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(一)
要想使此实践教学环节达到目标和效果,必须合理安排教学步骤,使教学方式得到实现。
1.1精选题目
对于课程设计的题目,需要指导教师精心选择,要使题目具有一定的实用价值。题目不宜太难太偏,学生能够利用所学的理论知识,通过查资料拓宽知识面后解决,这样既能激发学生的创作激情,又不因难度过大挫伤其积极性。
1.2以工程项目的方式下达任务书
题目以工程项目的方式给学生下达任务书,即教师要对每一个设计题目仅提出功能要求、使用条件及技术指标,不给学生具体电路设计的限制,这样可以给学生一个充分发挥的空间,如表1所示。整个过程让学生来做项目负责人,这对学生来说既新颖又极具诱惑性,从而也激发学生学好这门重要基础课的兴趣。在布置设计任务时,要结合工程项目的特点,既要培养学生个人能力,又要培养团队的合作精神,所以要求3人一组,一组一题,选出一个组长全权负责项目的进行。
1.3合理安排设计时间
在整个课程设计周,每天按8学时进行,每个小组要对自己的设计方案论证后进行器件的参数计算、用虚拟仪器仿真结果并对器件参数加以优化、对器件进行选型、焊接组装调试、答辩及书写实习报告。这个过程中,任务重学时紧,所以要合理安排时间来完成设计任务。具体学时安排可参考表2的方式进行。
1.4成绩评定方法
成绩是对学生劳动成果的一种肯定,其评定方法直接影响到学生的积极性。所以,在整个设计过程中,指导教师要全面了解每个学生的表现,给他们一个合理的成绩。在成绩评定时既要考虑到他们设计过程中的积极性、所选方案的合理性、仿真阶段的表现和最后硬件调试阶段的认真程度和完成指标的高低结果,还要参考设计报告的质量。此外,对有所创新的学生,应适当酌情加分。综合以上分析,成绩的具体评分方法为出勤占10%,理论正确性和设计创新性占30%,仿真验证及硬件组装调试表现和质量占40%,设计报告书写规范性占20%。成绩评定方法在设计开始时就明确地告知学生,使其对学生认真设计起到引导作用。
2.实施效果
利用电子工程的设计思路,采用“虚实结合,软硬兼施”的方法,使学生既熟悉了企业中的电子工程的设计思路及“模块化”的先进设计方法,也掌握了电子工程开发中必不可少的软件仿真技术,又锻炼了动手解决问题的能力,所以,在这个实践环节,充分培养了学生用科学思路解决实际问题的能力,也会激发学生的创作热情。我院测控专业2009级利用这种教学方式进行了教学实践,学生在设计过程中热情高涨,常达到废寝忘食的程度,好像真正成了企业的一名工程设计人员,而最后面对自己的劳动成果,感言这个实践环节不但加强了对理论知识的理解,也懂得了怎样将理论知识转化为实际生产力。由于在电子技术课程设计时打下良好的基础,本年级的学生取得参加全省电子设计大赛获得二等奖,参加全校电子设计大赛获得一等奖的佳绩。
3.结语
在追求经济效果为先的今天,企业希望学生毕业之后很快能够上岗,这就需要学生在大学时培养一定的实践能力,本文提出“结合工程方式,软硬兼施”的教学方式,使学生掌握了实际电子工程的设计方法和思路,应用计算机和仿真手段对电子电路进行设计,并通过硬件调试进一步锻炼了学生对实际工程的分析及设计能力,为后面专业课的学习和走上工作岗位打下了坚实的基础。
作者:王宗省 孟秀芝 单位:山东科技大学机械电子工程学院
(二)
1课程改革的必要性
(1)设计题目偏少
电子技术课程设计在本校2006级电类专业中首次展开教学。最初,该课程的实验讲义中只包含两个题目:超外差式调幅收音机安装与调试与声控“灯流”控制电路制作,内容单一,无可选择性。实施3年后改为四个题目:超外差式调幅收音机安装与调试(必选)、8路智力竞赛抢答器的设计、逻辑信号电平测试器的设计和楼道触摸延时开关(三选一)的设计。相对而言,设计题目类型还是偏少,内容相对陈旧,学生可选择的范围也不大,导致部分学生的对本门课程学习的积极性不高。
(2)教学方法单一
本门课程的设置时间为一周,时间较短,为了在较短的时间让学生完成设计任务,教师总是详细讲解并指定相应的资料,将学生限制在指定的范围和实验元件内,不利于培养出具有竞争意识和创新能力。且在实验讲义中,编写教师对设计题目的电路实现方案编写的较细,学生可发挥的空间较小,导致部分学生不会自己独立思考,直接采用设计提示电路,或者直接抄袭其他学生的设计方案,不能更好地调动学生独立设计的积极性。
(3)成绩评定体系不够完善
在成绩评定时,往往根据调试结果以及撰写的设计报告给出成绩,学生在设计、制作、调试过程中遇到的问题以及解决方案等具体实施过程没有体现出来,评定的标准不能具体量化,不能很好的反应学生的在本门课程中的收获和真实水平。
2课程改革的方法
(1)丰富设计题目
设置合适的设计题目是提高本课程设计教学效果的关键。随着电子技术的迅速发展,新器件不断涌现,将其与课程教学紧紧结合,才能跟上时代的步伐。因此,根据学生的实际情况,使设计课题的内容要具有综合性、实用性、先进性。首先,本设计课程讲义中为学生提供了10个设计题目,使学生具有较大的选择空间;并且题目具有基本功能和扩展功能,从而满足具有不同实践能力的同学的要求。其次,设计内容要具有先进性,与现有的能够实现该设计的新器件相结合,设计并完成实用性较强的小的电子系统,具有相当的使用价值。再次,设计题目要新颖有趣,从而增强学生的学习积极性。最后,要求每个设计题目都能够体现前期课程中的知识点,比如:巩固电路分析基础中的分压电路、电容元件特性、变压器工作原理等;模拟电子技术课程中的基本共射、共基放大电路、功率放大器、比较器电路,波形发生电路等;数字电路中各种逻辑门电路、显示译码器、数据选择/分配器、触发器、寄存器、计数器、555电路和蜂鸣报警电路的应用等。课程设计讲义中,针对每个设计题目,以系统框图形式给出2~3个总体设计参考方案,以高集成芯片为核心,由中规模集成电路构成各单元电路,然后组合出系统的设计方案。
(2)采用先进的教学方法,合理安排教学进度
电子技术课程设计的一般安排在大二下学期第17周进行集中教学,已完成数字电子技术课程的教学工作。根据我系多年的实践,通常情况下担任该课程的每个班级的任课教师之一为担任数字电子技术教学工作的教师,这样的教学设计模式更有利较好的开展工作。前期工作:担任数字电子技术的任课教师可提前两周布置课程设计的教学任务,在这期间,完成学生的分组,两人一组自愿组合,提供课程设计题目供学生自行选择。学生选定题目后根据讲义中题目的设计要求和参数自行安排时间去查阅相关资料,完成电路的初步设计。课程设计第一阶段,教师讲解Multisim仿真软件;学生完成设计电路的仿真,并递交设计方案,设计方案包括电路方框图、详细的电路原理图、电路工作原理的说明和元器件清单;教师将元件清单汇总,实验室尽快完成元器件的提供。学生通过Multisim软件的仿真可以发现设计中存在一些的问题,进一步改善设计方案,同时增强了学生学习的兴趣和对理论知识的理解,学生掌握了电子仿真软件的使用方法,为以后的课程学习打下基础。第二阶段,完成Protel软件的学习,安排学生的练习,完成电路原理图和PCB板绘制,并且完成PCB的制作。实践表明:学生通过对电路布局、布线、电路板的制作过程增强了对电子系统的工程制作过程的认识。第三阶段,学生完成元器件的焊接及整个系统的联调,测试技术指标。教师要指导学生较好的完成元器件由低到高,分模块的焊接。确认安装无误后进行通电调试,在调试阶段,采用由前至后的顺序,从输入端开始逐模块调试。若存在故障,应该分模块检查,从大到小的范围进行排查,最终找到故障的确切地点并加以解决。此过程中应注重启发学生,自己分析查找地点,找到解决的方法。学生通过对电路的调试可加深对电路工作原理的认识,学会调试、检查电路的方法。要求学生在测量完成技术指标后与理论结果进行分析比较,进一步了解了电子电路学习过程中理论与实践的区别。通过课程设计为学生提供锻炼的平台,提高了学生的理论与实践能力。第四阶段,完成并提交设计报告。设计报告包括一下部分:一、系统方案论证;二、各单元电路详细设计;三、电路的仿真及仿真结果;四、调试中出现的问题及解决方法;五、系统测试结果;六、心得体会。设计报告是对一周设计全过程的总结,学生严格按规定的格式进行书写。通过对设计报告的撰写可提高学生的表达、论证能力、科技写作能力等基本素质,为后续课程设计报告及毕业论文的撰写打下基础。
(3)完善成绩评定体系
从电子技术课程设计这门课程的设置目的出发建立成绩评定体系:①题目设计方案合理性、正确性;②Multisim、Protel软件的掌握程度;③元件安装、焊接效果;④电路调试结果及回答问题的情况;⑤课程设计报告撰写。在进行成绩评定时,注重调试效果正确的同时,应强调整个设计实施的整体情况,若部分同学的设计电路调试结果不尽如人意,只要学生能找出其中的原因,并提出相应的方法进行改进,仍可获得不错的成绩。另外,注重学生是否已掌握设计方法、制作工艺、仪器使用、调试方法、论文撰写等不同的环节,即使同组同学根据不同的表现也可给出不同的成绩。
3课程改革的效果
通过本门课程的教学改革,丰富设计题目,且与实际联系,调动了学生的学习热情,培养了学生对设计性实验的兴趣。合理安排教学环节,学生自主查找资料,完成电路方框图、电路原理图,对电路系统进行安装、焊接、调试、检查解除故障、测试参数,并掌握了相关软件的应用,充分发挥了主动性和创造性,提高了电子电路中分析和解决各种问题的能力。较为完善的课程成绩评价体系也较好的保证了课程设计的教学质量。本门课程是学生进行的第一个专业基础课程的课程设计,通过后续的课程学习,学生的综合设计能力不断提高。在近四年中,我系学生积极参加全国大学生电子设计大赛及福建省大学生电子设计大赛,获得多项佳绩:其中全国赛一等奖1项、二等奖5项、三等奖6项、省赛一等奖11项、二等奖13项、三等奖15项、优秀参赛奖多项;有13项福建省大学生创新实验项目立项。
作者:贾俊荣 单位:闽江学院物理学与电子信息工程系
(三)
1电子技术课程设计的目的与要求
电子技术课程设计目的是[7]:通过设计与制作一个小型电子电路,使学生加深对模拟电子技术和数字电子技术等课程所学理论知识的理解和掌握,初步掌握使用常用电子元件和中小规模集成电路实现电子系统的设计步骤和方法,积累电子电路调试方法和经验,培养学生的工程意识,提高学生对所学专业的认识和理解,激发学生学习专业和从事专业工作的兴趣和自信心,从而为学生学好后续专业理论课程和完成好后续实践教学环节打下良好基础。通过电子技术课程设计,培养学生严肃认真的工作作风和严谨的、实事求是的科学态度,使学生得到一次系统的工程实践综合性训练。通过电子技术课程设计应达到如下基本要求:(1)熟悉常用电子器件的类型、特性、参数等,掌握合理选用电子元器件的原则;(2)掌握专业文献资料的检索方法;(3)熟练应用现代EDA软件设计、分析、仿真电子电路;(4)熟悉PCB的制作工艺与流程;(5)掌握基本的电子电路的安装与调试、测试技能;(6)学会撰写规范的课程设计报告。
2电子技术课程设计实施过程中存在的不足
目前,电子技术课程设计的普遍要求是在内容上具有综合性、设计性、实用性,形式上具有开放式、多样式、自主性。即希望学生以个人或小组自主选题、自主设计、自主完成制作调试等各主要环节。但从实际运行过程与教学效果看,存在许多不尽人意的地方。1)要求偏高。首先,当代大学生主要以独生子女为主,生活条件较优越,吃苦精神不足,且当代大学生所面对来自各方面的诱惑和压力更大更多,如互联网、网络游戏、演艺明星、体育明星、交友、创业就业等。因此,总体来说,当代大学生较扩招之前投入在文化课学习的时间和精力要少得多,对专业基础理论的掌握相对薄弱,吃苦精神不足。其次,随着中国高等教育从精英教育过渡到大众化教育,地方院校的生源素质普遍下降,学生的学习能力和对知识的综合应用能力普遍不足,同时随着电子技术的快速发展,新的电子器件、系统设计手段不断出现,完成课程设计的难度越来越大。再次,电子应用系统设计本身对专业素质要求较高,既要求有扎实的专业理论,还要求有丰富的工程实践经验。因此,在学生刚学完模拟电子技术和数字电子技术两门理论课,首次接触工程设计,就希望能独立自主命题并完成设计,这个要求显然过高。2)组织不到位。从教学效果看,由一个理论课教师负责一个班电子技术课程设计指导任务,很难实现严格的过程管理。由于对学生提出了超越能力的教学要求,致使大多学生不知所措,无从下手。结果只有尽其所能,到处求助。大多数学生的题目、方案、电路不是自己设计的,而是通过网络、图书、甚至其它高校的同学找来的。任务完成了,但很多学生对自己作品的工作原理都没有完全搞清楚。3)工作量不易控制。在学生自主选题自主设计的模式下,很难达到综合性的要求。学生完成的作品电路规模大小、设计难度、涉及专业知识面相差较大。即使在教师命题学生选题的情况下,普遍是偏数字多,偏模拟少。4)教学效果不理想。由于对学生的要求普遍超出了学生的能力,指导不到位,导致部分学生无法掌握课程设计过程的各个环节,任务完成后,难以获得成功的喜悦,不但没有因课程设计激发出学习专业的兴趣,反而会大大挫伤学习的积极性和自信心。
3“临摹”式电子技术课程设计新模式
针对课程设计过程中存在的上述问题,针对我校学生的实际能力,作者经过多年的探索与实践,提出了“临摹”式课程设计模式。经过几届学生的教学运行,表明能够取得较好的教学效果。所谓“临摹”式课程设计模式,就是采用与美术专业学生通过临摹学习绘画相类似的模式。其基本做法是由教师设计一批课程设计题目,并编写完整的课程设计指导书印发给学生。在指导书中,每个题目都给出完整的设计任务、设计电路,并讲解电路工作原理、设计步骤、电路指标的计算方法和元器件参数的计算与取值方法。可留少部分元件让学生自己计算取值。学生课程设计的任务是从指导书中自选一个题目,通过阅读指导书,弄懂电路原理,并按设计步骤和计算方法重复一遍设计过程。应用Multisim软件对电路仿真,应用Protel软件绘制电路原理图和设计PCB图。最后完成PCB制作和电路安装与调试,按指导书具体要求对电路进行实验测试,编写设计报告。由于有完整详尽的课程设计指导书,保证了每个学生都可以通过指导书独立完成课程设计的全过程。尽管不是学生自己独立完成课题设计,但当每个学生完成自己第一个较复杂的专业作品时,还是非常喜悦和兴奋。尽管拥有现成的电路原理图,由于是第一次进行工程实践,在制作过程中因粗心或工艺水平低,可能会出各种各样的差错,如原理图绘制错误或PCB设计错误或安装焊接错误,导致作品不能正常工作。从几届课程设计实际运行过程看,绝大部分同学安装焊接完成后的作品都会存在这样或那样的故障。正是通过应用理论知识分析、查找、排除这些故障,大大提高了学生的专业实践技能,培养了学生的工程意识。
4“临摹”式电子技术课程设计命题要求
1)题目设计应具有实用性和趣味性。给定设计任务或电路的功能应与学生所熟悉的生活、生产、学习等有关,以引起学生的制作兴趣。2)题目设计应具有综合性,尽量能涵盖较宽的有关模电与数电知识范围。3)指导书中的设计理念、设计方法和器件选用要注意吸收新器件、新方法以及典型电路组合应用,以开阔学生的视野,激发学生对专业学习的兴趣。4)每个题目要根据具体的训练目标提出相应的实验研究和设计报告内容要求。5)各题目的电路规模应相对偏大一些,且设计工作量尽量相近。目前,我们编写的电子技术课程设计指导书中的题目有简易函数发生器、双音门铃、单步/连续可逆不循环一位十进制计数器、标准三角波产生电路、三路/一路模拟信号选择输出电路、红外线感应自动门控制电路、数显占空比矩形波信号发生器、八路竞赛抢答器和和自动量程三位半数字电压表等。所涉及集成电路有运放、模拟开关、定时器、D/A和A/D转换器、锁相环和各种中小规模数字集成芯片等。如单步/连续可逆不循环一位十进制计数器[8]的设计要求为:(1)具有单步和连续可逆不循环一位十进制计数器显示功能,由一个加/减控制开关切换加法与减法计数方式,由一个按键控制单步/连续计数方式。(2)当点击按键时,计数器以单步方式计数,当按住按键时间持续超过2s时,计数器自动进入连续计数方式,速率应以人能够分辨出显示数字为限。该电路工作方式类似于电视机的音量、彩色和亮度控制方式。
5“临摹”式电子技术课程设计的教学实施
为了使课程设计教学环节达到预期效果,我们在教学组织过程中采取了如下措施:1)将教学时间安排在大二暑假短学期进行,有利于安排更多教师参与指导,并且实行教师全时间管理和指导。2)将教学班级同学分组,每组同学设计制作同一课题,每组安排一名指导教师。每个教师只需要准备一个课题,有利于提高指导质量。3)每组同学都安排有指定实验室场地,要求学生按照正常教学作息时间到指定场地进行设计与制作。4)指导教师制定课程设计工作进度计划,每个教学单元时间都进行考勤登记。学生每完成一个步骤(步骤分设计计算列写元器件清单、绘制原理图、设计PCB图、制作PCB板、安装与焊接、调试及电路参数测试、设计报告撰写等)都要交指导教师检查登记。课程设计成绩由考勤、现场工作态度、每个步骤完成质量情况等按比例构成。像上理论课一样将学生集中在指定场所完成课程设计,有利于指导教师管理和指导,有利于教学时间充分利用,能保证所有同学按时完成任务。更重要的是有利于师生之间,同学之间相互交流和相互学习。如在Protel等软件应用方面,主要是通过同学间的相互讨论和帮助。特别是进入电路调试阶段,讨论会更加激烈。分析、查找、排除故障是提高专业理论知识综合运用能力和工程实践技能的最重要环节。集中教学、集体讨论、相互帮助大大增加了每个同学分析和解决实际问题的机会,从而极大地提高了课程设计的教学效果。
6结语
我们从08级开始采用“临摹”式电子技术课程设计新模式,到目前已进行了3届。由于指导书内容详尽,组织管理严格,教师指导到位,保证所有学生能够按教学要求完成任务。课程设计结束后,许多学生还利用课余时间自主完成了多个指导书中其它设计项目。从学生大三末专业课课程设计、大四毕业设计和学科竞赛表现看,专业技能训练效果明显。正像同学们说的,大二开始学专业课时,觉得电子技术非常神秘,非常抽象,很难理解。不知道自己在学什么,学完后能干什么,经过电子技术课程设计后,逐渐开始有感觉了,发现用自己所学知识可以做许多有趣的东西,听课看书也不再那么抽象难懂了,文化课成绩也开始提高了。提高课程设计教学效果的关键是命题和组织实施。增加命题数量,提高命题质量,研究改进组织管理措施将是我们长期努力的方向。
作者:黄晓艳 赵小杰 樊楼英 单位:丽水学院工学院
(四)
一、传统课程设计中存在的主要问题
1.课程设计的题目少,内容单一、陈旧
以前,课程设计只有一个题目而且年年如此,后来改为三个,但还是太少,内容也陈旧,学生根据自己的兴趣爱好可选择的题目不多,致使学生的设计积极性不高。由于老师对设计任务给的太细,学生可发挥的空间就小,在进行预设计时难免会有学生相互抄袭的现象,不能更好地调动学生设计的积极性。
2.教学形式呆板
过去担心学生受能力的限制在规定时间内完不成设计任务,所以在课程设计开始教师总是详细讲解,并且给出具体的设计资料,将学生限制在教师指定的范围和指定的器件内,结果在同一个课题上学生给出了相同的设计方案,不利于发挥学生的主观能动性。
3.成绩的评定缺乏规范性
建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键。以往的评定方法只看做出试验结果的快慢和课程设计报告的内容,不顾过程,其弊端是教师的主观性较大,评定的标准不能具体量化,很难真正反映学生的真实水平。
二、改革的方法
1.设计题目及内容的改革
对于“电子技术课程设计”题目的选择尤为重要。首先,设计的题目要够多,这样学生的可选择性才够大;其次,设计内容要新颖有趣,有一定的使用价值,每个题目都可以巩固学习电子技术课程重要的知识点,比如:电压超限报警电路的设计可巩固学习比较器和555电路以及各种逻辑门的使用;编码电子锁的设计可巩固学习触发器和门电路;多路数据巡回检测电路会用到包括寄存器、计数器、数据选择器和数据分配器等多个中等规模集成电路的内容;广告灯控制电路包括了可逆计数、逐位显示和蜂鸣报警电路等单元部分,会用到显示译码器、计数器和555电路等电子知识。指导教师在告诉学生设计题目的同时还要把实验室的现有资源给学生讲清楚,学生可在这些限定的条件下进行设计,比如:实验室可提供的触发器只有D触发器,逻辑门只有与非门。这样,学生在设计过程中用到其他的触发器和逻辑门时可以相应地改成实验室已有的器件。这就要求他们要熟练地掌握课本上的理论知识,能够随机应变。当然如果实验室确实无法提供器件,也要鼓励学生自己去购买,这使得他们熟悉了更多新型电子器件的规格和功能,提高他们亲历亲为的能力和学习兴趣。
2.预设计方案的确立
进行预设计时要鼓励学生用模块化的分析和设计方法进行设计。学生通过查阅资料,根据设计要求自行确定实施方案,给学生提供更大的自主权,使学生能够相对独立地进行实践,充分扬其所长。由于学生受到知识面的限制和其他主、客观原因的影响,初步的设计方案难免存在遗漏和错误,教师要对学生的设计进行把关,保证他们的设计能实现基本功能。同时,也可通过集体答疑的方式组织学生公开讲解设计方案,让学生互找问题、讨论解决方法,从而达到优化设计方案的目的。这些方法增强了教学的互动性,同时也为学生提供了充分发挥个人能力的空间,调动了学生们学习和创作的积极性。初步的设计方案确定以后就要进行仿真实验。Multisim是非常适合模拟/数字电路仿真的软件,它提供了大量的仿真元件模型,且仪器仪表种类之多是很多电子实验室无法比拟的。通过Multisim进行功能仿真可以发现一些设计中存在的问题,进一步优化设计方案,同时增强了学生学习的兴趣,加深了学生对理论知识的理解,提高了学生的实践能力,也使学生掌握了电子仿真软件的使用方法,为后续课程学习打下良好基础。最后,学生把初步的设计方案上升到理论的高度,写出一份详细的预设计报告,包括设计题目、设计任务、总体方案的设计、单元电路的设计、元器件的选择与参数计算,画出总体电路图,列出所用元器件的详细列表和参考文献。这样,做到设计思路清晰明了,为后面的安装调试做好充分的准备。
3.安装调试
按照自己的设计方案进行安装调试,是学生非常期待也是最能得到满足感的一个环节。按照预设计报告中元器件列表领取器件,然后分模块进行安装。在这个环节指导教师要引导学生注意整体布局的美观、规范,比如:电源线和地线要分开,各成一列,并分别用不同颜色的导线进行区分。在确定安装无误的情况下进行通电调试。在调试阶段,有些学生只要发现实验结果不对就手忙脚乱无从下手,指导教师要引导学生从信号输入的一端开始逐个模块进行调试,排除故障的方法要从大范围到小范围,最终找到故障的确切地点。在调试过程中要启发学生自己查找、分析原因,找到解决的方法。通过调试使学生加深对电路工作原理的理解,学会调试电路查找故障的方法。调试完毕后,不要马上拆线交给老师完事,指导老师要鼓励学生用调试好的电路做实验,例如:可以对单元电路的输出进行实际的测算,并跟理论分析结果进行比较,进一步理解电路的特性。这样做可以通过课程设计为学生提供锻炼的平台,提高学生的实践能力和学习积极性。
4.撰写总结报告
总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结,不能等同于平时的实验报告,因此,学生应按规定的格式进行书写。总结报告的图纸要规范,所有图纸都按工程设计标准严格要求。这样可提高学生的方案表达能力、工程制图能力和科技写作能力等基本综合素质,为毕业论文的书写打下基础。
5.建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键
在注重结论正确的同时,应该强调整个设计方案实施的全过程。成绩评定包含五个部分:一是预设计方案的正确性与合理性及仿真的结果,占总成绩的25%;二是实验动手能力(包括安装工艺水平、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神等),占总成绩的30%;三是学生的答辩情况,占总成绩的10%;四是设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神,占总成绩的10%;五是总结报告(包括方案的论证、调试过程中出现的问题及解决方法、数据处理、结果分析、收获和体会等)占总成绩的25%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待,提高了学生学习的积极性和主动性。
三、改革的效果
1.培养了学生对设计性实验的兴趣,增强了学生动手实验的信心由于设计题目与实际紧密联系,充分调动了学生的学习热情和自觉性,学生在独立完成电路后兴奋不已,很多同学对自己设计并调试成功的电路爱不释手。
2.提高了学生多方面的能力在动手实践设计过程中,学生们从通过查找资料给出预设计方案到互相配合着进行安装调试,最终得出实验结果,每一环节都发挥了他们的主动性和创造性,提高了分析和解决各种问题的能力以及相互合作的能力。
四、结束语
课程设计时间虽短,但在培养学生学习兴趣和实践创新能力方面成果显著,为了保证电子课程设计顺利高效进行,除了老师的正确指导外,还需要先进的实验室设备和器件的配置,并希望以后能够建立完善的实验室开放系统,将专业实践课程科学合理地进行整合,开设综合性的大实验,以达到更好的教学效果。
作者:成开友 单位:盐城工学院电气工程学院
(五)
1、教学存在的问题
1.1课程教学内容设置不合理,大多数直接照搬工科类的电子课程设计。一方面导致内容难度较大,学生理解和接受不容易,缺乏发挥医学院校学生具有较强医学背景知识的优势。另一方面不能满足学生未来工作的需要,未能融入医疗仪器的设计理念和认识。既缺乏趣味性,又不能达到学生专业技能的培养目标。
1.2在教学方法上采用传统的LBL(lecturebasedlearning,LBL)教学模式[4],以教师课堂讲授为主要形式。教师从实验目的、设计原理到设计方法和步骤进行详细的讲解,学生只是被动地按照教师的讲解进行操作和实验。这种教学模式注重知识的传授,忽视了该学科实践操作性强的特点,不利于培养学生实践动手能力和创新思维,不利于培养学生的工程实践能力。
1.3我院生物医学工程专业成立时间较短,实验室建设还不完善,专业课教师能力有待进一步提高。
2、实践教学改革思路
2.1依托医学院校背景,实验项目“量身定制”。课程设计中题目的选取很重要,需要结合生物医学工程专业的特点,医学院学生医学知识比较扎实;同时又要结合学生的培养目标,需要对医疗仪器的设计有一定的了解。设计的题目与常见的医学信号,如心电、脑电、心音、心动图、脉搏波等有关;可以设计电路对医学信号进行采集处理;同时所选的课题应尽量覆盖电子技术的主要知识点。既提高学生的兴趣和热情,又能达到生物医学工程专业复合型人才培养的目标———“医为工用,工为医服务”[5]。
2.2采用TBL(Team-basedLearning)教学法
[6]。TBL教学法以团队为中心,将教师讲授和学生讨论相结合,既保证学生基础理论知识的掌握又能更好地培养学生自主学习能力。我院生物医学工程专业学生人数在30人左右,TBL教学法非常适合小班实验教学。具体过程是:将学生按4~5人分组,每组选定不同的题目,老师下达项目任务书;学生查阅文献资料进行课前的预习,课堂讨论小组发言,确定设计电路方案,老师总结;学生独立完成实验,撰写实验报告。实验过程使学生掌握现代信息资料获取的方法,培养了电子系统的设计与调试能力,学会撰写设计报告。
2.3促进开放式实验室管理模式的建立完善。开放实验教学目前是高校实验教学改革的重要内容之一[7,8],这点对电子技术课程设计教学改革也很重要,采取以组为单位对学生开放实验室管理,可以充分有效地利用实验室资源。
2.4教师队伍的建设。一方面通过加派青年教师去医院进修,了解医院对人才能力的要求,并将进修学习的内容应用到教学中,两年时间已有3名教师到昆明解放军总医院医学工程科学习。另一方面加强科研能力培养,以科研来促进教学工作,青年教师返回学校再深造。
3、小结
本文结合生物医学工程专业特色和电子课程设计实践性强的特点,采用TBL教学法,以学生为主体教师辅导。结合医学院校学生的知识结构,量身定制实验题目。同时,为了更大地提高学生学习的积极性和主动性,巩固电子技术相关的课程,以组为单位对学生开放实验室管理。最后提高教师队伍的建设,以科研促教学。通过对课程设计教学模式的改革和教学条件的逐步完善,全面提高使学生团队合作能力、创新精神、专业知识基础和实践能力等。
作者:钟丽莎 李佳凌 黄志伟 曹高飞 肖波 单位:泸州医学院基础医学院生物医学工程系