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大学生电子设计竞赛命题一般是以电子电路(含模拟和数字电路)应用设计为主要内容,可以涉及模-数混合电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机(主要用于开发)的应用。题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分,着重考核学生综合运用基础知识进行理论设计的能力,考核学生的创新精神和独立工作能力,考核学生的实验技能(制作、调试)。具体的竞赛试题一般具有特定工程背景,其涉及的专业知识面广,综合应用性强。在给定功能和性能参数要求的情况下,由一个参赛队在四天内共同设计、制作完成。起初在竞赛的选题上,高职院校的参赛选手与本科生没有什么区别,都是从同一组试题中进行选题,其竞赛的成绩与本科生差距明显,多数参赛队伍都难以按要求完成其中的理论设计部分。从2007年开始,组委会采用了本科生组(甲组)和高职高专学生组(乙组)分开的两组竞赛题目,高职组的题目相对本科组除难度小些,要求降低外,其他方面并没有多大区别,仍然是以电路的综合设计与制作为主,评分标准也大体相同。从今年9月份举办的竞赛来看,仍是这种情况,给人的感觉只是本科生试题要求的缩水。竞赛对高职生在理论设计上的要求分量显得过重,与当前高职教学改革的方向似乎有些偏离。高职教育在我国经历了十多年的发展,全国各类高职院校成立之初,课程的设置与本科院校同类专业差别不大,许多课程只是本科课程的压缩。随着高职教学改革的深入开展,其培养目标和职业岗位定位越来越清晰。教育部对高职生的培养目标是要求学生具有较强的动手能力与实践能力,要求学生毕业后从事生产第一线的设备维护、维修、安装、调试等工作,这与就业市场对高职生的需求是相符的。高职的课程改革也逐渐走上了以就业为导向,校企合作、工学结合的道路。在这种趋势下,大学生电子竞赛对高职生在电路综合设计方面的要求则难以发挥导向作用,以至于一些院校为了应付竞赛而另外为参赛选手开设培训课程的情况。既然竞赛专门开设了高职高专组,在题目的设计和要求上是否能多考虑高职教育的特点和职业岗位的要求,不仅在难度上与本科组有所区别,在竞赛的侧重点和评分标准也应有所不同。例如本科组可侧重综合设计,高职组侧重制作和测试,这样更符合不同层次的高等院校对人才培养的定位要求。
2综合设计型人才难以成为高职教育的培养目标
虽然高职生也是从每年的高考中录取的,但是在入学分数上毕竟比本科生差了一个等次,这个差距反映出他们的中学知识基础和学习能力与本科生的差距。许多学生读高职是想学一门专业技术,希望在动手能力上强于本科生,在今后的就业市场上找到属于自己的位子。基础、能力和心理上的定位预期决定了他们中的大多数人难以在电子电路的综合设计上有所作为。电子信息技术是现代科学技术中的高新技术,其理论抽象、高深,初学者不容易理解和掌握。高职生由于中学的物理和数学基础较差,教学中他们普遍反映专业理论课程的学习难度大,感到内容抽象、难以掌握,理论考试不及格的情况在各高职院校都较为普遍。另外,高职生在校学习时间短,也制约了他们深入、全面地学习电子信息技术和相关知识。许多高职生实际在校学习时间为2年或2年半,最后一年或半年学校安排到企业实习。所以每届参赛的高职生,多以二年级的学生为主,以他们的课程安排来说,还只是学了一些基础理论,加上近年来的高职教学改革更侧重于培养学生的动手实操能力,许多理论课程被压缩,或降低要求,有设计要求的课程很少。在这种情况下,培养的高职生大多数不具备综合全面的设计能力。因此,课程难度与学习时间的限制决定了难以将高职生培养成为电子电路方面的设计型人才。就业市场对高职生的需求和定位也越来越清晰,多数电子企业并不要求高职生具备设计开发电子产品的能力。以我校应用电子技术专业多年来毕业生的就业情况来看,在电子行业工作的大多数毕业生都是从事电子产品的生产制造与维修工作,只有极个别的学生有机会从事电子产品的设计开发。因此,就业的导向也决定了高职电子信息类专业教学不能以培养设计开发型的人才为目标。
3以专业职业岗位技能要求为导向设计高职竞赛题目
高职院校的办学目标定位就是要培养出符合区域经济发展需求的高素质技能型人才,其核心任务就是要提高学生的职业技能与综合职业素质。在电子产品的设计、制造和服务领域,职业岗位对高职生技能的要求是能够从事更高级、更复杂、更精细的工作。如果考虑到目前高职教育的特点,以电子专业职业岗位技能要求为导向设计高职电子竞赛试题,可以从两方面考虑出题,一是以电子电路的制作与测试为主;二是以电子产品故障的分析与维修为主。这两方面是电子信息专业的高职生要掌握的主要职业技能,把这两方面的职业技能要求引入到竞赛中,通过赛项的设计将引导高职泛信息类相关专业课程设置和教学改革、人才培养模式改革与创新方向。大学生电子设计竞赛高职高专组的命题设计,可以侧重考核参赛者的电路制作与测试能力,降低对电路综合与程序设计要求,甚至不做要求,直接给出电路原理图和控制程序,变设计制作为分析、制作和测试为主。让高职生在识读电路原理功能、弄清信号流程、读懂程序设计的基础上,进行PCB电路板的设计制作;元器件的选择安装;程序的输入调试;电路功能的实现;整机性能参数的测量。以充分反映参赛的高职生对电路的理解和将图纸变为实物的技能水平。全国职业院校技能大赛高职电子信息类的选题,可以以电子产品故障的分析与维修为主。今年全国职业院校技能大赛高职组的“芯片级检测维修与信息服务”试题,就是按照完整的芯片级维修工作过程设计竞赛题目,竞赛内容体现实际工作过程的真实性。今后的竞赛若能以电子产品整机的维修作为竞赛项目(如数字电视、手机、电脑、数码产品等),在一个产品上设置多种故障,能涉及更多更全面的维修知识和技能。对高职生的维修技能要求应与经验型维修有所区别,应重点要求能从硬件和软件原理分析,仪器检测等分析复杂故障,写出故障分析报告。对于一般的维修技能也应有所要求,如根据电路板绘出局部电路图、软件的擦写、芯片的拆焊、元器件的代换、维修工具的使用等。
4高职电子信息专业培养的能力目标定位
1电子技术课程的特点
电子技术课程是电子技术方面入门性质的技术基础课,基础性强,其内容包括模拟和数字两个部分。该课程是电类专业重要的几门专业基础课之一,也是专业主干课程之一,在学生的知识结构中地位极其重要,其任务是使学生获得电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能,为进一步深入学习电子技术以及在专业中的应用打下基础。课程具有很强的工程性和实践性,同时电子技术的日新月异的发展以及电子竞赛的影响为该课程教学注入新的内容,而后续专业课程的改革,也对电子技术课程的改革提出更高的要求。
2优化教学内容体系
大学生电子设计竞赛是一项大学生学科竞赛,反映学科的发展动向及新技术、新设备的采用,而电子技术课程的内容明显滞后于新技术的发展,因此课程改革的首要是从教学内容上进行整改。自从参加首届电子竞赛以来,本校特别注重及时的总结,包括召集指导教师、课程主讲教师、各教学单位主管教学领导、校竞赛专家组成员,共同探讨竞赛对本校目前教学内容改革的影响。根据我校电类专业定位于培养工程技术人才的要求,专门成立相应的电子技术课题组。在多年的教学实践中,课程组一方面注重基本理论、基本知识、基本技能,突出基本概念、基本原理、基本电路、基本方法的教学,打好基础,另一方面,课程的教学要适应技术的发展和进步,要适时而又适度的将电子技术发展的新的成果及电子竞赛的内容予以体现。在教学实践中,不断优化课程体系,适当的弱化了一些非核心内容,强化核心内容的教学,适量在教学内容中加入了一些新技术和新器件的内容。加强集成电路应用的教学,适当加强大规模集成电路的内容。在集成电路教学中,适当缩减了内部电路的分析,加强了集成电路外部特性及应用方面的内容,适当向学生介绍一些在工程实践和电子竞赛中大量使用的新器件,如仪表放大器、开关电容滤波器、模拟乘法器、串行ADC/DAC等。教学中注重课程内容与其它专业课程的联系与衔接,注重课程内容的工程应用背景,提高学生对课程内容的兴趣。[2]
3教学方法的改进与探索
探索和改进教学方法,采用启发式教学,调动学习自主学习的积极性,根据课程特点,合理恰当的运用包括多媒体技术和网络技术在内的多种现代教育手段辅助教学,同时,将CAD、EDA技术引入电子技术的教学,丰富教学内容和教学方法,弥补传统教学方法的不足,提高教学效果。结合课程教学,建立电子技术课程网站,利用网络技术辅助教学,将一些与课程相关的内容而又不能在课堂上讲授的内容挂在网站上,开拓学生的视野。根据课程工程性、实践性强的特点,注重理论与实践的结合,在保证学生掌握课程内容要求的前提下,结合课程的教学内容,利用现代教育手段,适时而适度的通过一些有效的方法和手段,让学生了解到自己所学知识如何应用到电子竞赛和工程实践中,如何解决实际问题,培养、激发和提高学生对电子技术课程以及电子技术的浓厚兴趣,让学生在兴趣的驱动下,主动学习,积极探索,加深对内容的理解,变被动学习为主动学习。在电子技术课程的学习中,一方面引导学生学习理论知识,另一方面引导学生思考解决问题的方法,尝试用所学知识解决一些简单的实际问题,授人以渔,同时教师为学生进一步深入学习提供指导。
4强化实践教学内容和方法的改革
电子竞赛的最终目的是培养大学生的实际动手能力和素质,这与我校培养应用型创新人才的计划如出一辙,因此实践教学方面的改革更是我校整个电子技术课程改革的“灵魂”。为避免学生眼高手低,只注重理论学习,而忽略实践环节。我校在电气与电子工程学院专门成立湖北省电子示范中心和大学生创新实习基地,同时修改培养计划,构建基于基础实验、开放实验、综合训练、学科竞赛四个层次的电子技术实践教学体系。修订课程教学大纲和实验教学大纲,增加了实验学时和内容,在验证性实验的基础上,大幅度增加设计性实验和综合性实验,在课程大纲指导下提供选做实验内容,由学生根据兴趣选择实验内容。改革实验考核办法,在要求完成的实验内容之外,另选一个实验作为实验考试内容,由操作、实验报告、考试三部分的成绩综合得到实验总评成绩,以此来督促学生,提高实验教学的质量。[3]借鉴电子竞赛的实施方法,通过一系列的实际训练,学生普遍较好的掌握了简单电子系统设计的基本方法,了解了元器件的基本知识,进一步熟练各种基本仪器的使用,而且动手能力和相应的计算机应用能力得到明显提高。由于方法得当,效果明显,学生在训练中非常认真,非常投入,有一半左右的学生整天在实验室工作,几乎达到了废寝忘食的程度,更重要的通过这一环节,学生真切的体会到电子技术的魅力,学生普遍对电子技术课程的兴趣大增,能够在课外主动的思考用所学知识解决身边一些问题的方法,能够主动去做一些感兴趣的简单设计,能够积极的参加各类相关科技竞赛,同时又通过电子竞赛和参赛同学的的积极反馈作用,更有效的提高了实验教学的质量,从而为我校培养应用型创新人才奠定坚实的基础。
5教师队伍的培养
师者,传道授业解惑也,教师在整个课程改革中起着举足轻重的作用,高水平的教师梯队是课程质量的保证。教师队伍的建设一直是学校的重要工作之一,多年来,严格的执行青年教师助课制度和导师制,让青年教师从最基本的环节开始,对他们予以培养和指导,建立起了一支人员稳定,结构合理,水平较高的教师队伍。通过组织青年教师观摩、参加各种教育教学研究实践甚至出国参加国际会议,以拓展学术视野。[4]在这个过程中,课程组负责人要带领他们参加相关的教改项目和教学研究课题,引导他们撰写教学研究论文和参加教材建设,指导和帮助青年教师不断提高教学水平和学术水平。同时以大学生电子设计竞赛为平台,鼓劝更多青年教师参与培训工作,使他们能更好更快地成长。通过岗位突践培养,加强对青年教师指导的力度,充分发挥老教师的“传帮带”作用,使广大青年教师在各自的岗位上尽快成才。
1.全国大学生电子设计竞赛的意义
1.1有利于培养学生的创新能力,激发学生对实践课的兴趣
传统的实践教学是理论教学的辅助,实验内容多数是验证理论知识,学生根据实验指导书上的方法和步骤就可完成实验,整个实验过程学生完全是被动的[1]。这样的验证实验不能实现对学生实践能力和创新能力的培养,难以激发学生的对实践教学的兴趣。全国大学生电子设计竞赛要求参赛学生在四天内完成从选题、搜集资料、设计方案、分析论证、元器件选择、硬软件设计、组装、调试、测试、排除故障、做出成品和撰写设计报告的全过程,并且要求三人组队参赛,是对学生综合素质的全面考核,具有极大的挑战性[2]。比赛中既要动手操作,又要理论分析。经过培训和参加竞赛的学生,其实践能力与创新能力都得到很大的提高,同时激发了学生对实践教学的兴趣。
1.2有利于增强学生的竞争意识和就业能力
在电子设计竞赛中能脱颖而出的都是理论知识扎实,动手能力强,经过严格训练,具有创新意识和协作精神的优秀学生。无论获奖与否,参加过培训和电子设计竞赛的学生,在系统设计、方案论证、合作精神与创新能力等方面都有很大的提高,在毕业设计中受到老师的青睐,在实际工作中,表现出较好的独立性,创新精神、协作能力与竞争意识,得到社会及用人单位一致的肯定和好评,增强了就业能力[3]。
1.3有利于推动电子技术类课程的教学改革
电子竞赛题目是一批高水平的教授、专家根据电子技术发展的最新信息拟出的。选题涵盖了模拟电路、数字电路、高频电路、单片机应用、可编程器件、传感器技术、自动控制技术和EDA等课程的内容[4],竞赛中既要考察学生的实际动手能力,又要考察学生的理论知识和创新能力;既有涉及知识面广、功能多的系统设计,又有单一功能的电路设计;既有以指标性设计为目的的题目,又有以功能性设计为目的的题目;既有基本要求,又有发挥部分,同时在电子设计竞赛中又鼓励学生使用新技术、新器件和新电路,以满足先进的技术指标。所以,对电子技术类课程的教学改革具有指导和推动作用。
2.对参赛学生的能力要求
参加电子设计竞赛的学生应具备的实践能力包括[5]:电子元器件的识别及使用方法、印制电路板设计与制作等电子设计制作基础;集成直流稳压电源、运算放大器电路、信号产生电路和处理电路、显示电路和A/D转换器等单元电路设计;通用键盘及显示电路、单片机与液晶显示接口电路、单片机与D/A和A/D转换电路等单片机最小系统设计;FPGA最小系统和配置电路的设计及FPGA的最小系统板下载等可编程逻辑器件系统设计,以及资料查阅、综合系统设计、创新设计和撰写设计报告等。
3.电子设计竞赛中反映的问题
我校历届培训及竞赛现场,主要表现出以下一些问题[6]。
(1)查阅参考资料的能力差。在拿到竞赛题目后,学生都是先翻教科书,不去查找具有最新技术的期刊文献,特别是上网搜集资料的能力差。
(2)对知识的综合应用能力不强。对一个制作项目能够提出的设计方案很少,不能对方案进行充分的论证和比较,生搬硬套参考电路,不能设计出简单先进的电路,综合应用所学知识分析和解决问题的能力较差。反映我们的实践教学缺少综合性、设计性实验的训练。
(3)新技术、新器件的应用能力差。有的制作项目如能采用新技术、新器件,如FPGA、CPLD等实现系统设计,不仅性能指标优于传统电路,而且电路简单。反映我们的实践教学内容陈旧,不能紧跟电子科学技术的发展。
(4)不适应工程设计技术指标要求。竞赛中学生对竞赛题目的各类技术指标的实现和改善上感到无从下手。
(5)实验动手能力不强。竞赛过程中,一部分同学在安装、焊接、电路调试、故障查找和排除等过程中操作不熟练,不能适当地设计实验数据表格,不能通过对实验数据的归纳、总结去分析、解决问题。反映我们的实验教学验证性实验多,综合性、设计性的实验少,学生的动手能力和综合运用能力没有得到应有的训练。
(6)单片机知识的应用能力有限。很多竞赛题要用到单片机的知识去完成设计,部分参赛同学因单片机知识与应用能力不够,未能取得较好的竞赛成绩。
(7)设计报告撰写的质量不高。设计报告的格式与内容存在很多缺陷,方案论证不够充分,理论分析不够严谨。反映我们的实验课教学忽视了实验报告这个重要环节。
4.电子技术类课程的实践教学改革
根据全国大学生电子设计竞赛的内容及要求,针对学生在培训和竞赛过程中暴露的问题,我们对电子技术类课程的实践教学进行了如下改革。
4.1改革实践教学体系
依据学科专业特点,结合我校实际,将实践教学从理论教学中分离出来,单独设课、单独考核,构建起一个与理论教学体系相互匹配,相互联系、相互补充,相对独立、科学优化的实践教学体系。将实验教学环节划分为三个层次[7]。
(1)基本技能训练层:以电子工艺实习、实训为教学内容,掌握万用表的使用,电子元器件识别、检测,印制板制作、焊接,直流稳压电源组装,收音机安装调试等基本操作技能。以电路分析、电子测量、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础课的实验为教学内容,掌握信号发生器和示波器等常用仪器的使用方法,培养正确记录、处理数据及分析实验结果的能力。
(2)课程设计实验层:以电子技术、单片机技术、EDA技术等课程的实验为教学的主要内容。通过对简单电路的设计,熟悉常用电子元器件,学会查阅元器件手册及通过互联网寻找所需资料的方法,让学生通过安装调试,学会通过调整元件参数,满足实验指标要求。
(3)综合设计实践层:以传感器技术及应用、单片机技术、EDA技术、电子系统综合设计等课程实验、电子设计竞赛等课外活动为实践教学环节,掌握用最先进的设计平台和最新的工具进行高效的综合设计,用组装的系统电路板,用电子设计自动化仿真软件Matlab、Muhisim等工具,进行“虚、实、软、硬”相结合的现代电子技术设计实践。要求学生能独立完成从设计到制作的全过程,提高学生运用所学知识进行电路级的综合设计能力以及系统级的开发应用和创新能力。
4.2更新实验教学内容
实践教学改革的关键是教学内容的改革,要根据认知规律、学科特点、实践教学自身的规律和学生实践能力、创新能力的培养要求,更新实验内容。
(1)减少验证性实验,增加应用性、设计性、综合性、创新性实验。增加DSP、PLD、FPGA、嵌入式系统和虚拟仪器等先进的实践教学内容[8]。增加单片机课程设计的实验课时,加强其实验和设计应用,增加EDA技术和Protel课程设计的实验课时,加强Protel电路设计软件和EDA电路设计仿真软件的实践应用;增加电子实习课时,增加和竞赛有关电路的制作内容。实践教学内容要体现最新的科技成果,反映运用现代科学技术成果的新的实验技术和新的实验方法,实现实践教学内容的与时俱进。
(2)增加能培养学生实际操作能力的工艺性操作实践。注重电子元器件特别是新型元器件的使用[9]。元器件选择方面,除个别验证性实验仍保留部分分立器件外,其余均采用集成化,数字化,模块化的器件,如集成稳压电源、集成运放、集成功放、集成A/D,D/A等器件,RAM、EPROM集成电路,以及ASIC可编程控制器。对于综合型、设计型实验,指导学生选择最新器件来完成设计。
(3)对整个课程体系的实验内容进行整体优化组合,将同类课程体系或同类学科的实验项目合并,创建新的综合实验课程,实现学科之间实验内容的互相交叉渗透。修改综合设计内容,把本专业的理论知识同单片机技术和PLC技术更多地结合应用,并把电子设计竞赛知识结合其中。
(4)设立学生科研基金,资助运用新技术、新器件、新思想的电子设计与制作的学生课题[10]。把科研引进教学过程,鼓励学生参与教师的科研工作和生产中急需解决或探索的实际问题的研究,培养学生的方案论证、装配、调整、检测,数据处理、数据分析、总结归纳,撰写科研论文等能力。
4.3改革实践教学方法
(1)实施开放式实践教学
在实践内容、实践时间、实践方法、组织形式等方面实行开放式教学,打破时间、空间的限制,提供给学生进行创造的环境,让学生真正成为学习的主体[11]。在实验内容上,设定必做实验、选做实验和自主实验的比例,前者保证教学基本要求和基本技能训练,后者则由学生根据自身的条件与兴趣,在众多的实验课题中选择,以达到因材施教的目的。课程设计、综合性、设计性实验,教师只提出设计的总体要求和要达到的效果,不制定统一的参数指标,设计步骤,给学生一个较大的创造空间。提倡方案的多样性,给学生充分的创新机会。由学生完成从方案制定、电路设计、元件筛选、焊接组装、程序设计、系统调试到设计报告撰写、答辩等全部过程,教师变指导为引导,充分发挥学生的主动性。
(2)增大实验室开放的力度
在安排好课内实验教学的基础上,充分利用实验室资源,制订实验室的开放项目、开放计划。在实验室开放时间里,为学生提供实验场地的同时,还为学生提供万用表、信号源、示波器、电类实验箱、单片机实验箱等设备,还安排教师进行现场指导。建立现代化的实验中心网上实验预约与管理系统,在开放的平台上,选做实验和自主实验学生可以个人预约,预约的内容包括实验时间、场地、内容、指导教师等,这种“集中”和“自由”相结合的开放管理方式,提高了实验室和仪器设备的利用率。
(3)开设电子技术实践选修课
根据现代电子技术的发展和全国大学生电子设计竞赛的情况,我们为电类专业的学生开设了如“电子制作”、“电子创新设计”等选修实践课,内容包括简单电路、系统电路和有创新特色的电子电路等的设计与制作等,为爱好电子设计的学生提供更多的学习机会。
(4)举办校内电子设计竞赛,激发学生学习兴趣
我校每年举行的全校大学生电子设计竞赛,按照全国大学生电子设计竞赛的方式进行,在为电子设计爱好者提供施展才能机会的同时,也为参加全国大学生电子设计竞赛选拔了队员。在校领导和有关部门的支持及全国大学生电子设计竞赛的影响下,参赛人数逐年增多,大学生电子设计竞赛已成为我校学生最喜爱的科技活动。
(5)认真组织学生参加全国大学生电子设计竞赛
我校是专升本不久的本科院校,电子类专业的办学时间不长,基础薄弱,参加全国性的电子设计大赛的经验更少,我们把参赛作为学习、实训、取经、提高的过程,参赛成绩逐年提高。
1引言
全国大学生电子设计竞赛(赵妮娜,竞赛式教学在电工电子技术课程设计中的应用[J].电子设计工程,2013(15):44-46)作为四大竞赛之一,是教育部和工业和信息化部共同发起的大学生学科竞赛之一,竞赛的主要特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,从而推动课程教学、教学改革和实验室建设等相关工作。苏州大学建校历史悠久,机电工程学院自2003年以来组队参加了历年的大学生电子设计竞赛,经过长期的积累和沉淀,近年来取得了质的突破,取得了多个江苏省一、二等奖的好成绩,该比赛有助于电气工程及其自动化学科教学内容的改革以及相关实验室的建设,对专任教师提出了更高的要求,同时也提高了学生的创新能力和实践能力。
2大学生电子设计大赛任务和要求
全国大学生电子设计大赛每年8月份举办,赛期四天三夜,早上8点在网站统一公布题目,主要分为7大类,涉及电源类、信号源类、高频无线电类、放大器类、仪器仪表类、数据采集与处理类以及控制类。为了更好的说明电子竞赛(陈东,谢发琴,电子设计竞赛与深化实践教学改革[J].实验技术与管理,2005:86-88)对电路理论教学的促进作用,我们经过仔细对比,选取了一道典型的无线电脑传输装置题目。该题目的任务是设计并制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置(赵争鸣,张艺明,陈凯楠,磁耦合谐振无线电能传输技术新进展[J].中国电机工程学报,2013,33(3):1-13),具体要求分为四部分,一二部分为基本要求。第三部分为自主发挥,第四部分为最终的设计报告。该竞赛题目和电路知识密切联系,同时也是当下的一个热点,无线电能传输将进一步得到普及。
3以竞赛任务为驱动的课程设计教学的实施
3.1系统方案。根据所学电路理论知识,我们选择了电磁感应方案,谐振式强磁耦合方案以及电磁波辐射方案。就题目来说,电磁感应方案最大的缺点是它的传输效率低,而电磁波辐射方案对设备的要求很高。因此综合来说,谐振式强磁耦合方案(吴嘉迅,吴俊勇,张宁,等.基于磁耦合谐振的无线能量传输的实验研究[J].现代电力,2012,29(1):24-28)最合理。在此方案中有三大难点需要解决:(1)传输效率很难提高。距离越大,传输功率越低。(2)系统谐振频率难达到期望值。(3)谐振频率和RC振荡电路的固有频率难匹配。3.2系统总体框图。在对题目要求进行理论分析与计算后,我们将学生分成八个小组,提出各自的方案,其中具有代表性的系统总体框图如图1所示。为了充分体现学生的创新能力,我们采取了两种方案去完成。一个典型方案是由MSP430F149单片机输出3.3V高频PWM方波信号,控制驱动电路,产生15V高频方波信号。经LC振荡电路,将电能传输出去。在谐振点,能量效率最高。经过桥式整流稳压,得到8V稳定的直流电压。另外一个方案由纯电路来完成,主要分为发射端电路、接收端电路以及测试用的LED灯,由于我们的课程应用对象是电路原理,因此我们重点介绍这个方案。3.3发射端电路原理图。发射端是Royer振荡器回路,具有自启动功能,取决于输入的直流电压,接通电源后,考虑到两个晶体管的特性的差异性,我们做如下分析,如果Q1先导通,此时电感线圈产生感应电动势,通过一组线圈产生反馈,从而Q1处于导通状态,Q2处于截止状态,当电感磁芯达到饱和时,电动势为零,Q1变成截止状态,于是电动势反向,从而导致Q2导通。由于逆变震荡器产生正弦信号,通过线圈将能量发送出去。高频输出级用大功率场效应管时需加上面积足够大的散热器。输入端采用场效应管Rover高频逆变元件,逆变震荡器产生正弦信号,并用线圈将能量发送出去,双管推挽电流馈电,当发射和接收线圈处于同一频率时会产生共振现象,从而实现无线电能的传输。电容组成的并联谐振回路辐射出去.发射机是一级振荡一对推挽输出的电磁波感应发射器,将直流电变成脉冲交流用电感线圈幅射出去,为接收部分提供能量。具体电路如图2所示。3.4接收端电路原理图。LA为发射线圈、LB为接收线圈、fr是电容调谐后达到一致的固有频率,其中需要注意的问题是高频传输(1~20M)。具体电路图如图3所示:图3接收端电路原理图其中的输出整流滤波电路选用了全波整流电路,全波整流变压器输出功率的利用率为100%,输出直流电压中的纹波较低。具体选择输出整流二极管时和电容要充分考虑其特性值,其中重点需要留意的是耐压值。3.5系统测试。利用可变电源作为输入端的输入电源,从9V电源开始增加一直到15V,在增加电压的过程中首先保证两个串联的1W的LED灯能够保持一定的亮度,然后在增加距离的时候找一个大概超过十厘米的位置进行测试,在输入直流电压为15V时,测量接收端的直流电流I的大小。再测量直流电压。然后在输入直流电压15V的条件下,不断加大LED灯与发射端的距离,然后测量灯直到不亮时的距离。测试结果,我们初步测得最大的距离为50厘米左右,此时灯都是亮的,输出的电流可达到505毫安,电压超过8V。
4结束语
一、参加电子竞赛的历程
1999年,我们首次组队参加了全国大学生电子设计竞赛。由于当时参赛组织工作较为匆忙,准备时间较短,也缺乏相关经验。首次参赛的两支队伍均未能取得理想的成绩,但参赛的学生和指导老师仍收获颇丰。通过这次参赛,我们对取得的经验和教训进行了分析和总结,反思了从比赛的组织参赛,到日常教学安排等各个环节中存在的问题和不足。深刻意识到在学生培养过程中全方位拓展专业知识教育、加强实践能力培养、注重创新意识培育,对提高学生专业综合素养的重要性。针对存在的问题,我们有计划、有目的地进行了教学内容、教学方法和教学手段的调整和改革,强调了技术应用型人才的培养目标。通过教学改革及创新教育平台的建设,学生的参加电子竞赛的能力和热情日益高涨。自首次参赛以来,我们已连续组织参加了七届比赛,参赛的学生人数也逐渐增多,从最初每届仅两支参赛队,到现在有十几支队伍参加竞赛。涉及专业也从原来的电子信息工程覆盖到了电子、电气、通信、机电等多个专业。通过逐年的积累、在竞赛组织工作上的完善和相应的教学改革措施的落实,在竞赛中获奖的数量和等级也有所上升。到目前为止,参赛学生已两次获得全国二等奖,赛区一、二、三等奖数十项。通过参加竞赛,使得经历了这一过程的同学们获益匪浅,有些学生,因此获得了继续深造的机会;有些同学,凭借自己扎实的专业技术和创新的意识,走上了技术创业的道路;更多的同学,在毕业后成长为企业可以信赖的技术能手。
二、电子竞赛组织与培训工作的得与失
由于竞赛对参赛学生的综合能力要求较高,不仅要有扎实的理论基础,知识的综合运用能力,具有创新意识,还要有硬件制作调试,熟练编写程序的技能。从比赛的过程看,从资料检索、方案论证、参数计算、器件选用、电路制作、程序编写、联合调试、指标测试到最后的论文撰写,其中任一环节的差错都可能导致无功而返。在参加竞赛的最初时期,赛前集训是提高参赛学生综合能力的主要手段。集训通常分两个阶段进行。第一阶段,重点放在对理论知识的强化精练,对常用单元电路的综合运用及设计作深入讲解,进一步熟练掌握以单片机为核心的控制系统开发和应用技能,熟悉资料的检索运用及器件的选择方法。第二阶段,重点放在综合设计能力的提高上,在方案选择,设计思路,调试方法,报告撰写等方面加强训练。在整个集训和参赛过程中,我们也始终强调了团队协作精神的重要性,既有明确的分工,又有整体的协调。通过这样的集中训练,确实可以有的放矢地对同学可能存在的薄弱环节进行强化,但其中也存在一些不尽合理之处。一、短期集训,难免有拔苗助长之嫌,一些同学,尤其是低年级学生,基础尚欠扎实,在短时间内难以很好地消化吸收辅导的知识内容,也难以迅速提高专业能力;二、短期集训由于受到各方面的限制,其受益对象通常仅局限于参加比赛的学生,而对于更大的学生群体而言,则缺失了对这部分教育资源的享用。因此,要让大学生电子设计竞赛能如竞赛组织者的初衷惠及更多的学生,必须改变以功利的思想、应试的方式去面对竞赛的思路。通过对竞赛组织培训工作的总结,我们开始把着眼点放到更注重培养学生的平时积累上,只有厚积、才可薄发。短期的集训,只有建立在长期积累的基础上,才能取得更好的效果。要让学生奠定坚实的专业知识和能力的基础,惟有推动教学改革,提升教学效果。
三、以电子竞赛为契机推进教学改革
如果说大学生电子设计竞赛极大地推进了专业培养思想和教学的改革,应该并不为过。精英教育阶段,大学教育重理论、轻实践,培养的学生高分低能等为社会诟病的现象的确不再适合社会的发展需要。精英之外,社会更需要大批的应用型人才,大学培养的学生是否具备解决实际问题的能力、是否具有创新的意识,已成为影响社会经济发展的重要因素。因此,借电子竞赛的东风,推进教学改革,也为水到渠成之举。在我们的教改实践中,围绕以技术应用型人才的培养目标,参考了美国工程与技术认证协会对工程教育的整体架构与内涵的评估准则(ABETEC2000)[1],重点在实践教学和课程设置等方面进行了改革和探索。在课程设置改革中,我们主要根据技术发展的变化,市场对人才知识结构和能力的需求,在一些经典专业课程的基础上,陆续开设了《可编程逻辑器件原理及应用》、《电子系统设计》、《嵌入式系统设计》、《虚拟仪器设计》等等课程,使学生能够掌握新型器件的应用和开发技术,具有初步的综合运用能力。在工科学生的培养中,实践环节的教学对学生专业素养的提高是至关重要的。实验教学体系改革的思路,按照从兴趣感知学习探索研究开发,这样一个循序渐进的过程,来培育学生对专业知识的学习兴趣,改被动学习为主动学习。通过基本技能实训、实验、课程设计、单片机与可编程器件应用开发实训以及毕业设计等不同层次的实验实训环节的教学,使学生在亲手参与的过程中,逐渐提高和深化专业知识、专业技能和专业素养。通过一系列教学改革措施的落实,学生的专业学习兴趣得到提高,具备了一定的专业知识和能力,在大赛来临时,也有更多的学生跃跃欲试投身其中。
四、以电子竞赛引领创新教育平台的构建
创新能力培育已成为高校人才培养工作的一个重要目标,更是社会经济建设谋求转型的基础。培育创新和创造能力的基础是人的智能培养,智能的三个层次中,第一层次的知识与记忆和第二层次的技能可分别通过教师传授和反复的训练进行培养,而第三层次的能力尤其是创新和创造能力则无法通过传授或重复训练来培养[2]。在我们的理解中,这一方面能力的培养,应通过充分激发学生主观能动性,使其在掌握一定知识和必要技能的基础上,用正确、科学的思维方法,在不断地发现问题、解决问题的过程中来培养和发展自己的创新与创造能力。正是在这样的指导思想下,我们以参加电子竞赛为引领,设计建设了创新教育平台。
经过一段时间的努力,一个立体化的创新教育体系初步形成。这个体系的第一层面是以学生科技社团的形式存在,最典型的是电子爱好者协会等。每年新生入学后,科技社团的招新总能吸引为数众多的学生加入。社团中有来自不同年级、不同专业的学生,因此,兴趣培养、技艺交流、协同研究、团队合作等许多方面的工作,在这个平台上得以很好地开展。尤为可贵的是,社团中新老同学薪火相传已成为传统,一些在竞赛中取得好成绩的同学,都能自觉自愿地做好传、帮、带的工作,指导学弟学妹进入学习和研究的殿堂。这在某种程度上,效果甚至好于老师的指导。学院也对社团活动给予大力支持,安排指导教师,提供开放实验室、专门的场地和设备、活动经费等活动条件。通过社团活动,一批学生从兴趣感知开始,到初步具有一定的专业能力和水平,为参加学生科研奠定了必要的基础,也为参加电子竞赛储备了一批人才。体系的第二层面,是各类学生科研活动。包括了学校教务处的学生创新科研项目、校团委的学生科研项目、教师科研项目中的子课题,甚至市级学生科研项目等等。通过参加各种科研项目,学生有了参与科学研究的机会和途径,使学生的研究能力和创新意识得到有效地提高和激发。学生科研不仅获得经费、场地、设备等方面的支持,学院也鼓励教师指导学生开展科研工作,帮助同学们更快的成长。
针对电子、电气类专业学生在创新性实践项目实施过程中暴露的问题和新升本科院校在电子设计竞赛中的困难进行研究,提出大学生创新性实验项目和电子设计竞赛相结合的教学模式进行探索,结合绥化学院的实践经验进行分析。实践表明,该教学模式既能保证创新实践项目的完成,又能促进电子设计竞赛取得较好成绩。
关键词:
创新性实践项目;电子设计竞赛;教学模式
创新性实践项目和电子设计竞赛是构建一个理论和实际相结合的、展示学生创新能力的平台。但是创新性实践项目和电子设计竞赛在实施过程由于受实验仪器设备和场地等因素的限制,双师型教师的缺乏和学生自主学习能力不强,导致学生创新实践项目完成情况较差,电子设计竞赛成绩不理想。针对绥化学院电气信息类专业的学生,结合这6年指导电子设计竞赛和实践教学的经历和感悟,探索创新性实践项目与电子设计竞赛相结合的教学模式,将平时的教学实践渗透到学生的创新培养中去。
一、创新性实践项目与电子设计竞赛相结合教学模式的教学现状
(一)绥化学院创新性实践项目和电子设计竞赛教学现状。电子设计竞赛是我国大学生中最具影响力的赛事之一,从黑龙江省来看,新升本科院校参赛队较少,获奖的队伍相对较少。新升本科院校在目前的电子设计竞赛中处于较困难的时期。在参赛观念、政策、指导教师、学生素质、实验设备、实验技术和经费相对薄弱。结合绥化学院的现状和教学条件,要取得较好的竞赛成绩,提高教学质量是急需解决的问题。[1]创新性实践项目充分调动了学生的主动性、积极性和创造性,使学生在大学阶段获得了创新性的科学研究锻炼,促进学生自主创新能力和团队协作能力的培养。同时,构建了以学生为主体的、更加适应学生个性化发展的学习方式和培养方式,有力地推进了实践教学改革,促进了教育教学质量的提高。[2]
(二)学生在企业实习实践中存在的弊端。由于目前国内的一些公司在生产过程中的自动化水平不高,有很多的环节还是需要人工进行操作,而一些有实力的公司,在电子生产的过程中基本实现了自动化,实现自动化的同时也就不需要低端的工人,而懂自动化又会操作、使用高端机器的人才则受到了青睐。到电子、电气类公司实习所做的工作基本上就是生产线上的操作,这些工人每天的工作基本上是重复性工作,在工作过程中枯燥无味,很容易产生厌烦的心理,在这样的公司实习,对于实习生来讲,除了能够锻炼在工作单位踏实肯干的毅力和掌握该产品的生产流程外没有任何帮助。据调查,大多数的实学生都沦为廉价劳动力,而且实习期间大学生的待遇的确有限,还有一些学生反映实习内容与专业根本不相关,甚至无事可做,显然实习结束后肯定被企业所淘汰。这样大学期间的校外基地实习、学生实践训练就成了摆设。实习非就业,在没有相互利益的前提下,公司不会按照标准员工的培养方式来培养,经过简单的培训就能到生产线上去操作,这个是公司需要的。这样我们培养的电子、电气类专业的毕业生到工作单位的工作是设计研发新的产品,或是对目前所生产的产品的生产工艺进行改进,或是产品测试检修人员,或是到生产线上去当工人。我们目前的毕业生正处于两难的尴尬局面,只有一少部分人能搞设计、搞研发,而让学生到生产线上去当工人,学生还不认可。
二、创新性实践项目与电子设计竞赛相结合教学模式的探索与实践
(一)具体的组织与管理及实施过程。绥化学院组织电子、电气类专业的学生从2010年参加全国大学生电子设计竞赛、飞思卡尔杯智能汽车竞赛、毕昇杯全国大学生电子创新设计竞赛、博创杯全国大学生嵌入式物联网设计竞赛、蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛等,取得一定成绩并培养了多批优秀的实践动手能力较强的毕业生。成立电子创新园区,为学生提供课外科技活动场所,配置电子仪器设备和电子元器件,电子创新园区全天开放,早上5点到晚上10点,有专人负责管理。每个实验室配有指导教师。从经验来看,开放实验室有效利用和挖掘实验室资源,促进了实践教学改革,培养了学生的独立自学能力和动手操作能力,提高了学生的专业素质和创新能力。以前教师和学生在制作电路时,常常碰到少元器件的情况,现在电子元器件有专人负责,统一购买库存没有的元器件,分类放好,领取使用统一填写领用单。大学生电子设计竞赛有严格时间要求,需要参赛学生在4天3晚完成作品,学生必须迅速选题,拟定设计方案,明确分工,在设计与调试中耐心细致。时间紧迫,题目难度大,指标要求高,许多参赛同学一直守在实验室,每天只休息4、5个小时,有的甚至通宵苦战。完成设计成品到撰写技术报告的全过程,需要培养学生平时的动手能力和理论联系实际的能力。学生从进入电子创新园区开始初级培训选拔,并通过电子设计竞赛进一步锻炼队伍,学生通过自由组合和安排分为3人一组,要求参加电子设计竞赛学生申请创新性实践项目,给学生们提供专用实验室、配备实验仪器并安排指导教师,使学生参与到竞赛和创新性实践项目中,解决了创新性实践项目与电子竞赛相脱离的状态。指导学生电子技术基本理论知识、电子测量技术、单片机技术、仿真软件和制作模块电路、数字电路等。在2013年全国大学生电子设计竞赛中获得国家二等奖1项,黑龙江省一等奖1项、二等奖2项。
(二)建立一支高水平的“双师型”教师队伍。教师是培养学生动手能力的关键,加强“双师型”教师队伍建设,是绥化学院近2年的工作重点。“双师型”教师的培养,关键在于拓宽教师队伍多元化、多渠道的培养途径。只有在一线生产中,与企业技术人员一起解决生产中的实际问题,才能切实提升自身教学水平和专业技能。学校采取派专业课教师到企业实践,请具有丰富实践经验的技术人员来校传授,专业理论课与技能训练课双肩挑,组织教师专业技能训练等方法,提高双师型教师动手实践能力,使双师型教师及时地将新技术、新工艺运用于教学之中。2012年绥化学院派出6名教师分别到浙江亚龙教育装备股份有限公司、北京华清远见教育集团学习嵌入式技术。这些教师既具有专业理论水平,还有丰富的工程实践能力,讲课时能适当引入工程实例,由他们指导电子设计大赛和创新性实验项目,才能培养出好的参赛学生,取得好的参赛成绩,保证创新性实验项目的完成质量。[3]
(三)设置激励机制。激励机制体系,包括学生参赛激励和教师指导激励两个方面。针对学生的激励政策包括赛前训练、参赛及获奖的学分置换和奖励政策;针对教师的激励政策包括教师指导赛前训练、参赛及参赛的工作量计算及获得的奖励,在年度评奖、教师晋升职称、提职等给予优待政策。对积极参与大学生科技创新活动的获奖学生,可申请专业课程实行加分奖励。学生参加科技创新竞赛获得省级三等奖及以上奖励,可以免修部分相关实践环节的学分。通过了解目前已就业学生的基本情况,总结出“一专多长”这个名词。一专多长是指:要求学生至少有一门专业课为优秀,即为“一专”。对大多数的专业课都有一个了解,即为“多长”。就电子、电气类专业来讲,学生在大学学习的过程中要学到很多门专业课,学生不可能把每一门的专业课全部学好。而到工作岗位,用到的往往就是一两门专业课的知识,也就是说学好一门专业课就能找到一份不错的工作,但前提是这门课程要优秀。同时,也要对本专业的其他专业课程进行了解,以便在涉及到学科交叉的时候能有个参考。对实践教学体系进行改革,调整实验实训课程开设的科目和学时,减少实验内容单一,实验教学模式缺乏创造性的课程。增加综合性、设计性的独立设课的实训课程,在低年级逐步引入创新设计实践,培养学生动手实践能力,培养学生的团队精神,注重综合能力和工程实践能力的培养。[4]
(四)创新性实践项目与电子设计竞赛相结合教学模式总结阶段。通过参加电子竞赛活动,为在校学生开拓视野、促进理论和实践的结合,学生通过这样的比赛不仅得到了综合训练,同时在比赛中培养团队合作意识。使他们在各方面更加成熟。这些学生的成才,也对低年级学生中产生了良好的辐射作用。电子设计大赛加强高校中青年教师队伍建设,提升教师工程实践能力和工程素养,培养电子设计竞赛指导教师后备力量,推动了师资队伍建设。电子设计大赛促进电气信息类实践教学体系的改革,推动了我校电子信息领域的教育教学改革及人才培养。针对大赛中发现的一些问题,对现有的电子类课程体系进行调整和改革。把创新性项目与电子设计大赛项目有效引入常规的课程教学,分层次,分模块构建一系列实践实训课程,使实践教学体系更加完善。
三、结束语
绥化学院的实践证明,创新性实践项目与电子设计竞赛相结合教学模式是可行的。电子设计竞赛使那些具有良好的理论基础,实践动手能力强,特别是具有创新意识和协作精神的学生有了施展自己才华的空间。通过大赛,学生在综合素质上有所提高,在激烈的就业竞争中也得到了社会的认可。电子设计竞赛有力的推动创新性实践项目的课程体系改革和课程内容更新;有利于教学水平的提高。创新性实践项目与电子设计竞赛进一步强化实践教学,完善和优化实践教学体系,制订和健全实践教学的管理制度,以保证实践教学质量的进一步提高。
参考文献:
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[3]肖卫初,邓曙光,陈伟宏.创新性实践项目与电子设计竞赛相结合教学模式[J].中国电力教育,2012(12).
关键词:电子设计竞赛;“大基础、大工程”;实践教学;创新能力
作者简介:徐鹏(1978-),男,安徽宿松人,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 400054)
基金项目:本文系重庆市教委高等教育教学改革重点项目(项目编号:122003)、重庆理工大学高等教育教学改革项目(项目编号:2012020)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0162-02
全国大学生电子设计竞赛是由教育部、信产部组织面向高校大学生的创新类科技活动,其目的在于推动高等院校信息与电子类学科课程内容和课程体系的改革,推动高等院校实施的素质教育,培养学生工程应用能力、提高学生解决实际问题及电子设计制作的能力,培养学生团队协作精神,积极鼓励青年学生踊跃参加课外科技活动,尤其是在高校青年学生设计创新能力和团队协作精神培养方面起到了积极的引导和推动作用。
一、全国大学生电子设计竞赛的特点
全国大学生电子设计竞赛起源于1994年,每2年举办1届,竞赛中由3人组队,自行选题,并在规定的时间完成题目的相应要求。[1]大学生电子设计竞赛的特点:一是竞赛采用“政府主办、专家主导、学生主体、社会参与”的组织运行模式;二是竞赛规模大,参赛人数多,具有一定的权威性和影响力,受到各高校的高度重视;三是竞赛题目涉及到的专业知识面广,其中包括“模拟电路”、“数字电路”、“高频电路”、“传感器技术及应用”、“单片机接口技术”、“DSP技术”、“自动控制原理等多门课程。竞赛题目涵盖了工业、科研、实验等方面经常涉及到的电子信息类知识,并依靠多门学科知识才能很好地完成题目要求。[2-5]这就要求选手们应具有很强的电路设计能力、电子制作能力、计算机应用能力,同时也要求组员之间具有很好的团队协作能力。
二、“大基础、大工程”人才培养模式
重庆理工大学电子信息与自动化学院(以下简称“我院”)早在1995年就组织学生参加电子设计大赛,通过近几届的赛前培训和正式比赛发现学生普遍存在理论基础不够扎实、动手能力较弱、工程素养较差、设计方案生搬硬套、创新意识较弱等方面的问题,这也反映出电气信息类专业教学(尤其是实践教学环节)过程中存在的一系列问题,如理论和实践教学的脱节、综合能力培养不够、团队协作意识较弱等,说明现有人才培养模式(尤其是实践教学部分)和课程体系有待改革。
我院在2005年对自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程等专业按电气信息大类制定人才培养方案,将各专业的公共基础、专业基础模块贯通,建立了统一的公共基础平台和电气信息类学科基础平台。同时在“大基础、大工程”教育思想的指导下,加入工程能力培养环节以加强实践能力培养环节,进行了“2-1-1”人才培养模式的改革实践。“2-1-1”模式即:入学前两年面对电气信息类所有专业按学科大类进行“大基础”的基础理论教学;第三年根据学生志愿按专业方向进行分流培养;第四年根据学生的就业情况并结合课程设计及毕业实习进行工程能力的培养。“2-1-1”分段培养模式充分贯彻了“大基础、大工程”的教育思想理念,体现了“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”的人才培养特色。参与电子设计大赛的学生主要是三年级的学生,由于对前两年电类基础课程的学习有了一定的理论基础,在第三年的专业分流培养过程中,主要是开设专业基础课程,并配以相应的实践教学环节,但针对电子设计大赛的综合性、个性化实践教学环节较少,目前我院主要通过电子设计竞赛教练组组织学生进行课外培训来解决,但在整个培训中对学生缺少有效监控,培训也缺乏系统性。因此,对进入专业阶段学习的基础素质较好的学生有必要提前开设类似于专业综合设计的创新性和个性化的实践环节,为电子设计大赛锻炼队伍,提高学生的综合设计能力。[6]
三、电子设计竞赛与实践教学改革
我院经过几年的教学实践,在“大基础、大工程”教育理念背景下构建了由浅入深四个实践教学层次(实践技能层、学科基础层、综合应用层、创新实践层)和十二小类(计算机基础、物理实验、专业试验、生产实习、创业实践等)实践活动,并融合贯通为“4-12”实验实践教学体系(见图1)。实践教学按“分层培养,阶梯递进,逐步提高”的方式进行,[6]通过开设层次化的工程实训系列课程,一个阶段完成一种能力的训练,循序渐进地提升学生认知、实验、工程设计和实施等综合能力。
由图1可以看出,在“4-12”实践教学方案中,专业综合设计和创新性实验主要集中在四年级开设,相对于电子设计竞赛具有一定的滞后性,因此,可以考虑将四年级阶段的一部分实践环节提前到三年级下学期进行,但这样的调整必然会影响到常规的教学计划。下面就近几年我院竞赛培训和实践教学的情况提出相应的改革措施和解决办法。
1.建设柔性综合实践教学体制
专业综合实践环节可以考虑在三年级下学期和四年级上学期分别开设,学生可以选择在任意阶段完成该环节,采用分散和集中相结合的管理方式。为了不过多影响原有的教学进程可采用分散方式进行综合实践,其主要针对参加电子设计大赛和一些学有余力的三年级学生,也可以吸收部分大二学生参与实践过程,辅助三年级学生完成电路板的绘制以及元器件的焊接等工作。在学生选课前,每位电子设计大赛指导教师都需拟定1~2个综合实践题目,每个题目限定一组学生(3人)完成,指导教师要定期对课题进展情况进行监控。学期结束前,指导教师组以课题完成以及答辩情况进行综合评价,考核通过的学生可提前获得相应的专业综合实践环节学分。总之,建立柔性的综合实践教学体制,将电子设计培训工作转换为实践教学环节,能有效地调动师生双方的积极性,提前对参赛学生完成了综合性设计能力方面的训练,对后期的集中培训工作有较好支持。
2.完善导师责任制
以往的综合实践教学环节,往往是一位教师面对多组学生,整个环节集中在2~3周的时间完成,同时很多教师在此阶段还有其他的授课教学任务,指导效果都无法保证。通过柔性的实践教学方式,将2~3周的集中实践环节扩展到整个学期进行,教师可以在整个学期中弹性安排指导工作,并对实践过程进行有效的监控,实践过程的控制可以参照毕业设计的管理模式。指导教师主要是参与电子设计竞赛指导的教练,同时其他教师有相关的科研工作需要学生参加的,也可以提出相应的题目供学生选择。在导师组中,人员配备上采用“老带新”方式,老教师在实践教学过程中担任组织和管理工作,青年教师主要承担具体指导工作,每个青年教师都有相应的老教师作为直接责任人形成“指导梯队”,既有利于发挥青年教师的能动性,也能有效地利用老教师的丰富的指导经验。另外,我院在指导教师工作开展方面也提供了许多便利条件,如设立电子设计大赛专用实验室,并提供相应的硬件设备和元器件支持,并在此同时面对全院教师开放专业实验室,专任教师可以参与指导学生实验工作并从事相应的科研工作。
3.建立开放性综合实验室
自我院学生参加电子设计大赛以来,其培训和指导工作一直由我院相关教师负责组织,往往培训基地只能依托于基础实验中心或专业实验中心,主要的仪器设备也都借用实验中心的,给实验室的管理工作带来了极大不便,尤其是近几年学生参赛人数增多,各方面资源矛盾显得尤为突出。建立开放性综合实验室能有效解决资源分配的矛盾,开放性的综合实验室作为专业实验中心的一个下设实验室,服从实验中心的统一管理,其主要工作是承担学生课外电子制作辅导和各类电子设计竞赛的培训任务,激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,为学生创新精神和实践能力的培养提供宽广的平台,同时实验室也针对大四学生开设专业综合设计等实践环节。开放性综合实验室的仪器设备实行“专用专管”制度,实验室单独配套各类专用仪器设备,不占用其他实验室的仪器设备,实验室可以安排电子设计大赛指导教师作为管理人员,各专用设备落实相应的责任人。开放性综合实验室针对全校有意愿参加电子设计大赛的学生和教师开放,学生须经过校级电子设计竞赛的选拔测试,合格者方能进入实验室参加各项培训活动。
在“大基础、大工程”原有的实践教学模式下,通过设立柔性实践环节、完善导师负责制以及建立开放性综合实验室等措施,使参赛学生在正式比赛之前得到了一定的综合设计能力,为电子设计竞赛提供了有力的支持和保障。
四、拓展学生科技活动,加强创新能力培养
要培养学生的创新能力和团队协作能力,仅依靠常规实践教学远不能满足要求,尤其是在“大基础、大工程”人才培养模式下,更加重视学生创新能力的培养。为此,我院在每年的10月份都会举行全校性的电子设计竞赛,通过比赛选拔全国比赛队员,而且在每届市级别电子设计竞赛时也会组织学生参赛,对各类比赛不仅提供设备仪器和元件费用支持,对获奖团队还有一定的奖励政策,如获得国家奖的队员可以免修4个学分的专业选修课。除此之外,还借助学校“开拓杯”科技竞赛活动以及“大学生创新实验”积极开展丰富多彩的科技活动,为学生开展电子小发明等活动营造了良好的环境,并为电子设计竞赛培训工作奠定了基础。同时针对各类的电子设计竞赛及课外科技活动,加大创新实验室开放,提供实训场地,在开放时间内,还为学生提供相应设备,为学生的自主学习提供了良好的环境。
五、结束语
全国大学生电子设计竞赛为青年学生施展才能提供了舞台,同时也推动了“大基础、大工程”人才培养模式下的实践课程教学改革。通过近几年对实践环节的改革,教学效果有了一定的提高,竞赛也获得了较理想的成绩,但改革创新是永无止境的,新技术、新知识的不断涌现,如何将其融入到教学中,如何提高学生学习、创新、设计的能力,以及工程素养,一直是高校实践教学改革的主线,总之,培养创新型人才是高等学校长期而艰巨的任务。为此,教育工作者应不断地探索改革、努力提高教育教学水平。
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关键词 电子设计竞赛 嵌入式系统 实践教学改革
中图分类号:H191 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2017.01.051
1电子设计竞赛需求
全国大学生电子设计竞赛是由教育部组织的、面向全国大学生的科技活动,主要目的是推动电子信息类学科发展,促进教学内容改革,同时培养大学生的团队合作精神和创新意识。①促使学生理论联系实际,加强学生工程实践能力的训练和培养,选拔优秀人才, 因此得到各个高等院校的高度重视,大学生参与的积极性也较高。全国大学生电子设竞赛在奇数年的暑假举行,比赛时间是四天三夜,每支队伍由三名学生参赛。由于比赛时间短,要在四天内完成实物制作和设计报告,并达到较高的性能指标,必须在课程教学中深化知识内容,并加强模块训练,提高学生的实践创新能力。
全国大学生电子设计大赛题目共分为7大类,每类题目都涉及软硬件知识,偏硬件的题目以高频无线电、放大器、电源、信号源为主,偏软件的题目以仪器仪表、数据采集处理和控制为主。随着信息技术的发展,全国大学生电子设计竞赛中使用的微处理器性能要求逐渐提高,CPU也从16位单片机转换到32位。近几年竞赛队伍多采用低成本、低功耗的32位ARM单片机作为主控芯片,广泛应用于各类题目中,例如信号源、高频无线电、仪器仪表、数据采集与处理、控制等。
全国大学生电子设计大赛为了培养创新意识强的实践型人才,既是对传统教学方法的挑战, 同时也能够反应课程教学水平和教学改革的成败。题目涉及众多科目,要求学生具备综合应用能力。以理论设计为基础,更强调系统实现。近年来电子设计竞赛题目趋于高频化和智能化,以单片机为教学重点的嵌入式系统课程成为必须掌握的知识技能。
2嵌入式系统教学现状
目前嵌入式系统专业课教学中,通常以32位单片机为例讲授相关的知识和设计方法。②嵌入式系统作为一门综合性专业课程,涉及的知识点较广泛,但往往课堂时间有限,学生能够投入动手实践的机会较少。高校中嵌入式系统教学还有许多值得探讨改进之处,例如实验环节中学生创新性不足;学生在系统开发时不具备整体设计意识,底层硬件驱动软件开发水平不足。③传统嵌入式系统教学偏理论、轻实践;重分析、轻综合;重个体、轻协作。实验课程内容陈旧、形式呆板、方法单一。④按照传统方法培养的学生,在参赛时往往会出现很多问题。比如理论设计正确却无法在工程上实现;单元电路仿真正确却无法实现系统联调;软件编程逻辑正确,却达不到所需的精度和性能指标。
由于电子设计竞赛对硬件设计和软件编程等实践能力要求都高于常规教学,因此如何利用竞赛推进嵌入式系统实践教学改革,成为众多高校关注的问题。⑤而嵌入式系统教学同时强调软件开发和硬件设计相结合,使其设计的系统能满足应用要求,从而制作出符合工程应用要求的作品。⑥
3嵌入式系统实践教学改革
嵌入式系统实践环节在教学中具有极其重要的作用,关键是要在有限的课堂中有效安排符合课程内容的实验项目。⑦为此本文主要探讨了竞赛驱动的教学实验模式,一方面是为了更好地帮助学生发挥能动性和创新性,同时也是为了促进教学内容跟上科技高速发展的步伐。
3.1 建立实践教学平台,培养学生创新思维
为适应嵌入式课程教学和电子设计竞赛的需求,中南民族大学近十年来投入数百万元建立电子类实验室。例如,基础实验室包括数字电子和模拟电子实验室、数字信号处理实验室、单片机实验室、电子设计自动化实验;综合实验包括嵌入式系统仿真实验室、SOC实验室等。与此同时,电子与信息工程学院的学生还建立了电子设计协会,组织选拔有兴趣的学生参与学习竞赛小组,并进行电子(数字和模拟电子)、单片机和电源设计等课程的专门训练。实行导师制,安排专业老师进行具体指导,并建立专门的电子设计竞赛实验室和创新项目实验室。较有特色的智能车实验室,通过教学实训平台开发机器人智能车,控制智能车在实际赛道上行驶,使学生熟悉智能车的各个模块设计原理,激发了学生对ARM系统开发的浓厚兴趣。
另外电子信息工程学院还组建了导师团队,选拔优秀学生加入导师制,从大学二年级开始进行“一对一”的专业指导。每年学校都设立大学生创新创业训练计划项目,举办大学生电子竞赛等科技实践活动,鼓励学生积极参与包括电子设计大赛与蓝桥杯等计算机竞赛活动。
3.2 实验体系分层次,以竞赛促进教学
根据学生基础不同我校将实践教学细分为三个体系层次,并在每个层次中都设计了必修实验和选修实验项目。从基本的电路设计调试开始培训,分阶段、按步骤增加实验难度,逐步培养学生的动手实践能力。最后在综合应用设计实验项目中融入竞赛内容,提高学生的自学能力,挖掘学生的学习潜力。三个层次的详细实验项目介绍如下。
3.2.1基础实验
实验目的:为验证性实验,目的是使学生熟悉基本开发工具和软件编程环境,可读懂程序并进行调试。
必修项目:C语言、汇编语言、ARM开发环境实验;串口通讯实验;中断、定时器实验;A/D、D/A转换实验等;键盘、LED、LCD 及触摸屏实验。
选修项目:DMA实验;看门狗实验;Boot Loader实验等。
3.2.2进阶实验
实验目的:主要安排操作系统移植、应用程序编程,并结合竞赛中的知识点加强模块训练。
必修项目:Linux基本应用程序实验;Linux文件系统实验;Linux 内核移植实验。
选修项目:Linux串口通信实验;Linux中断处理实验;Linux下的 Socket通信实验。
3.2.3综合实验
实验目的:全部是选修项目,训练自学能力强、基础较好、预备参加竞赛的学生。综合课题涉及多门学科知识,增加了硬件设计内容,加强了学生对软硬件联合调试的能力,选拔竞赛人选,分组进行竞赛训练。
必修项目:选取往年典型的电子设计竞赛题目,限定时间内完成,根据性能指标进行评测。
3.3 政策扶持,积极推进教改
学校实验管理中心、科研处以及创新创业中心每年都投入大量人力和经费组织竞赛,以保证课程教学改革和竞赛工作的顺利进行。其中大学生电子竞赛在奇数年和偶数年分别开展全国性竞赛和省级竞赛,同时学院也制定了相关的制度政策,给予强有力的技术支持和后勤保障。首先,为竞赛提供专用的实验场地、仪器设备、资金资助,并配备教师团队进行专门的竞赛指导,优先解决竞赛的各种问题。其次,为激励学生积极参与竞赛,对参赛学生给予支持励,安排竞赛期间的食宿,提供良好的后勤保障。同时,学院会为综合素质好、竞赛中取得较好名次的学生,推荐免试研究生或者优先就业的机会。电子与信息工程学院给予优先政策支持,在电子设计竞赛和智能车比赛中,每届都有参赛队伍获得全国一等奖,从而极大地带动了大学生学习和参赛的积极性。
4结语
以应用为目的、以竞赛为动力、分层次有步骤地推进教学改革,在嵌入式系统教学实践过程中取得了良好的效果。首先从嵌入式系统基础的验证性实验入手,在此基础上逐步增加操作系统实验项目,并针对技术难点按模块进行实验,最后开展实际竞赛项目的综合训练。嵌入式系统教学改革的宗旨是提升学生综合应用实践能力,训练学生电子电路设计基本技能,提高学生软件及算法的编程水平,以培养出“基础扎实、动手能力强、有创新意识”的高素质电子信息技术人才。
注释
① 姚有峰,赵江东,汪明珠.从电子设计竞赛谈电子类实践教学改革.实验技术与管理,2009.26(7):131-133.
② 楼旭阳.嵌入式系统原理及应用教学中学生实践能力培养问题的探索与实践.高教学刊,2015.5:73-74.
③ 冼进,贾德良,毕盛.嵌入式系统实验课的教学改革初探.实验室研究与探索,2011.30(8):282-285.
④ 王维博,王海滨,叶凯.电子信息工程专业嵌入式系统教学的改革探讨.中国电力教育,2010.10:58-59.
⑤ 杨奕,徐鹏,彭小峰.电子设计竞赛与实践教学改革.2013.32(4):172-175.
1宽基础、重实践创新、精心辅导
“大学生电子设计竞赛”是个综合性的赛事,竞赛题目内容丰富,涉及面广,综合性强,不仅涉及到电子技术知识,还涉及到自控原理、单片机应用、可编程器件设计、电机学、电力电子、测量测试技术、传感器等相关知识。而且竞赛题实用性很强、指标要求较严格。因此,赛前的准备工作一定要有针对性。要做好这项工作必须落实专项负责人;指定有丰富实践经验的指导教师;选拔一批综合能力强的学生;拨出专项费用;提供专用场地和仪表设备等。
1.1认真解读往届赛题,领悟知识结构和要点
知识结构方面我们感到学生必须掌握好模电、数电和单片机知识、EDA技术,且能灵活地综合应用。事实上,这些知识不仅是各专业后续课程必须的基础,而且本身也是专业技术知识。知识要点方面仔细分析题中的知识点,并归纳出要点,我们归纳总结的知识要点主要有:振荡器、PLL频率合成、DDS频率合成;放大器;运算放大器;调制与解调;数字电路方面;单片机小系统;EDA技术等。关于这些知识结构和知识要点的认识,对于我们开展教学、实验和参赛备训,提高学生的实践能力,都起到了明确和有力的指导作用。
1.2电子竞赛的前期培训
在电子竞赛开展前,采取赛前培训是一个非常重要的步骤,它直接决定竞赛结果的成败。我们要在这一阶段,有针对性地开展对相关知识理论的培训,它能有效地帮助学生开展对自身知识梳理和整合,提高自身的文化水平。在这一过程中,我们将理论和实践联系在一起,所学得的理论知识更好地得到了实践的应用。这样做可以最大限度地实现人员的优胜劣汰和优化组合。
1.2.1注重实践,提高动手能力
赛前培训,最重要的是对学生的实践能力的培养,我们可以适当减少理论学习,让学生更多的融入实践,在实践中提高学生动手能力和工程实践的训练水平,以弥补理论上的不足。加强学生的创新能力的培养,让学生勇于创新、独立思考、积极动手,在指导模式上,可以采用分阶段集中精练的方法提高培训效率。在赛前只有做好扎实的基本功准备,才能保证赛事中水平的良好发挥,以确保比赛的最后胜利。培训分为两个层次,分别为电路焊接工艺训练、完整的电路系统设计训练。①电路焊接工艺训练,主要提高学生的电路焊装工艺水平,使其学会安全用电、元器件识别及性能测试,逐步掌握印制板设计,电子线路设计工具软件,电子制作方法等。②完整的电路系统设计训练,在基本电路设计调试工作的基础上,实现一个能完成实用功能的小型综合电路系统,如:直流稳压电源,信号发生器,数字时钟的设计与制作,使学生了解电路系统设计的基本过程,掌握电路系统设计的一般方法,掌握软硬件混合环境下的电路、程序的联合调试方法。不定期开展专题讲座,如:①高性能运算放大器的选择与应用;②单片机测控技术;③在系统可编程技术;④A/D与D/A技术;⑤闭环控制技术;⑥通信技术等,将电子应用技术、计算机控制技术、通信技术的发展动态及时传递给学生,让他们能更快地掌握这些领域的新技术、新知识,并逐渐用于创新实践活动中。总之,通过专项训练,学生们应达到以下要求:①熟练编写相关程序;②熟练制作单、双面PCB版;③熟练使用常用仪器和EDA软件;④快速查找芯片资料,选择所需芯片;⑤正确书写科技论文。
1.2.2培养团队精神,建立分工合作的工作模式
电子竞赛多以团队合作为主,竞赛题目要求几人合作完成,大多是以三人为一参赛队,制作并写出设计报告来完成任务的。在竞赛中,要充分发挥团队合作的精神,鼓励同学们自由结组,以老带新,充分调动每位学生的积极性。组内应有明确的分工,一人负责单片机编程,一人负责模拟电子和数字电子的应用,而第三个人,负责将这些内容总结并记录下来,最终撰写设计报告论文。我们在辅导过程,既要向学生传授知识,又要教会他们团结合作的精神,教师除了要牢固掌握自己本专业工作内容之外,还要积极扩充其他知识,寓教于学,与同学们共同学习,共同进步。
1.2.3选手心理素质的培养
在竞赛过程中,重要的不仅仅是理论知识,心理素质同样重要,可是,最常见的问题是,大家往往不注重后者,总是轻心理,重理论。其实心理素质的培养和知识的累积一样,是要长期积累的,并非一朝一夕就能完成,而且,这种素质也并非只有竞赛时才需要,在生活的其他方面它也都到处需要它,所以,我们要将心理素质的培养融入日常的学习当中,在平时就注重学生心理素质的培养,也就不必在“临时抱佛脚”了。竞赛前学生会出现紧张情绪,此时,教师首先要做到轻松自如,不给学生施加压力。可以介绍以往竞赛取得好成绩的同学克服心理紧张的技巧,如在比赛之前吃一块口香糖,嚼掉压力,告诉学生竞赛的时候如果有些紧张是正常的,比方焊接时手会抖,过一会就好了。布置一些比较容易完成的短期任务,培养学生适度的成功心理,告诉学生“天下无难事,只怕有心人”。要求学生比赛时沉着应战,克服紧张心理,操作时一定要按照图纸焊接,遇到问题冷静思考,强调在有选手提前完成时,千万不要紧张,只要保证自己在规定的时间内完成即可。
1.2.4抗疲劳训练
电子竞赛的比赛虽说只有三天时间,但其真正的强度远不止如此,很有可能夜以继日、连续作战。因此,要有必要的抗疲劳训练。使学生们达到即便睡不好觉,也能照常工作。
1.3参赛队员优化组合
按照要求,全国大学生电子设计竞赛是以三人一组参加比赛。人员组合能否实现团结协作、优势互补、形成合力是决定竞赛成绩的关键。我们对人员的安排一般按一下几个原则。
1.3.1软件、硬件搭配的原则
电子设计离不开硬件制作和软件编程,二者要相辅相成、相得益彰,才能取得较为满意的成绩。因此,人员配置要做到一人擅长软件,一人擅长硬件。
1.3.2自愿搭配的原则
由于培训学生来自不同院系,不同专业,不同班级,每个学生的知识结构、学业特长、个性差异较大,不宜盲目地强行组合;而大学生往往具有独立意识所以应让他们自愿搭配,自由组合,并在培训过程中,注意观察、适时调整。
1.3.3分层次原则
自愿搭配的同时要贯彻分层次原则,各个分组切不可强调实力平均,应该使组与组之间实力形成梯队。第一梯队强强联合,应预定取得较高的竞赛成绩;第二梯队次之,以此类推。参加赛前培训的学生往往较多,学生的个体情况差异较大,暑期高温酷暑,同时暑假也是高年级学生考研、考公务员的准备期;所以应根据具体情况进行动态调整,经过多轮优胜劣汰优化组合,使小组成员和参赛队伍相对固定。
2电子竞赛的人力资源管理
2.1在组员能力不足的地方给予人力补充,适当调整人员配置,以弥补该方面的劣势。
2.2组中学生合理分工,按训练期间的协作分工习惯进行作息。
2.3后勤管理,由于参赛的学生假期放弃休息机会,要提前安排食宿,合理安排人力做好后勤保障,免除队员的后顾之忧。
2.4对学生要求按照计划进行科学的实践训练,学生要服从学校的安排。
2.5指导教师同时放弃休假,安排值班,及时解决学生的疑问。
3电子竞赛的现场测试
全国大学生电子设计竞赛的测试阶段是关键的一步,后期工作中最重要的是现场测试,它是最终评奖的依据。主要包括两方面的测试:①作品的各种技术参数的测试和记录。②现场作品的答辩工作。测试老师会问队员一些技术问题,以测试作品的真实性和学生的技术水平。
3.1现场测试的注意事项:
3.1.1当遇到测试结果和自己预想的结果不一致,或者认为测试老师评分不准时,不要和评审老师争吵。
3.1.2原则上要求不能准备更换元器件。
3.1.3提前做好答辩工作的问题预案。提前准备可能的问题、怎么回答?谁来回答?还要注意不能争着回答评审老师的问题。
3.2测试现场遇到问题后的处理办法
3.2.1及时和老师沟通,向老师寻求解决办法。
3.2.2不要慌张,要沉着冷静。
3.2.3不要轻易拆卸电路板。
3.2.4利用现场的仪表进行故障的判断。
常见故障:断路,短路,线头松动等,可以重新插拔线头,重新焊接容易脱焊的焊点等。
4以竞赛促建设、加强创新人才的培养
4.1建立更加完备的资源库
包括典型的硬件模块、软件子程序和常备资料,以此形成资源库,并不断更新,以供参赛时各队共享。
4.2课程建设与电子竞赛相互促进
电子竞赛题目内容丰富,涉及面广泛,综合性强,不仅涉及到电子技术的知识,还涉及到自控原理,单片机应用系统设计,电机学,电力电子技术,测量技术,误差分析,传感器等相关知识。为了使学生能在短短的四天里完成设计,对可能涉及到的知识,应编写一本电子竞赛综合教程,把这些相关学科综合成一门简明教程,作为学生的培训教材,简单明了的介绍这些相关知识,其目的是给学生指一条学习更多知识,开拓知识面的路子。以便于学生学会查找资料,学会自学方法。
4.2.1教学内容的创新
教师在教学过程中,要将本课程的最新技术和发展动向引入实际授课过程,以确保知识的更新;还要引进其它学科的相关知识,作为本专业的有益补充。这样才能拓宽学生知识面,更好的适应竞赛的需要,游刃有余地应对竞赛时出现的问题。
4.2.2教学方法的创新
在教学过程中,我们可以采用国家积极提倡的素质教育法,例如发现学习法和启发教学法等,培养学生的自我学习能力。
4.3实验课教学的深化
应该从验证性实验向创新性实验转变,让学生真正地把理论知识吃透,教师再适时地给与指导,激发他们丰富的想象力,从而使理论与实际更好地结合起来,真正做到学以致用。
4.3.1减小基础的验证性实验比例,提高相应实验要求
我们着重要求学生学会示波器、信号发生器、万用表等基本仪器仪表的使用,学会电路基本调试技能和基本测量方法,学会正确记录、处理数据及分析实验结果。
4.3.2注重设计性实验
在学生掌握了基本实验方法的基础上,增设设计性实验,通过简单的设计使学生熟悉常用元器件,掌握快速查阅元器件手册及通过网络搜寻所需资料的方法,学会正确选择所需器件,并能进行器件之间的参数匹配。
4.3.3增加综合性实验
该项实验内容以培养学生的分析问题和解决问题的能力为目标。将专业基础课和专业课中多门课程的内容综合起来,使学生能了解原本相互独立的课程之间的关系,并逐步将这些课程的内容有机的联系起来,用于解决具体的问题。这是促使学生在较短时间内将所学课程融会贯通的最好途径。只有改进实践教学环节,才能够培养学生的创新精神和实践能力,发展学生独立的思维。培养他们的个性;只有改进实践教学环节,我们才能培养出一批“厚基础、重动手、善创新”的高素质信息技术人才。
4.4建立开放型实验室
除了正常的实验外,另规定实验室开放日,实验有问题的学生以及有争议的问题都可以到实验室去验证及探讨。为了让实验室开放确实得到预先的效果,学生可以预约实验时间和实验内容,然后安排实验老师进行针对性指导,从而达到预期的目的。也能激发学生奋发学习,努力提高自己实验技能的热情。
4.5成立第二课堂激发学生积极性与主动性
为了激发学生对实践环节的兴趣,可以成立了电子科技小组,模仿电子竞赛的形式,出一些简单的题目,让同学们自愿参加,同时也是加电子竞赛选拔的基础。其目的是培学生积极思维,拓宽知识面,增强动手能力。同时能培养学生良好的心理素质和发掘学生潜力,激发学生积极性。