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豐富多彩是整合課程最突出的優點,因而在整合的過程中需要對心理學、教育學以及教育技術學等相關的理論進行借鑒,通過聯系二者的結合點,用系統的手段將教學系統中的學生、老師、教學內容等各方面的因素進行整合,做到協調的一致性,從而將各種因素的優勢發揮出來。課程整合的成功在于量變到質變的改變教堂教學與管理、教師備課、師生關系等等方面,通過自身的優勢與對成功經驗的借鑒,整合二者的原則需要對以下幾個方面進行遵守:第一,對電子技術基礎課中信息技術的作用做到正確的認識,在整合二者的過程中教學的主體依舊是課程本身,這是無可爭議的。在整合的過程中其個體自身的特點不能因信息技術的加入而被改變,必須對個體特征的繼承性進行強化。任務作為信息技術服務的對象,要以任務為主體,不能做到隨意的更改。教學目標與學科特點的特殊性使得天然聯系的二者的優勢被削弱。對電子技術基礎課來說,信息技術處于服務地位,傳統教學的優勢不可能因信息技術的加入導致改革教學模式而廢掉。對多媒體教學手段使用的標準就是服務教學,目標就是將教學目的達到,不可做到本末倒置。通過這幾年的實踐可以發現教學要從實際出發,對傳統的教學優勢要進行保持,這是對信息技術與電子技術基礎課進行整合所需要遵守的。第二,在學習過程中學生與教師的作用做到正確的認識。在整合過程中對教師為主導、學生為主體的原則做到肯定,在教師的指導下可以優化教學過程。老師的作用不可能由多媒體技術來代替,而且在整合過程中對老師的要求反而更高,老師不僅要在授課能力方面過硬,還有對現代信息技術有著深入的了解,二者還要有效地結合起來。當然,在對教師的主導地位進行強調的同時也不能忽視學生的主體地位,作為學習的主人,其主體意識必須明確,同時要將學生在學習過程中的積極性、主動性等做到充分的發揮。在整合過程中學生對新的學習方式與環境進行適應的時候老師要起到幫助的作用。不能讓學生對信息技術有抵觸情緒,要讓他們認識到信息技術可以幫助自己更好的尋找知識,對問題進行解決。在整個課程整合過程中,學生作為參與者,在知識的構建過程中,學生應該主動去完成學習的任務與目標,在這個過程中學生對資料的獲取可以通過網絡信息資源尋求幫助。就像老師在電子技術基礎課中僅僅出題目,余下的是學生所要完成的,學生可以通過信息技術進行,老師在這個過程中起到幫助的作用。通過對課程的整合,學生的自主學習能力得到了很好的鍛煉,而且他們的信息素養也因此得到了有效地培養。
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在課堂的實際教學中我常常采用項目教學法,在運用中,預期的效果得到了明顯的體現。項目方法是通過實施一個完整的“項目”,由學生在一定的時間范圍內獨立組織和實施工作的教學方法。在建構主義教學理論的指導下,通過對“項目”的選取和創設情境,主要由學生自己合作完成預定“項目工作”的學習方式。項目教學法又稱做行為導向法,它是在上世紀80年代世界職業教育教學論中出現的。行為導向教學法是學生同時用腦、心、手進行學習的一種教學法。這種教學法是以職業活動為導向,以能力為本位的教學,是全面的和學生積極參與的教學。學生能運用已有知識、技能的同時,在一定范圍內學習到新的知識技能,也解決過去從未遇到過的實際問題。要完成一個項目必須調動完成項目所需的綜合知識和綜合技能,因此項目教學法具有綜合性,并非教材中每個知識點、每項技能都能運用項目教學法。當一個一個學習任務完成后,需要運用相關知識完成一個實際項目時,使用項目教學法。因此,項目教學法多用一門課程或一個單元的結束。
3電子專業教學要因材施教,不斷滲透道德教育
中職學生一畢業就走上工作崗位,從事方方面面的工作,所以我們在專業教學中很有必要滲透職業道德教育。目前,職業學校的招收生源中大部分的學生在初中階段綜合素質不高。這就給職業學校的教學管理帶來很大負擔,特別是電子技術基礎課的教學更是難上加難。不停得灌輸吃苦耐勞的思想,才能使學生走上社會能適應社會需求,能立足社會。
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錯題對于初中數學教學活動而言,無論是對教師還是學生都是一種極其寶貴的資源,同時強化對于錯題資源的科學利用也是強化數學學科教育的最佳措施。在教學中,不少教師都有這樣的煩惱:對反復練習的習題,學生仍會犯錯,而且栽倒在同一個錯誤上,不少學生都有這樣的怨言:題目做了這么多,做錯的題目也及時訂正了,但稍有變化還是不會做稍稍關注一下中考狀元的學習經驗,發現電子錯題本是常用法寶為此,筆者所在學校為每位學生準備了各學科的錯題積累本,錯題積累成為學生學習的基本作業教師會進行定期批閱,藉此促進學生養成良好的錯題積累和反思習慣,提高學生的學習成效教師自己則借助軟件,將平時教學和學生的各種作業練習及考試中等遇到的典型錯題,按初中數學教材知識單元分別整理,按時間順序積累,形成不同專題的錯題集與學生普遍采用的手抄錯題集相比,教師電子錯題集。具有應用更便捷、易保存、易修改更系統等優點。
1.2研究問題
就本文的研究而言,本文以初中數學教學過程中的“錯題”為研究對象,通過對“錯題”類型的總結、原因的探究,可給教師如何規避出現類似錯誤提供幫助,提高教師專業能力和數學素養,發展教師的命題能力,提高教師評價素養,也有利于嚴肅數學學科的科學性。同時還可以變廢為寶,可以幫助學生重構知識體系,可以培養學生反思的習慣和思維的批判性。其中初中數學電子錯題集的應用實驗為本文擬解決的關鍵問題。通過研究初中數學測試題中“錯題”及歸因分析、錯題訂正的檢測評價等等實驗來對初中數學教學中電子錯題集的應用加以詮釋。
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一、教材建設的背景及目標
電子技術基礎課程是電類各專業極其重要的專業基礎課和技術基礎課,隨著市場經濟對高等學校人才素質的要求,它也成為部分非電類專業的必修課。電子技術基礎課程有兩個任務:一是使學生在學習的過程中,獲得電子技術方面的基本知識、基本理論、基本技能;二是培養學生兩方面的能力:分析問題和解決問題的能力,為今后進一步學習、研究、應用電子技術打下基礎。
中北大學(以下簡稱“我校”)電子技術基礎課程2007年被評為國家級精品課程,2013年該課程中的模擬電子技術基礎申請為國家級精品資源共享課立項項目,同時,數字電子技術申請為山西省精品課程資源共享課。按照教育部頒布的高等學校電子技術基礎課程教學基本要求,多年來,教學內容不斷更新,采用的基本原則是:保證基礎、加強集成、聯系實際、體現先進、便于教學。與傳統教學內容相比,主要教學內容、教學方法和教學手段都有很大的更新,教師教學經驗的積累,迫切希望對教材進行改革和建設。教材建設目標:以現代教育思想為指導,借鑒國內外高校編寫教材的精華,結合實際,吸收更新的科技與教學成專業提供論文寫作和寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net果,以及本校教學改革的經驗,借助網絡技術、多媒體技術等現代化的教學手段,打造一套系列化、立體化的教材。為學生提供一套系列化的教材、一個立體化的自主學習空間,使以往的單一的課堂教學或者學習方式向多方式、多途徑發展。目前,已經取得了階段性的成果。[1]
二、教材體系與結構
本教材的特點是系列化、立體化。教材結構如表1所示,它是教學實踐改革的產物,也是教學實踐改革的載體。
表1 教材結構
紙質教材 電子教案或者課件
模擬電子技術基礎 模擬電子技術電子教案與課件
數字電子技術基礎 數字電子技術電子教案與課件
模擬電子技術基礎學習指導及習題詳解 電子教案
數字電子技術基礎學習指導及習題詳解 電子教案
電子技術實驗與課程設計 教學課件、實踐課件與EDA軟件
1.系列化
如表1所示,本教材共有5本紙質教材,自成體系。基本上包含了本課程的所有教學環節、實踐環節和教學內容,與模塊化、層次化的教學體系相配套,其中:
(1)本教材的第一層次分為兩個主模塊編寫:《模擬電子技術基礎》和《數字電子技術基礎》。編寫時,在保證傳統內容的基礎上,做了如下改進:1)教材內容以集成電路為主,適當保留作為電子電路基礎的分立元件電路內容。模擬電子技術的重點放在討論各種基本放大電路及分析方法、放大電路中的反饋、模擬集成電路及其應用;數字電子技術的重點放在討論組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析及設計方法、脈沖信號的產生與整形、大規模集成電路的分析應用、ADC和DAC的分析及應用、VHDL語言及其應用;2)為了激發學生的興趣,并與所學專業相結合,引入了工程方面的內容,如信號檢測中的儀表放大器、精密整流電路、以及采樣保持電路等;3)增加了MEMS等新器件和微電子等新技術的教學內容,適當引入新概念、新技術,新器件,做到了經典與現代融合,與實驗融合,與工程應用融合,與EDA仿真融合,有利于學生更好地理解電路的基本概念、基本理論知識和基本分析方法;有利于培養學生實踐能力、創新能力、分析問題和解決問題的能力;有利于大學生創新和卓越工程師培養計劃的實施;4)為解決學生學習電子專業提供論文寫作和寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net技術基礎入門難的問題,在教學內容安排上,先介紹章節內容、要討論的主要問題以及要達到的目的,然后進行正文敘述、對本章內容進行小結、最后對應章節內容列出自測題和習題。在內容編寫上,做到知識點與例題有機結合,自測題、習題便于學生通過練習鞏固本章所學知識。內容安排上,達到循序漸進、有的放矢、前后呼應的目的。
這些方面的改進,既體現了基礎,又反映了電子技術的最新發展成果,提高了學生的學習興趣。
(2)《模擬電子技術基礎學習指導及習題詳解》和《數字電子技術基礎學習指導及習題詳解》是對應兩本主教材配套的輔導書,為更適合學生參考學習,做到了以下兩點:1)對《模擬電子基礎》和《數字電子基礎》兩本主教材中的全部自測題、習題給出了詳盡的全解。對學生來說,一冊在手,即可全面了解本課程知識結構,課程內容重點、難點和考點,通過詳細的習題分析和解答來提高學生分析問題、解決問題的能力,并直接起到檢查學習效果的作用;2)在選材上,力求做到由淺入深、循序漸進。“典型例題和考研試題解析”部分圍繞主要知識點、重點、難點來選材而非面面俱到,既與主教材有機結合,又對主要知識點進行了更加深入透徹的剖析。“自測題及解答、習題及解答”部分提供了大量豐富的題型及精解。“本科生和研究生試題及答案”部分給出了詳盡的參考答案,并在研究生試題保持原有風貌的前提下,在答案中也采用原題邏輯符號,既滿足了本科生復習和備考需求,又為碩士研究生入學考試提供了一個復習平臺。
