前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的电子科学与技术主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2014)02-0102-02
Exploration of School Enterprise Cooperation Mode of Electronic Science and Technology Specialty//Shi Jianxing, Xu Yanbin
Abstract Starting from the characteristics of Electronic Science and technology specialty, the training mode of school enterprise cooperation as a breakthrough point, to improve the students’ practical ability and training directly working talents as the goal, two aspects were summarized from the practice base construction and targeted training, explore the new road of school enterprise cooperation.
Key words electronic science and technology specialty; practice base; targeted training
2000年6月,国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发2000〔18号〕),明确提出软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础[1]。大力发展我国集成电路产业和软件产业,是克服我国集成电路人才短缺,抓紧培养集成电路专业人才方面的重大举措。随着集成电路产业的飞速发展,国家和企业对集成电路各类人才的需求越来越多,对人才的要求也越来越高,这些都对电子科学与技术专业的本科教学提出了新的挑战。高等学校在人才培养的模式上必须进行有效的改革,校企合作体制的实施和更深层次的建设是高校人才培养模式改革的重要方面之一。通过校企合作体制的开展和教学质量的不断提高,使毕业生在准备就业的时候不仅具有深厚的理论功底,而且能够学习和掌握相关的设计软件,具有相关工作经验和解决实际问题的能力,了解行业背景和企业需求,为培养直接上岗型人才打下了良好的基础。
1 学校目前存在的问题
电子科学与技术专业是为国家和社会培养集成电路产业人才的重要专业分类。河北大学电子科学与技术专业的学生主要学习集成电路工艺和集成电路设计两大类课程,其中集成电路设计又包括电路设计和版图设计。通过两年的专业基础课和专业课的讲授,学生可以了解和掌握集成电路制造过程中的各种工艺加工工序(如硅片的清洗、氧化、光刻和扩散等)、集成电路中常用的设计方法(如全定制、半定制、CPLD和FPGA等)和集成电路基本单元的版图结构(如电阻、电容、BJT管和MOS管等)。虽然在理论授课的基础上也开设了相应的实验课程,但是实验软件落后,以及与社会生产实际相脱节的状态十分严重。这里以集成电路版图实验为例来加以说明。
在集成电路版图实验教学过程中,由于经费的限制,只能通过免费或者低级的版图绘制软件来完成实验教学工作。由于使用软件功能上的落后,没有办法让学生更好地了解如何对版图进行设计规则检查和电学规则检查,不能清楚地知道设计规程检查文件,不明白版图后仿真和电路图与版图的比较过程中需要注意哪些事项,不知道实际生产中相关元件的版图绘制方法,只能简单地绘制出某个元器件的版图,造成学生只是学习到了版图设计中的一点儿皮毛,相关知识匮乏,不能很好地满足企业的需求。
2 校企合作方案探索
实习基地的建立 2003年7月,教育部下发《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》,通知中要求高校要大力推进“国家集成电路人才培养基地”的教学改革[1]。为了培养应用型的集成电路设计人才,了解企业需求,河北大学跟北京芯愿景软件有限公司保定分公司签订了校企合作协议。这既能让学生接触到先进的设计软件,增长自身技能,又能为企业培养所需的人才。
在签订了校企合作协议之后,双方又制定了详细的实习基地实施方案,主要从以下几个方面入手。
首先,暑期毕业实习。学校的毕业生需要在大三之后大四之前的暑期进入实习单位完成毕业实习的工作。实习基地建立之后,企业可以接纳电子科学与技术专业的学生进入单位实习并对学生提供培训。学生要严格按照企业的上下班制度等要求自己。在为期一个月的实习过程中,学生开阔了眼界,增长了见识,掌握了实际生产中相关元件的版图实现方法,明白了集成电路产业中各个环节的作用和实现方法,为就业奠定了良好的基础。
其次,双向选择,深入了解。在暑假毕业实习完成之后,企业对实习的学生进行了综合评定,学生也对企业和集成电路产业有了进一步的认识。通过双向选择的方式,学生可以在大四下学期毕业设计阶段进入实习基地进行更深层次的学习。毕业设计实行双导师制,由学校的指导教师和企业的指导教师共同指导学生完成毕业设计和毕业论文,保障学生能够顺利毕业。这既能增加学生的工作经验,又能为企业本身培养所需的人才。
最后,除本科生的实习以外,还对集成电路工程的硕士生制定了实习计划,并聘请了北京芯愿景软件有限公司的两名高级工程师担任学校的兼职硕士生导师,对集成电路工程专业的硕士生进行联合培养。企业根据不同层次的学生提供不同的培训方案,以满足各自的需要。
定向培养方案 校企合作的目的不仅仅是为了提高学生的能力,为就业打好基础,也是为了为合作企业培养合格的人才,实现双赢。因此,在专业课程教学过程中,根据校企合作协议以及市场对人才培养的需要,高校应该适时地调整教学方案。结合学校的实际情况,在本科教学过程中,从专业课开始到专业选修课,都融入了实际生产中会用到的相关内容。
如在数字集成电路原理与设计以及模拟集成电路原理与设计两个专业课的讲授过程中,凡是涉及集成电路设计方法和版图设计部分的内容时,都融入了芯愿景有限公司的相关书籍或资料作为补充内容,让学生更加直观地了解企业在进行集成电路设计时是如何进行综合考虑的。在数字集成电路综合实验和集成电路CAD课程设计这两门实验课中,采用芯愿景公司的软件和素材进行案例教学,让学生直观地感受到芯片制作过程中模块安排、虚拟结构单元、数字单元、模拟单元、有源器件、无源器件以及布局布线的相关知识,加深对集成电路芯片设计的认识。在集成电路版图设计和集成电路版图设计实验两门课程的开始过程中,从企业聘请了经验丰富的工程师进入课堂帮助任课教师进行理论教学和实验教学。
以上一系列的培养方案,使学生对集成电路设计流程有了更清楚的认识,让学生了解到了企业对毕业生的需求,为合作企业培养了所需的人才,使企业减少了招聘风险,降低了成本。
3 结束语
校企合作的实践教学模式,带给学生的不仅是对书本知识的深化和技能技巧的训练,更是一次记忆深刻的体验,是一次写在记忆中的成长经历[2]。校企合作协议签订半年多来,经过2009级电子科学与技术专业学生在毕业设计环节中的检验,学生深刻地感受到在理论知识与实际应用相结合的过程中自己还存在哪些方面的欠缺,校园里所学习的理论知识在实际工作中发挥了哪些作用。实习经历虽然短暂,但是学生收获颇丰,最终都找到了理想的工作。
笔者深信,随着校企合作的进一步开展和合作的进一步深入,致力于把合作真真正正地落到实处,带给学生的将是更加丰富的工作经验和待遇优越的就业岗位,带给企业的将是源源不断的就业生力军和企业品牌的进一步推广。
参考文献
关键词:电子科学与技术;光电子技术;教学改革;实践创新
作者简介:邸志刚(1975-),男,河北唐山人,河北联合大学电气工程学院,讲师;贾春荣(1977-),女,河北唐山人,河北联合大学电气工程学院,副教授。(河北 唐山 063009)
基金项目:本文系河北联合大学教育教学改革重点项目的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0059-02
21世纪,随着现代科学技术的飞速发展,人类历史即将进入一个崭新的时代──信息时代。其鲜明的时代特征是,支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到高度发展,并能充分满足社会发展及人民生活的多方面需求。信息科学的基础是微电子技术和光电子技术,它们同属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。专家预言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。因此,本世纪将是微电子和光电子共同发挥越来越重要作用的时代,是电子科学与技术飞速发展的时代。
电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。为了我国电子科学与技术事业的可持续发展和抢占该领域制高点,必须统筹教育、科研、人才等各种资源和要素,而其中的人才培养是极其重要的环节。经过对比研究其他院校对电子科学与技术专业的教改研究,本文根据当前的社会现状,结合河北联合大学实际对电子科学与技术专业的培养方案进行改革初探。
一、培养方案制订的原则
目前,我国高等教育正从精英教育转向大众化教育。招生规模扩大的同时,教育质量正遭受严峻的考验。高等教育的目的是为国家培养具有良好的思想道德素质、扎实的基础理论知识、宽广的科学技术知识面、良好的创新意识和创新能力的高素质人才,以适应社会发展的需要。为此,加强人才培养是一个复杂而重大的工程。
培养方案主要包含专业培养目标和专业建设思路两大部分。专业培养目标首先要符合当前社会发展需要,其次要符合学校本专业的实际情况,最后再考虑专业、师资情况。
目前,电子科学与技术专业的毕业生基本上是供不应求,特别是高层次人才稀缺。但是,电子科学与技术产业存在着分布不均、分类较细、进展迅速、产业结构多样化等特点。因此,社会需求与本专业毕业生层次结构之间的供需矛盾会持续一段时间。此外,光电子技术产业得到了国际社会的极大关注,经过光电子技术市场产品的整合,目前光电子技术市场重新步入上升轨道,后期发展将主要受市场影响。[2]我国对光电子技术的发展高度重视,2010年我国以光电子技术为指导的信息产业形成了5万亿美元的规模。
河北联合大学电子科学与技术专业自2002年开始招生,到目前为止共培养出10届本科毕业生。毕业生的反馈意见成为专业培养目标制订的重要影响因素。此外,在学生培养方面,注重学生综合素质的提高,特别加强对学生实践创新能力的培养。
电子科学与技术专业教师中光电子方向占大多数,微电子方向占少数,另有电子材料、自动化控制等研究方向。
二、培养方案的制订
培养方案的制订在综合考虑社会需求、学校及专业实景情况的基础上,首先进行充分的社会调研、分析,然后通过对天津大学、清华大学、燕山大学等院校充分调研,最终确定合理的专业培养方案。
1.培养目标
以培养研究应用型高级人才为目标,以适应当前社会主义现代化建设及信息产业化的发展需要,使学生具有良好的思想道德和科学文化素质;拥有扎实的自然科学基础知识和宽广的专业知识;具备创新、实践及跟踪掌握新理论、新知识、新技术的能力,能够在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域从事系统研发与设计、运行维护等工作。
2.专业建设思路
针对电子科学与技术专业现状,综合考虑社会市场需求、专业师资及毕业生反馈意见,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路。
(1)专业课程体系建设。专业课程体系的建设,首先以专业培养目标为准绳,进行模块化课程设置,调整课程内容,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,以光纤传感体系和光电检测体系为核心,从而使专业课程体系具有前瞻性、针对性和可操控性,进而保障人才培养目标的实现。
1)优化培养方案。根据国家对光电子、微电子人才培养内容和方式的要求,不断优化培养方案,使其既符合教育部颁布的“电子科学与技术专业规范”,又能充分体现学校的特色。优化的出发点是:光电子和微电子产业及工程应用对人才的需求;遵循专业发展规律;突出知识面、素质和能力的培养;制订与时俱进的培养方案和体系。
2)课程教学内容建设。为使课程教学建设与专业特色一致,体现光电子、光纤传感与检测的专业特色,由教授和学科带头人牵头建设光纤传感与光电检测课程体系。光纤传感课程体系包括传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光纤技术、光纤传感技术等课程;光电检测课程体系包括传感器原理及应用、传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光电技术和光电检测技术等课程。此外,为使课程内容充分反映相关产业和领域的新发展、新要求,减少陈旧内容,删掉了热力学统计物理、数理方法、物理电子学、集成电路设计基础、集成电路工艺仿真等课程。
3)教学方法及手段改革。为了实现专业人才培养目标,专业教师发挥各自才智,加强与学生沟通,集思广益,对教学方法和手段进行改革探索。例如对晦涩难懂的专业基础课、深奥抽象的专业课进行多媒体教学,以加深学生的理解,促进学生理论知识的学习。另外,对光纤传感技术课程进行双语教学,让学生学习理论知识的同时,加强专业英语的学习和运用,为后期阅读国外资料进行充分的准备。
(2)专业特色。河北联合大学电子科学与技术专业为适应现代化信息技术产业的发展,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,具体特色如下:
1)课程体系设置。课程体系分为通识教育平台、学科基础平台和专业教育平台三大部分,包含光纤传感技术、光电检测技术及半导体制造技术三个主干学科,所有课程共198.5学分。其中通识教育思想政治教育类课程、大学英语课程、体育、大学语文、计算机基础及学科导论共55.5学分,占28%;学科基础平台主要指公共基础课和专业基础课,共74学分,占37%;专业教育平台是专业课,共63学分,占32%;另外还有创新实践环节,6学分,占3%。
2)学生培养。在夯实专业基础知识、拓宽专业知识的基础上促进学生的个性发展,加大力度培养学生的创新意识及能力,定期聘请校外专家为学生作学术前沿报告,使学生掌握本专业科研动态的同时,在开设专业英语及双语教学的基础上鼓励学生阅读外文一手文献,以激发学生的创新意识,使其创新能力得到大幅提高,培养学生在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域的研发能力和应用实践能力,并能够进行相关的系统分析、设计、优化及维护。
3)实践教学。突出光电子技术应用,加强学生实践能力的培养。在培养方案中增加电子技术、光电子技术系统设计的实践训练。电子技术实践训练包括电工电子实训、电子技术课程设计和专业生产实习。光电子技术实践训练包括光电工艺实习、专业生产实习、光纤传感系统课程设计以及综合性课程设计。通过这几项实践训练,学生能够在电子技术领域、光纤传感及光电检测领域具备足够的实践能力。此外,为了让学生尽快将理论知识转换为实践能力,学校组织学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组大赛等活动,从而培养学生的知识综合运用能力、创新能力和解决实际问题的能力。
三、改革效果
1.优化了课程体系,提高了教学质量
专业的培养目标及方向确定以后,围绕培养目标组建了课程建设小组,并请天津大学电子科学与技术专业专家教授进行指导,进而建立结构合理、条理清晰、方案可行的课程体系,相对而言大大提高了课程的教学质量。
2.学生夯实了专业基础,拓宽了专业知识,加强了实践技能
课程体系优化以后,学生入学后对培养方案及目标非常明确,从而使得学生能够妥善处理各门课程之间的关系,抓住核心,适当拓展,使所学理论知识成为体系。与此同时,通过竞赛及光电兴趣小组引起学生的求知欲,以此激励学生加强理论知识的学习,促使学生自发地将理论知识和实践环节有机结合起来,使二者相辅相成、相互促进。
3.培养了学生的创新能力及科研思维
在教学过程中强调基础知识的灵活运用及实践创新案例讲解。其次,组织并指导学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组及各项实践环节。这样有效提高学生对专业知识的理解与应用能力,从而使得学生的创新能力及科研思维得到了培养及提高。在2012年飞思卡尔智能车大赛中,电子科学与技术专业的组队获得了国家一等奖的好成绩。
4.提高了就业率和考研率
通过加强学生的理论基础知识、完善其知识结构,并且实践能力及创新能力都得到很大提高,使得学生的竞争力得到大大加强,并得到企业和其他高校的认可,刺激了学生的求知欲和创新欲,从而提高了就业率和考研率。
四、结论
电子科学与技术专业作为教育部为适应市场需要而确定的一个新专业,其发展任重而道远。结合河北联合大学本专业的实际情况,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”的培养主线,对本专业的建设方案及培养体系进行优化改革,加强了师资队伍建设、专业课程体系建设,并在此基础上对教学方法和手段进行改革,从而提高教师的教学水平,加强学生的理论基础,完善其知识结构,提高其实践及创新能力,实现了教学科研相辅相成、教学相长的目的。
参考文献:
[1]电子科学与技术专业教学指导分委员会.电子科学与技术专业发展战略研究报告[J].理工科通讯,2007,(6).
[2]徐文彬.应用型电子科学与技术专业人才培养方案的思考[J].新课程研究,2011,(8):20-21.
关键词:电子科学与技术;应用型创新人才;教学体系改革;校企合作
作者简介:胡杰(1979-),男,河南信阳人,太原理工大学信息工程学院,副教授;张文栋(1962-),男,河南太康人,太原理工大学信息工程学院,教授。(山西 太原 030024)
基金项目:本文系山西省教学改革项目(项目编号:J2011012)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)09-0018-02
随着科技的快速进步和经济的高速发展,我们的世界已经从工业经济时代跨入了知识型经济时代,在知识经济的模式中,知识、科技先导型企业成为经济活动中最具活力的经济组织形式,代表了未来经济发展的方向。[1]而随着世界经济形势的悄然变化,经济生产中对人才的需求也发生了巨大的变化,技能型专业人才不能满足社会生产的需求,只有知识与技能兼具的高层次应用型创新人才才能受到社会广泛的欢迎。[2]最近几年,欧美等世界发达国家对人才的聘用与培养经验已经证明了这种人才需求的迫切性,而且我国沿海发达城市对这些人才也是求贤若渴。这种人才需求的迫切性既对我们的高等技术教育提出了更高和更新的要求,也为其发展创造了良好的机遇。为此,各级政府和高等院校以及研究院所都极为重视,探索和研究如何培养应用型创新人才已然成为了一个重要的课题。
一、电子科学与技术应用型创新人才培养的必要性
21世纪被称为信息时代,电子科学与技术是现代电子信息产业的基础。[3]根据目前国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势,欧美等发达国家和地区的电子科学与技术产业已经步入蓬勃发展的阶段,而中国伴随着改革开放的步伐和国外资产的不断涌入,电子科学与技术产业也开始步入上升轨道。在“十报告”中明确提出“建设下一代信息基础设施,发展现代信息技术产业体系”,把“信息化水平大幅提升”纳入全面建成小康社会的目标之一,并提出了走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,促进这“四化”同步发展。中国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间,高科技含量的自主研发的产品将进入市场,形成自主研发和来料加工共存的局面;中国大、中、小企业的分布和产品结构趋于合理,出口产品将稳步增加;高技术含量产品将向民用化发展,必然促进产品的内需和产量。随着社会需求逐步扩大,电子科学与技术专业总体就业前景看好。
电子科学与技术专业的教育质量、规模、结构和市场的关系是一种相互制约、相辅相成的辨证关系。目前,市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求,特别是高层次的设计人才短缺。而国内目前对电子科学与技术人才的培养模式呈现为多样性[4],只有包括清华大学和电子科技大学在内的8所高等院校拥有电子科学与技术国家一级重点学科,北京理工大学和西北工业大学等11所重点院校拥有物理电子学、电路与系统、微电子学与固体电子学和电磁场与微波技术4个电子科学与技术国家二级重点学科,很多一般的高等院校在教学水平和学生生源水平上远远不及重点高校,所以对电子科学与技术应用型创新人才培养能力上还远远不足,培养出的学生无法满足当今社会生产的需求。
二、电子科学与技术应用型创新人才培养的发展之路
1947年美国贝尔实验室发明了晶体管,开创了固体电子技术时代。[5]中国最早于1955年在北京大学开设半导体专业,1956年国家制定的12年科学规划中把将半导体技术列为四大重点发展领域之一,同年由北京大学、南京大学、厦门大学、吉林大学和复旦大学五所大学联合开办了半导体物理专业,为后来我国的半导体行业的发展培养了大批专业技术人才。20世纪70年代,集成电路行业迅速发展,我国开始从国外引进集成电路生产设备,为满足市场对人才的需求,很多高校先后开展了半导体物理专业,我国半导体领域开始发展。但是到20世纪80年代由于国内半导体技术的落后,同时受到国外半导体市场的冲击,我国半导体行业出现低迷状态。进入20世纪90年代之后,微型计算机和家电等信息产业的迅速发展推动了我国半导体行业的发展,同时中外合资热潮的出现使我国在引进国外先进设备的同时和引进了先进的技术,至此我国的微电子行业开始了高速发展的时代。教育部1998年4月颁布了新的本科专业目录和引导性专业目录,将原微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁场与微波等本科专业整合为一级学科“电子科学与技术”。
目前,全国设有电子科学与技术相关专业的高等院校有170多所,在校学生约3-4万人。其中全国重点建设的“211工程”院校中,有41所学校设立了电子科学与技术本科专业,在“985工程”重点建设院校中,有19所学校设立有电子科学与技术专业。电子科学与技术专业的发展现状总体来说是良好的,主要表现在:本专业的规模在逐年扩大,开设此专业的学校和招生人数都在增加;本专业毕业生的就业率相对较高,这是与电子科学与技术行业的稳步发展相适应的。
三、太原理工大学电子科学与技术应用型创新人才培养的改革与创新
太原理工大学(以下简称“我校”)电子科学与技术学科是在电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等相关专业的基础上,进一步拓宽专业,加强基础,为满足社会人才发展的需求而进行的人才培养模式探索与改革。2010年电子科学与技术学科已获得一级博士和一级硕士学位授权点,为我们的学科发展提供了机遇,为探索和改革电子科学与技术学科人才培养模式奠定了基础。我们将进一步完善专业知识结构,既重视电子科学与技术传统知识的传授,又注重学科前沿及创新能力的培养,为培养高水平和高素质的高级工程人才打下可靠的基础。
1.应用型创新人才培养的实验教学体系创新
太原理工大学信息工程学院实验技术中心于1998年7月成立以后,为加强学生实验环节,先后建立了高频电子线路及信号与系统实验室、智能仪器与虚拟仪器实验室、现代通信技术实验室、微波与天线技术实验室、电子工艺实验室。实验技术中心承担信息工程学院电子信息工程、测控技术与仪器、通信工程专业教学培养计划所涉及的全部实验教学任务,每学年完成60余门课程的实验任务、20余门课程的课程设计任务。
为了提高教学实验水平,增强学生的创新素质和实践能力,实验技术人员积极参加有关学术交流活动,多次主办“高级实验技术研讨会”、“新技术、新产品演示会”;在国内外学术期刊或会议上多篇;参编普通高等教育“十一五”国家级规划教材《过程控制实验教程》以及《单片机技术及应用系统设计》、《可编程序控制器原理及应用》等多部教材;带领学生积极参与全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车大赛、大学生iCAN物联网创新创业大赛、全国大学生电子设计大赛赛场、OpenHW开源硬件与嵌入式大赛和“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等国家赛事,并多次获得国家级奖项,提高了学生的创新与应用能力。
2.校企合作的应用型人才创新模式
校企合作是高等院校培养高素质应用型人才的有力实践方式,通过产学研结合的方式实现学校与企业信息和资源共享。学校利用企业提供的教学设备和岗位实习机会,提高了学生的实践应用能力,实现了让学生在校所学与企业实践有机结合,而作为企业也不用为人才培养而大费周折,通过将员工送入校企共建基地学习和引进优秀毕业生的方式,提升企业创新能力,所以是一种“双赢”的方式。
为提升电子科学与技术应用型人才的培养能力,学校先后与太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司、山西德力西电器有限公司、太原维康商贸有限公司和山西中科博杰科技有限公司等高新技术企业签订了校企合作协议。山西德力西电器有限公司向我校捐赠了多台电器控制设备,建立了“山西德力西电器控制实验室”。太原维康商贸有限公司在我校建立产学研基地的同时设立了“维康助学金”,不仅为学生提供实习岗位的机会,也为家庭困难学生提供了经济帮助。太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司和山西中科博杰科技有限公司作为科研型高新技术企业,与我校建立了长期的学生创新与应用能力培养方案,各公司高级技术人员将作为学生的直接指导老师,指导学生进行生产实习和毕业设计的工作,为培养高层次应用型人才提供了保障。
3.学科研究领域的拓宽与创新
为让学生学习和掌握世界最前沿的微米纳米检测技术,我校电子科学与技术专业引进多位国外留学归来的博士人才,建立了微纳系统研究中心,开展微纳机电系统、生物传感器和纳米电子器件等方面的研究工作,微纳系统研究中心目前承担国家863项目、国家自然科学基金、教育部博士点基金、博士后基金等各类基金项目20余项,同时实验室长期开展科技活动,学生申请后可进入实验室跟随导师进行为期半年或者一年的学习活动,期间学生会参与实验室项目的科研工作和科技比赛活动,提高科研能力的同时锻炼学生的实际动手能力。
为给学生提供更多的就业发展机会,更好地为山西省经济快速发展服务,我校电子科学与技术专业师生结合山西省经济特色,开展了煤矿水害超前探测与预警技术的研究,并以此为基础积极申报了科技部重点领域创新团队和山西省重点实验室等,并承担了山西省重大专项项目、山西省特色学科建设项目和山西省科技攻关项目等多项科研课题。在加强平台建设的同时与山西省煤炭地质水文勘查研究院、同煤集团和北京睿呈时代信息科技有限公司建立了科研合作关系,为我校研究生和本科生提供了科技研发基地和实验测试基地,促进了我校学生在煤矿安全领域中的就业和发展。
四、结语
我校电子科学与技术专业在实验教学体系创新、校企合作的应用型人才创新模式和学科研究领域的拓宽与创新方面做的工作是研究电子科学与技术应用型创新人才培养模式工作的一部分,是学校电子科学与技术专业特色紧密结合人才培养、企业发展以及地方经济特色的创新与改革,是面向新的国际形势下培养高层次应用型专业技术人才模型的培养和探索。这一系列的工作将有助于培养学生的理论学习、动手实践和实习能力,可以满足知识经济时代对高层次应用型创新人才需要,促进我校教育事业的改革与进步。
参考文献:
[1]Andersson Thomas.全球知识经济时代背景下的区域发展及繁荣治理[J].研究与发展管理,2012,25(2):55-65.
[2]张兄武.基于利益相关者理论的应用型创新人才培养模式研究[J].教育理论与实践,2011,31(3):9-11.
[3]周远明,梅菲,刘凌云,等.电子科学与技术专业应用型创新人才培养方案探索[J].中国电力教育,2013,(28):31-32.
1.1专业口径宽,并未突出专业特色由于电子信息科学与技术专业属于一门新兴专业,目前仍然处于建设和发展初期阶段,因此大部分学校对于该学科的课程设计上并未进行严谨的考虑。目前电子信息科学与技术专业需要学习的课程主要有电子学与信息系统、信息与电子科学、计算机科学与技术、无线电物理学等专业学科,专业涉及的知识面十分宽泛,专业口径过宽,这就无法有效体现电子信息科学与技术专业的特色。还有一些高校为了提高学生就业率,在课程设计时并未对该学科进行科学合理的课程安排和内容设计,这些原因都导致大部分学校内的电子信息科学与技术专业和电子信息工程专业、电子科学技术专业等理工学科之间没有很大区别。目前这种情况对电子信息科学与技术专业的未来发展将产生很大影响。
1.2师资力量不雄厚由于电子信息科学与技术专业目前还处于建设与发展初期阶段,其师资力量还十分欠缺。很多高校中真正具有电子信息科学与技术专业知识的教师严重不足,由于电子信息科学与技术随着我国信息技术的发展更新换代速度十分快,因此这些教师在为学生进行授课过程中并不能给学生传授及时有效的前沿知识。加上校内一些教师是刚毕业的学生,在教学经验上存在严重不足,校内师资结构也存在一定问题,这对电子信息科学与技术专业的未来发展产生严重阻碍作用。
1.3缺乏专业实践力度电子信息科学与技术专业作为一门应用型专业,其内容必须与社会实践紧密联系,因此,实验教学是该专业在发展过程中十分重要的部分。目前许多高校为提高学生实践能力,在课程设置上安排了合理的实验课程安排,然而实验课程只是单一的让学生按照实验教材进行一些简单的验证型实验,记录相关数据,填写实验报告。这对学生自主学习和实践能力起了限定作用,影响学生自主研发和设计的能力,加上实习过程中一些工作做得不到位,严重影响着学生在电子信息科学与技术专业学科上的实验实践能力。
1.4教学思路和方法存在不足国内很多高校教师在进行电子信息科学与技术专业的讲解时,只是一味进行专业知识的传授,对于学生如何将专业知识运用于实践中去等方面知识并未给出更多的研究和讲解。学生在学校虽然学习并掌握了专业的电子信息科学与技术知识,但对于如何科学合理运用这些知识去解决问题的相关能力却并未得到提高。此外,一些教师在教授过程中一味沿用以往教学经验,并未结合课程实际和新技术发展对课堂教学思路和方法进行完善提高,课堂上教师与学生的沟通也存在严重不足现象。在这种教学环境下,学生学习中遇到问题时并有得到一个有效引导,进而产生排斥厌烦的情绪,使得该专业的教学无法达到预定教学成果。
2电子信息科学与技术专业建设的建议
2.1加强专业方向建设,突出学科特色对于目前电子信息科学与技术专业存在的专业口径过宽并未突出专业特色的问题,可以在今后的课程建设中,加强专业方向课程建设以突出该专业科学特色。针对该专业特点对一些基础特色课程的教学方式和教学内容进行一些重点调整和改进。电子信息科学与技术专业必须加强计算机、信号与信息、电路与系统和电磁波这四个方向专业知识的学习。学校应当以这四个方面作为教学方向,将培养学生对这几个方面知识进行运用和创新能力作为教学重点,并形成一个明确的教学系统体系。
2.2提升整体师资力量师资力量不足是限制电子信息科学与技术专业发展的重要影响因素,因此提高整体师资力量在专业建设中显得十分重要。首先,学科教师应当不断提升自身专业素质,为学生带来更加专业的教学。教师应当不断关注电子信息科学与技术相关的信息并完善自身专业教学素质,为学生提供更加有目的性的学科教学。其次,学校应当资助教师进行学科专业知识的培训。很多高校教师并不具备完善的专业知识,使其无法进行全面科学的教学工作。因此,通过参加学校组织的专业知识培训,有效提高教师对电子信息科学与技术专业知识的了解,这样才能够使教师能够更加有针对性的展开教学活动。
2.3强化学生实验实践能力,强化对知识的运用电子信息科学与技术专业建设应当以培养学生实践能力和专业创新能力为主。学校在进行教学过程中,应当加大对实验的关注度,重视实验教学,同时加强实验室文化的建设。此外,在学生实习期间,学校要积极和社会企业进行沟通和联系,为学生提供更好的实际机会。
3结语
【关键词】电子信息科学与技术微电子课程体系建设教学改革
【基金项目】大连海事大学教改项目:电子信息科学与技术专业工程人才培养实践教学改革(项目编号:2016Z03);大连海事大学教改项目:面向2017级培养方案的《微电子技术基础》课程教学体系研究与设计(项目编号:2016Y21)。
【中图分类号】G42 【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2018)01-0228-02
1.開设《微电子技术基础》的意义
目前,高速发展的集成电路技术产业使集成电路设计人才成为最抢手的人才,掌握微电子技术是IC设计人才的重要基本技能之一。本文希望通过对《微电子技术基础》课程教学体系的研究与设计,能够提高学生对集成电路制作工艺的认识,提高从事微电子行业的兴趣,拓宽知识面和就业渠道,从而培养更多的微电子发展的综合人才,促进我国微电子产业的规模和科学技术水平的提高。
2.目前学科存在的问题
目前电子信息科学与技术专业的集成电路方向开设的课程已有低频电子线路、数字逻辑与系统设计、单片机原理、集成电路设计原理等。虽然课程开设种类较多,但课程体系不够完善。由于现在学科重心在电路设计上,缺少对于器件的微观结构、材料特性讲解[1],导致学生在后续课程学习中不能够完全理解。比如MOS管,虽然学生们学过其基本特性,但在实践中发现他们对N沟道和P沟道的工作原理知之甚少。
近来学校正在进行本科学生培养的综合改革,在制定集成电路方向课程体系时,课题组成员对部分学校的相关专业展开调研。我们发现大部分拥有电子信息类专业的高校都开设了微电子课程。譬如华中科技大学设置了固体电子学基础、微电子器件与IC设计、微电子工艺学以及电子材料物理等课程。[2]又如电子科技大学设置了固体物理、微电子技术学科前沿、半导体光电器件以及高级微电子技术等课程。[3]因此学科课题组决定在面向2017级电子信息科学与技术专业课程培养方案中,集成电路设计方向在原有的《集成电路设计原理》、《集成电路设计应用》基础上,新增设《微电子技术基础》课程。本课程希望学生通过掌握微电子技术的原理、工艺和设计方法,为后续深入学习集成电路设计和工程开发打下基础。
3.微电子课程设置
出于对整体课程体系的考虑,微电子课程总学时为32学时。课程呈现了微电子技术的基本概论、半导体器件的物理基础、集成电路的制造工艺及封装测试等内容。[4]如表1所示,为课程的教学大纲。
微电子技术的基本概论是本课程的入门。通过第一章节的学习,学生对本课程有初步的认识。
构成集成电路的核心是半导体器件,理解半导体器件的基本原理是理解集成电路特性的重要基础。为此,第二章重点介绍当代集成电路中的主要半导体器件,包括PN结、双极型晶体管、结型场效应晶体管(JFET)等器件的工作原理与特性。要求学生掌握基本的微电子器件设计创新方法,具备分析微电子器件性能和利用半导体物理学等基本原理解决问题的能力。
第三章介绍硅平面工艺的基本原理、工艺方法,同时简要介绍微电子技术不断发展对工艺技术提出的新要求。内容部分以集成电路发展的顺序展开,向学生展示各种技术的优点和局限,以此来培养学生不断学习和适应发展的能力。
第四章围绕芯片单片制造工艺以外的技术展开,涵盖着工艺集成技术、封装与测试以及集成电路工艺设计流程,使学生对微电子工艺的全貌有所了解。
4.教学模式
目前大部分高校的微电子课程仍沿用传统落后的教学模式,即以教师灌输理论知识,学生被动学习为主。这种模式在一定程度上限制了学生主动思考和自觉实践的能力,降低学习兴趣,与本课程授课的初衷相违背。[5]为避免上述问题,本文从以下几个方面阐述了《微电子技术基础》课程的教学模式。
教学内容:本课程理论知识点多数都难以理解且枯燥乏味,仅靠书本教学学生会十分吃力。因此,我们制作多媒体课件来辅助教学,将知识点采用动画的形式来展现。例如可通过动画了解PN结内电子的运动情况、PN结的掺杂工艺以及其制造技术。同时课件中补充了工艺集成与分装测试这部分内容,加强课堂学习与实际生产、科研的联系,便于学生掌握集成电路工艺设计流程。
教学形式:课内理论教学+课外拓展。
1)课内教学:理论讲解仍需教师向学生讲述基本原理,但是在理解运用方面采用启发式教学,课堂上增加教师提问并提供学生上台演示的机会,达到师生互动的目的。依托学校BBS平台,初步建立课程的教学课件讲义、课后习题及思考题和课外拓展资料的体系,以方便学生进行课后的巩固与深度学习。此外,利用微信或QQ群,在线上定期进行答疑,并反馈课堂学习的效果,利于老师不断调整教学方法和课程进度。还可充分利用微信公众号,譬如在课前预习指南,帮助学生做好课堂准备工作。
2)课外拓展:本课程目标是培养具有电子信息科学与技术学科理论基础,且有能力将理论付诸实践的高素质人才。平时学生很难直接观察到半导体器件、集成电路的模型及它们的封装制造流程,因此课题组计划在课余时间组织同学参观实验室或当地的相关企业,使教学过程更为直观,加深学生对制造工艺的理解。此外,教师需要充分利用现有的资源(譬如与课程有关的科研项目),鼓励学生参与和探究。
考核方式:一般来说,传统的微电子课程考核强调教学结果的评价,而本课程组希望考核结果更具有前瞻性和全面性,故需要增加教学进度中的考核。课题组决定采用期末笔试考核与平时课堂表现相结合的方式,期末笔试成绩由学生在期末考试中所得的卷面成绩按照一定比例折合而成,平时成绩考评方式有随堂小测、课后习题、小组作业等。这几种方式将考核过程融入教学,能有效地协助老师对学生的学习态度、学习状况以及学习能力做出准确评定。
5.结语
关键词: 电子设计竞赛 电力电子技术 教学改革
教育部、信息产业部等联合组织的全国大学生电子设计竞赛自1994年以来已经成功举办了11届,从历届竞赛题目来看,主要有以下几种方向题目:电源设计、信号源、处理类和控制类等。其中和“电力电子技术”课程最密切的是电源设计类题目,几乎每一届都会出现电源设计方向的题目,因此全国大学生电子设计竞赛题目应结合“电力电子技术”课程教学目标,不但可以丰富教学内容,明确教学任务,而且可以提高学生实践能力。
电气工程及其自动化专业为广东石油化工学院(以下简称我校)卓越工程试点专业,可以为教学研究提供优秀的平台。通过全国大学生电子设计竞赛把对人才素质的检验反馈到教学改革中,调整和改革电气类专业人才培养机制,体现大学生创新精神和实践能力。结合我校“卓越工程师”培养目标,探索建立具有地方性普通高校特色的电气类专业人才培养机制。针对不同层次学生教学目标和教学要求,设计更好的教学方法,注重理论知识与实践教学相结合,让学生在做中学,以电子设计竞赛题目和任务导学和驱动教学。
1.教学改革目标
电力电子技术课程的任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法;掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能;熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标,提高学生专业素质。专业素质主要体现为运用所学专业知识、理论和技能进行专业实践,解决社会实践问题(如技术创新、技术改造、产品开发、设备维护、生产管理等)的能力。构建符合应用型人才成长的课程体系,厚基础、重实践、结合单片机应用系统设计方面形成突破,使学生有丰富的系统设计经验。注重培养学生专业意识,激发专业兴趣。结合单片机C语言等课程,课内教学以理论为主,课外教学以实践为主,使学生得以全面发展。确定课程教学目标,结合全国大学生电子设计竞赛历届题目,分阶段构建课程知识培养架构;以学生为主体,以能力培养为核心,引入多种教学方法和教学手段,改变课程考核方式,全面对课程教学进行改革,争取在全国大学生电子设计竞赛中取得更好的成绩。
2.教学方法改革
为了完成以上教学任务,对课程教学方法进行改革,在不同阶段的教学过程中采用不同的教学方法,激发学生学习热情,培养学生相应能力,同时鼓励学生参加各种电子设计竞赛。
2.1学科基本内容教学改革
首先利用多媒体教学环境进行课堂教学,充分利用多媒体教学,进行电子课件、电路仿真、教学素材资源库及视频展示等,将抽象问题形象化,这样教学更生动具体,提高学生的学习兴趣,更好地掌握教学内容,同时提高教学效率和教学质量,获得较好的教学改革效果。
其次,根据教学内容安排一定课堂时间给学生自学和实践,有利于巩固和深化教学内容,提高学生实践能力。自学指导法的关键在于学生课外自学过程中,教师必须布置学习要点让学生自学,要求学生组成兴趣小组,利用网络或图书馆查阅资料,结合课堂所学知识开展专题自主学习,然后由小组负责人在课堂上进行汇报,不同小组学生先互评,然后老师进行适当点评。引入自学指导法有助于提高学生学习主动性,给学生课外自学提供适当引导,提高学习效率,对提高学生自学能力和分析问题、解决问题的能力等有很大帮助,使学生感受到团队的重要性和自主学习的乐趣。
2.2实验教学改革
在理论教学和实践教学过程中引入电子设计竞赛题目与设计要求,采用任务驱动教学,使理论和实践结合起来。一个电力电子项目应用项目需要很多电路,如PWM电路、测量放大、输出控制等,涉及电路分析、模拟电路、数字电路、C语言、单片机、等方面知识,以电力电子技术课程开发带动其他课程学习,起到以点带面的作用。教师给出设计方案,让学生分析方案,或设计满足性能指标的电力电子系统,最后指导老师对每个小组设计的方案进行讲评,分析设计方案的优缺点,并提出改进意见。使学生理论联系实际,加深对电力电子技术课程课堂教学内容的理解,培养学生灵活运用所学知识的能力。在实验室完成课程教学过程,边讲边练,讲练结合,分组实践,共同讨论。教学过程中,坚持学生电子设计竞赛相关设计能力培养原则,打破班级整体概念,以电气工程及自动化专业实验室的目前的教学条件,一般将学生分为4~6人的学习小组,以单片机开发板、驱动电路、电力电子变流电路等硬件,配合从低到高的不同性能要求的电子设计竞赛题目,从独立分项的拓扑电路技术实践向综合性工程实践逐步完成教学任务。
2.3电子设计竞赛培训与选拔
以全国大学生电子设计竞赛为目标,鼓励学生参加各种电子设计竞赛,选拔优秀学生进行专门培训,提出相应的学习目标和要求,促进优秀创新人才成长。目标是拔高创新人才培养带动整体水平提高。教学过程中引入“因材施教”教学策略,针对不同层次、不同兴趣的学生提出不同要求,以满足不同需求,在满足基本教学要求的前提下,提出和达到更高的教学目的。一方面,对于经典理论和基本知识点,必须让学生掌握。另一方面,让学生不断吸收新知识。电力电子技术发展速度相对较快,为了使培养的学生适应市场需求,教学过程中必须时刻把握和跟踪新技术和方向。
3.教学手段改革
理论必须联系实际,电力电子技术有很强的实践性,实验是培养动手能力、严谨科学态度和科学研究方法的重要手段,是必不可少的一个教学环节。电力电子技术实验环节学时一般为8学时,课内安排3个基础性实验和1个综合实验设计,课外安排1个创新性选修课题设计。为了弥补实验课时较少及实验室在硬件建设上的不足,充分利用现有电路仿真软件建立虚拟实验室,软硬结合,提高实验教学质量。此外,还可以利用Flash等多媒体软件、制作波形分析等动画教学课件,通过这种互动式直观教学,解决电力电子电路中电压、电流波形分析难的问题,形象生动地完成课程教学内容,加深对教学重点和难点的理解,增强教学效果。
4.结语
结合全国大学生电子设计竞赛教学改革,学生对本课程学习基础扎实,思维和视野扩大,除掌握课程知识本身外,还掌握获得知识的方法,自学能力得到增强,培养创新意识,以点带面,对其他课程和专业知识学习有显著的帮助和促进作用,使学生真正掌握由元件到系统、由强电到弱电、由硬件到软件等多方面系统化专业知识,实践能力得到训练和提高,争取在全国大学生电子设计竞赛中取得更好的成绩。
参考文献:
[1]李建坡.依托电子设计竞赛培养信息类专业学生创新与实践能力[J].东北电力大学学报,2010(10).
[2]王立华.大学生电子设计竞赛电源类赛题分析[J].实验科学与技术,2013(2).
[3]王福兴.从大学生电子设计竞赛看专业基础实验课改革[J].中国科教创新导刊,2011(16).
关键词:电路与模拟电子技术;教学实践;心得体会
作者简介:王玉菡(1981-),女,河北衡水人,重庆理工大学电子信息与自动化学院,讲师;杨奕(1970-),男,重庆人,重庆理工大学电子信息与自动化学院,副教授。(重庆400050)
基金项目:本文系重庆市教委高等教育改革重点项目(项目编号:112003)的研究成果。
中国分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)12-0091-02
“电路与模拟电子技术”是高等工业学校本科计算机及其应用专业和电子类相关专业必修的一门技术基础课,是把“电路”和“模拟电路”两门课程合成一门的课程,同时调整了教学要求,教学学时也相应进行了压缩。课程的主要任务是通过讲授电路理论和电路分析方法、电子电路的分析和初步设计方法,使学生获得必要的电路分析和模拟电子技术的基本理论、基本方法和基本技能,了解电子技术发展的概况,初步掌握电子电路的分析、设计方法,为学习后续课程打下基础。为提高教学质量,本文主要结合课堂教学实践,阐述了笔者对教学方法改革的认识和一些具体做法。
一、“电路与模拟电子技术”教学中存在的难点分析
1.如何合理分配学时
“电路与模拟电子技术”课程分电路基础和模拟电子技术两部分,教材编写通常是按80学时左右编写,重庆理工大学选定的教材是由西安电子科技大学出版社出版,江晓安老师编写的,本科教学理论学时数为64学时。如何针对仅有的学时,合理分配教学内容,使学生准确理解并掌握课程的内容,是本课程教学需解决的一大问题。
2.如何突出把握重点
“电路与模拟电子技术”课程内容多,要让学生在短时间内掌握知识,就要求教师在讲授课程过程中,突出重点内容,便于学生课下自学和复习。
3.如何紧跟时代步伐
“电路与模拟电子技术”课程教材体系滞后,不能够与时俱进。在电子技术飞速发展的当今,现有教材没有任何关于EWB仿真的内容,没有把计算机辅助分析融合到教学中。
4.如何提高学生兴趣
俗话说:兴趣是最好的老师。就算是再难的课程,只要有兴趣,肯坚持学习,就一定能学好。关键是如何调动学生的学习兴趣?这就要求教师上课要灵活,不能上死课,要多联系实际,把抽象问题具体化,把复杂问题简单化,把理论问题生活化,给学生体会知识的机会,只有感同身受,才能印象深刻。
二、改进教学方法
1.综合教学,化难为易,合理分配学时
课堂时间是短暂的,要在短时间内让学生明白一些概念和问题就需要教师抓住所讲内容的内在联系,以点带面,举一反三,综合运用相关的知识进行讲解。因为这些知识点之间是有联系的,通过多角度、多视角联系和讲授知识,可以使学生印象深刻,进而掌握知识点。经过笔者多次课程实践教学发现学时数最好的分配是:电路部分24学时,模拟部分40学时。因为电路部分的内容,包括电路基本概念和定律以及电路的分析方法、电路的暂态分析以及正弦稳态电路分析,学习起来并不费力,很多内容学生在“大学物理”、“高等数学”、“复变函数”等课程中都有所接触,是有基础的,即使自学也可以很好的掌握。而模拟电路部分内容,由于涉及到微观粒子的运动、特性曲线以及工程中的近似等效等内容,对学生来说比较生疏,需要多花时间慢慢讲解,很多学生自学也是完全不懂得。因此实践证明讲授这门课程,采用“前紧后松”的教学节奏,要把前面的进度稍稍加快,进入模拟电路部分后,就要慢慢讲授。
2.善于引导,因材施教,突出把握重点
教师在台上固然是授课者,但是学生也不应只是被动接受者。授课是个交流的过程,教师要会讲,善于讲,善于观察学生的反映,适时调动起学生的积极性。笔者在教学实践过程中,讲每一章内容时,都会先告诉学生本章的重点。并以“了解”、“理解”和“掌握”三个词来区分一章内容的轻重。在讲课的时候,只需了解的内容让学生自学即可,重点讲授需要理解和掌握的,突出重点,这样学生学习起来就有了层次感。例如讲授第六章放大电路分析基础时,因为时间有限,通常只着重介绍三极管放大电路及其分析,场效应管放大电路的分析作为了解和自学的内容,这样学生学习起来就会把主要精力放在三极管及其放大电路的学习上了。只要把三极管及其放大电路学习好了,就会运用同样的分析方法去分析场效应管及其放大电路。
3.鼓励学生,自己学习,建立良好课堂气氛
由于课时有限,教师在教授过程中不可能面面俱到,所以适时安排一些内容自学,一方面可以更大限度地完成多一点的教学任务,另一方面也可以提高学生学习的积极性,变被动学习为主动学习,提高教学质量,是绝对的双赢。例如在讲第3章动态电路分析时,就只需要介绍电容元件的一阶零输入响应、零状态响应以及全响应的求解过程,对于电感元件的类似电路就交由学生课下自学,让学生上课讲给大家听,一个学生讲完了,其余的学生还可以补充,大家一起学习,使得印象深刻,学习气氛浓厚了,教学质量也就跟着提高了。
4.每章小结,重视作业,不断深化知识
每章节的小结是为了回顾、总结这一章节的主要内容和知识重点,这样做可以帮助学生掌握其内在联系,理清所学知识的层次结构,形成知识框架;能够促进学生掌握知识,总结规律,从总体上把握知识;能够为学生下一步的学习架设桥梁,为下一节课做好铺垫。所以说章节回顾在教学中有着举足轻重的作用。对于教师,为了检验教学效果是否达到预期目的,为了强化和检查学生对所学内容的理解、掌握程度,每当讲解完一个新的知识点都应布置相应的习题,这也是对学生的一个督促。作为教师,也应该认真批阅学生的作业,分析作业的完成质量,进而了解学生理解的弱点,进行有针对性地备课准备,进一步改进自己的教学方法。
5.结合多媒体增加教学的直观性和趣味性
多媒体课件在现在的教学中已经是不可缺少的了。“电路与模拟电子技术”作为一门重要专业技术基础课,其特点是:理论性强,原理抽象,定理、定律、公式和概念多。如果只用传统教学方法和手段,很难解决该课程中的“图形、电路、图表、原理图、结构”等问题,必然导致知识传授的枯燥无味,会使学生在学习过程中感觉困难,使学生积极性受挫,久而久之会使学生失去学习兴趣,产生厌学情绪,不能按时完成教学任务,也难有好的教学效果。为此,除采用演示、实验手段和语言鼓励之外,还采用多媒体技术手段,通过新颖的、多样的、生动有趣的画面、图像、声音来展现教学内容,可增强课堂教学的形象性、生动性和趣味性,使学生激发起浓厚的学习兴趣和积极性,产生强烈的求知欲望,加强教学效果。
6.增加EDA教学内容,与时俱进
EDA技术是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,进行电子产品的自动设计。现今,EDA技术日益成熟,已渗透到电子系统和集成电路设计的各个环节。为了让学生了解电子技术的新发展,了解现代电路设计方法,了解日益发展的电路设计技术,跟上时代的步伐,掌握最基本的EDA技术,特增加这一部分的内容,拿出一个课时专门介绍EDA技术基础、EWB软件、可编程模拟器件及应用,将计算机辅助分析融合到具体的教学内容中。
7.加强实践教学,培养学生的动手能力
理论需联系实际才会有意义,学生学习的最终目的也是学以致用。所以需要加强实践教学,培养学生的动手能力,增加综合实验内容,将有内在联系的实验内容组合到一起,以加强综合能力的培养;同时注意在训练的过程上增加梯度,由浅入深,增加中大规模集成电路的实验内容。随着电子技术的发展,中大规模集成电路的应用越来越广泛,如课堂上只讲授器件基本原理,难以解决实际器件的使用问题。因此,在实验中加强了这方面的训练,其目的是使学生从看懂芯片管脚图功能表,理解电路原理图,一直到电路的实现,以培养解决实际问题的能力。
三、教学成效
在教学过程中,结合传统的教学方法,适当的引入多媒体教学,极大地调动了学生的学习积极性,避免了学生学习过程中的枯燥感,加深了学生对知识的理解和掌握程度。教师的教学过程也改变了以前的只教不学的模式,以学生为主体,充分地发挥了他们的主观能动性,从被教授到主动学习,同时也增进了师生之间的交流。各种综合性的实验项目,很好地将理论和实践结合起来,加强了学生的动手能力。实践证明,在学生的后续学习中,学生的积极性和主动性都有所增强,学习成绩也得到明显的提升。良好的学习习惯和扎实的基础使他们有足够的能力去主动学习他们感兴趣的知识,参加各种电子设计大赛。这既培养了他们的综合能力,也为以后的工作积累了一定的经验。
四、总结
总的来说,教学中存在的问题,主要还是教师这个Leader,要带领好学生,掌控好教学的节奏,做到张弛有度,让学生感受到知识的重要性,自发的学习,而不是为了考试而学习。笔者在“电路与模拟电子技术”课程的教学中不断总结和探索,实践证明了通过以上改革可有效提高教学效果,激发学生的学习兴趣。
参考文献:
[1]高玉良.电路与模拟电子技术课程教学改革的实践[J].长江大学学报,2008,(3).
[2]李心广,王金矿,马文华,等.计算机专业《电路与电子技术基础》课程教学改革研究与实践[J].湘潭师范学院学报,2008,(2).
一、数字电子技术课程教学现状
电子专业教师只有具备了过硬的理论与实践技术,才能更好地组织电子专业课的教学,拥有较强的动手能力才能在课堂上做到游刃有余,教得顺手。学生才能学有所获。因此要废除旧的教学方法,数字电子技术专业教师必须全方位考虑的问题,必须从数字数字电子技术教学特点出发,不断进行改革,调动学生的学习兴趣,研究出新的教学方法,形成新的教学模式。
1.传统教材不适应高职教育特点
教材方面,虽然现在市场上有很多所谓的针对高职高专院校的教材,但事实上,很多都只是普通高等院校教材的压缩而已,并没有能真正针对高职高专的特点。比如传统数字电路的教材按照课程的学科体系,详细介绍目前已普遍使用的各种数字集成电路内部电路的分析与设计。而其对象仅限于中、小规模集成电路本身,对如何应用各种数字集成电路构建数字系统方面,却没有涉及。因此学生无法对数字电路和数字系统形成整体认识。这样的教材在技术上反映的是20年前数字电路的水平,在内容上没有也不可能体现高职教育重应、重实践的教学特点。
2.传统的实验教学方法不利于创新人才的培养
传统的实验教学方法一个最显著的特点就是它的验证性。老师指导学生实验的目的就是为了验证某一个定理或结论,其优点是针对性较强,指导方便,学生实验成功率较高,但是这种实验很容易使学生产生满足感和依赖性,学生不太愿意进一步思考“为什么要这样做”。因此,这种传统的验证性实验具有简单性,它严重制约着学生创新意识的培养,阻碍着学生主动探索的积极性,不利于创机关报人才的培养。
二“、数字电子技术”课程特点
“数字电子技术”课程是电类、信息类等专业学生进入本专业时首先开始学习的一门专业基础必修课程,该课程与后续开设的“微机原理”、“单片机原理”、“EDA技术”等诸多专业课程密切相关,是学生专业素质形成的关键性课程之一,在课程体系设置中有着重要的基础性地位。教学目的是让学生积累丰厚、扎实的数字电子技术基础知识,为后续课程的学习打下良好基础,同时培养学生的自主学习能力和创新能力。近年来,数字电子技术的应用已发展到甚大规模集成电路,随着现代电子技术、计算机技术以及通讯和网络技术的迅速发展,使得课程内容日趋分化,分析方法更加多样,授课内容愈加复杂,目前课程教学正处在优化、调整、整合的时期,涌现了大量的关于教学研究和教学改革的探索文章。
三、整合课程教学内容,提高教学效果
电子技术飞速发展的今天,数字电路中的一些传统内容已经不适合现代电子信息技术发展的需要。为此,对课程内容的调整势在必行。调整后的内容一定要体现课程知识体系的先进性、前瞻性与实用性。目前“数字电子技术”课程过于学科化,缺乏新观点、新知识、新技术、新器件,因此课程内容的改革应立足于成熟的需要为应用,同时需要增加现代科学的新技术,让学生了解知识的前沿和动态,以拓展学生的知识领域,在授课计划的修订中,一是要合理安排课程的经典内容与现代数字电路内容的课时比例,大量精简压缩分立元件、小规模集成电路的内容,明确扼要地讲述中规模集成电路及其应用,着重于外部逻辑功能的描述和分析,强调外特性和重要参数,不详细讲内部电路。二是要把硬件描述(VHDL)和EDA(CPLD/FPGA)技术另设为一门新课。新的授课计划可以先在电子与信息技术、计算机控制技术、自动控制技术等电类专业中试运行
四、重构数字电子技术理论与实践教学体系
1.强调“基本知识、基本方法、基本思想”的“三基”核心“,以不变应万变”的学习思路
由于电子技术的发展日新月异,数字电子电路的构成方式从早期的以逻辑门、触发器为基础,发展到现在以集成电路为基础,其常用分析和设计手段从早期的逻辑表达式、卡诺图等,发展到现在以EDA计算机辅助技术为主流,数字电子技术的知识体系也日益庞大。所以在教学中首先要让学生认识到课程的性质和特点,同时让学生知道,电路的具体形式是变化无穷的。
2.重视知识的体系化教学
“数字电子技术”的知识点很多,因此教师在教学中就要特别重视知识的体系化教学。在绪论课上,通过对学科发展历史和应用领域的介绍,把教材上的各个章节所讲的内容和作用简略说明一下,使学生在学习具体知识点之前,了解数字电子技术的发展过程、知识构成体系和各种有趣有价值的应用,从而调动学生的学习兴趣,提高学习的积极性。
3.在各个教学环节中,注重理论与实践有机结合
关键词:光电子技术;双语教学;多媒体课件;互动式教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0130-02
一、光电子技术与双语教学
光电子技术是一个非常宽泛的概念,它围绕着光信号的产生、传输、处理和接收,涵盖了新材料(新型发光感光材料、非线性光学材料、衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等)、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。光电子技术作为一门专业课程,主要涵盖光辐射与发光源、光的传播、光的调制、光电探测、光电显示与成像、光存储等内容。光电子技术不仅是一门专业课程,而且已发展成为一门学科,即电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科,主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础,涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论,是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科,是未来信息产业的核心技术。双语教学是运用外语进行的非语言教学,具有如下特征:第一,强调在语言类的专业学科中用外语教学;第二,强调运用外语进行课堂教学的交流与互动。双语教学与专业外语教学在性质上完全不同。前者外语是一种教学语言,以外语为手段,讲授一门课程为目的。后者是一种语言教学,以相关知识为手段,讲授外语为目的[1]。因此,在双语教学中,专业知识与专业外语之间存在相互平衡的关系。在有限的学时条件下,教师既要讲授专业知识又要讲授专业外语,学生要在专业知识与专业外语两方面取得进步,二者之间的平衡关系需要根据课程的要求、学生的实际情况在教学过程中不断调整。同时,专业知识与专业外语之间存在相互促进的关系。扎实的专业知识为课程内容的掌握奠定了基础,为专业外语的理解与提高提供了知识背景;坚实的专业外语基础为理解原汁原味的教材内容提供了保障,促进了学生进一步学习专业知识。
随着知识经济、信息社会的到来,全球竞争日益激烈,现代科学正以前所未有的速度迅猛发展,不断引发各个领域深层次的革命。为缩短差距,提高人才的国际竞争力,满足社会对国际化复合人才的需求,双语教学的迫切性和重要性日益凸显。第一,双语教学是知识经济发展的形势需要。国际间竞争不仅表现为产品和市场竞争,更多表现为人力资源的竞争。面对竞争,只有善于抓住机遇,应对挑战,加速高等教育国际化进程,培养一流的人才,才能促进科学教育的发展和变革,使学生具有参与未来国际活动和国际竞争能力。双语教学有利于培养符合市场需求的高素质国际化人才,增加就业机会,保证我国科学教育更加开放地面向世界,促进我国科学教育可持续发展,促进我国知识经济的发展。第二,双语教学是知识信息交流的客观需要,加强中外交流,提高我国科学术水平,缩短与世界先进国家的差距,为实践科教兴国的战略做出贡献。第三,双语教学有利于复合型人才的培养。这种既懂外语,又有专业知识的复合型人才无疑提高了人才的竞争力。
二、“光电子技术”双语课程建设
双语课程建设内容主要包括:大纲确立,教材选用,讲稿教案撰写,课件制作,课堂讲授,课程考试[2]。下面,我们介绍在上述方面的具体工作。
1.“光电子技术”双语课程教材的选取。西安工程大学理学院物理系自2009年以来开设《光电子技术(双语)》课程,其定位为物理系各专业的一门平台课。结合光电子技术的发展、光电子技术双语课程的定位、物理系学生的具体情况以及就业去向,采用S.O. Kasap编著的“Optoelectronics and Photonics-principles and practices”为教材,并且以相关的中英文教材作为参考书[3-6]。课程以“普通物理”、“光学”、“量子力学”系列课程为基础,主要讲授光的波动理论、介质波导和光纤、半导体科学和发光二极管、光伏器件、激光基本原理与技术、光束的调制、光电探测等基本概念及基本技术。
2.“光电子技术”双语课程大纲制定。“光电子技术”双语课程性质为学科基础课,授课对象为物理系本科三年级学生,48个学时,3个学分。制定课程大纲的宗旨和目标在于,通过课程的学习,学生能够对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识,提高分析和解决工程技术问题的能力。同时,学生能够熟悉光电子技术的应用领域,了解目前光电子技术的最新成就,掌握光电子技术的发展方向。采用双语教学(汉语和英语),提高学生查英文文献、读英文著作、写英文文章,以及专业的口头交流能力。为了实现课程大纲中提出的目标,将每一章的内容分为四个层次,即熟练掌握、掌握、理解和了解,并配以相应的课时。
3.“光电子技术”双语课程多媒体课件。考虑课程内容更新速度较快的特点,备课在依据原版教材的基础上,增加了与教材内容相关的一些崭新成果。既让学生感受到原汁原味的英语表达方法,又让学生开拓了视野,把握学科发展动态和发展方向。课程的教案、讲稿以及多媒体课件全部用英语书写,多媒体课件包含下列特点。第一,内容新颖:除了涵盖教材的全部内容,在每一章的最后部分增加了与这一章相关的科技新进展,使学生在掌握课程内容的基础上了解相关领域的动态和最新进展,为提高学生的创新能力提供了切实的帮助。第二,结构合理:由于课程涵盖了经典光学、波导与光纤、半导体、激光、光电探测、非线性光学等内容,每一章都自成体系,可以进行跳跃式教学。并且,每一章的开头都有本章的目录,每一章的结尾部分都进行了小结,做到了首尾呼应,有始有终。第三,图表丰富:收录了与本课程相关的光电子领域的一些著名科学家的照片,介绍了他们的简历及主要成就。同时加入了相关的动画和视频,使学生对抽象概念的理解与掌握变得直观而容易,并且引用了一些著名科学家的重要话语,为提高学生的学习兴趣,开拓学生的视野,丰富学生的思维方式提供了翔实的资料。第四,行文规范:由于是双语课程,课件的文字叙述与使用教材紧密联系,并采用规范的科技英语表达方式,使学生在本科阶段就能够接触相关的专业词汇以及规范的专业英语,为将来的进一步学习和工作打下良好的专业英语基础.
4.“光电子技术”双语课程互动式教学。当前的社会需求对课程的教学方式提出了新的要求,其中包括教学内容的整合,教学内容的拓展,教学手段的更新,教学方法的改革等。在全球步入信息化时代的今天,讲课不仅是对己有知识的简单阐述,而且是教师的一种再创造过程。“一块黑板加一支粉笔”这样的传统教学方法己经不适合现代化的今天了,现今的教学方法应该更趋多元化。不但要注重课程体系的完整性,课程内容之间的有机联系,而且要丰富教学手段,图文声像等多种效果的多媒体课件与板书结合的模式,同时要采用启发式、互动式的教学方法。在明确教学目标,考虑教学目的和本专业实际情况的条件下,我们采取互动式的授课方式,表现在如下几个方面:第一,学生之间、师生之间互动行程。在课堂上,首先简要回顾上次课的主要内容,让二位同学依次补充细节。其次,讲解并翻译这次课所涉及的专业术语以及重点段落,领读一遍后,让一位同学读一遍,其他同学找不足之处,然后进行课程内容讲授,多媒体课件与板书全部用英语书写,汉语讲授为主,英语为辅。其间,教师常常会提出和讲授内容相关的问题,并鼓励学生可随时提问,收到了非常好的教学效果。第二,教师在课后的反思。互动式教学的主要目的是激发学生获取知识、提高能力的主动性和积极性。要有效实现这一目标,应将以下几个方面有机地结合起来:知识的传授、互动题材、师生之间互动行程、教师的点评。总之,量体裁衣地选用互动模式才能确保教学互动流程的顺畅,才能激发学生的积极性和主动性,增强学生的自信心与表达能力。
光电子技术和微电子技术是未来信息领域的两大支柱。光电子技术的双语教学不但能够促进学生对相关学科前沿学科理论的掌握与了解,而且有利于学生外语综合能力和跨国文化交际能力的培养。在双语教学中,专业知识与专业外语之间既存在相互平衡的关系,又存在相互促进的关系。双语课程建设应在大纲确立、教材选用、讲稿教案撰写、课件制作、课堂讲授、课程考试等方面加大力度。采用互动式教学方法讲授光电子技术,将知识的传授、互动题材、师生之间互动行程、教师的点评等方面有机地结合起来,有利于激发学生的积极性和主动性,增强学生的自信心与表达能力。
参考文献:
[1]吴平.五年来的双语教学研究综述[J].中国大学教学,2007,(1):37-45.
[2]赵懿琨,王卫星,王建.光电子技术双语教学课程的建设[J].教育理论与实践,2007,(27):169-170.
[3]安毓英,等.光电子技术(第3版)[M].北京:电子工业出版社,2011.
[4]朱京平.光电子技术基础(第2版)[M].北京:科学出版社,2009.