告知有人搶答;第二部分是電子琴電路,由FPGA送出一定的樂譜頻率,在揚聲器上發出相應的譜音。音樂片和電子琴電路通過一個DIP2的撥動開關來選擇。(8)鍵盤電路模塊,該模塊用于選擇電子琴的數字系統實驗、搶答器數字系統實驗、電子密碼鎖數字系統實驗等實驗項目。(9)DIP開關電路,提供輸入端的高、低電平。(10)液晶顯示電路。1.3.2通用適配板的電路設計通用適配板由CPLD芯片、下載電路、擴展接口電路等部分組成。通用適配板結構框圖見圖2。
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本文的電子設計自動化實驗系統不僅適合初學者做驗證性實驗,而且也能滿足設計者自行設計邏輯電路。電子設計自動化實驗系統作為數字電路自動化設計的工具,不僅可以使教師用作研究工具,也可以用于高校數字電路課程的實驗教學。
作者:張會鋒單位:陜西航空職業技術學院
電子設計論文:第二課堂電子設計論文
一、第二課堂電子設計課程設置研究
模擬電子技術是一門技術性和實踐性很強的課程,尤其在實踐過程中,有很多因素影響實驗結果,比如噪聲、接地方式、強弱電隔離等,而這些因素往往是無法統一定量分析的,對于初學者來說就會覺得模電太難掌握,往往一個實驗花很長時間都解決不了問題。如果把模擬電子技術作為第二課堂電子設計的第1門課,絕大多數同學都會因為模電琢磨不定,實驗做不出來,結果喪失信心,無法堅持學習。而單片機則相對較簡單,實踐也容易出效果,把單片機作為第1門課,學生會在看到實驗結果時獲得成就感,從而建立信心增強對電子設計的興趣。學完單片機然后再開始學習模電,有了之前建立的信心以及一些實踐的方法,學生就有勇氣面對困難,堅持不懈。學習完前面提到的兩門基礎課程的理論和實踐之后,要把模電和單片機結合起來,安排兩個培訓項目:(1)語音采集與回放系統;(2)簡易數控電源設計。通過這兩個項目的培訓,可以建立系統的概念,掌握一個完整項目的系統設計方法。考慮到電子設計不同項目對微控制器的不同要求,后續課程再安排FPGA相關課程及實驗項目。前面各階段培訓之后,學生已經具備基本的電子設計的專業能力,之后的培訓課程安排就必須要進一步提高學生的設計能力,力求把每一個電子設計的作品做到高指標、高精度。因此我們挑選一些難度較大,指標較高的電子設計題作為后一階段的強訓課程內容。第二課堂電子設計課程設置必須遵循由簡到難、由局部到整體、由粗到精的原則。
二、第二課堂培訓方法研究
第二課堂課程設置好之后,還必須注重培訓方法。由于學生是剛開始接觸電子設計,對很多東西都不懂,碰到問題也不知如何去解決,再加上剛開始跟學長們也不是很熟,也沒怎么交流,導致在最開始的幾個星期里會像個無頭蒼蠅到處亂撞,基本上拿到一個問題都不會自己獨立地去思考,更不用說形成自己的方案甚至去實施自己的方案了。那么培訓時,老師必須采取科學的方法,引導學生分析問題,解決問題。電子設計的培訓基地為學生提供了很好的實踐環境和實驗條件,為了確保每一課程項目的培訓都能提高學生的專業能力,一定要有合適的培訓方法。電子設計重實踐,但培訓時一定要注意實踐必須以理論為指導,引導學生從理論入手,通過實踐驗證理論設計是否正確,實踐中遇到問題時又要上升到理論,補充理論知識,解決問題。培訓過程中,切忌全程灌輸,要啟發學生獨立思考,培養學生的自學能力,這樣學生才能在提高專業能力的同時又具備一定的創新能力。下面以模電的實踐培訓為例,探討第二課堂的培訓方法。學生剛開始對模電的認識還是比較模糊。用分立元件實現10W的低頻功率放大器,經過這個項目的培訓后,學生的動手能力可以大幅提高,而且能建立對模電的具體認識。但這個項目難度也是很大的,培訓時既要培養學生的自學能力和獨立解決問題的能力,又要在適當的時候幫助學生找到解決問題的方法,以免學生長時間解決不了問題時喪失信心。根據題目要求,將5mV信號放大為10w×8Ω姨=8.94V,電壓放大倍數為1788倍,單級放大電路不能滿足要求,必須采用多級放大電路。因此,本次設計要用到差分放大電路,集電極輸出的共射放大電路和乙類功率放大電路。培訓時,首先要求學生自己通過《模擬電子技術》課本理解這三種電路的基本原理,包括放大電路的靜態分析與動態分析。當學生具備理論基礎后,指導學生確定直流電源電壓及進行器件選型,各級三極管的型號根據UCEO,ICM和PCM三個參數確定。三極管型號確定后,學生就可以結合電路指標和三極管的放大系數確定各級靜態工作點及動態范圍,最終獨立設計出完整的低頻功率放大器電路圖。此時的電路設計還停留在理論設計,由于學生理論水平有限,設計出的電路多少都存在問題,不過經過后面的調試后,電路會逐步得到改善,所以老師不必在這個階段指出問題,要培養學生獨立發現問題并且解決問題的能力。接下來,要求學生按自己設計的電路先焊接輸入級差分放大電路,調試好后再焊接調試中間放大的共射放大電路。當這兩級電路聯調時,大部分同學會發現電壓放大倍數比兩級單獨設計的放大倍數的乘積要小得多,但每級單調時又與理論設計符合。出現這個問題后,學生往往無法找到真正原因,自然也無法把問題解決。其實問題在于學生對多級放大電路的放大倍數計算沒有理解清楚,他們只知道整體放大倍數等于各級放大倍數的成績,而這里各級放大倍數已經不是每級獨立的放大倍數了,還要考慮前后級輸入輸出電阻對各級放大倍數的影響,所以這時要提醒學生查閱多級放大電路的放大倍數的計算方法。理解了這一點后,學生就知道了問題所在,進而找到辦法,通過增加射級跟隨電路把兩級電路隔離,就解決了這個問題。經過一段時間的培訓,學生基本上可以簡單地去分析一些問題了,盡管分析得還不是很,但至少不會像最開始進實驗室的那種碰到問題無從下手的問題了。拿到題目,首先就是將題目進行仔細的分析,將題目要求做的系統分成若干個小的模塊,再逐個完成。在完成各個小模塊的同時,學生會碰到很多之前還沒有考慮到的一些細節,由此可能會產生一些問題,這時就需要去網上找相關的資料來解決這些問題。每個模塊完成后,需要將它們結合在一起形成一個系統來完成想要完成的功能,在此過程中又會碰到兩個模塊之間相互影響、參數不匹配等問題,這又需要我們去解決匹配與相互影響的問題,在解決這些問題的同時學生的能力也得到了提高。在培訓時,要求學生在規定時間內完成規定的題目,在做的過程中會出現各種意想不到的情況,所以必須在盡可能短的時間內找出問題和解決問題。不懂的知識可以去學習,硬件、軟件調不出來,只要有耐心,認真分析總能找出原因,從而找到解決問題的方法。出現問題時應保持冷靜、沉著,不應急躁,急躁也不能解決問題,說不定還會造成更嚴重的問題。這在一定的程度上使得學生的應變能力得到提高。其次,是團隊精神的培養。在做項目時非常需要團隊精神,三個人必須互相信任、互相配合、分工合作,只有這樣才能在最短的時間內完成項目。在順境時小組成員要相互提醒保持冷靜,逆境時要相互鼓勵共度難關,出現問題時不能相互埋怨一個實驗能否順利地做成功,取決于每一個小組成員之間的相互溝通,比如,做硬件的告訴寫軟件同學的思路,以及硬件上面可能存在的一些問題,是否在軟件上面可以得到彌補,如果可以,就讓軟件去彌補彌補。如果軟件彌補不了的,就去解決硬件上面的問題,爭取讓軟件和硬件相輔相成。大家都減輕負擔。同時也應該充分認清楚自己小組之間的強項,比如,小組在軟件上面存在著一些不足,那么做硬件的就盡量去為軟件的減輕負擔,讓實驗能夠順利地進行。或者當軟件比較簡單的時候,負責軟件的同學就告訴在軟件上面哪些地方可以彌補硬件上面的不足,這樣做到軟硬結合。隨著所做項目的增多,經驗積累增多,后面所做的項目也越來越難,每個項目給的時間也越來越緊,要想在規定的時間內完成任務,就不能像之前那樣拖拖拉拉,而且單憑個人能力是無法做到的,這時學生開始真正意義上的分工合作。最開始同學們本打算自己都盡快地完成自己的那一部分,然后爭取提前兩天完成每個項目,然后每個組員再將自己負責的那一部分講給小組其他成員聽,以及在這過程中應該避免什么問題,讓小組其他成員在此基礎上加以理解并消化,爭取讓每個小組成員都盡可能多地學到東西。但在實際中,或許是題目太難,又或者是配合得不夠好,總是在每個項目快要截止的那天才能做出來,甚至有的項目在超過截止日期之后還沒做出來,又由于時間緊迫,所以每個項目做完之后也沒什么時間進行小組內部交流,小組內部成員學到的東西都有一定的局限性,這也預示著在接下來的日子里還有更多的東西要學,絲毫不能有半點松懈。
三、結語
第二課堂電子創新設計基于良好的實踐環境,培養學生的專業能力,要達到好的培養效果,首先,必須合理地設置培養課程,遵循由簡到難、由局部到整體、由粗到精的原則。其次,要注重培養方法,培訓時既要培養學生的自學能力和獨立解決問題的能力,又要在適當的時候幫助學生找到解決問題的方法,提高學生的專業能力。,還要強調同學之間的團結協作精神,小組隊員要有一定的分工,每個人負責一部分,相互幫助,相互學習提高。這樣,項目設計和制作才會更順利更快完成,專業能力才能得到更大的提高。
作者:吳艷玲單位:武昌理工學院
電子設計論文:自動化電子設計論文
1電子設計自動化實驗系統的設計開發
1.1實驗系統的內容
該電子設計自動化實驗系統,不僅要能夠實現基本數字電路功能,而且還要能夠實現部分中規模和大規模的數字電路功能。具體設計內容包括以下這些:(1)數字時鐘的設計。(2)LED16×16點陣控制器的設計。(3)數字頻率計的設計。(4)實現搶答器數字系統。(5)實現電子密碼鎖數字系統。(6)實現三色交通指揮燈控制器的數字系統。(7)實現簡易電子琴的數字系統。(8)實現三層電梯控制器的數字系統。
1.2實驗系統的設計方案
該電子設計自動化實驗開發系統是基于FPGA/CPLD器件,主要包括四部分,即信號發生模塊、輸出信息的顯示模塊、擴展模塊、FPGA/CPLD芯片通用適配座及芯片編程下載電路。該實驗系統設計,采用了通用適配板與系統功能板分離的結構方式。通用適配板具有完整的下載電路,既可插在系統功能底板上使用,也可單獨工作。
1.3實驗系統的電路設計
根據電路功能,將其劃分為兩部分,即通用適配板電路和系統功能板電路。這兩部分通過芯片適配接口進行連接。1.3.1系統功能板電路設計系統功能板電路設計如圖1,下面是各個模塊的介紹:(1)7段數碼管模塊,用于實現各種數字顯示,例如計數器計數結果的顯示、頻率計的頻率顯示、數字鐘表的時問顯示及搶答器的顯示等。(2)紅綠燈電路模塊,用于紅綠燈的電路實驗。(3)LED指示電路模塊,用來顯示組合邏輯電路實驗的輸出電平的高低。(4)點陣模塊,用來顯示點陣輸出。(5)時鐘電路,提供時序邏輯電路的CLK。(6)狀態機電路,由FPGA相應的I/O口和狀態指示電路組成,用于序列信號發生器、告警器等的設計。(7)蜂鳴器模塊。一部分是音樂片電路,當有人搶答時該電路可以放一小段音樂來告知有人搶答;第二部分是電子琴電路,由FPGA送出一定的樂譜頻率,在揚聲器上發出相應的譜音。音樂片和電子琴電路通過一個DIP2的撥動開關來選擇。(8)鍵盤電路模塊,該模塊用于選擇電子琴的數字系統實驗、搶答器數字系統實驗、電子密碼鎖數字系統實驗等實驗項目。(9)DIP開關電路,提供輸入端的高、低電平。(10)液晶顯示電路。2.3.2通用適配板的電路設計通用適配板由CPLD芯片、下載電路、擴展接口電路等部分組成。通用適配板結構框圖見圖2。
2結束語
本文的電子設計自動化實驗系統不僅適合初學者做驗證性實驗,而且也能滿足設計者自行設計邏輯電路。電子設計自動化實驗系統作為數字電路自動化設計的工具,不僅可以使教師用作研究工具,也可以用于高校數字電路課程的實驗教學。
作者:張會鋒單位:陜西航空職業技術學院
電子設計論文:電子設計競賽與電子專業論文
1電子設計競賽對電子信息科學與技術
專業學生培養方案的要求從我校的具體實際情況來看,學生大多數比較注重理論上的學習,對知識的系統性掌握,而忽視了實踐對自身學習的重要性,忽略了自己所學的專業對知識的具體要求。學生對課本上理論知識的學習較為樂觀,由于實驗課、實習課涉及實際的電子應用項目稀缺,因此在實驗課、實習課上對器件、電路等的操作就相對薄弱,大多數課程都是為了驗證實驗而實驗,根本滿足不了當代電子技術迅速發展的需求,學生自主性課程設計的內容比較少,這樣不利于學生創新思維的養成。對此,為解決這樣的現象,需要對培養方案作出必要的改革。
1.1培養方案改革教學的初步改革是:作為加強學生創新思維和應用電子技術能力的單片機原理及接口技術、數字電子技術、模擬電子技術、傳感器技術、微型計算機測控技術等理論課程體系,根據每門學科的特點以及相互的關聯,制定一系列合適的教學計劃。因為以上四門課程是學生參與電子設計類實踐活動最基本的學科基礎課程,應該對這四門課程的教學、實驗、實習的比例進行重新分配,實踐內容不能低于整個室內教學學時的45%,所開設的實驗、實習項目必須緊貼理論,密切聯系實踐。
1.2對實踐部分的改革方案對學生在實踐方面的具體改革方式是:要求學生要熟練地掌握并理解具有驗證性質實驗的內容,重點鼓勵學生認真投入到對實驗的自主設計,加強培養學生的創新思維,這樣更能符合電子設計大賽的宗旨。在基礎的訓練階段,驗證性實驗可以強化學生的理論知識,還可以使學生在學習理論知識的同時,更好的掌握一般的實驗方法和技巧。然而,僅僅要求學生依據已有的實驗內容與實驗步驟進行驗證性實驗操作是遠遠不夠的,這樣對學生的自主發揮和創新設計意識是無益的。對于非驗證性實驗來講,則側重于學生的自主設計與對實驗的展開研究,這樣就可以提供廣泛的想象空間使學生的創新意識得到發揮,不斷提高學生的動手能力及創新意識。在驗證性實驗中,我們需要針對某一實驗內容,可以設置問題,讓學生參與到問題的探討中,并通過實驗解決問題,以加強對學生探究性能力的培養。對于學生在實驗操作中遇到的問題,結合學生們已有的知識,聯系到實際的電路,關聯到生活中的生產實踐,激勵學生在面對問題時進行自己的猜想、和團隊一起討論、然后發表自己的獨特見解。經過學生們的猜想,再進一步的投入到實踐中去,這樣就會使問題變得簡單化,同時對學生探索能力也會有所提高。針對自主設計性實驗,再依據全國大學生電子設計競賽的要求,重點開設如下實驗內容:AC-AD與AD-AC高頻電源變換電路,測量儀器儀表電路、信號源電路、無線模擬與數字信號傳輸系統,反饋與閉環控制電路等,使學生通過所學到的知識與積累到的經驗,自主設計符合實驗的電路,自己設計實驗電路,從而達到動手能力強,高水平的設計能力及創新能力。
2通過教育教學內容的改革
為了更好的符合電子設計競賽的要求,依據課程講解的方法與規律,需要采取科學的、具有針對性的授課方法。
2.1直觀性教學通常在以往的授課中,老師們往往采用的教學方式是以本為綱,一切教學活動都緊扣教材進行,而達到完成教學任務。學生在課堂中對課程涉及到的一些元器件,在老師的講解過程中,對于元器件電路圖符號的認知,使用參數的了解,其在電路中的工作原理以及使用方法沒有一個深刻的認識,并沒有與具體的實物聯系起來,這樣學生就會缺乏對事物的感性的體驗。所以,為了激發學生的學習熱情及探索的積極性,使學生對電子元器件及集成電路有一個感性的認識,在授課時,可以根據教學內容,準備一些課程涉及到的元件或集成電路的應用產品給學生講解,學生在觀察的同時可以加強對其理論上的理解與記憶,對產品的結構有一定的定向了解,以便促進學生學習的積極性。
2.2采用多媒體多媒體教學對學生的影響也是至關重要的,它能生動形象地把需要講授的教學內容的展示出來,學生在實驗時的內容也能虛擬的在多媒體上充分顯示出來。這樣就如同使學生身臨其境,更好的受到感悟與啟發,極大地引發學生對學習的積極性。對電路的組成也可以通過多媒體的演示來實現,也可以將一些元件或模擬電路進行直觀的演示,不僅節約了課堂上講課的時間,還能讓學生對所學習的知識有一個深刻直觀的了解,提高學生們的學習興趣進而提高了學生在課堂上的學習效率。
2.3注重應用老師在用多媒體授課時,需要掌握與其有關的工程應用實例,以便可以引發學生積極地思考,提高學生的觀察能力和創新能力,并且需要理論與實際相互聯系,對積極調動學生的積極性有很重要的影響,依據課堂的理論教學方式,引導學生進行電子的實物制作。這樣,不僅在對理論的掌握方面有所提高,還提高了動手操作的能力。例如:“三極管放大特性”的課程中,為了讓學生更好的了解三極管的放大作用,可先讓學生通過對音樂門鈴的制作,進而驗證在使用三極管時出現的效果與沒有使用三極管時的效果。從而來激發學生的學習熱情。
3創新思維的學習
從對電子設計競賽理解來看,這次競賽需要的不是單純的理論設計和單純的實驗能力。它需要通過查閱實驗所需的相關資料,提取實驗相關信息進行理論設計,確定方案,進而動手實現整個系統,然后開始調試系統,分析并排除故障,指標測試,撰寫實驗報告。從這些方面來看,就要求參賽的學生在平常的學習生活中要有良好的學習態度,有自主學習的能力,遇到問題能夠通過查詢資料分析并解決。同時還需要學生有設計,調試和寫科技論文等綜合能力。電子競賽需要團隊協作共同完成,所以團結協作能力是一個重要因素;培養學生們的團結協作精神是行之必然。而且競賽學生們要有百分之百的態度和熱情并具有創新意識;使學生們能夠理論和實踐相結合發展他們發散和聚合的思維方式。在電子設計競賽的培訓過程中,要提前告知學生們做好相關資料的學習和查閱,并對整理好的資料進行討論,研習。學生們通過對各種電子元器件和集成電路的討論進一步掌握相關知識,進而設計電路,編程器件,再配合微控制器各類芯片等電子元件組成電路;應用計算機軟件畫好電路板圖,再利用刻繪機制造印刷電路板,通過學生們的焊接,進行裝配,之后通過測試調整進而實現電子系統,培養學生動手和思想創新能力和開發電子產品的技能。
4結論
電子設計競賽對電子專業的大學生有著重要且實際的作用,這項大賽不僅提高了電子專業的學生對知識的理解和對其實際的應用,而且也培養了學生的創新能力,對參加這次大賽的學生有著切實的幫助,為他們以后從事電子相關專業打下了基礎并提供了平臺。更重要的是學生們通過這次參賽可以明白團隊的力量,懂得互相幫助,培養了其今后良好的職業素養。
作者:鄭亮熊衛衛常偉丹單位:吉林農業科技學院信息工程學院
電子設計論文:高職電子設計課程教學論文
[摘要]電子設計自動化課程對于電子類專業的學生而言是一門非常重要的職業技能課程,廣大的教師應該注意到這一門課程與其他課程有著非常大的不同,因為其在教學體系中還包含上機操作以及實訓箱操作等內容,傳統的教學模式已經無法滿足電子設計自動化課程的發展,為此必須結合當今時代的發展以及學生的需求進行改革。而微課作為一種新興的教學模式,其對于提升教學的效率具有非常顯著的效果,將兩者進行了有效的結合,對在微課背景下高職電子設計自動化課程教學改革進行了深入的探索。
[關鍵詞]高職;電子設計自動化;微課;改革
高等職業院校設立的目的就是為了培養技術型人才。隨著時代的發展,多媒體技術越來越發達,各大職業技術院校也為了適應時代的發展不斷進行教學改革。在這其中,“互聯網+”對教學的影響越來越大,因此不少教師嘗試將兩者進行有效的整合,在此基礎上誕生了“微課”這一教學模式,而這一模式的誕生有效推動了課改的進程,對提升高職電子設計自動化課程的發展是非常理想。那么如何在教學中加以利用這一新穎的教學模式呢?筆者結合教學實踐進行了初步探索。
一、為何選用微課
電子設計自動化是一門理論與實踐并重的綜合性課程,在教學的過程中其更加重視對動手能力的培養。從其教學大綱來看,其最終希望通過教學達到這樣的教學效果:掌握用如何用計算機和EDA工具來進行電路的仿真和設計;掌握VHDL語言的基本語法結構并學會如何利用其進行簡單的編程;學會如何使用開發系統設PLD器件并熟練掌握整個流程等。而微課是指通過錄制視頻讓學生進行自學以及復習。這一教學模式內容較為精煉,在施行的過程中能夠突出教學的重難點;其課堂展現的形式從總體而言更加的多樣化,更為符合學生認知的特點;微課打破了傳統課堂的束縛能夠讓學生進行自主的學習。面對教育改革的趨勢,將電子設計自動化課程同微課有機地整合起來,能夠達成以上教學目標,并且讓學生學習起來更加輕松,從而高效地完成教學目標,因此在教學中應用這一教學模式是非常的有必要的。
二、如何利用微課
(一)明確教學目標。利用微課在電子設計自動化教學中組織教學,教師還是應該將教學目標作為教學的根本,從教學目標出發去設計課程,從而使微課的教學與教學目標相匹配,從而保障教學能夠達成預期的教學目的。需要注意的是微課的教學內容應該精煉,因此一節微課中不要設計過多目標,要將教學的內容落到實處,讓學生能夠抓住重難點,從而更高效的學習。例如,在學習如何使用muiltism電路仿真軟件這一部分知識點的過程中,將這一部分內容劃分為五個知識點:muiltism的入門認識、muiltism的電路仿真與以及如何分析、在模擬電路中muiltism的應用、在數字電路中muiltism的應用、在綜合電路中muiltism的應用以及的電路圖仿真分析。在提煉了教學的重難點以后,筆者將每一部分的知識錄制成一個視頻,然后在此基礎上還安排了一定的學習實踐活動,這樣學生在進行實踐操作的時候就能明白這樣做的原因,從而將理論與實踐相結合,這樣就能將所要學習的內容內化,從而獲得更加長足的進步。(二)完善教學內容。電子設計自動化教學在教學中主要包含理論與實踐知識的學習兩大部分,教師在教學的過程中必須認識清楚這兩點,然后在此基礎上去進行課程的設計以及完善。在明確教學目標的基礎上,教師就應該通過微課去完善教學內容。在滿足教學主線的基礎上,教師應該結合教學設計的內容融入微課這一模式中,對教學內容進行重新規劃,從而增強學習內容的連續性,從而開發出模塊化教學的方式,并且作為教師在此基礎上還應該善于利用各種媒體工具幫助學生在課下學習。這樣,學生就能擁有更多自主選擇的機會,逐步掌握學習上的主動權。此外,教師在上課之前可以利用QQ等社交軟件,將微課視頻下發到學生手中去,并在此基礎上讓學生從自身的需要出發去建立學習小組,教師在此過程中要加以正確引導,從而幫助學生更好地學習。(三)制定健全的微課教學評價體系。電子設計自動化教學在教學任務完成以后,希望對學生能夠進行一定的評價,從而為接下來學習任務的規劃打下良好的基礎并為教師教學計劃的制訂提供依據。在高職電子設計自動化教學中開展微課教學,教師也要隨之轉變評價體系,在評價的過程中以學生作為主體,讓學生對自身學習成果進行展示,讓學生之間相互評價,從而在輕松的氛圍中提升學生的綜合實力。
三、結語
綜上所述,在電子設計自動化教學中應用微課對于提升教學的效率以及學生學習的積極性都是非常有利的,在教學改革的過程中作為教師應該以教學大綱為本,以學生的需求為出發點,結合微課的特性,從而使得這一課程能夠煥發出較大的活力,從而提升高職人才培養的質量,在電子設計自動化教學中發揮出微課的較大化作用。
作者:何宏潛 單位:梧州職業學院
電子設計論文:電子線路電子設計論文
1電子線路CAD技術在電子設計中應用
近年來,我國電子技術獲得突飛猛進發展,新型元器件和集成電路得以廣泛應用,電集成化與復雜化顯然已成為新時期電路設計的發展趨勢。為更好滿足當代電路設計需求,利用電子線路CAD技術取代傳統的手工操作很有必要。在電子線路CAD技術的輔助下,電路設計的精密度將獲得保障。電子線路CAD技術的應用,其實是電路設計者在電路設計理論上具有可行性的基礎上,通過計算機繪圖、設計軟件等工具,完成實際的設計工具。在電子線路CAD技術的幫助下,電路設計工作的效率與質量均將得以顯著提升。目前,電子線路CAD技術在電子設計中的應用主要包括以下內容:
1.1電路圖的設計。作為電子設計中的重要環節,設計結構完善、功能的電路圖很有必要,這是確保電子設計最終產物能夠正常使用的根本保障。在電子設計者進行電路原理圖的設計工作時,可以借助Protel工具,實現原理圖的輸入。Protel蘊藏著資源豐富的電子器件庫,在Protel的輔助下,設計者在繪圖期間能夠結合設計需求,靈活使用各類電子器件,大大簡化了設計的工作量,同時提高了電路原理圖的精密度。譬如,使用者繪制完成元器件后,可以根據自己的想象,將其放在任何一個位置,僅需通過拖動就能實現,無需進行其他調整參數等操作。
1.2模擬數據。電子線路CAD技術還能起到模擬數據的作用,以便設計者根據模擬電路運行產生的數據,檢驗電路設計有無異常。同時,可結合模擬數據,對電路進行更深層次的分析。Protel軟件本身自帶多種模擬功能,設計者可通過模擬功能的運用,對電子設計在通電情況下的溫度、瞬態、靈敏度等情況有一個初步的了解,以確保該電路的功能是否達到預期效果。另外,還可利用數據模擬,了解電路各環節的運行情況,以便設計者及時察覺線路異常,并盡快采取措施進行調整。
1.3設計PCB板。利用Protel軟件,將電路設計圖進行布線,最終形成的電路板即為PCB板。PCB板的設計,離不開電路原理圖的導入,而電路原理圖的導入工作,勢必需要借助Protel軟件的數據模擬功能。同時,為確保PCB板的設計達到理想效果,電路原理圖與PCB板中的各類元器件的電氣特點務必要保持一致。只有這樣,設計者才能借助Prote軟件的布線功能完成布線工作,并在后期,通過人工調整的方式,進一步改善布線工作的效果,使電路布線更加、整潔。
2運用電子線路CAD技術提高電子設計課程教學質量的有效建議
電子線路CAD課程是一門理論與實際結合性很強,具有一定實踐性的新興課程,是當代電子信息技術專業的核心課程之一。電子線路CAD課程的主要目的,是幫助鍛煉學生PCB板的設計能力,能夠結合設計需要,完成各種類型的PCB板布局與布線。作為電子信息技術專業的高職學生,務必要掌握:CAD軟件的應用能力、原理圖繪制能力、原理圖元件制作能力。PCB板設計能力、新元件封裝制作能力、單面PCB板設計與編輯。雙面PCB板設計與編輯,并了解一定的有關多層PCB板設計與編輯以及電子線路仿真知識。結合電子線路CAD技術在電子設計中的應用情況來看,為能有效完成電子線路設計工作,落實電子線路CAD技術的教學很有必要。然而,從目前教學工作開展情況來看,在高職電子設計課程的教學工作中,電子線路CAD技術的應用并沒有達到理想效果。學生在對電子線路CAD技術始終無法真正掌握電子線路CAD技術,也不能通過靈活應用該技術,順利完成電子設計工作。學生對該技術的學習,往往只是停留在對理論知識的理解,對實踐操作方面的內容,多呈現出臨時性記憶的特點,一旦離開教師的輔導或一定時間未接觸,就會出現無從下手的情況。針對這一問題,結合發達國家成功經驗,發現運用以行動為向導的項目教學法效果更佳。告知電子設計課程在教學過程中,應遵循以下基本原則:
(1)先整體后具體。在開展CAD技術的教學工作時,教師應提前對該技術的應用價值與學習意義進行介紹,告知學生這一知識要點的學習難度與學習目的,使學生做好充分的心理準備后,再進行各項目的教學與實踐;
(2)循序漸進。學生初步接觸CAD技術時,教師注意引導學生進行簡單嘗試,帶領學生運用該技術進行難度系數低的電子設計,然后不斷增減難度,由淺入深,加強學生運用該技術的能力。比如說,相較于高頻電子產品,低頻電子產品的電路設計更為簡單,教師在帶領學生進行學習時,應從低頻電子產品的設計入手,待學生掌握操作技能后,再逐漸轉向高頻電子產品的電路設計;
(3)鼓勵創新。在使用CAD技術進行電子設計時,教師應在學生CAD技術掌握到一定程度時,鼓勵學生積極創新,進一步增強學生電子線路CAD技術應用的靈活性;
(4)要求學生將理論落實到實踐。子在學生運用CAD技術完成電子設計任務時,教師應要求學生將設計轉化為成品,而不是停留在電腦的設計。將設計轉化為成品,能有效激發學生學習成就感,使學生更加直觀的感受到CAD技術的魅力,今后愿意更加專注地投入學習。
3結束語
綜上所述,為充分發揮出點子線路CAD技術在電子設計中的應用價值,促使高職電子設計課程教學得以順利開展,教師有必要明確電子線路CAD技術的具體用功能。在教學過程中,注意把握好教學節奏,通過有效的教學策略,培養學生電子線路CAD技術的應用能力,使學生在今后的學習與工作中,能靈活、熟練地應用該技術,完成電子設計任務,為我國電子技術的不斷進步奠定良好基石。
作者:周巖王永杰王付單位:華山東信息職業技術學院
電子設計論文:創新能力培養體系下的電子設計論文
1影響學生實踐和創新能力培養的因素
(1)傳統的教學方式。目前,傳統的教學模式往往是大班教學模式,其缺點:及時,針對性較差,教師的教學內容的選擇、教學方法的確定以及難度的把握不可能照顧到所有的學生。其次,互動性會受到限制,導致在學習過程中遇到的問題不能及時的解決,也導致學生個性特長展示的限制。再次,預習-聽講-練習-復習-考試的學習模式,在長期的強化后使學生逐步養成了過于依賴教師的被動學習習慣,不利于學生主動學習、善于思辨以及想象能力的培養,創新思維能力很難得到鍛煉和提高。
(2)新課程新知識的更新較快。電氣信息類專業,電子技術、自動化技術和計算機信息技術相互促進、相互滲透、共同發展,現代電子技術的發展為計算機技術的發展提供了物質基礎,計算機技術的發展又為電子技術的發展提供了前進的動力。伴隨而來,出現了各種新技術和新知識。
(3)實踐能力鍛煉的欠缺。目前,很大部分的高校學生惰性比較嚴重,缺乏主動和積極思考的習慣,參加的實踐活動只限于課程的實驗和開設的實踐環節。這只是一種相對比較被動的實踐,這對于創新能力的培養和鍛煉遠遠不夠。
2我院學生實踐和創新能力的培養體系
在我學院的電氣工程及其自動化本科專業教學計劃中,電子設計能力作為教學培養的核心能力和特色能力予以突出。
(1)課程培養體系。課程培養體系以單片機課程作為核心課程,電路原理、數電、模電、電力電子技術和傳感器技術作為基礎課程,智能儀器儀表、嵌入式系統作為提高課程形成了電子設計能力的理論培養體系。按照電子設計能力培養的要求,按基礎、應用、實用和綜合的方式整合相關知識的課程,每個學習情境也引用具體的產品項目,每個項目都要求從產品的技術要求出發,按照技術資料查閱、熟悉器件性能、確定硬件電路設計方案、編制器件清單、制作硬件電路、程序設計、軟硬件調試、器件及模塊電路性能測試、性能指標測試等步驟實施。教學內容的選取充分體現了學生綜合能力培養的要求,為學生可持續發展奠定良好的基礎。
(2)實踐教學體系。實踐教學體系按基礎層、應用提高層、綜合設計開發層和科技創新層逐次提高的方式來設計實踐訓練環節,從最基本的電路板設計到最小系統設計,再到控制系統的設計,從簡到難分布在第四到第六學期構成實踐培養體系。該體系注重“厚實基礎,自主學習,提高能力,不斷創新”。根據實踐環節的特點,在每一個層的訓練過程中,以制作真實產品為任務;在訓練方法上采取普適性通用工作過程六步法,即從咨訊、決策、計劃,到實施、檢查、評估的步驟,積極引導學生自主學習,并將所學知識和技能應用于實踐,形成“企業式”的訓練情境。我院“電子產品設計及制造工程訓練中心”,如圖2所示,是一個面向電氣、通信、計算機、機電類專業,以學生電子設計專項技能、嵌入式系統應用開發能力、電子產品設計制造工程能力的培養為目標的校內工程訓練中心。其功能定位密切針對我省電子信息裝備制造業所急需的人才培養,具有鮮明的應用性、工程性特征。中心的實踐教學體系由課程實驗、專項技能實訓、工程綜合訓練等三大模塊構成,教學、科研和服務功能有機融合,以構建系統的電子基礎工藝、嵌入式系統應用為主要方向的電子產品設計、制造及檢測的產學研基地為核心建設目標。該工程訓練中心建成后,將對我校電氣、通信、計算機、機電類專業完善實踐教學體系,提高實踐教學效果,強化學生電子設計專項核心能力,培育具有地方特征的專業特色發揮重要作用,有利于進一步推動相關專業內涵建設工作的深化。
(3)第二課堂的學習。我院目前主要有電子愛好者協會和計算機愛好者協會的第二課堂的建設。通過協會,從大一新生開始就吸收成員,從最初的興趣培養,到后面的能力培養。相對應的學院開設有對應開放實驗室和提供相關儀器儀表供學生課余時間使用,過程中有指導教師參與解答學生的問題和困難。目前,我院建設有四級科研訓練體系,如圖3所示,學生通過學習可以參加各類競賽和主持或參與申報各類的科研訓練項目。目前也取得了較好的成績和效果。
(4)實踐考核體系。我院加大考核方式方法與考核主體的改革力度,變傳統考核方式為多元化考核評價方式,重視職業技能的考核,注重職業能力的培養。采用筆試、口試、操作、論文、制作作品等多樣考核方式,采用校內老師、現場專家、學生考核評價相結合,或是學校、企業與社會考核評價相結合等多種評價方式,各種評價主體有明確合理的比例分配。及時課堂考核與第二課堂比賽相結合,校內老師評價與企業、社會評價相結合,學生之間自評、互評相結合的考核評價模式,既培養了學生使用現代信息技術的能力,也鍛煉了學生的表達能力和團隊合作精神。
3結語
“應用型”本科院校,是培養實踐創新型人才的主要基地,隨著國家對應用型人才的日益增長的需要,高校更加注重具有創新意識、分析和解決實際問題及工程實踐能力的學生培養,對電子電氣信息類本科專業學生來說,電子設計能力的培養尤為重要。
作者:葉文通祝永華徐進顧能華單位:衢州學院
電子設計論文:電子設計課程教學論文
一、課程的定位
《電子設計初步》是計算機應用技術專業面向職業崗位所設置的行業通用能力培養課程,是校企合作開發的基于電子產品設計與調試典型工作過程的課程,對學生職業能力的培養起著至關重要的作用。課程定位為專業基礎課,在新生入學的及時學期開設。通過本課程的學習可使學生具備電子電路分析、設計和制作的基礎知識和相關的基本職業技能,為學生就業打下堅實基礎;激發學生的學習興趣,明確專業發展的方向;提高學生的專業素養,培養學生的創新能力,為后續專業課程的學習作好前期準備。
二、課程設計實施
(一)課程的培養目標
通過本門課程的學習,逐步培養學生具備以下四種類型的能力:1、專業核心能力:綜合利用電子技術的基礎知識進行理論設計的能力;具備一定的生產、生活中的電子電路的制作及維修能力。2、社會適應能力:自學創新能力;團隊合作能力;獨立解決問題的能力。3、行業通用能力:熟練應用Multisim仿真軟件。4、崗位專用能力:元器件識別檢測,儀器的使用及保養。知識目標的培養具體包括以下5個方面:1、認識各種電子元器件,掌握電子元器件的特性、參數選擇以及檢測方法。學會常用電子儀器的使用及器件手冊的查閱。2、通過搭建各種典型電子電路,了解元器件在電路中的作用,掌握典型電路的工作原理。3、通過焊接技術的學習,使學生掌握焊接技術機理,掌握合格焊點的質量標準。了解生產企業中電子產品的制造過程。4、熟練掌握Multisim仿真軟件的使用。5、能夠進行一個簡單電路或一個簡單電子產品的設計、焊接、制作與調試。
(二)教學項目的選取
充分利用校內外教學資源,以項目作為教學的載體,采納企業人員的建議,基于工作過程選取典型功能電路作為教學項目。教學項目實施進程表設計如下:企業常用到的一些大型的焊接設備,例如:波峰焊和貼片焊,在校內無法讓學生親身體驗,因此可采取帶領學生去校外的企業參觀學習的形式作為教學的補充。項目一至五為模擬電路,項目六和七為數字電路,模擬電路是數字電路的基礎。電路結構的選取由簡單到復雜,呈遞進關系。教學中以學生為主體,體現了“教學做”一體化的教學模式。
(三)教學項目的具體實施
1、教師給出具體項目后,學生根據電路圖選取并檢測所需的元器件。2、運用Multisim仿真軟件進行電路的仿真實驗,學習掌握電路的工作原路。3、利用面包板搭建實際電路,進行電路的參數調整并調試電路使其符合性能要求。4、將實際搭建電路與仿真電路對比,進行誤差分析。5、通過舉一反三,對所學電路進行拓展。6、運用Multisim仿真軟件仿真拓展電路培養學生的電路設計能力。
(四)課程教學方法及手段
本門課程教學方法的使用大體歸納為三點:1、基于企業實際開發電子產品的設計流程,采用仿真與實踐相結合的項目導向教學方法。根據實際教學需要,將案例教學法、問題教學法、擂臺競賽法等多種教學方法靈活應用。同時,注重人文與專業的結合,重視做人做事的教育,將職業道德、職業規范、職業技能的培養有機結合。2、教育技術的應用:借助現代教育手段,可以使學生了解行業近期的技術信息,開闊學生的眼界,并促進教學內容更新完善。3、體驗性學習的廣泛開展:通過校內實訓室的實際動手操作,校內外企業的參觀學習,使學生親身體驗,產生直觀的感受,通過體味領悟,使學生真正弄懂知識,從而收到良好的教學效果。所使用到的教學手段主要有:1、采用多媒體教學影片。2、準備電子教案,并且采用多媒體課件輔助教學。3、充分利用校園網和互聯網:學生可以根據自己掌握知識的程度有選擇的進行學習,通過校園網隨時進入仿真實驗室進行操作。通過大量互聯網的使用使學生了解近期的行業資訊。教師也會給學生提供一些電子行業相關的網站供學生參考。4、利用真實的實踐教學環境。例如:項目八電子產品的制造過程這一知識目標的學習,通過帶領學生進入校外企業參觀學習以及安排學生觀看多媒體教學影片的形式來實現。在參觀的過程中,由我們頂崗實習的學生給新生做詳細的介紹。一方面,學生直觀了解電子產品制造的全過程,另一方面,親身感受企業真實的工作環境,提前做好心理準備,明確發展的方向。
(五)課程的評價體系
《電子設計初步》課程采用項目實施過程的考核機制,企業參與、教師評定與學生互評相結合。總評成績由實踐表現和項目累積成績兩部分組成。其中,實踐表現部分結合企業用人標準給個人打分,包括出勤率、學習態度、查閱資料質量、電路所測參數、校內、外企業參觀實習表現等。實踐表現占個人總評成績的30%。項目累積成績部分給出的是團隊成績,學生互評推選出作品參加小組間的評比,校內實訓室完成的項目由教師打分給出小組的項目實踐成績;校內企業完成的項目請企業人員參與評分,項目累積成績占個人總評成績的70%。
三、課程設計成果及思考
《電子設計初步》課程的實施,收到了一定的教學效果。總結課程實施的階段性教學成果,我們還將繼續努力,以學院“員工的搖籃、職業經理的基地”這一辦學理念為指導,課程設計將根據實際教學不斷的進行更新、總結和完善,逐步培養學生真正適應社會,滿足企業用人單位的實際需要。
作者:陶玉梅馬媛媛單位:石家莊信息工程職業學院
電子設計論文:高校學生電子設計論文
1.培養計劃的修訂
培養計劃修訂要遵循高等教育要重視培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的要求,堅持全員性與社會性、科學性與規范性、基礎性與實踐性、個性化與自主性、特色化與國際化五大原則,建立一個符合電子信息類專業特點的“通識教育+專業教育”的人才培養體系及學科平臺課程體系。
1.1課程內容
在知識結構方面,要求學生有良好的思想素養與專業知識。專業知識主要有學科基礎課、專業核心課程、高校學生電子設計能力培養的探討樓然苗(浙江海洋學院,浙江舟山316022)專業方向課、專業選修課。課程設置一定要有針對性,象模擬電路、數字電路、單片機技術、EDA技術、電路原理圖與PCB設計、電子綜合設計等課程一定要重點把握。一些針對性不強的課程如計算機輔助設計、集成電路設計可作為輔修或選修課程。
1.2課程學時
以“精簡教學內容、壓縮課堂教學學時,加強實踐教學環節的有效性”為原則,合理分配課堂學時與實驗學時的比例,對于與學生電子設計能力關系密切的課程需適當增加一些學時。如電子信息類專業方向課中的電子設計自動化、電子綜合設計輔導等課程可適當提高實驗學時數;專業核心課中的單片機原理及應用課程可按2:1.5設定理論學時與實驗學時比(32學時+24學時)。
1.3集中實踐教學環節
去消一些效果不好、由學生自主聯系、分散實習的課程或減少學分,減少一些效果不好的課程設計、畢業設計學時或改為完成設計作品學分制。為了讓學生擁有對一個電子產品從設計、開發到成品的全過程能力,除一般的實驗、課程設計、畢業設計外,可重點開設電路圖與PCB制作、C語言編程、單片機設計、電子設計等綜合技能訓練項目。
1.4形成系統教學
將大學生學科競賽的培訓與輔導教學內容納入課程學分系統中,形成系統的教學計劃,為提高學生電子設計創新能力及參加全國全省大學生電子設計競賽奠定基礎。
1.5學分的替代制度
建立學分免修、替代制度,將學生專利、學術論文、競賽獲獎等納入學分免修、替代等制度中,促進學生參與創新研究的積極性。
2.教材改革與建設
要鼓勵教師選用國內外教材,鼓勵教師編寫有校本專業特色的教材,體現專業特色、行業特色和學校特色。對電子信息類專業來說,出版編寫一些實用性強、有工程項目應用實例的實踐教材是非常有必要的,如電子綜合設計實例與輔導、電路原理圖與PCB設計實例、單片機設計實例輔導等等。
3.課堂與實驗教學改革
在課堂教學中要積極推動課程教學范式的根本性轉變,在基礎課程中可探索包班制、分級制、分層制、掛牌上課等基礎課程綜合改革,逐步實行教考分離。在學科基礎課、專業課中實施任務驅動、基于問題、合作學習、案例教學等研究性教學方法,積極探索各種理論與實踐互動的教學方式,培養學生的自學能力、研究能力、合作能力。對一些與電子設計能力培養關系密切的課程的課堂與實驗教學可作以下一些償試。
3.1將與計算機操作關系密切的如“單片機原理及應用”、“電路原理圖與PCB設計”等理論課放在電子交互教室(機房)上課,在教學中將理論教學與上機實訓內容交替進行,強化教學效果。
3.2探索慕課等網絡助學平臺教學方式。分清教師講與學生學的內容,在網上可布置課外學生個人學習內容、探究式學習內容、拓展性學習內容,提高學生自主學習能力。一些選修課、方向課可借助網絡課堂等形式開設。
3.3實驗項目盡量與實際電子設計工程項目結合起來,真題真做,促進“教、學、做”相結合的“理論實際一體化”教學模式。
3.4實施教考分離,以機考替代紙質考試,或實施以設計作品為主的課程成績評分制度,促進實踐動手能力的提高。
4.實踐環節的改革
通過對電子信息類大學生就業崗位能力要求的調研,合理制定學生的專業技能標準,明確職業技能考證要求,優化實踐教學環節,提高實踐學分,從基本素質、基礎技能、專業技能、綜合訓練四個步驟及素質拓展、基礎技能、專業技能、專業綜合能力、綜合實習和創新實踐六個模塊構建實踐教學體系。對一些效果不好的課程設計報告、畢業設計論文學分評定制,可改成以課程設計實物作品、畢業設計實物作品、發表的科技論文、獲得的知識產權(專利)證書、學科競賽獲獎證書等為主的成果學分評定制;一些分散的學生自主生產實習、畢業實習可改為教師帶隊制的集中實習;有條件的高校可建設校內電子焊接加工生產線,使之成為具備電子路線設計、加工、生產、測試全過程功能的電子設備校內生產實習基地。
5.課外學科競賽教學
大學生學科競賽是促進提高創新實踐能力的重要載體,要建立一套與教學培養計劃相輔助的學科競賽教學體系,適當開設一些電子設計類知識的公選課、必修課,成立學生電子設計興趣小組(社團),提供開放的活動場地,在教師指導下開展日常的電子設計活動,鼓勵并輔導學生進行科技、知識產權申請等學術研究活動,活躍校園學術研究氣氛,也為大學生電子設計競賽打下基礎。
6.職業證書考證教學
職業技能證書是為了適應用人單位工作的客觀需求。在教學上一定要強化與職業考證相關的實踐性教學環節。可將職業技能考證培訓內容整合到相關教學課程及實驗內容中,減少課外考證輔導的教學學時。建立校內電子工程師考證、電工考證、電子CAD考證點并設立網上輔導平臺,開放考證訓練的實訓場地,提高電子工程師、板級工程師、電工等考證學生的持證率。
7.小結
電子信息技術具有很強的工程應用實踐性,培養創新應用型人才是高校的社會責任,通過構建人才培養模式、優化實踐能力培養方案,改進教學方式,強化創新實踐教學,提高大學生的教育教學質量,為社會經濟發展服務。
作者:樓然苗單位:浙江海洋學院