(3)《電子技術實驗與課程設計》是實驗指導教材、課程設計參考書兼各類電子設計競賽參考書。1)在實驗方面,引入仿真實驗內容。通過計算機仿真實驗,增強學生計算機應用能力以及電路分析、設計和測試能力。[2]模擬電子技術虛擬實驗用Multisim軟件實現,數字電子技術虛擬實驗用QuarterⅡ軟件實現。硬件實驗保持傳統實驗的精華,分成驗證性、提高性、設計性和綜合性四個層次,提高學生動手能力、分析和解決硬件電路中問題的能力;軟件實驗采用軟件測試仿真,提高學生編程、軟件分析和解決問題的能力,為學生進行研究開發性實驗打下良好的基礎。2)課程設計的 內容涵蓋了模擬電子系統設計、數字電子系統設計和綜合電子系統設計,做到了常規電路設計與EDA技術相結合的設計方法。設計題目新穎,具有實用性。題目給出了設計思路、原理框圖,有必做和選做內容。實現了課程設計與設計性實驗有機結合,既滿足了課程設計的需要,又為學生進行課外科技活動及全國大學生電子設計競賽奠定了基礎。歷年來,我校在全國大學生電子設計競賽中都取得優異的成績,這本教材功不可沒。
2.立體化
對現代教學來說,過去那種“一本教材、一支粉筆”的教學模式早已不適用。我校電子技術基礎課程作為國家級精品課程、國家級精品資源共享課和山西省精品資源共享課,在教學中有多樣性的特色,體現在教學方法的多樣性、教學手段的多樣性和教學內容的多樣性。每本教材都制作了與之相配套的電子課件、網絡電子教案、多媒體資源庫等,并引入了現代化的網絡教學。
多媒體教材除具有直觀形象、信息量大、網絡教學便捷的特點外,更因為其趣味性濃、個性色彩強、互動效果好而吸引學生。因此,筆者充分利用多種媒體,建設網絡課堂,在已經完成的“模擬電子技術基礎”、“數字電子技術基礎”、“電子技術實驗”等課程的網絡電子教案的基礎上,根據教學改革經驗和實踐教學經驗,不斷完善和更新,建立了多媒體資源庫,內容涵蓋電子教案、多媒體課件、全程教學錄像、案例庫、學專業提供論文寫作和寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net科知識檢索、例題分析、試題庫、在線自測、考試系統、學習軟件、虛擬仿真、學生作品、專家講座等。
為了配合課堂教學,解決內容多、難度大、學時少的矛盾,筆者制作了一套網上學習輔導系統——電子技術學習系統。在該系統內,創建師生互動平臺,便于師生交流。
通過網絡教學,創建師生互動平臺,教師隨時可以答疑解惑,利于學生個性化學習和自主學習,可以激發學生學習電子技術的熱情,培養學生在電子技術方面的創新思維能力;通過網絡教學,實現優質資源共享,緩解了教學資源不足的矛盾;通過網絡教學,便于教師之間的交流學習,有利于中青年教師的快速成長;通過網絡教學,可以大大提高教學管理效能。
三、電子課件的組織形式
由于與紙質教材配套的課件是教學型課件,要求課件文字簡練、條理清晰、提綱挈領、能體現教師在教學中的主導地位。[2]所以,為了設計出高質量的電子技術基礎多媒體課件,筆者做了如下努力:
第一,充分了解本課件在教學中適用的內容。設計者要熟悉本課程的教學內容,掌握知識結構,掌握各部分內容之間的內在關系及每個知識點之間的內在規律。只有對教學內容的重點和難點有了充分理解,才能設計出恰當的多媒體課件。[3]為此,由教研室一位教師制作,其他教師在此基礎上再根據自己的需求和教學風格進行多次修改,才得以在教學中展示應用。
第二,文字簡捷,采用文本分時顯示。如果在屏幕上出現大段的文字反而會降低講課效果,為此,制作過程中,多媒體課件上只出現標題、概念、定理、公式、知識點的結論等內容,采用文本分時顯示方式逐次顯示,用鼠標單擊對應參數或鍵盤控制響應的解釋部分。[4]
第三,圖形分解演示。電子技術基礎課程以分析設計電路圖為主,因而電路圖多、波形圖多。在課件制作中,對于基本電路和重要電路,筆者都對電路進行了拆分。對于最基本的簡單電路,一個一個元件加入,介紹各個元件的作用;對于新的重要電路,總是從已經熟知的簡單電路入手,采取“提出問題——分析問題——解決問題”的方法,刪除或者添加一個個元件,改動一條條線,直到得到目標電路。
第四,在電子課件中添加仿真軟件。“模擬電子技術”和“數字電子技術”兩門課程中分別選用Multisim和QuarterⅡ仿真軟件,對課程中的實例進行動態演示。只要參數設置適當,就可以得到幾乎與硬件電路實驗相同的結果,具有相當高的可信度。[5]為此,事先在軟件上編制調試好電路分析程序存入課件中。在需要演示時,點擊“仿真演示”鍵,即可鏈接進已調試好的相應軟件中,進而進行仿真演示。
例如在講RC橋式振蕩電路時,點擊“演示”鍵,就進入了用軟件編制好的對應電路,點擊“運行”鍵,即可看到起振、穩幅的過程和波形。這種動態的模擬電路變化過程和仿真效果,使學生對電路的正常工作條件及變化過程有很清晰的理解,是任何動畫都不能比擬的。
四、教材的應用效果
該教材的紙質教材和電子課件已使用多年。電子課件在使用過程中,還在不斷地制作、改進。由于使用多媒體課件的種種優勢,教師對課件制作積極性都很高。大家常常一邊討論、提意見和建議,一邊修改,使課件內容越來越完善,也越來越精美。課程組所有教師均采用多媒體上課,電子課件利用率100%。
紙質教材使用多年,受到了教師與學生的一直好評:第一,該教材在編寫過程中緊緊圍繞課程體系,各層次、各模塊都有配套教材與之對應,使用方便。第二,電子課件在制作過程中,講授內容、順序、思路等都與紙質教材保持一致。學生在聽課過程中,只需要在老師講授的重點、難點內容上做標記即可,而不會在課堂專業提供論文寫作和寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net上因為記筆記影響專心聽講。第三,由于課件由一位教師為主制作,其他教師根據個人授課習慣和經驗進行修改、創作,之后才應用于教學,所以教研室教師人手一個課件,卻又各有不同、各具特色。課件為教師提供一個廣闊的創作空間,減輕了教師的勞動強度,提高了教學效率,卻沒有限制老師,更沒有抹殺老師的講課特色,這正是筆者追求的課件存在的意義。第四,教材中,加強學生創新性實踐環節教學與實踐,把最新的科研成果和最新的器件與技術反應到教材和教學當中,開闊了學生眼界,提高學生對電子設計的興趣和提高了學生的動手能力、綜合素質。
這5本紙質教材均已由電子工業出版社和機械工業出版社出版,其中,2005年出版的“十五”國家級規劃教材《電子技術實驗與課程設計》(第三版),該書已被全國50多個高校使用,年出版量上萬冊。《模擬電子技術基礎》 被評為“十五”國家級規劃教材,《數字電子技術》被評為“十二五國家級規劃教材”。兩本教材均已多次印刷,均有10多所普通高等院校使用,一致認為該教材是聯系實際、體現先進、指導創新、便于教學的優秀教材。
五、結束語
立體化教材的建設對課程教學改革具有至關重要的作用。我校電子技術基礎立體化教材的建設,雖然已取得較好的成績,但還有許多不足和不完善之處正在不斷改進,期待達到更滿意的效果。
參考文獻:
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基金項目:本文系黑龍江省高等教育教學改革項目(項目編號:JG2201201107)、哈爾濱理工大學高等教育研究重點項目(項目編號:A201200004)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0098-02
隨著汽車產業的發展,電子技術在汽車上的應用已成為汽車設計研究部門考慮汽車結構革新的重要原因。在國外,平均每輛汽車上的電子裝置在整車成本中占20%~25%,一些豪華轎車上裝有40多個微處理器,有的汽車電子產品甚至占整車成本的50%以上。許多汽車制造商都認為,增加汽車電子裝備的數量,促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的有效手段。[1]
在對汽車電子技術的教學研究中,文獻[2]提出優化“汽車電子與控制”配置課程的內容、改革結構體系、改革教學方法和手段、加強實驗建設和課程設計環節等改革思路。文獻[3]分析了“汽車電子控制技術”課程在理論教學和實踐教學方面的問題,提出了靈活多樣的理論教學改革方案和采用項目教學法等加強實踐環節教學的建議。文獻[4]介紹了汽車電子控制技術課程精品實驗項目的設計思想、主要環節及具體實踐。文獻[5]將虛擬儀器LabVIEW軟件應用于汽車電子技術綜合性和設計性虛擬實驗中,并進行了實驗教學的實踐。文獻[6]開發了汽車電子控制系統實驗教學所需要的嵌入式系統,完成了實驗箱硬件及教學實驗所需的支撐軟件,并在此基礎上開展了教學實踐。文獻[7]介紹了在電子信息工程專業開設汽車電子系列特色課程的研究。
在汽車電子中,涉及到電力電子技術的內容通常稱為汽車電力電子技術,并且成為了電力電子技術的重要分支。哈爾濱理工大學(以下簡稱“我校”)電氣工程及其自動化專業下的電力電子方向,在汽車電子研究上已有了十幾年的基礎。在依托汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程研究中心和黑龍江汽車電子技術研究中心科研基地的基礎上,形成了以新能源汽車動力系統控制和汽車電子驅動控制為特色的研究方向,并培養了大量的碩士研究生和博士。因此,為了在本科教學中體現我校電氣工程及其自動化專業的辦學特色,結合在汽車電子方向上的研究成果,在2010年制定的電氣工程及其自動化專業電力電子方向本科生培養方案中,特別增設了“汽車電子技術”專業方向選修課。本文以“汽車電子技術”課程作為研究和實踐對象,通過課程結構優化設置和考核方式改革,結合現場教學和研究性教學的教學方法,實現具有特色的專業選修課教學。
一、“汽車電子技術”課程結構
“汽車電子技術”課程開設在大學四年級上學期,為專業選修課程,2學分,共32學時。其中理論教學22學時,實踐教學10學時。根據電氣工程及其自動化專業的基礎課程和平臺課程設置,結合汽車電子技術的主要特點,“汽車電子技術”課程的理論教學可分為6個模塊,如圖1所示。
在“汽車電子技術”課的理論教學環節中,第一部分,先介紹汽車電子的基本概念,回顧汽車電子技術的發展歷史,通過實例分析介紹汽車電子對汽車安全與節能的影響,結合電氣工程及其自動化專業的相關知識,講述汽車電子與電力電子的關系。
第二部分,介紹汽車電子技術中常用的器件。包括光電、霍爾、電阻等各類傳感器,常用于汽車電子控制系統中的單片機選型及選用依據,汽車電子控制系統中所用的交直流電機、電磁閥等執行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介紹的基礎上,著重介紹汽車變速器電控、ABS系統、動力轉向電控等汽車電子控制系統的設計方法,主要內容包括電控系統開發遵循的標準、硬件電路設計和軟件編程方法,特別強調目前汽車電子控制系統中所用的V流程開發模式。
第四部分,結合新能源汽車的熱點問題,充分發揮電氣工程及其自動化專業知識在電動汽車方面的運用。本門課與目前車輛工程專業所開設的“汽車電子技術”不同之處在于,省去了傳統以發動機作為主導的汽車動力系統控制部分,強化了電驅動系統的匹配與設計部分。該部分內容除了包含對于汽車動力系統設計方法和匹配規律的介紹外,還增加了對于電動汽車動力系統控制的一般方法介紹。
第五部分,介紹汽車電器系統,包括汽車儀表系統、燈光照明系統、電動門鎖系統、電動車窗、電動后視鏡、電動天窗、電動座椅、車載空調系統、車載音響系統、車載電視娛樂系統、車載無線通訊系統、電子導航與全球定位系統、智能交通系統和車載網絡系統等方面的內容。
第六部分是課程的最后部分,介紹汽車電子控制系統中可靠性的評價標準和一般的故障診斷方法。
以上六部分構成了我校電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”理論教學的主要內容。
在“汽車電子技術”課程的實踐教學過程中,主要有實驗和課程設計兩種方式。實驗課作為學生在校內實現理論聯系實際的一種比較有效的手段,學生通過實驗能夠加深對課程理論知識的理解,并能夠培養一定的實踐能力。我校在電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”實驗課的設置上,主要分為5個部分,如圖2所示。
課程設計是提高學生分析問題和解決問題能力的重要手段,它不但可以使學生加深對理論和實驗課程的理解,而且能夠使學生將所學的課程內容與相關課程綜合起來,提高了知識的應用能力。[8]“汽車電子技術”是一門實踐性很強的課程,課程設計主要結合我校電氣工程及其自動化專業平臺課的知識,以電動汽車控制系統作為設計目標,讓學生結合電力電子技術的相關知識進行設計。
二、“汽車電子技術”課程教學方法的改革
對于“汽車電子技術”課程來說,涉及到的汽車電子控制系統單靠語言描述是很難講清楚的,而通過傳統的板書教學方式,也很難清晰勾勒出汽車電子控制系統的原理和工作過程。因此本門課在授課方式上采用多媒體教學的方式,通過多媒體課件制作出的動畫及示意圖等來展示汽車電子控制系統的結構、組成及工作原理,使教學的內容直觀清晰,易于理解。
在“汽車電子技術”課程的教學過程中,除了正常的多媒體課堂教學外,還采用了現場教學結合研究性教學的授課方法。現場教學即依托我校汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程中心的實驗平臺,使學生到工程中心參觀現場演示,并試用工程中心開發的汽車電子產品實驗樣機。這些教學手段可以使學生對汽車電子的功能及開發有更直觀的認識。除此之外,教學內容中以汽車電子產品的項目開發作為主導。例如在“汽車電子控制系統的設計”這部分內容講授時,可自始至終以工程中心開發的汽車變速器控制單元作為對象,從汽車電子產品開發的前期調研、方案論證,到中間環節的樣機開發、功能驗證,再到最后環節的樣機標定、測試等進行全方位的介紹。通過這樣的講授,學生對汽車電子的感性知識加深,在理論學習中的目的就會變得明確,清楚地認識到需要掌握的主要內容。
三、“汽車電子技術”課程考核方式
為了有效地組織教學,突出“汽車電子技術”課程的實踐性,改革了這門課程的考核方式。我校其他專業課程的考核方式大部分是以平時成績占30%,期末卷面成績占70%的比例進行綜合評定。而由于“汽車電子技術”課程面向電氣工程及其自動化專業電力電子方向的本科生,選課人數基本維持在40~60人范圍內,這樣的人數規模便于授課教師進行小范圍內的專業指導,因此在考核方式上提出了平時成績、作業成績、實驗成績、課程設計與專業論文撰寫相結合評定的方式。與其他課程不同之處還在于,其他課程安排的課程設計都是最終給定一個獨立的成績,而作為專業選修課,本門課程的課程設計成績只是最終成績的其中一部分。
目前該門課程的考核采用平時成績占10%,作業成績占10%,實驗成績占10%,課程設計占30%,專業小論文占40%的比例權重進行成績的評定。這樣做的好處是,不但能夠充分發揮本門課理論與實踐緊密結合的特點,并且可以充分激發學生的學習興趣,培養學生的團隊合作精神。
專業小論文作為考核的主要部分,在撰寫過程中,授課老師首先利用2學時的時間對學生進行科技論文撰寫的培訓,而后引導學生充分利用學校圖書館的資源,根據各自分配到的科技論文主題進行文獻的檢索;學生分成了3至4名成員一組,選擇關于汽車電子的主題項目,可建議主題為電動汽車整車控制器的設計、汽車防抱死ABS系統設計、汽車自動變速器控制系統設計等,學生也可以自己提出新的主題。給定主題一段時間以后,學生提交科技論文,并以學術會議的形式在課堂上進行交流,老師和其他同學可以自由根據報告者的內容提問,并提出意見和建議。該部分成績可以當場給出,這樣做的好處是激發學生的積極性,所給定的成績能夠實現主觀與客觀兼顧的效果,令所有同學信服。
四、結論
根據“汽車電子技術”理論與實際緊密結合的特點,結合所開設課程在電氣工程及其自動化專業的實際情況,提出了教學中課程內容優化配置,現場教學結合研究性教學的授課方法;考核上提出了平時、作業、實驗、課程設計與科技論文撰寫相結合的方式。通過這些教學改革,提高學生學習的積極性和主動性,真正能夠在有限的學時內獲得最實用的知識,增強學生的實踐能力。
參考文獻:
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篇6
《模擬電子技術》課程是第四軍醫大學生物醫學工程專業一門非常重要的骨干專業基礎課程,主要是培養學員對模擬電路的分析、設計、調試等能力,為其畢業后能夠勝任軍隊醫療衛生裝備的維修與研發崗位需求打下堅實的理論基礎。《模擬電子技術》課程的授課內容涵蓋器件、電路及電路應用3個部分,要求學員完成課程學習后,應具備會計算電路參數、會選擇器件、會設計電路、會測試電路參數“四會”基本技能[1]。實驗是《模擬電子技術》課程非常重要的教學環節,通過實驗既可以檢驗學員的理論學習效果,又能提高學員的實際動手能力。但是,傳統的實驗教學模式主要以驗證性實驗為主,即教員指定實驗內容、提供實驗元器件和實驗儀表,學員按照教材中的電路圖完成實驗、測試電路參數后完成實驗報告,整個過程學員始終處于被動,不能形成實驗過程教與學動態交互的平臺,無法激發學員對電子技術的興趣,距離培養創新性思維方式甚遠[2-5]。在這種實驗教學模式下,學員只是能夠計算電路參數、測試電路參數,并不知道如何選擇器件、如何設計電路,無法滿足實用、高素質軍隊醫療衛生裝備研發人才的培養目標和要求。針對以上問題教學組融合課程特點,在實驗教學設計中大膽創新與改革。在完成模擬電子技術經典實驗項目的前提下,整合驗證性實驗內容,將實踐教學拓展由課堂延伸到課外[6-7],增加以問題和需求牽引為導向的綜合設計性實驗,開放性地提出了“五自”實驗教學模式;引導學員主動參與實際科研活動,靈活地選取探索的方法,為學員提供發展創造性思維和實踐的機會,激發了學員對電子技術類課程學習的熱情,同時加強了團隊的協作,鍛煉了對科研活動的總結和表達能力。
1“五自”實驗教學模式
調動學員在《模擬電子技術》課程實驗過程的主觀能動性和學習積極性,教學組在基本要求“會分析計算、會使用常用的儀器儀表、會測量基本的參數”的指標基礎上增加了“會設計電路”和“會選元器”件2個環節;開放性地提出學員自由選題與分組、自行管理與實現、自主設計與實施、自行調試與安裝以及自主答辯與論文完成的“五自”實驗教學模式。現將具體實施步驟介紹如下。
1.1自由選題與分組
為了培養學員之間的團結協作精神,在其即將完成模擬電子技術課程學習的前2個月,由授課教員針對軍隊衛生裝備中研究的熱點問題以及附屬醫院臨床科室的實際需求,發現問題,并聯系所學理論知識提出問題;重點列出5~10個綜合設計實驗題目(如便攜式心電圖機、自動輸液器、電加熱手套、太陽能電源等),提出電路設計要求和預期達到的主要性能指標,要求學員自主設計實現電路。學員針對教員指定的實驗題目,根據每名同學自身的興趣和專業特長,自由選題與分組。一般每組不超過3人,組內學員自行分配任務,包括文獻查閱、電路設計、電路仿真、印刷電路板(printedcircuitboard,PCB)可在共享上查到制作、元器件購買、電路調試、幻燈制作及答辯等環節。
1.2自行管理與實現
整個教學的實施過程中,教學組采用開放式的管理模式,即教學實驗室時間和空間對學員全部開放,所有的測量儀器儀表設備全部開放。模擬電子技術的網絡教學交互平臺全時段開放,學員選題之后,每個小組的時間和進度節點都自行管理、自行實現,完全發揮學員的主動性。教員只需做好的監督安全、答疑引導工作[8]。
1.3自行設計與實施
在學員完成自由選題與分組之后,可根據實驗項目的要求查閱文獻資料、提出技術方案和實施路線、設計電路并進行電路仿真,通過仿真測試電路的功能及主要性能指標,不斷優化電路結構。當學員在電路設計時遇到問題和困難,由教員針對學員的設計進行專題輔導和引導,突出以學員自行設計為主、教員引導為輔。自行設計重在培養學員靈活運用理論知識、信息檢索工具、電路設計與仿真軟件的綜合能力,是“五自”實驗教學模式中最為重要的一個環節。在學員完成電路設計與仿真之后,教員對學員的設計審核后由學員列出所需元器件型號、數量和主要參數等。學員自行購買,選擇性價比高的元器件,自行購買元器件重在培養學員選擇器件的能力。元器件參數的合理設置是電路設計的基本內容,而器件的性能優劣直接影響到電路實現的功能正常與否,因此綜合性實驗項目增加該環節強化鍛煉學員基本的器件選型能力。
1.4自行調試與安裝
學員將購買的元器件進行分類,按照電路原理圖在PCB上完成焊接,并進行調試、排除電路中可能存在的故障,發現問題,小組內部探討,網上教學平臺發動教學資源共同解決問題,很好地培養了學員解決問題的基本技能,以問題為導向培養了團隊協作能力。設計實驗過程的測試方案,選用合適的儀器儀表測量不同的參數指標,并記錄描繪特征曲線。規范實驗測試流程,熟悉常用儀器儀表的特性、使用條件和使用注意事項。完成電路板調試后,學員自行將電路板安裝到實驗箱內,提供電源輸入接口、信號輸入輸出接口等。自行調試安裝重在培養學員的電路故障排除、儀表使用、電路焊接和安裝等綜合能力。
1.5自行答辯與論文完成
學員完成綜合實驗項目后,要完整地記錄項目的設計和實現過程,準確地記錄實驗結果,提交規范的設計論文,并自行制作PPT,內容包括課題背景、設計思路、方案、電路及主要參數、改進方法及措施等,匯報時間10min。學員答辯時,教員可以針對學員的電路設計、實驗方案或實驗結果隨時提出質疑,其他組的學員也可以提出質疑。自行答辯與論文完成重在培養學員系統化的科研思維和實踐規范,邏輯性的總結能力,精煉客觀的表述能力[9-10]。
2教改效果
從2007屆生物醫學工程專業本科學員開始,我們將“五自”實驗教學模式應用到模擬電子技術課程教學中,通過發放調查問卷和對考試成績分析反饋等方式,對教改效果進行分析和總結。圖1為2007—2011屆學員對“五自”實驗教學模式的問卷調查分析結果,問卷調查采用百分制打分,內容設計“五自”實驗環節的執行效果評價(每項20分)。從結果分析中可以看出,學員對“五自”實驗教學模式的評價分數逐屆提高。2007年級學員評價分數較低,這是因為我們首次改革實驗教學模式,在實驗項目的設立、學員答辯組織等環節存在不足,學員的建議大多是增加實驗項目、不要限制答辯形式;2011年級學員評價分數最高,這是因為我們不斷積累經驗和教訓,靈活設置實驗設計題目、靈活學員答辯形式,使“五自”實驗教學模式日趨完善。對2007—2011屆學員《模擬電子技術》課程考試平均成績(如圖2所示)分析,結果顯示平均成績的提升與“五自”實驗教學模式的配套使用有緊密的關系。2007年級學員模擬電子技術的考試分數較低,這是因為我們首次采用“五自”實驗教學模式,學員準備時間過短,沒有將理論緊密聯系實際,直接影響了理論考試時間;2011年級學員評價分數最高,綜合實驗設計題目選擇來源于實際生活或科研需求,且緊密和理論知識相連接,激發了學員對《模擬電子技術》的極大興趣,鞏固了學員的理論知識,提高了學員的理論考試成績。
3結語
“五自”實驗教學模式在2007—2011級生物醫學工程專業的《模擬電子技術》課程教學實踐中取得了很好的效果。與傳統的實驗教學模式相比“,五自”教學模式將學員的學習模式從被動變為主動,充分發揮和調動了學員的主觀能動性。同時,用問題導向和需求牽引來提高學員的創新意識,用大科學的理念來培養學員的團結協作精神,為學員畢業后的第一崗位任職需求奠定了基礎。為了更好地發揮“五自”實驗模式在軍內生物醫學工程人才方面的培養作用,我們將在今后《模擬電子技術》課程的實驗教學中令實驗項目選題更貼近部隊實際需求,即實驗調試環節增加機電一體化、電磁兼容、特殊環境設計的內容,使新的實驗教學模式更加實用、有效。
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篇7
一、主要改革內容及實施情況
(一)充分發揮培養計劃在引領學生創新能力
在2014級電類學生培養計劃修訂中,對電類三個專業的學科基礎課、專業核心課、專業方向課、專業選修課、集中實踐教學環節進行課程調整、學時調整。充分發揮培養計劃在引領學生創新能力培養中的核心作用。
(1)2014級船舶電子電氣工程專業教學計劃修訂情況
在學科基礎課中:一是新增加了“電路原理圖與PCB設計”課程(32學時實驗);二是將“單片機原理及應用”課程(36+20)改為“單片機原理及應用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應用實驗”課程(32學時實驗)兩門課程;三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實驗分別獨立的兩門課程。
在專業核心課中:取消了“船舶通信與導航”課,改列為專業選修課。
在專業選修課中:取消了電子綜合設計輔導(2學分、24+8學時、第5學期)課,新增加了“電子技術創新實驗輔導”實驗課程(1學分、32學時實驗、第5學期)。
在集中實踐教學環節中:一是取消了“電子技術課程設計”(2學分、2周、第3學期)新增了針對性更強的兩門“模擬電子技術課程設計”(1.5學分、1.5周、第4學期)及“數字電子技術課程設計”(1學分、1周、第4學期)課;二是將“單片機課程設計”(1學分、1周、第5學期)改成(1.5學分、1.5周、第4學期);三是取消了“船舶電氣設計與檢驗課程設計”(1學分、1周、第6學期),新增了“船舶機艙測控系統課程設計”(1.5學分、1.5周、第6學期)。
(2)2014級電氣工程及其自動化專業教學計劃修訂情況
在學科基礎課中:一是取消了“電氣工程導論”課程;二是取消了“計算機輔助設計”,新增加了“電路原理圖與PCB設計”課程(32學時實驗);三是將“單片機原理及應用”課程(42+16)改為“單片機原理及應用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應用實驗”課程(32學時實驗)兩門課程;四是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實驗獨立的兩門課程。
在專業核心課中:一是將“單片機原理及應用”調整到學科基礎課;二是取消了“供配電系統”課程(2.5學分、36+4學時、第7學期),改增為“工廠供電”課程(3學分、40+8、第7學期);三是將“檢測與轉換技術”(2學分、26+6學時、第4學期)學分調整為(2.5學分、28+12學時、第4學期);四是將“自動控制原理”課程(3.5學分、48+8學時、第5學期)學分調整為(4學分、52+12學時、第5學期)。
在專業方向課中:一是取消了“變壓器應用技術”課程(2學分、28+4學時、第7學期);二是取消了“船舶動力裝置與輔助機械”(2學分、28+4學時、第6學期)課;
在專業選修課中:一是取消了6門課程,分別是:信號與系統、文獻檢索、企業管理、電氣工程專題講座、集散控制系統、電子綜合設計輔導;二是新增“電子技術創新實驗輔導”(1學分、32學時實驗、第5學期)、“新能源技術”(1學分、16學時、第5學期)兩門課程;三是將“AUTOCAD”課程(2學分、16+16上機、第5學期)改為實驗課程(1學分、32學上機、第5學期)。
在集中實踐教學環節中:一是取消了“專業綜合課程設計”(2學分、2周、第7學期);二是新增了“測控技術課程設計”(1學分、1周、第5學期)及“電氣控制技術課程設計” (1學分、1周、第6學期)兩門課程。
(3)2014級電子信息工程專業教學計劃修訂情況
在學科基礎課中:一是取消“計算機輔助設計”(16+16)課,改成了“電路原理圖與PCB設計”課程(32學時實驗);二是增加了由專業核心課調整來“單片機原理及應用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應用實驗”課程(32學時實驗);三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論(56)與實驗(16) 兩門獨立的課程。
在專業核心課中:取消了“信息論與編碼”(24+8)課程并調整“單片機原理及應用”課程(40+16)到學科基礎課。
在專業方向課中:一是在通信系統方向:將“程控交換”(32)課程換成為“移動通信”(22+10)課程;二是在嵌入系統方向:將“ARM處理器原理及應用”改為“嵌入式系統”(22+10),新增“ 計算機操作系統”(16+16(上機))及調整來“ 電子綜合設計輔導”(16+16);而“DSP原理及應用”、 “多媒體技術”、“ 電子設計自動化”調整到專業選修課中;三是取消了電子系統設計方向。
在專業選修課中:一是取消了“復變函數與積分變換”、“JaVa語言程序設計”、“數據結構”、“數據庫技術及應用”、“Linux軟件設計”、“計算機接口與通信”、“自動控制原理”、“電視原理”8門課程;二是由專業方向課調整來“DSP原理及應用”、“多媒體技術”、“電子設計自動化”3門選修課;三是新增“專業導論”、“學科前沿信息”、“新能源技術”、“現代控制理論[雙語] ”、“信息論與編碼”、“集成電路設計”、“計算機網絡安全”7門課程。
在集中實踐教學環節中:一是取消了“電子設計方向專業課程設計”(2學分、2周、第7學期);二是新增了“工程訓練C”(1周,1學分),調整了“模擬電子技術課程設計”(2周,2學分)、“數字電子技術課程設計”(2周,2學分)、“單片機原理及應用課程設計”(4周,2學分)。
(二)加強幾門關鍵課程的課改示范工作,提升課程在電子能力培養中的關鍵作用
(1)電子綜合設計輔導課程的教改實施情況
電子綜合設計輔導課程是訓練學生綜合設計能力的課程。學院2009年起將原來的“電裝實習”改成(電子裝配)“工程訓練”和“電子綜合設計輔導”(2學分、24+8學時、第5學期)兩門課程,并結合課余電子制作訓練作為補充。電子綜合設計輔導課程每一年的設計制作內容在原有的基礎上都有新增,加強設計內容的新型性和實用性,至今實驗室已有50多個設計實訓模數電路板。2014版培養計劃中“電子綜合設計輔導”課程調整為實驗課程“電子技術創新實驗輔導”(實驗30學時)。
電子裝配工藝訓練對學生的知識基礎要求較低,在原2010版教學計劃中安排在大一第二學期進行,重點是訓練學生的電子電路焊接技術,為以后的電子裝配打下基礎。教學時數為一周,時間上分散進行,歷時半個學期。電子綜合設計輔導課程是學生進行電子設計的入門課,除公選課、選修課形式外,興趣小組形式的學習培養也是一個最有成效的環節,使得對電子設計有基礎、有興趣的同學得到充分發揮與提升能力。對電子制作訓練做到有計劃性,一般分為四個階段:
第一階段:為電子制作基本能力訓練。安排在入學后的第二學期,以興趣小組形式進行。內容主要為:焊接技術訓練、認識基本元器件(學會萬用表的使用)、識圖、音頻放大電路制作。
第二階段:電子制作入門訓練。安排在入學后的第三學期,以公選課的形式進行。主要學習繪圖、制作與測量(學習Protel(Altium Designer)軟件的使用,學會常用電子儀器的使用,利用波形圖分析電路的工作狀態,分析能力訓練),內容有:簡單電源電路、電動機驅動電路、光控燈開關電路、溫控加熱器電路等。
第三階段:電子設計基礎訓練。主要是結合理論知識設計電路,安排在入學后的第四學期,以選修課的形式進行。內容有:音響電路(含音調電路、功率放大器電路)、隔離放大器電路、充電器電路等。
第四階段:電子設計綜合能力提高訓練。主要為綜合設計中、大規模電路,安排在入學后的第五學期,以選修課的形式進行。內容有:搶答器電路、開關電源電路、數控電源電路、無線通信電路、鎖相環振蕩電路、轉速檢測電路、充電器電路。
(2)單片機原理及應用課程的教改情況
單片機作為電子自動化控制的主要手段,其作用越來越重要。我院該課程為省級精品課程,課程組老師進行了一系列的教學實踐,編寫了新的教學文件,每年修改電子教案、課件,出版新的教材與實驗指導書,不斷完善學習資源,實施電子考試等等,為學生的自動化電子設計起到了重要的支撐作用。在2014版教學計劃中理論學時改為32,實驗改為獨立設課,學時為32,課程設計為1.5周。單片機實驗電路板全部為校內老師設計制作,實驗室至今有單片機綜合應用設計電路板30多件。
(3)新增電子技術實踐公選課
針對大學生電子設計競賽中發現的理論教學與學生實踐應用能力脫離現象比較嚴重的問題,從2014年下半年開始學院在二年級學生中設立“電子技術實踐”公選課程,從學生學習電子技術知識的初始階段就引導學生向技術應用方向發展,培養學生理論聯系實際、實際凝練為理論知識的能力,拓展學生的創新思維能力。電子技術實踐課程在一定程度上打破課程的專業界限、學科界限,使得知識、技術、信息等多方面融會貫通,在還不能完全打破現有教學模式的情況下,以教學實驗班的形式增加一個補充教學環節,以音頻功率放大器的設計制作為立足點,從應用目標出發搜索知識點,解決技術問題,培養思維方式。電子技術實踐公選課作為教學模式創新探索,在教學過程中最大程度地改變學生被教師控制之下被動地學習的局面,改變單純死記硬背完成學業的局面,轉而讓學生養成從解決問題的角度去思考、查找知識,提高學生的主觀能動性、創新意識。在教學環節上將實驗教學、理論教學、課程設計三點連成一線。在教學效果上力求學以致用,學有所用,以適應大學生電子設計競賽的要求,適應技能考證的要求,適應用人單位對應用型人才的需求。
(三)編寫、修訂教材、教案,建立完善教師與學生教學學習資源
編寫出版《電子綜合設計常用模塊與實例指導》、《單片機設計實例集》等實踐指導教材;為學生開展考證培訓修訂《電子工程師考證培訓講義》等;編寫新的教學文件及電子教案、課件等,建立完善教師與學生教學學習資源。
一是修訂出版了《單片機實驗與課程設計指導(Proteus仿真版)》、《電子設計常用模塊與實例》、《單片機設計實例選集(一)》、《51系列單片機原理及應用》等實踐指導性強的教材;二是在原網絡課程的基礎上進行了單片機慕課網站的建設,新編了150題左右的作業練習題庫;三是修改2014級教學大綱、電子教案及課件;四是設計開發2014級用的新實驗電路板并用于每年的學生電子設計競賽訓練。
(四)加強實踐能力培訓,提高學生的綜合能力
加強實踐能力培訓,提高學科競賽的獲獎數量、提高學生、專利證書數量、提高學生電子工程師/板級工程師/電工等從職證書數量。
(1)加強了學科競賽的輔導力度。一是組織學生電子協會,每周至少開展一次活動,以加強低年級同學的基礎技能訓練;二是與飛思卡爾智能汽車競賽相結合,利用各種提高學生能力的資源,充實學生的實踐活動;三是培養充實指導教師力量,2014年學院的指導教師隊伍擴大至9人,落實了組隊學生與指導教師的互選環節,密切指導教師與參賽學生的聯系,特別是在暑期中通過明確訓練計劃、訓練內容增加指導教師的投入精力;四是針對大學生電子設計競賽中發現的理論教學與學生實踐應用能力脫離現象比較嚴重的問題,從2014年下半年開始在二年級學生中設立電子技術實踐公選課程,在教學效果上力求學以致用,學有所用,以適應大學生電子設計競賽的要求。
(2)重視指導學生、申報專利工作,培養科學研究能力 。通過學生課程設計、畢業設計、電子競賽、省創新研究項目等實踐,指導學生以論文或專利的形式固化研究成果,近年來學生發表的電子設計類論文、實用專利、省大學生科技創新(電子電氣類)項目、國家級大學生創新創業訓練項目增加明顯。
(3)加強校內電子工程師等考證培訓工作。學院培訓中心通過了市職業技能鑒定條件驗收,成立了市“職業技能鑒定所”和電工方面考證員,可進行中、高級電工,中、高級維修電工,初級電子設計工程師、板級設計工程師、單片機C語言程序設計師7種電子電氣類證書的證書認定,為學生培訓考評提供了極大的便利。
(4)加強了畢業設計真題實做的要求。學院將畢業設計任務早計劃、早布置,以提高畢業設計論文的真題實做時間,現一般是在第7學期初就布置任務,畢業論文答辯分二次進行,在較長的時間內可給學生留出較多時間完成高質量的畢業設計論文,學生畢業設計真題實做的比例在90%以上。
(五)落實考證考級替代學分考試的制度
落實考證考級替代學分考試的制度,將提高從職能力的技能考證、考級、競賽獎等納入到教學學分中。
學院出臺了關于《本科生畢業設計(論文)替代管理辦法》(試行)的文件,規定了5類學生學業成果(考證、考級、論文、專利、競賽獎)或經學院本科畢業設計(論文)工作小組認定可以代替畢業設計(論文)的其他成果可替代畢業設計(論文)學分。
二、實踐成果
兩年間,學生在電子工程師、電工考證、學科競賽獲獎方面成績提高明顯,取得電子工程師證書30 人;電工證書192人;在大學生電子設計競賽中,獲省一等獎學生為9人,二等獎學生為18人,三等獎學生為21人;在全國(省)飛思卡爾智能汽車競賽及智能機器人大賽中獲一等獎6人,特等獎2人,二等獎9人,三等獎24人。兩年間,學生發表電子設計類論文10篇,取得電子設計類實用專利35項。
三、不足分析
一是教學計劃改革后課時量壓縮造成教師“搶課”現象,并由課程門數增多及投入精力不足造成教學改革的實踐效果下降;二是團隊精神在學院教改項目中體現不夠,大多數教師還是安于老的教學方式,教改積極性不高,大范圍的教改項目推進困難。
提高教學質量不僅需要領導重視,更需要教師的人人參與。教學改革不能停留在口號上,更應建立在教師行動上。高校要把提高教師的影響力與學生的競爭力作為學校發展的基本目標,以社會需求為導向,進一步改革人才培養模式,為社會輸送合格的創新創業型應用人才。
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篇8
第二部分,介紹汽車電子技術中常用的器件。包括光電、霍爾、電阻等各類傳感器,常用于汽車電子控制系統中的單片機選型及選用依據,汽車電子控制系統中所用的交直流電機、電磁閥等執行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介紹的基礎上,著重介紹汽車變速器電控、ABS系統、動力轉向電控等汽車電子控制系統的設計方法,主要內容包括電控系統開發遵循的標準、硬件電路設計和軟件編程方法,特別強調目前汽車電子控制系統中所用的V流程開發模式。
第四部分,結合新能源汽車的熱點問題,充分發揮電氣工程及其自動化專業知識在電動汽車方面的運用。本門課與目前車輛工程專業所開設的“汽車電子技術”不同之處在于,省去了傳統以發動機作為主導的汽車動力系統控制部分,強化了電驅動系統的匹配與設計部分。該部分內容除了包含對于汽車動力系統設計方法和匹配規律的介紹外,還增加了對于電動汽車動力系統控制的一般方法介紹。
第五部分,介紹汽車電器系統,包括汽車儀表系統、燈光照明系統、電動門鎖系統、電動車窗、電動后視鏡、電動天窗、電動座椅、車載空調系統、車載音響系統、車載電視娛樂系統、車載無線通訊系統、電子導航與全球定位系統、智能交通系統和車載網絡系統等方面的內容。
第六部分是課程的最后部分,介紹汽車電子控制系統中可靠性的評價標準和一般的故障診斷方法。
以上六部分構成了我校電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”理論教學的主要內容。在“汽車電子技術”課程的實踐教學過程中,主要有實驗和課程設計兩種方式。實驗課作為學生在校內實現理論聯系實際的一種比較有效的手段,學生通過實驗能夠加深對課程理論知識的理解,并能夠培養一定的實踐能力。我校在電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”實驗課的設置上,主要分為5個部分,如圖2所示。課程設計是提高學生分析問題和解決問題能力的重要手段,它不但可以使學生加深對理論和實驗課程的理解,而且能夠使學生將所學的課程內容與相關課程綜合起來,提高了知識的應用能力。
“汽車電子技術”是一門實踐性很強的課程,課程設計主要結合我校電氣工程及其自動化專業平臺課的知識,以電動汽車控制系統作為設計目標,讓學生結合電力電子技術的相關知識進行設計。
二、“汽車電子技術”課程教學方法的改革
對于“汽車電子技術”課程來說,涉及到的汽車電子控制系統單靠語言描述是很難講清楚的,而通過傳統的板書教學方式,也很難清晰勾勒出汽車電子控制系統的原理和工作過程。因此本門課在授課方式上采用多媒體教學的方式,通過多媒體課件制作出的動畫及示意圖等來展示汽車電子控制系統的結構、組成及工作原理,使教學的內容直觀清晰,易于理解。在“汽車電子技術”課程的教學過程中,除了正常的多媒體課堂教學外,還采用了現場教學結合研究性教學的授課方法。現場教學即依托我校汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程中心的實驗平臺,使學生到工程中心參觀現場演示,并試用工程中心開發的汽車電子產品實驗樣機。這些教學手段可以使學生對汽車電子的功能及開發有更直觀的認識。除此之外,教學內容中以汽車電子產品的項目開發作為主導。例如在“汽車電子控制系統的設計”這部分內容講授時,可自始至終以工程中心開發的汽車變速器控制單元作為對象,從汽車電子產品開發的前期調研、方案論證,到中間環節的樣機開發、功能驗證,再到最后環節的樣機標定、測試等進行全方位的介紹。通過這樣的講授,學生對汽車電子的感性知識加深,在理論學習中的目的就會變得明確,清楚地認識到需要掌握的主要內容。
三、“汽車電子技術”課程考核方式
為了有效地組織教學,突出“汽車電子技術”課程的實踐性,改革了這門課程的考核方式。我校其他專業課程的考核方式大部分是以平時成績占30%,期末卷面成績占70%的比例進行綜合評定。而由于“汽車電子技術”課程面向電氣工程及其自動化專業電力電子方向的本科生,選課人數基本維持在40~60人范圍內,這樣的人數規模便于授課教師進行小范圍內的專業指導,因此在考核方式上提出了平時成績、作業成績、實驗成績、課程設計與專業論文撰寫相結合評定的方式。與其他課程不同之處還在于,其他課程安排的課程設計都是最終給定一個獨立的成績,而作為專業選修課,本門課程的課程設計成績只是最終成績的其中一部分。
目前該門課程的考核采用平時成績占10%,作業成績占10%,實驗成績占10%,課程設計占30%,專業小論文占40%的比例權重進行成績的評定。這樣做的好處是,不但能夠充分發揮本門課理論與實踐緊密結合的特點,并且可以充分激發學生的學習興趣,培養學生的團隊合作精神。專業小論文作為考核的主要部分,在撰寫過程中,授課老師首先利用2學時的時間對學生進行科技論文撰寫的培訓,而后引導學生充分利用學校圖書館的資源,根據各自分配到的科技論文主題進行文獻的檢索;學生分成了3至4名成員一組,選擇關于汽車電子的主題項目,可建議主題為電動汽車整車控制器的設計、汽車防抱死ABS系統設計、汽車自動變速器控制系統設計等,學生也可以自己提出新的主題。給定主題一段時間以后,學生提交科技論文,并以學術會議的形式在課堂上進行交流,老師和其他同學可以自由根據報告者的內容提問,并提出意見和建議。該部分成績可以當場給出,這樣做的好處是激發學生的積極性,所給定的成績能夠實現主觀與客觀兼顧的效果,令所有同學信服。
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一、介紹
光電子技術是由光信息技術和電子技術的相互結合而形成的新的光電子技術,涉及光信息處理、光纖通信、激光技術等領域,是未來社會發展和進步的核心技術。光電子技術不僅研究內容非常廣泛,而且也是未來信息技術中的重要推動力量,它包含光信號的產生、光信息的傳遞、光電信號的轉換和處理和光電功能材料相關的內容,如:光電功能材料的發光機理、制備方法和工藝應用范圍、光電器件的加工與制作和光電系統的集成等一系列從基礎理論到實際工程應用等各個領域的研究。涉及光子學、光信息科學、電子學、材料科學、計算機技術等前沿學科理論,它是由多個學科之間的交叉而形成的一門高新技術學科。
光電子技術在經歷上述學科之間的交叉滲透后,其技術水平和工程應用技術取得了很多突破,在社會發展中以及社會信息化中起著越來越重要的作用,光電子技術的相關產品也越來越多地影響我們的生活。目前,國內外正掀起一股光電子技術和光電子產業的研究和發展的熱潮。一些國家把大量資金投入光電子學和光電子技術的研究和開發中,許多以光電子技術為研究方向的研究中心、實驗室和公司越來越多的建立起來。光電子技術的發展決定了未來產業的發展方向,將給工業和社會帶來比電子技術更大的技術沖擊。光電子技術和產業在國家經濟建設和科學持續發展中起到至關重要的作用。
因此,光電子學基礎是光電子專業學生必備的基礎知識,也是未來光電子產業需求的人才中需要掌握的重要基礎知識。
二、課程特點及專業培養目標
光電子學基礎是整個專業中的基礎專業課程,在學生專業思想和未來培養目標及要求的實現上發揮重要的作用,也是未來該專業研究生必需的基礎課程儲備。該課程注重理論聯系實際,注重對學習者能力的培養,重點培養學生綜合分析、解決問題能力,為將來從事光電技術領域的科研、開發和應用工作奠定基礎。
我們的培養目標為:培養在光電子技術科學領域具有深厚的理論基礎、扎實的專業知識和熟練的實驗技能,德、智、體全面發展的高級光電子技術科學人才,使學生具有在光學、光電子學、光通信技術、激光科學、光波導與光電集成技術、光信息處理技術、計算機應用技術等領域開展創新性基礎理論研究以及從事設計、開發應用和管理等工作應具備的理論和技術基礎。因此,基于我們的專業培養目標和光電子學基礎課程的自身特點,我們在教學過程中進行了改革探索。
三、教學改革探索
1.教學內容改革。①授課體系和講授重點。該課程根據學生培養需要,從光電子器件和光電子技術在未來工程應用的需要的角度出發,研究原理及系統構成在光電檢測技術、光纖通訊領域中的常用光電器件的技術。重點講述光學基礎、光纖通訊的構成、半導體物理、光纖器件、光電子現象和光電轉換器件,重點講解光電子器件的結構、工作機理、工作特性和在工程技術上的具體應用。為了更好地將所學應用到未來的技術發展上,對各類光電器件的系統集成、信號的調制、解調技術也作了詳細的講解,同時給出在工程中的實際例子。②課堂教學內容緊跟科學發展的步伐。光電子課程的教材對于快速發展的光電子技術來說,既是基本的原理內容,但又是滯后的技術,若授課時只是按照教材內容講解,往往會帶來知識不新、內容與技術發展脫節的后果,易使學生對該課程的學習積極性和興趣下降。因此,在教學過程中補充和及時更新教學內容,增加一部分現代光電子技術的發展前沿、新出現的技術及需求,從而能給學生提供更多的學習探索和求真的空間。③加強該課程與應用技術之間的聯系。專業基礎課程的基本功能是讓學生了解和掌握所學專業的發展方向,培養的學生能在以后的學習中、工作中涉及光電子技術方面上進行繼續學習和鉆研。因此在給同學們講解課程中的內容時,要與現代信息技術的發展緊密結合。針對在光電檢測技術、激光應用技術、光纖通訊技術等內容進行重點講解,結合當前社會已有的需求的技術發展進行講解,使該專業的學生明確所學課程內容在技術應用、研究發展及市場前景,對未來的從事的專業充滿信心。④為了更加與國際接軌,嘗試了雙語教學。在平時提供給學生光電子相關的外文讀物和論文,指導學生學習專業詞匯,在課堂中進行講解,開闊同學們的視野,引導學生進行初步科研潛力的培養和學習,調動學生的積極性,引導他們進行文獻學習,進一步了解國外光電子技術的發展現狀,激發興趣。⑤教學內容與市場技術應用及需求的結合。結合本校本地區特點,系統規劃、組織,實施產、學、研一體化模式。針對光電子技術和光電子產業市場密切聯系的特點,在課程內容上跟上市場技術需求,結合本地區經濟發展的實際情況,培養既有專業知識和跨學科知識,又有極強的實際操作能力、適應性強的學生,全面提升學生的理論素養和實踐能力,增強學生在未來光電子產業上的競爭力。
2.教學方法探索。①充分利用多媒體技術進行教學,利用多媒體課件在表達上形象直觀、方便,在效率上和容量上很大的特點和優勢。既能使課程中的各種圖片資料得到清晰展示,還能節約課程上的時間,從而能在課堂教學中講解更多的課程內容,較大地提升了授課中課堂的信息量。因此我們認真積極地制作教學課件,充分利用網絡上豐富的信息資源,并與兄弟院校的老師展開課程教學交流,共享多媒體課件。極大地激發學生對該門課程的學習興趣。②采用課堂教學和專題講座結合的教學方法。在進行課堂理論教學的同時,利用其他時間安排、組織團隊教師舉辦《光電子技術專題講座》,開展光電子技術專題研究,如液晶顯示、光電轉換及系統集成、光纖傳感及應用和近場光學中的探測技術等,既能強化學生所學的基礎理論,又能激發學習興趣,培養學生的科研意識。吸引學生參與到大學生訓練計劃和參與到老師研究的課題中,提前打下科學研究基礎。③在方法改革中,在富有開放性的問題情境中進行實驗探究。對參與到老師研究的課題或參加大學生訓練計劃的老師,幫助學生制定合理的研究計劃,選擇合適的研究方案和方法,積極發動研究光電子技術的老師,為這些同學們提供必要的實驗條件,由學生自己動手去實驗,考證研究方法和方案,來尋求實驗結果中的答案。這時,教師起到的是一個組織者的角色,指導、規范學生的探索過程。這樣的過程,不僅僅是要讓學生學量的知識,更重要的是要學習科學研究的過程或方法。
3.教學實踐環節探索。在光電子學基礎課程中,本來并沒有設置時間環節,而且多數放置在大三或大四學習,實驗環節很少開始。我們為了能夠更好地提升學生實踐技能和掌握技術設備的結合,先在原有課程體系中安排三分之一的時間來安排實踐環節,開設具體的、有針對性的實驗內容,讓同學們能更有效地了解、認識和掌握知識和技能。在普通物理實驗、電子實驗和光學實驗的基礎上,開設如固體光電子耦合器件、熱電耦器件、發光器件及光子器件。對光通訊系統的傳輸和光電子器件的作用有了直觀的認識和理解。在此基礎上,結合地方實際,聯系相關光電子產業中的企業,組織學生進行參觀學習,從而讓學生自己體會從書本上理論到實驗實際,再從實驗實際再到光電子技術,從光電子技術再到光電子商品的過程,能一下子把整個知識到技術到效益的過程展現在同學們的內心中,從而更能培養和激發學生興趣,也能將培養目標中的產業式人才完成,彌補普通高等教育中最缺失的人才與市場的不對接的不足。
4.教學目標實現探索。在光電子學基礎課程改革中,把教學目標從以知識教育為主轉變為實現人才培養和科學人才需求的融合,培養具有創新、探索精神的新時代新型人才。長時間以來,我們在教學過程和專業培養中,存在著理論與實際技術需求的相脫離的現象,造成理工科學生對于市場技術需求常識缺乏。我們把教學內容、教學方法和教學實踐環節都做了有意義的初步探索。進一步增強了理論學習到實踐環節、實踐環節到市場技術發展的學習過程,極大地激發和培養學生的學習興趣,為將來從事該專業打下堅實的基礎和牢固的信心。在近三年中,我們培養的本科畢業生就業率95%以上,該專業畢業生考研成功率30%以上,使光信息科學與工程專業的學生形成了良好的學習氛圍,形成了爭趕超的局面。同時,針對光信息科學和工程專業的學生,我們注意在進行科學知識教育的同時注重培養市場技術需求方面的培養,增加了企業參觀及動手實踐等環節,同時講授在科學研究中人文素養培養的重要性,從而使之潛移默化地對學生進行自然的而不是勉強的人文教育。
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數字電子技術是一門理論性和實踐性都很強的課程,其實驗是電子信息類專業的一門專業基礎實驗課程,擔負著鞏固理論知識,培養學生動手能力和創新能力的重任,在專業教學中具有舉足輕重的地位。但由于原先的培養計劃是將三大電路即《電路分析》、《模擬電子技術》、《數字電子技術》的實驗作為一門課程——《電子技術基礎實驗》,放在第五學期開課,和該課程不同步,實驗教學效果不甚良好。實驗內容主要以演示性、驗證性為主,為做實驗而實驗,學生興趣不濃,學習被動,缺乏實踐能力和創新能力的開發和培養。
為此,近兩年來在學院和系領導的支持下,我們對數字電子技術實踐教學進行了多方位的改革,主要是建立開放性實驗室、實踐教學體系和教學內容、實施辦法的改革。
二、建設開放性實驗室
開放性實驗室是高等學校從事實驗教學或科學研究、生產試驗、技術開發的教學或科研實體。我們根據電子、信息類專業的特點建設了電子技術創新實驗室,包括線路板制板室、電子產品制作室和調試室,主要設備有計算機、示波器、信號發生器、電源、仿真器等。該實驗室的建立、運行和實施,對電子信息工程專業的實驗教學改革起到了積極的推動作用。
三、實踐教學體系的改革
基于開放性實驗室,我們構建了《數字電子技術》課程的實踐教學體系。首先調整數字電子技術實驗與課堂教學同步進行,并精選實驗教學內容。實驗內容以基礎實驗、設計性實驗為主,基礎實驗是初學者理性認識與感性認識相結合不可缺少的入門教學環節,設計性實驗是理論與實踐相結的進一步深化。其次強化專周課程設計,在設計性的要求上,改變傳統的一個班級用一個單一的設計題目的方式,采用給定幾個題目,由學生自由選擇感興趣的題目進行設計,并且同一題目也要求每個學生的設計有不一樣的地方。例如:設計數字頻率計都要用到計數器,但每個學生在選用計數器的芯片型號就可不同,在具體實施的過程中,就要求學生獨立查閱資料,提出設計電路,合理選擇所需器件,最后安裝調試,測試電路指標,并完成實驗報告。另外,鼓勵學生自主命題,自主創新,只要達到本課程設計的要求就可以,對完成出色的學生給予加分等。第三,在理論課堂教學中引入仿真軟件,對各類芯片的功能進行演示,并要求學生可以利用自己的電腦進行各類電路的仿真,解決學習中遇到的一些問題。第四,構建立體化數字電子技術實驗教學資源,進一步完善實踐教學手段,利用開放性實驗室,引導學生積極參加學院的學生科研和開放性項目的科技創新活動。
四、實踐教學的實施
1.實踐教學安排。根據數字電子技術課程的教學計劃,制定出相應的實驗教學計劃,實驗課時數為21學時,占總課時75學時的28%,共安排7個實驗,分別為常用電子儀器的使用、與非門的測試、組合邏輯電路、集成觸發器、計數、譯碼、顯示電路、555集成定時器和籃球競賽24秒定時電路。數字電子技術課程安排在第二學期,在模擬電子技術之前,和電路分析同時開設,是我們學生的第一門專業基礎課程,也是學生第一次接觸本專業的硬件電路實驗,所以第一個實驗安排了常用電子儀器的使用。
專周課程設計采用一人一組,安排在第四學期,共34學時,實驗1~8每次安排4學時,實驗9安排2學時,共計34學時,每周安排兩次實驗,連續5周完成。結合模擬電子技術設計并制作一個完整的電路作品。
仿真實驗和實驗室開放性項目主要安排在課外,由教師提供Proteus仿真指導書和電子產品指導書,由學生根據自己的興趣愛好,利用課余時間自己主動完成。
2.實踐教學要求。除嚴格要求學生遵守實驗中心的實驗操作規程及有關規定外,在實驗課上先進行講解、示范,然后要求學生獨立實驗、獨立調試、獨立驗證。教師以啟發、引導為主,鼓勵學生相互討論。對基礎較好的學生,鼓勵他們在做好基礎實驗后,再對思考題或自己設計問題進行實驗;對動手能力較強的學生,強調聯系理論解決實際問題;而對實驗能力較差的學生,鼓勵他們獨立解決問題,培養他們的實驗興趣。
專周課程設計要求學生通過一個完整電子系統——如數控電壓源的裝配和調試,培養學生電路焊接、裝配、調試和測量等方面的基本技能和方法,了解并掌握該電路的基本原理。本課程嚴格執行預習檢查制度,凡預習未通過者不得參加實驗。三次及以上未參加實驗者無資格參加驗收考核。
在開放性實驗室,學生可以根據自己的興趣愛好利用課外時間制作電子產品,以學生自我管理為主,教師提供相應的專業指導。另外由教師申報學院開放性項目立項,根據“關于開展甌江學院實驗室開放項目申報工作的通知”,填寫《溫州大學甌江學院實驗室開放項目申請書》,內容要充分考慮學生的專業基礎和特點,是實驗課內必做實驗項目的延續和提高,合理安排開放項目的內容和難度。學院對項目的立項、經費資助、實施過程管理、教師工作量補貼、驗收等環節都有明確的規定。實驗室開放項目的立項有利于科技創新與競賽項目的培育,有利于學生申請專利和軟件著作權項目的培育,有利于學生創新意識和創新能力的培養。
3.實踐指導書。由于該實驗課程國內外優秀教材較多,基礎實驗的實驗指導書選用經典的國家優秀教材——陳大欽主編的《電子技術基礎實驗》第三版。我們根據實驗內容和要求,每個實驗制作相應的教學PPT,實驗后,要求學生認真撰寫實驗報告。
專周課程設計的指導書由教師自編。包括課程介紹和制作任務說明,課程介紹由課程簡介、課程教學實施、課程成績評定、綜合實驗報告或論文格式及要求等部分組成。制作任務說明由實訓任務和要求,實訓目的、各單元任務內容以及有關參考資料等組成。
教師在課堂理論教學時,為了更好地理解一些中規模集成電路芯片的功能和作用,與實際應用結合起來,對部分芯片或電路進行仿真演示,使學生通過感官認識提高教學效果。教師在教學中積累了豐富的Proteus、Mutisim仿真電路,形成仿真實驗指導書,提供學生利用課余時間在自己電腦里學習。
電子產品指導書由教師自編,共約20個電子產品制作指導,如數字頻率計、數字電子鐘、數字電子稱、紅外數字轉數表、超聲波測距儀等,每個產品制作指導包括設計要求、設計提示、設計參考電路、元器件清單等。學生可以根據自己的愛好選擇電路,利用課余時間在開放性實驗室制作。
4.實踐成績評定。實驗成績由平時實驗成績、實驗報告成績組成,為了全面、客觀、公正地反映學生的學習情況,各項成績所占比例分別為平時成績占50%,主要由出勤率、實驗態度、實驗操作規范和實驗成功率等內容組成。實驗報告成績占50%,成績依據學生實驗記錄、實驗內容完成情況及實驗報告質量等情況。實驗成績總分100分以20%計入本課程成績。
專周課程設計將通過嚴格驗收考核對學生實訓效果進行等級通過認定。等級通過認定包括驗收和考核兩個環節,實驗完成后進行作品驗收,通過驗收后進行考核,考核通過則可以參加成績評定。對未通過驗收的將可以參加兩周—次的多次驗收,連續2次仍未通過驗收,原制作電路作品收回,再重新自行安排時間重做,并參加多次驗收。學期結束還未通過驗收的為不及格。對未通過考核的將可以參加兩周后補考,補考未通過的為不及格。課程成績包含實驗態度、設計及制作、功能及性能測試、綜合實驗報告或論文四部分。滿分100分,其中實驗態度占10%,設計及制作占40%,功能及性能測試占20%,綜合實驗報告或論文占30%。
實驗室開放性項目立項的根據學院的“通知”精神,需要組織驗收,合格的根據學生實際參與時數授予1~2學分。
五、結語
經過幾年的努力,數字電子技術實踐教學形成了體現獨立學院特色的多層次的教學體系。提高了基礎實驗的課堂教學效果,強化周課程設計的要求和管理,為學有余力的同學提供了良好的平臺,使他們有效地提高了運用所學知識解決實際問題的能力,充分調動了學生的學習積極性,教學效果明顯提升。
參考文獻:
[1]陳大欽.電子技術基礎實驗(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2010.
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0.引言
作為全國最高規格的學生電子類競賽,全國大學生電子設計競賽一直引導高校在實驗教學中注重培養大學生創新能力、協作精神和理論聯系實際的學風。[1]每一屆的競賽都涌現出許多優秀的、動手能力強的電子人才,但另一方面,也暴露了現今高校電子類本科教學的許多不足之處。
在全國大學生電子設計競賽中,參賽的大多是每所高校最具動手能力的學生。但從交作品的情況看,即便是優秀學生,某些學生的電子設計水平還是明顯不足:有的學生拿不出一點成果,既沒有硬件電路,也沒有軟件程序,甚至沒有設計論文;有的參賽學生雖然把一些硬件電路板做出來了,卻因為程序調試不通過,即使設計論文寫得再好,也沒有達到題目的基本要求。而從這些學生的參賽過程,可以分析其在電子設計方面存在的主要問題。
1.知識面窄
面對競賽題目,方案選型、實際產品制作,學生表現出知識面非常狹窄,思維不夠活躍,不能夠提出多種設計方案來選擇。根本原因在于學生甚至個別教師,在教與學過程中都過于注重教科書的個別經典案例,而對實際應用、設計思路卻知之甚少,導致面對設計題目時不知所措。論文大全。
因此,電子專業教學中就要加入大量的關于電子設計、應用的內容。應該在保證基礎知識的前提下,適當剔除對實際應用意義不大而偏重理論研究的內容,將這些內容留給考研學生或研究生學習。另外,集成技術和芯片封裝飛速發展,要求我們在教學過程中強調基本原理、基本分析方法的同時,增加新器件和專用集成電路內容,使基本原理和實際應用有機結合,進而著重分析由功能單元構成的通用集成電路的應用。因此,應該根據社會的需求和電子設計競賽的內容增加介紹一些新集成電路和可編程器件等教學內容。同時,還可以組織開展一些跟電子設計有關的選修課、講座以及技能訓練活動,以提高學生的專業水平、開拓學生的專業視野。
2.實踐動手能力較弱
部分學生雖然做過相關課程的實驗、實習,但制作實際產品時卻不知從何做起,基本的電子制作技能較差,不能做到布線規范、焊接牢固、懂得排除故障等等。若一個電子設計者不掌握這些技能,那么他不可能把自己的設計成果做成實物來調試,也就不能驗證其設計的合理性。論文大全。因此,這些都是把電子產品付諸實際的基礎技能。而部分學生缺乏技能鍛煉,能力亟待提高。
要解決這個問題,建議壓縮純理論的教學內容,把時間留給學生多做實驗、多做實習、多做電子產品的設計,而且學生要有足夠的時間把這些實踐練習仔細做、重復做。譬如電子工藝實習時,制作電子產品的每一步驟都應該讓學生操作:從電子元器件(包括貼片元件)的識別與檢測,到印制電路板的設計、制作,再到電子元器件的安裝、焊接(包括拆焊),整機調試、測試,最后寫出總結報告。整個過程缺一不可,而且應該在實習中安排若干件電子產品,讓學生通過這幾件產品把每個步驟都重復幾遍。只有這樣,學生才會練就制作電子產品的功底,在真正設計電路的時候,就會減少因為制作上的失誤而導致調試失敗、產品完成不了的機會。
3.綜合運用知識能力差
一個電子產品的開發,包括方案論證、器件選取、單元電路調試、電路圖的設計、電路板的制作、程序編寫、調試及系統測試等內容。這一方面要求設計者有很強的系統概念,對整個方案的選取有宏觀的把握;另一方面,又要求設計者對每個單元電路有相當的把握。在電子系統的設計中,部分學生會因一個很小的細節問題而導致整個系統最終失敗或開發停滯不前。而另外一些學生,雖然對每個知識點都熟悉,但是多個知識點結合起來,關系錯綜復雜,多個模塊組合成一個系統的時候,駕馭能力明顯力不從心,綜合應用所學知識的能力不強。論文大全。
學生出現此問題,歸根結底是因為他們缺乏電子設計的鍛煉。所以,可以改變以理論帶動教學的傳統思維,嘗試以典型產品來帶動電子技術理論課程的教學,能使理論與實踐結合,提高教學效果。譬如以電子時鐘作為主題,當學生學習數字電子技術時,教師引導學生利用數字集成電路芯片設計一款電子時鐘;當學生學習單片機技術時,教師引導學生采用軟件和硬件相結合的思想重新設計一款電子時鐘,用與之前完全不同的電路結構實現同樣的功能;隨著課程的繼續,在基本的電子時鐘的基礎上逐步加入鬧鐘、整點報時、語音報時等等功能。用這種方法推廣到以多個典型產品來帶動教學,學生就既能掌握到理論知識,又能掌握到設計技術,更對基本的電子產品爛熟于胸,這不止對其比賽,對其以后的工作或深造也是極為有利的。
4.眼高手低
全國大學生電子設計競賽極能檢測學生的電子設計功底。若學生在課外不花大量時間浸在電子設計的世界中,很難鍛煉出設計實際產品的能力。很多學生在校學習過程中,老師布置的作業、實驗、實習、小設計等都能很好地完成,考試也能高分通過,就覺得自己能自如地參與競賽。但實際上,在有限的四天三夜的競賽時間里,真正能踏踏實實做出實物,調試成功的卻鳳毛麟角。這反映出學生缺乏對自身能力的審視,眼高手低。
針對此情況,可以開展校內電子設計大賽,這樣既可形成學習氣氛,提高學生的實際動手能力,讓學生有審視自身能力的機會,也可為學生提供施展才能的空間,為更多的優秀學生脫穎而出創造條件,更能為全國大學生電子設計競賽選拔優秀學生。其次,建立電子設計競賽訓練中心,定時開展課外活動,讓學生在教師的指導下根據自己的興趣,自己或組隊選題、設計,進行電子制作,培養學生自主學習和合作能力。
5.結束語
“重理論輕實踐”一直是高等教育中的問題。[2]大學生電子設計競賽再一次證實了問題的存在,也正在促進各大高校的教學改革。而教學改革又會提高競賽的水平。競賽與教改,必將互相要求、互相促進,共同為培養優秀的電子人才而持續發展。
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篇12
隨著我國科學技術的不斷發展,我國的電子信息類企業實現了前所未有的持續快速發展,企業對員工素質提出了更高的要求。面對企業對一線技術性工人需求量的不斷增大和人員素質要求的不斷提高,教育工作者要思考如何培養適應企業一線生產需要的技能型人才。面對這個現實的問題,傳統的教學方法已不適用,常聽到師生抱怨:“教師教得累,學生學得煩。練習做了不少,學習效果不好。”現代教育要注重培養學生的實踐操作技能和解決實際問題的能力,正逐漸淡化學科課程的界限,教師要讓學生在掌握知識和技能的同時學會解決問題。《數字電子技術基礎》實際上是非常有趣的課程,很多理論知識都可以通過單元電路、綜合的設計性電路來驗證或體現,同時配上聲、光等直觀現象,學生在學習的過程中將會更有興趣和激情。在教學中我們設計了很多有趣的單位電路、綜合電路,在電路中囊括了教材中的知識點,讓學生設計預定的電路,并把設計好的電路進行仿真或制作成電路板。學生在設計過程中主要是自己找資料,老師輔導,從而從被動學習轉為主動學習。這樣的教學方法我們稱之為項目教學法,通過在學校教學中的應用,教學效果不錯,具體做法闡述如下。
二、《數字電子技術基礎》項目的設計
