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电子技术基础课程是技工院校电子、电工以及机电等相关专业课程体系中的基础专业课程。本文探讨了技工院校电子技术基础课程建设的意义、课程内容和教学方法,以期改进教学模式,提升教学效果。
关键词:
技工院校;电子技术;课程建设
随着技工院校教学改革的不断深化,以往传统的教学理念、手段、方法不断得到创新,教学的方向与目标不仅越来越贴近企业的岗位需求,而且更加注重学生将来的职业生涯发展规划。因此,电子技术基础课程作为电子、电工以及机电等相关专业的基础专业课程也必须做好课程建设,以提升教学效果。所谓课程建设,即课程设计,其基本要素有两个:一是安排课程。这一环节主要是根据教学大纲及学校的实际情况,科学地设置相应课程、安排课时,要求比例合适,充分考虑学生综合素质的培养。二是教学实施。这一环节要求教师遵循因材施教的原则与规律,选择最合适的教学方法和教学手段开展理论、实训教学。对技工院校的办学者来说,抓好课程建设无疑具有极其特殊的现实意义。
一、电子技术基础课程建设的意义
技工院校的课程体系包括基础课程与专业技能课程两大块,课程多,内容杂,加之技工院校的学制普遍较短,还有大量的校内实习、顶岗实习。因此,各课程的学时安排往往捉襟见肘。为此,笔者学院电子教研室有针对性地选择了电子技术基础作为课程建设的试点与突破口,收到了良好的成效。
1.满足企业用人和学生就业的需求
以往技工院校的课程教学都是以教学大纲为主旨,将学生的培养完全放在学校这个封闭的小环境中,学生毕业后面对企业生产第一线无所适从,无法胜任工作。而开展相关课程建设,课程的内容、目标与企业一线的岗位技能需求实现了对接,从而满足了企业的需求;同时,使学生能在第一时间获得就业的成就感,满足了学生职业发展的需求。
2.激发学生的学习兴趣
技校电子、电工等相关专业课程教学存在的最大问题,就是学生没有学习兴趣。许多学生刚进校时,对电子专业课程的学习还抱有一定的兴趣,还有一定的主动性。但随着课程难度的加大,学生基础薄弱的缺陷就显现出来,不少学生跟不上教学进度,丧失了兴趣,进而厌学、逃学。而电子技术基础课程的建设就是要激发学生的学习兴趣。
3.打造适合学生认知的教学模式
课程建设的一个重要内容,就是打造适合学生认知现状的教学模式。现在的技校学生面临两个学习困境:一方面,随着高中、大学扩招,报读技工院校的生源素质逐年降低;另一方面,企业对技校毕业生的素质要求却逐年上升。这就需要我们通过课程建设打破传统思维定势,充分利用校企合作等形式,开展一体化教学改革,真正做到理论与实践一体化、学与做一体化、校内实训与企业情境一体化,这样才能实现人才培养方案所设定的目标。
二、技工院校电子技术基础课程建设的内容
1.选择合理的教学内容
电子技术基础课程是向技校学生传授电子技术基础知识的专业课。根据当前学生的实际学情以及企业一线岗位群的技能需求现状,可将教学内容设置为半导体器件的结构、工作原理和功能等;教学过程要突出重点、解决难点,根据学生的知识掌握情况,逐步加大理论难度。例如,在学生掌握了常用基本器件、放大电路的基础上,有选择地讲授集成运算放大器和数字电路基础。
2.设置均衡的达标要求
教师在教学时要充分考虑学生的接受能力,给学生设置的达标要求也要适度。教师讲授不同的课程内容要设置不同的教学要求。例如,在讲授“集成运算放大器及其应用”这一部分时,教学要求设置为了解直接耦合放大电路的作用及其特点,掌握典型差动放大电路的结构、工作原理、抑制零漂原理,明确运算放大电路的理想化条件,掌握理想集成运放工作于线性和非线性状态时的特点,掌握比例、加法和减法运算电路的接法。能运用“虚短”和“虚断”的概念分析上述运算电路输出和输入的关系,能按输出电压和输入电压的关系式,画出集成运放电路图,了解电压比较器的工作原理和波形分析方法,了解集成运放的使用方法。
3.选择合适的教学方法
关键词:工作过程;教学模式;电子技术;课程设计
中图分类号:G642;TN702 文献标识码:A
一、电子技术课程设计现状
目前,有很多的高校电子技术课程还处于研究的初级阶段,在课程内容的设计和实施方面存在许多困难。但是少数的重点院校在进行了课程设计改革后都取得了良好的效果,甚至开发出了很多的课程设计项目。经探索发现限制电子技术课程设计的原因有很多,其主要的原因就是实验的安全性和经费的限制。
二、电子技术课程的工作过程定位
所谓工作过程就是指为了完成一项工作并且为了获得良好成果而实施的完整工作程序,工作过程对课程设计具有极为重要的作用,不仅要对工作任务进行归纳总结,还得分析其工作的过程,才能从中学习并掌握相应的知识与能力。要想正确地定位工作过程,就要形成以学生为本的教学定位,突出工作过程的特征,研发出项目化及课程化的教学构成体系。
三、电子技术课程的设计与教学改革
1.电子技术课程设计与内容
为了学生能在毕业后更好地就业,学校的教育应该与企业的需求相结合,以岗位需求和国家标准作为行动标准,以就业素质为基础,进行教学内容的改革,培养学生的综合素质能力。为了更加贴合就业市场,我们可以分析市场上的电子企业,针对其特点及发展趋势,制订学校的教学任务与目标;还可以根据行业中的专业技术规律分析其工作过程中的典型细节,把电子类专业的课程分为几个不同的领域分别进行指导与教学。要让学生能够在课程的学习中学会分析、计算和实际操作与设计,电子技术课程的内容选择需要以基础知识为核心,并注重可持续发展的原则,依据课程的教学内容,布置实践与理论相结合的项目任务。
2.电子技术课程设计的教学改革与实施
(1)变革教学手段。按照以工作过程为导向的任务驱动型课程的开发思路,使用各式各样以学生为本的教学手段,能够更加有效地激发学生的学习兴趣,加强教师与学生间的互动,提升学生对于电子技术这门课程的学习积极性,改善教学的效果。在课堂教学中,教师可以使用案例、演示及研究式教学方法,在课堂上增加教师的演示环节,让学生对电子器件有深刻地认识,而通过设置情境并提出问题让学生自己模拟实施的教学方式,能使学生具备解决、分析问题的能力,并在学习的过程中互相学习、交流思路。在实践教学的过程中,教师可以使用现场教学、项目教学及讨论式教学等方式,以就业为导向,通过真实的情境设置,调动学生的积极性和主动性,通过加入对工作过程学习的教学模式,达成教学一体化。
(2)完善教学资源。教学资源是课程建设与发展的基础,学校的教学资源库不仅可以丰富和规范教师的授课备课教材,为教师的教学提供更好的支 持;还可以给学生提供更好的学习平台,让学生能够通过自主学习达到学习目标。企业的原始教材库和通过实验教学完善后的资源库是学校教学资源的主要来源,要想推动教学模式的改革,提升教学的质量,并在最大限度上满足学生和教师的教学需求,就需要建立更加完善的立体化教学资源库。
(3)改进考核制度。课程考核是评判学生学习成果和衡量教师教学效果的重要标准,科学的考核制度应该要充分地体现出学生对于基本知识和实践技能的掌握程度和学习效果。可以分为三个方面进行考核,其中笔试占一半,实验成绩占五分之二,再加上平时的成绩,这样的考核方式既注重了理论知识,也没有忽视实践能力的重要性,有利于培养全面的综合性人才。
四、结语
随着电子技术的不断发展和应用,电子技术在智能化、集成化和网络化方面都表现出广泛的发展前景,但是伴随着电子技术在高校课程的开展与运用,教学过程中的弊端渐渐突显。
参考文献:
搭载有2000万像素*1,8K单CMOS成像器的F65摄像机是索尼大型成像器采集技术旗舰产品,能够拍摄出超级35mm摄像机产品中最高分辨率*2的画面。与包括录像机在内的其他设备组合之后,F65即可使用选定的RAW模式,缩减文件尺寸,记录高质量的影像数据。自从F65于2011年问世以来,人们用它拍摄了各种型的高清、4K内容,包括电影、电视剧、纪录片、现场娱乐和体育节目、商业广告和旅游集锦。
F65凭借着“领先的高分辨率画面成像器,优异的动态范围和完整的4K输出”,以及索尼“能够打造优异画面质量的独有的感光点,和真正的RAW记录能力”获得了电影艺术和科学学院的认可。
由索尼和Panavision联合开发的Genesis摄像机系统,装有超级35mm胶片尺寸的1240万像素单CCD (1950×1080)。它在2005年的上市之后,成为第一款安装在35mm球面电影镜头上的成像器。此次,它也被学院授予了科学和工程奖,被公认为是一款具有先锋意义的数字电影摄像机,“Genesis使用大家熟悉的外形设计和配件,是第一款被电影摄影师广泛采用的数字摄像机。” 读者服务卡7号
CNN推出全球VR新闻单元和全新360度移动内容
CNN是推动虚拟现实的最新新闻机构。该广播公司宣布了一个新的部门CNNVR,致力于VR媒体,其中包括位于世界各地12个城市的记者。作为这项举措的一部分,该公司将向其iOS和Android应用程序添加更多360度视频内容,本周的第一个360度视频报道内容为西班牙潘普洛纳的公牛市场。
CNN副总裁Jason Farkas表示,VR将是在电视和数字之后,CNN的第三层内容,CNNVR将让观众访问难以置信的地方,将促进观众和主题之间的同感,这是所有记者想做的,即通过新闻报道,留下持久的影响。
360度内容可以在CNN移动应用上进行本地查看,并且可以通过某些VR头显和平台访问,包括三星的Gear VR,Google的Daydream和Oculus Rift。根据TechCrunch报道,该公司还想在未来进行VR内容现场直播。
当然,CNN不是唯一一个尝试VR的新闻媒体。赫芬顿邮报,经济学家和纽约时报都在过去一年里制作了自己的360度视频内容。然而, 这种格式是否能受到消费者欢迎还很难说。读者服务卡8号
中兴通讯VR端到端直播解决方案
全球移动通信系统协会(GSMA)主办的2017世界移动大会(2017MWC)在西班牙巴塞罗那如期举行。世界移动大会是每年最具影响力的通讯展,作为重要参展商,中兴通讯在本次大会上正式VR端到端直播解决方案。
随着宽带业务和4G/5G的全面发展,大视频产业正处在飞速发展时期,而VR是大视频业务中最为闪耀的技术。凭借视频领域近20年的积累和沉淀以及对于大视频前沿技术的不断研究,本次展会上中兴通讯正式了VR端到端直播解决方案,包括从VR内容获取端、弹性网络支撑、大视频平台及VR SDK/STB终端几个重要组成部分。
在展会上,中兴通讯展示了其基于无线网络和有线网络的低延时2K P30 VR直播业务,通过VR头盔、VR手机应用、STB机顶盒等多种终端方式将展厅360度全景画面和移动采集画面呈现给参观客户,吸引了众多参观客户和媒体的眼球。本次展示的VR直播延时做到了低于2秒,真正实现了VR直播的实时性,全新的VR EPG6.0也给用户带来了极致的交互体验。
中兴通讯VR端到端直播解决方案中,低时延VR组播方案高效减轻了接入网压力,大大减少了CAPEX; JITP实时封装和转码技术保证了高效的内容分发和VR直播能力,支持超大并发量处理能力的CDN内容分发网络保证了稳定的VR直播体验; 根据VR视频直播业务体验需求,快速灵活编排和部署专用的、低延迟、高带宽的端到端移动网络保证了VR直播的稳定。基于以上亮点技术,中兴通讯的端到端VR直播解决方案目前已具备了商用能力,其应用场景非常广泛,涵盖娱乐直播、VR教育、VR医疗、VR购物、网红VR直播等多个领域,为用户带来革命性的视频体验。读者服务卡9号
Blackmagic DesignURSA Mini Pro 4.6K摄影机
Blackmagic Design今天新品URSA Mini Pro 4.6K,一款将传统高端数字电影画质与传统广播级摄像机的人体工程学设计和功能结合在一起的专业摄影机。URSA Mini Pro配备大量有助于快捷操控的实体控制按钮、开关和拨盘,以及内置专业ND滤镜,新的可更换镜头卡口、CFast 2.0双卡录像机和SD/UHS-II双卡录像机等功能。
新的URSA Mini Pro将顶尖的数字电影技术与先进的电视摄像机功能和人体工学设计,非常适合高端电影长片、电视节目、广告、独立电影以及电视新闻、演播室和多机位现场制作。
URSA Mini Pro坚固耐用,功能全面。它紧凑的手持型铝合金机身坚固却不重,而且提供了用户需要的各种功能。摄影机机身上有一块高清晰度LCD状态显示屏可显示重要的拍摄信息;翻折式触摸屏可用来查看镜头,因此无需另购现场监视器。它配有12G-SDI和XLR音频、机身自带的高品质立体声麦克风等专业接口。另外,摄影机上的每一项控制都有冗余设计,包括电源,因此即使在户外出现问题,摄影机依然能继续使用。
画质方面,URSA Mini Pro配备专门设计的4.6K图像传感器,能捕捉高达4608 x 2592的海量像素,提供15挡动态范围和超宽色域。第三代Blackmagic Design色彩科学被用于处理原始传感器数据,因此可得到饱满的肤色、自然的色彩响应,以及超宽的动态范围。URSA Mini Prom合从标准Rec. 709广播级HD,到最新Rec. 2020高动态范围数字电影制作。读者服务卡10号
富士新款E口电影变焦镜头
日期那,富士在全球范围内同时公布了两款E卡口电影变焦镜头MK 18-55mm T2.9;同样规格的50-135mm T2.9,也将在今年夏天正式上市。这意味着索尼FS系列摄影机/A7系列微单有了原生卡口的、真正的电影变焦镜头。
之所以命名MK,是因为M代表以下五点:Movie真正的电影镜头,不是相机镜头;Manual手动操控,不是电子方式,没有延迟;Mobility具有轻便的便携性;Marvelous不可思议的镜头;Multiple use多用途的镜头。实用的18-55焦段,再加上50-135,只需要2颗镜头就覆盖了常用焦段。“MK镜头”全焦段保持T2.92,能拍摄浅景深虚化场景。对应卡口分Super35mm3/APS-C感应器对应的E卡口4和本公司数码照相机“X系列”(APS-C感应器对应)采用的X卡口两种。光学设计上最大限度地利用短后焦5的优点,机身小、重量轻,实现出色的光学性能。更有采用适用于视频拍摄的光学和机械结构设计,有效控制数码照相机镜头在拍摄时造成的变焦时跑焦和光轴偏移、聚焦时视场变化(Breathing)的现象。同时,镜头配备了聚焦、变焦、光圈独立手动操作3连环,全部操作环统一齿距60.8M(Module),聚焦操作角度达200度,能够实现精准聚焦,具有舒适的操作性能。读者服务卡11号
AXON推出3X1/2X1码流切换器
AXON每年都会根据市场的实际需求推出新产品。今年AXON的模块又添新成员――3X1/2X1 码流切换器。
该码流切换器由AXON和国际专业码流分析厂商合作开发,在原有基础型码流切换器ASI10的基础上,针对更加复杂的码流传输,增加了很多更强大更实用的功能。支持多种倒换控制方式:手动、自动、手动自动一体。带监视输出口,实时监看当前实际输出的码流状态。根据颜色不同直观反映当前信号的报错的严重性。读者服务卡12号
索尼打造CCTV首辆4K IP转播车
日前,索尼中国专业系统集团中标中央电视台 4K IP 转播车项目,为中国最大的电视机构中央电视台,打造第一辆大型 4K IP 转播车,其 IP系统核心部分,包括摄像机、切换台、服务器、IP 管理系统,将全部采用索尼的 IP Live 系统及产品。
该转播车使用 IP 领域的先进技术和设备,使用 SDN 的设计理念,实现系统的调度和配置;建立高可靠的以 IP 交换机为核心的, 进行信号传输、信号交换和调度核心的超高清转播系统,充分发挥 IP 网络特点,实现视频、音频、同步、通话和控制等系统的IP化传输和交换,搭建一个对未来转播系统具有示范性和指导意义的先进转播系统。
关键词:通信;课程;电子技术;项目载体
以数字化、网络化、智能化为特征的信息化浪潮蓬勃兴起,开启了通信大发展的时代,使社会对高职通信类专业人才的需求迅速增长。电子技术课是高职通信类专业的必修基础领域课程,是完成好通信技能培养的奠基石。开展电子技术课工学结合的教学改革,构建以学生为主体、以项目为载体的课程教学模式,对提高教学质量具有重要意义。
一、传统教学模式下电子技术课开设的现状
电子技术是一门理论与实践相结合的课程。在高职通信类专业教学计划中,电子技术的教学目标是:培养学生的电工电子应用职业能力,包括熟悉元器件与性能、掌握基本电路分析方法、熟悉电工电子一般应用、熟练使用常见仪器仪表;在课程学习的过程中培养方法能力与社会能力;为专业领域课的学习奠定电工电子基本理论知识。在教学组织方式上,囿于传统学科体系的课程组织方式和讲授式的教学模式,电子技术课普遍采用了“理论课程+实验教学+实习课程”的分设方式。仍然遵循着课程、实验、实习分离开设,一学期理论教学和实验,另一学期再实习;一位老师讲授理论,另一位再指导实验实习。在教学内容上,电路分析、模拟电子和数字电子的理论知识体系严谨慎密,但实验基本以实验箱验证测试为主,设计性和综合性实验较少,学生常常是为完成实验而实验,很难将实验上升到知识;实习则用1~2周,完成某单一电路安装为主。在教学考评上,一般以单独的理论笔试、实验验证操作、实习操作等终结性考核为主,辅以平时出勤与纪律的考核。与本科相比,高职学生底子相对薄、基础相对弱,对单纯的知识讲授感到乏味,学习积极性不高,甚至厌倦电子技术的学习。学科化的电子技术课程体系和授受式教学模式,在高校精英教育时期,以及在学生素质较高、学习能力较强、逻辑思维较好的学生中,发挥了重要的作用。但是随着高职进一步放宽入学门槛,高职学生普遍趋于行为导向能力和感知能力较强,对策略性体验型知识易于掌握。因此,电路与电子技术课就亟需改革传统学科化的课程组织模式和授受式的教学模式。
二、通信类专业的电子技术知识与技能需求
通过对高职通信类专业面向的主要从业岗位职责进行调研,分析提炼岗位工作典型任务,湹清通信类专业岗位的核心职业能力,分析核心职业能力所在的专业领域课程,建立通信类专业核心职业能力对电路与电子知识技能的主要需求关系。
三、以项目为载体的电子课体系建构设计
以项目为载体的工学一体化,就是把项目作为学习载体,教学以项目任务的形式开展。重构以项目为载体的电子技术课基本思路是:先选择合适的载体,即设计出能承载图1中技能和知识点的项目。在实施项目的过程中,通过学生主动参与项目的“咨询、决策、计划、实施、检查、总结”,教师对项目任务进行“布置、引导、提问、检查、小结、反馈”,从而达成电子技术课的教学目标,完成“电路电子能力+方法能力+社会能力”的培养。电子技术课程的知识与技能包括四个部分:电工与电路、模拟电子、数字电路和常见仪器仪表。但高职通信类专业一般只包括图1所列的24个基本知识点。为此只需对应选择相应的有效载体,如图2所示,可选择7个项目24个子任务,来承载24个知识点并完成相应的知识与技能。
四、以学生为主体的电子课教学模式构建
选定了7个载体24个子任务,逐一明确每个任务引导知识点,其设计思路即体现了以学生为主体的教学思想,但还需站在高职学生的认知水平去组织教学。先引导知识点,再采取“关联、主动、合作、对话”的方式去实现工学结合的教学。即在在关联方面,情境化的设置,体现真实工作场景,使学生身临其境。在主动方面,让学生领受任务任务阅资料制定计划,分析解决问题并进行具体实施。在合作方面,小组讨论提升团队能力。在对话方面,学生展现项目,书面和口头总结策略、步骤,展现成果。实现电子技术工学结合教学模式的路径:一是要设计编写项目任务所需的引导讲义;二是要准备项目任务书材料;三是要建立任务所需的教学情境并做好准备;四是要合理教学调度安排。通过项目设计、任务引导、情境设置、学生咨询决策计划、讨论实施总结、教师点评、布置作业等步骤,达到“让我去做,我会理解”的目的,从而实现电子技术课的教学目标。
五、构建知识与技能并重的考核评价
课程评价是教学过程必备的重要环节,既要达到考核目的又要能调动学习积极性。电子技术课教学改革后,需要过程评价和终结评价结合,也需要知识考核和项目动手技能相结合。考核方式的设计,着重要体现完成任务与掌握知识并重,知识融于任务过程。避免改革后出现轻知识的情况,考核方式建议包括:平时成绩由任务引导的准备与提问、分工与提交的任务方案计划、任务总结发言情况、作业练习等环节构成;项目成绩由任务进程中的观察记录、制作项目结果情况、操作规范情况等构成;笔试成绩由单元知识测试、半期笔试、期末笔试等构成。
六、结语
实施高职通信类专业电子技术课教学改革,着重体现了以学生为主体的教学情境构建、以项目为载体的课程设计、以教学做一体化的教学模式构建、以过程评价和终结考核相结合的考评方式设计。突出学生参与电子项目后再上升到知识的过程,契合了高职学生的思维模式,有助于提高学习的愉悦度,从而提高电子技术技能和知识素养,为后续通信职业能力奠定基础。
参考文献
[1]杜爽,朱凤武,郭瑞娟,孙上媛.电工与电子技术教学改革的研究与探讨[J].高教学刊,2016(9).
[2]庄晓燕.电子技术课程的课堂教学研究与探索[J].教育教学论坛,2016(5).
[3]韦泽训.构建高职移动通信技术专业工学结合人才培养模式的思路与方法[J].继续教育,2011(9).
[4]刘新.以项目为载体的工学一体化教学改革探讨[J].职教通讯,2015(27).
关键词:Multisim仿真 课程设计 创新能力
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)09-0106-02
电子技术课程设计是电类专业一门实践性很强的必修课程。随着电子技术的快速发展,新器件、新电路不断涌现,现有实验室的条件已无法满足各种电路的设计和调试要求,在一定程度上影响了电子技术课程设计的教学效果,也影响了学生的创新能力[1][2]。在电子技术课程设计中引入Multisim仿真软件可以很好的解决这一问题。
1 Multisim仿真软件的功能及特点
Multisim仿真软件是加拿大图像交互技术公司(Interactive Image Technoligics)推出的电子线路仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的绘制和仿真,具有很强的仿真分析能力。
利用Multisim仿真软件可以对二极管、三极管、功率管等模拟器件进行仿真、也可以对74系列、COMS系列、PLD、CPLD等数字器件进行仿真[3]。Multisim适用于模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、单片机技术、PLC等电类课程。
2 Multisim在电子技术课程设计中的作用
在理论课的教学中为了让学生便于理解,一般多采用工程近似的方法对电路进行分析、计算,但对于较复杂的电路,学生很难在短时间内根据元件参数的变化计算出电路的各种性能指标。如果利用,在教学过程中我们能够随时进行实验演示和电路分析。也可以在利用Multisim仿真软件分析各种电路的特性,在讲解各种原件参数改变对电路的影响时,可将各种数据和波形在虚拟仪表上直观的显示出来,并且接近实际效果。通过Multisim仿真软件进行计算机模拟仿真,把电子技术的理论教学和实验教学有机地结合了起来,为课程设计中实物的制作打下一个良好的基础[4]。
3 Multisim在电子技术课程设计中的仿真应用实例
下面以数字抢答器电路为例阐述采用Multisim仿真软件进行课程设计的过程。设计要求如下:
(1)设计一个抢答器,可同时供8名选手参加比赛,他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
(2)给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零和抢答的开始。
(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,相应选手的灯亮。封锁输入电路,禁止其他选手抢答。优先抢答选手的信号灯一直亮到主持人将系统清零为止。
(4)抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定。当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示。
(5)参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效,定时器停止工作,相应选手的灯亮,显示器上显示抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
(6)如果定时抢答的时间已到,没有选手抢答时,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。
3.1 实验方案的确立
抢答器系统原理框图如图1所示。它由主电路和扩展电路两部分组成。主电路完成基本的抢答功能,开始抢答后,当选手按动抢答键时,代表这一组的灯亮,同时别组成员按下按钮时不会使自己这一组的灯亮[5][6]。这一功能可以用锁存器或者触发器来实现。主持人按下开始键时,才会使抢答器正常工作;当这个键弹起时,无论8个选手如何按按钮,他们各自所对的指示灯都不会亮。这一功能可以将开始键接到芯片上的清零端或者使能端来实现。
设计电路时可分模块进行,将每一个模块设计仿真成功后,再进行模块间的连接,从而实现整个抢答器系统。
3.2 电路设计与仿真
抢答器包括抢答电路、指示灯电路、主持人开关电路、控制电路、报警电路、脉冲电路、定时电路、显示电路。电路图如图2所示。
3.2.1 抢答电路
抢答电路的功能有两个:(1)能分辨出选手按按钮的先后,并锁存优先抢答者的编号,供显示电路使用;(2)使其他选手的按钮操作无效。抢答电路包括集成D触发器74LS374和8个开关。74LS374为具有三态输出的八D边沿触发器,且是上跳沿触发的。当一个脉冲的上升沿到来时,输出Q端的值为相应D端的值。OC端为使能端,低电平有效,当OC接高电平时,处于高阻状态,OC端接低电平时,芯片能够正常工作。8个D端接8个开关,开关另一端接高电平[7]。
3.2.2 指示灯电路
由于在仿真时要观察灯的亮与熄灭,8个灯的一端分别接在74LS374的8个Q端,另一端分别接地。当Q端输出为高电平时,灯就会被点亮,否则就会熄灭。
3.2.3 主持人开关电路
主持人开关有很多作用,当这个开关弹起时,74LS374将不工作,并且可以控制译码显示电路的清零和置数功能[8]。计数器74LS192的CR端为清零端,当CR端为高电平时,输出为低电平;CR端为低电平时,芯片可以进行别的功能。在CR端为低电平的情况下,LD端为低电平时,输出为4个D端上的值,这就是我们所说的置数功能。在CR为低电平,LD为高电平的情况下,CPU接脉冲信号,CPD接高电平,此时芯片处于加计数状态;CPU接高电平,CPD接脉冲信号,此时芯片处于减计数状态;CPU和CPD均接高电平,芯片处于保持的状态。因此可以将清零端和置数端作为主持人控制开关电路的一部分,将CR端和LD端分别接两个单刀双掷开关,开关一端接高电平,一端接低电平。
3.2.4 控制电路、报警电路、脉冲电路
控制电路是由8个或门组成的。74LS374的8个输出端分别接在4个两输入或门的输入端上,每两组的输出有分别接在另一个或门的输出端,最后输出端和脉冲信号接在一个或门的输入端,输出端接在74LS374的脉冲输入端和74LS192的CPD端。当有一人按下了抢答开关后,所对应的Q端输出为高电平,经过几个或门后,最后输入74LS374和74LS192的脉冲输入端的信号固定为高电平,则我们将脉冲信号锁住了,无论别的抢答开关按下与否,都不会影响结果。这就起到了控制电路的作用。报警电路中,使用灯来表示,当无人抢答时,指示灯亮。本设计中,秒脉冲电路用信号源模拟产生,在制作实物时也可以用555芯片产生。
3.2.5 定时、显示电路
定时、译码、显示电路是由74LS48译码器,74LS192计数器和七段数码管构成的。将74LS192的四个输入端DCBA端分别接上高电平,低电平,低电平,高电平,则通过译码器在七段数码管上显示9,然后通过减计数,依次减一,当抢答按钮按下时,控制电路将会锁住脉冲信号,因此数码管应该显示当前数字不变。直至下一次抢答时,主持人通过置数重新将其置为9。
4 结语
利用可以Multisim软件可以方便地进行各种电路的搭建,并对电路进行仿真与调试,弥补了传统实验教学中存在的设备老化、元器件损耗等不足,激发了学生的学习兴趣。如学生在进行复杂电路设计时,可以先采用Multisim软件进行设计,验证设计方案的可行性,再搭建硬件电路进行调试,可达到事半功倍的效果。实践证明Multisim仿真软件在电子技术课程教学和实验教学中发挥着重要的作用,对于提高实验教学质量、培养学生创新能力和动手能力等方面发挥着非常重要的作用。
参考文献
[1]肖君,樊利民,廖中熙.NIELVIS在数字电子技术实验中的应用[J].国外电子测量技术,2009(11).
[2]习友宝,王厚军,古天祥.工科电子实践教学的改革[J].实验室研究与探索,2005(08).
[3]邢江勇.“电工电子技术”课程教改实践与探索[J].电气电子教学学报,2009(05).
[4]李林,丁轶成,戴永寿,马西庚.虚拟仪器在电子专业创新能力培养中的应用[J].自动化技术与应用,2006(12).
[5]于海涛,王玉松.电子技术课程设计中引入EDA技术探讨[J].实验科学与技术,2008(04).
[6]石广龙.数字显示倒计时抢答器电路的设计[J].牡丹江师范学院学报(自然科学版),2009(02).
关键词:电子技术;实践教学;综合实验台;一体化教学模式
作者简介:何召兰(1969-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电工电子教学与实训中心,教授;张凯利(1969-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电工电子教学与实训中心,高级实验师。(黑龙江 哈尔滨 150080)
基金项目:本文系哈尔滨理工大学自制教学仪器设备资助项目(项目编号:2012X2B19020)的研究成果。
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0159-02
“电子技术”是一门实践性很强的课程,是工科高等院校所有电类及部分非电专业的必修课程。[1,2]电子技术实践教学环节包括基础实验教学、课程设计、电子实习以及课外的开放实验、创新实验和各类电子大赛等。这些课程既相对独立,又密不可分。如何合理安排这些教学环节,决定了课程教学的成功与否。为了确保学生很好地掌握电子技术方面的基本理论、基本知识、电路设计的基本技能,培养学生的创新精神和实践能力,各教学环节必须相互渗透、有机结合,形成完整的教学体系。真正让学生在学习过程中做到学以致用,理论指导实践,实践巩固理论,进而有效地提高学生的动手能力、协调能力和创造性思维能力,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。[3]为了实现该教学目标,近年来实施了一体化实践教学模式,并在此基础上研制了电子技术综合实验台。该实验台课完成了“电子技术”课程的基础实验、课程设计、开放实验、创新实验以及电子实习等,以满足各实践教学环节的需求。
一、一体化实践教学模式的构建
1.实践教学的改革
深化实践教学改革,对加强学生实践动手能力和工程实践的训练,提高学生的创新能力至关重要。从人才培养体系整体出发,以能力培养为主线,构建分层次、多模块、相互衔接的实践教学体系。根据新的理论和技术不断更新实践教学内容,实践内容与科研、工程、社会应用密切联系,形成良性互动,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合。充分利用现代信息技术改造传统的实践教学内容和技术方法,从多方面、多渠道加强基础实验、开放实验、创新实验、课程设计、电子实习以及各类电子竞赛。建立新型的适应学生能力培养、鼓励探索和创新的多元化实践考核方法与教学模式,促进学生自主学习、合作学习和研究性学习能力的提高。[4,5]
2.培养大学生的自主创新精神及实践能力
受教育体制、社会环境及就业压力等影响,当今在校大学生普遍存在人生目标不明确、学习动力不足等现象。针对这种现象,要进一步研究如何帮助学生树立人生目标,激发他们的学习兴趣,引导学生从步入大学前的被动学习模式转变为大学生活中的自主创新学习模式。
3.建立电子技术实践教学质量保障机制
完善管理制度、监控体系,制定自主学习成效的评估标准,提出确保学生自主创新学习模式顺利实施的执行方案,提供学生自主创新学习的有效平台。提供合适的实际工程项目,教授学生结合项目进行学习,做中学、学中做,动静结合。
二、一体化教学模式的研究途径与实施方法
1.竞赛吸引、项目驱动
兴趣是最好的教师,因此培养学生的学习主动性和创新精神需要从兴趣入手。以组织学生参加电子类竞赛项目包括大学生电子设计大赛、飞思卡尔智能车竞赛和美新杯物联网竞赛等为契机,结合实践课程环节建立完整的创新意识培养体系。在课程设计和电子实习中引入以往的电子竞赛题目,将课程设计和电子实习作为一个整体环节,允许学生自由组队采用项目申报的形式完成某个竞赛题目,以作为课程设计和实习成绩,从而激发学生对电子设计的兴趣。成立电子协会吸纳学生,开放基础实验室和实训基地,组织校电子竞赛,在大范围培训学生的同时,通过竞赛选拔优秀学生进入创新实验室。实验室学生的成功也将在广大学生中起到榜样作用,更加激发其对电子技术实践的兴趣,从而形成良性循环。
2.由点到面、逐步扩散
本科教育已经是大众化教育,尤其是近年来本科院校的扩招,使教师很难兼顾到所有学生。通过电子协会,培训少数未进入课程但对电子设计感兴趣并具有一定自学能力的学生。实验室由高年级学生定期组织培训和讨论并向这部分学生开放,培养精英学苗。进入实验室的学生在实验、课程设计和电子实习教学过程中又会带动其他学生,辅助教师进行指导,将积累的实践知识传授给其他学生。多年级的学生在一起完成创新实验、开放实验及各类竞赛等。通过这种反应堆式的互帮互助,将知识传授给每个学生。课题组成员经常参加国家、省级教学研讨会,通过会议交流,将改革成果和经验推广到其他工科院校。
3.各环紧扣、自成体系
各教学环节相互渗透,紧密结合。“电子技术”课程教学包括理论教学、基础实验、课程设计和电子实习,课堂外又有创新实验、开放实验和各种电子类竞赛。理论、实验不分家,在理论教学中结合实验,在实验教学中完成对理论的应用和升华。课程设计或电子实习的内容提前布置给学生,让学生根据布置的任务查阅资料,了解有关后续实践课程,事先设计各模块,利用EDA实验室进行仿真,验证设计电路的合理性。理论课和基础实验为课程设计做铺垫,而课程设计为电子实习做铺垫,电子实习又为创新实验及竞赛打下了良好的基础。通过一系列教学过程不仅提高了学生的实践能力,还巩固了对理论知识的掌握。这样环环相扣可以使各教学环节自成体系,以达到事半功倍的效果。
4.动静结合、水到渠成
静中思、动中学,不强迫、不放弃。针对对电子设计有浓厚兴趣的学生提供良好平台,实时指导,松弛有度,理论与实践结合,使他们成为具有很强实践能力的佼佼者,为卓越工程师培养打好基础。不放弃没有兴趣的学生,通过实例引导,同学带动,激发其关于电子技术的兴趣。细化考核方式,多方面测评结合,既不束缚学生的手脚,又稳把基础关。在扎实的基础培训的基础上再鼓励学生改变创新,动静结合,依据科学的培养规律,遵循合理的科研过程,使“电子技术”实践课程因势利导,水到渠成。
三、电子技术综合实验台设计方案
为配合电子技术实践教学的改革及一体化教学模式的建立及实施,研制了电子技术综合实验台。
1.综合实验台的外观设计
整体结构采用背靠背对称式,将实验、实践所需的常用仪器、仪表及工具等统一规划于实验台内,外露操作面板,实验台双侧完全相同,外观如图1所示。
2.综合实验台的功能及特点
所设计实验台集模拟电子技术、数字电子技术基础实验于一体,同时承担“电子技术”课程设计、电子实习、创新实验及开放实验等。Ipad通信口实现了实验室的网络化管理,学生提前在网上预约实验、课前预习,做实验前要完成预习问卷,直至成绩合格方可进行。教师实时监控学生完成情况,并给出成绩。实验台的设计注重先进性、开放性及将科研成果转化为教学实验的便利性,形成适应学科特点及自身系统性和科学性的、完整的课程体系。通过科学地设置实验项目,可全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析、发现和解决问题的能力,使学生具有创新、创业精神和实践能力。
参考文献:
[1]阎石.数字电子技术基础[M].第五版.北京:高等教育出版社,2007.
[2]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].第3版.北京:高等教育出版社,2006.
[3]房国志.大学生创新思维培养的探索与实践[J].电气电子教学学报,2007,29(3):109-111.
电子技术的发展,推动各行各业的发展,应用广泛———广播通信、网络、航空航天、工业、交通、医学、消费类电子领域都离不开电子技术。众所周知的北京2008年奥运会的水立方建筑运用50万颗LED灯构成世界上最大的半导体照明工程。学习电子技术基础是适应时展之必须。高职教育不同于普通高等教育,它的专业设置和课程设置指导思想都是以服务为宗旨,以就业为导向。针对区域经济发展的要求,我们进行了广泛的市场调研,重点调研了长三角地区高职毕业生的主要就业岗位,需要具备的职业能力及从业资格证书等问题,应用电子专业的就业岗位主要有:电子产品维修工,电子产品装配工,电子产品调试员,电子产品工艺员。通过岗位的典型工作任务,职业能力分析,归纳出职业行动领域,然后根据我系的实际教学条件,实训条件,将职业行动领域转化为学习领域,构建了《电路与模拟电子技术》这门课程。同时,我们制定了课程标准。
2电路与模拟电子技术课程目标
本课程的总体目标是:通过对电路原理、常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习,使学生获得电路与模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能,为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。其中包括:(1)知识目标:掌握电路基本概念、基本分析和计算方法;会计算电路主要参数;掌握电路波形图画法、建立电路模型的方法;会判断器件类型、电路工作状态;(2)能力目标:培养学生正确使用常用仪表的能力;培养学生正确选择元器件的能力;培养学生检索与阅读各种电子手册及资料的能力;培养学生识读与分析电路的能力;培养学生安装和焊接电路的能力;培养学生电路测试方案的设计能力和对测试数据的分析能力;培养学生排除电路故障的能力;培养学生进行简单电路设计的能力;(3)情感目标:通过趣味案例激发学生好奇心和学习兴趣;通过学习情境挖掘学生的求知欲和创造欲,树立学生自信心。
3电路与模拟电子技术课程设计
本门课程设计的理念是:以学生职业能力的培养为最根本的出发点,理论学习以必须,够用为度,同时进行课证融合。在课程的教学过程中采用多种教学方法和手段:传统的教学法、直观教学法、探究法、启发式教学和多媒体教学手段。
4电路与模拟电子技术课程实施
在课程的实施过程中教师首先进行了学情分析:高职院校的学生学习基础普遍较差,学习能力欠缺,急于求成,缺乏持久性。虽然学生对电类专业课入门的学习具有一定的兴趣,但这种兴趣不够稳定,需要教师创设适度的情境,适时地激发。所以在教学过程中,教师要力求做到将深奥的知识浅显化,抽象的知识形象化。课程的重点难点是半导体器件,放大电路,负反馈。教师对重点、难点的处理方法有:(1)传统的讲解法;(2)直观式教学;(3)配合flas演示;(4)通过万用表测试加深理解;(5)创建学习情境。例如:在半导体器件的讲解部分,可采用直观式的教学法,带领学生认识各种不同的二极管,三极管。对于三极管的讲解,配合万用表测试加深理解。下面以一次课实验课———三极管电流放大特性为例,来说明课堂的教学组织。三极管的电流放大特性这节内容是深入模拟电子技术部分的第一道难关。学生只有深入到心里层面去理解了这节内容,才可以举一反三去理解后续学习的电子元器件。教师采用基于工作过程“教、学、做”一体化的教学设计,把启发式教学贯穿整个教学过程,通过探究实验操作和多媒体仿真,把抽象的理论知识难度降低,达到突破难点,帮助学生化难为易,让学生轻松愉快充满信心地完成学习。
5考核方案
课程的考核方案根据学院教务处的要求,期中成绩占30%,平时成绩占30%,期末成绩占40%。平时成绩包括:课堂考核,课后作业,单元测验。在学期结束前另有为期一周的教学实习,教师根据维修电工的考试内容结合实际情况申报,并由系部统一采购实习耗材。实习的考核分为:优———电路功能完全实现,性能优良,工艺精美。良———电路功能基本实现,性能优良。中———电路功能基本实现,性能不够稳定。及格———在教师辅助制作下,电路功能基本实现。不及格———电路功能未实现且学习态度有问题。
6教学评价
课程的教学评价包括:校内督导评价,同行专家评价,教师自我评价,学生评价。
7课程特色及展望
关键词:数字电子技术;教学效果;措施
中图分类号:G42 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)09-0141-02
数字电子技术课程作为电子、电气自动化类专业的一门重要专业基础课,主要使学生获得数字电子技术方面的基本知识和实际应用技能,但由于数字电子技术课程内容涵盖广、知识更新快、综合性、应用性强等特点,使得学生在学习该门课程时感觉难、记不住、抓不住要点,因此结合教学实际,从教学方法、综合训练、现代教育技术应用等几方面进行改革完善,提高数字电子技术课程教学效果。
一、教学方法的优化
数字电子技术课程根据课程内容特点,在讲授时灵活采用多种教学方法,如启发式教学、任务驱动、讨论法等,引导学生学习兴趣,集中学生学习注意力,使学生积极思维,提高教学效果。
(一)启发式教学
启发式教学不是在表现在课堂教学的形式上,也不是简单地向学生发问,而是在讲授课程内容、提出的问题上具有启发性,即课程内容的思路能深刻揭示所讲课程内容的内在规律,所提出的问题能够启发引导学生思维;如在讲授555定时器应用时,根据学生兴趣、特点,先将555定时器构成的简易电子门铃或报警电路提出来,同时将实际产品展示给学生,以此为契机,引起学生注意力,再讲授555定时器构成的多谐振荡器、施密特触发器、单稳态触发器,启发学生思维、分析,并应用所学知识,这样可以收到较好教学效果。
(二)任务驱动教学模式
数字电子技术实验课是与理论教学相配合的一个不可缺少的实践教学环节,上好实验课不但可以加深理解课程中的基本知识、基本理论及其应用,同时对学生分析问题、解决问题、创新思维能力及实践技能的培养也非常重要,在数字电子技术实验课中,根据实验内容、结合实际应用,采取任务驱动教学模式,如计数、译码、显示实验,可根据实际生活中常见的二十四进制设置任务,让学生自己根据实验任务选择集成块,设计实验电路,搭接电路,进行测试,若在测试中出现问题,让学生自己分析、查找、排除故障,这就要求学生熟悉每一种器件的逻辑功能、工作原理、使用条件等,通过任务驱动教学模式,学生不但巩固了理论知识,而且促进了学生对相关知识的了解和掌握,提高了工程实践能力,学生的实践技能得到很大提高,这时的实验已经成为学生获取知识的手段,是一种既动脑又动手的学习新知识的方法。
(三)讨论法
课堂讨论是教师提出问题,学生围绕问题进行分析,课堂讨论可活跃学生思维、调动学生学习主动性、有利于学生提出不同见解和方法,学生通过讨论互相启发,加深对所学知识的理解,同时锻炼了学生思考问题、分析问题、表达问题的能力,在讲授集成计数器应用内容时进行了一次讨论课,教学时首先讲解置数法、清零法,然后提出问题,如:若想完成六十进制计数器,如何实现?学生有的采用74LS160、有的采用74LS161、还有的采用74LS290、74LS190等,有的采用置数法、有的采用清零法,还有的学生一人就提出几个方案,学生将所学知识真正变为自己的知识,获得了意想不到的效果。
二、综合训练的强化
综合训练可以使学生将所学的知识相互渗透、融会贯通,灵活运用,发挥创造力,同时培养学生综合分析、应用能力,综合训练可以利用习题课,也可以利用课程设计进行。
(一)习题课
习题课也是收获课,数字电子技术课程内容多、知识面广,很多知识之间相互关联、相互渗透,通过习题课,可以复习、巩固,将所学的内容转化为自己的知识、能力,达到举一反三的效果;如组合逻辑电路讲完后的习题课让学生分别用逻辑门、74LS138和74LS153完成1位二进制全加器的电路设计,通过该题,学生将前面逻辑代数、集成逻辑门、组合逻辑电路三章知识联系起来,并能综合分析、考虑问题。
(二)课程设计
学生对实际应用感兴趣,而课程设计的数字电子钟、抢答器、交通信号灯等项目就是结合实际进行设计,因此在提出具体要求后学生会积极思考,充分发挥想象力和创造力,在设计时将所学知识融会贯通,综合应用,如数字电子钟主要由时、分、秒计数器及校时、译码显示及报时电路组成,学生通过查资料、确定方案、设计、制定实施计划、绘制图纸、购买元器件、制作电路、调试、写项目报告,整个项目做下来,学生不但能将数字电子技术中石英晶体振荡器、分频器、计数、译码、显示、逻辑门等综合应用,而且还能对常见故障进行分析、调试,学生综合应用及实际应用能力得到锻炼,效果十分明显。
三、现代教育技术的应用
传统的教学过程主要依靠语言、板书进行教学活动,然而在信息技术飞速发展的今天,学生还可以通过电子教案和多媒体课件领会教学内容、还可以通过网络去获取知识,因此结合实际情况,在数字电子技术教学中充分利用现代化教育手段,将网络技术、多媒体技术融于教学中。
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(一)多媒体技术
利用多媒体课件教学,可以将抽象的问题形象化、复杂的过程简单化、隐含的知识清晰化、枯燥的课题生动化,可以突出教学重点和难点,有助于学生对知识的理解和记忆,提高了教学效果,教学中利用计算机仿真可以使学生看到电路结果,帮助学生理解、掌握所学知识,如讲授计数器应用时,让学生设计完成六十进制计数器,有了是正计时,有的是倒计时,然后教师利用仿真软件进行画图、仿真测试,结果被直观、真实地展示在学生面前,其效果是板书达不到的,实验中的电路可先由学生设计,再进行计算机仿真,最后搭接电路进行测试,这样不仅激发了学生实验的兴趣,而且可以使学生学到电路设计的方法,培养其动手能力和应用能力。
(二)互联网
数字电子技术课程是校精品课,校园网上有该课程的教学大纲、教学内容、复习指导、网上答疑等,教学大纲中有理论、实验、课程设计的大纲,教学内容包括理论教学、实践教学,理论教学有教学进度安排、各章电子教案和各章多媒体课件,实践教学有教学进度安排、实践考核方法、实验项目、实践条件、实验室开放计划等,复习指导中包括各章测试题、习题及答案、参考资料、常用集成电路引脚图等,另外学生可以直接与各主讲教师进行网上答疑,学生在课后可以根据自己的需要、学习情况登陆校园网进行学习、浏览,非常方便、快捷;同时利用互联网,学生可以查阅关于数字电子技术的最新发展、最新应用、最新方法等,扩大教学信息量,拓宽学生知识面。
实践证明,在教学方法的优化、综合训练的强化、现代教育技术应用几方面进行的改革完善,使数字电子技术课程教学达到了事半功倍的效果,但教学效果的提高依赖于教学的每一个环节,教师只有在课程理念、课程体系、课程内容、课程实施等方面不断探索、不断创新,才能取得理想的教学效果。
参考文献:
[1]杨雪,刘立军.关于高职电子技术课程的教学思考[J].辽宁高职学报,2011,(6).
1.电子技术基础课程设计的传统教学模式
我校以往电子技术基础课程设计是由2名指导教师负责一个班级,时间为2周,主要是讲解一些基础知识、焊接和调试技巧。课程设计的具体题目是由知道教师具体给定,一个班级共基本上给定1~2个题目,结果造成了设计方案雷同想象,无法充分发挥学生的主动性和创新性,不利于培养学生的工程实践能力和创新意识。另外,受硬件条件的限制,有些课程设计题目全部利用仿真软件完成,学生的工程实践能力不能得到充分的锻炼,更不用说创新了。
2.基于CDIO理念的电子技术基础课程设计教学改革的措施
“卓越工程师教育培养计划”是我国高等工程教育的重大教学改革项目,旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。为此,我院进行相应的改革,把CDIO工程教育思想融入到电子技术基础课程设计中。以电子技术基础课程设计项目为载体,课题设计分为构思、设计、实施和运行四个阶段。(1)构思。学生根据电子技术基础课程设计任务及要求进行分组,每组3~4人,成员以优势互补的方式组成。每一组学生根据项目要求,分析课程设计任务,分解设计任务,每一名同学都有自己的设计任务。学生可以通过网络或者到图书馆查阅资料,初步确定电路设计方案、设计内容以及能达到的性能指标要求;然后小组内学生进行讨论、汇总,确定一个认为合理的方案,再提交给指导教师。指导教师根据每组学生提交的资料进行审核、论证、确定设计题目是否合理以及设计内容能否实现;同时检查是否每名学生都真正参与课题的构思。(2)设计。每组学生根据完善后的电路设计方案,自行查阅相关参考资料,确定单元电路设计、参数计算与器件选择、绘制电路图等;然后运用EDA技术进行仿真,验证设计方案的可行性和正确性;待仿真电路经修改完善之后,绘制出正确的设计电路交指导教师审核。在此阶段主要培养学生综合运用知识和技能解决实际问题的能力。(3)实施。当学生完成了电路设计,并做了相应的论证后送至指导教师进行审核,指导教师列出实现电路设计所需元件清单,到我院电工电子教学与实验中心元器件管理处领取元器件,在多功能的PCB电路板上进行焊接、组装、调试等步骤。在此阶段主要培养学生的工程实践能力和创新能力。(4)运行。学生对完成好的作品按照电子技术基础课程设计的要求进行系统测试,以验证作品是否满足设计要求;指导教师验收作品时,检查电路设计的工艺并给出指导意见,以便学生下一次设计电路时改进。在此阶段主要培养学生可持续发展的能力。总之,电子技术基础课程设计在实施中始终注重将知识、能力、素质的培养紧密结合,将理论、实践、创新合为一体,为卓越工程师技术人才的培养奠定了基础。
3.电子技术基础课程设计教学改革的效果
通过对电子技术基础课程设计进行教学改革,使学生对电子电路的设计过程更加清楚了,充分调动了学生学习积极性、主动性、能动性,同时可以很大程度上提高学生的的工程实践能力、团队协作能力。通过这种模式的培养,我院学生在参加大学生电子设计竞赛和创新创业训练计划项目中取得了较好的成绩。近三年在全国(吉林省)大学生电子设计竞赛中,我院学生获一等奖15项,二等奖34项,三等奖41项;在2016年的吉林省大学生创新创业训练计划项目中我院学生共计申报19项。
4.结束语
实践证明,在电子技术基础课程设计教学中采用的CDIO工程教育模式极大地激发了学生的学习兴趣,提高了学习效率。CDIO工程教育模式有利于培养学生个人专业能力和素质、实践能力和创新能力、团队精神和沟通能力,为学生今后开展工作打下良好基础,将成为培养卓越工程师人才的有效途径。
作者:孙立辉 单位:吉林化工学院信息与控制工程学院
参考文献: