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和电路、电磁场、电磁波、信号和系统模块不同的是线性、非线性电子电路、数字逻样电路模块除了是子信息工程教育中重要基础课,还是一门应用性很强的技术学科。无论是线性、非线性电子电路课程还是数字逻样电路模块都包含着丰富的基本内容。线性、非线性电子电路、数字逻辑电路课程参考学时较多,在一百五十到一百六十之间,数学逻辑电路课程参考学时在七十到八十之间。
二、计算机科学与工程模块
现在计算机成为大家普遍使用的工具,计算机科学也被广大的人民所接受,并得到了广泛的应用,所以现在计算机系列课程成为电子信息工程技术教育的核心课程。根据中国计算机学会“93大纲”的规定,它包括9个领域、3个进程、12个基本概念,基本内容有计算机网络、编程语言和基本算法、计算机原理与体系结构等。
三、试验教学课程体系的初步构想
1.宏观体系的把握—体系结构图大学生步入社会总要开启自己的工作之路,公司看中能力多过于学历,为了帮助更多的大学生在毕业时找到更理想的工作,在学校开设锻炼学生动手能力等的试验性课程是很有必要的。根据现有课程开设存在的弊端和学生工程设计能力的培养目标,我们可以将电路分析、信号与系统、电子线路、数字电路等课程的基础实验部分合并开设一门新的学科,内容可以包含整个电子技术基础学科的前两个模块。2.微观世界的分析—各试验模块详细说明我们可以将实验模块分成课程设计性质的电路综合实验、综合专题实习、计算机能力训练三个模块。在第一个模块中,电路综合实验要求设计、安装和调试一个电子电路或一个简单装置,检查并排除实验过程中出现的故障。设计题目可以设置包括多级放大器、OTL功放、直流稳压电源等,实验最合适的阶段应该是安排在大学三年级在学生有一定的理论基础的前提下,学时可以控制在六十到七十的范围内;第二个模块—综合专题实习。在这个模块结束时,学生应该在方案论证、工程计算、撰写论文等方面有一定的提高。像学生在实习中遇到的电视机安装与调试、音响系统安装与调试等都可以当作综合专题实习的经典案例,供学生相互之间学习探讨。综合专题实习进行的场所较多,校内、工厂等都可以开展,实习时间可以控制在一个月左右;第三个模块,计算机能力训练。具体可以包括计算机操作训练、编程训练、计算机辅助分析与设计等,整个课程的安排可以由易到难,先将计算机操作训练安排在前面,计算机编程训练在前者的基础上开展。在此基础上可在数学、物理、电路与信号、电子线路等课程中应用计算机进行辅助分析和设计。
四、结语
摘要:加强专业特色建设是高校在高等教育大众化形式下的必然选择,也是提高人才培养质量的切入点和立足点。本文从专业人才培养方案、课程体系整合优化、学生工程实践和创新能力培养三个方面阐述了凸显“航空电子”特色的电子信息工程专业建设的具体措施,为应用型大学的专业建设教学改革提供了经验和范例。
关键词:专业建设;电子信息工程;航空电子
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)13-0126-02
随着电子信息技术渗透到社会生活的各个角落,电子信息产业获得了飞速发展,国内外高新技术企业对具有综合电子信息分析和设计能力的创新人才需求旺盛。沈阳航空航天大学是一所以航空宇航为特色,以工为主,工、理、文、经、管等学科协调发展的多科性高等院校,是教育部、中航工业集团公司与辽宁省三方共建高校,是国防科工局与辽宁省共建高校。根据学校的具体定位和办学宗旨,我校电子信息工程专业以航空航天、国防企事业单位和东北老工业基地经济建设为主要服务对象,以培养“航空电子”特色人才为目标,探索出了一条特色鲜明的专业建设道路。下面将从专业建设的人才培养方案改革、课程体系优化、学生工程实践和创新能力培养三个方面进行阐述。
一、体现“航空电子”特色的专业人才培养方案
结合我校的总体发展目标与定位,对电子信息工程专业的培养目标与能力标准进行广泛调研和讨论,了解社会与行业需求,认真考虑用人单位的反馈意见,聘用企业、研究所等多单位的高级技术人员作为本专业兼职教师,参与培养计划的制定。秉承“重视基础、强化实践、突出特色”的教育理念,从人才培养方案的顶层设计入手,制定了体现“航空电子”特色的电子信息工程专业人才培养方案。重视数理知识及学科基础理论,依托学院优势课程、实验教学基地、科学研究平台与师资队伍,联合航空航天和电子领域的企业,强化实践教学体系。
以省级精品课、省级精品资源共享课和校级精品课为基础,以质量工程建设为指引,探索以“工程认知―工程实验―工程设计―工程实施”能力培养为主线,设计了“核心课程+专业模块”的理论教学体系,设置了“航空电子”方向模块,构建了“多层次,多类别”的实践教学体系,制订了相应的人才培养管理运行机制,构建了突出“航空电子”特色、通才与专才相结合、共性和个性相结合、个人发展与行业需求相结合的电子信息类工程创新型、应用型人才培养体系。
二、突出“航空电子”特色的课程体系优化整合
1.优化课程设置,加强核心课程群建设。授课内容紧跟新技术发展方向,定期组织教师讨论教学大纲,去兄弟院校进行调研,保证培养出来的学生能够紧跟社会发展的需求。结合电子类企业需求,归纳出所需知识点和相应的技能要求,在此基础上组建相应课程群,目前确立了四大课程群:信号处理课程群、电子系统设计课程群、计算机类课程群、航空电子课程群。
2.与企业需求接轨,紧跟新技术发展开设课程。与用人单位密切联系,认真研究电子信息领域的发展趋势,增加了《嵌入式系统设计》、《虚拟仪器技术》、《电子信息工程专业导论》、《软件开发综合实训》、《专业工程设计》、《专业工程实习》等产学研课程和课程设计,保证了课程内容与电子信息领域发展的一致。将电子技术类课程、单片机课程前移,确保学生尽早感知专业、步入专业。在专业教育选修平台加入业务和前沿知识模块,紧跟行业发展的趋势及企业用人需求,确保学生就业后上手快。实践教学环节采用先进的电子元器件、先进的实验仪器设备和实验装置、先进的现代设计工具和设计方法,使学生在得到实践锻炼的同时,与新技术、社会需求和学科发展接轨。
3.设置“航空电子”方向模块,突出“航空电子”特色。在保留原有信号处理方向的基础上,新开设“航空电子”方向课程,开设“卫星导航原理与应用”、“雷达原理与系统”和“航空电子系统”等体现航空电子专业特色的课程。另外,电子信息工程专业本科生在大四开始可自主选择专业方向。
三、强化学生工程实践和创新能力培养
关键词:实践教学 教学设计 技能训练
一、高职类电子信息工程专业实践教学环节设计
电子信息工程专业的实践教学模式从宏观上可分为课程课堂实践教学、认知实习、生产实习、毕业设计等几种教学模式。在实施实践教学的过程中,对每一种教学模式又分别进行了微观设计。下面针对本专业的实践教学设计分别进行介绍。
1.根据培养目标制订实践教学体系
为了实现高职教育培养目标,在本专业高职教育教学设计中,实践教学课程设置独立于理论课程,以能力培养为主线,课程之间的相关度较强。在实践教学设计中,内容主要包括实验、实训和实习等环节。实践形式也多种多样,主要分为实验教学、生产实习、毕业实习、课程设计和毕业设计等。
2.根据职业岗位的基本能力要求制订基本技能训练实践教学体系
基本技能指胜任职业岗位(群)的基本能力,是各工科专业学生所应有的共同能力。对电子信息工程专业的学生,基本技能实践教学体系的设计思路是:通过开设电子技术基本技能实训、模拟电子技术、电路分析、计算机应用基础、计算机绘图等课程,使学生熟悉常用电子元器件的基础知识并具有查阅元器件手册的能力;通过了解常用电子仪器的基本功能和使用方法,能够正确使用常用的仪器仪表进行测量;通过线路板的焊接,掌握电子产品制作的基本要点和技能。
3.按照职业岗位专业能力需要制订专业技能训练实践教学体系
专业技能是指胜任职业岗位(群)的专业能力。对于本专业学生,除具备一些基本操作技能外,还应有电子产品辅助开发能力、电子产品单元电路设计能力、电子产品使用、维护与维修能力等专业技能。
二、电子信息工程专业实践教学的具体实现途径
本专业从专业核心能力出发,按照教学大纲的要求,主要采用实验、实训和实习等教学环节,借助于集教与学、学与练、校内与校外、课内与课外为一体的实践教学基地来组织和实践教学。首先,通过实训室的实验对学生所需的理论知识进行验证和巩固,使他们获得感性认识,掌握数据处理等基本方法;然后组织学生参加实训中心(工业中心)的仿真教学感悟和模拟训练,使学生初步掌握操作技能、专业技术,获得对职业岗位的初步认识;最后组织学生到企业参加生产实习和顶岗实践,进一步提高他们的专业技术应用能力和职业综合能力,从而实现高职教育造就技术应用型人才、实施型人才的培养目标。这些教学环节在操作上具有很强的连贯性和渐进性,符合学生接受知识、养成能力和相关素质的学习规律。
三、实践性教学环节的组织管理
教学管理是开展教学工作的基础和质量的保障。因此,要保证高职教育实践教学工作顺利地开展进行,必须有完善可靠的实践教学管理体系,以保证实践教学质量。
近年来,我专业根据高职教育的特点和突出以能力为中心的教学模式,在实践教学计划中,首先根据实践教学的目标要求,制定完备的各类实践教学环节大纲,编写出适合实践教学的讲义或教材,然后再根据具体课程及不同的实践教学环节进行分类管理。
四、电子信息工程专业实践教学环节的评估与考核
实践教学环节的考核与评估是实践教学管理中最敏感的环节,它对教学双方都起着指挥棒作用,影响教学的全过程。高职教育实践教学考核的重点放在核心专业技术、职业技能水平的考核和职业资格证书获取上,既要考出实际能力,又要避免敷衍了事走过场。对本专业校内实训教学环节的评估主要是检查实训项目单、卡和报告等实训项目教学文件的完善情况;对校外实习、实训教学的评估,则要求必须具有实习(训)教学大纲、实习(训)计划安排、实习(训)指导书、实习(训)日志、实习(训)报告、实习(训)单位评价、学生考勤和实习(训)成绩单以及实习(训)工作总结等。
对实践教学的考核进行改革,强调采用以职业能力培养为导向的考试内容、考试形式和考试效果分析等方式,对考试内容的要求是既要有理论知识,又要有操作技能,还要有运用所学知识和技能的综合能力考核。对考试形式没有统一的模式和要求,而是随着考试内容的变化,可采取笔试、动手实操、产品制作、课程设计、综合分析报告和现场解决工程问题等等多样化的考试形式/注重过程考核和能力测评。例如,在电子信息工程专业重点建设课程“电视技术”实践教学的考试改革中,主要是以综合操作技能考核为主,辅以问答口试。考核内容包括四个部分:一是元器件识别与质量鉴别,主要考察学生对电视机及其他电子设备中使用电子元器件的识别及质量鉴别能力,占技能考核总成绩的25%;二是仪器仪表使用,主要考察学生对常规电子仪器仪表的功能及正确使用能力,占技能考核总成绩的20%;三是电视机常见故障的检修,主要考察学生对电视机电路结构及工作原理的理解和掌握能力,占技能考核总成绩的25%;四是故障分析与检修报告,主要考察学生对电视机常见故障的分析判断及检修能力,同时考察学生的综合表达能力,占技能考核总成绩的30%。上述四项考核内容要求每位学生在2小时内独立完成。
关键词:高职;电子信息工程技术;专业综合实训
近年来,伴随着东莞电子信息产业向高端新型电子信息产业的转型升级,高职电子信息产品制造业技术技能型人才的培养无论是数量上还是质量上都已不能满足行业发展速度和规模的实际需要。其主要原因是产业的转型升级对学生的技术技能有了更高的要求,而原有的课程体系及实践教学条件已不能满足教学要求。专业综合实训课程作为高等职业院校教学体系的重要组成部分,是培养学生职业能力的重要环节。专业综合实训课程的改革研究,对学生培养职业核心能力,提升学生社会竞争力具有关键作用。
一、电子信息工程技术专业分析
根据我校人才培养方案,电子信息工程技术专业人才培养目标是以服务东莞、珠三角地区及广东省经济社会发展为宗旨,培养面向电子信息行业,适应于广东省尤其是东莞市经济发展方式转变的需要,掌握电子信息技术相关的基础理论、基本知识和基本技能,具有一定的电子电路分析设计能力,具有较强的电子产品和设备应用与维护能力,能在电子信息产品制造领域从事电子产品设计开发、安装调试、维护维修、质量管理和销售等方面工作,符合产业转型升级和企业技术创新需要的高级技术技能人才。
服务产业的需要,决定了学生可以立足自身实际,选取有兴趣的方向深入学习,这使电子信息工程技术专业在人才培养实施上要充分考虑到学生的实际情况,但基本课程、核心课程的设置是针对全体学生,很难完成这一培养目标。专业综合实训课程作为学生学完全部基础课程以及专业课程之后的一门岗前实践课程,着重培养学生综合运用知识以及团队合作的能力,因此,学生基于兴趣的核心职业竞争能力的培养需要由这门课程完成。
二、专业综合实训课程的设计思路
不同于传统实训,专业综合实训着重与学生综合能力的培养,旨在增强学生的职业核心竞争力,为学生进入企业顶岗实习,增强岗位适应度做好铺垫。因此,专业综合实训的开展,首先,要确定综合实训的方法。专业综合实训课程有岗位训练、过程训练、项目训练、仿真训练等模式,结合人才培养目标,该课程选用项目训练式方法开展。该模式以项目小组为单位,每4~6人自由组成一个小组,完成整个项目的实施工作。其次,确定项目的选题。项目选题的合理与否,直接关系到课程开展的效果。以往专业综合实训课程项目的选题比较分散,更多地注重多样性,但通过实施情况来看,效果并不好。其原因一方面是选题的分散使得教师指导时间不足,项目开展较慢;另一方面,学生之间缺少了相互学习以及相互比较的机会,开展动力不足。为了解决以上不足,在选题上,我们结合企业需求,设计了一个综合类题目作为专业综合实训课程题目。最后,时间安排。三年制学生,第六学期要进行企业顶岗实习,专业综合实训课程安排在第五学期末。为了能系统充分地锻炼学生的综合能力,实训时间为4周。在这四周时间里,项目组成员相互协作,最终完成整个项目的设计工作。
三、专业综合实训课程的具体实施
经过前期实训的摸索,结合人才培养目标与校企合作企业的实际需求,本次专业综合实训课程选择的题目为:一种实用的智能小车设计。该项目的具体实施主要分为以下四个阶段:
1.充分论证,明确任务
本阶段指导教师针对项目选题,进行技术论证设计,编写实训指导书。明确实训任务、实训时间安排、实训考核标准及要求,并完成项目开展所需常用元器件的采购工作,为实训的开展做好准备。
2.教师组织,确立团队
该阶段在实训课程的第一天实施,指导教师结合实训指导书,讲解实训的流程。组织学生,以5~6人为一个小组单位,结合自身技术情况,自由组成技术团队,并选出组长。每个团队确保有硬件工程师(两人):硬件电路设计与制作,机械机构等的设计;软件工程师:系统程序编写,调试;整机调试工程师:元器件准备、焊接以及产品的整体调试;技术文档设计师:讨论过程记录、技术文档编写、报告PPT、记录组内成员每天工作情况,图片或视频展示成员工作风采,协调工作进程。团队人员结合自己的职业规划,选择自己喜欢并擅长的职位,开展工作。作为团队的一员,每个职位的表现都将影响到整个项目的最终测评。项目组每位成员,都将在该项目中得到锻炼,强化自己的职业核心竞争力。
3.方案制定,项目实施
团队建立后,组长带领项目组成员,结合实训要求、实训任务,通过资料查找、信息搜集等,确定项目实施方案。结合项目方案项目组成员根据自己的职位,制订工作计划。教师针对工作计划进行检查指导,确认无误后,项目组开始项目的设计实施工作。该阶段持续时间2.5周左右,是整个实训时间最长的阶段。该阶段坚持学生为主,教师为辅的指导原则,使学生充分融入团队合作,充分发挥自身价值,完成团队项目。
4.小组竞技,汇报展示
智能对战小车设计制作完成后,各项目小组与指导教师,共同协商制定小车对战方案,班级内各小组开展对战比赛,验证并改进小车设计。待整车改进设计成熟后,各班级间开展竞技比赛,验证设计成果,提升团队的荣誉感,带动大家参与的积极性。比赛结束后,班级各团队的技术文档设计师通过视频、PPT等形式进行汇报,展示团队项目实施过程、项目实施成果,见证团队每位成员的付出与团队合作的力量。
总之,高职院校专业综合实训课程的开展,在培养学生专业综合能力、团队合作能力,发挥学生主观能动性,提升学生职业竞争力等方面具有重要作用。本文针对人才培养目标提出了专业综合实训课程实施方案,通过课程的实施验证,该方案达到了培养学生职业核心能力的目的。本次课程的探索研究,对于专业综合实训课程的改革发展具有一定参考价值。
参考文献:
[1]陈必群.电子信息工程技术专业综合实训方案设计[J].常州信息职业技术学院学报,2007(01).
>> 应用型自动化专业综合改革的研究与实践 应用型本科《电力电子技术》课程教学改革与实践 应用型本科高校电子技术实验课程改革与实践 应用型电气工程及其自动化专业实践教学建设与实践 应用型本科院校电气工程与自动化专业多元协同实践教学体系的探析 应用型高校自动化专业课程建设的研究与实践 自动化专业应用型本科人才培养的探索与实践 自动化专业应用型人才培养的探索与实践 应用型本科“电力电子技术”课程教学改革的研究 电力电子技术课程的应用型教学改革探索 面向应用型人才培养的“电力电子技术”课程改革探讨 应用型本科模拟电子技术课程改革与实践 机械设计制造及其自动化专业应用型人才课程体系改革与实践 应用型院校自动化专业数控系统课程实践改革研究 电力电子技术在配电系统自动化中的应用探索 应用型电气工程及其自动化专业课程体系改革与探索 应用型本科院校数字电子技术课程的实践教学改革 应用型人才培养模式下“电力电子技术”实践教学改革研究 技术应用型自动化专业实践教学体系研究 电气工程及其自动化专业电力电子技术课程学习心得 常见问题解答 当前所在位置:中国 > 教育 > 工程应用型自动化专业电力电子技术实验的改革与实践 工程应用型自动化专业电力电子技术实验的改革与实践 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款!安全又可靠! document.write("作者: 陈明文")
申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 【摘 要】近年来,自动化专业电力电子技术被广泛应用于各个领域中,从家用电器的制造到国家重大科研项目,都能见到电力电子技术的身影,由此可见电力电子技术的重要性。但是,随着科技的持续更新和发展,电力电子技术课程中所含的知识类型越来越丰富,为此广大教育工作者必须对此课程进行教学改革,尤其是实验方面的教学,更是应该不断地拓展学生的知识面,增强学生分析问题、解决问题的能力,让学生能将理论知识与工程实践相结合,这样才能为社会培养出符合现代社会需求的工程应用型人才。本文针对工程应用型自动化专业电力电子技术实验改革与实践进行分析,为教学提供参考。 【关键词】工程应用型 自动化专业 电力电子技术实验 改革 实践 【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)32-0052-02
力电子技术是一门现代化的、新型的电子技术,主要应用于电力领域。电力电子技术主要是指使用晶闸管、GTO、IGBT等电力电子器件对电能进行变化和控制的技术,基于电力电子技术变化的“电力”功率处于1W至1GW之间。这与信息电子技术有所区别,已经成为自动化专业中至关重要的专业基础知识。因此,电力电子技术教学受到众多学校的重视。但是,随着信息技术、计算机技术与测控技术的融合,自动化技术获得了更快的发展,其专业知识也在不断更新,这使得传统电力电子技术课程的教学内容已经不适应时代的发展,也不能满足现代社会对于人才的需要。为了能够提高教师电力电子技术课程的教学效率,培养出工程应用型的电力电子技术人才已经迫在眉睫。
要想培养出工程应用型的电力电子技术人才,就必须不断提高学生的创新能力以及工程实践能力,这就需要教师从电力电子技术实验教学入手,改变以往的实验教学模式,创造出一种新型的实验教学模式,使学生能够将电力电子技术的理论知识有效的应用于实践以及日后的生活中,以此达到学以致用的目的。
一 电力电子技术实验改革的必要性
当下,我国电力电子技术实验教学还存在一些弊端,尚有一些不足之处,主要体现在以下几个方面:
首先,由于教师受到传统教学观念的影响,往往对电力电子技术实验教学不够重视,他们认为电力电子实验教学只是电力电子教学中的附属环节,学生日后会通过大量的工作经验逐渐提升电力电子的实践能力,为此他们并没有精心的设计电力电子技术实验教学的教学环节,所涉及的教学内容也与教材完全相符,这使学生学到的实验内容受到局限。其次,随着社会的不断发展,时代的不断进步,电力电子技术在电力系统中的应用已经非常广泛,同时受到科技的影响,该技术在不断地变换和更新,与电力电子相关的新技术也被不断开发出来,而电力电子实验教学内容却没有随着更新,实验内容相对陈旧,难免会造成学生所学专业知识与实际生活脱节的现象,实验教学也变得更加流于形式,缺少其应有的价值与作用。再次,电力电子技术实验课的实验平台过于标准化、统一化,这不利于学生创造性思维的培养,也在一定程度上限制了学生的动手能力。与此同时,学生对新型电路结构和控制技术的了解也会受到影响,学生的专业知识无法获得有效的延伸和拓展。最后,在传统的电力电子技术实验教学中,教师往往会以验证性实验为主,而设计性实验和应用性实验较为缺少,这样一来,学生仅仅通过所学专业知识进行实验论证,处于一个“被动实验、被动学习”的局面,不能充分发挥自身的主观能动性。
以上几个问题使学生无法符合社会对人才培养的需要,为此,必须不断加强学生对该专业理论知识掌握能力以及专业技术的实践应用能力,不断地提高学生的工程意识,这样才能使学生获得更好的发展,并在日后的生活与工作中体现出自身的价值,为社会做出应有的贡献。
二 工程应用型自动化专业电力电子技术实验的改革与实践
1.电力电子技术实验教学的改革计划
电力电子技术课程内容具有较强的实践性,其实验教学的主要目的是提高学生对该专业理论知识的掌握程度,并培养学生基本的实验技能以及分析和设计电能变化电路的能力。该专业课程有如下特点:第一,不但要对学生进行理论知识方面的教学,更要提供给学生大量的实验验证机会。第二,电力电子器件及其控制手段变化较快,新技术的出现使教学内容变得更加丰富,与此同时,受到课堂时间的限制,理论教学无法做到面面俱到。第三,电能变化电路和相应的控制技术类型繁多,如果想让学生在实验中都能接触到,就要为学生提供良好的实验环境,提供足够多的实验器材。第四,在制作电力电子装置的时候,电力电子装置的参数变化对实验设计是否成功有很大的影响,必须明确这些参数变化的规律对实验进行科学学合理的设定。
课题组根据以上特点,以工程应用为出发点,将提高学生的设计与创新能力作为重点培养目标,积极构建出新型的实验教学体系。与此同时,将实验教学延伸到课外,积极鼓励学生参与课外科技实践、电子设计竞赛等活动,进而不断提升学生动手实践与团队协作的能力。这样不仅可以让学生更好地掌握最基本的实验技巧,而且能够对电力电子器件与相关控制技术的发展状况进行实时跟踪与了解,为后期工程的设计与应用学习奠定坚实的基础,实现学以致用的教学目标。
2.电力电子技术实验教学改革的方法策略
第一,以验证性实验为主,增加设计性实验以及研究性实验。在传统的电力电子技术实验教学中,单纯地以验证性实验为主,虽然能在一定程度上培养学生的实验能力,但是长期的验证性实验会使学生产生一些负面情绪,会对验证性实验产生厌烦心理,为此,必须构建一套新型的实验教学系统,增加实验教学项目。教师可以将验证性实验作为基础,增加设计性实验以及研究性实验,这样就能有效地活跃课堂气氛,激发学生实验的热情,提高学生学习的积极性和主动性,让学生通过设计实验以及研究实验不断提高自身的综合能力,使学生获得更好的发展。
第二,以工程应用为出发点,不断提高学生的创新能力。电力电子技术教学的主要目的是为了培养该专业的实践型技术人才,为此,教师应该做到以工程应用为出发点,不断提高学生的创新能力,改变以往学生的思维方式,使学生能够在日后更好地将电力电子技术应用到实际的工程项目中。教师在进行实验教学时,可以利用多媒体课件向学生展示最新的电力电子技术成果,使实物演示、工程分析能够通过图表和视频方式更加直观地呈现给学生,例如,调光电路、开关电源电路、小型直流电动机可逆调速系统等,这样就能提高学生进行实验的热情。
第三,引入仿真技术,进行“仿真+实物”的实验教学。受到多种因素的影响,如实验教学的课时较少、实验设备不健全等,电力电子技术实验教学效率往往不尽如人意,为了使学生能够将理论与实践有机地结合起来,应该在实验教学中引入仿真技术,实现“仿真+实物”的实验教学模式。例如,在典型的升压斩波电路制作中,让学生通过互联网或其他方式找到实验原理,随后用MATLAB进行仿真实验,使学生了解到工程参数对实验设计的影响。
第四,建立多样化的实验考核机制。建立多样化的实验考核机制,进而科学地判定学生的实验成绩,加强学生对实验教学的重视。教师可以从基础性实验、自主设计性实验以及工程研究性实验三个方面入手,对学生开展不同实验层次的多样化考核模式。在基础性实验方面,检验学生是否能够对基本的实验设备进行规范的操作和使用,并培养学生的基本实验能力。在自主设计性实验方面,可以组织学生以小组合作探究的学习方式,共同交流探讨,自行设计实验、验证实验。与此同时,教师应该对学生的整个实验过程进行全程监督,对试验期间出现的问题给予适当的指导,最后再让学生对自身的实验进行评价。在工程研究性实验方面,由于工程研究性实验知识面广,实验操作较为复杂,教师可以将其作为学生的课后任务,并提供相应的实验材料。最后通过三种实验对学生进行综合评定,并尽量使用一些鼓励和赞美的语言,使学生能够树立良好的自信心。
三 结束语
关键词:电子测量技术与仪器;工程应用;分组指导;教学改革
1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵
目前,《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课,该课程对理论和实践的要求都比较高,高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求,传统教学中实验操作较少,电子测量仪器种类较少,如何通过教学改革,强化学生的理论知识和实践操作技能,形成具有高职自身特色的教育课程,值得我们深入研究和思索。
结合该课程特点,我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质,一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高,因为移动通信专业的知识外联性较低,学生以前接触的很少,因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能,并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线,使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分,同时配备多种电子测量仪器,让学生在实际操作中练习各种测量技能,学和做相辅相成,更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体,遴选、重构课程内容,将工作任务作为终极努力目标。
2 教学改革实施
依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标,本课程实践教学改革的原则如下:⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线,通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。
在上述原则的指导下,对该课程教学进行如下改革:
⑴在教学中以学生为主体,以教师为主导,充分发挥主导的导向作用,使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼,同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上,着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈,移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器,运用自己所学理论指导实践,进行高频微波各种信号的测试,对相关数据进行记录分析并处理。因此,本课程从专业需求入手,充分利用实训室条件,培养学生分析问题,解决问题的能力。
⑵充分采用多种教学方法,逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中,引入实际工程应用,以任务作为驱动,积极引导学生学习。主导教师介绍任务,将学生分组,每组同学分贝完成不同任务,在同一组中,每位同学轮流当组长,指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留,让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识,在后续课中鼓励同学们上台展示,给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分,基本模块用于提高电子测量能力,拓展模块用于培养学生的创新能力。
⑶以电子仪器作为载体,联合企业开发多项实验实训项目,构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学,合理有序的安排实验项目,根据不同的工程环境、工作任务及精度要求,选取科学合理的测量方案,选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求,学生自行确定实验方案,配置实验仪器,分组制定实验步骤,完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验,不同组别的学生可以选取不同测量模块,自行查阅实训手册,分别制定不同实验步骤,最终完成测量任务。同时提出扩展性任务,添加学生自己的新思维,锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台,引入Lab View虚拟仪器平台,利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点,得出仿真结果,从而掌握电子产品发展新方向。
在综合性课程设计中,要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数,进行搭建实际电路并进行实际参数测量,要求学生提交测量结果,完成课程实习报告的书写,同时在实训结束前预留一定时间,自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等,指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论,学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。
3 总结
通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革,学生有了较强的自信心,理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高,而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务,进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽,面对问题能够共同讨论解决,学生的学习积极性有了明显的提高,真正落实了理论实践深层次理论的过程,学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进,教学内容贴近实际要求,因此,基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。
[参考文献]
[1]姜大源.如何开发工作过程导向―工作过程系统化课程设计方法[M/CD].姜大源教授在湖北职业技术学院的报告,2008-11.
[关键词]计算机网络技术;电子信息工程;实践应用
中图分类号:TP393.09文献标识码:A文章编号:1008-6609(2015)11-0055-02
1引言
计算机网络技术是随时展起来的,同时也推动着时代变革与进步,并逐渐渗透到很多领域,在网络通讯、医疗航天、日常办公等领域扮演着重要角色。同时,伴随计算机网络技术的发展,为电子信息工程的变革与突破创造了条件,提供了支持。下面将对计算机网络技术在电子信息工程中的具体实践应用进行分析。
2概述
2.1电子信息工程定义
电子信息工程就是借助计算机网络技术构建出一个系统工程,在这一系统工程中,能够随时对信息进行高效处理、整合,对设备进行自动化控制与维护。简单来说,人们使用的有线电话、无线设备、信息网络都是电子信息工程中的一种,信息化时代下能实现大规模的数据覆盖[1]。
2.2电子信息工程的主要特征
电子信息工程系统构成较为复杂,其功能包含了信息处理、连接、共享、分析与控制,将通信功能与网络技术集中起来。为此,其特征表现在以下几方面:
(1)覆盖面广
能够应用在生活、生产、信息沟通等众多领域,使用的技术众多,涉及的领域非常广。比如,电子信息工程能够应用于机械领域,用于大型化复杂化机械安装标准点控制单元;再比如,自动化的分类垃圾与自动升降电梯;还能够应用在公路工程中,如查询系统、数据分析等。
(2)通信灵敏、快速
电子信息工程可以使用无线电磁波与光纤进行信息传递,表现出速度快、节点少、信息量大等传输特点[2]。比如,在一条新闻时,使用过去的收音机或者广播在信息很长一段时间以后人们才能收听到新闻,这时新闻的时效性将减弱,而使用电子信息工程则能在信息的同时就接收到信息,方便了人们及时掌握社会热点。(3)发展速度快当前,计算机网络发展形式日趋多样,在无线网络方面表现得最为明显。伴随着计算机网络技术的发展,电子信息工程开始得到人们广泛研究与应用。比如,备受人们追捧的iPhone手机,从最初的一代、二代、三代,3GS到iPhone4、4GS、iPhone5、5GS再到iPhone6不断更新换代,同时也代表着科技与电子信息工程的不断变革与进步。
2.3计算机网络技术与电子信息工程间的关系
计算机网络技术能够将通信技术、计算机技术结合到一起,并且严格遵循网络协议,能够集中使用分散、独立的计算机,实现这些计算机的有效连接,使信息传递与共享更加及时,并且计算机的共享与硬件功能非常强大,在共享资源过程中,能够实现信息的集中快速整合,增强信息安全[3]。
3计算机网络在电子信息工程中的应用
3.1信息传递
当前社会信息无处不在,人们无时无刻不感受到信息的传递与共享,信息化时代已经来临,每天都有信息产生,同时,人们生活与生产的顺利进行也需要这些信息的支持。比如,在汶川地震时,因为救援人员不熟悉当地的地形地貌,对救援工作造成了阻碍,但当网上有人发帖,详细描述了汶川的地形、地貌以及人们居住环境以后,救援人员能第一时间赶赴救援现场,缩短了救援时间。再比如,网络技术能够开展视频对话,实现了信息的在线共享与交流,使人们的沟通距离缩短。在这一背景下,电子信息工程中的通信工程能够将传递信息、共享信息的功能价值体现出来,凸显出信息高速传递的重要性,同时,这一功能体现也是计算机网络技术的应用过程[4]。电子信息工程还被广泛应用在通讯行业。电子信息工程能够对信息进行制作与调整,将普通的信息转化为数字信息。在信息传递当中,还能够将计算机网络技术作为电子信息工程信息传递与共享的中转站,具体体现在以下几方面:能够为信息传递提供中转站,在中转站内实现信息的转化与交流;电子信息工程主要功能就是实现信息传递,比如,被广泛使用的无线通讯技术,在这一技术基础下将为通讯技术发展提供支持[5]。有信息传递就要有信息维护,电子信息工程内部组成系统较多,每一个环节出现问题都会阻碍到整体系统的顺利运行。为此,在电子信息工程维护上,自身并没有专门的维护平台,必须要借助计算机网络技术,对系统内的设备进行质量检测,及时发现问题、处理问题。
3.2资源共享
在电子信息工程中使用计算机网络技术能够更好地实现信息共享,并能使共享变得更为及时,也可以将其连接到网络终端,进而实现数据的在线传输,大量的数据资源能够在电子设备中自由转换,进而更快、更顺利地传输[6]。TCP/IP协议存在于网络中的接口层、网络层以及应用层内,能够将所有收集起来的信息汇集到分层体系当中,确保在信息传输控制过程中,协议终端不会受到影响或者阻碍。可以将信息文件进行压缩传输,将大文件压缩成一个便于储存的小文件,还能够将信息到达的位置定位出来,使到达规定地点的信息都是准确的。在使用电子设备对信息进行压缩或者存储时,要将理论基础确定为计算机网络技术,使传递要求通过协议形式表现出来,这样,在信息流通上将更加顺畅与及时。
3.3设备开发
新电子设备开发的前提是计算机网络技术,在设备检测或者新产品的参数设定上都要参考计算机网络提供的信息。在设备开发方面,主要通过以下几方面体现:首先,通讯传播。电子信息工程设备开发需要计算机网络技术主体与基础,比如,在3G或4G网络转换信息都需要借助计算机网络技术实现。其次,干线通讯。当前,很多局域网都缺少系统性的信息通讯网络,为此,需要借助计算机网络技术的支持。最后,传播媒体。计算机网络技术具有的功能非常全面,发送信息或者文件可以通过电子邮箱,还能够基于这一平台对信息进行查询或者转发,在共享方面发挥着重要作用,这样,新闻信息的将更加及时,能够更加顺利地完成信息,拓宽人们的研究领域[7]。还有WEB浏览器。在Internet网上能够在线阅读文件、查看信息、观看视频,这一功能已经超出了HTIP超文本传输协议要求,在企业各级内部网络中或者工作站内,能够自由阅读来自于世界各地的信息资讯。
3.4能够对电子信息设备的联网功能进行开发
在电子信息工程当中使用计算机网络技术,能够将电子工程信息当中的设备开发与联网这一功能体现出来。比如,在政府部门,有很多机密文件,一旦文件外泄将造成不可挽回的损失,为此,可以构建出内部联网机制,各部门信息或者文件转发都在统一的网络系统中进行,并有专人对信息传输进行监控与管理,防止出现信息外泄或者流失。再比如,可以通过身份认证保证信息安全。通过指纹、声音、笔迹等身份认证为用户提供访问权限,而记账功能则能对网络访问做出记录,明确访问人的身份。此外,在电子信息工程应用范围不断扩充的条件下,很多新型设备开始出现,并且配置到了联网中,很多新设备开发或者工程研究,都对电子信息联网功能较为关注。
4电子信息工程中隐藏的安全问题
随着系统进一步开放,即使电子信息工程依靠计算机网络技术的支持能够容纳与传递的信息不断增多,但是隐藏在电子信息工程中的安全问题也开始增多。不安全的网络因素主要来源于传输线路、网络信息系统中。很多不法分子或者黑客就会利用电子工程建设存在的疏漏对系统进行攻击。这种攻击对系统安全与信息安全造成了严重威胁,并会为相关部门带来严重的经济损失。此外,系统内信息来源的增多,导致病毒感染的几率增加,也对信息安全造成了威胁。针对上述存在的电子信息工程中的安全问题,要求在电子信息工程建设过程中,加强对网络的维护,定期对系统进行全面体检,及时发现问题、处理问题。要求技术人员要不断提升自身的技术能力,减少安全问题对共同网络造成的损害,构建出有效的信息防护网络,每一个信息进入都要经过安全网络关口实现传输与共享,进而使计算机网络不受黑客或者病毒的危害。
5结束语
本文主要对电子信息工程的定义、特征、电子信息工程与计算机网络存在的关系进行了介绍,并结合这些内容分析了计算机网络在电子信息工程中的应用与实践,表现了在电子信息工程系统中,信息传递、设备开发、信息维护、资源共享等功能的实现都离不开计算机网络技术的支持。如今,人们生产、生活、工作与学习都离不开电子信息工程,人们一旦脱离信息技术将使生产效率降低,降低生活品质,使社会发展变得缓慢。
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关键词:学生自主创新实验 教学改革 创新意识 创新能力
当前,为了满足社会对电子信息工程专业人才的迫切需求,各高校电子信息工程专业将培养和造就具有扎实理论基础和较强实践能力的高层次工程技术人才作为目标。因此,在培养电子信息工程专业学生的过程中,不但要让学生掌握牢固的基础知识,而且要培养学生良好的实践和动手能力,并能够运用新知识解决具体问题,大幅度地提升学生的自主创新能力。为此,我校在电子信息工程专业开展了学生自主创新实验探索与实践教学改革项目。通过创造条件并鼓励学生以自主的方式完成创新实验项目,从而让学生在整个实验过程中主动掌握相关的知识与技能,并能从中培养创新意识和创新能力。学生自主创新实验的开展成为提升本科生专业化素质一个非常有效的途径。
1 学生自主创新实验开设的条件
学生自主创新实验开设于专业基础课程的课堂教学和实验教学之后。学生通过课堂教学和实验教学已经基本掌握了课程的基础理论知识,培养了一定的动手能力。但是当前的课堂教学主要侧重于基础知识的传授,而实验教学也因学时有限常常以验证性实验的形式开设,这些教学环节在培养学生自主创新能力上所起作用还远远不够。自主创新实验是学生根据自己的兴趣选题,由学生自主开展对创新实践的探索。在整个创新实验开展的过程中,对学生开放实验室,为学生提供实验设备和实验条件,实验过程中配备有专门的辅导教师,以学生为主教师为辅的形式完成科技创新实验。
1.1 开放实验室的提供
开展学生自主创新实验,必须对学生开放实验室。要求在保证实验室各项安全措施达标的前提下,最大限度的向学生开放。对学生开放实验室包括实验时间和实验设备两方面的开放。
实验时间的开放是指在正常作息时间内的全天候开放。学生根据自己的时间安排向实验室提出申请,经批准即可在申请的时间段内进入实验室进行自主实验。实验时间的开放,为学生提供了充分的学习研究时间,保证了自主创新实验的顺利开展。
实验设备的开放是指学生根据所做实验的需要,向实验室申请借用所需设备,待实验完成后由学生将设备整理好并归还实验室。实验设备按需使用,责任到人的特点,不但提高了实验设备的利用率,而且有利于实验设备的维护。
1.2 辅导教师的配备
开展学生自主创新实验,需要配备高素质的指导教师。以学生为主体的创新实验,旨在培养学生自己分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新意识和创新能力。完全把一个创新实验项目交给学生自己去完成往往是不现实的,因此每个实验项目均需配备有实践经验有理论水平的高素质指导教师,以学生为主体,教师为辅助的方式开展创新实验,当学生遇到问题时,教师可以给予一定的参考性建议,保证学生自主创新实验的顺利开展。
1.3 创新实验题目的选择
开展学生自主创新实验,为了调动学生的积极性,在保证学生有一定专业基础的前提下,可以由教师提供多个创新实验题目供学生选择,学生可根据自己的专业和爱好选择一个自己感兴趣的题目。学生非常愿意把时间花在感兴趣的东西上,同时由于题目是由教师根据自己的研究方向所提供,学生在遇到问题时也可以得到相关教师的帮助和指导。这种选题方式既保证了对学生专业水平的培养,又防止学生因盲目自定题目而偏题。创新实验题目的可选择性让学生拥有了更广阔的自由发展空间,有利于学生创造性思维的发展和创新能力的培养。
2 学生自主创新实验的过程
学生在选定创新实验题目之后,要进入学生自主创新实验项目的方案设计、实施、整改和优化及检查阶段。
2.1 创新实验的设计
学生在选择了自己感兴趣的创新实验题目之后,对所做题目未必会有一个很全面的认识。因此在创新实验的设计阶段,要充分发挥指导教师的辅助作用。教师根据学生所选题目,给学生讲解实验的要求、目的和意义。指出实验中会用到的基本知识,对设计方案和指标提出要求,并制定时间进度表让学生参照以完成创新实验。要求学生查阅与实验相关的文献资料,并通过深入学习,与所做创新实验的实际要求和条件相结合,制订出可行性实验设计方案。学生通过自己查阅资料,学习和分析问题,制订出设计方案,开拓了学生的知识面。学生通过对所设计方案的可行性分析,可以进一步提高理论水平,为顺利完成实验奠定基础。
2.2 创新实验的实施
学生完成创新实验设计方案后,就要进入创新实验的实施阶段。对于电子信息工程专业的学生来说,这一环节是整个实验中的重点与难点,包括硬件电路的设计与焊接,软件的编程、软硬件的联调等多个步骤。在动手操作阶段,会遇到大量的问题。教师要告诉学生实施过程中失败是正常的现象,要求学生一定要从失败中总结经验,逐步解决问题。学生通过分析失败的原因,进一步找出问题所在并逐步改进完善实验。这个环节对于提高学生解决问题和分析问题的能力起着关键作用,同时也培养了学生的创新能力。
2.3 创新实验的整改和优化
在学生完成自主实验的基本要求后,指导教师需通过检查给学生提出具体的整改要求,以便进一步完善和优化实验结果。对于实验实施效果较好的项目,则需要对学生提出更高的要求,以激发他们的创新和创造意识。这一环节的开展可以加深学生对问题的理解,掌握优化结果的方法。
2.4 创新实验的检查
在学生的自主创新实验完成之后,通过成立专家检查小组对所有学生自主创新实验进行检查。整个过程中要求学生对所做实验进行讲解和现场演示,并回答专家所提出的问题。专家组根据检查的结果对各项自主创新实验打分,评选出一、二、三等奖,并对获奖的学生进行奖励。以此激发低年级学生参加自主创新实验的积极性。
3 学生自主创新实验应用实例
我校为电子信息工程专业学生开出了多项学生自主创新实验,下面以基于DSP应用技术的学生自主科技创新实验为例对创新实验进行说明。该项实验要求学生选用当前TMS320C6000系列DSP开发板,熟悉平台的硬件结构,并以此开发板为平台开展科技创新实验研究,实现基于DSP的一系列科技创新实验。在该项实验DSP实验硬件平台的搭建过程中,学生遇到了许多问题,通过深入学习硬件和软件的安装和调试等知识,经过多次尝试才完成了平台的搭建,学生通过自主设计在实验平台下采用C语言编程完成了图像处理的多个程序。在整改阶段,学生改进了算法,优化了程序。该项创新实验的开展给对DSP有兴趣的学生提供了一个良好的学习环境和实验平台,锻炼了学生的编程能力并强化了学生的硬件基础知识,培养了学生的创新意识和创新能力。
4 学生自主创新实验效果
电子信息工程专业开设的自主创新实验为学生提供了一个良好的学习环境和实验平台,锻炼了学生的编程能力并强化了学生的硬件基础知识,取得了较好的效果。学生在自主创新实验中,大部分能够认真地进行实验设计与实施,有些学生提出了很有创新性的设计方案,连指导教师都很受启发。学生从实验的设计和实施操作过程中学到了很多书本上学不到的知识,该实验项目得到了学生的一致认可和支持。自主创新实验为我校各类电子竞赛的顺利开展奠定了良好的基础。
5 结束语
通过对电子信息工程专业学生自主创新实验探索与实践,加深了学生对专业基础知识的掌握,提高了学生独立查阅资料、分析问题解决问题的能力和实践动手能力,培养了学生的创新能力。在今后的教学过程中,我们需要不断完善教学体系,促进教学质量稳步提高,力求为社会培养出合格的有技术、有创新能力的应用型人才。
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关键词:单片机;教学模式;教学过程;实践教学
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)15-0201-03
单片机又称为微控制器(MCU),由于其体积小、功能强、价格便宜等优点,得到了广泛的应用,现已被应用于自动测量、仪器仪表、工业控制及家用电器等各个方面。民办高校电子信息工程专业是培养电子信息工程领域中的应用型人才,单片机课程是该专业重要的专业技术基础课程;同时本课程所研究单片机技术是电子工程师必备的应用技能,因此本课程在专业人才培养中占有非常重要的地位与作用。
一、民办高校电子信息工程专业单片机课程教学目标
根据民办高校电子信息工程专业单片机课程教学大纲的要求和学生实际,单片机课程的教学目标如下:
1.知识目标:使学生掌握单片机的基本概念、典型应用电路、程序设计方法等知识。
2.技能目标:使学生具备单片机控制系统电路分析、设计,程序编写,仿真,安装,调试的能力。
3.素质目标:培养学生独立思考、资料查询、沟通协调、团队协作、科技创新的素质。
二、传统单片机课程教学的弊端与民办高校电子信息工程专业学生的特点
(一)传统单片机课程教学的弊端
1.理论与实践脱节。传统单片机教学都是以教学为主,实验为辅。学生们对单片机的系统结构、硬件接口、编程语法都能学得很好,可是一提到利用单片机系统开发产品时,真正能动手的学生就寥寥无几了。
2.教学内容与社会需求脱节。在教学过程中,往往单片机课程教学大纲得不到及时的更新[1],教材得不到及时的更换,因此出现教学内容跟不上社会对单片机人才的需求。
3.教学方法与教学手段落后。单片机课程授课过程中,仍是以教师为主,学生为辅,学生被动地学习知识,缺乏学习兴趣,学习效率较低。
4.实验简单。许多高校都增加了实验课的比重,尽管学生们可以在实验设备上进行一些实验,但由于实验设备大多是由生产厂家做好的试验设备,程序大多数也是由厂家提供好的,许多学生做实验只是将现成的程序下载到实验设备上,观察一下结果,学生的动手能力得不到真正的提高。
5.实践少,动手能力不强。目前许多高校都认识到提高学生动手能力的重要性,也鼓励学生参加各种电子类竞赛。但对于大多数学生来说,由于之前的实践机会很少,动手能力不强,就没有勇气参加竞赛。因此,在平时的教学当中就应该多为学生提供实践的机会。
(二)民办高校电子信息工程专业学生的特点
民办高校电子信息工程专业学生男生比例大,思维活跃,爱动手操作,对喜闻乐见的实例感兴趣,可塑性强,但是一部分学生缺乏良好的学习习惯,学习主动性不高,与专业相关的知识有限。
三、单片机课程教学模式的构建与实践
根据民办高校电子信息工程专业单片机课程的定位与学生的特点,对单片机课程教学内容、教学方法、教学手段及实践教学进行了研究和改革,构建出了适合民办高校电子信息工程专业单片机课程的教学模式[2],并且在我院电子信息工程专业进行了实践,取得了非常好的教学效果。具体内容如下:
(一)教学内容的研究与改革
1.教材。教材的选择上,应选择应用性强、案例分析多的教材。例如,我院选用了哈尔滨工业大学出版社的、张毅刚主编的《单片机原理与应用》作为教材。该教材论述清楚、实例丰富、通俗易懂,适合民办高校学生。
2.教学内容。单片机课程教学内容可分为单片机基本原理与单片机接口技术两大部分。根据课程目标,以实际工程应用能力要求为核心、以工作项目为基本参照点、以学生的个性发展为根本,突出实用性与应用性,作为教学内容的选择依据,舍去了第七章存储器的扩展,因为现有的单片机片内存储器资源已经足够用了,不用再扩展,同时增加了编程仿真软件的使用与单片机应用领域中的一些前沿知识。如果完全按教材顺序进行授课,各知识点的学习相对独立,因而学生很难掌握单片机开发的完整过程。本着“以应用能力开发为教学目标,以学习项目为教学载体,以行动导向进行教学过程”这些原则为依据,打破现有的教材体系,把教学内容重新整合为10个学习项目,具体有流水灯、电机控制器,键控彩灯、双机通信,简易计算器、数字电压表、波形发生器等。这些项目从简单到复杂,从单项到综合,其教学目的具体而明确,能够激发学生浓厚的学习兴趣,有利于学生知识的掌握,更有利于学生动手能力及工程实际应用能力的培养。
(二)教学方法及手段的研究与改革
1.教学过程的研究与改革。传统的教学方式以“教师中心,教材中心,课堂中心”的“三中心”为理论核心,强调教师的主导作用,这种教学模式不利于学生实践能力与创新能力的培养。在单片机课程教学改革中,根据教学目标、课程体系及学生特点,为了更好地提高教学效果,精心构建了教学过程[3-4]。下面以键控彩灯项目为例说明教学过程的设计,整个教学过程共分为5个阶段。
第一阶段:任务布置。在上一个学习项目完成时,利用20分钟布置下一个学习项目。具体操作为首先用单片机开发板或实验箱演示键控彩灯项目实验现象,让学生感受控制现象,从而激起学生的浓厚的学习兴趣,调动学生学习的积极性,提高学习效率;然后下达项目任务书,每个项目任务分为4个层次,以满足不同层次学生的需要。项目4的任务描述:没有键按下时,控制8个LED循环点亮(流水灯)。通过按键(采用外部中断方式)随时改变彩灯的运行方式。(1)基本任务1:按一次K1,8个LED同时闪烁4次,然后恢复按键前的状态。(2)基本任务2:按一次K2,8个LED反向循环点亮一次。(3)提高任务3:按两次K1,LED以自定义花样闪亮1次。(4)发挥任务4:K2按下后,同时按下K1,中断嵌套。(5)课后电子创新:音乐彩灯。这样学生就可以利用课余时间自己去查资料,发挥自己的能动性和想象空间来完成任务。同时可以提高学生独立解决问题的能力,学生有很大的发挥空间。第二阶段:知识学习。分为三方面:(1)理论讲解。讲解中断系统的结构、原理及使用方法等必需的知识点。(2)示例分析。通过实例分析,引导学生掌握中断的应用模式,同时突出重点,突破难点。(3)课堂提问。通过课堂随机提问,检查和强化学生对中断知识的学习效果。第三阶段:系统设计。具体实施分为三步:第一步分组讨论,以小组为单位进行讨论,论证键控彩灯项目设计方案;第二步共同决策,老师下到每一组,对设计的方案进行评价,师生共同决策,选择最佳方案;第三步分工合作,每小组根据分工分别设计硬件电路和程序。第四阶段:操作实施。分为三步:首先用软件仿真验证软硬件设计的正确性,调试直至成功,然后使用实验箱进行软件调试,调试直至成功,最后学生可以利用课余时间制作电路板实物。第五阶段:评价总结。可以分为三步:第一步教师检查每组学生的实际完成情况;第二步根据考核标准进行评分,考核标准见表1;最后总结本项目中学生的完成情况,提出优点和不足,并总结本项目涉及的知识点,强调重点。
键控彩灯项目的学时安排为第一阶段和第二阶段2学时,第三阶段2学时,第四阶段和第五阶段2学时,共计6学时。
2.教学方法的研究与改革。以“实用、有趣、建立学生自信”为指导思想,本课程采用了多种教学方法。(1)项目教学法。它的关键是紧紧围绕这10个学习项目组织教学。通过这种教学方法确实激起了学生极大的学习兴趣,从而在教学内容的掌握和动手能力的培养方面取得了显著地效果。(2)分层次教学法。考虑到学生学习基础的差异性,对于学习基础好的,提高要求;对于学习基础差的,只要求达到基本目标。例如在学习项目4中,项目任务分为四个层次,即基本任务、提高任务、发挥任务、课后电子创新。(3)启发式教学。为了让学生顺利完成相关学习任务,在教学中注意通过“设计问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”等过程启发学生,从而使学生积极主动地探索问题、解决问题。(4)分组教学与角色扮演法。在完成学习项目时,以3人为一个团队,让每个学生扮演相应的角色,如项目经理、软件工程师、硬件工程师,通过这种教学方法能够激起学生的学习兴趣,而且进一步培养了他们的团队协作能力。(5)案例教学法。兴趣是学好单片机这门课程的前提和基础。如果我们能够通过引入一些有趣的教学案例,让枯燥的知识趣味化,就可以引发学生的学习激情,激发学生的学习潜能,点燃学生的智慧火把。例如在讲授PWM知识时,我们引入“小星星”播放控制的教学案例,学生面对的不再只是寄存器、分频、占空比等一些抽象枯燥的概念理论,而且可以欣赏到一段美妙的音乐。他们对所学的内容立即会变得兴趣盎然,甚至跃跃欲试。这样学习的兴趣和积极性就调动起来了。
3.教学手段的研究与改革。为了提高教学效果,本课程采用了多种教学手段辅助教学。(1)实物教学。课堂上利用实验箱、仿真器、开发板等实物辅助教学,有利于学生动手能力的培养。(2)虚拟仿真技术。虚拟仿真技术受到了学生的普遍欢迎。例如,传统的单片机控制交通灯实验,需要购买元器件,并进行焊接,然后进行调试,成本较高,耗时较长,效率较低。若设计方案有误,还要重新进行制作。给学生实验带来了一定的困难。通过虚拟仿真技术,可以有效克服这些问题,学生想做什么实验,都可以完成。而且通过仿真验证后的控制系统,可以直接做成电路板实物。因此虚拟仿真技术可以有效地激发学生的成就感,从而提高学生的求知欲和学习兴趣,提高学习效率。(3)技能竞赛。组建电子协会、鼓励学生积极参加校内外竞赛,有利于学生单片机系统应用水平和创新能力的提高。(4)板书与多媒体的和谐配合。对需要精讲的重点内容用板书边讲边写,而对一般性的内容、理论联系实际的大电路图、动画及模拟仿真电路等用多媒体讲,以提高课堂实效。(5)网络技术。制作单片机教学网站,为学生提供了丰富的网络资源,如授课课件、授课计划、项目任务书等,有利于学生课前预习与课后复习,网站还提供了“在线答疑”、“常见问题解答”等内容。
通过教学过程的精心设计与教学方法和教学手段的改革和创新,能够很大程度上践行因材施教,有效调动学生学习的积极性和主动性,提高学生的学习兴趣,受到学生的普遍欢迎,教学效果明显。
(三)实践教学的研究与改革
单片机是一门技术性很强的课程。为了使得学生的应用能力符合社会对单片机人才的需求,设计了多层次的实践环节,提供了大量的实践机会,提高了学生的实践水平。
1.精心设计课程实验。通过在实验室授课,把课堂实验贯穿在整个教学过程的10个学习项目中,使它由原来的20学时变为现在的40学时,大大增强了课堂实践环节。
2.充分重视课程设计。课程设计是在课程结束后对课程内容进行综合性应用。要求学生在两周时间内以小组为单位协作完成一个简单的实际单片机课题开发,包括资料查阅、方案设计、软硬件开发。通过一些实际的例子,让学生系统掌握单片机系统的设计方法,具有单片机系统设计开发的实践能力以及独立分析、解决问题的能力。
3.加强科技创新。科技创新是学生自发组队,利用课余时间预约实验室,自主开发创新项目。目前参加科技创新的学生积累了丰富的单片机开发经验,进一步培养了创新能力。最近两年我院学生在全国大学生电子设计竞赛、飞思卡尔智能车竞赛、全国电脑鼠竞赛等中都取得了优异的成绩。
4.鼓励学生参与竞赛与科研课题。为了更好地培养学生从系统角度设计和开发单片机产品,积极培养和组织学生参与各种层次的竞赛,通过准备和参与竞赛,学生完成方案确定、元器件选择、原理图设计、PCB板绘制、程序设计和调试整个开发过程,使得学生充分增强了自身的实践创新意识、团队协作意识和理论联系实际的综合应用能力。另外,教师根据自身的科研课题可以设计多个功能比较完善、规模较小的子课题,让感兴趣与有能力的学生参与进来,充分培养学生的自主学习、科技创新和知识综合应用的能力。
5.选择提供毕业设计课题。毕业设计是大学四年所学知识的综合检验。教师可结合单片机的实际应用,提供与学生实践创新及实际工作相关、受益面大的毕业设计课题,比如监控系统、智能家电等,不仅要求学生从系统的角度进行分析与设计,还要求考虑系统的可靠性、准确性等功能要求。通过毕业设计,学生的综合应用能力大大提高,为毕业生择业奠定基础。
四、根据自身条件改善师资
单片机专业的知识更新很快,民办高校需要鼓励参与单片机教学的任课教师参加各种单片机技术专题的会议和培训,使其了解行业技术发展的动态。定期派遣教师到相关企业进行学习,把实际的工程经验和企业的技术发展方向引入到单片机教学中,从而丰富教学内容,同时更多地参加工程和科研项目,把最新的应用技术和最前沿的研究成果吸纳到课程中。因此也培养出了适应民办高校学情和培养目标的双师型青年教师。
五、结语
根据单片机课程的教学目标、课程体系的自身特点以及学生特点,在教学中整体采用基于工作过程的项目驱动法,具体实施采用教、学、做结合,理论、实践一体化模式,同时根据实际需要采用多种教学方法与手段,能够取得较好的教学效果,提升学生的就业能力。
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