时间:2022-11-07 18:24:57
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电子测量实训总结,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:电子测量;教学方法;职业教育;任务驱动
《电子测量技术》是高职高专应用电子技术、电子信息工程、通信等专业的实践性很强的通用技术基础课程。既是从事现代电子专业工作必备基础,也是培养学生实践动手能力的重要标志性课程。因此,教学方法的改革也就理所当然地成了教学改革中的重要一环。
1. 课程特点
电子测量是测控专业的一门专业必修课程,内容包括:电子测量的基本原理和基本的测
量方法,常用的电子测量仪器的基本组成和工作原理,仪器的操作和应用。要求通过该课程的教学培养学生理论联系实际和动手能力以及解决问题的能力。该课程涉及比较深奥的理论,算法比较抽象且难懂;同时电子测量与仪器课程涉及面很广,它的应用包括了整个电子、通讯、自动化等多种学科的很多领域,比如取样、信号合成、自动化等多种技术都在电子测量中得到应用,因此教学中还要涉及如何把电子测量理论与实际应用相结合的应用问题。
2. 教学现状分析
2.1理论与工作实际脱节,缺乏知识的运用。
《电子测量技术》主要讲授电子测量技术基础知识、测量用信号源、示波测试技术、频率与时间测量技术、电压测量技术、频域测量技术、数据域测试技术、测量技术在电子产品检验中的应用。尤其电子产品检验部分,有很大篇幅介绍质量检验的理论,结果在后期检验环节中,应用前面的理论又很少。即使与部分内容有关联的实验,一般都是将标准信号源产生的信号作为测量对象,脱离实际工作任务和实际情境。从整个教学过程来看,讲授内容与实际工作任务联系不大,课堂上教学内容与适应市场经济、职业岗位的需求相脱离,对提升学生的就业能力帮助不大,没有达到高职课程教学的目的。
2.2教材内容没有突显实践能力的培养、内容陈旧。
在传统的《电子测量技术》教学过程中,通常包含两本教材,理论教材和实验指导书,但两本书联系不紧密,缺少本学科的新知识、新技术、新内容、新工艺等知识。在内容编排上仍然采用传统的方式,以理论为主,与高职高专的项目化教学不适应;教材的编写仍然是以高职高专的教师为主,缺少行业企业的参与,内容落后飞速发展的电子技术,与培养学生实践能力及综合素质的提高不相适应,不能满足职业教育就是就业教育的要求。
2.3教学方法探索及改革
(1) 增强学生参与性,加深理论知识的学习。
不同于以往的一味灌输的教学方法,在讲解了某种仪器的基本原理以及功能和操作后,要求学生以各种途径查询资料,并以报告的形式写出目前最新的技术指标,之后要抽点学生下一次课上来讲解,学生可以选择自己喜欢的一种型号产品为例子来写报告,同时,将学生分成几个小组,每个同学在组内都要讲解他说查到的仪器资料和型号,以及这个仪器的特点,阐明电路结构并进行分析性讲解,这就使得学生要了解这类产品的技术指标,必然在课后就要去查询相关的技术原理,小组讲解使得每个同学都有参与,所以每一个学生都会去查找资料并准备讲稿,比老师单纯的对仪器知识的理论灌输有效果,这样的方式,给学生学习上带来了一定的主动性和积极性,增强了参与性,同时,也培养学生对仪器学习的兴趣。
(2) 结合理论与实验,激发学生创新思维。
不再完全理论和实验脱节,理论讲解的时候,就要结合实验例子讲解。有某些理论课程可以到实验室进行讲解,让学生更加直观的理解仪器特点,真正做到教与学结合。尤其是测量技术发展很快,电子测量仪器在不断更新,可以要求学生根据实验内容,自己去搜索其他的测量方法,可以增强学生的参与意识,激发学生创新思维。
(3) 加强实验项目内容改革,营造生产实践环境。
教学的组织要以电子企业真实产品为载体,将电子测量与检验技术融入电子产品生产装配和调试过程中,合理穿插和补充电子测量与检验的理论知识,并通过合理设计、安排、细化各工作项目内容,一改以前的单一讲解各种仪器,变为教学融入生产环节。如我们把课程分成了联系生产的两个部分,一部分是汽车音响的生产环节,另一部分是电视机的生产环节。而这两个环节又几乎包含了《电子测量技术》课程中的所有仪器,这样授课方式既生动又具体。学生较为轻松地掌握了各种仪器的相应的知识。实现课堂与工作环境一体化,采用多媒体教学、项目教学、任务驱动等多种教学方法综合应用。
目的是突出知识延展性和综合能力的培养,锻炼独立思考、分析和解决问题的能力.要求学生自行查阅资料、设计测试方案、选用仪表和器件并在动手完成实验后,进行数据测量和图形分析,最后得出实验结论,撰写符合规范的实验报告.指导教师应侧重于实验过程的指导和实验结果的讨论.综合设计性实训需要的知识面较广,难度较大,因此可将班级学生分成几组,每组设小组长一个,组员之间相互协作,查找资料,写出分析报告,设计项目方案,综合设计性实验能有效地调动学生的主观能动性,激发其创新意识,培养创新能力.通过开展设计性实验,可以把理论课程中分析到的测量原理转化成具体的电路,并将仪器的使用贯穿其中
参考文献:
[1] 姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社2007
[2] 殷庆纵. 《电子测量技术》课程项目化教学的思考. 内江科技 2011
摘要:电子技术专业实训是职业学校技能实践教学的重要环节之一,电子技术专业实训教学对培养学生的动手能力和技能操作意识起着重要作用,而且对学生的后续专业基础课程、拓展课程等都起着先导性的作用。本文从电子技术专业实训教学中对学生的管理、教师的管理和教学文件制度的管理等几个方面做了阐述。
关键词:中职校;电子技术专业;实训教学管理
电子技术专业实训是职业学校技能实践教学的重要环节之一,对于刚进入职业学校学习的学生来说,通过电子电工实训可以提高学生的学习兴趣,培养学生在电子电工方面的基本技能,还可以让其掌握更多的专业基础知识。电工电子类专业的实训教学涉及到许多专业基础课程,包括电工基础、电子线路、电子测量、电气控制(包括可编程控制器)、单片机、电子装配与调试、电子CAD、电子仿真等,实训教学内容根据具体专业有所选择和侧重。电子技术专业实训教学对培养学生的动手能力和技能操作意识起着重要作用,而且对学生的后续专业基础课程、拓展课程等都起着先导性的作用。
本课题的研究是与实训教学密切相关的教学管理问题。实训教学是一项非常繁烦、责任重大(如安全问题)的工作,管理工作贯穿于教学过程的始终。从实训教学的准备、实施直至总结和反思都离不开管理的问题。本文所涉及到的管理问题主要是如何建立一个完善、高效的管理体系,研究方向主要包括电子技术专业实训教学中对学生的管理、教师的管理和教学文件制度的管理等几个方面。
一、电子技术专业实训教学中对学生的管理
注重基本技能的训练是加强电子技术专业实训教学中学生管理的一重要环节。电子电工实训的主要内容包括常用元器件的识别与测试,基本焊接训练及产品的焊接、调试和组装。整个实训实际就是一个电子产品生产的全过程,是生产工艺的浓缩,稍有疏忽就有可能造成电子产品的报废。所以我们教师要注重学生基本技能的训练。有的学生急于动手焊接制作电子产品不重视基础训练,以至于眼高手低,做出的产品不仅外观不美,性能参数也不合格,因焊接不仔细而造成的漏焊、虚焊、连焊的现象很多,尤其是排线焊接的错误率较高。针对这种现象,首先安排学生利用废旧印刷电路板进行拆卸、焊接实训,对此提出具体要求:焊点无虚焊、表面光洁且大小一致。经过焊接练习合格后,再发放实训产品的配件正式安装。利用这种循序渐进的方式进行教学,不仅大大提高了电子产品的合格率,而且也使学生的基本焊接技能得到了强化。
在教学过程中,教师要以提高学生动手能力为主,采取精讲多练的形式,启发学生思维。如以手工电焊接线作为基本训练,让学生在废旧电路板上反复练习,然后,带着问题听教师讲操作要领并作示范和解答问题。再用正式印刷电路板练习,学生自己检验质量,小组互检,小组长写评议。这样可以让学生熟练掌握使用电烙铁焊接的基本功。为了达到培养应用型技术人才的目的,我们课题组采取的做法是严格要求,严格考核,认真总结。严格要求,是为了确保电子电工实训的顺利进行,要求学生进入电子电工实训室,必须学习实训规定的有关规章制度,每人自觉遵守。实行分组、组长负责制,责任落实到人,提高管理的自觉性。强调“必须安全用电”的意识,了解安全用电知识。严格考核,要结合电子电工实训的内容严格考核,采取“优、良、中、及格、不及格”等级制评分办法,由学生根据训练内容自检、小组评议和教师验收实习产品质量综合评定成绩。认真总结,电子电工实训结束,要求每人写一份书面总结,总结在实训中思想政治、理论知识、动手能力等各方面素质有哪些认识、收获和体会以及对电子电工实训有哪些意见和好的建议。
二、电子技术专业实训教学中对教师的管理
电子技术专业实训教学是电子、机电以及工科类专业的重要教学环节,是培养学生综合运用所学知识分析问题、解决问题及加强动手能力的系统工程。面对21 世纪电气、电子信息技术的快速发展和技能性人才的紧缺局面,对电子技术专业实习指导教师提出了更高的要求。作为电子技术专业实训教学的指导老师,具备综合实践技能是指导学生更好提高实践技能的关键。
作为教师,应从以下几方面加以强化自己的实践技能。一是熟练地使用电工、电子仪器检测元件的能力。电工电子实习指导教师要对常用的电工电子测量仪表熟练应用。如:万用表、功率表、电压表、电流表、示波器、稳压源、晶体管特性仪、扫频仪等仪表。二是熟练使用常用电工电子工具的能力,如剥线钳、斜嘴钳、压接头钳、电工刀、螺丝刀、电笔和电烙铁等。三是要具有应用现代电工电子设备的能力。现代电工电子设备主要以微电脑控制,如利用变频原理、PLC 控制器控制各种现代自动化设备。
在教学过程中,教师应根据实训对象调整实训教学内容。我们学校是一所中等职业学校,以培养应用型技能人才为主。生源基础较差,但他们性格活泼、好动,对实训很感兴趣。电子电工实训课程的安排时间为四到五周。我们根据学生的这一特点,本着因材施教的教学原则,对中专班学生侧重基本技能训练环节,加强动手能力的训练;对“对口单招班”学生则在理论基础知识上和基本技能训练上全面兼顾。在实训教学中我们以“启发式”教学为主。让每一个学生都自己动手制作产品。对于部分懒惰的学生采取赏识教育的方法,鼓励学生大胆实践,勇于实践;对于一些难点、疑点,让学生们相互研究、相互讨论,培养他们团结协作的精神。
三、电子技术专业实训教学中对相关教学文件的管理
为加强对电子技术专业实训教学中相关教学文件的管理,我们制定了相关教学培养目标,并对教学基本要求的应用做了要求。
知识教学目标,主要有以下几点:1.了解电工电子仪表、仪器的基本结构及正确使用与维护;2.掌握常用电子元器件的正确识别与检测方法;3.理解常用电子电路和简单电子整机电路的分析、检测与常见故障排除方法;4.掌握电子电路安装的工艺知识。
能力培养目标:1.能正确使用常用电工电子仪表、仪器;2.能正确阅读分析电路原理图和设备方框图,并能根据原理图绘制简单印刷电路;3.初步学会借助工具书、设备铭牌、产品说明书及产品目录等资料,查阅电子元器件及产品有关数据、功能和使用方法;4.能按电路图要求,正确安装、调试单元电子电路、简单整机电路;5.处理电子设备的典型故障。
关键词:高职院校;应用电子;专业教学;人才培养
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)07-0192-02
我国在经历了改革开放三十年的建设发展以后,电子技术方面的发展取得了令世人瞩目的成就。高等职业教育的发展为电子技术的发展解决了所需人才的顾虑,高等职业院校的应用电子专业的培养周期以三年居多,它和传统的本科段人才培养有着很大的差别,特别是电子技术领域飞速发展的今天,对应用型人才的培养可以说成了
我们高等职业院校建设以及发展的指南针。
一、高职院校应用电子专业的相关介绍
(一)高职院校应用电子专业人才的培养目标
高职院校应用电子专业主要是培养掌握应用电子技术方面所必需的基本理论和基本技能,适应生产、建设、管理、第一线需要,掌握设备的操作、品质管理与设备维护、电子仪器仪表应用、检测与维护,适合电子产品的局部设计以及电子工程、民用家电等行业的产品生产开发、调试销售工作,具有从事本专业实际工作的综合职业能力和全面素质的高等技术应用性专门人才。
(二)高职院校应用电子专业人才的业务培养要求
1.高职院校应用电子专业人才的知识结构:(1)掌握基本单元电子电路的定性和定量分析,掌握电子整机电路的读图与定性分析知识;(2)掌握电子产品维修的一般方法与技巧,了解电子专业领域的新材料、新工艺、新技术、新设备;(3)掌握单片机控制系统基本结构与运行原理;(4)了解计算机应用及网络的相关基本知识。
2.高职院校应用电子专业人才的能力结构:(1)具备对电子元件熟练的检测应用能力,对基本电子电路的分析、改进和设计能力;(2)对家用电子产品、仪器仪表、办公自动化设备的一般维修能力;(3)具备电子产品生产的管理能力,在生产一线生产操作的能力和技术指导能力;(4)具备计算机操作、硬件维护和软件应用的能力;(5)具备电子产品的营销初步能力。
(三)高职院校应用电子专业的实训条件
参照企业的工作需要,高职院校应用电子专业有电子技术基础实验室,单片机实验室,EDA实验室,学生创新实验室,电子测量实验室,摄像编辑实验室,数字声像实验室,综合实训室,彩电维修实验室,全自动生产装配线,工业级的SMT生产线。
二、高职院校应用电子专业的教学现状
(一)技能型人才培养理念不够深入
高职院校应用电子专业需要建立的是“毕业证书+职业技能(资格)证书”的双证一体的课程教学体系,毕业证书所对应的是公共基础课和基础理论课以及素质教育等培养模块。职业技能(资格)证书则是体现不同专业方向人才的职业性特征;职业技能这个模块;然而在实际教学环境里面,往往忽视双证所占的比重。
(二)高职段教材的选用需要更加细致的斟酌
目前高职段应用电子专业所选用的正规出版的教材仍然有很大一部分是本科段的。高职高专规划教材以及教师自编具有本专业特色的讲义或出版教材比例很小,高职教育与本科的教育是不一样的,不论从人才培养的年限与知识深度上都有着较大区别。高职是突出应用为主。本科以研究为主。
(三)应用电子专业教学资源整合不够到位
高等职业院校应用电子专业除了常规理解的校内教员、学生、实训设备以外。重视引进社会资源,开放办学,外字当头,围绕“特色与创新”开展专业内涵建设。给校内学生与社会培训生以交流机会,学校与企业以合作机会。
(四)应用电子专业实训基地建设的不够完善
提高高职段应用电子专业学生教育质量的关键在于切实加强技能性和实践性环节的教学,因此要加强实训基地的建设。应用电子专业有电子技术基础实验室,单片机实验室,EDA实验室,学生创新实验室,电子测量实验室,摄像编辑实验室,数字声像实验室,综合实训室,彩电维修实验室,全自动生产装配线,工业级的SMT生产线建设不到位。
三、相关建议
(一)切实加强高职院校应用电子专业人才培养观念的转变
高职段的应用电子专业的教育既不同于学术型的本科教育,也不是三年制专科文科专业的教育,从专业设置方面来看,应用电子专业主要是实践,强调职业岗位所需的知识和能力的培养。
(二)高职段应用电子专业师资队伍的建设需要进一步加强
1.引进高技能人才。适时引进理论水平和技术能力强,具有丰富现场经验的专职教师,进一步提高整体师资队伍的素质,通过引进高技能人才进一步提高教学水平。
2.加快“双师”素质教师的培养。鼓励每一位专业教师积极参与科研项目、实践教学等,进一步锻炼提高实践能力和应用能力;要求每一位专业教师参加技术实践和学习,创造条件到相应企业或科研单位实践锻炼,加快“双师”素质教师的培养。
3.加强兼职教师队伍建设。聘用具有丰富实践经验和较高技术水平的(高级)工程师作为兼职教师或客座教授,并逐步建立一支相对稳定的高素质兼职教师队伍,满足职业教育的需要。
(三)高职段应用电子专业的教材选用要更具针对性
不同的教材有其科学性和系统性,针对不同学校不同学生的特点,它们凸现的优势、发挥的效用也是不同的。高职段应用电子专业的教材应该做到80%以上是高职高专规划教材和近2~3年出版的教材,教师自编具有本专业特色的讲义或出版教材比例>35%。
(四)加强和加大高职段应用电子专业的实践教学比重
1.加大实践教学力度,重视实践教学体系建设。立足于高等职业院校实践教学的“基础性、综合性、实践性、创新性”,形成“一体化、多层次、开放式”的创新实验实训教学体系。
2.开展多层次的实践教学项目。除了强化常规的实验实训教学环节外,继续加大生产性实训项目;加强校企合作和校外实践教学基地建设,巩固到企业顶岗实习的实践性教学模式;实践教学与科研、工程等实际应用结合起来。
3.建设特色实践教学。(1)实践教学紧跟行业现状,与现场紧密结合,如:实践教学与电子行业职业技能鉴定和职业资格证书、操作资格证书的考证体系、电子设计竞赛等相融合;(2)自行开发和研制实训设备,创造特色的教学环境,在单片机技术实训室和音像技术实训室等实训室的自行研制中,锻炼了教师和学生的应用能力、节约了资金,更重要的是自行研制的实训设备更具备本专业的特色、更有利于实践教学。
(五)进一步加强高职段应用电子专业的校企合作、订单培养
进一步加强高职段应用电子专业的校企合作,共同探索改革人才培养模式的路径,根据用人单位的标准和岗位要求,与用人单位共同确立培养目标,制定并实施教学计划,实现人才定向培养的教育模式。
总之,高职院校应用电子专业的发展已经到了一个最好的机遇点,抓住这个机遇,拿出一个完善的培养应用型应用电子专业类人才的方案应该是一件最重要的任务。
参考文献
[1]潘懋元.我对高等职教的看法――在“全国本科院校高职教育协会第四次学术年会”上的发言[J].职业技术教育,2004,(18).
[2]吴爱华.欧盟国家高等教育教学改革二十年(1980―2000)[J].中国大学教学,2005,(3).
[3]国家教育发展研究中心.2000年中国教育绿皮书[M].北京:科学教育出版社,2002.
【关键词】电子专业;项目教学法;教学目标
课程改革是为素质教育服务的,中高职职业教育的教学目标是培养“理论教学适度,知识结构合理,动手能力一流”的应用型技能人才。作为电子类专业《电子线路》课程,如何职高和大专理论教学和实践教学中落实“项目教学法”,使培养的学生适应社会需求。
一、职高学生的“三会”
职高毕业生主要是在生产第一线从事电子设备安装、调试、维修等工作,为了学生将来能适应这种岗位的需求,我们应该加强学生的基本技能训练,使学生达到“三会”,即“会识图,会焊接安装,会测量调试”。
1.会识图。识读电路图是每一个电子类专业毕业生必须具备的基本功,要求学生具有必备的理论知识,能借助相关资料正确识读电路图。只有读懂电路原理图,才能去分析、去检测、去维护实际硬件电路。能不能识读电路图直接影响学生应用实际电路的能力。因此,在“项目训练”过程中,应多设一些实际应用电路,使学生能积累一定量的典型器件应用电路的知识。在实验实习过程中,要求学生将原理电路图和实际硬件电路对应起来识读。理解系统电路是由哪几部分典型电路构成的,各部分电路在整个系统中的功能是什么,电路之间的信号的传输处理过程是怎样的。从而使学生掌握一些阅读实际原理电路和具体硬件电路的方法。还要利用专门的时间来讲解电路图的阅读方法,综合训练学生的读图能力。
2.会焊接安装。焊接安装是每一个电子专业毕业生必须具备的基本技能。要求学生具有良好的焊接安装技能,具备一定的焊接工艺知识。能了解良好焊点的形成机理,知道焊接过程中所用到的主要材料,常用工艺方法工艺参数。初步掌握通孔插装焊接技术,表面安装焊接技术等。所以项目中应专门开设焊接安装工艺实训课程,从理论上和实践上去指导学生掌握焊接安装技能。
3.会测量。作为生产一线的电子工程技术人员必须掌握测量的基本技能。要求学生能正确选用测量仪器和测量方法去检测具体电路参数,并能根据要求进行相应的调整。因此,应使学生掌握常用电子测量仪器的使用方法,典型电路参数的测试调整方法。其次,要加强综合实验、实训等实践性环节,可以给定实际电路原理图和具体元器件,让学生自己去搭接电路、选用仪器、测试和调整电路参数。也可以给定一正常或有故障的实际硬件电路让学生去测试调整电路参数或去排除故障,来提高学生测量的实际应用能力。测量能力的培养要贯穿于整个实验、实训过程中。
二、大专学生的“六会”
对于高职类学生应该再加上“三会”:会查资料,会设计制作,会写文档。
1.会查资料。学生走上工作岗位后,要想做好自己的工作,要想有所发展,必须要有获取新知识的能力。科技发展的日新月异,在实际学习工作过程中,有很多是我们所不熟悉的、陌生的新内容。这就要求学生要具有继续学习的能力,要学会查阅各种资料并为我所用。所以在理论项目教学中要注重培养学生的自学能力。从开始布置思考题,提供参考书,过渡到只布置思考题,不提供参考书,到最后学生自己发现问题,自己去想办法解决问题,来逐步提高学生的查阅、获取新知识的能力。
2.会设计制作。初步掌握电子线路及印制电路板的设计制作,是衡量高职学生职业能力和今后专业上发展的重要方面。虽然各种成熟的电子电路数不胜数,但在实际工作生活中,经常会遇到这样的问题,要实现某种功能应选用哪种电路更好?某种电路在实际使用中存在一定的缺陷如何改进?这就要求学生能根据出现的问题及技术性能要求,查询、收集相关资料,运用所学的理论和实践知识,分析研究类似电路性能并进行改进,通过组装调试等实践活动,设计制作出性能指标达到相应要求的电路。
3.会写文档。在项目教学中,应使学生掌握各种报告、文件、论文编写的格式和主要内容,要注重培养学生的写作能力,对学生写的总结报告、实验报告、课程设计报告、各种测试报告、工艺管理文件、毕业设计论文等要严格要求。并要加强锻炼,切实提高学生的写作能力。
三、“项目教学”可分为三个层次进行
电子专业课都有相应的理论要求和技能要求。理论教学和实践教学是不能截然分开进行的,理论教学应为实际应用服务,实践教学应紧密地和实际应用相联系,不能与实际应用脱节,更不能让实践教学去为验证理论教学服务。实际应用电路是一个综合的系统的电路,用到多门课程的知识。因此,在实践教学的安排上,要考虑到各门课程间的横向联系和各个实践教学环节间的相互配合,应对各个实践教学环节进行整合,全盘优化考虑,克服由于各课程间的系统性、各实践教学环节间独立性所造成的内容重叠和脱节。实践性教学环节可分为三个层次进行。
1.基础训练。主要通过课程实验、电子工艺实训,训练学生识别选用元器件、使用常用电子仪器、测试简单电路、掌握焊接装配工艺等技能。课程实验,目的是培养学生测试电子电路和使用电子仪器的能力。通过对电子元器件的识别、性能测试和对各种电路性能指标测量,巩固学生所学电子技术理论知识,学会正确使用仪器和科学地测量电路方法。为后续实训环节打下基础。电子工艺实训,目的是训练学生基本操作技能和操作规范,通过元器件检测、筛选、焊接装配、制作印制电路板、电路调试、故障排除等环节,系统地进行生产一线实践工作的训练。既学会生产一线所需基本技能,又培养良好职业习惯和职业道德,为学生将来适应工作岗位打下基础。
2.模块训练。就是对某一课程进行专项实训,目的是提高学生的实践动手能力,使学生能掌握一些专项技能,积累一些实际电路知识和工程知识。通过以模拟电路、数字电路、计算机电路等为主的实际应用电路的设计、制作安装、检测与调试,分阶段来训练学生的基本技能,并为后面的综合训练做好铺垫。使学生切实学会“识图、设计制作、焊接安装、测量、岗、查资料、写文档”,为今后从事生产、科研工作打下基础。
3.综合训练。在模块训练的基础上,将模块电路综合成某种系统电路,即将模拟电路、数字电路、计算机电路等结合起来,能根据所需实现功能,运用EDA软件分析、设计相应原理电路及印制电路板,并进行制作安装、综合调测。目的是训练学生综合运用知识的能力。通过查阅资料、选择方案、设计电路、制作电路板、安装调试、撰写报告等环节,系统地进行电子电路工程实践训练,从而进一步提高学生分析问题、解决问题的工程应用能力和创新能力,为今后有效地应用电子技术打下基础,
四、实施质量监控,全面提高学生综合素质
关键词 电子技术综合设计;实践能力;创新思维
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)02-0113-02
Reform and Practice of Integrated Design of Electronic Techno-logy//ZHOU Tao, ZHANG Ruimin, LIU Qiao, LI Shuanming, ZHONG Furu
Abstract This article introduces the curriculum reform and practice from the aspects of teaching goal, teaching content, teaching imple-mentation, teaching method, examination method and teaching effect. The reform of the integrated design course of electronic tech-nology will be beneficial to the improvement of students’ practical ability, and to cultivate the students’ innovative thinking.
Key words integrated design of electronic technology; practical ability; innovative thinking
1 引言
随着石河子大学人才培养模式的不断改革,以及社会对高等教育培养具备实践能力、创新思维人才目标要求的提出,实践教学环节作为工科专业人才培养体系中的重要组成部分[1],成为当下大学生创新思维和创新能力培养的重要环节。电子技术综合设计是一门实践性非常强的实训类课程,是电子技术人才培养成长的必由之路。由学生自行设计、自行制作和自行调试电子电路,旨在培养学生掌握综合模拟、数字、高频电路知识,解决电子信息方面常见实际问题的能力,培养学生电子电路设计与EDA(Electronic Design Automation)调试工具的使用方法,以及开展项目管理的基本方法。
2 现状
以往的教学安排中主要侧重电子电路的设计和仿真,留给学生自己用于思考和设计的时间有限,设计基本停留在纸上和计算机上。因此,教学效果很难达到预期的教学目的。虽然W生在参加接下来的相关课程的课程设计、大学生训练计划、全国大学生电子设计大赛、毕业设计时理论分析能力得到提高,但实际设计和调试时却出现大量问题很难得到快速解决的现象。所以,这种教学模式不再适应目前新的人才培养方案对于电子信息工程专业提出的要求以及创新人才的培养。
3 课程改革探索与实践
电子技术综合设计课程的改革与探索主要从课程教学目标、课程教学内容、课程教学实施、教学方法、考核方法和教学效果等几个方面进行。
课程目标 电子技术综合设计将学生已学过的电路基础、模拟电路、数字电路以及高频电路等课程的知识综合运用在该课程中[2],从而培养学生具备电子元器件的识别和选择,电子电路仿真和电路设计软件的使用,电子电路的分析和设计以及实际应用电路项目的开发、管理等综合能力,使学生切实经历从原来课本上的电路到EDA软件的仿真电路再到实际看得到、摸得着的电路的实现过程。该课程是对现有课程体系的完善和补充[3],帮助学生拓展视野,提升学生参加课外科技活动、校级SRP(Student Research Project)活动、国家大学生创新计划以及全国电子设计竞赛等专业竞赛的兴趣和毕业设计的质量与水平。
教学内容 课程的主要内容按照基本知识验证、专业知识综合、创新设计能力培养的原则进行安排,主要包括:常用电子元器件基础知识;常用电子测量仪表的使用;电路仿真软件的使用;印刷电路板的设计与实现;电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试;撰写总结报告、答辩等。
1)常用电子元器件基础知识:主要讲解电阻、电容、电感、电位器、变压器等常用元件的区分,还包括一些电子常用术语,比如单面板、双面板、焊盘、焊接面、虚焊、桥接等。
2)常用电子测量仪表的使用:包括万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的基本使用方法。
3)电路仿真软件的使用:主要讲解电路仿真软件Multisim的使用。
4)印刷电路板的设计与实现:Altium Designer软件中电路原理图的绘制和PCB图的绘制方法。
5)电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试:对全班学生进行分组,四个人一组,每组一个设计题目,每组经过方案的提出、讨论、修改、教师审核、论证后设计出电路仿真图,仿真没有问题后设计PCB图,然后制成单面板进行元件焊接、调试。
6)撰写总结报告、答辩:系统设计完成后,每组撰写总结报告,提出系统的优点和设计不足,以及设计过程中自己的心得体会,最后制作幻灯片进行课程汇报答辩。
教学实施 在完成各个教学内容时,课程采用项目驱动的方式使学生在掌握理论知识的同时,实践能力也得到不同程度的提高。整个教学过程分为4个项目进行,通过项目的完成,学生逐步完成课程的学习,综合能力也在不知不觉中得到锻炼。
1)基本元件及电路测试项目。教学内容的前两部分讲解完成后,要求每个学生进行基本元件参数的测试、电路虚焊、双面板线路测试等。通过该项目,学生掌握电子元件与电路测试的基本方法和常用测量仪器的使用方法。
2)电子电路设计和仿真项目。在该项目中,教师首先讲解电路仿真软件Multisim的使用方法,然后以实例设计一个两级晶体管放大电路。在此过程中,教师从元件参数的选取、放大倍数的计算、系统测试和修改等方面给学生进行讲解。讲解完成后,学生参考实例设计一个放大倍数不同的晶体管放大电路作为练习。练习完成后,全体学生设计一个波形发生电路用来产生方波、三角波信号。学生设计过程中可相互交流,碰到问题可询问教师,最终完成项目预期目标。该项目完成后,学生可以掌握电路仿真软件的使用方法和电路设计的基本原则。
3)电子电路制板与焊接调试项目。前两阶段的项目完成后,教师讲解电路制板软件Altium Designer的使用方法和手工腐蚀法制作单面电路的流程,讲解和制作过程以上一个项目中的两级晶体管放大电路为例,讲解的过程中学生如果有问题可随时提出,教师进行解答。最终要求学生自己实现一个两级晶体管放大电路的印刷电路板的绘制,以及电路的腐蚀、焊接、通电调试。通过该项目,学生掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。
4)C合设计与总结项目。学生按学号进行随机选题,题目内容涵盖模拟电路(如连续可调直流稳压电源)、数字电路(如循环彩灯控制器)、高频电路(如小信号阻容耦合放大电路设计)。题目选定后,题目相同的学生分成一组,组建项目小组。项目组成员提出设计方案,经过理论论证,设计完成仿真电路和PCB电路,然后采用手工腐蚀法实现电路系统的板面布线,最后进行元件焊接和调试。系统完成后,整个课程基本接近尾声,每组学生要对自己的设计方案进行汇报答辩。通过该项目,学生掌握了复杂电路的设计与实现,以及团队合作完成项目设计、管理、总结的过程。
教学方法 课程的教学方法,打破传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程以学生动手为主的模式,采用教师讲授、项目训练、学生参与设计和讨论、分析讲解和答辩的形式。学生有机会表达自己的观点和设计思路,充分调动积极参与的兴趣。
考核方法 课程的总评成绩由5个部分组成:考勤10%+课程表现10%+项目完成情况30%+课程答辩情况20%+课程报告30%。新的考核标准打破原来课程总评成绩主要由平时成绩、设计成绩两部分组成的模式,主要以学生在教学实践活动中的参与度和完成度作为考量,注重学生实践能力和综合能力的培养。
教学效果 经过两周的项目驱动训练和实践环节的总结,学生对于测量仪器的使用更加熟练,对常用电子元器件的选用和封装了解得更为清楚,对电子电路的设计和实现更加有信心,分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高。
4 结论
课程改革和实践在石河子大学电子信息工程2012级、2013级和2014级为期两周的电子技术综合设计课程中进行,学生对于课程内容安排和各个环节的设计比较欢迎,加大了学生创新思维和创新能力的培养。课程实施的整个过程侧重基础能力培养,将项目管理理念贯穿整个课程的始终,加大创新能力的培养。学生在后续的毕业设计和课外科技活动中凸显了较强的实践和创新能力。■
参考文献
[1]吴大鹏,黄沛昱.“电子系统综合设计”课程建设探索[J].电气电子教学学报,2014,36(6):41-43.
【关键词】电工电子实验教学;创新教育;创新能力
随着科学技术的发展以及电子系统的发展变得越来越复杂化电子电工的技术时时刻刻都在进行着变化,电工点子技术实践课无论是内容还是形式都在无时无刻的不在发生着改革与变化,围绕着电工电子技术实践课程的改革进行教学的改革,各个学校都在对如何提高学生创新能力进行探索,使学生们达到提高创新能力的目标。但是传统的教学与目前的教学目标有些差距,因此,想要提高学生的创新能力还需要不断的对教学进行创新。
1.什么是电工电子
电工电子是电类专业的一门学科,电工是维修机器设备的电路,就是电力拖动电路,电子技术就是弱电电路,就是电子电路分析,而电工电子就是两种技术的结合。高校的实验教学主要是对学生研究的能力、创新的能力以及实践的能力进行培养与提高。在传统的教学当值,学生学习的都是教师教授的理论知识,在实践当中,学生很难掌握,有的时候一起稍微的出现了一点故障学生就会手忙搅乱,不知所措。哪怕有的时候只是保险丝烧坏了,学生们都不会换,甚至是测试线折了,就连简单的连接学生都做不好。因此,只有对学生们实践的课程量进行最大化的加强。
2.在电工电子教学中以理论联系实际来提高学生的实践能力
在很多的时候,学生都会有自己的想法和创意,其中有很多的想法是值得推举的,但是这些想法和创意最终都是无疾而终了。其中最主要的原因就是因为没有扎实的基础作为后盾。所以教师要对他们的基础进行培训。首先要从经常用到的元器件学起,并且掌握它们。其次是经常用电子测量的仪器对学生们的技能进行训练。然后对基本的焊接技能进行训练,达到最基本的高度。最后是经常利用仿真的软件对学生进行教学。在实践的教学当中,一定要注意到实践的目标与过程,比如让学生进行焊接训练的时候,先让学生们掌握基础,本着精益求精的目的对学生进行训练,给学生规定一定数量的焊点,让学生进行焊接,在完成这些数量之后再对具体的电路进行焊接,这样,学生们即在实践中学到了理论的知识,同时也锻炼了自己本身的焊接技能。
3.在电工电子的教学中如何对学生的创新能力进行培养
3.1良好的师生关系
众所周知,一个良好的环境和舒适的心情能给人们的工作和学习带来一个良好的效果,一个舒适温馨的环境会给人们带来惬意的生活,相同的道理,学生与老师之间关系、学校的学习环境都会给学生带来一定的影响,这些都是影响学生心情的重要因素。良好的师生关系可以让学生有一个舒适的心情,可以激起学生的学习动力和积极性,它即可以使学生养成一个良好的个性,也可以使学生创新的能力与创新性的思维得到良好的发展。
3.2对基础知识的巩固
基础是人生的基石,只有打下了良好的基础,以后的发展才会越来越轻松,包括学习也是一样的,写生的创新思维和创新创新能力离不开扎实的基础知识,没有扎实的基础知识做为学生的后盾,一切将是空谈。想要对学生的创新能力和创新思维进行培养,首先就是需要学生有着一个良好的基础知识,然后需要的就是学生掌握一定专业的基础技能。
3.3利用教学设施培养学生的创新能力
在电工电子的教学当中,可以引用一些先进教学设备进行教学。随着时代的发展,计算机信息技术应用的越来越广泛,尤其是在教学方面,多媒体应用已经得到了普及。在电工电子专业当中,有一些难以操作和讲解的知识,可以利用多媒体技术分步、生动、直观、形象的在学生面前展现出来,把难题进行简单化,利用多媒体将繁琐的理论分化,由此,学生的学习变的轻松了,教师的教授过程也变的简单了。
3.4充分的网络资源进行利用
学生们在学习中遇到的疑点和难点可以在网络当中随时的进行,教师也可以随时的对网上的问题进行解答,得以及时的对学生们的困惑进行解决,和学生们进行一定的交流。这种做法的优点是不受时间和地点的限制,学生和老师之间,学生和学生之间都可以进行互相的交流与探讨,从而可以大大的提高学生对电工电子的学习兴趣,同时也可以提高学生们创新的效率。
3.5为学生树立自信
自信是每个成功者的武器,拥有充足的自信心可以提高学生创新的能力。从古至今,成就一番霸业的哪个不是拥有充足的自信,教学中的实践也可以证明,凡是具备解决问题所需要的相应的知识的学生,对于解决问题则充满信心,对于学习的积极性、活跃性以及思维都有了很大的提高。
4.总结
电工电子教学对于学生创新思维、研究能力、创新能力以及实践的能力等方面的培养非常的重要。在整个教学的过程当中无论是对内容方面上的安排还是关于练习题、实际的问题、电工制作的设置与选择,动应该以培养学生的能力出发,把理论知识带到实践中,在实践中更好的掌握理论知识,以此来培养学生的创新思维与创新能力。教师在教学时应该多加运用这种方式,以便培养出更多的具备创新能力且适应当今社会发展的人才。 [科]
【参考文献】
[1]张垓.浅谈工程实训教学中研究型学习体系的构建──以电工电子技术实训为例[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2010,(02).
[2]邵鸿翔,李广宏.电工电子实训立体化教学模式探索与实践[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2009,(04).
关键词:课程改革;工作任务;课程项目;技术情境;教学导航
作者简介:陈丽茹(1962-),女,辽宁开原人,哈尔滨电力职业技术学院信息工程系,副教授;刘莲秋(1964-),女,辽宁盖州人,哈尔滨电力职业技术学院信息工程系,副教授。(黑龙江哈尔滨150030)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)12-0093-02
随着我国科技和经济的迅猛发展,社会对人才的需求正在发生着深刻的变化,教育行业受到各方面的重视。在教育部和财政部实施的国家示范性院校建设政策鼓舞下,高等职业技术学院以服务为宗旨,以就业为导向,以培养高级应用型、技艺型人才为目标。这类人才主要是在不同行业、企业的工作和生产过程中负责管理、监督、检测、分析、技术服务等几项工作。因此,高等职业技术学院正进行较大规模的专业建设和课程改革,要求高职专业的学生除了具备必要的基础理论、专业技术知识外,还必须具有解决工作生产中实际问题的能力,以适应今后的工作。
“电子技术”分为模拟电子和数字电子两大部分,在教学中从职业岗位工作任务分析着手以掌握知识和技能为根本、以工作方向为培养目标、以工作过程为导向,强调把完整的工作过程及其操作要求作为课程内容。当工作过程导向课程运用项目载体设计学习情境时,这一工作过程实际上就成了完成具体项目的自始至终的步骤。通过课程分析和知识、能力、素质分析,打破传统的教学模式,构建了“以工作任务为中心、以课程项目为主体的教学方法”。在教学中掌握课程技术原理及应用方面知识体系的完整性是非常重要的,使学生在完整的工作过程中培养应对复杂技术情境的能力。在教学中以典型电子电路制作的工作任务为中心,以多模块应用为切入点,引入对学生创新能力的培养,让学生在具体应用电路的制作过程中开发创新思维,完成相应工作任务,并构建相关的理论知识,发展职业能力。
一、模拟电子技术教学导航
模拟电子技术是研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件,包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。
理论知识:基本半导体知识、放大电路、集成运算放大电路、直流稳压电源。
技能训练:常用元件的识别与测量、放大电路性能分析、集成运算放大电路基本应用。
1.模块1:半导体器件
(1)知识重点:半导体基础知识;半导体二极管外部特性;晶体三极管外部特性。(2)知识难点:半导体PN结。(3)教学方式:从半导体PN结入手,简单介绍半导体的基本结构与工作原理。结合实践教学,重点掌握半导体的外部特性。(4)技能要求:二极管与三极管的简易测试。
2.模块2:放大电路
(1)知识重点:放大电路的基本组成;放大电路的分析;多级放大电路的极间耦合;负反馈对放大电路的性能的影响。(2)知识难点:放大电路的分析;放大电路的负反馈。(3)教学方式:从基本放大电路入手,介绍放大电路的静态与动态分析、多级放大、电路反馈;结合实践教学,重点掌握放大器的外部特性。(4)技能要求:放大电路静态工作点的调整与动态参数测试。
3.模块3:集成运算放大器
(1)知识重点:集成运放的结构和特点;基本运算电路;集成运放的线性应用电路。(2)知识难点:集成运放的线性应用电路。(3)教学方式:从理论集成运放条件入手,掌握各基本运算电路和电压比较器的功能;结合实践教学,重点掌握集成运放的外部特性。(4)技能要求:电路的调整与测试。
4.模块4:直流稳压电源
(1)知识重点:整流与滤波电路;稳压电路;开关电源。(2)知识难点:开关电源。(3)教学方式:从二极管整流特性、电容器充放电入手,讲解整流、滤波电路;稳压电源重点讲授集成稳压电路和开关电源。(4)技能要求:电路的调整与测试。
二、数字电子技术教学导航
数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展,用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能,可以先将模拟信号按比例转换成数字信号,然后送到数字电路进行处理,最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。
理论知识:集成门电路与组合逻辑电路、时序逻辑电路、波形产生与整形电路、中规模集成电路应用。
技能训练:组合逻辑电路应用、时序逻辑电路应用、逻辑电路限定符号识图。
1.模块1:数字电路基础
(1)知识重点:数字脉冲信号;二进制与8421BCD码;基本函数与逻辑运算;逻辑函数的化简和变换。(2)知识难点:逻辑函数的化简和变换。(3)教学方式:从二进制与逻辑函数基本规则入手,学习逻辑运算规则、逻辑函数化简与变换。(4)技能要求:逻辑函数的化简和变换。
2.模块2:组合逻辑电路
(1)知识重点:基本逻辑符号及意义;门电路的逻辑功能和基本特性;组合逻辑电路的分析常用组合逻辑电路的逻辑功能。(2)知识难点:基本逻辑符号及意义;组合逻辑电路。(3)教学方式:从基本原理与逻辑符号读解入手,重点介绍电路的逻辑功能与外部特性。(4)技能要求:基本逻辑符号读图;门电路和组合逻辑电路。
3.模块3:触发器
(1)知识重点:各类触发器的逻辑功能;触发器限定符号及其意义。(2)知识难点:触发器之间的转换关系。(3)教学方式:借助限定符号意义读解,帮助理解各种触发器的逻辑功能与控制方式;结合实践教学,重点掌握电路的外特性。(4)技能要求:触发器的逻辑功能测试。
4.模块4:时序逻辑电路
(1)知识重点:时序逻辑电路的特点;时序逻辑电路的限定符号及其意义;寄存器;集成计数器应用。(2)知识难点:集成计数器应用;限定符号及其意义。(3)教学方式:从触发器入手,由D触发器构成寄存器;由T和T触发器分别构成同步和异步二进制计数器。借助限定符号的意义来理解时序逻辑电路的逻辑功能。结合实践教学,重点掌握电路的外特性。(4)技能要求:常用的相关集成电路的应用。
5.模块5:波形产生与整形电路
(1)知识重点:555定时器;多谐振荡器与单稳态电路;施密特触发器;石英晶体振荡器。(2)知识难点:555定时器;多谐振荡器。(3)教学方式:以555定时器为重点,介绍多谐振荡器、单稳态电路和施密特触发器的功能。重点掌握电路的外特性。石英晶体振荡器从阻抗频率特性入手。(4)技能要求:常用的相关电路的应用入手。
三、电路组装、测量与调试教学导航
电子电路组装、测量与调试在电子工程技术中占有重要的地位,任何一个电子产品都是由设计焊接组装调试形成的,焊接是保证电子产品质量和可靠性最基本环节,调试是保证电子产品正常工作的最关键环节。
理论知识:常用电子仪表、电路的装配、调试与测量知识。
技能训练:常用电子测量仪表的使用、常用电路元件与数字集成电路测量、电路的装配与调试。
1.模块1:常用电子仪器知识重点
(1)知识重点:双踪示波器;半导体管特性图示仪;毫伏表;信号发生器;集成电路测试仪。(2)知识难点:双踪示波器;半导体管特性图示仪。(3)教学方式:重点讲授电子仪器的操作和使用方法。(4)技能要求:仪器的基本操作方法;半导体特性测量。
2.模块2:电子元器件的识别与简易测量
(1)知识重点:电子无源元器件;电子有源元器件;表面安装元器件。(2)知识难点:表面安装元器件。(3)教学方式:重点讲授各种电子元器件的识别与选用方法。(4)技能要求:元器件的识别与选用方法、常用数字集成电路测试。
3.模块3:电路的装配、调试与测量
(1)知识重点:装配、焊接工艺;电路测试与测量。(2)知识难点:电路测试。(3)教学方式:介绍电路装配工艺,分析电路测试与测量基本方法,结合实训进行教学。(4)技能要求:电路装配、测试与测量。
四、电子电路仿真教学导航
电路仿真技术是近十年来在电子技术研究领域的一场革命。设计人员利用计算机及其软件的强大功能,在电路模型上进行电路的性能分析和模拟实验,从而得到准确的结果,然后再付诸生产,极大地减少了实验周期和试制成本,提高了生产效率和经济效益,受到了电子生产厂家的一致欢迎。现在,电子仿真技术已成为电子工业领域不可缺少的先进技术,因此为了确保电路设计的成功,消除代价昂贵并且存在潜在危险的设计缺陷,就必须在设计流程的每个阶段进行周密地计划与评价。电路仿真给出了一个成本低、效率高的方法,能够在进入更为昂贵费时的原型开发阶段之前,找出问题所在。
理论知识:EWB与Multisim平台基本知识,Multisim在电子仿真实验中的应用。
技能训练:模拟电路电子仿真和数字电路电子仿真。
模块:电子电路仿真。
(1)知识重点:Multisim平台的使用;Multisim在电子仿真实验中的应用。(2)知识难点:Multisim软件的使用。(3)教学方式:从电子实验实例入手,学习Multisim软件的使用,在学会使用的基础上,结合电子知识,完成电子实验的仿真。(4)技能要求:用Multisim进行电子仿真的方法。
五、综合实训项目――有源多媒体音箱的设计与制作
1.知识要求
掌握模拟电子技术和数字电子技术的综合应用思路;掌握电子产品综合设计的基本思路。
2.技能要求
能进行电子电路的综合制作调试;能有条理地撰写设计说明书;能对设计项目进行总结展示。
3.教学任务
通过有源多媒体音箱的设计、制作及测试,掌握电子产品的设计流程及注意事项,学会元器件的特性测试和电路组装、测试,熟悉电子产品组装的工艺要求及生产过程。
4.教学活动设计
(1)通过让学生利用图书馆、上网等手段查阅相关资料,在教师指导下对有源多媒体音箱进行设计,掌握电子产品的设计流程及注意事项。
(2)在校内生产线的工作岗位上,根据所设计电路选择元器件,进行元器件的性能、参数测试。规划电路板,进行元器件的布局和印制电路板的制作。完成各部分电路的焊接、组装,对已经组装的电子产品进行参数测试及调试,使其达到设计要求。
(3)要求学生撰写实践报告及产品说明书。
5.相关知识
(1)理论知识。元器件的识别、测试方法;印制电路板的制作,元器件的布局;焊接工艺、电路调试方法;产品说明书的撰写。
(2)实践知识。元器件的选择、测试;印制电路板的规划和制作;元器件的焊接、组装;电路的调试及参数测试;实践测试报告的编写。
“电子技术”课程的教学改革就是以职业为导向,以提高学生就业竞争能力为目的,以市场需求为运作平台。因此应将该课程实训的内容和电子元器件及电路的研发实验、生产流程与企业结合到一起,通过校企合作,学生以一个普通职业人的身份,真正达到工学结合的课程改革。
参考文献:
[1]教育部关于加强高职教育人才培养工作的意见[Z].教高[2000]2号.
[2]教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见[Z].教高[2004]1号.
关键词:本科院校;电子信息工程专业;教学改革
中图分类号:G420
文献标志码:A
文章编号:1002-0845(2013)04-0020-02
教育部电子信息科学与工程类专业教学指导分委会制定的专业规范中明确指出,“电子信息工程专业是培养掌握电子技术和信息系统基础知识,具有较强的自学能力和工程实践能力,能从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、开发、应用和集成的高等工程技术人才”。但是,从目前我国高校电子信息工程专业来看,大多本科生的理论基础良好,但动手实践能力不强,缺乏探究精神与创新意识。因此,结合电子信息工程专业知识结构和特点,从理论和实践两方面,推动电子信息工程专业的教学改革,是新形势下高等工程本科院校的一项紧迫任务。
一、明确教学目标
通过学习电子电路的基本理论知识和实验技术,掌握信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的基本理论知识及应用技术,掌握计算机软件和硬件的理论知识和操作方法;通过电子与信息工程实践的基本训练,具备分析、设计、开发、集成和应用电子设备和信息系统的基本能力。具有科学的思维方式和良好的职业素养,了解关于电子信息工程产业的政策和法规、理论前沿、发展趋势,具有研究、开发新系统、新技术的初步能力。
二、教学内容改革
1 理论教学内容
本科院校电子信息工程专业应根据市场人才需求宽口径招生,强化公共基础,培养综合素质,拓展专业方向,按社会所需,动态调整学生专业走向,不断优化课程体系,可以将课程设置成基础、核心、提高三个模块。基础课程主要培养学生对电子电路系统的操作使用与维护维修技能,重点开设的课程有电子产品生产工艺与管理课程、电子测量技术课程等;核心课程主要用于培养学生对电子系统电路原理图的识读与分析技能以及对电子元器件的识别与检测能力,重点开设的课程有电工基础课程、电力电子技术课程等;提高课程主要用于培养学生应用模拟数字集成电路进行电子系统的应用开发设计能力,重点开设的课程有单片机原理与应用课程,模拟、数字集成电路系统应用设计课程等。为突出课程教学中的实用性与综合性,应加大跨学科课程、也就是所谓的通识课程的比例,以适应专业宽口径的要求。如开放“电路综合设计应用”课程等。
2 实验教学内容
(1)开放性实验
教师应积极改进原有的实验教学模式,采取开放性方法,包括时间、内容、元器件等诸多方面的开放。一是给学生更多参与实践的机会,并可以根据自身实际情况选择实验时间。实验室实行开放式管理,公布开放时问,学生可以通过上网预约实验,灵活完成实验并撰写实验报告。二是学生除了完成教师规定的实践任务以外,还可以结合自己的专业、兴趣爱好,进一步扩展实践内容,由任课教师提供相关实验课题或由学生自主选择实验课题,学生自行独立设计方案和实验完成时间表。三是元器件的开放是指要把与实验相关的所有元器件发给学生,学生有统一的元器件库,在杜绝浪费的情况下,提交领物单,经培训老师签字确认后可以免费领取元器件。
(2)分层次实验
一是基础操作环节。该环节的教学内容主要以技能基础层实验为主,以电工基本技能、模拟电路实验、基本电子器件的应用开展有效的实验教学,学生自行安装并测试电路,以此增强学生应用电子器件的能力,同时书写规范的实验报告。在该环节中,要强化基础实验课所必须掌握的各项训练内容,让学生们用实验验证相应的理论知识,培养学生的基本实践技能,掌握常用电子仪器设备的使用方法和科学实验的基本方法。
二是设计实验环节。该环节的教学内容主要以综合设计性实验为主,教师只需要给出实验的要求,学生就可以根据教师的要求进行实验资料的搜集和整理,进行方案的制订,通过应用大中规模的集成电路、可编程逻辑器件、系统仿真及虚拟实验、单片机应用实验、DSP技术完成应用电路系统的设计。综合设计性实验强调各专业实验之间的纵向与横向联系、强调多门课程与实际生活结合,强调关键知识点在不同实验中的灵活应用,鼓励学生大胆创新与突破进取,通过这一环节培养学生综合设计能力,提高学生创新能力和工程应用能力。
三是研究性实验环节。该环节的教学内容涉及到电子信息学科的科研课题或者学生自主研究的课题等,要求学生跟踪电子信息工程的发展方向进行研究,既可巩固理论知识基础,又可以获得更多教材以外的学习内容,并提高学生动手操作能力。
三、实践教学改革
1 电子工艺实训
所谓电子工艺实训,主要指在学生完成了基本的模拟电子课程和数字电子课程之后开展的实践活动。在过去的电子工艺实训教学中,由教师统一发放电路图、印制电路板或元器件等,学生只要将各个元器件连接起来既可,操作过程非常简单,没有挑战力,难以激发学生的参与热情或提高实践能力。因此,加强对电子工艺实训课程的改革,将基本的电子电路原理图交给学生,提出明确的标准、要求等,由学生自主选题,在充分了解原理图的基础上进行设计,经过教师认可之后即可进入制作印刷电路板、焊接电子元件和调试电路的环节。若完成了既定的电路设计基本功能实训任务,则要求学生写出自己的制作说明书。通过这一训练过程,增强了学生对电路设计的模拟实践水平,将所学的数字电路知识应用到具体实践中,并可自主动手进行电路操作,增强了实践技能。
2 建立大学生实习基地
应按照工业园区实习公司的要求,修改部分教学大纲,着重培养学生的工程实施能力。校内的实习可以和利用各类实验室建设紧密结合在一起,既节约成本,又可保障学生安全,利于管理;积极建立“产、学、研”校外实习基地,学生可以直接到实习基地进行实习,将所学知识运用到生产岗位,使学生得到真实的工程训练。
3 课外教学活动
可以依据科研项目的性质和需要,鼓励学生参与全国大学生电子设计竞赛。为他们提供实验室,配置仪器设备,推荐指导教师,以竞赛激励学生动手实践的积极性,提高其竞争、合作意识;引导高年级优秀学生进入专业实验室,以开放实验与科研项目相结合的形式,鼓励学生适当参与科研活动,达到扩展学生专业知识面、提升实践问题的解决能力、养成团队合作意识的目标。可聘请著名专家、教授对学生举行学术讲座,活跃学术氛围;还可组织学生开展课外基础知识与技能培训,如网页制做、计算机辅助设计等电子科技活动。
四、教学手段改革
1 制作高质量的CAI课件
应当在课堂中努力营造一种教与学的和谐教学环境,全面调动学生的学习积极性,可凭借CAI课件的生动、形象、大容量等优势,以动画演示的方式将课本中的内容呈现出来,吸引学生注意力,提高学习兴趣和积极性。
2 充分利用专业的仿真软件
我们可以通过使用计算机软件来完成电路设计,这样可以大大减轻方案验证阶段的工作量,各种实验参考数据也能实时进行保存。在实验教学中,可以采用Multisim电路仿真平台。还可以在EWB技术基础上,运用专业化的仿真软件进行电路工作模拟,它的功能非常强大,既提供了电路的多种仿真分析技术,如交流频率特性、参数扫描分析、直流扫描分析、傅里叶分析、瞬态分析等,又提供了虚拟仪表和仪器,如直流电压表、直流电流表、数字万用表、函数信号发生器、功率表、示波器、扫频仪、数字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪等。还可以由学生自主设计各种仿真电路,进一步巩固所学的知识内容,激发学生的学习兴趣。
3 实现网络资源共享
教师应在教学过程中充分利用网络资源,注重课程网站的开发与应用,建立网络资源共享平台,以此习题、补充相关资料等,学生可以很方便地利用网络下载课件。也可以通过网络作为交流的园地,实现在线答疑、教学互动,提高教学效果。还可以介绍电子工程网站、著名电子技术网站等,通过这些网络资源调动学生学习的积极性,培养学生搜集信息的能力,促进与专业电子工程师的学术交流与合作,使学生拓宽视野,随时了解电子行业的未来发展趋势。
五、加强师资队伍建设
学校要积极组织教师参加由国家教育主管部门主办、由各企业协办的新技术培训。教师分期分批到电子行业类公司挂职锻炼(半年以上),可以拓宽教师视野,更新教育理念,提高教师的实践动手能力和知识更新能力。鼓励青年教师积极参加指导电子设计大赛等活动,积累指导及工程实践经验。同时,要引进兼职教师,在电子行业类企业的专家和工程师中招聘兼职教师,充实到教学团队中,参与校内实际的人才培养方案制订、课程开发、实际教学等活动。
关键词:高职教育;传感器技术;教学改革;探索
中图分类号:G642 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)07-0096-02
一、引言
传感器是获取自然科学领域信息的主要途径和手段。在现代测控系统中,作为关键环节的传感器处于连接被测控对象和测控系统的接口位置。目前,传感器广泛用于工业、农业、交通、军事科研、环境监测、现代办公设备和高端电子产品等领域,是构建现代信息系统的重要组成部分。没有传感器就没有现代的科学技术,传感技术在促进生产发展和现代科技进步的广阔领域内发挥着重要作用。因此,“传感器技术”这门专业技术基础课就显得尤为重要。笔者通过多年的教学实践,总结出一些经验,并在实际教学中取得了一定的成效。
二、教学内容的改革
目前,国内有关传感器的教材越来越多,主要有两种类型:一是以传感器的工作原理分类的角度出发,讲解检测的基础知识、各种类型的传感器的工作原理、最后介绍智能型传感器和传感器网络等新知识;另一种是从以各种类型的传感器的选择和应用为主,很少进行理论研究。笔者采用的是第一种类型教材。在讲授过程中,由浅入深着重介绍了目前已经发展相当成熟的电阻式、电感式、电容式、压电式、霍尔式、光电式等经典的传感器的基本原理、特性测量电路和应用。把半导体、微波、辐射式、超声波、数字式和智能式等传感器的基本原理及应用作为选讲内容。在教学中,不但要让学生定性地了解传感器的工作原理,熟悉其基本特性,还要培养理论与实践相结合的能力。多年的实践教学使笔者体会到:不需要对教科书中的每一种传感器都逐一进行介绍,要着重讲述几种有代表性的传感器,包括其工作原理、测量转换电路。要将这几种基本传感器的知识讲全讲透,使学生能够真正理解什么是传感器、如何选择和使用传感器。对于一些新型传感器,教师也可以不讲,采取引导学生充分利用网络资源的方式,来了解传感器的最新动态,激发学生的学习兴趣。
三、教学方法的改革
教学方法的改革,是提高教学品质的重要保证。改革教学方法的重点,是要以提高教学品质、提高授课效果和提高学生的学习积极性为目的。
(一)寓教于乐,提高学生学习兴趣
如何提高学生的学习兴趣,是教学过程中的重中之重。都说兴趣是最好的老师,而兴趣是可以引导和培养的。学生自己如果对某门课程很感兴趣,他们会肯钻研,勤学好问,把这门课学得很好。因此,在本课程的讲授中,非常重视培养学生的学习兴趣,将传感器的内容讲授与生活中的应用紧密联系起来,让学生知道在现实生活和未来工作时都会用到传感器,并且在课堂生结合生活实际有针对性的讲述相应传感器的原理和应用,结合教学内容中的检测技术的地位和作用,列举了大量学生认识的实例,如电饭煲、豆浆机、热水器等家用电器对温度如何检测和控制,用到了哪些温度检测传感器?火车站的安检系统是怎么工作的,为什么会检查出违禁物品?汽车里的安全气囊在什么状况下自动弹出,是怎么个工作原理?遥控器是如何实现控制电视机换台的?手机触摸屏是怎么实现的,用到了哪些传感器?等等。通过大量的应用实例吸引学生的注意力,激发学生的学习的兴趣和潜能,引导学生积极思考,主动探索。
(二)借助多样教学手段,提高教学效果
在讲授传感器技术课程时,可以借助教学课件、影像等多媒体教学手段来提高教学效果。充分发挥powerpoint的各种功能,因为减少了板书的时间,极大丰富了课堂信息量。采用了不同颜色的字体和醒目的线条,突出显示了难点和重点,使学生能够在一页幻灯片中,快速地找到关键的词语、图形。利用powerpoint的动画效果,使电子教案形象具体生动。例如,在讲解无损探伤的时候,通过flash演示,学生能清晰的看到检测的过程中如果材料中有缺陷,超声波的往返信号变化,不仅激发了学生的学习兴趣,活跃了课堂气氛,而且也加深了学生对此内容的理解。另外,还可以在课程中引入仿真技术,利用Multisim等软件进行虚拟实训和仿真,这样既降低了实训耗材成本,又可以使抽象复杂的问题变得直观简单,使教学达到事半功倍的效果。
高职学生在学习时更注重的是理论和实践相结合。通过一系列设计型综合型实验,如电子温度计制作、数字湿度仪设计与制作、防盗报警装置设计、生产流水线产品计数器设计与制作、火灾自动检测系统设计、数字电子称设计与制作、自动照明装置设计、智能小车设计、灭火机器人设计等,培养学生创新意识和设计、动手制作能力。力争让学生成为“下得去、留得住、用得上、干得好”,整体素质比较高,符合企业实际工作的需要的人才。
四、考核方式的改革
考核的目的是促进教师的教学和学生的学习,考虑本课程的应用性较强,因此,要重点考察学生对基本内容的掌握,对所学知识的灵活应用。建立品质分析制度,注重平时考核,成绩结构多样化。从2000年起,在自动化99级、电子99级等专业进行教学探索。将考试与平时考察的比例定为:课程结束考试占总评成绩的50%,课外作业占10%,课堂测验占15%,实验占25%。由于平时的训练与考察加强了,学生投入加大,掌握知识较牢固。并且要求平时成绩(包括课堂提问和出勤)不达到10分(总分15分)或实验缺席者,取消期末考试资格。这样一方面督促学生按时上课,课堂上积极回答问题;另一方面能全面地对学生理论和实践进行考核,促使学生将理论讲授与实际应用结合起来,更充分地认识到传感器基本性能和基本应用。并能缓解期末复习的压力,提高学习兴趣,加深对知识的掌握程度。建立课程考核品质分析制度,考试结束后认真进行试卷分析和成绩分析,并写出相应的分析结论。理论考试是必须进行的一项评定环节,理论考试可以采用开卷考试的形式,但是命题要以基本理论基本概念为基础,侧重于传感器在实际应用中的分析和设计,重点考察学生对传感器的真正意义上的理解和认识。要及时发现在命题或试卷批改及实验的考核中存在的一些问题,总结经验,不断完善考核办法和更新考试内容。
五、结论
通过上述对传感器技术课程的教学改革,学生对本课程的学习兴趣与日俱增,对理论知识的理解进一步深入,实践动手能力与分析问题解决问题的能力也进一步提高,得到学生的普遍好评,承认并肯定了传感器教学的效果。
参考文献:
[1]杨宝清.现代传感器技术基础[M].中国铁道出版社,2001.
[2]牛永奎,冷芳.传感器及应用[M].清华大学出版社,2007.
[3]杨汇军,王俊生“.传感器与检测技术”课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(9):188.
【关键词】 电子专业 教学 改革
随着电子技术突飞猛进的发展,社会对电子应用技术人才的要求也越来越高,对电子职业技术教育也提出了更高的要求,电子应用技术教学面临着严峻的挑战。主要表面在三个方面:①教材的严重滞后;②学校设施设备落后而且量少;③专业能力难以适应行业的需要;因此,必须针对这些不利因素对教学方法进行改进以提高教学质量,从而达到培养实用型技术人才的目地。教学方法改进从以下几个方面入手:
一、注重启发式教学,少采用传统的填鸭式的应试教学方法
提倡学生多提问,有利于开动学生思维并激发其创造性,并能灵活应用所学专业知识提高其处理实际问题的能力。
例如:现在的许多教科书上在判断某一放大电路是否工作正常时,往往只教人采用测集成电路各引脚的静态工作电压与书上所标值是否一致的方法。这种方法是一种较死板而又费时的方法,只适合于没有仪器设备的场合。在教学上如果完全按照教科书上所说方法照搬,虽然也能完成教学任务,做起来也省事,但这样培养出来的学生思维单一、不灵活,更谈不上能发挥他们的创造力,往往只比较适合于搞搞维修之类的工作,却难以适应行业的要求。因为在工厂的生产过程中实际操作只要用仪器检查几个关键引脚的信号的波形、幅度或指标是否达到要求,即可说明电路工作正常与否,既简单又快捷准确。而不采用这种不但耗时而且费力的方法。因此,应注重培养他们的思维分析能力,即能根据不同场合、不同条件对同一问题应有相应较优的解决问题方案,这样有利于培养学生的自学能力,自学能力对于每个同学来说都非常重要,因为在学校所学知识毕竟有限,学生离开学校后主要依靠自学来获取知识,在碰到新情况时才不会茫然不知所措,才能举一反三,开拓思维。当
二、在教学过程中应重实践、轻理论;抓基础、促提高
针对职高生知识程度参差不齐,理论基础水平较薄弱的特点,面对复杂且枯燥的理论推导以及难记的式子,学生往往缺乏学习热情。所以,在教学过程中应采用重实践、轻理论策略,有利于激发学生的学习热情,通过实践掌声雷动握理论,在实践中巩固理论,用理论指导实践,从而达到较好撑握知识的目的。如在《模拟电子技术》教学中,其主要目的是使学生学习并掌握半导体器件的特性、使用、测试方法以及放大器工作原理等。但是,一般学校由于经费不足等种种原因,实验室设备简陋老旧,损坏严重,实验条件差,提不起学生的实验兴趣,往往应付了事,做过后就忘了。这样辛辛苦苦准备半天的实验却收不到应有的效果。若能把一些实际单元电路小制做搬到课堂上,在单元电路中针对性地把教材需要撑握的知识融合起来,在实验报告编排上也要下点功夫。就会使学生在实验中掌握要学的知识。
如:在一年级教学中,安排了一个功率放大器实验板,其中包含变压、整流滤波、稳压电路、功率放大电路等,并在电路中设置一些测试点。通过实验可达到以下几个目的,学习万用表的使用(其包含元器件好坏的判别、欧姆档、交直流电压或电流档),全波整流电路输出电压理论值与实际值是否相符,稳压电路电压在电源波动或负载电流改变时是否保持稳定,观测电路的静、动态电流随负载改变的情况,还可用示波器演示信号的放大过程。在实践中还可练习基本功(焊接、连线方法等)。学生的学习热情大大提高,他们有的连中午、晚上都在加班加点,为了早点看看自己的处女作是否成功。老师在整个实验过程主要是教学生安装调试并帮学生解决出现的问题,讲解安全等注意事项。同时特别要注重在各个环节上把关,小到每个焊点、引线颜色配置,大到整机装配,一丝不苟做到规范,使学生一开始就养成较好习惯并练就较扎实的基本功。为以后学生轻松走上工作岗位做好准备。而学生在实验中出现的问题又可拿来作为例子,避免其他学生犯同样错误。采用这样教学方法的好处应该是显而易见的。
三、设计有利于培养创新意识的实验教学
创新能力的形成一定程度上依存于基础知识及对原知识的掌握。但不可忽视的是在学生掌握基础知识的前提下,提高他们的综合运用能力更为重要。因此,设计有利于培养创新意识的实验教学是电子技术课程教育创新的重要环节。
1、加强实验内容的基础性和综合性。在教学过程中应重实践,轻理论;抓基础,促提高。针对中专学生来说,具有程度参差不齐,并且理论基础水平较薄弱的特点,面对复杂且枯燥的理论推导以及难记的式子,学生往往缺乏学习热情。所以,在教学过程中应采用重实践,轻理论策略,既有利于激发学生的学习热情,通过实践中掌握理论,在实践中巩固理论,用理论指导实践,从而达到较好掌握知识的目的。例如:在集成TTL与非门逻辑功能的教学中,教材是从集成门电路的组成和工作原理上入手对电路分析计算后得出与非门的逻辑关系,但是电路结构复杂计算过程又繁琐,学生难以掌握。教师将该内容作为实验内容,先让学生对电路输入信号电平(高电平3.6V,低电平0.3V)的各种取值组合测量出电路输出信号电平,并从实验数据中总结出电路逻辑关系为“全高出低,有低出高”,教师再抓住这一结论分析电路推出逻辑关系并与实验数据比较,这样学生容易接受而且对实验结果印象深刻,知识点的掌握也较牢固。
2、重视实验内容的趣味性和实用性。瑞士著名心理学家皮亚杰曾指出:“教师不应企图将知识硬塞给学生,而应该找出能引起学生兴趣,刺激学生的材料,然后让学生自己解决问题”。例如:在多谐振荡器电路实验中,教材要求用示波器观察电路输出波形,但学生学习兴趣不高,教师改变原实验内容,要求每个学生自己动手制作一个名为“闪光的电子胸花”的电路,在原电路图上增加了两个发光二极管,学生通电后发现两发光二极管轮流发光,有规律地闪烁,学生在动手实验过程中激发了好奇心,增添了学生的趣味性,使学生学习更容易接受知识。达到简单实用的目的。
四、通常我们所采用的一些教材有的是几年前的编的,与快速发展的电子技术相对滞后和不协调、存在着知识老化和知识面较窄等问题
关键词:卓越工程师计划;实践教学改革;工程意识
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)28-0129-02
一、引言
“卓越工程师计划”是国家为建设创新型国家、实现工业化和现代化的目标而提出的重大改革项目。“卓越工程师计划”旨在提高学生的工程意识、实践动手能力和创新能力,为社会输送有专业知识、实践能力、创新能力的卓越应用型工程师。目前各大高校偏重于理论教学,理论课的比重远远高于实践课,忽略学生的实践能力。“卓越工程师计划”就是为了加强学生的实践能力,但如何通过对现有的实践课程进行改革来更好地培养学生的实践能力是值得探索和研究的。
本文以测控专业为切入点,针对测控专业学生制定合适的培养目标,切实加强实践环节的改革和建设,包括对卓越工程培养模式下的实验、工程训练、实习等教学方法和教学手段的探究,以培养出具有很强工程岗位适应能力的测控专业卓越工程师。
二、实践教学改革的新思路
目前国内高校的专业课实验多处于验证性、孤立性的实验阶段,实验设备多出现功能单一、操作简单等缺陷。学生在做实验的过程中不能接触到一些真正在工程中所应用的技术,只会根据电路要求连接电缆而不明白电路的实际意义和作用。随着国家的发展,国家对具有工程能力的创新型人才的需求日益增加,面对目前严峻的就业形势,教师要通过教学手段和方法的改进来增加学生的实践动手能力和工程意识,当前的教育教学安排已经不能满足培养一名合格的卓越工程师,所以需要各高校进一步增强实践课程的比重,努力建设具有创新性、综合性的实践教学体系,创建特色鲜明的测控技术与仪器卓越工程师培养计划体系。
三、实践教学改革新方案和新手段
(一)增加实践课程比重,突出设计性和综合性实验
众所周知,卓越计划的目标就是培养学生的实践动手能力和工程意识,而高校中理论课的比重远远大于实践课的比重,往往一门课72个学时只有8个学时的实验课,而这些实验课又多是些验证性的实验,很少让学生接触到设计性和综合性的实验。固然,理论课的学习是必不可少的,也是学习的基础,但过多的理论课会让学生产生理论课比实验课重要的意识。所以增加实验课的比重,让学生正确的认识到实践课程的重要性,增强锻炼动手能力的意识是至关重要的。
实践课程的内容应该以工程应用相关的内容为主,通过学生在课前的预习锻炼学生思考、设计的能力,再经过教师讲解后学生更进一步的理解、分析实验,更好的完成实验,课后积极地思考和总结实验内容,将实验内容与工程实践联系在一起。在实践课程的建设中多开设设计性和综合性的实验,且实验的实现方法不局限于一种,增强学生的自主分析和创新能力。要从根本上改革实验平台建设,尽量使用综合性的实验平台,例如NI公司的ELVIS平台,该平台可以做测控技术与仪器相关的多种实验,比如电子测量、测控电路、传感器、虚拟仪器等相关实验。但该平台需要学生自主完成硬件模块的设计,把模块嵌入到ELVIS平台上完成实验。这种方式不仅为学生提供了创新性的实验开发平台,强化学生对工程动手能力的培养,还构建了模块化和通用性强的教学体系,提高大学生的工程意识。
(二)开放实验室,创建智能化的实验平台
针对卓越工程师培养计划,开设专属于卓越人才的开放实验室,实验室实现智能化的管理,通过指纹开门的形式,学生通过专属于自己的账号登录电脑。智能软件记录当前学生登录的时间、离开的时间和学生在开放实验室做了哪些相关的实验练习,学生还可以把实验的结果和实验相关的问题提交到教师机,教师可以看到学生的实验结果和疑难问题。完善实验室开放管理制度,实行实验室24小时开放制度,学生可以在电脑里看到实验相关的要求,在课前更好的预习、思考实验,在课后对未做完的实验做进一步的巩固。设置多层次的开放实践内容,倡导学生自主完成实践内容,进一步增强实践动手能力和工程意识。高校要努力创造条件为学生提供一个通用的、全方位的实践综合平台。
(三)教师深入到各种电子协会,鼓励学生多参加各种电子竞赛
高校中存在着各种电子协会,比如嵌入式基地、电子科技协会、嵌入式创新中心等。电子科技协会是学生的第二课堂,不仅锻炼了学生的动手能力,巩固了理论知识,在广大学生中普及了电子、通讯等科学技术,还为在电子技术方面有着浓厚兴趣和一定特长的学生提供了一个广阔的发展空间。而电子协会的管理往往是通过教师任命学生的方式,学生在管理方面有一定的局限性。所以安排有工程实践项目和工程应用能力的教师参与到电子协会中指导学生,让学生参与到工程项目中,增强工程意识是很有必要的。
每年全国性的电子设计大赛有很多,比如全国电子大赛、“挑战杯”、“飞思卡尔”杯等各种电子相关的竞赛,目的主要是培养和锻炼学生。学生可根据自身特长和兴趣组队参加其中一项或者两项竞赛,协会组织赛前培训、赛时指导、赛后总结。鼓励学生跨学科组队,培养学生团队精神。竞赛式的训练方法,使学生在竞赛中享受创新的乐趣,全面提升学生的综合素质。
(四)积极加强校企合作,学生多深入到工业现场
校企合作是学生唯一可以真正接触到工程应用现场的途径。工学结合、校企合作是一种利用学校和企业的资源与环境,发挥学校与企业在人才培养方面的优势,将理论教学与生产实训有机结合,实现学生职业能力与企业岗位要求之间“无缝”对接的人才培养模式。学生利用暑假时间多参与到企业中去,熟悉企业环境、了解企业制度,参与到生产第一线了解生产过程。学校也派教师代表积极的跟校外企业联系,实地的考察校外企业的情况,针对企业的需求推荐有兴趣的学生去参加暑期实习。
“卓越工程师计划”要求高校与企业共同制订和实施卓越工程师培养方案,包括共同建设课程体系和教学内容。因此,参与高校要充分发挥合作企业所具有的工程教育资源优势,包括教师资源、先进设备与技术、实验环境、研究开发条件等,与本校的人才培养优势实行优势互补,共同设计与构建卓越工程师培养的课程体系和教学内容,尤其是注重开发那些具有综合性、实践性、创新性和先进性的课程和教材,使得开发出的课程体系和教学内容具有鲜明的特色。
四、实践改革结果
实践结果表明,通过对测控技术与仪器专业的实践教学改革,提高了学生的实践动手能力和兴趣,培养了学生创新能力和工程意识。通过改革实践教学的内容,开设设计性和综合性的实验,提高了学生思考和分析问题的能力。通过增加开放实验室的方式,学生自主在实验室完成实验,现在实验室可以说是随时都有学生在做实验,增加了学生动手能力培养的积极性,并且更加智能化的管理制度使实验室管理人员更轻松。教师深入到电子协会中,鼓励学生参加各种相关的电子竞赛,不仅使学生学到了相关的电子知识,也为毕业后的就业打下良好的基础。通过积极的校企合作,有很多企业都愿意留下在企业实习的学生,增加了就业率。近年来,测控专业建设了嵌入式基地、电子科技协会、虚拟仪器俱乐部等6个电子类协会,再会成员多达300多人。学生积极参加各种电子竞赛,先后获得国家级奖励20项,区级奖励120多项,培养出了一批动手能力突出、工程意识突出的创新型人才。近几年,该专业一次就业率都在95%以上,受到用人单位的一致好评。今后在实践教学改革中,要进一步改革实践课程内容,继续加强学生工程实践和创新能力的培养。
五、结语
“卓越工程师计划”的核心与关键是培养学生的工程实践和创新能力,而这正是多年来高校实践教学体系的薄弱环节,也是目前大学生能力的不足之处。本文分析了测控技术与仪器专业实践课程当前存在的问题和解决的建议。实践表明,改革后的实践教学方式对培养学生的创新能力和工程意识有显著的效果。下一步要进一步对测控技术与仪器专业“卓越工程师计划”进行新的一轮探索,以提高学生的工程意识和创新能力,培养更多满足社会需要的测控卓越工程师人才。
参考文献:
[1]尹勇,刘岚.面向“卓越工程师计划”培养的《微机原理》课程教学改革浅析[J].教育教学论坛,2013,(14):11-12.
[2]卢清华,李先祥,叶树林,肖.面向卓越工程师培养的实践教学改革探索[J].实验科学与技术,2013,(03):39-42.
关键词:创新性实验项目;电子设计竞赛;探索;实践;教学模式
作者简介:肖卫初(1974-),男,湖南涟源人,湖南城市学院通信与电子工程学院教研室主任,副教授;邓曙光(1972-),男,湖南益阳人,湖南城市学院通信与电子工程学院院长,教授。(湖南益阳413002)
基金项目:本文系湖南省普通高等学校教学改革研究项目(项目编号:湘教通[2010]243号341、湘教通[2009]321号305、湘教通[2011]315号345)的研究成果。
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)14-0098-02
全国大学生电子设计竞赛自1994年开始至今已举办了十届,目前该竞赛已成为我国电子类专业学生规模最大、最具影响力和举办时间最长的赛事之一,得到了绝大多数设有电子类专业学校的积极响应,受益面颇广。从湖南赛区参赛和获奖的情况来看:新升本科院校参赛队数较少,获奖的队数就更少,有的新升本科院校甚至多次参赛也从未获奖。可见新升本科院校在目前的电子设计竞赛中处于较困难的境地。其主要原因是新升本科院校在竞赛观念、政策与措施、指导教师、学生素质、实验装备、实验手段和竞赛经费等方面与老牌的本科院校相比差距很大,那么,怎样克服这些不利的因素,结合自身的条件和能力采取相应的措施与对策,争取获得好的竞赛成绩是新升本科院校急需解决的问题。[1]
大学生创新性实验项目在实施过程中也暴露出一些问题:实验场地不够,仪器设备有限,大部分学生在各自的宿舍里进行;教师指导不到位,学生自主解决问题的能力不强,导致项目完成质量差;对与项目相关的技术手段了解不够深入。这些问题导致大学生创新性实验项目不能落到实处。[2]
基于上述原因,针对新升本科院校电子类专业学生,笔者结合7年的电子设计竞赛指导经验和3年的湖南省大学生研究性学习、创新性实验计划项目指导经验,探索了创新性实验项目和电子设计竞赛相结合的教学模式,有效解决了上述存在的问题,实施过程中取得了良好的效果,在2011年全国大学生电子设计竞赛中获得国家二等奖2项、湖南省一等奖2项、三等奖1项,2010年结题的湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目“智能型万能遥控器的研究与开发”被评为“优秀项目”。
一、大学生创新性实验项目和电子设计竞赛及其相互关系
大学生研究性学习和创新性实验计划项目(简称“大学生创新性实验项目”)是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分,是提高本科教学质量和大学生综合素质培养的重要手段。计划的实施旨在积极探索并建立以问题和课题为核心的教学模式,倡导以学生为主体的创新性实验改革,调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法,提高其创新能力和实践能力。[3]全国大学生电子设计竞赛是教育部高等教育司、工业和信息化部人事教育司共同举办,瑞萨电子(中国)有限公司协办的面向全国高等学校大学生的群众性科技活动,目的在于培养大学生的创新能力、团队协作精神,提高学生针对实际问题进行电子综合设计与调试的能力。[4]
随着高等教育的发展,大学生创新性实验项目和电子设计竞赛的关系会越来越密切。两者都是属于课外科技活动,目的在于培养学生的创新能力和团队协作精神;大学生创新性实验项目重视过程管理,强调学生在项目实施过程中创新思维、创新实践能力的锻炼和培养,而不是注重学生的研究成果,这在一定程度上减轻了学生的心理负担,提高了学生参与创新性实验项目的积极性。而电子设计竞赛却非常重视竞赛的成绩,因为竞赛成绩直接影响到学校的招生、竞赛经费的多少、教师职称的晋升、学生是否有保研资格和就业等问题。所以,将两者结合不仅可以取长补短,而且可以实现教学资源的共享。
二、大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的探索与实践
1.大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的内涵
具体来说是要求参加电子设计竞赛的全体学生3人一组申报大学生创新性实验项目,申报的题目必须参考历届电子设计竞赛的真题;同时动员和鼓励创新性实验项目立项成功的学生加入到电子设计竞赛的队伍,给他们提供专用的实验室、配置高档的仪器设备和安排“双师型”的指导老师进行指导,使学生和指导老师既参与大学生创新性实验项目,又参加电子设计竞赛,实现了人员、场地和仪器设备等教学资源的共享,解决了竞赛经费不足的问题。学生在进行创新性实验项目过程中完成电子设计竞赛,而电子设计竞赛的成果反过来又丰富了大学生创新性实验项目的内容。
2.大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的探索与实践
湖南城市学院于2005年、2007年和2009年组队参加湖南赛区的第七、八和九届全国大学生电子设计竞赛,分别获成功参赛奖、省级三等奖和成功参赛奖,成绩不理想。2009年10月,通信与电子工程学院院长组织几个电子设计竞赛指导老师开会,总结教训,寻找竞赛成绩不好的原因,讨论下一届电子设计竞赛的准备工作,在会上提出了一种大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合的教学模式,2009年10月至2011年9月实践了该教学模式,并取得了可喜的成绩,下面介绍该模式的实施细则。
(1)大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的准备阶段。
1)组织学生申报大学生创新性实验项目和举办校内电子设计竞赛。当电子设计竞赛结束后,通信与电子工程学院通过专门的网站和讲座的方式向电子类大学生宣传创新性实验项目、电子设计竞赛的内容,形成创新性实验项目和电子设计竞赛所需要的氛围,然后,成立电子课外科技活动中心,鼓励电子类大学生参加,引导学生自己动手做一些电子小产品,培养学生的兴趣。2010年4月,学校教务处组织学生申报大学生创新性实验项目,通信与电子工程学院动员学生积极申报,要求具有副教授及以上职称和具有硕士学位老师的必须每人带一组学生申报大学生创新性实验项目,共申报了25项,立项了省级1项,校级10项,参与的学生为55人,获得项目经费3万元。2010年6月,举办校内电子设计竞赛,要求大学生创新性实验项目立项成功的学生参加,鼓励其他电子设计爱好者参加,有181名学生参加了竞赛。校内竞赛完全按照国家的竞赛形式进行。然后,组织这55个创新性实验项目立项成功的学生和在校内电子设计竞赛中获奖的学生共66人参加电子设计竞赛第一轮培训,这样学生不仅可以做立项成功的大学生创新性实验项目,又可以参加电子设计竞赛培训,有钱购买电子元器件。指导教师不仅可以在大学生创新性实验项目中拿指导费,也可以在电子设计竞赛培训中拿指导费,积极性也提高了,缓解了竞赛经费不足的问题,形成了良性循环。
2)开放实验室,提供实训场地,配置高档电子测量设备和组建电子元器件库。湖南城市学院提供了两个面积为80平方米的实验室做电路设计实验室,每个实验室配置了33张实验桌和一套价值15万元的电子测试设备;一个面积为120平方米的实验室做PCB制板实验室,配置了价值80万元的小型工业制板设备一套;一个面积为40平方米的实验室做电子元器件库,采购了一批价值为12万元的常用电子元器件。四个实验室每天向学生开放,指导老师轮流值班。
(2)大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的培训阶段。
1)第一轮培训。时间为2010年7月1日至8月30日,共60天。其培训内容是:Altium Designer设计软件的使用、基于AVR单片机的C语言程序设计、常用电子测试仪器的使用、设计和制作数控电压源。
2)第二轮培训。第一轮电子设计竞赛培训的66人通过考核选拔42人参加第二轮培训。时间为2010年9月1日至2011年6月30日,主要是利用星期六、星期日、节假日和星期一至星期五的晚上。其培训内容是分电源类、控制类和仪器仪表类三个方向培训学生。有大学生创新性实验项目的学生尽量分到一组且选择与自己项目相关的方向,然后分方向做历届竞赛的题目和大学生创新性实验项目。
3)第三轮培训与参赛。根据第二轮培训中学生制作产品的情况选拔30人参加第三轮培训。时间为2011年7月1日至8月30日,共60天。其培训内容是分电源类、控制类和仪器仪表类三个方向模拟竞赛的情况,在4天3晚的时间内3人为1组完成指导教师布置的模拟竞赛题目和设计报告,指导教师按照电子设计竞赛测试的标准测试学生制作的产品和批改设计报告,给出客观的分数。2011年8月31日8:00至9月3日20:00是第10届全国电子设计竞赛的时间,指导教师做好后勤服务,保证学生吃好和负责及时购买电子元器件。
(3)大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的总结阶段。电子设计竞赛结束后,要及时组织参赛学生和指导教师召开总结会议,在会议上主要做以下几件事情:要详细介绍参赛作品测试的流程、注意事项和测试技巧,并在会上安排测试的准备工作;要求每位参赛学生谈谈自己的收获、体会和建议,对一些合理的建议进行整理后,向院领导汇报,找出整改的措施;要求每位参赛学生以项目、单位模块电路的方式整理自己在培训和参赛期间的所有资料,并放在一个文件夹内,交给班长,再由班长收齐后交给指导教师,使下一届学生可以参考并从中受益。
三、构建大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式的保障体系
1.建设一支“双师型”的指导教师队伍
教师是培养学生动手能力的关键,因此,湖南城市学院从培训现有教师、引进“双师型”教师和外聘具有实践经验的业界行家作为学院的兼职教师三方面入手。2010年暑假派了6位指导教师2人一组分别到湖南科瑞特电子有限公司、北京华清远见教育集团嵌入式学院学习AVR单片机、FPGA和ARM,努力使其成为“双师型”教师;2010年12月从益阳职业技术学院引进电路设计实践经验丰富的李加升教授,外聘湖南科瑞特电子有限公司研发部主管肖宇工程师做指导教师,充实师资队伍力量。只有这样,才能建设一支“双师型”的指导教师队伍。这些教师不但有丰富的专业理论知识,还有过硬的实践技能,授课理论联系实际,由他们指导电子设计竞赛和大学生创新性实验项目的学生,才能培养出好的参赛学生,取得好的参赛成绩,保证创新性实验项目完成的质量。[5]
2.建立开放性实验室和电子元器件库
开放性实验室是全天向学生提供实验和实践的场所,该场所内要配置高档的电子测试仪器、制板设备和开发板,它有专人值班,学校的师生员工均有权使用它。从经验来看,开放性实验室可以极大地提高学生的学习积极性和主动性,发挥他们的创新能力,受到学生普遍的欢迎。通过它的实施,形成了学生爱动手、有动手的机会、人人参与的良好风气,从而使大学生创新性实验项目和电子设计竞赛有了一个良好的群众基础。[5]
教师和学生在电路设计与制作时常常遇到这样的情况,即费了九牛二虎之力绝大多数元件都买到了,只差一个元件未买到,导致无法工作进行下去。建立电子元器件库是一个较好的解决办法,就是将一些常用常见的元器件买一些,分类放好,由专人保管维护,这样有两个方面的好处:一是可以保证大部分元器件在学校就有,只要集中精力去购买元件库中没有的元件,缩短了元器件的购买时间;二是不会因元器件不到位而影响学生的设计方案选择或者延误学生的设计进度。
3.设置激励机制
激励机制的建立是相当重要的,对指导教师和学生而言,参加竞赛获奖的难度很大,完成创新性实验项目的研究工作需要投入大量的时间和精力,需要得到承认和报酬。如果没有较好的激励措施,会影响其积极性。因此,学校应建立一套合理的激励制度,鼓励教师和学生参加创新性实验项目和竞赛。例如:合理核算教师指导大学生创新性实验项目和电子设计竞赛的工作量,并根据获奖的情况,在教师的评优、评先和职称晋升时给予优先考虑。对参加创新性实验项目和电子设计竞赛的学生,根据参加时间的长短给予一定的选修性质的学分;对表现突出的学生,学院在评定优秀学生、奖学金和推荐免试研究生时给予优先考虑;对和获奖的学生,根据论文的档次和获奖的等级给予一定的物质奖励。只有这样才能够调动教师和学生的积极性,促使更多的优质项目立项和取得更好的竞赛成绩。[6]
四、结束语
湖南城市学院的实践证明,大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合教学模式是可行的,既能够保证创新性实验项目的完成质量,又能够使电子设计竞赛取得好的成绩。2011年10月15日,湖南城市学院组织第十一届电子设计竞赛的报名选拔工作,报名人数为561人,是去年的3倍多,可选择的范围很大,形成了良性循环,极大地促进了学风的建设,也为培养创新能力较强的高素质应用型人才提供了舞台。同时该模式推动了教学改革,教学改革的深入又必将使该模式推向更广泛地参与和更高的层次,因此,我们会坚持走下去,而且要越走越好。
参考文献:
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[4]贡雪梅,朱漱玉.以竞赛为契机,丰富第二课堂――从全国大学生电子设计竞赛谈学生课外科技活动的开展[J].西安航空技术高等专科学校学报,2005,23(1):59-61.