時間:2022-05-31 23:51:35
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇數字電路分析論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
論文關鍵詞:項目實訓,電子電路,實踐課程,改革
1 電子電路實踐課程改革的內容
1.1 電子技術實踐課程體系的改革
為了體現電子技術實踐課程的自主學習、知識綜合、創新設計、工程實現、研究探索、項目規劃、交流溝通、團隊合作的宗旨,擬把電子電路實踐課程體系劃分為5個模塊20多個實驗項目構成,如圖1所示,每個實驗明確局部目標,每個模塊完成階段目標,可配合理論教學,在二年級分階段性實施教學。實現課程內多知識點融合、跨課程知識體系融合、已學與拓展知識融合與課外研學融合的實踐。使學生盡早綜合運用知識,盡早接觸工程實際,盡早開展探索研究,向前覆蓋已學知識,向后拓展未學知識。
1.2 進行實驗項目內容的改革
項目內容要突出工程背景、方法多樣、綜合應用及研究探索。對學有余力的學生引導其嘗試運用電子新技術。
選擇具有生活和工程背景的內容,讓學生在體驗“學有所用”的樂趣中,激發興趣這一原始動力。著重選擇實現方法具有多樣性,實驗結果具有變化和不確定性,展示科學研究的研究和探索性,盡量設計少有現成方案借鑒的項目。
課程內開展設計性實驗項目的研究,盡量做到從點到面,分層次地擴大知識面覆蓋率。課程之間開展綜合性實驗項目的研究,在模擬電路、數字電路課程都學完后進行綜合電路設計,可以融合模擬電路、數字電路、FPGA、多門課程的知識與技術方法,實現跨課程知識融合,最后完成從單元到系統的綜合。
研究項目既然融合了已學的模擬電路或數字電路等知識,則更需要自學FPGA、PSOC、單片機等拓展技術,實現已有知識與拓展知識融合。電子電路可在咫尺之間產生千變萬化,鼓勵學生學習電子的新器件、新技術與新方法,借助于日臻完善的電子電路及系統設計與實現的軟硬件結合的平臺,激發學生的想象力和創造力,保持課程內容體系的先進性。
課程團隊可以組織指導創新大賽、飛思卡爾大賽、電子設計競賽等課外研學活動,完成理論到工程認知的轉變和創新。
1.3 實驗項目考核要求的竌母?通過綜合設計性、工程實踐性、研究探索性實驗項目的實踐過程,考察學生在觀察分析、設計構思、項目計劃、組織管理、工程實現、總結表達等方面的綜合能力,激勵實踐過程中表現出的思維、應變、研究探索、團隊合作等綜合素質。
考核學生運用基本理論進行項目需求分析的能力,如電路方案的合理性;理論計算和仿真結果是否合理;實驗表格是否完整等。
督促學生建立實踐的觀念,電子電路與系統設計不能紙上談兵,解決好原理—仿真—硬件實現的關系,即考核學生的動手能力,如硬件電路布局是否清晰,連線是否整齊,是否預留測試接口;儀器使用是否熟練、操作是否規范,功能與性能指標的完成程度、完成時長等。
考核學生對項目各功能構思的技巧性、自主思考與獨立解決問題的能力。中學語文論文
考核參數測試方案的合理性(包括各關鍵點的波形及實測數據)。完成設計的基本要求或提高要求程度如何,實驗原始數據必須當堂找老師進行現場驗收并登記,以保證考核的公正和嚴謹性。
通過驗收作品,演講答辯、交流總結等,考核學生實驗總結表達、應變、研究探索及團隊合作等方面的綜合能力。
1.4 實踐模式的改革
教師可以采用多樣化教學形式、層次化任務驅動、過程化考核激勵,引導學生關注實踐過程,做精做透每一個實驗。如專題講座、技術展示、案例分析、主題討論、方案論證、質疑講評等方法教學,鼓勵學生自主選擇任務要求、自主設計方案進程、自主構建實驗平臺、自主展示實踐成果,實現學生自主研學、創新實踐過程。
1.5 綜合優化實踐環境的建設
統籌布局,集成打造建成多學科交融、軟硬件一體、資源豐富、配置合理、充分開放的先進實驗教學環境,滿足學生學習、研究、設計、分析、仿真、實驗、制作、焊接、測試等不同環節的軟硬件需求。
2 課題研究需解決的關鍵問題
課題研究需解決的關鍵問題是精心設計一整套實驗內容、教學模式與考核方式。最重要的是,它應滲透著實驗教學改革的理念,相對做到科學性、基礎性與先進性的有機融合,具有較好的實用性和適用性,對綜合培養學生知識、能力和素質有較顯著效果,有示范性。其中設計的案例應具備的教學思想如下。
2.1 科學性
(1)案例要體現實驗的科學研究目的與實際應用背景。(2)案例是精心設計的。(3)教學內容與要求的定位切合學生實際,服務于培養目標。(4)案例經過教學檢驗證明可行。
2.2 基礎性
(1)突出經典的基本概念、基本方法和基本電路。(2)應始于基礎,循序漸進地提升要求。不能講創新就忽視經典基礎內容,創新始于基礎。(3)要掌握好涉及基本概念、理論和方法的基礎單元電路實驗,應有指標性要求,訓練測量操作與結果分析的規范方法。(4)能激勵學生對經典實驗對象進行適度的探究。
2.3 先進性
(1)反映新技術和教學改革的可行成果。這是開展人才培養模式改革的具體成果。(2)合理地運用了新技術手段。實驗內容反映并運用新技術,實驗手段與時俱進,實驗教學以多種方式輔助開展。(3)強調實驗方法。強化實驗過程中的方案比較、定性與定量分析。(4)采用多元考核。注重實驗過程與效果,有不同于傳統方式的、客觀量化的多元考核方式。
2.4 實用性
(1)應該配合學校辦學定位和人才培養目標。(2)在綜合培養學生的知識、能力和素質上具有可操作性,能體現學科專業培養特色。(3)實驗系統與裝置應實用、完整、正確,是優質實驗教學資源的具體展現。
2.5 互動性
(1)強調師生之間的互動性、交流的生動性,以拓展知識、引發思考。(2)促使學生之間開展探討、合作,在智力與非智力素質培養上能取得一定育人效果。
2.6 適用性
(1)具備分等級的評價系統,能夠提供不同定位的需求。(2)采用模塊分層結構,適于不同專業、不同層次要求的實驗教學需求。(3)具有相應的分級評價標準,考核適用性較強。
2.7 強調特色
(1)案例是精心設計的,培養目標是明確的,能夠實現具體教學目的之達成。(2)案例設計應服務于該校人才培養目標的定位,照搬未必適合該校實際,要有所創新。(3)案例應反映專業培養側重,有自身特色。
3 結語
對電子技術實踐課程的實訓項目內容進行改革和探索,是針對新世紀能力型人才培養的需要, 著力提升學生的工程素養,著力培養學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力,引導學生了解電路系統在生活和工程實際中的應用,體驗電路功能實現方法的多樣性及根據工程需求進行技術方案選擇的過程。使學生盡早綜合運用知識、盡早接觸工程實際,熟悉工程實踐中應用必要的技術和現代化工具的方法。鼓勵學生站在基礎、面向未來,關注電子新技術發展,盡早開展探索研究。
參考文獻
[1] 候艷紅.電路分析課程教學設計的研究與實踐[J].考試周刊,2015(81):104,170.
在高等教育資源日趨全球化的今天,中國高等教育的國際化雙語課程的教學改革刻不容緩,具有非常重大的意義。根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》精神和《教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》[1],為了培養具有綜合素質的國際人才以及與國際高等教育接軌,全國各地相繼開展了一系列的雙語課程改革工作,但是雙語教學在本質上很容易停留在“中譯英”式的教法,或是單純參照英文原版教材的照本宣科。面對中國學生普遍科技英語基本薄弱,教條思維缺乏學習主動性等問題,適用于高校學生高等教育又達到國際水平的專業基礎課雙語教學仍面臨巨大的挑戰。為此,國內從事雙語教學研究的專家和學者進行了不斷地深入研究,有從教材的選取進行探索[2],有從學生的學習興趣進行分析[3],有從多元化的教學手段進行探究[4],有從課程的整體設計進行思考[5],有從階段性教學過程進行討論[6],這些都為我國專業基礎課雙語教學的發展打下了基礎并提供了寶貴的經驗。但是真正達到國際水平的雙語教育,即既能利用我國基礎教育的優勢為國際學生提供高等教育,又能利用國外先進教學理念服務我國高等教育學生的教學研究還比較少。國際化的雙語教學模式是中國高等學校能否為在未來大量培養國際人才以及在國際教育界占有一席之地的關鍵。
由美國能源部項目資助,筆者于2010年開始在美國懷俄明大學電子工程系進行了博士研究生的學習,近距離深刻體驗了美國高等教育的現代化教學方法。結合美國高等教育的特點,為提高我國數字電路專業基礎課國際化雙語教學質量,在課程體系和教學模式創新上進行了一些探索和思考。
一、開拓視野,完善國際化的課程建設
“數字電路”的教學在原有知識結構的基礎上,需要補充國外“數字電路”教學的最新成果以及國際上數字電路技術最新研究的應用實例,結合學院人才培養的具體要求以及國際化課程的建設要求,不斷創新完善教學理論,明確教學目標,建設達到國際水平的雙語課程。
1.推進電類專業英語先修課程,過“語言關”,優化教學結構
在教學大綱的指導下,完善“數字電路”雙語課程的課程體系??紤]“數字電路”作為電氣專業以及所有理工科學生的一門專業基礎課,雙語教學的順利實施離不開學生對于“數字電路”相關專業英語的掌握。所以電類專業英語先修課程是非常必要的,建議可安排在大學一年級進行,理工科基礎知識(包括數學知識)的專業英語教學是國內學生非常需要的。前期的專業英語課程教學不僅關系到后續課程,如數字電路,模擬電路等一系列專業基礎課雙語教學的順利開展,還與學生的專業文獻閱讀以及科技論文寫作密切相關。在教學過程中,發現不少學生諸如微分,積分的英語表達都沒有完全掌握,專業英語基礎知識薄弱。在電類專業英語課程中,讓學生提前掌握相關的專業英語術語,英語句式表達以及專業課中所涉及的詞匯,使學生在學習“數字電路”雙語課程前真正過了“語言關”,為后續數字電路的雙語教學節省了大量的英語教學時間和精力,大大優化教學效果。同時,英語國家的國際留學生則無需選修此專業英語課程,直接進行“數字電路”專業基礎課的學習,在整個教學大綱中,也無需為了區別對待中國學生和國際學生準備兩套“數字電路”的教學方案,優化了國際化的教學結構。
2.科學的“數字電路”雙語課程體系,理論聯系實際
“數字電路”課程所涉及的電子器件,電路原理較多,學生在學習過程中較難全面,深入的掌握基礎知識。同時教學內容中內部電路分析的理論性強,不易理解,造成學生在不清楚基礎原理的情況下,對教學內容死記硬背,不僅失去了學習的興趣,又使得教師的教學成果和學生的學習效果欠佳,所以建立一個科學完善的課程體系十分重要。
針對課程知識點多和技術應用性強的特點,在查閱、總結、歸納、吸收國內外數字電路專業基礎課相關教學資料和最新教學成果的基礎上,完善現有的教學大綱。在鞏固數字電路主要知識點的基礎上,引入能夠說明基礎原理的應用實例,通過對實例的分析,進一步鞏固所學的基礎理論知識,并通過實驗課和課程設計的具體實踐進一步加深對理論知識的理解和掌握。最后形成應用說明理論,理論引導實踐,實踐又證明理論的課程體系,使得教學過程從應用中來,回應用中去。
3.美式+中式雙語教材建設,突出綜合性和前沿性
“數字電路”雙語課程的成功與否與教材的選用有著直接的聯系。一般的專業課雙語教材包括中譯英教材,英譯中教材和英文原版教材這三種。中譯英教材優點在于最大程度地保留了中文教材的基礎理論知識精華,缺點在于不易翻譯,沒有在實質上造就這門課的英語環境,內容和方式上仍為中式教育;英譯中,即選用英文教材,但是用中文進行授課,這在一定程度上開闊了學生的視野,但很容易在授課過程中偏離主題,將大量精力用于解釋英語專業詞匯和句型上。同時,學生在中文的環境中也難以養成用英文思考問題的習慣;英文原版教材是目前應用最廣泛的,此類教材用于有語言背景的國際學生授課是沒有問題的,但是國內學生由于一直對英文教材接觸較少,一時之間難以適應,加之課程本身知識點多,原理較復雜等特點,學生在學習初期很容易喪失信心和學習興趣。因此以上的這些教材都沒法做到兼顧國際化又因地制宜。雙語課程教學的意義之一就在于學會用英文的視野看問題,用英文的思維方式思考問題。因此,較為合適的雙語教學教材應該是以英文原版教材為基礎,結合中文教材補充內容和實際應用實例的自編教材,這種“美式+中式”的自編教材。這種綜合性的自編教材,在達到英文版教材的國際水平下,還最大限度地保留了中文數字電路教材中的精華部分,同時也兼顧了實際應用的說明。另外,根據數電技術的發展,在教材改版中可以在應用實例部分很輕松地改編或是添最新沿應用實例,使得教材與時俱進,與國際的前沿技術發展接軌。
二、教學模式的改革和探索
1.課堂教學把握重點,啟發學生思考
“數字電路”課程具有知識更新快,教學內容多,學時有限,教學難度大等特點[7]。課程的雙語教育在教授學生專業基礎知識的同時還要兼顧培養學生的英文思維習慣,所以教學任務是比較重的。在有限的學時內,需要改革傳統的填鴨式教學方法,緊握教學重點,積極倡導啟發式教學與師生互動。在教學過程中,以生活實例或是最新科研實例作為知識點教學的切入點,幫助學生從實例中了解基本原理知識,再引入專業知識點的詳細講解,最后歸納總結知識點的應用性。做到學以致用,從生活中來,到生活中去。這種教學方式可以大大激發學生的學習熱情,啟發學生的自主思考,在輕松的學習氛圍下理解掌握晦澀難懂的知識點。例如,在講解時序邏輯電路內容時,先引入交通紅綠燈的實例,幫助學生了解十進制計數器,之后對于計數器和寄存器工作原理的進行詳細講解,最后留給學生思考如何利用74LS160實現八進制計數器等問題。在整個教學過程中,利用從應用到理論再到應用的教學方式,反復加深了學生對于知識點的理解與記憶,同時做到學以致用,鍛煉了學生對于知識的應用能力。
2.教學方式多樣化,培養學生主動學習習慣
學生是教學活動的主體,學生對于所學知識的接受程度,認可程度和歡迎程度很大程度地影響了最終的教學效果。因此,“數字電路”雙語課程的教學需要增強教學方式的多樣化,激發學生的學習熱情,培養學生的主動思考能力。在教學過程中,為了突破學生習慣被動接受知識的現狀,教師應當就某些原理,知識點進行提問,引發學生思考。鼓勵學生通過主動提問的方式來進行學習,通過提問環節促使大部分同學積極參與到課程知識的思考中來,充分調動學生學習的主動性,當學生慢慢接受了這種教學方式之后,就能自然而然養成主動思考,主動學習的學習習慣。
3.課程考核多樣化,提高學生綜合素質
中國式教學的特點還是以期末考核為主體,采取“一卷訂成績”的主體考核方式。要徹底改變學生只在考前臨時抱佛腳的學習情況就必須徹底改變我們的課程考核制度。借鑒美國理工科高等教育的專業課課程考核模式,“數字電路”雙語課程的考核標準如表1所示。此考核標準具有以下兩個特點:
(1)覆蓋面廣,考核全面??己税彝プ鳂I,期中/期末考試,實驗課,課程設計多項內容,并且每項內容都要占到總成績的一定比例。簡而言之,根據每項內容所占比例,這就意味著學生不能“偏科”,仿照以往的學習方式,如果放棄其他部分的學習,只偏重期中/期末考試是連及格水平也無法達到的。每項內容較為平均的配比方式使得學生必須重視每一項考核內容,特別增強了學生對于平時學習的投入程度。課程的兩次期中考試可以階段性的激勵學生即時鞏固基礎知識點,避免出現邊學邊忘的情況。
(2)理論與實踐并重,考核綜合學習情況。國內學生動手能力差,獨立思考能力薄弱一直是我國高等教育與國際先進高等教育的差距所在。歸根結底,傳統的考核制度偏重理論基礎知識的考察,沒有足夠重視對于學生獨立思考能力,表達能力與動手能力的考察。改革后的課程考核標準做到了理論考核與實踐并重,缺一不可。另外,課程設計與實驗課中的分組合作鍛煉了學生的團隊科研協作能力,課程設計中的分組匯報,也將考核中國學生最薄弱的口頭表達能力,激勵學生在個人演講能力上達到國際化水平。
表1 課程考核標準
考核次數 考核形式 所占比例
家庭作業 10 開卷 20%
期中考試 2 閉卷 10%
期末考試 1 閉卷 26%
實驗課 6 實驗報告 24%
課程設計 1 實驗設計+設計報告+分組匯報 20%
關鍵詞:拔尖創新人才;電氣實驗教學;實踐能力
1完善教學內容
教學改革項目組成員一直工作在理論教學和實驗教學一線,有著豐富的理論課教學、實驗教學及工程項目經驗,將教學和實踐緊密結合,并前瞻當今科技發展前沿,引領教學方向。根據目前的教學內容,結合當今科技發展狀況,設計制定出以培養研究型創新人才為目標的實驗教學體系。首先,以現有電氣技術實驗課程的內容為基礎,結合已經實施的“電路分析”“模擬電子技術”和“數字電子技術”理論課與實踐一體化研究型教學模式,整合基本教學內容,設置了理論驗證性實驗、設計性實驗及綜合應用性3大實驗模塊,做到從易到難、從簡到繁,循序漸進,并具有知識性、趣味性,達到對理工科電類學生基本實踐技能培養的目的。例如,第一次課,由于學生第一次進實驗室,對儀器設備的使用還沒有掌握,對實驗電路的搭接還存在陌生感,不免會產生些許的緊張。為此,將內容設置為“直流電路的構建和測量”這種線路簡單、現象直觀的理論驗證性實驗,以建立學生的自信心,培養實驗興趣,為今后較為復雜的實驗內容鋪墊好路。而“分立元件放大電路”“運放應用”“組合電路及時序電路設計”“順序鎖”“數字化信號發生器”等設計性及綜合性實驗,目的是使學生將所學理論知識綜合運用到實踐,并逐漸提高實驗技能,對電氣實驗產生濃厚興趣,在設計電路、搭接線路、排查故障、解決問題的過程中,培養強烈的求知欲及創新意識。其次,也是更重要的,隨著高新技術的不斷出現,培養勇于創新、全面發展、高素質復合型人才已成為當務之急。電氣技術實驗教學,充分利用實踐能力培養的機會,根據不同對象的專業背景,設計融合電路分析、模擬電子技術、數字電子技術及行業流行技術的學科交叉創新訓練項目。例如,為生物醫學系的學生設計了“智能防霧霾口罩”實訓項目,為自動化及高等理工等學院的學生設計了“AGC放大器的設計與制作”“可設定的恒溫溫度控制器的設計”“可編程電源的設計與制作”“摩斯電碼通訊系統的設計”等實訓項目,培養學生工程意識及探究精神,啟發創新思維,進一步提升創新能力,初步具備開展科學研究的素質,為今后從事科學研究打下堅實基礎。同時,為充分發揮潛力,鼓勵學生嘗試設計、實踐個人感興趣的研究項目,提升科研實踐能力。隨著實驗技能的不斷提高,學生對科學研究的興趣愈加濃厚,對新知識、新技術的獲取更加強烈。學生利用所學理論知識和專業技能,大膽嘗試自己平時好奇、向往而沒來得及實踐的一些想法,進行設計、實驗,通過不斷探究、創新去實現自己的夢想。以學生為主體,教師輔助,給予適當幫助和指導,突出個性化培養,達到自主創新自我實現的目的。自由項目的設立,使學生有強烈的獲得感,自信心倍增,充分發揮想象力,自主學習,挖掘創新思維,使他們的志向遠大,初步成為具有創新能力的科研工作者,為今后成為一流的學者和科學家奠定堅實基礎。電氣實驗教學體系,力爭使各個實驗內容指標與國際工程認證接軌,培養拔尖創新國際化人才。基本實驗內容和創新實驗內容的比例為1∶1。教學內容的調整和優化,大大提高了學生的積極性和創造性,使他們在實驗過程中勤于思考、勇于實踐,增強了工程實踐能力和創新精神[2-4]。
2改進教學方法和手段
通過對北京大學、清華大學、浙江大學、南京大學、哈爾濱工業大學,以及美國加州大學伯克利分校、澳大利亞悉尼大學等國內外知名大學的調查研究,秉承知識傳授、素質培養、工程實踐、科技創新的教學理念,在教學方法和教學手段上進行了改革。
2.1課程進度
以前,模擬電路實驗在一個學期上課,而數字電路的實驗在另一個學期上課,實驗教學和理論教學往往不同步,造成學生不能及時掌握和鞏固相應理論知識。調整后,對于基本實驗內容,根據不同專業需求,適時調整上課進度,將模擬電路實驗和數字電路實驗教學并軌,并在理論課的相關章節授課結束后,立即開展相應實驗。理論講解與實驗交叉并行,達到理論指導實踐、實踐促進理論學習的目的,使得學生在短時間內對所學知識融會貫通。對于綜合創新性實驗,根據實驗內容及理論課學習安排,一方面可以適時穿插于基本實驗內容之間;另一方面對于綜合性強、需要時間多的創新性實驗,還可以放在所有基本實驗結束后進行,這樣學生可以有更充分的時間研究和實踐。
2.2上課形式
課堂設置,基本實驗內容仍然采取一人一組課上進行實驗,教師當堂檢驗結果,培養學生獨立完成任務、解決問題的能力。對于創新性實驗項目,采取分小組形式,每組3~4人,自愿組合,一方面完成教師制定的典型項目的設計、搭接、檢測;另一方面,可以根據興趣,設計個人感興趣的項目,制訂方案并實施完成??梢岳谜n堂時間,還可以利用實驗室開放時間進行。以小組為單位進行項目的開題、實物制作、答辯、撰寫學習心得和小論文完成項目,可以培養學生自我學習、團隊協作、溝通交流、動手實踐、創新思維等多方面能力。教學方式,采取以學生為中心,有利于循序漸進提高能力、深入探究、激發創新的教學方法。
2.3探究式教學
實驗手冊,對于基本實驗內容只有基本理論和簡單提示,去除一步又一步的實驗步驟,給學生更多融入創意的空間,靈活運用知識。學生通過實驗室有限的器材,用沒有給定的方法達到最終目標,可以用多種不固定的方法,并自主對比各種方法的優缺點,從而鍛煉綜合能力,而不是跟著菜譜做菜的能力。對于創新項目,更是以“問題為中心”,以學生為主導,在教師的輔助下,自主探究并獨立完成,將所學的理論知識運用到實踐中。這是一個以學生為中心的課堂,學生在實踐中遇到問題與教師進行探討交流,激發學習興趣,提升實踐能力,提高創新能力[5-6]。
2.4啟發式教學
通過問題的引發和誘導,能夠進一步提升能動性,積極探討解決問題的方法,提高學習興趣,達到較好的教學效果[2]。根據學生情況設計引導問題,給學生一個思考的過程,采用多種形式實施啟發,努力營造一個知識探索的過程[7-8]。培養創新型人才是啟發式教學的目標[9]。例如,交通燈設計實驗,教師先在學生實驗之前演示效果,學生觀摩后感到非常貼近實際生活而好奇、感興趣,于是就開動腦筋進行軟件或硬件設計。這時教師擇機提出新的要求,或給出一些故障現象,進一步引導學生去分析問題,提高他們解決問題、排除故障的能力,激發自主創新意識。教學過程中還采用蘇格拉底式發問。教授新內容或解答學生疑惑時,不直接給出問題的答案,而將問題分解為學生可以自發理解的一系列小問題,一一提問,從而引導學生自己找到答案。蘇格拉底認為,所有知識都已存在于學生中,教師需要做的是指引學生發掘自身的已有知識。多樣化的實驗內容和不間斷的問題啟發,使學生開動腦筋,積極思考,內心的潛力被不斷挖掘出來,提高了分析問題、解決問題的能力,同時也更加充滿自信。
2.5開放實驗室
課堂時間是有限的,經常有部分學生沒有當堂完成實驗內容,或者有些實驗現象還沒有搞清楚,想進一步研究和分析原因、觀察結果等。為此,安排了半開放和全開放實驗室。半開放就是充分利用實驗室資源,延續課堂教學時間,學生可以利用教師給其他班級上課時進入實驗室,進行自己未完成的實驗內容,深入研究和分析現象,透徹理解原理。學生也可以進行自己感興趣的其他實驗內容,實時與教師交流討論。為了確保學生有足夠的時間完成創新項目,教學中心的電子創新基地對學生實行自我管理,全面開放。除了教師定時指導外,還安排具有科技項目經歷的優秀學生承擔部分助教工作,幫助指導各小組完成項目的實物制作。
2.6賽課合一
為激勵學生的學習積極性,激發創新思維,實驗教學與學科競賽等科技活動相結合,從上課學生中選拔優秀學生參加全國和北京市大學生電子設計競賽以及我?!榜T如杯”科技競賽等實踐活動,進一步推動拔尖創新人才培養的力度。
2.7全英文授課
為培養高素質國際化創新型人才,電氣實驗教學采用全英文授課,教師的講解、課件、指導書全部是英文,學生的實驗報告、項目報告、答辯等也全部用英文。通過一年左右的訓練,科技英文思維逐漸建立起來,為今后走向世界舞臺奠定基礎。
3更新考核評價體系
注重學生的學習過程,取消一錘定音的期末考試模式,制定基于過程的課程考核方法。成績考核包括基礎實驗和綜合創新實驗項目。基礎實驗的考核內容包括實驗操作、實驗方法、問題討論、任務完成、實驗報告書寫以及期末考查等。而創新項目包括開題、中期、結題答辯、實物作品、小論文及總結報告,并注重學生日常的學習過程和積累,將學生與教師面對面、郵件或其他方式的交流討論、開放實驗室的考勤、公益服務參與度等都計入考核內容。
4實踐運行情況
基于拔尖創新人才培養模式的電氣技術實驗教學進行了4輪實踐,學生理論聯系實際的能力、靈活應用各種專業知識的能力、人際交往能力、團隊協作能力,特別是自我學習及創新能力都得了全面提高,取得了非常好的效果。同時,學生的反饋和建議也讓教師深受啟發,促使教師在今后的工作中不斷思考改進教學方式、調整教學內容,以跟上時代的步伐和學生的要求[10]。上述各項教學內容和方法的實施,為學生搭建了全方位立體化教學平臺,為拔尖創新人才培養起到積極推動作用。上課學生凸顯科技實踐創新能力,獲得了?!榜T如杯”、全國/北京市大學生電子設計競賽一、二等獎等多項科技實踐活動獎勵。
關鍵詞:電子信息類;實踐教學體系;創新實踐
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)09-0150-02
電子信息類專業是一門要求扎實的理論基礎和動手實踐能力強的工科應用型專業,尤其是實踐性教學環節對學生創新能力的培養更為關鍵。傳統的人才培養模式主要是講授知識性,并不注重學生的實操能力,而企業真正需要的是實用型人才。因此高校在人才培養模式上應采用實踐教學的教學方式,以培養實用型人才為目標才能適應當前社會對人才的需求。
一、實踐教學設計的基本思路
根據電子信息類學科實際和專業特點,通過實踐教學,培養學生對電子信息專業的興趣,熟練掌握專業的基本理論知識,增強專業實踐動手能力,其中該專業學生的專業能力如表1所示;培養學生實事求是、嚴肅認真的科學精神、探索精神和創新精神,提高綜合分析解決問題的能力,塑造初步的創新能力。
二、實踐教學體系內容
通過對電子信息類專業實踐教學體系的深入研究,提出建立由“課堂實踐教學+專業獨立實踐教學+綜合創新實踐”構成的開放實踐教學體系,增加設計性、綜合性和自主性實驗的比例,增加實踐教學比例到27.7%,以提高大學生的創新能力和動手能力。
1.課堂實踐。配合課程理論教學,加強學生理論知識的理解,初步應用該理論知識,掌握實驗基本技能,培養學生動手能力的課程實踐。課堂實踐教學主要包括大學物理實驗、電路分析實驗、電子電路實驗、單片機實驗、高頻電路實驗和其他專業方向課程實驗等。
2.專業獨立實踐教學。主要包括專業見習實習、專業實訓、設計教學三部分。專業見習實習,以學院為單位組織學生參觀企業和進入企業實習,邀請企業和行業專家和工程師給學生授課和講座,拓展學生對專業的認識,提高學生對專業的興趣,綜合運用專業知識的能力;專業實訓,主要包括校內外的實訓,實訓更加注重學生專業技能的培養,強調學生實訓中的過程考核;設計教學是綜合應用已學的專業知識,以解決問題為主要目的實踐教學活動。
3.綜合創新實踐是以培養學生創新精神、強化學生實踐能力和道德意識為主要目的科研訓練、課外科技活動、社會實踐和社會公益活動。
三、實踐教學的實施
“課堂實踐教學+專業獨立實踐教學+綜合創新實踐”構成的開放實踐教學體系,具體實施時間安排和內容如表2(見下頁)所示。
1.課堂實踐教學的實施依托基礎課教學實驗室和專業教學實驗室進行。具體時間分布主要和培養方案相應課程對應,與理論課程同步進行,實驗指導老師由理論課老師和實驗室老師共同擔任。
2.專業獨立實踐:專業見習、專業實習、專業實訓、設計教學,分布在大學1―8學期,其中具體如下。
專業見習:專業見習,主要以學院為單位組織學生參觀企業,觀摩企業生產線,了解企業運作,感受企業生產環境,學生完成實踐報告。
專業實訓:包括電子制作實訓、PCB和SMT實訓、智能家居系統實訓、LED封裝技術實訓(選修)和風光互補技術實訓(選修)。
①電子制作實訓。訓練學生電子元件識別、焊接、拆卸和安裝,設備的調試等方面,完成3個完整的小系統,比如“叮咚”門鈴、彩燈控制、直流電源或音頻功率放大器。②PCB和SMT實訓。培養學生掌握電路板設計和制作的生產流程,電路SMT貼片流程。要求學生獨立利用PCB和SMT實訓設備,完成PCB制造工藝中的各個流程包括激光底片輸出、數控鉆孔、金屬化孔、線路成型、阻焊與字符印制、阻焊防氧處理、PCB成品檢測等,以及電路SMT貼片流程。③智能家居系統實訓。主要鍛煉的是學生的動手能力和實際操作的技能。學生可以根據自己的設計想法改變房間的監控參數,可以將房間里的各種電操作,通過手機APP進行控制和訪問,比如:空調控制、燈光控制、窗控制等。該實訓主要鍛煉學生的系統設計、APP編程、系統調試、故障排除、網絡配置等置等動手能力。④LED封裝技術實訓(選修)。通過實訓主要使學生掌握普通發光管和大功率發光管封裝的一般流程,并且能夠熟練操作手工制造發光管所需要的各種設備,要求學生能夠解決制造過程中出現的應急問題,切實提高學生的市場競爭力。⑤風光互補技術實訓(選修)。通過該實訓使學生掌握風力發電、太陽能發電基礎理論和原理,以及風能、太陽能并網運行實驗系統的大部分控制過程。
專業實習:是大學四年本科學習的綜合知識檢驗和訓練學生綜合應用的知識的必修環節。通過專業實習,使電子信息類的理論知識和實際聯系起來,增強學生對專業知識的理解,培養學生的實際創新能力。
設計教學:課程設計和畢業設計。①電子技術課程設計。訓練學生電路設計和單片機編程。要求學生利用模擬電路、數字電路、單片機原理和傳感器原理等課程,設計一個完整的智能系統,比如數字溫度計、數字萬用表、數字電子時鐘等。②畢業設計。實行導師制,借助指導老師的科研項目和自擬題目,指導學生完成畢業設計,要求學生在在第7學期完成畢業設計題目的選取和開題,在第8學期前8周完成畢業設計,同時準備畢業答辯。
3.創新實踐活動,鼓勵學生參加各種學科競賽、課外科技活動、社會實踐和社會公益活動。針對專業競賽的競賽種類繁多的問題,一年級和二年級的學生大面積參加學院組織的電子設計競賽、聯動裝置大賽等非師范技能競賽,主要目的提高學生對本專業的興趣和了解本專業,擇優推薦參加校外學科競賽,以擴大學生參與面。采取了校級、省級、國家級層層選拔推進的原則,通過學科競賽,注重鞏固和加強專業知識的實踐動手能力培養。
四、踐教學實施效果
通過這幾年的努力,完成了多個實訓室的建設,包括PCB和SMT實訓室;智能家居系統實訓室;風光互補技術實訓室;LED封裝技術實訓室。實踐教學師資隊伍力量有了明顯加強,老師們積極參加教學改革,獲得多項教學研究成果并發表10余篇教改論文。近4年來,獲國家級二等獎4項、市級一等獎和二等獎若干項,通過一系列活動鞏固了學生基礎知識和提高了學生動手能力。
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Research on Implementation Scheme of Practical Teaching System for Electronic Information Specialty
LUO Hai-jun
(College of Physics and Electronic Engineering,Chongqing Normal University,Chongqing 401331,China)
教育
論文摘要:本文從高職教育的特點出發,闡述了傳統的電子專業基礎課教學和EDA技術教學存在的缺陷,引出如何讓高職院校的學生能夠通過實踐的方法掌握電子專業基礎課中必備的一些抽象的理論知識的問題。列舉了幾種常用的EDA軟件(protel、NI Multisim 10、MAX plusII等)的功能、特點、適用范圍,最后,通過具體的應用實例提出高職教育中EDA教學與電子專業基礎課的相互滲透的方法,使得二者有機結合,達到更好的教學效果。
教育
引言
職業技術學院以培養適應社會各層面需求的、與時代相適應的、具有綜合能力和全面素質的、直接在生產第一線服務的應用型人才為根本任務。一貫以來培養目標是以專業技術知識為基礎,以實踐為核心,注重理論聯系實際,培養學生創新能力。讓學生掌握一門扎實的專業基礎知識和技能,使學生有較強的知識轉化能力。
教育
1.傳統的專業基礎課教學存在的主要問題
電子類職業學校的專業課都開設了專業基礎課,這些專業基礎課涉及的知識面廣,基本概念、基本原理、分析方法多,因此學生在學習中,總是覺得很吃力,學完之后,又不知道如何運用知識。問題的癥結是學生剛剛接觸專業的知識,沒有基礎,而且傳統的教學用單一的方法從理論上闡述,學生學起來感到抽象,難以理解和掌握,所以學生難以學好專業課。但專業基礎課學好后,對學生的后續專業課的學習起著至關重要的作用。高等職業院校的電子專業基礎理論課具有入門難、邏輯思維能力要求高的特點,比如《電工技術基礎》的公式多、定理多、計算量大,《電子技術基礎》概念多,單元電路分析計算難,電子專業基礎課理論性,實踐性強,與學生在高中學習的基礎知識聯系不多,每次課的新知識多,信息量大,抽象且枯燥無味,往往學生進入專業基礎課的學習都會感到難以適應,久而久之導致惡性循環,以至于失去學習專業課的興趣和信心。
2.傳統的EDA課程教學存在的主要問題
隨著EDA技術的普及,職業技術學院也相繼開設了相關的課程比如《EDA電子設計自動化》,《Protel電路設計》,《可編程控制技術》等,涉及的主要軟件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件,虛擬電子與電工儀器和儀表,實現了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim 10是一個原理電路設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。
NI Multisim 10的元器件庫提供數千種電路元器件供實驗選用,同時也可以新建或擴充已有的元器件庫,而且建庫所需的元器件參數可以從生產廠商的產品使用手冊中查到,因此也很方便的在工程設計中使用。PROTEL是PORTEL公司(后更名為Altium)推出的EDA軟件,是電子設計者的首選軟件,在電子行業的CAD軟件中,它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面,是個完整的板級全方位電子設計系統,它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數字電路混合信號仿真、多層印制電路板設計(包含印制電路板自動布線)、可編程邏輯器件設計、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server(客戶/服務器)體系結構,同時還兼容一些其它設計軟件的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL等,其多層印制線路板的自動布線可實現高密度PCB的100%布通率,它較早就在國內開始使用,在國內的普及率也最高,幾乎所有的電子公司都要用到它,許多大公司在招聘電子設計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL。Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開發集成環境,Max+plusⅡ界面友好,使用便捷,在Max+plusⅡ上可以完成設計輸入、元件適配、時序仿真和功能仿真、編程下載整個流程,它提供了一種與結構無關的設計環境,是設計者能方便地進行設計輸入、快速處理和器件編程。但是,一般這些課程會被安排在專業基礎課學習完畢以后,在第三或第四學期,學生在學習到這些仿真軟件時往往已經忘卻了許多重要的基本知識。除此以外,傳統的教學方法在EDA應用軟件的教學中只注重命令的介紹,或者說強調命令的操作步驟,而不重視命令以外的東西。由于教師本身的學業水平及其素質問題,功能性教學方法被廣泛采用。采用這種方法學生不可能在教學規定的時間內宏觀地、整體地去把握事物的內涵,所學的知識缺乏連貫性,獨立操作軟件的水平不高,只能簡單模仿和死記硬背。同時該方法往往是以教師為中心,課堂上教師講得多,學生參與少,不能適應培養高技能人才的需要。
3.改革的主要思路
傳統的電子專業基礎課教學和EDA技術教學存在明顯的缺陷。在具體實施過程中教師應積極參加教研教改項目,以教改促進課程教學整體質量的提高。比如,在專業基礎課的教學中不能照搬傳統的一套教學方法,從數學推導或理論分析來得到相關的結論。一方面,應該借助電子仿真軟件EDA開展教學,直觀的形象顯示有助于培養學生的觀察能力和分析問題的能力,有助于教學重點和難點的講解,可培養學生的學習興趣,激發學習動機。另一方面結合其它課程設計的方法來提高EDA軟件的使用,如《電路基礎》、《數字電路》、《模擬電路》、《高頻電子線路》等課程的設計以前都是手工完成設計部分的工作,現在都安排在EDA技術中心利用EDA軟件來完成。通過大量實際訓練,使學生掌握EDA在本專業各項設計與電路制作中的應用。在接觸各種實際的和模擬的設計電路課題的過程中,提高分析、解決問題的能力。最后,推廣職業認證考試高職教育應該依照國家職業分類標準及對學生就業有實際幫助的相關職業證書的要求,
調整教學內容和課程體系,把職業資格證書涉及的相關課程納入教學計劃之中,將證書考試大綱與專業教學大綱相銜接,創新人才培養模式,強化學生技能訓練,使學生在獲得學歷證書的同時,順利獲得相應的職業資格證書,增強學生就業競爭能力。通過比賽提高學生的學習積極性,促進課程改革建設的深入。
結束語
實踐證明,職業技術學院的專業基礎課程和EDA教學方式的改革是勢在必行的,只有通過改革才能把這兩門課程教學實施得更好,才能達到高職高專院校培養適應社會各層面需求的、與時代相適應的、具有綜合能力和全面素質的、直接在生產第一線服務的應用型人才的目標。當然,筆者提出的把兩種課程糅合在一起貫穿執行的教學方式還不夠細致和完善,這當中還存在很多方面的問題需要在以后的教學環節去檢驗和解決。
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【關鍵詞】高職教育 電子信息工程技術專業 動手能力 培養
【文獻編碼】doi:10.3969/j.issn.0450-9889(C).2011.11.030
近年來,隨著3G時代的到來,高職院校電子信息工程技術專業成為社會需求旺盛的熱門專業之一,其招生規模迅速擴大,報讀該專業的人數劇增。在這種生源充足、社會需求旺盛的形勢下,高職院校應加大電子信息工程技術專業實踐教學力度,及時更新教學內容,改善實驗、實訓手段,提高學生的動手能力,使學生能應對3G時代社會發展對人才的需要。
一、3G時代社會對高職院校電子信息工程技術專業人才的需求
“3G”(英語3rd-generation)或“三代”是第三代移動通信技術的簡稱,是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通信技術。3G服務能夠同時傳送聲音(通話)及數據信息(電子郵件、即時通信等)。代表特征是提供高速數據業務。國際電信聯盟(ITU)目前一共確定了全球四大3G標準,它們分別是WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA和WiMAX。
電子信息產業是一項新興的高科技產業,被稱為朝陽產業?!笆晃濉逼陂g,隨著3G牌照的發放,信息時代的到來,我國電子信息產業發展步入快速發展的軌道,電子信息產業以高于經濟增速兩倍左右的速度快速發展,產業前景十分廣闊。未來的發展重點是電子信息產品制造業、軟件產業和集成電路等產業?!笆濉币巹澨岢觯骸叭嫣岣咝畔⒒?。推動信息化和工業化深度融合,加快經濟社會各領域信息化”。電子信息工程技術專業人才目前已經成為信息社會人才需求的熱點。電子信息工程專業畢業生具有寬領域工程技術適應性,就業面很廣,就業率高,畢業生實踐能力強,工作上手快,可以在電子信息類的相關企業中,從事電子產品的生產、經營與技術管理和開發工作。主要面向電子產品與設備的生產企業和經營單位,從事各種電子產品與設備的裝配、調試、檢測、應用及維修技術工作,還可以到一些企事業單位一些機電設備、通信設備及計算機控制等設備的安全運行及維護管理工作。
二、高職院校電子信息工程技術專業培養的目標和課程體系
電子信息工程技術專業培養的是具有良好的科學素質和文化修養,具有扎實的本專業理論和專業技能,受到科學研究與實際應用的基本訓練,具備各種電子信息的處理和系統設計、開發能力,能從事信息處理、系統設計、開發與測試等領域的高級技術人才。
高職院校電子信息工程技術專業的學生,除了必須具備較高的政治思想素質和文化素質、外語水平、計算機應用水平外,專業方面必須具備基本電子電路(模擬、數字、高頻等)的分析、設計能力;單片機或其他微處理器的應用能力;基本的信號處理、通信電路或系統的設計、分析能力;較好地掌握計算機原理與應用,具有初步的編程能力;熟練的電子設備(產品)組裝、調試能力;初步的企業管理等能力。根據這些能力要求,電子信息工程技術專業一般開設電路分析、信號與系統、模擬電路、數字電路等專業基礎課,再開設高頻電路、通信原理、計算機原理與應用、單片機應用、數據結構、C語言、計算機網絡等專業課程。為了增進學生的知識面,還可以開設數字電視、語音處理、圖像處理、數字信號處理(DSP)、移動通信、光纖通信等前沿性的專業課程作為專業選修課,以拓寬學生的視野。除此之外,還安排大量的實訓實踐環節,以培養學生的知識應用能力和各種技能。
可見,電子信息工程技術專業學生畢業后,可從事3G增值業務研發、移動通信設備研發、WAP業務研發、短信研發等。電子信息工程技術專業技術人才在3G時代是不可缺少的。
三、當前高職院校電子信息工程技術專業實踐教學存在的問題
第一,理論課教學手段單一,實踐內容少,與迅猛發展的現代電子技術嚴重脫節。盡管許多高職院校在理論課教學形式上進行了改革,增加了一些多媒體教學、現場教學,但還是以理論課講授為主,學校實驗實訓器材、設備有限,學生動手實踐機會較少。
第二,課程內容陳舊,主要是模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子線路等課程,講課內容以模擬單元電路和中、小規模數字集成電路為主,與目前IT產業大規模集成電路器件高速發展和應用的趨勢嚴重脫節。課堂教學效果較差,學生普遍感覺到在學校學習的知識在實踐中用不上,甚至知識滯后,而實踐中需要的知識又沒學過。
第三,專業各門課程內容之間缺乏有機聯系,缺乏一個統一明確的目標。有的課程理論太多,與現代技術聯系不夠緊密,有的課內容與其他課有重復,從總體來看,培養目的比較分散。
第四,教師實踐教學水平有待進一步提高。高職院校從事電子信息工程技術專業教學的教師,基本上都是從學校到學校,沒有從業經歷,缺乏具體工程項目的實踐經驗,對電子信息行業的技術研發、產品設計、設備生產、市場營銷等諸多工程實踐環節缺乏直觀的了解,師資素質存在問題。教師在教學活動中居于主導地位,師資素質如何,決定教學質量的高低,它要求教師既要有很好的專業理論素養,又要有比較強的實踐動手能力。但現實情況是,高職院?,F有的電子信息工程技術專業教師尤其是青年教師,他們的知識結構得不到優化和充實,缺乏實踐操作能力,因此,在教學中,難以結合實際,深入鉆研教材,更難以跳出教材對教學內容作全面系統的把握,在指導學生的實踐活動時往往顯得力不從心,更難以根據技術發展的要求靈活地補充更新實驗內容,也無法及時設計出新的具有前瞻性和創造性的實驗項目,造成老師不敢多講,學生不愿多聽,學生動起手來什么都不會的惡性循環局面。此外,對于一些有豐富實驗教學經驗的老教師而言,由于知識陳舊且更新速度緩慢,他們不能跟上技術發展的步伐,也不能為學生提供良好的指導和幫助。
第五,實驗實訓教學及水平有待提高。高職院校實驗器材、設備基本上還停留在傳統的通過連接一些基本元器件、組合幾個芯片等形式,在實驗臺和實驗箱中進行驗證性和簡單設計性實驗階段,雖然這些基礎實驗到現在為止仍然有其特定的意義,但已遠遠不能滿足當前高新技術對電子信息工程技術專業學生動手能力的要求。
第六,目前很多高校雖然能夠安排學生去一些企業、工廠等單位進行實踐學習,但由于經費緊張又沒有嚴格的管理考核制度,而且實習單位出于對生產安全及實習成本的考慮又不愿讓學生過多地練習,使得這種實踐活動往往流于形式。
四、提高高職院校電子信息工程技術專業學生動手能力的途徑
第一,課程設置、教材建設應突出應用性和實踐性。高職電子信息工程技術專業的課程設置應以適應現代社會需求為目標,以職業崗位所需要的知識和能力結構為核心,突出應用性和實踐性。教材是專業課程體系的核心,是進行教學工作、提高教學質量的重要保證。教材應緊跟現代技術的發展趨勢,并有一定的超前性,各科教材內容應統籌安排,綜合平衡,避免內容重疊。
第二,重視“雙師型”師資隊伍的建設,促進教師“雙師型”素質的提高。教師的實踐教學水平直接影響到學生實踐動手能力的培養,建立一支“雙師型”教師隊伍,既具備一般的高職院校教師素質,又具備較強動手能力的第一線骨干素質。因此,要求專業教師不僅具備相應的學歷,還必須具有企業工作經驗。對于從高校畢業直接進校的教師,有三條途徑實現“雙師素質”:一是高職院校選送專業教師分期、分批到專業對口企業頂崗鍛煉,參與管理和設計,以掌握本專業的一些應用技能,完善實踐知識;二是在校內實訓、實習基地直接參與生產和教學指導,并依托國家職業技能鑒定所,對他們進行職業技能鑒定,取得職業資格證書,使青年教師的實踐能力得到提高;三是與企業合作搞項目開發。
第三,聘請現場工程技術人員作為學校兼職教師,將最新的技術成果帶到課堂,指導學生實踐活動。這些有著豐富實踐經驗的外聘教師,講授課程中深入淺出,能很好地將晦澀難懂的課程講述得有聲有色,還能較好地運用實際工作的經驗、案例,將理論知識與具體的案例進行結合、分析,使課堂更貼近社會和行業,從而激活課堂教學機制,引起教學過程的創新,激發學生的學習興趣,受到學生的普遍歡迎。
第四,建立穩固的校內外實訓、實訓基地。校外實訓、實習基地為學生提供實踐的場地,使學生的理論知識和生產實踐相結合,縮短學生所學專業與就業崗位要求的差距。一是建立校內電子信息工程技術專業實驗、實訓基地,滿足該專業學生初步學習的需要;二是建立校外實習基地,將教學延伸到企業,讓學生貼近生產一線。企業為學生提供的實訓、實習條件,保證學生真正學到新技術、新工藝、新知識,培養了學生的崗位意識、團隊意識、組織紀律性、協作精神和敬業精神。
第五,實施“頂崗實習”工程。頂崗實習是學生在企業實際工作崗位上進行的一種帶薪生產實踐活動,高職院校應尋找一些信譽好、實力強、規模大的生產企業合作,在本專業畢業生最后一年完成在校所有的課程學習和畢業設計(畢業論文)后,學校嚴格按照專業對口的原則,安排學生到校企合作企業和相關企業進行頂崗實習,將理論知識轉化為實際操作技能。對學生來說,這是一個能夠在真實工作環境培養嚴謹的工作作風、良好的職業道德和素質的重要步驟,培養了學生真正解決實際問題的能力,真正實現理論與實際的交融。
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論文摘要:介紹了電子設計自動化(EDA)實驗環境的建設與管理的經驗,簡要分析了由此給教學產生的實際影響。
由于集成電路技術和計算機技術的高度發展,設計自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實驗室。EDA實驗環境的硬件、軟件和服務水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學水平和辦學水平的一個重要標志。我校在教育部電工電子教學基地的建設過程中,始終對EDA的教學和實驗環境的建設給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實驗)中心,旨在負責全校EDA實驗教學,EDA項目開發和新技術推廣工作。經過近兩年的建設,EDA中心已初具規模,為全校的EDA教學提供了良好的實驗環境,促進了我校電類現代化課程教育的發展。
1EDA實驗環境的建設
EDA(實驗)中心的建設起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務器的網絡實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設和有關實驗項目的開發。到目前為止已建立起的軟硬件環境如表1。
在EDA中心的建設中,我們遵循以下原則:
(1)創建一流具有EDA特色的實驗環境。EDA的實驗環境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現代化技術的掌握,同時EDA的實驗環境也是一個窗口,代表了一個學校現代化教學的形象。EDA中心的建設不應等同于一般的計算中心或機房的建設,應該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導開發力量。為了建設好一流的EDA實驗環境,我們成立了專家指導小組指導環境的建設,并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現時代的特點,我們將中心80臺機器內部互連,整個內部網絡完全按照Internet技術規范設計,能提供全套Internet服務。中心內部網絡還通過Linux網關與校園網相連。服務器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統。
(2)嚴把質量關,高質量完成建設。EDA所有軟硬件設備的引進都經過認真市場調查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發現配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設對EDA來說是體現特色的關鍵性建設,盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強外聯,尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術交流以及與EDA軟硬件開發商家的聯系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業版和網絡版的Max+PlasⅡ軟件開發工具等。
(4)鼓勵師生開發EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環境也正在緊鑼密鼓地準備中。
(5)勤儉節約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節約了不少資金。
2EDA實驗環境的管理
我校的EDA實驗環境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協調管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設和日常管理。
在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學服務。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網絡授課,我們引進了Lanstar網絡教學系統軟件。有教師需要提供語音教學服務,我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統,中心工作人員經過多次試驗,使中英文操作系統能夠方便地切換。中心的Internet網及打印機等設備也均向師生開發。
(2)開放式的實驗環境。中心除正常設備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經常安排對EDA技術熟悉的教師或研究生進行現場指導,學生可以自由地上機實習。
(3)不斷推廣EDA新技術。EDA技術的發展速度非???我們利用中心與外界聯系較多的優勢,不斷向師生推薦EDA新技術和新方法。如我們曾請經銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業的學生開設了“電路”、“電子線路”、“數字電路”、“信號與系統”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業的“電工學”課程中;每年還有幾十名本??粕脱芯可谶@里進行畢業設計和課題上機。總上機時數已達4萬機時。
(2)EDA中心的構建,推動了我校多門類課程的教學內容、教學方法的改革。就數字電子課程而言,迫切需要充實現代化的設計思想和設計方法,EDA中心的服務為此創造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數字系統設計等課也起到了同樣的作用。新晨
(3)開放式的管理,方便了學生,激發了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發現,原擬定通過Lanstar授課系統對學生講授EWB的使用方法,結果在現場卻發現,不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現代化、更復雜的EDA工具打下了基礎。
(4)EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養學生從事科學研究的能力。如數字系統設計的老師利用EDA中心進行電子設計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。
參考文獻: