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1.引言
在现代教育中,实验教学占有非常重要的地位,它是对学生进行创新素质教育的一个重要手段,也是对学生动手能力培养的必要途径。
现在,随着国家对职业教育的重视,学校对各类技术的培训也逐渐增多。职业类学校对实验课的教学,在实验形式、内容上的要求越来越高,而同时在实验设备、器材、场地、经费的保障相对滞后的情况下,一定程度上影响了学校实验教学的开展和学生实践创新能力的培养。虚拟实验作为传统实验的一个必要的有益补充,既能节约大量的教育经费,也可以圆满地完成实验教学任务。
所以我们设想来利用“虚拟仪器”、“虚拟器件”在计算机上进行电子电路设计和实验的新方法。
2.MULTISIM的发展与优势
3.1.2 电路原理
在学习电工基础时,最先要学习的就是基尔霍夫定律。基尔霍夫定律的内容是:在任意时刻,对于任意节点来说,流入或流出该节点的电流之和为零,电路中任意一个回路的电压降之和为零。
3.1.4 实验数据及结论
3.2 电子实验应用实例-串联型稳压电路
3.2.1 要求
(1)建立串联型稳压电路.
(2)分析串联型稳压电路的性能
3.2.2 电路原理
在稳压电源电路里,应用的最多、最广泛的就是串联型稳压电源。
串联型稳压电源主要由基准电压产生电路、取样电路、放大电路和调整环节组成。在实际电路中,为了保证调整管的安全,还必须设有保护电路。在如图所示的电路中,稳压管构成的电路作为基准电压产生电路;R1、R2和RW构成取样电路;集成运算放大器作为比较放大电路;晶体管为调整管。
电路工作时,经过从输出电压取样—与基准电压比较-误差放大-调整管进行调整,完成稳压的过程。由于调整管和负载电阻串联,故称电路为串联型稳压电路。
3.2.3 MULTISIM操作步骤
(1)建立如图3-3-1的串联型稳压电源电路。220v的交流电经变压、整流、滤波进入稳压环节。电路中,运放采用741,稳压管采用IN4372A,示波器通道A设为10v/DIV,通道B的输入设为5v/DIV,选择DC方式。
(2)打开仿真开关,调节电位器的阻值,将输出电压调至5v,利用万用表来测量输出电压和电流,并用示波器来观察串联型稳压电路的输入输出波形。
(3)计算该电路的输出电压的最大值和最小值,并与理论值进行对比。
3.2.4 实验结论
4.存在的问题
(1)本文的题目中提到了虚拟实验室,但论述的内容只是罗列了几个典型的实验,简述了MULTISIM软件在电工电子实验方面的应用。但是如果真的构建一个虚拟的实验室,仅仅靠软件本身是无法实现的,应配合数据库的建设和网络来进行完善。通过网络不但可以进行在线教学,还可以对实验进行整体批改和实验报告的生成。
(2)虚拟的设备和元件并不能完全地代替实物教学,应该是作为一种辅助的实验设施。应该让学生会实际操作实物,而对于损耗大、破坏性强的实验尽量采用虚拟设备。
5.结论
从以上列举的仿真试验中可以看出,用MultiSim进行电工电子虚拟实验非常方便,现象直观,结果精确。我们认为在职业类学校教学经费不足的情况下,通过仿真实验可以大大缓解实验仪器设备不足等问题,提升实验教学对学生创新能力和实践能力培养的力度,同时降低实验教学对客观物质条件的依赖都有积极的促进作用。
参考文献
[1]熊伟,梁青.MULTISIM电路设计及仿真应用[M].清华大学出版社,2005,7.
[2]郑步生.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.
[3]康华光.电子技术基础(模拟部分)[M].北京:高等教育出版社.
随着科学技术的不断发展和大学本科毕业生就业压力的不断加大,用人单位更注重毕业生的动手实践能力和科技创新能力。因此,注重培养学生分析问题和解决问题的能力,培养适应新形势下综合素质高、复合型及应用型的人才,成为当前的迫切需求。在大多数的理工院校,会开设工艺性和实践性较强的教学环节,以培养学生的动手能力和创新意识[1]。
一、完善电子设计综合实践教学体系,采用模块化、多层次的教学模式
广东工业大学自动化学院以往开设的实践性教学环节,主要以电子CAD实训和电子综合设计与实践为主。该实践课程主要是针对自动化、电气类专业大三学生开设的,一般先修课程为《模拟电子技术》和《数字电子技术》。其中,电子CAD实训主要以熟悉电子工艺为主[2],设置16个学时,内容包括熟悉PCB电路板的制作工艺和流程,熟悉普通电工电子仪表的使用,熟悉手工焊接的技巧和方法,焊接、组装和调试一些简单的电子小套件,如直流稳压充电器、机器狗、收音机等。这种传统的实训内容单一,所做的电子小套件是购买的已印制好的电路及相应的配套元器件,限制了学生的动手能力和创新思维[3,4]。另外一门电子综合设计与实践是熟悉与掌握设计仿真软件为主,课程设置为16个学时。教师通过设置好多组题目,由学生自由选择设计与仿真项目,利用EDA?件设计和仿真数字电路系统,最后下载到DE2板加以验证。该实践课程可以充分发挥学生的设计与仿真能力,但缺少动手制作电路板及焊接和调试电路的练习,使理论和实践发生脱节。
鉴于两门课程的侧重点不同,本学院进行了实践环节的创新和改革,将两个实践环节合二为一,设置了48个学时,涵盖采用EDA软件进行电路设计与仿真、PCB图设计与绘制、电路制作、焊接与调试等综合性内容,学时上更充足,教学环节更全面。本课程是对电工和电子技术理论教学的深化和补充,既可以加深学生对理论知识的理解,提高综合运用所学理论知识分析问题、解决问题的能力,也可以培养学生的动手实践能力和科技创新能力,为后续课程的学习与日后工作奠定基础[5]。
电子设计综合实践采用渐进式PBL教学方式(即在常规PBL教学模式的基础上,增加“过渡问题引导”和“教师课内辅导”等环节),通过解决电子电路设计与制作调试的实际问题,来提升学生综合设计与时间能力及科技创新能力。本课程的教学目标,主要包括以下三点。
1.能够针对具体电子电路系统设计目标,设计多种解决方案,对复杂工程问题的设计方案进行综合和评价。
2.在理解多种解决方案的基础上,能够通过建模与仿真,对不同方案进行分析、比较和评价,选择适合的方案,尝试进行改进和优化。
3.能够将理论设计实现,使学生具备电子产品的设计、制作、安装、调试及性能测试的能力,并能够借助于口头和课程设计报告等书面方式与外界进行交流。
二、结合培养目标和毕业要求,充实电子设计综合实践的内容
在总结以往实践教学环节经验和充分调研的基础上,我们制定了最新的电子设计综合与实践教学大纲[6],对实践环节的教学目标和毕业要求指标点提出明确要求。工程类专业的毕业要求,最重要的一点是能够将专业知识用于解决复杂的工程问题,使用现代工具对复杂工程问题进行预测和模拟,能够基于工程相关背景进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响。
依据电子设计综合与实践教学大纲,课程设计具体内容和安排如表1所示。
三、注重学生的动手能力和创新能力,完善电子设计综合实践考核机制
本实践课程的考核与成绩评定方法,采用全面和创新开放式的考核指标要求,其中包括三大内容:平时成绩、实践报告成绩、项目设计考核成绩。平时与实践报告部分,按照通用的标准进行评定,而项目设计考核部分,包括创新与开放式的评定指标、扩展功能的实现及创新性,所占比例为30%,更注重学生动手能力和创新能力的培养。
四、电子设计综合实践的发展方向与创新探索
对自动化和电气相关专业的培养目标,涵盖培养学生具有健全人格、正确价值观、良好职业素养及社会责任感,具有对相关领域复杂工程问题进行分析、设计与开发的专业能力,具有组织和实施相关领域工程项目的团队合作和管理能力,并在实际工作中不断追求自主学习、终身学习与创新意识,主动适应技术、经济与社会的持续发展。通过对电子设计综合实践教学环节的改革和探索,其发展方向和创新教学模式应重点体现以下几个方面。
1.加强理论基础,注重培养动手能力。保证一定课时的理论课教学,再通过一定学时的综合实践,使学生能够将专业知识应用于实践,不断提高动手能力和创新能力。
2.建立模块化、多层次的创新型教学模式。针对不同专业的学生和培养目标,采用多层次的创新型教学模式,设置开放式的设计项目,学生可以自行选择感兴趣的题目。通过建模和仿真,分析和比较多种解决方案,利用电子产品和设计方案的多样性,避免学生出现重复、抄袭现象,极大提高自主学习和创新能力。
教学中主要存在的问题
现行的课程体系注重理论化、分立化,在这个体系下实施的课程教学,往往只能讲到元器件、电路,几乎触及不到系统。目前,该课程教学基本能满足人才培养的需求,但对培养学生职业岗位技能、提高学生创新创业能力以适应快速发展的社会需求尚显得不足,主要表现如下。
现行课程内容面窄且重微观细节
该课程历来的教学重点是电子电路分析的各种方法及元器件特性,学生花费较多时间和精力去记忆、去计算,却对于系统工程电路的分析设计无从下手。另外,许多现代电气工程中实用的概念及全新的应用技术也相对缺乏,这就导致学生不能从宏观上全面系统分析及设计电路,不能满足市场对专门人才的需求。
教学内容未能充分体现重实践的目标
随着市场经济的迅速发展和各位地方区域转型的推进,高等教育也正朝着系统工程基础教育和智力开发转变。另外,现有的教材内容多、学时少,理论与实验教学没有紧密结合,实验项目更新慢,导致很多学生对实验应付了事,甚至不愿意做实验。很多学生在实验中遇到问题就不加思考、急于问老师,主要原因是对电路整体工作原理尚不理解;还有些学生虽理论知识掌握较好,但照电路图连线都不知道从何下手;甚至有些学生根本不动手做实验,最后抄别人的实验数据上交。因而教师如何改进讲课内容及讲课方式、加强理论结合实践的训练从而激发学生的学习积极性显得刻不容缓。
教学方法和教学手段单一、落后
该课程目前主要是板书授课,这种授课方式节奏适中,给学生时间思考、练习及讨论,知识掌握牢固。但板书授课也存在一些缺点:不形象、不直观、教学面窄,这样就会使学生普遍感觉该课程知识枯燥难懂,缺乏一定的学习兴趣和自主性。另外,没有结合matlab、multism等仿真软件辅助学生分析电子电路,这与黄河科技学院“应用型人才”的培养宗旨和本专业职业技能人才培养目标有一定差距。
针对以上问题,在课程改革建设中笔者主要做了以下内容的探索研究。
解放思想,更新教学理念
根据黄河科技学院“应用型普通本科院校”的办学定位和“应用科技大学”的目标要求,同时为了适应现代科学技术的迅猛发展,学校近几年逐渐增开了职业技能课程、创新型课程等,这样使得“电工电子学”的学时不断减少。目前理论为50学时,实验为10学时,教师面临着学时少、内容多与能力培养出现缺口的问题,所以,急需教师通过到院校、企业调研,解放思想,提升教学理念。
优化理论教学内容,体现能力培养
现行教材内容体系包括电路分析基础与模拟电子技术两大部分,内容较全面。其中涉及到电工电子领域必备的知识,如线性电阻电路分析、动态电路分析、放大电路分析、波形产生电路分析、直流稳压电源等。每一部分内容都有详细系统的介绍,但缺少计算机辅助电路分析和实用电路分析设计部分,这就导致学生概念清楚,电路分析方法熟练,只会解题而缺乏系统分析能力。对于本校三本类的学生来说,应注重电路的系统分析设计而不是细节研究及计算能力。
教学内容改革方面,应避免繁复枯燥的公式推导及复杂电路的内部结构分析,增加电阻、电容、二极管及集成运放等元器件的外特性、选型及实际应用举例;增加实用系统电路设计,如涉及信号和能量处理领域的手机、音响设备等;重点讲解与目前新技术新产品联系较多的内容,强化器件外部特性、淡化内部原理,强化系统宏观设计、淡化微观细节,强化电路定性分析、淡化定量推导。例如:对于分立器件部分,加强应用广泛的MOS管应用讲解;对集成电路,把重点放在器件和模块的选用、连接、匹配等外部特性上;增加高速、低噪声及高、低电压芯片的特性及应用内容。同时引入Multisim仿真技术,辅助分析设计电路系统。
改革实践教学环节,重在提高学生的创新能力
实践教学部分是整个教学过程必不可缺的环节。现行的实践教学中实验内容大多是验证性的,学生只需按照电路图机械式地连接好线路并简单记录数据即可,无需动脑筋去思考、去分析。另外,开设“电工电子学”课程时,学生刚刚接触专业基础课,缺乏系统的电子电路知识和动手实践能力,更缺乏活跃的设计思维能力,不足以进行大型综合性的实验。
笔者计划采用一种新的实践教学方案,即由浅入深、由理论到实践、由基础到综合创新的层次化、阶梯式的总体教学方案。该方案将实验内容分成基础验证型、仿真型、综合设计型、创新型四个层次,对不同层次的实验,教师和学生的主导地位各有侧重,从而多方位加强学生能力的培养。
验证型实验不仅要验证理论,更要通过实验使学生掌握如何发现问题、分析数据、总结规律,从而掌握实验的基本技能和方法。由于在实验初期阶段,很多学生不能正确识别基本元器件及使用常用仪器,所以在教学内容上首先安排验证型实验。
引入仿真型实验,使学生掌握现代电子电路一般设计方法,把EDA技术引入实验教学,可让学生了解新技术新方法的运用,从而拓宽思维,激发学生学习的积极性和自主性。
通过综合设计型实验进一步提高学生对知识的综合运用能力,在学生具有一定的实验技能和仿真能力后,再安排设计型实验,可扩展学生的知识面,培养学生一定的创新能力。
通过创新型实验,可使实践能力强的学生进一步提高自我,充分发挥学生的聪明才智,为以后的岗位就业奠定良好的基础。
同时,加大实验室开放力度,给实验技能差的学生提供二次动手实践的机会,同时也给实验技能强的学生提供创新实践的平台,最终提高学生整体的系统设计能力,引导学生迈出创新创业的关键一步。
丰富教学手段及教学方法
改革教学方法、教学手段,使之成为贯彻新教改理念的最佳授课方式。
理论结合实践教学
例如,在讲完电阻、电容、三极管及集成运放等元器件的特性后,可以在课堂上发给学生一些实际元器件,并结合实际应用讲解一些诸如元件值读法、三极管极性判断、集成块额定工作参数及选用等问题,使学生针对实际问题会选择合适的元器件。还可以引入仿真软件辅助理解、分析、设计电路。力争做到理论与实践相互联系,相辅相成。
同时,课堂上学生对新知识的接受和掌握都有一个思考、整理和再加工的过程,这就要求课堂教学必须做到张弛有度,教师应控制好讲课节奏。
多媒体辅助教学
利用多媒体辅助教学,有利于突出教学重点、突破教学难点。有些章节的内容比较抽象,比如三极管内部载流子的运动、基本共射放大电路图解法分析、各参数对静态工作点的影响、变压器的工作原理等等,如果采用纯粹的板书教学,学生不易理解,为此,可以制作相关的多媒体课件,引入录像、录音、幻灯片等,有助于学生更直观地理解其工作原理。
通过matlab和multisim软件进行仿真实验演示,将理论分析与实验仿真结果加以对比,可以加深学生对电路现象的理解,激发他们的学习热情。对网孔法和结点法解方程组时,可利用matlab软件强大的计算功能进行辅助求解,从而节省时间,把学生从大量的计算中解放出来。仿真演示时,可以边演示边讲解,电路的波形、特性曲线及电路参数等都直观显示在屏幕上,且可以实时修改电路参数,演示电路的不同特性,从而加深学生形象记忆,提高学生的学习兴趣和学习效率。
启发式教学
通过精心设问的方法,充分发挥学生的主体作用。教师可就重点章节内容有针对性提出问题,鼓励学生大胆思考、回答,然后再逐个加以对比分析,找出解决方法。教师提出的问题应具有层次性、系列性、综合性和拓展化。例如,求解一电路中某支路电流或某两点间电压,可提问学生有哪些解决方法,然后鼓励学生采用不同的方法(如支路电流法、节点电压法、叠加定理等)解题,最后对比找出最优解决方案,若答案不同进而查找原因,从而营造一个活跃、热烈的课堂氛围,激发学生认真听课的积极性,引导学生领会思路、学习解决问题的途径。
讨论教学法
在讲完一些重要知识点后,可以安排一定的时间做一些讨论。例如:在讲集成运放的特性及应用前,可以让学生课下提前搜集相关资料,讲解过程中针对和本专业相关的实际典型应用进行课上讨论,从中更切身体会理论知识在实际生活中的具体应用。
项目促进教学法
让更多学生参与教师科研项目,同时教师也可以指导学生申报创新型科技项目,让学生像一名科研人员一样主动去研究、去发现、去探索。这样可以更好地锻炼学生搜集资料、知识转化技术及开发创新等各方面的综合能力。
加强网络资源建设,丰富第二课堂
利用网络平台建立教学内容课件、授课录像、问题答疑、新技术应用资料、试题库等模块,为学生创造一个多角度学习、多方位交流的自主学习平台,让学生利用课余时间自行学习,并与最终的课程考核紧密结合。
网络资源的建设需要本课程的多位骨干教师根据本校学生的实际情况,结合实验课程、学生兴趣、参照网络资源共同建设,并且要不断更新、提高。
改革考核方法,加大考查实践能力
长期以来,“电工电子学”课程考试都是以一份试卷决定学生的优劣。学生为了应付考试,把主要精力放在死记硬背上,不利于学生对知识的全方位掌握,也难以衡量学生真正的水平。期末考试不但要考核理论知识,还要进行综合能力的考核,其中制作、调试等应占有相当大的比例,从而以考促学。在原有基础增加仿真型和设计型实验项目的考核,同应加大课程体系的过程性考核力度,以课堂表现、作业、实践技能、平时测试等方式多方考查学生的能力。减少理论课成绩比例,加重综合技能的成绩比例,将学生从大量记忆、计算中解放出来。
平时成绩包括:出勤率、作业、课堂问答及讨论,作业中增加仿真练习,占总评成绩的10%。
实验项目包括:戴维南定理的验证、RLC元件阻抗特性测试、模拟运算电路等验证型实验,从连线操作过程(30%)、实验结果(30%)、实验报告(40%)三方面进行考核,占总评成绩20%。
1引入模块化、层次化教学理念,完善电子实训教学体系
以往多数院校开设的电子工艺实习,大多是让学生了解有关电子元器件的常识,熟悉常用电工电子仪表的使用,通过手工焊接练习学会组装一个超外差收音机、稳压电源或声控台灯之类的简单电子小产品[3]。这种传统的实训内容单一,实习设备落后,限制了学生动手能力和创新意识的培养。随着电子技术和计算机技术的飞速发展,回流焊接技术和SMT等工艺的引入,改变了传统过孔插装技术的局限性[4],而EDA技术的广泛应用,对电子设计综合实训教学体系的完善提出了更高的要求。我们在原有硬件条件基础上进行了实训教学改革,每学年针对自动化、电气工程及自动化、电子信息、通信工程等电类专业十几个教学班,进行2周的电子设计综合实训[5]。在实训内容上设立了3个必选模块,包括印刷线路板设计、计算机仿真和电子工艺装配实习,并且针对不同层次的学生提出不同要求,要求学生必须完成基本内容的实训。设计项目改变原来的单一产品,在必选模块的基础上增加自选模块,学生可以根据自己的兴趣来选择。对于参加大学生电子竞赛和动手能力较强的学生,可以自行准备设计方案和电子电路,灵活安排开放实验室,给予他们更多的实践机会。这样把“必选”模块与“自选”模块相结合,引入模块化和层次化的教学理念,达到“以学生为主体,以教师为主导”的因材施教目的,有利于学生基本技能和创新能力的提高。电子设计综合实训模块组成见图1。
2利用多媒体和网络教学平台充实实训内容
2.1实训教学大纲和内容体系的整合我们在总结经验和充分调研的基础上,制订了电子设计综合实训教学大纲[6]。对于培养目标和教学重点提出了明确的要求,其中重要的一点是要面向社会和生产实际。对于产品设计,要让学生了解有关国家技术标准和各种常用电子器件的技术参数,学会查阅各种资料,并了解电子新工艺、新技术,强化电路设计和动手能力。教材对于电子实训也十分重要。我们在多年实践教学的基础上编写了《电子技术实习指导》,内容包括印制电路板设计、计算机仿真和电子工艺实习三大部分,介绍了常用电子元器件的识别和测试方法、焊接技术、波峰焊、再流焊等,以及印刷线路板设计、电子电路仿真、典型电子产品的组装与调试等内容,并通过对T-2906FM收音机的焊接调试和安装,使学生了解电子产品的基本工艺,熟悉SMT器件的组装技巧。我们进一步整合了实训内容和各部分学时分配方案,重在加强实际操作技能训练,学时分配见表1[7]。
2.2教学手段和资源的整合电子设计综合实训是针对电类专业大三学生开设的实践课程,一般在学完“模拟电子技术”和“数字电子技术”后进行。我们利用多媒体教学手段,组织学生学习基本电子元器件的识别和测量方法,了解手工焊接和自动焊接技术的基本机理,观看焊接工艺视频等,使学生初步建立起感性认识,再通过实际制作组装FM收音机等电子产品,了解整体电路的调试方法,熟悉完成一件电子产品的全过程,保证了良好的教学效果。计算机技术的发展和网络资源的极大丰富,为电子设计综合实训多样化教学模式的实施提供了保障,如Multisim电子电路设计与仿真、Protel印制电路板(PCB)设计等软件,已成为电子设计综合实训教学环节中必备的工具和手段。我们结合省级精品课程“电工电子课程群”和示范中心建设,丰富了“电子设计与综合实训”网站资源,使教学体系更加规范和完善。
3注重学生动手能力培养,完善实训考核机制
在电子设计综合实训过程中,教师要加强指导,对于学生遇到的各种故障现象,要现场分析故障原因、示范讲解排除故障的方法和调试技巧,培养学生独立分析和解决问题的能力,对于印刷板设计的布线技巧和仿真结果分析等也要提出具体要求。电子设计综合实训的考核是对学生整个实训效果的检验,是整个实训过程的重要环节,要对学生的动手能力、分析和解决问题的能力进行综合考评,考核机制要全面、客观[8]。电子设计综合实训考核成绩主要由出勤情况、实践操作、总结报告3个部分组成,尤其是电子产品制作环节的考核,不仅要看学生作品的外观组装情况,更重要的是看调试过程是否规范、产品效果是否达到技术指标要求,例如FM收音机的灵敏度和覆盖调整等具体参数。电子设计综合实训为独立的教学环节,我们各部分的考核比例为:印刷板设计20%;计算机仿真20%;电子产品焊接工艺及装配35%;出勤及实结报告25%。
【关键词】电路仿真;软件;特点
电路级仿真分析由电子元器件构成的电路的性能,包括数字电路的逻辑仿真和模拟电路的交直流分析、时域和频域分析等。电路级仿真必须有包含PSPICE参数的元器件模型库的支持,仿真信号和输出数据代替了实际电路调试中的信号源和示波器。电路仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。电路仿真技术使工程师在实际电子系统产生之前,就有可能全面地了解电路的各种特性。现在电路仿真也广泛用于各类学校的电子专业教学。
商品化的电路仿真软件种类比较多,软件性能特点各不相同,应用的便利性也有差别。根据工程和教学的需要选择合适的电路仿真软件可大大提高工作效率和教学效果。
一、电路仿真技术的功能特点
电路仿真是经过广泛实践,被证明是相当有效的分析技术,被越来越多的电子设计者采用。电路仿真技术可以在下面几个方面发挥作用:
1.验证电子电路设计
采用电路仿真技术对不同的电路设计方案快速地进行模拟分析,保证设计思想正确。在电路形式确定以后,对电路的元件参数进行灵敏度分析和容差分析,优化电路参数,保证设计质量。电路设计采用仿真技术,能极大的减少人工劳动,缩短设计周期,降低设计成本。如滤波器设计中有大量的复杂分析。用人工计算全部数据的话,要耗费大量的时间。采用电路仿真软件可以在几分钟内得到结果,而且误差可保持在工程规范的范围内。
与传统的电路测量方法相比,计算机仿真可预测某特定电路参数的变化过程和最终结果,使人们对电路性能的变化规律有深入的了解。例如,元件参数的误差会给产品性能带来多大的影响?哪个元件的误差会给电路性能产生最大的作用?采用电路仿真技术中的蒙特卡洛分析能快速得出结论。应用最坏情况分析,设计人员可方便地测试各种极端情况,观察极限条件下电路的反应。灵敏性分析使用户能够确定由于设计或元器件参数更改引起的电路性能参数(诸如周期、增益或上升时间)的变化比例。
在常规测量有困难,特别是在实际系统中具有破坏性的实验研究中,电路仿真技术尤其有优势。如某些电子设计涉及高电压和大电流,不正确的设计参数可能造成电子元件损坏,使设计进程受阻。电路仿真用于数字电路同样具有高效率、高精度的特点。在搭建电路之前使用仿真技术,可避免各种致命的损坏,增加成功率。
作为一种模拟技术,仿真虽然还不能完全取代真实电路的实际测量。但由仿真产生的各种参数在设计中有决定性的意义,也为实物试验提供了数据基础。
2.电子专业的辅助教学
电子学是一门实验性很强的学科,电子学原理的学习最好和实验同步进行,以加深感性认识。实验需要测量仪器和电子元件。受到客观条件限制时,用电路仿真验证理论分析结论不失为一个有效的方法。电路仿真能记录分析中的全部数据,可以方便地重现各种电学过程,特别是一些瞬息即逝的现象。如振荡电路的起振过程,一般只有1毫秒左右。在没有存储功能的示波器上无法观察到这一过程。而使用仿真可记录电路起振的全过程;再如用电路仿真软件可构建各种运算电路,随时验证运算放大器的电路理论,比搭建实验电路更为简便快捷。绘制的电路图和产生的仿真曲线可被复制到文档中,使你的实验报告看起来更有说服力。
学习电子电路,不仅要掌握基本原理和计算方法,还要注重电路的设计、分析和研发能力的培养。通常实验室不可能提供世界上各厂家的最新器件。而电路仿真可以采用新器件的模型加以模拟和分析。应用电路仿真技术还可设计验证、测试、设计和创新等不同形式的训练,培养学生多方面的能力。
3.学习电子工程测量技术
测量是电子技术的基本技能之一。电子测量有两个方面的要求:掌握电子仪器的操作方法和数据的采集分析。表1列出了部分电子测量项目和电路仿真分析的对应关系。
在电子测量中,要用到多种信号发生器:如高频信号发生器、低频信号发生器和函数发生器等。这些仪器产生的信号在电路仿真软件中都能实现:如瞬态源可产生函数发生器的各种信号,非线性受控源可产生调幅波等。通过设置仿真源的信号参数,能深入理解各种波形的电学意义。
在仿真软件的图线界面中,根据对测量结果的期待,选择波形的显示参数,相当于调节电子仪器的各个旋钮。电路仿真产生的波形图线比示波器荧屏有更大的幅面和更精确的坐标。软件的图线测量工具可对信号曲线实施多种测量,如周期信号的幅值、频率、周期、相位及脉冲信号的上升时间,信号的过冲幅度等。测量工具是完全图形化的,具有很强的交互性,能自动计算各项参数。
波形计算器对波形进行数学计算。波形计算器使用各种数学符号及函数,计算信号的如平均值,微分积分等数据。在大多数软件中,利用波形计算器,可以交互地构建复杂的函数表达式,产生新的波形。部分仿真软件的测量结果可以被直接标注到图表中。
运用某些软件(如Multisim)中的虚拟仪器,对掌握真实仪器的性能和操作很有帮助。
二、电路仿真软件的基本性能
随着微机技术的发展,基于Windows的EDA软件水平不断提高,现在有很多不同软件公司生产PC版的电路仿真产品。这些产品有不同技术档次和应用定位。一些以印制电路板设计为主要应用的软件也有内嵌仿真组件,如ORCAD的PSPICE、Protel的Simulate等。专门用于电路仿真产品品牌比较多,如Multisim、TINA、ICAP/4、Circuitmaker和Micro-CAP等。通常这些软件都是基于电路仿真语言PSPICE。
各种电路仿真软件的界面和功能各有特点,数据的显示和处理方式也不尽相同。可以从下列四个方面来评价电路仿真软件的实用价值。
1.仿真项目的数量和性能
仿真项目的多少是电路仿真软件的主要指标。各种电路仿真软件基本的分析功能包括静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描和交流小信号分析等4项。还可能有的分析功能有:傅里叶分析、参数分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、传输函数分析、直流和交流灵敏度分析、失真度分析、极点和零点分析等。仿真功能比较少的软件如SIMextrix只有6项,而TINA有多达20项。Protel、Orcad、P-CAD等软件的仿真功能在10项左右。专业化的电路仿真软件有更多的仿真功能,对电子设计和教学的各种需求考虑得比较周到。如TINA的符号分析、Pspice和ICAP/4的元件参数变量和最优化分析、Multisim的网络分析和数字电路仿真、CircuitMaker的错误设置等都是比较有特色的功能。
PSPICE语言长于分析模拟电路,对数字电路的处理不很理想。各种软件的解决方法也不一样:如Protel对数字元件采用Digital SimCode描述,并用乔治亚大学的XSPICE处理数字仿真。Multisim采用基于VHDL、Verilog或C代码描述的模拟和数字器件协同模型。对于纯数字电路的分析和仿真,最好采用基于VHDL等硬件描述语言的仿真软件,如Altera公司的可编程逻辑器件开发软件MAX+plus II等。
2.仿真元器件的数量和精度
软件元件库中仿真元件的数量和精度决定了仿真的适用性和精确度。电路仿真软件的元件库有数千到1、2万个不等的仿真元件,但软件内含的元件模型总是落后于器件的开发和应用。因此,除了软件本身的器件库之外,器件制造商的网站是元器件模型的重要来源。设计者可根据最新器件的外部参数自定义元件模型,构建自己的元件库。对于教学工作者来说,软件的元件模型库完全可以满足常规教学所需。
电路仿真软件的元件分类方式有两种:按元器件类型如电源、二极管、74系列等分成若干个大类;或按元件制造厂商分类。大多数仿真软件有电路图形符号的预览,便于取用。各电路仿真软件对元件的PSPICE模型都作了简化。如PSPICE的电阻模型有一阶、二阶和指数等三个温度系数。多数软件只定义了前两个温度参数,只有TINA定义了电阻的三个温度参数,而Protel的电阻未定义温度系数;又如双极型晶体管有40个PSPICE模型参数,Multisim规定了全部的参数、TINA也有32个,Protel只有22个。所以对仿真精度要求比较高的设计要采用高精度的元件模型,或根据实际元件修正模型参数。查阅和修改组件模型的方法各个软件的处理各有不同。有的在元件属性框中即可修改元件模型参数,而有的要打开专门的模型参数文件或界面才能修改。
3.数据显示和处理能力
运行仿真后会得到大量的电路数据。仿真数据的显示方式有列表和图线两种。如计算直流静态工作点后,Protel将节点电压、支路电流、元件消耗功能和电源端等效电阻等数据以列表显示;Pspice和Micro-CAP可将电压、电流和功率标示在电路图中。瞬态分析、直流扫描、交流小信号分析一般以图线显示结果。图线可以被打印或保存为特定格式的文件;部分软件可将波形保存为通用的PWL(以时间—电学量数对组表示的)格式文件,或导出到Excel中。也可以复制图线,把它粘贴到Windows的“画图”中,处理后保存为图片文件;或直接把图线粘贴到Word、PowerPoint、Autherware等软件的文档中。
各电路仿真软件对波形图线的处理能力不同。但一般都有如下数据处理功能:
(1)波形测量:显示为不同类型的坐标刻度(线性、对数、幅度、分贝等);测出图线的有效值、方均根值、峰峰值、平均值、最大值、最小值、周期等。
(2)图线计算:对图线进行加、减、乘、除、微分、积分等运算。或将图线变量作为数学函数的自变量,得到新的数学变量。
(3)修饰图线:使图线更美观、更容易被理解。可更改图线的粗细、颜色、式样和标记;添加测量数据点标志和数据标签;改变图线的背景色、坐标的式样和颜色等。有些软件允许在图线画面中输入说明性的文字,甚至可以是中文文本。
4.虚拟仪器和教育功能
形象化的虚拟仪器是电路仿真软件的一个特色。最典型的例子是Multisim,该软件的虚拟仪器无论界面的外观还是内在的功能,都达到了同类软件的最高水平。其它备有虚拟仪器的软件有TINA和EDISON等。
虚拟仪器可以帮助学习者了解电子仪器的作用,深入理解电子测量的方法和技术要领。掌握电子仪器的各种操作方法,特别是各种控制按钮、旋钮的功能。Multisim和TINA虚拟仪器的功能实际上已超过了PSPICE本身,比较典型的是网络分析仪和逻辑分析仪。网络分析仪是分析射频组件和射频网络参数的专用仪器;而Multisim的逻辑分析仪具有真正的数字电路分析能力,符合实际数字系统分析的技术要求。部分软件还有虚拟的机电元件,如灯泡、按钮、继电器、接触器等电气元件,调用这些元件可构建机电控制电路。软件元件库中的数学和模拟控制器件可用以分析自动控制原理。
为适应教育单位对电路原理教学的需求,有的软件设置了教育功能。主要是允许使用者对元器件设置一些隐藏的错误,以提高训练学生提高分析问题和解决问题的能力。如Mulisim和TINA可对组件设置开路、短路和漏电阻三项参数;而Altium公司的另一个电路仿真产品CircuitMaker可以对组件和电路做更多的教学设置,并且可加上密码,以防止应用者修改组件属性。
表2是10个有代表性的电路仿真软件主要参数的统计。表中安装容量是指软件安装后在硬盘中所占用的空间,有些软件安装后包括PCB设计组件,如Altium;电源种类数的多少和软件对电源的分类有关,如有的软件将同一电源分别放在多个目录下,有的软件将5种瞬态分析源放在一个图标中;Pspice正式版的仿真元件数为1.6万个。
三、怎样选择电路仿真软件?
在电子工程的生产设计或电子学专业教学中,对电路仿真软件可能有不同的要求,应从软件功能特点和工作实际需要两个方面来考虑。
1.考虑生产和教学对电路仿真软件的需求
首先要考虑软件的实际生产能力,用此软件能完成什么样的工作?该软件的模型库能否满足设计需要;软件有哪些电路仿真功能;电路图有哪些输出格式,是否和企业现有的PCB设计软件兼容;软件的价格及提供哪些售后服务等等。如果本单位的产品比较复杂,就要考虑从电路设计、分析、优化,系统仿真、甚至机电系统设计在内的全面解决方案。
2.评估电路仿真软件的性能
各公司的软件产品有不同的销售定位,电路仿真软件的功能、扩展性和价格相差很大。
同一软件有不同的版本,以不同的功能和价格适应不同的业务需求。一般的教学单位只要学习电路仿真的相关原理,不必强求软件的高性能。使用学生版或教育版的软件完全可以应对日常教学所需。而作为电子生产企业,则要采用企业版或加强版的软件,还要考虑产品的设计、生产和管理等一系列问题,对软件的维护和技术支持也有一定的要求。所以应尽量采用大公司的产品。如ICAP/4、Orcad等;如果对电路设计和仿真有更高的综合性要求,可以考虑美国Synopsys公司的Saber。Saber适用领域广泛,包括电子学、电力电子学、电机工程、机械工程、电光学、光学、控制系统以及数据采样系统等等。
3.根据教学需要选择适用的软件
在教学中,要求电路仿真软件能清晰地展示电路图、信号图线和各种电路数据。Multisim在所有电路仿真软件中,它的仿真元器件、仿真分析类型和虚拟仪器都是最全的,是各级学校电路教学的理想仿真工具。Multisim的缺点是电路图画面只能放大到200%,电路线条比较细,投影到大屏幕上不太清晰。比较适合于职业技术学校的电路仿真软件是TINA 6.0简体中文版,该软件不但菜单和对话框是简体中文,所有的帮助也都是用中文写成,学生比较容易理解和接受。Altium的电路图和仿真图线界面的显示质量比较好,适合教师用于教学幻灯演示和制作各种文档中的插图。Altium也很适合用于印制电路板设计的教学。ICAP/4的优点是可以把仿真得到的电路波形插入电路图中,即可以显示电路中任何一点的波形。Orcad的Pspice在电路中显示仿真得到的节点电压、支路电流和元件消耗功率等数据,非常直观;MicroCAP有最强大的参数扫描功能,可时设置多达20个参数进行扫描分析。如果是电子学的初学者,则可以用有3D界面的电路仿真软件Edison,该软件界面生动直观,和实物形象相当接近,有助于认识和理解电路。
4.专用电路仿真软件
除了通常的电路仿真软件外,还有一些专门针对某一类设计应用的软件如:Intusoft公司的电源仿真设计软件Power Supply Designer和磁性元件(设计分析变压器和电感器)的设计软件Magnetics Designer;芬兰APLAC公司用于射频电路设计和仿真的软件APLAC;以及美国Ansoft公司的系列产品等。很多的半导体器件生产商为了推广它们的产品,也开发了专门的电路设计和仿真软件。如Altera公司的可编程逻辑器件设计软件Max+Plus II;TI公司的开关电源专用设计软件SWIFT Designer;Linear公司的电路仿真和开关电源设计软件SwicherCAD等。
最后要说明的是,现在电路仿真软件的发展方向已不再局限在电子学范围内。电路仿真技术在增强数模混合信号的仿真能力的同时,正在向电力电子、电光学、甚至是电机工程、机电工程等领域扩展,为工程实际和教学带来更多的方便。
本文提到的软件试用版,可以从各自生产商的官方网站上下载。
参考文献
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关键词: 高等职业教育 工科 电子技术 岗位能力
教高[2006]16号文件指出:“要全面贯彻党的教育方针,以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合发展道路,为社会主义现代化建设培养千百万高素质技能型专门人才,为全面建设小康社会,构建社会主义和谐社会作出应有的贡献。”“要针对高等职业院校学生的特点,培养学生的社会适应性,教育学生树立终身学习理念,提高学习能力,学会交流沟通和团队协作,提高学生的实践能力、创造能力、就业能力、创业能力,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。”这里提出的“以就业为导向”、“就业能力”等均要求高职院校加强岗位能力的培养。我对企业进行调查,发现企业衡量人才和提拔人才的标准就是岗位能力,企业对职业教育的共同愿望,就是加强学生岗位能力的培养。对高职院校来说,提高学生的岗位能力,就能够不让或少让学生走弯路,实现真正意义上的零距离或少距离上岗。
一、岗位能力的概念
岗位能力主要是指针对某一行业某一工作职位提出的在职实际操作能力的一种鉴定形式[2]。
二、高职工科学生需培养的岗位能力
高等职业工科学生究竟应培养哪些岗位能力?我曾在大型国有企业从事成人教育与职业教育多年,对工矿企业岗位能力有一定的研究,从运行实践来看。我认为,作为培养生产一线高技能人才的高等职业技术学院来说,其工科学生应该培养“I、J、C、P、S、S”六种岗位能力,即识别能力I(identification ability):包括识图能力、熟悉规程的能力等;判断能力J(judgment):包括事故判断能力、疑难问题排解能力等;联系能力C(connection):包括工序之间的联系能力、其他协调能力等;作业能力P(performance capacity):包括平稳操作能力、维修机器和系统的技能、设备维护、设备选择的能力等;应变能力S(straincapacity):包括故障排除能力、紧急处理突发事件的能力等;自保能力S(Self-protection capability):包括安全生产的能力、保证设备安全与人身安全的基本常识与技能。
三、培养工科学生的岗位能力的途径
1.紧扣岗位能力要求,改革课程体系。
课程体系建设的前提是根据企业提供的实际岗位和岗位能力要求,明确专业的就业岗位和岗位能力要求。如我院电子信息工程技术专业,根据企业调研,确定了该专业的就业岗位,如PCB板生产企业从事PCB板的设计和制造,现代化生产企业和工程公司从事生产信息系统的安装、测试、维护、管理等工作,音视频产品生产企业从事产品辅助设计、生产、测试、质量控制、售后服务等方面工作。岗位能力要求有电工、电子仪表的使用(判断能力、自保能力)、电工工具的使用(判断能力、自保能力)、电子电路安装调试(识别能力、判断能力)、基本电工工艺(作业能力);计算机应用能力(作业能力)、自动化控制应用能力(作业能力)、印刷电路板设计制作能力(联系能力、作业能力、自保能力)、音视频产品生产、测试、维修能力(联系能力、作业能力、应变能力、自保能力)、生产信息系统的安装、测试维护管理的能力(联系能力、作业能力、应变能力、自保能力)。
根据岗位能力的确定和分解,构建新的模块式课程体系,明确核心课程。如我院电子信息工程技术专业,根据高职教育规律,结合企业要求,设计出了公共课模块、职业基础课模块、职业技术课模块、选修课模块等模式课程结构。并确定了培养岗位能力所对应的核心课程,如电工与电子技术基础、单片机原理与应用、可编程控制器及应用、电子CAD、收录音与电视技术、可编程逻辑器件、VHDL硬件描述语言等。
2.改革教学模式,构建以岗位能力为本位的职业能力培养体系。
我经过多年的职业教育教学实践,认为培养工科学生的岗位能力,必须改革教学模式,构建以岗位能力为本位的“三个阶段、五模块”的职业能力培养体系。三阶段即为初级技能阶段、中级技能阶段、高级技能阶段,五模块即为专业认知训练、专业基本技能训练、专业岗位能力训练、专业综合能力训练和专业创新能力训练[4]。专业认知训练、专业创新能力训练贯穿于三个阶段始终。这五个模块的训练基本上囊括了学生在校期间的全部教学训练活动。以岗位能力训练为本位,将专业所属课程科学地安排到五个训练模块之中。
如我院电子信息工程技术专业采用“三个阶段、五模块”的职业能力培训模式,初级技能阶段主要是基本技能训练,其主要内容是制图综合训练、万用表安装与使用、单片机应用实训等;中级技能阶段主要是岗位能力训练,其主要内容是传感器应用实习、电子CAD实训、EDA实习、电视机维修实习等;高级技能阶段主要是综合能力训练,其主要内容是电子产品设计安装调试实习、毕业设计等。
3.落实顶岗实习,促进岗位能力培养。
我院电子信息工程技术专业毕业班顶岗实习,是安排在电子产品生产企业和电子产品应用企业进行的,如飞高电子、邮电智能等,真正落实了专业顶岗实习的过程。
实习过程由专业老师带队,企业一线技术人员指导,按电子产品生产工艺线(主要工序)轮流实习。通过顶岗实习,学生真实地感知了电子产品生产的最新技术、最新装备,熟悉了电子工程技术员岗位的工作内容。顶岗实习,促进了学生岗位能力的培养。
4.举行技能竞赛,强化岗位能力培养。
我院以水利部组织的高等职业院校技能竞赛为契机,每年举行专业技能竞赛,实现了技能竞赛常规化。如电子信息工程技术专业,我们开展了单片机电路设计安装与调试、电子电路设计安装与调试等技能竞赛,通过技能竞赛,强化了学生的识别能力、判断能力、联系能力、作业能力、应变能力、自保能力等岗位能力。
5.开发校企合作,规范岗位能力培养。
目前我国高职院校校企合作过程中,存在一个很现实的问题,就是校企合作只是学校一方“单相思”,热脸碰冷脸。为了解决这一问题,我院建立了校企合作的“董事会办学”模式。学院成立之初,就确立了水利行业100多个企事业单位参加的董事会,董事会在学院办学思路、专业设置和课程改革、顶岗实习等方面发挥了重要作用。“董事会办学”模式真正实现了“厂中校”和“校中厂”。“厂中校”的实现,要求在企业实施教育与训练,校企共同培养高技能人才。董事会成员单位开放企业生产现场,如株树桥水库管理局等多家单位就是我院的“厂中校”,能够满足学生实际训练的需要。“校中厂”的建立,董事会成员单位提供一些在工程改造中置换下来的设备武装实训室,帮助我们新建实训室,改造现有的实训室,模拟企业的车间,将原有实训室布置为基于工作过程的理实一体化教室,同时董事会成员单位的工程技术人员到学校兼课。按照企业对专业岗位能力的要求教学,从而规范了学生的岗位能力培养。
6.改革考核评价体系,保障岗位能力形成。
在课程考核中,不再是一张试卷定分数了。由于我们提倡有实训条件的课程要进行理实一体化教学,如电工与电子技术课程,过去考核评价是采用期中、期末考试、平时成绩三项综合给分,对岗位能力的形成促进不大。而现在改用岗位能力评分体系,采用指导老师评价、兼职老师评价、小组评价、个人评价相结合的方式评价学生的成绩。在实习教学考核中,我们也引入了实习岗位的师傅的评价、实习日志、实习报告综合打分。
四、注意问题
强调岗位能力的培养,并不能忽视其他能力的培养。高等职业教育是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用型专门人才。强调岗位能力培养并不能忽视其他能力的培养,如专业基本技能、专业综合能力、专业创新能力、可持续发展能力等,应该按照前面阐述的“三个阶段、五模块”能力结构综合培养,兼顾学生的可持续发展能力的培养。
参考文献:
[1]:企业愿望,加强岗位能力培养.
关键词:实验教学;电路;电子;创新能力
Reform experiment teaching of circuit and electron to cultivate 3C innovative students
Wu Yanmin, Deng Wei, Cao Weifeng
Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou, 450002, China
Abstract: To cultivate 3C applied and innovative students, the circuit & electron experiment teaching content, methods, tools and assessment methods are explored and considered. A hierarchical ladder teaching mode is carried out, a mission-driven teaching method is adopted, computer-aided experiment teaching is introduced, experiment teaching platform is constructed, and experiment elective course and laboratory are open. Because of these reforms, the learning initiative, project awareness and innovation capacity of students are greatly improved.
Key words: experiment teaching; circuit; electron; innovation capacity
随着现代科学技术的迅速发展,电路电子技术应用遍及各个角落,渗透到越来越多的学科领域,在我国现代化经济建设中的作用日益彰显[1]。电路电子实验教学是高等院校电路、电子技术课程教学中必不可少的环节,同时也是课程设计、电工电子实训、毕业设计等实践性教学环节的基础,对培养3C型(consciousness,competence and certification of engineering,即工程意识、工程创新能力、工程资格认证)创新人才有着极其重要的作用。我校是教育部“卓越工程师教育培养计划”高校之一,近年来,学校坚持以培养3C工程技术应用创新型人才为目标,本着“为学生负责,为教育负责,为社会负责”的原则,围绕电路电子实验课程建设,不断尝试探索实验教学新模式。
1 电路电子实验教学现状分析
通过近几年教学经验的交流与总结以及对二年级以上电类专业部分学生的调研,笔者从当前电路电子实验教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了分析。
1.1 实验教学模式古板
传统电路电子基础实验的教学模式,大多是教师依据教学大纲对实验项目、实验内容、实验时间进行安排,统一组织实验教学。在教学过程中,教师先做讲解和演示,学生按教师的演示重复一遍,将实验结果填入统一格式的实验报告中。这样的实验教学,忽略了对学生学习主动性和独立分析解决问题能力的培养,不利于培养现代社会需要的3C型高素质人才。
1.2 实验教学仅为理论教学的补充,教学内容单一
目前,电路电子实验教学内容是根据理论课教学内容的需要而定的,实验内容被分割成若干个小实验,每个小实验为2学时,以验证某一理论知识为目的,学生只需简单记录实验数据即可。总的来说,验证性实验多,综合性、设计性实验少,阻碍了学生的创造能力和对知识的综合运用能力的发展。
1.3 缺少计算机辅助实验教学
传统实验教学是使用硬件验证教学理论,注重培养学生对孤立的元器件的认识与使用能力,忽视了计算机技术在电路分析和设计中的应用。学生在做实验的过程中,可能会因接错电路产生故障,造成器件或仪器损坏,导致学生不能放心大胆地做实验,不利于学习兴趣的提高。
基于上述分析,笔者以培养学生的创新能力、实际动手能力和对新技术的掌握应用能力为出发点,结合实验教学经验,对电路电子实验的教学内容、方法和手段进行了改革探索。
2 电路电子实验教学改革探索
2.1 开展分层次的阶梯化教学,激发学生的学习热情
我们将实验教学由传统的单一模式改变为循序渐进的分层次阶梯化教学模式,将实验内容分成基础验证性、综合应用性、设计创新性实验三个层次,引导学生从基础着手,循序渐进阶段式提高。学生刚接触电路电子实验,缺乏系统的电路电子基础知识和基本的动手实验能力,可以先通过验证性实验,掌握基本的实验方法、常用仪器仪表的使用及实验报告的撰写等基础实验技能,调动他们做实验的积极性。在此基础上,进行设计创新性实验的设置,此类实验选题要紧密结合现代电工电子技术的发展应用水平和教师的科研成果,同时应具有新颖性、工程性和创新性,从而激发学生的学习热情,达到培养学生综合思维和创造能力的目的。
2.2 采用任务驱动的实验教学方法,培养学生创新能力
教师以学生为中心设计难度适当的实验任务,学生在教师的组织引导下,结合任务的主题进行自主探究式学习。在实验中,学生需要不断提出问题、分析问题和解决问题,培养其独立分析问题、解决问题的能力和创新能力,同时进一步加深其对理论知识的理解和掌握。
2.3 引入计算机辅助实验教学,实施软硬结合的实验教学新模式
传统的实验教学使学生有机会直接接触实际的仪器仪表、元器件以及真实电路,并通过亲手搭接电路的过程,锻炼动手能力[2]。但是,在综合性、设计性实验中,常常受到实验元器件以及实验设备的品种、规格和数量不足的限制,不能满足各种新电路设计和调试的要求,学生的一些独特想法和设计思路难以实现。另外,在实验过程中,电路的安装、调试、测量过程往往需要重复多次,难免出现错误连线和器件损坏的现象,不仅使电路调试费时费力,还可能造成错误的性能分析,影响学生的学习积极性。
引入计算机仿真技术,借助EWB,Multisim和Protues等仿真软件,学生可以放心大胆地进行实验过程的动态仿真,有助于对整个实验过程的理解;并且可以通过修改电路结构和选择不同的元器件及参数,设计、校验和测试各种不同的电路及系统,弥补传统硬件实验的不足,节省实验时间。但是,仿真实验中的电路并不是实际的电路,而是由虚拟的元器件、仪器仪表连接而成的虚拟电路。在真实的、实际的实物实验中,可能会出现某些异常现象和故障,而这些现象和故障在虚拟实验中不会出现,用虚拟实验方法也不能解释。所以,要让学生真正接触、了解和掌握现实的各种电路和系统,必须把软件与硬件有机地结合起来,通过软硬结合、相互补充的实践教学方式,不断提高学生的工程实践能力。
2.4 构建电路电子实验网络教学平台
电路电子实验教学是面向全校电类专业本科生的必修课,学生人数多,实验学时少,实验设备数量少。另外,由于发展需要,学校目前处于新老校区同时运行阶段,为了充分利用教学资源,使每个学生都能得到应有的教育,我们借助学校网络教学平台建立了电路电子实验教学网络系统,主要包括实时模拟实验系统、交互性的答疑系统、报告上传系统等。学生可以利用互联网或者手机登录电路电子实验教学网络平台系统,在线查看实验教学大纲,明确每个学期需要学习的实验项目,还可以在线预习实验目的、实验内容、实验原理、实验步骤以及观看实验教学录像,并可进行网上答疑和讨论,通过网络平台提交实验报告。除此之外,还可以加入实验室建立的QQ交流群等,与同年级同学进行交流讨论。网络教学平台为学生提供了一种综合性、创造性、自主性的实验学习环境。
2.5 开设选修课,注重课外培养
为了充分利用现有的实验教学资源,给学生营造自主合作的实验氛围,进一步提高学生的学习能力和实践能力,我们开设了电路电子实验选修课,并全面开放电路电子实验室[3]。在开放实验室,学生可以在课余时间补做实验课上未完成的实验,做自己设计的综合性的实验,利用实验室的仪器设备完成自己的小发明、小制作等[4]。实验选修课由实验教师制订具有一定梯度的培训计划,其中主要是设计创新类实验项目,学生自愿报名,课程成绩优异的学生还可进入大学生创新实验室进一步学习和锻炼,并可参加全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛等多项全国性大学生电子技能竞赛。
为了培养低年级学生对电路电子课程的学习兴趣,也为了促进电类各个不同专业的沟通交流,我院分团委成立了电子协会。协会主要开展各项实验、培训、专家讲座、科研项目、社区维修服务等活动,为学生提供了一个良好的操作体验、经验交流、充电学习、开展实践性科研的交际平台。学院每年都会设立一定数量的大学生创新项目,为学生的科技创新提供一定的物质基础,提高学生的创新主动性和积极性。
2.6 加强实验过程管理,改革考核方式
正确合理的实验考核办法能够激发学生的实验兴趣,提高学生的积极性。实验成绩主要由实验预习、实验操作和实验报告三部分组成。做实验之前,要求学生预习所做实验,并采用抽查提问的方式检验预习效果。在实验成绩构成中,实验预习成绩占10%;实验操作和实验结果占70%,具体按照:实验内容,实验结果正确性,有无创新性三部分实验情况进行综合评定;实验报告占20%,主要根据实验报告中实验数据记录是否完整、客观,数据处理是否正确,故障分析是否合理等进行评定。
此外,为了鼓励喜欢钻研喜欢动手操作的学生,实验考核增加了创新性实验成绩,对创新能力强的学生可适当给予高分,如果学生在全国性大学生电子技能竞赛中取得名次,还可以适当增加学分作为奖励,这也是学校卓越工程师计划所倡导的思想。
3 实验教学改革的实践效果
电路电子实验教学改革实施三年以来,我校本科生的自主学习、思维创新、动手实践能力均有所提高,电子电气实验教学中心获批省级实验教学示范中心,每年举办的全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛、“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛等均有我校学生获奖。2010~2013年,我校学生在全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛中获得了赛区一等奖、二等奖、三等奖多项,并获全国二等奖三项;2010~2013年,我校建筑电气与智能化专业学生参加“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛,获得建筑电气设计一等奖一项,团体二等奖一项,团体三等奖一项。此外,学生的就业率和就业质量也在稳步提高,在全国高校学生就业形势日趋严峻的情况下,我校每年都有不少电类专业学生应聘到许继集团、美的集团、格力空调、周立功公司等国内知名大型企业从事研发工作,有不少学生已经成为企业研发骨干。
电路电子实验教学改革是学校教学改革的一个重要组成部分,通过全体专业教师的共同努力取得了较好效果,今后学校将进一步推进各个教学环节改革,扩大学生受益面,完善学籍激励机制。相信随着教学改革的进一步深入,学生的能力将会进一步提高,更多适合社会需求的优秀大学生也将被培养出来。
4 结束语
围绕电路电子实验教学课程建设,坚持以培养3C型工程技术应用创新型人才为目标的办学特色,对实验教学的教学内容、教学方法、网络教学平台建设和考核方式进行了探索和思考。分层次的阶梯化实验教学模式,激发了学生的学习热情;任务驱动式的实验教学方法,培养了学生的创新能力和实践能力;在电路电子实验教学中引入计算机仿真技术,借助Multisim及Protues等仿真软件,实现了电路电子实验中软硬件的有机结合,进一步激发了学生的兴趣和创新能力;网络实验教学平台的建设促进了师生之间的交流,培养了学生的自主学习能力;开设实验选修课,成立电子协会,给学生营造了一种自主合作的课外实验氛围,为提高学生的实践创新能力创造了条件;增加创新型实验的成绩比例,充分考虑学生个性的发展,为喜欢钻研实验的学生提供了保障。通过学生的实验成绩、毕业设计情况及参加竞赛情况来看,这些改革取得了较好的教学效果,为后续实践课程教学打下了良好的基础,为学生实践能力和创新能力的提高做出了一定的贡献。
参考文献
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关键词:电子线路;CAD;教学改革;教学方法
人类社会已进入到高度发达的信息化社会,信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时,价格却一直呈下降趋势,而且产品更新换代的步伐也越来越快,实现这种进步的主要因素是生产制造技术和电子设计技术的发展。前者以微细加工技术为代表,目前已进展到深亚微米阶段,可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管。后者的核心就是CDA技术,CDA是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包,主要能辅助进行三方面的设计工作:IC设计、电子电路设计、PCB设计。没有CDA技术的支持,想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的,反过来,生产制造技术的不断进步又必将对CDA技术提出新的要求。
回顾近20年电子设计技术的发展历程,可将CDA技术分为两个阶段。
20世纪80年代为CAE阶段,与CAD相比,除了纯粹的图形绘制功能外,又增加了电路功能设计和结构设计,并且通过电气连接网络表将两者结合在一起,实现了工程设计,这就是计算机辅助工程的概念。CAE的主要功能是:原理图输入、逻辑仿真、电路分析、自动布局布线、PCB后分析。
20世纪90年代为EDA阶段,尽管CAD/CAE技术取得了巨大的成功,但并没有把人从繁重的设计工作中彻底解放出来。基于以上不足,人们开始追求:贯彻整个设计过程的自动化,这就是EDA,即电子设计自动化。
机电工程系应用电子专业自2002年开始开设电子线路CAD课程。自开设以来,为了提高该课程的教学效率,在系领导的支持下不断地对该课程的教学方法、考核方法进行改革,以期学生能将这门课程掌握得更好,更加接近用人单位的需求,为学生的就业创造更广泛的舞台。
2005年我系根据对毕业生的工作情况调查的结果,发现电子线路CAD软件在我国电子行业的使用已经十分广泛。为了适应社会的需要,跟上时代的发展,我系在应用电子专业的教学计划中加入了电子线路CAD课程,电子线路CAD的课程改革主要进行了以下三个方面的探索,具体内容如下:
兵欲善其事,必先利其器。所以改革的第一步是关于软件版本的选择,电子线路CAD课程主要讲解电路制版软件的使用,所以选择的软件是十分重要的,我们选择的是PROTEL公司的系列制版软件,该系列软件在电子行业中使用的比较广泛。
第二步则是教学方法的改革。电子线路CAD是一门实践性很强的课程,重点讲授内容是软件的使用,如何更有效地培养和提高学生对软件的使用能力,是我们教师一直思考的问题。最初在没有现成经验可以借鉴的情况下,我们采用的教学方式是传统的课堂教学加实验验证模式,是模仿其他电类课程的教学方式建立的,这种教学方法在学校条件有限的情况下,对电子线路CAD教学的开展起到了积极的作用,但是存在的问题也很多。
热转印法制PCB的原理:将PCB文件用激光打印机打印至热转印纸,然后将纸贴在敷铜板上,加温,使墨融化粘到敷铜板上,然后将纸除去,在这个过程中尽可能多地将墨留在PCB板上,而不是随着纸撕掉。然后将这块板用三氯化铁进行腐蚀,因为墨里有胶剂不会被腐蚀掉,所以当旁边的铜被腐蚀掉,需要的线路就出来了,然后钻孔,将墨层洗掉,打磨,涂上酒精松香水,最终PCB就做好了。在制作过程中有几个要注意的问题:一是打印机和打印纸的选择,打印机最好是激光打印机,其他类型的打印机在打印的过程中会出现墨粉附着效果差或者熔胶等问题,打印纸当然是热转印纸了,实在没有或者只缺几张的情况下可以用普通打印纸(铜版纸)临时替代也是可以的;二是PCB版转印前的处理,敷铜板在转印前是需要处理一下的,目的有两个:一个是清洁表面。不要有什么杂质,比如说油,这个东西很讨厌,可是哪都有;一个是让表面有一些微小的孔,这样当墨融化时就会渗进这些孔里,增加粘合力,墨粉就不容易掉了。首先用挫刀将PCB的边修平,主要是因为切割PCB板时,容易有一些突起,这些突起在转印时容易导致纸与PCB表面接触不好,不平,温度不高,导致断线,所以将边修平,使PCB表面成一个很平的平面是非常必要的。接着用砂纸将PCB表面磨光,主要还是磨平,这个程度靠个人感觉了。要求是平整光滑,无异物就可以了。然后到废FeCl3当中过一下,很快只要表面有点变色就行了,马上到水龙头上冲洗干净。然后用洗衣粉把板表面洗干净,这个步骤主要是去油,洗干净就可以了,然后用水冲干净,接着用卫生纸将表面擦光,注意不能掉渣;三是加热设备的选择,比较好的当然是过塑机改的热转印机,万一没有或者学生自己回家后制作使用电熨斗也是可以的,只是要控制好温度大约在180摄氏度左右就行;四是将热转印纸撕下来的问题,转印完了,到了最关键的一步了。冷下来的板子,直接扔在水里让它泡泡,注意欲速而不达,浸一段时间,多长都没关系。至少是整张纸都发泡起皱,然后拿着板子用手指慢慢搓就行。如果发现有掉墨的地方用油性笔补一下,然后进入下一步操作;五是腐蚀。用FeCl3烧板,影响速度有两个因素:一个是浓度;一个是温度。浓度高了低了都不行。这个要多试几次,差不多就行,不差那几分钟。但温度是越高越快,个人把握。最后就是在各个环节中都要注意安全,防止出现划伤、烫伤、腐蚀等危险事件的发生,始终牢记安全第一。
最后一步就是关于考试方式的改进。作为一门实践性较强的课程,要对其教学效果进行有效的考核,就不是传统试卷的考察方式所能达到的了,所以从一开始我们就在对电子线路CAD的考试方式的选择上进行探索,不断地进行改革,以期能有效地对课程的教学效果和学生的学习情况进行评价。开始我们模仿电子技术实验课的考试方式,采用的是学生对一个给定的电路进行制版设计,然后写出实验报告,老师根据设计结果和实验报告来给定分数。这个考试方法在操作中有一些问题,让学生在两个小时中做好电路板的设计又同时写出实验报告,时间不是很充分,另外如果学生能比较好地设计出电路板文件,那么已经表示其对软件的使用掌握较好,至于实验报告,也不能很好地从上面看出学生对软件的掌握程度,其考察作用有限,另外还存在考试资料不易保存,评分标准不易拿捏好的问题。于是在实验室建立起来以后,我们改革了考试的方式,由老师给出电路图,让学生在两小时内操作完,将结果打印输出,并在打印的结果上签字确认,以打印输出的图纸为评分依据,并给出了比较详细的评分标准。事实上达到了比较理想的考察效果。
但是这种考试方式与实训的形式比较相似,在学生们的考试成绩与他们在实训中表现的能力是比较相符的,而且实训也要评分,评分标准还是参考国家技能考试的评分标准设定的。为了了解学生对理论知识和实际操作的掌握程度,我们还在实训即将结束前进行了简单的答辩环节,先根据参加实训学生人数的多少进行分组,每组里的学生随机回答事先准备好的十个左右的问题,题目范围既有来自课本上的知识,用来考查学生掌握理论知识的水平,又有实践过程可能遇到的问题,可以考查学生的实际动手能力和解决问题的能力。最终得出每个学生的本次实训成绩,也就是期末成绩。
随着我国电子科技水平的不断进步,计算机辅助设计在电路系统中的使用也会越来越广泛、越来越深入,电子业的从业人员对电路线路CAD的良好掌握也会成为社会需求的必然,在高职院校中,电子线路CAD课程的发展方兴未艾,这一课程的教学改革也会一直进行下去,如何保证课程教学中各个环节能与社会的需求相适应也是每个电子线路CAD教师一直在思考的问题。
参考文献:
[1]奚洋,汪涛.电子线路CAD课程教改初探.科教导刊,2009.
[2]周又玲.关于电子线路CAD教学的构想[J].海南大学学报:自然科学版,2000.
关键词 教学改革 课程体系 实践教学
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.03.048
On Independent Institute Electrical Engineering and
Automation Course Construction
XU Jiangling, YUAN Jinjuan
(Department of Electrical Automation, Faculty of Mechanical and Electrical Engineering,
Wuhan University of Science and Technology City College, Wuhan, Hubei 430083)
Abstract According to independent College of electrical engineering and automation majors teaching reform and practice of the construction of situations, the paper analyses the independent college majoring in electrical engineering and its automation problems in the teaching and curricula, and proposes appropriate solutions.
Key words reform in education; curricular system; practice teaching
0 引言
上世纪90年代末期,教育部对我国高校各大专业进行了大范围的重新调整。控制类本科专业调整为“自动化”和“电气工程及其自动化”两个方向。针对就业方向的不同,把自动化专业确定为弱电专业,而电气工程及其自动化专业确定为强电专业。在高校布局结束之后,首先要解决的问题就是设置教学内容,通俗一点讲就是设置课程,课程的设置往往是教学的核心内容。
独立学院,是国家借鉴国外的先进经验,利用国家机构以外的社会组织或者个人的资本,以实施本科学历为主的高等学校。通常,在国外,重点大学大多是私立大学,他们的资金来源的主要是校友的捐款,少部分来自于政府拨款;而我们国恰恰相反,我国的重点大学都是公立大学,它们的资金来源通常是财政拨款,几乎没有任何社会资金的投入。由于我们国家财力有限,很难满足大部分高中毕业生生读大学的需求,所以独立学院就孕育而生了。独立学院的开设则是完全采用社会资本办学,政府没有一分钱投入,大大缓解了我国教育经费严重短缺的问题,并且使很多之前根本无法上大学的高中毕业生提供了受教育的机会。而在独立学院创办初期,学科课程建设基本照搬申办母体的做法,这是因为在独立学院创办初期,学校是没有任何经验可循的,只能依靠母体。但也必须清醒认识到,这只是权益之计。因为独立学院的生态和母体学校有很大的区别,这就要及时地对母体学校的教学资源进行创造性的改造,根据自身情况进行响应调整。
目前,独立学院在我国的定位是应用型本科,所以它要面向平民化、大众化,学生的就业渠道主要面向基层。要使学生能够减少适应的工作的时间,这就需要从两个方面入手。一是减少课程的内容和降低课程的难度。因为,我们之前的大学教学主要是精英教学,教学的内容既多又难,而独立学院学生的生源质量偏低,如果按照传统的教育方法无异于缘木求鱼、刻舟求剑。二是必须增加学生实践动手能力的培养和训练。因为,独立学院的学生通常理论水平不高,但是很多同学实践动手能力较强。另外,他们最后的就业面向基层,而基层的工作通常不需要很多理论知识,而特别重视实践能力的培养。本文针对这两个问题以所教学的电气工程及其自动化专业,进行一些相关的探讨。
1 减少理论课程数量
传统的电气工程及其自动化专业的理论课程主要包括电工技术、自动控制原理、电机与拖动基础、控制电机、运动控制系统、过程控制系统、可编程控制器、电力电子技术、传感器与检测技术、现场总线技术、电工电子技术、电气工程、专业英语等四十余门课程。在传统的理论教学中,存在着课程数目多,面比较广,不深入、难度大等缺陷。学生进入大二之后,常常要在一周面临着上28课时至32课时的情况,这对一本学生无可厚非。而独立院校的学生由于普遍基础较差,接受能力有限,从而造成了学生的负担过重,教学效果不好,造成了老师与学生互相埋怨。仔细一想,很多理论课程都是有调整的空间的。在信息爆炸的今天,一些课程的设置就没有太大的必要,甚至完全可以取消。以传感器与检测技术这门课程为例,这门课程多是介绍性的内容,没有任何公式推导以及分析计算,学生在工作遇到相应的传感器通过网上查阅资料即可。但是在理论教学过程中,不能一味地减少课程,要有保有压。在教学过程中必须突出核心课程,进行大量的训练。例如,单片机这门课程,就需要大大增强,很多高新企业招聘学生的过程中,常常要考查单片机的相关知识,但是在很多独立院校中,单片机的课时得到不断的压缩,得不到相应的重视。
2 改善实践教学
2.1 减少验证性实验内容,增加设计性实验内容
传统的实验教学大多数是验证性的,主要让学生通过实验验证某一物理定律和物理现象。这种教学方式学生没有任何的主观能动性,只是按照老师所给的图纸进行接线、通电,最后得出实验结果。这种实验教学的缺陷在于结论已知,没有任何神秘感。很多学生在没有做出实验结果的情况下,编造或者抄袭数据,造成老师无法判断学生成绩的混乱境地。在教学过程应该逐步用一些设计性、综合性的实验项目取代简单验证性实验。这些设计性、综合性的实验由于实验结果未知,会增加学生的兴趣,提高了学生自身分析问题、解决问题的能力,使学生的创新能力得到充分的发挥。
2.2 用仿真实验来代替现实实验
使用教学仿真软件有很多好处。一方面可以在一台电脑中做多个仿真实验,减少由于实际实验过程中造成的元件损耗,大幅度降低教学成本。另外一方面可以利用仿真软件对实验结果进行处理很分析,并根据实际需要自动绘制出系统的特性曲线,大大减轻了学生的工作量,例如在电气工程及其自动化专业,组态王仿真软件就得到了师生的好评,很多学校都开展了工控组态的实验教学。
2.3 严抓实训教学考核
实训和实验不同,实验通常是验证某一存在的物理定律和物理现象,而实训通常是完成某一任务,来达到训练的目的。实训成绩的考核是摆在我们面前比较重要的问题之一。针对学生普通反映出的实训教学的打分随意,弹性大的缺点,通过在实训教学过程中采用过程考核的方法,把一个实训教学课程分成若个的子项目,每个子项目又分成若干个子子项目,每个子子项目都有相应的权重。每完成某个子项目就打相应的分数,最大程度上保证实训教学考核科学化、规范化、标准化。
2.4 取消课程设计环节,以相应的实训环节来代替
以笔者个人的求学经历和教学经历来说,绝大部分的学科的课程设计环节是失败的,至少是不成功的。传统的课程设计,是在该门课程结束后,根据课程要求,与实际应用相结合,出一些设计题目,让学生自己完成。例如在学习完单片机课程后,通过安排学生两周的时间内,按照要求,设计出一种用单片机控制的实际电路,并把它制作出来,通电调试、运行,写出规范的设计报告交老师。然而在实际的操作过程中常常变味了,具体的做法是把学生圈禁在一个带有电脑的大教室里面,给学生布置一个题目,学生在这个教师里面完成课程设计报告即可,其中没有任何学生实际动手的内容,这样的课程设计对学生的锻炼是极其有限的。学生通常互相抄袭课程设计报告是常事,老师也没有一些比较好的方法来制止这种行为。
针对这种情况,笔者认为应该取消课程设计,取而代之的是一些与课程对应的实训环节。作为独立学院的学生,课程设计对他们来说不现实,在以后的工作中,企业也很难有机会让独立学院的学生做设计,给他们安排的工作往往是实际操作。与其效果不好,还不如让学生多做实训练练手。比如在完成了电子电路设计理论课程之后,安排学生做相应课程的实训环节,在规定的时间按照图纸安装、调试出一个万能充电器,写出实训报告即可。
2.5 取消毕业论文环节,以顶岗实习报告来代替
我国本科生的毕业论文环节一直被教育专家所诟病,关于毕业论文的存废一直存在较大的争议,一定程度上这不是一个学术问题,而是一个利益问题。通常来说,一个本科生的毕业设计按照工作量计算10个学时,一般的教师带10~15个学生,这就是100~150学时,而老师一学期的基本教学任务就在200学时左右。如果取消了毕业论文,老师的利益会受到影响,高校老师肯定会反对。而且,毕业设计不仅仅对老师有利益瓜葛,而且对学校中的打印社有巨大的经济利益。按照一个学生打印的费用为100元计算(包括初稿和终稿),按学校有3000学生来计算,这就有30万元的经济利益,由学校的几家打印社瓜分。所以,作为利益共同体,学校的打印社也不希望取消毕业论文。
毕业设计到底对学生多大好处呢?毕业设计的全过程一般是这样的:通常在大四上学期期末给学生布置毕业论文题目之后,学生就去企业顶岗实习了,根本没有时间写所谓的毕业论文。到了来年的4月底5月初的时候,学校会通知学生返校交论文,并且安排五月中旬答辩。大部分学生写毕业论文的时间在五月初,写毕业论文的时间都在1~2周。这样的毕业论文到底有什么意义?大家心知肚明。除了浪费纸张扩大内需以外,一点用处也没有。所以笔者建议在一本以下的学校都取消毕业设计,取而代之的是顶岗实习报告。顶岗实习报告主要让学生写一下在企业中实习内容以及感想,同样也可以安排答辩。笔者经过调查,大部分学生均可以接受顶岗实习报告,它具有可操作性。
2.6 加强第二课堂的教学
加强第二课堂的教学工作,以申请实验室的契机,在校内开展一些诸如电工实训技能大赛的活动,提高学生学习专业的兴趣。另外,挑选那些对专业有兴趣的学生,组队参加电子设计大赛、数学建模大赛和挑战杯等等。总之,通过这些比赛,引导学生对专业学习的热情和兴趣,帮助和指导学生开展科研活动,探讨通过所学职业知识解决实际问题的思路和方法。通过这些活动,提高学生的实际动手能力,造成一种崇尚科学、追求真理、勇于探索的学习氛围,激励学生创新思想火花的碰撞,培养学生的创新思想、创新意识和创新观念。
4 结语
独立学院的产生,不可否认带来很多积极的作用,它让很多人获得了受教育的机会,提高了我们国家国民的整体素质。但是由于成立时间较短,在教学过程中存在很多问题,需要进行一定的改革。这样的改革单靠高校教师个人呼吁作用不大,需要教育部门根据独立学院的实际情况做顶层设计,突破部门利益的藩篱,使独立学院的专业建设和课程设置更加贴近于市场的需要。
参考文献