預設項目的好壞是項目教學法成功與否的先決條件,因此設定項目就顯得十分重要,同時要求老師具有相當的電路設計能力。我認為一個好的教學項目應是教學重點突出,能涵蓋大部分知識點,項目注意趣味性,不枯燥。要得到一個好的教學項目,老師應該做以下工作。
1.將《數字電子技術基礎》按類別分為若干知識和技能單元,每個知識和技能單元作為一個教學項目,每個教學項目都以應用該項知識和技能完成一個具體的項目任務作為目標,是將理論與實踐融于一體的教學模式。此項工作看似簡單,但很能考驗老師的教學水平,看老師能否將課程的重點難點都準確地列出,并將其分類。
2.項目設計的思路:設計的項目應覆蓋整個工作領域和承載這個工作領域所需要的知識和技能;項目結構劃分應體現工作體系的特征;在以項目劃分為線索進行工作分析的基礎上,合理設計項目結構。項目內容設計具體原則:項目應覆蓋知識點和技能要求;知識點的內容應最大限度地融于項目教學之中;項目大小要根據學習內容進度和要求來確定;項目內容設計要考慮教學組織的可行性和合理性。
3.在第二點的基礎上一定要考慮項目的趣味性,因為通過實驗我們發現趣味性不強的項目很難調動學生的積極性,項目的趣味性體現在:首先是預定的項目有一個好聽的名字,名字最好能結合實際的生活;其次是在電路中合理地加入發光二極管、數碼管、喇叭、各類傳感器等,讓學生能在項目中直接感受項目的效果。
三、《數字電子技術基礎》項目的教學實施
由于受到很多因素的影響,比如教學課時、教學資源不足等,我們將全班分成兩個人一組的小個體,后將準備好的項目拿出來,對項目要求進行陳述,并將涉及的知識點告訴學生。學生拿到項目后,每個個體的兩個成員就共同開始找資料、設計,這樣他們可以互相討論,取長補短,同時也有了競爭意識,學生們的學習也就會從被動變主動。在教學中一個班至少需要兩位教師進行輔導,輔導不是直接給出電路,而是引導學生學習,否則達不到效果。一般一次課要求六節課連上,這樣學生學習就有連續性。在教學過程中還有個問題需要注意:在規定的時間內(一般為上午的四節課),小組之間是不能交流的,否則將出現大范圍的抄襲現象,上午下課之前要對設計的進度進行有效的統計,作為評分的依據。下午兩節屬于仿真和制作的時間,將學生帶至電子制作實驗室完成。最終本次課堂的作業就是設計的仿真效果或實物作品,同時也要求每個小組交上一份該項目的小論文。
四、《數字電子技術基礎》項目教學的考核
對于學生來說課程的考核永遠是他們最關心的事,也是他們覺得最重要的事,因此課程的考核制度將影響項目教學的效果。關于考核制度,我們的做法包括三方面:第一,學生的考勤,學生曠課課時達1/3以上即取消考試資格,曠課一節課程總評分扣1分,遲到或早退一次程總評分扣0.5分,老師每次上課必須點到;第二,每個項目的仿真效果或實物作品占該項目總分的70%,在評分時實物作品比仿真分要高一點,鼓勵學生制作實物作品,那樣能更好地鍛煉學生的能力;第三,項目的設計小論文占該項目的30%,在平時引導學生寫論文,為學生以后的發展打下基礎。該課程的總評分是各個項目總評分的平均值。有了一個嚴格的考核制度,學生的態度就端正了,為后續的學習打下了基礎。
五、《數字電子技術基礎》項目教學的效果
《數字電子技術基礎》實施項目教學法后,課堂發生了變化,再也不是單純的“我講你聽,我要求你練習”,而是變得活躍,學生真正成為了課堂的主角,學生改變了過去對學習不感興趣的現象,在課堂中能積極參與討論和實踐,提高了聽課率和參與度;學生的實踐技能有明顯提高,學生綜合素質提高幅度大,多種教學法充分調動了學生學習的主動性、積極性,學生從被動變為主動,學習能力、合作能力、表達能力、溝通能力都有很大的提高。此外,教師與學生的距離拉近了,師生關系更密切了。
六、《數字電子技術基礎》項目教學存在的問題
在很多高等院校《數字電子技術基礎》的項目教學法實施還存在很多的問題,有些院校領導對項目教學法這種教學模式還不是很了解,或者說是對改革的教學方法沒有底,怕犯錯誤,還是選擇延用傳統的教學模式。因為雖然傳統的教學模式存在不足但不至于犯錯誤,不會影響學校的教學次序;《數字電子技術基礎》的項目教學法實施需要對教學計劃進行修改,有些學校是嚴格按教學計劃來的,不會因為一門課程來進修修改;《數字電子技術基礎》的項目教學法實施需要學校有相當的硬件設備配套,而現在很多普通高校缺的就是教學設備的投入,學校當然也不會因為一門課程的需要一次性投入大量資重;《數字電子技術基礎》的項目教學法實施需要較多的電子耗材費用,對這筆費用一些以營利為目的的學校肯定是不會掏的,他們用傳統的教學模式就可以省下這筆費用,沒有理由進行這項改革,如果說這些電子耗材費用采取收取學生錢的方式,學生又有意見,有些學生會向上級部門舉報,學校不愿冒險,所以就只能用仿真的形式,但是效果有沒有實物制作的好;《數字電子技術基礎》的項目教學法也存在本身的弊端,例如沒有現成的教材,不利于教學的開展,對教師的電路設計能力和動手能力有相當高的要求,教學工作量很大,老師很吃力。
七、結語
在教學方法改革的過程中,新教學方法能否被成功地推廣與應用,在很大程度上,取決于教師知識水平和教學才能的高低,教學方法改革的一個關鍵是提高教師的素質水平。教學方法的研究與實踐任重道遠,需要長期、廣泛、深入開展。以上是我對《數字電子技術基礎》教學的認識,希望廣大同仁能夠找到最有效的教學方法,讓學生能更快更好地學習知識、掌握知識,為學生的就業打下堅實的的基礎。
篇13
電工電子技術是電類專業教學中的一門重要的專業基礎課程,在專業教育教學和人才培養的過程中占有十分重要的地位。該課程的特點是:概念多,抽象,實踐性強。通過本課程的學習,學生應在電路、電工技術及電子技術方面獲得知識、素質、技能方面的培養,并為以后學習各專業知識和高一級的職業技能打下良好的基礎。
一、電工電子技術課程的特點
電工電子技術課程是高等院校理工科電類專業必修的一門技術基礎課程,在工科教學體系中占有十分重要的地位,它為學生學習后續課程以及畢業后從事工程技術和科學研究等工作打下一定基礎。隨著電子工業的飛速發展和計算機技術的迅速普及,它已成為所有理工科本科生的必修課程和部分文科專業的選修課程。
二、電工電子技術教學存在的問題
(一)考核方式簡單化,不利于學生綜合素質的提高
電工電子技術課程是一門實踐性較強的課程,通過本課程的學習,學生不僅要掌握電工電子的基礎理論知識,更要掌握電工電子技術技能。我們現行的考核方式是:百分制,其中筆試成績占70%,平時成績占30%。顯然,筆試成績所占的比例過大,使得學生過分關注書本知識,死記硬背,不能體現學生的動手能力和綜合素質。
(二)教學方法、手段落后,不利于調動學生學習的積極主動性
通過調查發現,學生的基礎普遍較差,自主學習能力欠缺,學習興趣不高,還有來自文科的學生,而電工電子技術課程對物理知識和數學知識需求較多,這就容易使學生產生厭學情緒。而現在的教學主要仍沿用傳統教學方式——“粉筆+黑板”或者簡單的演示,教師講,學生聽,學生的主體地位沒有被發揮,教學內容的生動性得不到體現,學生便不能積極參與到學習過程中,嚴重影響教學效果。
(三)教材內容理論性強,不利于學生職業技能的培養
職業教育強調理論知識以“必需、夠用”為原則,注重操作技能的培養,而現有教材內容仍包含有一些復雜的理論推導、應用較少的難記的公式、注重知識的系統性。同時,缺乏本學科新理念、新技術、新成果及應用實例的引入,使學生視野得不到開闊,不利于學生職業技能的培養。
三、電工電子技術教學改革的有效措施
(一)優化調整教學內容
第一,結合電工電子技術課程目標,選用符合具有職業教育特色的教材。因為現行很多教材大多套用知名高校學歷教育相關教材,知識陳舊,理論性強,未能突出職業能力的培養以及及時反映新理論、新技術、新工藝、新裝備、新材料,成為制約應用型人才培養的瓶頸;第二,在考慮學科內在的邏輯關系和培養職業能力宏觀指導下,微觀上精選、調整教學內容。電工電子技術課程知識面廣、信息量巨大,而課時非常有限,必須根據職業能力培養的目標,有所側重地選擇、調整教學內容,使“培養應用技能人才”落到實處。例如:在講授我校計算機科學與技術、電子信息工程專業的電工電子技術課程時,要充分考慮在現代儀器儀表上電工電子技術的應用。
(二)教學方法的改革
采用案例教學法貫穿全課程的教學方法:精心選用典型的、有實用價值的、學生感興趣的實例,以該案例的設計和改進中的問題為切入點,步步深入,將實踐技能的培養貫穿于教學的始終。克服傳統教學方法中理論與實踐嚴重脫節造成弊端。學習本課程后,學生分析電路雖然頭頭是道,但若要設計制作一個電路系統往往不會查手冊、不會選器件、不會連電路、不會調試系統。可見,案例教學法從真正意義上實現了以學生為主體,以培養學生的自主學習能力、實踐能力和創新能力為基本價值取向,案例教學法若運用得法,將會最大程度地調動學生的主觀能動性和學習興趣。但采用案例教學法一定要注意以下幾點:第一,案例要有典型性和實用性,才能激發學生的學習熱情和學習興趣;第二,案例要有綜合性和啟發性,案例應將課程內容與案例有機結合、融會貫通;第三,案例應體現本學科的前沿知識、技能,這樣才能提高學生的實踐能力、應用能力和創新能力。
(三)教學手段的改革
有了好的教學理念、教材、教學方法,要取得好的教學效果,還要有好的教學手段,要善于根據課程不同內容、不同的知識點的特點選用不同的教學手段,才能推動教學內容和課程體系改革取得實質性進展。我校在教學過程中,不再采用傳統的黑板加粉筆的教學方法,大量地使用多媒體課件、eda仿真軟件、網絡教學等多種教學手段。比如:第一,在講到三相異步電動機結構、工作原理及常用控制電器結構、動作原理時,若用傳統的黑板加粉筆的方法,在課堂上把電動機的結構和常用控制電器的結構畫出來是不可思議的,即使畫得出來,也很難將此部分的內容講清楚,課堂效率極低是可想而知的。但采用powerpoint和flash做成的多媒體課件,節省了在堂上畫電動機、常用控制電器的時間,還可以通過flash動畫生動地表現電動機的內部結構、工作原理和常用控制電器的動作過程,非常的直觀而富感性,有利于學生準確、全面、深刻地接受知識,大大地降低理論學習的難度;第二,在講單管的共射極放大電路,工作點設置對放大電路的非線性失真的影響(工作點設置得太高,容易導致飽和失真;設置得太低,容易導致截至失真);負反饋對放大電路性能的影響;放大電路的幅頻特性和相頻特性。雖然我們可以借助powerpoint、flash、vb等制作的包含文字、圖片、動畫的課件進行講解,降低學生對這些知識點理解方面的難度,但學生還是覺得缺少感性的認識。但通過利用multisim對單管放大電路進行仿真后,學生好像置身于實驗室,體驗到:設置適當的工作點的重要性;負反饋的作用;放大電路的頻率響應等,對所學知識豁然開朗。實現了理論教學由難化易,由繁化簡。
四、總結
總而言之,電工電子技術課程是電類專業開設的一門實踐性很強的專業基礎課,教與學都存在一定的難度,通過對教學模式、教學方法等教學要素進行改革,最大限度地優化教與學過程,使課程的教學質量更上一級臺階,為后續課程的學習及繼續深造打下堅實的基礎。
參考文獻: