時間:2022-02-27 00:35:33
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電子設(shè)計自動化論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
論文摘要:介紹了電子設(shè)計自動化(EDA)實驗環(huán)境的建設(shè)與管理的經(jīng)驗,簡要分析了由此給教學(xué)產(chǎn)生的實際影響。
由于集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實驗室。EDA實驗環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過程中,始終對EDA的教學(xué)和實驗環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實驗)中心,旨在負責(zé)全校EDA實驗教學(xué),EDA項目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實驗環(huán)境,促進了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
1EDA實驗環(huán)境的建設(shè)
EDA(實驗)中心的建設(shè)起始于1998年初,學(xué)校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設(shè)和有關(guān)實驗項目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實驗環(huán)境。EDA的實驗環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時EDA的實驗環(huán)境也是一個窗口,代表了一個學(xué)校現(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計算中心或機房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實驗環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時代的特點,我們將中心80臺機器內(nèi)部互連,整個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計,能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進都經(jīng)過認真市場調(diào)查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產(chǎn)品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質(zhì)量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學(xué)贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國Altera公司通過其大學(xué)項目贈送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
(4)鼓勵師生開發(fā)EDA教學(xué)項目。我校EDA教學(xué)項目的開發(fā)進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產(chǎn)生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
中國-2EDA實驗環(huán)境的管理
我校的EDA實驗環(huán)境主要面向電子工程系和自動控制系學(xué)生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實驗提供方便。為了做好服務(wù)工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡(luò)授課,我們引進了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學(xué)服務(wù),我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過多次試驗,使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
(2)開放式的實驗環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進行現(xiàn)場指導(dǎo),學(xué)生可以自由地上機實習(xí)。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非???我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢,不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們曾請經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學(xué)EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本??粕脱芯可谶@里進行畢業(yè)設(shè)計和課題上機??偵蠙C時數(shù)已達4萬機時。
(2)EDA中心的構(gòu)建,推動了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實現(xiàn)代化的設(shè)計思想和設(shè)計方法,EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學(xué)生一起共同體驗前人創(chuàng)造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學(xué)生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學(xué)到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學(xué)生,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生已初步學(xué)會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學(xué),進入了EDA環(huán)境。這是一個學(xué)生主動學(xué)習(xí)的例子。通過這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力,反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4)EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場地,培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的老師利用EDA中心進行電子設(shè)計競賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】子信息類專業(yè);實踐教學(xué);教學(xué)改革
電子信息類專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程是對實踐性要求很嚴的課程,要求學(xué)生實踐動手能力強,以此來適應(yīng)相關(guān)崗位技能和創(chuàng)造性的需要,培養(yǎng)具備優(yōu)秀的實踐能力和創(chuàng)新精神的專業(yè)人才是高等教育院校的任務(wù)。而實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在于實踐教學(xué)環(huán)節(jié),因此實踐教學(xué)具有重要的教學(xué)地位,是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際,增強實踐和創(chuàng)新能力的重要教學(xué)方法。
一、實踐教學(xué)體系的改革
現(xiàn)階段,電子信息技術(shù)和計算機技術(shù)的高速發(fā)展對實踐教學(xué)提出了更高的要求,根據(jù)形勢和社會發(fā)展的要求,電子信息類專業(yè)實踐教學(xué)的創(chuàng)新與改革勢在必行,我們需要構(gòu)建一個新的實踐教學(xué)體系。堅持以社會需求為主要目標(biāo),以服務(wù)于社會為主導(dǎo)宗旨,將實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與理論教學(xué)環(huán)節(jié)合二為一,融為一個整體,運用創(chuàng)新的培訓(xùn)方式培訓(xùn)學(xué)生,以專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力為主線,培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、創(chuàng)新能力和理論聯(lián)系實際的能力,著重培訓(xùn)學(xué)生的基本技能能力和綜合實踐技能能力。為培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?、實際操作能力、獨立分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新思維能力和理論聯(lián)系實際的能力,建立科學(xué)合理的實踐教學(xué)體系,能充分發(fā)揮出實驗教學(xué)的優(yōu)勢,有利于提高教學(xué)的質(zhì)量有重要意義,同時有利于素質(zhì)教育的高度強化。
二、實踐教學(xué)內(nèi)容的改革
根據(jù)當(dāng)前形勢,對教學(xué)內(nèi)容重新整合,對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)重點加強,使實踐與理論密切結(jié)合。實踐教學(xué)是使學(xué)生深入理解和充分掌握理論知識,學(xué)習(xí)關(guān)于實驗基本理論和基本方法,是提高實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的實踐教學(xué)內(nèi)容是教師根據(jù)課程需要設(shè)定一些驗證性實驗,關(guān)于什么原理,學(xué)生很少做出分析。一些設(shè)計性的實驗,也是教師做出設(shè)計,學(xué)生用實驗來進行驗證。這樣的實踐教學(xué)方法導(dǎo)致學(xué)生的分析和解決問題的能力得不到提升。在實踐教學(xué)內(nèi)容的改革方式上主要包括實驗課教學(xué)和課程設(shè)計兩個方面。
(1)實驗課教學(xué)方面:增加實驗課教學(xué)的比重,把每門課程的實驗分為四個方面:由單一驗證性的實驗變?yōu)閺?fù)雜的基礎(chǔ)性實驗;要求學(xué)生獨立思考來完成的比較復(fù)雜的設(shè)計性實驗;學(xué)生獨自選題設(shè)計的綜合性實驗;學(xué)生操作能力的操作性實驗。這四個層次的實驗的內(nèi)容由淺至深,逐漸提升學(xué)生的實踐能力。基礎(chǔ)性實驗著重于加深學(xué)生對基本理論和知識的理解與掌握;設(shè)計性實驗著重于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力;綜合性實驗著重于使學(xué)生綜合運用本門課程的內(nèi)容,掌握多個重點和知識點;操作性實驗著重于使學(xué)生加強動手操作與實踐能力。通過四個層次的實驗,學(xué)生會努力提升自己的專業(yè)理論知識,綜合運用,完成實驗,做出優(yōu)秀合格的作品。
(2)課程設(shè)計:課程設(shè)計是十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié),它不僅能檢驗學(xué)生對理論知識的掌握程度,也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。其目的是讓學(xué)生能自動自發(fā)的學(xué)習(xí),牢記理論知識并做到自主創(chuàng)新。課程設(shè)計任務(wù)要有靈活性,使學(xué)生有較大的創(chuàng)造空間,有充分的創(chuàng)造機會。教師要多為引導(dǎo),在授課過程中,不時提出幾個實際問題,讓學(xué)生分組思考并進行討論,每組在統(tǒng)一后開始實施操作。這樣既能提高學(xué)生的積極性,又可以培養(yǎng)其思考問題的能力、理論運用能力和創(chuàng)新能力。
三、實踐教學(xué)方法的改革
電子設(shè)計自動化技術(shù)是現(xiàn)代電子工程中的一項新技術(shù),是一種基于計算機和信息技術(shù)之上的設(shè)計方法。它具有圖形直觀、仿真度高、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點。在實踐教學(xué)中可以將它運用到理論教學(xué)中,在教學(xué)過程中,彌補了傳統(tǒng)設(shè)計上的不足之處,增加了教學(xué)的趣味性,節(jié)省了教學(xué)時間,提高了有效率。電子設(shè)計自動化技術(shù)使學(xué)生接觸到現(xiàn)代工程技術(shù),運用計算機進行輔助分析設(shè)計,運用到實驗教學(xué)和理論教學(xué)中,提高了實踐教學(xué)的效果。工程實踐技術(shù)與基本理論的相互結(jié)合,數(shù)字解析方法與計算機輔助方法的相互結(jié)合,是現(xiàn)代教育技術(shù)中的一次重要飛躍。
四、電子設(shè)計競賽活動的改革
電子設(shè)計競賽是面向大學(xué)生的科技活動,既有理論設(shè)計又有實踐制作,目的是提高大學(xué)生理論知識和實踐動手能力。給學(xué)生一些電子產(chǎn)品電路的原理圖,對學(xué)生的要求標(biāo)準(zhǔn)提高,學(xué)生可以自主選題,看懂電路原理圖之后,選擇一個課題并給出其基本的設(shè)計原理,在教師的監(jiān)督下完成設(shè)計過程。這樣的活動不僅鞏固了學(xué)生對基本理論知識的理解,而且通過自己親手設(shè)計掌握了制作步驟和方法,提高了實戰(zhàn)技能。還可以在校內(nèi)建立電子科技小組,開展形式多樣的活動,讓學(xué)生利用課余活動時間進行技術(shù)創(chuàng)作,設(shè)計不同的研究課題,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情,學(xué)生可根據(jù)自己的興趣報名參加。積極的參加全國、全省的電子設(shè)計大賽,對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力有積極的作用。
五、總結(jié)
本文針對電子信息類專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的特點和存在的一些問題進行分析,提出一系列的改革措施和設(shè)想,在實際運用中起到良好的效果,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識,學(xué)生的綜合能力也有很大程度的提高。電子信息技術(shù)日新月異的發(fā)展,傳統(tǒng)的教學(xué)方式已不能適應(yīng)新形勢的發(fā)展與需要,我們必須要進行改革和創(chuàng)新,這是一項長期任務(wù),是需要長期改革和實踐的過程,需要長期的研究與探索。
參考文獻:
[1]吳文全. 徐建霖.電子技術(shù)實驗教學(xué)改革中的問題及對策[J].實驗室研究與探索,2005,24(4):68-70
[2]別其璋. 王向喬.電子技術(shù)系列課程實驗與實踐教學(xué)改革研究[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2004,21(5):516-518
[3]王汝言.電子設(shè)計類課程理論與實驗教學(xué)的改革與實踐. 2007年全國高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)教學(xué)協(xié)作會議論文集.2007;10:288
[4]史捷峰《.電子技術(shù)》課程教學(xué)探討.職業(yè)教育研究[J].2005;(3):102
論文摘要:介紹了電子設(shè)計自動化(EDA)實驗環(huán)境的建設(shè)與管理的經(jīng)驗,簡要分析了由此給教學(xué)產(chǎn)生的實際影響。
由于集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實驗室。EDA實驗環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過程中,始終對EDA的教學(xué)和實驗環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實驗)中心,旨在負責(zé)全校EDA實驗教學(xué),EDA項目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實驗環(huán)境,促進了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
1 EDA實驗環(huán)境的建設(shè)
EDA(實驗)中心的建設(shè)起始于1998年初,學(xué)校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium 166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設(shè)和有關(guān)實驗項目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實驗環(huán)境。EDA的實驗環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時EDA的實驗環(huán)境也是一個窗口,代表了一個學(xué)?,F(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計算中心或機房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實驗環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時代的特點,我們將中心80臺機器內(nèi)部互連,整個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計,能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12,工作站安裝了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進都經(jīng)過認真市場調(diào)查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產(chǎn)品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質(zhì)量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學(xué)贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國Altera公司通過其大學(xué)項目贈送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
(4)鼓勵師生開發(fā)EDA教學(xué)項目。我校EDA教學(xué)項目的開發(fā)進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產(chǎn)生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
2 EDA實驗環(huán)境的管理
我校的EDA實驗環(huán)境主要面向電子工程系和自動控制系學(xué)生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實驗提供方便。為了做好服務(wù)工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡(luò)授課,我們引進了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學(xué)服務(wù),我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過多次試驗,使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
(2)開放式的實驗環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進行現(xiàn)場指導(dǎo),學(xué)生可以自由地上機實習(xí)。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非??欤覀兝弥行呐c外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢,不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們曾請經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學(xué)EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3 效果分析
(1) EDA中心自投入使用以來,已為電類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本??粕脱芯可谶@里進行畢業(yè)設(shè)計和課題上機??偵蠙C時數(shù)已達4萬機時。
(2) EDA中心的構(gòu)建,推動了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實現(xiàn)代化的設(shè)計思想和設(shè)計方法,EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學(xué)生一起共同體驗前人創(chuàng)造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學(xué)生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學(xué)到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學(xué)生,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生已初步學(xué)會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學(xué),進入了EDA環(huán)境。這是一個學(xué)生主動學(xué)習(xí)的例子。通過這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力,反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4) EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場地,培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的老師利用EDA中心進行電子設(shè)計競賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:電子設(shè)計競賽;創(chuàng)新意識;實踐能力;團隊精神
為了全面提高高等教育質(zhì)量,大力提升人才培養(yǎng)水平,國家教委于2007年初正式啟動實施了“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”,提出了“實踐教學(xué)與人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新”等六個方面的建設(shè)內(nèi)容[1]。國家教委1993年提議在高等學(xué)校的相關(guān)專業(yè)中組織開展大學(xué)生電子設(shè)計競賽,豐富大學(xué)生的課外生活,提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)大學(xué)生的協(xié)作精神和理論聯(lián)系實際的能力。實踐證明,這種普及性的課外設(shè)計競賽,推動了我國高等學(xué)校大電類專業(yè)課程體系和課程內(nèi)容的改革,已成為我國高等教育改革和發(fā)展的輔助手段。通過電子設(shè)計競賽培養(yǎng)大學(xué)生針對實際問題進行工程設(shè)計與制作的能力,營造鼓勵獨立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境,使學(xué)生創(chuàng)新智慧競相迸發(fā)。
一、競賽促進教學(xué)改革的推進
《電子技術(shù)基礎(chǔ)》和《單片機原理與應(yīng)用》是本科電類、近電類專業(yè)的必修課程。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識,將電子設(shè)計大賽與課堂教學(xué)結(jié)合起來,將大賽作品融入到課堂教學(xué)中,活躍了課堂氛圍,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鞏固了學(xué)生對理論知識的理解和掌握。
1.電子競賽促進了理論教學(xué)改革的推進。由于電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得電子類專業(yè)課程內(nèi)容更新快,而教材建設(shè)往往落后于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,只有把最新的技術(shù)和成果充實到教學(xué)中,才能使學(xué)生掌握本領(lǐng)域內(nèi)的最新發(fā)展動態(tài)。在課程教學(xué)與實驗實踐中不斷將先進的技術(shù)、器件及時引入,如我們將傳統(tǒng)的分立元件教學(xué)內(nèi)容作為學(xué)生自學(xué)章節(jié),重點放在集成電路的應(yīng)用、電子設(shè)計自動化(EDA)等方面的教學(xué)內(nèi)容,這些內(nèi)容接近工程實際,有利于學(xué)生動手能力的培養(yǎng),并將Protel、Matlab、MAX-plus等軟件開發(fā)工具穿插于各門相關(guān)課程或?qū)嵺`環(huán)節(jié)的教學(xué)中。在理論授課時通過實用設(shè)計性電子電路的例子,加深學(xué)生對理論知識的理解和掌握。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)是一門理論性和實踐性都很強的課程,在課程講解時若及時給出與課程內(nèi)容緊密結(jié)合的實例,不但有助于學(xué)生深入掌握理論內(nèi)容,更有助于理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,比如講光敏器件的工作原理時,插入光控開關(guān)的實例,講三極管工作原理時插入三極管在壓力測量、遙控開關(guān)中的應(yīng)用電路,講功率放大器的工作原理時插入擴音器的實例等等。分析歷屆電子設(shè)計競賽試題,每屆一般是6~8道設(shè)計題,其知識面涵蓋了電子技術(shù)(模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù))、單片微型計算機、無線電技術(shù)、EDA、電力電子技術(shù)、FPGA等專業(yè)知識,而且設(shè)計指標(biāo)逐年提高,難度逐年加大,新技術(shù)、新器件不斷增多。我們針對不同的課程選取往年的競賽內(nèi)容作為教學(xué)案例,加深了對理論、概念的理解,增強了記憶,教學(xué)效果得到顯著提高。學(xué)生通過對“數(shù)字電子鐘”的設(shè)計,掌握了單片機的最小系統(tǒng)構(gòu)成,放大電路的調(diào)試,單片機軟件的編程等,達到全面提高學(xué)生理論知識和工程素養(yǎng)的目的。
2.電子競賽促進了實踐教學(xué)改革的推進[2]。理論教學(xué)和實驗教學(xué)是高等教育兩個不可缺少的組成部分,實驗教學(xué)不但能加深對理論教學(xué)的理解,而且對學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。但目前的實驗教學(xué)存在著諸多弊端,從實驗內(nèi)容上看,驗證性實驗過多,綜合性、設(shè)計性實驗偏少,先進的實驗項目更少,從實際操作上看,學(xué)生多、設(shè)備少,學(xué)生動手的時間不足,這樣的實驗教學(xué)模式嚴重削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐動手能力的提高。大學(xué)生電子設(shè)計競賽的舉行為電子技術(shù)實驗教學(xué)改革和實驗內(nèi)容的更新提供了千載難逢的良機。針對實驗教學(xué)存在的弊端,我們對實驗教學(xué)內(nèi)容進行改革,將實驗內(nèi)容由易到難分為三個層次:①基礎(chǔ)驗證性實驗。這部分實驗用來驗證課堂上所講授的基本理論和方法,其目的是讓學(xué)生理解基本電子器件的工作原理,其內(nèi)容包括實驗?zāi)康?、實驗電路、所用儀器設(shè)備、實驗內(nèi)容及步驟、思考題等。學(xué)生按照一定的流程完成驗證實驗之后,基本上具備調(diào)試和測量簡單電路的能力。②提高性實驗。這部分實驗是已知實驗電路和實驗內(nèi)容及要求,讓學(xué)生獨立完成實驗步驟及測試方法的擬定,實驗設(shè)備的選擇等。這部分實驗以簡單的應(yīng)用性、集成電路為主,使學(xué)生學(xué)會電子電路的測試方法。③綜合設(shè)計性實驗。這部分實驗是提出實驗題目、實驗內(nèi)容及要求,讓學(xué)生獨立完成電子電路設(shè)計、元器件選擇、電路的安裝和調(diào)試、擬定實驗步驟和測試方法等,課題組將歷屆電子競賽內(nèi)容作為綜合設(shè)計性實驗,取得了可喜的成績,以電子競賽的內(nèi)容為基本素材,設(shè)置了綜合型、設(shè)計型、創(chuàng)新型實驗。學(xué)生完成綜合設(shè)計型實驗后,基本上具有綜合應(yīng)用知識的能力以及解決實際問題的能力。
二、電子競賽提高了畢業(yè)設(shè)計的水平[3]
畢業(yè)設(shè)計是高等院校培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實際動手能力的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié),是學(xué)生綜合運用所學(xué)知識進行科學(xué)研究和工程設(shè)計的初步訓(xùn)練。由于學(xué)生數(shù)量多、指導(dǎo)教師少、畢業(yè)實習(xí)場地少,畢業(yè)設(shè)計(論文)的題目陳舊,學(xué)生能動性的發(fā)揮和獨立思考創(chuàng)新的空間受到限制。為此,將歷屆電子設(shè)計競賽中的創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容進行延伸,適當(dāng)增加內(nèi)容提高難度,使學(xué)生對自己構(gòu)思的作品進一步深化,獨立完成作品。在這一過程中,要求學(xué)生利用專業(yè)知識對原有方案進行分析論證,設(shè)計出改進方案。整個過程是以學(xué)生為主題,指導(dǎo)教師起到畫龍點睛的作用。經(jīng)過最近幾年的嘗試,收到了明顯的效果:①提高了學(xué)生畢業(yè)實習(xí)的興趣。結(jié)合競賽內(nèi)容安排畢業(yè)實習(xí),克服了指導(dǎo)教師指定題目,學(xué)生被動接受,發(fā)揮空間狹小的弊端;②畢業(yè)設(shè)計時間有了保證。學(xué)生在大三期間結(jié)束比賽后,即可提前進行畢業(yè)設(shè)計,將比賽內(nèi)容進行延伸,充足的時間是高質(zhì)量論文的必要條件;③學(xué)生得到了綜合鍛煉。學(xué)生在以往競賽的基礎(chǔ)上,將自己的作品繼續(xù)完善,不僅鞏固了理論知識,而且還利用了目前相關(guān)領(lǐng)域中先進的研究成果。
三、在科技競賽中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力
通過參加各類競賽及科技制作,對學(xué)生在綜合應(yīng)用知識、發(fā)揮個人潛能、提高分析問題和解決問題的能力等方面都起到了很好的促進作用,而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力和協(xié)作精神。課題組以此為目標(biāo),嘗試以競賽為實踐載體培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實踐方法,取得了良好的效果。①營造了創(chuàng)新的氛圍。堅持從新生入校起就接受科技創(chuàng)新良好氛圍的熏陶,通過大學(xué)生課外科技作品展示和經(jīng)驗交流來激發(fā)學(xué)生的熱情;通過介紹學(xué)院雄厚的師資力量和科研成果來激發(fā)學(xué)生的自信;通過“高科技與現(xiàn)代電子”系列科技講座來激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研動力,為學(xué)生創(chuàng)造了良好的創(chuàng)新氛圍。②搭建了創(chuàng)新平臺。依托學(xué)校學(xué)科和師資隊伍優(yōu)勢為科技競賽的實施提供支持。其次,依托學(xué)校廣闊的科研平臺為學(xué)生科技創(chuàng)新提供支持。再次,依托組織優(yōu)勢為學(xué)生科技創(chuàng)新提供支持。學(xué)校成立了大學(xué)生電子綜合創(chuàng)新活動室、課外科技活動室等,保證了學(xué)生科技創(chuàng)新活動健康、有效地開展。③將學(xué)生的創(chuàng)新活動與申請專利相結(jié)合,積極引導(dǎo)學(xué)生申請專利。目前,部分學(xué)生在課外科技活動中成績突出,將作品轉(zhuǎn)化為專利,部分專利已經(jīng)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。學(xué)生在這一過程中,體會到了科技帶來的樂趣。
大學(xué)生綜合能力的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個長期的過程,科技競賽的實施是這種能力培養(yǎng)與提高的有效途徑。實踐證明,將課程、競賽、實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、專利申請等有機融合有利于創(chuàng)新人才的脫穎而出,此外,配合電子設(shè)計課程的教學(xué)與電子競賽的開展,創(chuàng)建了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電子設(shè)計競賽網(wǎng)站,創(chuàng)辦了大學(xué)生“機電之光”大學(xué)生課外科技活動協(xié)會,形成了一定的輻射效果。
參考文獻:
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1采用模塊化合理設(shè)計現(xiàn)代電子技術(shù)課程體系
設(shè)計的模塊化現(xiàn)代電子技術(shù)課程體系框圖如圖1所示。該課程體系大致分為三大類模塊:基礎(chǔ)電子技術(shù)模塊、專業(yè)電子技術(shù)模塊和實踐模塊。其中基礎(chǔ)電子技術(shù)模塊包括:電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)?,F(xiàn)代電子技術(shù)模塊包括:微機原理/單片機、EDA技術(shù)。實踐模塊包括:電工電子技術(shù)實驗、基礎(chǔ)課程設(shè)計、專業(yè)課程設(shè)計、開放創(chuàng)新實驗室、學(xué)生科研與競賽和畢業(yè)設(shè)計。該課程體系的特色在于:強化實踐模塊,通過多種途徑,為學(xué)生創(chuàng)造電子技術(shù)實踐和提高的條件,強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,建立學(xué)生從基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)到社會就業(yè)的直接通道。
2完善現(xiàn)代電子技術(shù)精品課程建設(shè)
按照精品課程評估體系扎實推進課程體系建設(shè),具體包括:
2.1推進課程教學(xué)基礎(chǔ)建設(shè)和教學(xué)實踐平臺建設(shè)
完成課程教學(xué)大綱、教案、多媒體課件、教學(xué)參考書、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、課程建設(shè)與管理規(guī)劃、實踐教學(xué)設(shè)計、教學(xué)質(zhì)量控制控制等基礎(chǔ)性工作;并按照有關(guān)要求,建設(shè)了課程網(wǎng)站,優(yōu)化資源配置的教學(xué)模式。建成省級電子信息實驗教學(xué)示范中心1個、省級機電工程實驗教學(xué)中心1個、省級電工電子基礎(chǔ)實驗平臺1個,校級開放創(chuàng)新實驗室1個,建成6個校企聯(lián)合實驗室和多家校企合作實習(xí)基地,拓展了學(xué)生進行電子技術(shù)設(shè)計實踐平臺。
2.2推進課程教學(xué)內(nèi)容建設(shè) 突出知識的應(yīng)用性
按照“分立元件起步,集成電路落腳,突出技術(shù)應(yīng)用”來組織教學(xué),努力提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。根據(jù)電子技術(shù)的飛速發(fā)展的客觀實際,教學(xué)內(nèi)容以集成電路為重點,重外部特性,輕內(nèi)部結(jié)構(gòu);重實用電路,輕基本電路;重技術(shù)應(yīng)用,輕理論分析;把電子技術(shù)的新概念、新器件、新設(shè)備溶入課堂教學(xué)中去;突出技術(shù)性、應(yīng)用性,引入新技術(shù)、新器件,正確、妥善處理傳統(tǒng)內(nèi)容與新知識、新技術(shù)之間關(guān)系,對教材內(nèi)容的精選要遵循“少而精”的原則,教材水平應(yīng)保持與本學(xué)科發(fā)展相適應(yīng)的科學(xué)水平。
2.3形成“一體化,多層次”的教學(xué)體系
通過對傳統(tǒng)的電子技術(shù)實驗課進行優(yōu)化、整合,分階段開設(shè)基礎(chǔ)板塊、提供板塊、拓展板塊3組系列,并增加“創(chuàng)新實驗”和“開放實驗”,既體現(xiàn)不同層次的差異,又形成一個有機整體,突出了“基礎(chǔ)、提高、綜合、創(chuàng)新”的特點。將原有以電子技術(shù)理論課程教學(xué)為主體,變?yōu)槔碚摻虒W(xué)與實驗教學(xué)并舉,驗證性、應(yīng)用性訓(xùn)練與創(chuàng)新性訓(xùn)練并舉,從原來被細化的按專業(yè)方向培養(yǎng)學(xué)生,變?yōu)榘匆患墝W(xué)科特點培養(yǎng)人才。
3創(chuàng)新教學(xué)方法 更新教學(xué)手段
利用現(xiàn)代化教育手段,設(shè)計多媒體課件,開展課堂演示實驗教學(xué),創(chuàng)新教學(xué)方式。通過應(yīng)用EWB,MATLAB和Multism軟件,制作了電路原理、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)演示實驗軟件,并課程教學(xué)中新增了演示實驗環(huán)節(jié),使抽象的理論變得形象,加深了學(xué)生對知識點的理解,增強學(xué)生對實際應(yīng)用知識點的感知力。通過引人電子設(shè)計自動化工具軟件,形成“電子仿真工作平臺”,對現(xiàn)成的組合邏輯器件及時序邏輯電路進行功能驗證,提供簡便快捷、準(zhǔn)確有效的實驗手段,可以豐富教學(xué)內(nèi)容,更新課程的教學(xué)思路,提高課程的實踐性與應(yīng)用性。另一方面,也可以借助計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,將數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)資料(例如:課件、講義、教案、輔助教學(xué)材料、試卷等)上網(wǎng),使其成為共享的資源,能促進數(shù)字電子技術(shù)課程的交流和改革。模擬仿真突破了教學(xué)難點,具有化繁為簡、化難為易、化抽象為具體的功能。
4以開放創(chuàng)新實驗室為平臺 加強第二課堂實驗基地建設(shè)和指導(dǎo)
4.1建立開放創(chuàng)新實驗室和校企聯(lián)合實驗室
為學(xué)生搭建良好的電子技術(shù)實踐和創(chuàng)新平臺學(xué)生通過項目申請,進入開放創(chuàng)新實驗室;實驗室則為學(xué)生提供電子技術(shù)實踐場所、儀器設(shè)備、元件耗材,并由相關(guān)的老師負責(zé)指導(dǎo)。具體做法是:首先,每學(xué)期開學(xué)初,學(xué)生向?qū)嶒炇姨岢錾暾?;其次,?jīng)指導(dǎo)老師審核、實驗室管理老師批準(zhǔn),申請獲得通過后的學(xué)生將進入創(chuàng)新室,借用儀器設(shè)備(如:計算機、示波器、直流電源、信號發(fā)生器)搭建自己的實驗平臺;學(xué)生可以根據(jù)自己電子系統(tǒng)設(shè)計的需要,使用實驗室中的電子設(shè)計設(shè)備,如打印機、轉(zhuǎn)印機、銅板腐蝕劑、鉆臺等公共設(shè)備,并申請常用的電子元器件。同時,常年有課題組教師負責(zé)創(chuàng)新實驗室學(xué)生的輔導(dǎo)。在學(xué)生座位的安排上,將高年級的學(xué)生和低年級的學(xué)生進行穿插安排,充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性,讓高年級的學(xué)生起到良好的傳幫帶的作用。創(chuàng)新實驗室為學(xué)生提供了一個良好的實踐平臺,極大地提高了學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力。
4.2利用每年暑假時間 進行大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)
以全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽為切入點,舉辦電子設(shè)計培訓(xùn)。培訓(xùn)的重點放在實踐能力提高上,注重實踐訓(xùn)練,彌補理論教學(xué)上的不足。根據(jù)競賽征題要求及歷年競賽試題,培訓(xùn)內(nèi)容采用基礎(chǔ)平臺+模塊化訓(xùn)練。其中基礎(chǔ)平臺主要內(nèi)容包括:傳感器、放大器、振蕩器、運算放大器、調(diào)制與解調(diào)、數(shù)字電路、單片機小系統(tǒng)。模塊化訓(xùn)練主要內(nèi)容是歷屆競賽試題和本年度的模擬試題,具體類型有電源、信號源、無線電、儀器、數(shù)據(jù)采集與控制類。實踐證明,這種培訓(xùn)模式是行之有效的,能迅速提高大學(xué)生的動手能力,培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和協(xié)作精神。
5加強學(xué)生科研引導(dǎo)和畢業(yè)設(shè)計建設(shè) 提高創(chuàng)新能力
5.1引導(dǎo)學(xué)生申報各類科研項目
鼓勵學(xué)生申報校團委科研項目、省級和校級大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目,并為學(xué)生項目立項和項目實施提供指導(dǎo)。
5.2加強學(xué)生科研引導(dǎo)和畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)
以畢業(yè)設(shè)計形式或課程設(shè)計形式,引導(dǎo)高年級學(xué)生參與電子技術(shù)類產(chǎn)學(xué)研項目,鍛煉學(xué)生解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生通過獨立完成課題的設(shè)計、制作、調(diào)試和實驗分析,鍛煉分析問題和解決實際問題的能力,促進創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和工程實踐能力的培養(yǎng)調(diào),提升適應(yīng)未來工作的自信心。近年來,有多名大學(xué)生通過參與教師與企業(yè)間的項目合作,得到了良好的鍛煉,畢業(yè)后直接到企業(yè)就業(yè),成為技術(shù)骨干。
6改革成效
6.1電子技術(shù)類課程教學(xué)質(zhì)量顯著提高
改革后的電子技術(shù)課程在授課內(nèi)容、教學(xué)方法上都有了明顯的進步,課堂互動性增加,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了。項目實施以來,電子技術(shù)相關(guān)的課程授課效果良好,在期末測評中獲得同學(xué)們的好評,有多位教師獲得省級、校級教學(xué)名師稱號。
6.2學(xué)生電子技術(shù)實踐和創(chuàng)新能力顯著提高
各類科技創(chuàng)新活動取得佳績項目組依托開放創(chuàng)新實驗室,通過暑期的大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn),每年完成約100人次的電子技術(shù)設(shè)計培訓(xùn);每學(xué)期指導(dǎo)進入開放創(chuàng)新實驗室和校企聯(lián)合實驗室的學(xué)生約60人,四年來累計指導(dǎo)學(xué)生約400人次;指導(dǎo)的大學(xué)省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗項目、校級創(chuàng)新實驗項和團委科研立項目60多項;四年來,本項目組成員指導(dǎo)大學(xué)參加了全國、全省大學(xué)生電子設(shè)計競賽,獲得各類獎項32項,其中一等獎6項、二等獎11項、三等獎15項;指導(dǎo)的學(xué)生分別獲得2009、2011和2013年福建省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二、三等獎。
6.3學(xué)生畢業(yè)設(shè)計課題完成質(zhì)量顯著提高
通過現(xiàn)代電子技術(shù)課程體系改革,學(xué)生對新技術(shù)的掌握和實踐動手能力都應(yīng)該比以前有所提高,這部分學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中就可以做一些難度較大、有實用意義的課題。四年來,指導(dǎo)約200名大學(xué)生開展與電子技術(shù)相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計,取得良好成績,近30位同學(xué)獲得校級優(yōu)秀畢業(yè)論文。
6.4獲得社會的廣泛關(guān)注和用人單位的好評
幾年來,以開放創(chuàng)新實驗室和校企聯(lián)合實驗室為平臺的現(xiàn)代電子技術(shù)課程體系,培養(yǎng)了一大批實踐能力強、創(chuàng)新意識強、具有團結(jié)協(xié)作精神的大學(xué)生,這些學(xué)生畢業(yè)后能勝任與電子技術(shù)相關(guān)的技術(shù)工作,成為公司的技術(shù)骨干,獲得用人單位的好評。
7結(jié)束語
論文摘要:本文從高職教育的特點出發(fā),闡述了傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在的缺陷,引出如何讓高職院校的學(xué)生能夠通過實踐的方法掌握電子專業(yè)基礎(chǔ)課中必備的一些抽象的理論知識的問題。列舉了幾種常用的EDA軟件(protel、NI Multisim 10、MAX plusII等)的功能、特點、適用范圍,最后,通過具體的應(yīng)用實例提出高職教育中EDA教學(xué)與電子專業(yè)基礎(chǔ)課的相互滲透的方法,使得二者有機結(jié)合,達到更好的教學(xué)效果。
引言
職業(yè)技術(shù)學(xué)院以培養(yǎng)適應(yīng)社會各層面需求的、與時代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才為根本任務(wù)。一貫以來培養(yǎng)目標(biāo)是以專業(yè)技術(shù)知識為基礎(chǔ),以實踐為核心,注重理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。讓學(xué)生掌握一門扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和技能,使學(xué)生有較強的知識轉(zhuǎn)化能力。
1.傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)存在的主要問題
電子類職業(yè)學(xué)校的專業(yè)課都開設(shè)了專業(yè)基礎(chǔ)課,這些專業(yè)基礎(chǔ)課涉及的知識面廣,基本概念、基本原理、分析方法多,因此學(xué)生在學(xué)習(xí)中,總是覺得很吃力,學(xué)完之后,又不知道如何運用知識。問題的癥結(jié)是學(xué)生剛剛接觸專業(yè)的知識,沒有基礎(chǔ),而且傳統(tǒng)的教學(xué)用單一的方法從理論上闡述,學(xué)生學(xué)起來感到抽象,難以理解和掌握,所以學(xué)生難以學(xué)好專業(yè)課。但專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)好后,對學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。高等職業(yè)院校的電子專業(yè)基礎(chǔ)理論課具有入門難、邏輯思維能力要求高的特點,比如《電工技術(shù)基礎(chǔ)》的公式多、定理多、計算量大,《電子技術(shù)基礎(chǔ)》概念多,單元電路分析計算難,電子專業(yè)基礎(chǔ)課理論性,實踐性強,與學(xué)生在高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識聯(lián)系不多,每次課的新知識多,信息量大,抽象且枯燥無味,往往學(xué)生進入專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)都會感到難以適應(yīng),久而久之導(dǎo)致惡性循環(huán),以至于失去學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣和信心。
2.傳統(tǒng)的EDA課程教學(xué)存在的主要問題
隨著EDA技術(shù)的普及,職業(yè)技術(shù)學(xué)院也相繼開設(shè)了相關(guān)的課程比如《EDA電子設(shè)計自動化》,《Protel電路設(shè)計》,《可編程控制技術(shù)》等,涉及的主要軟件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件,虛擬電子與電工儀器和儀表,實現(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim 10是一個原理電路設(shè)計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。
NI Multisim 10的元器件庫提供數(shù)千種電路元器件供實驗選用,同時也可以新建或擴充已有的元器件庫,而且建庫所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊中查到,因此也很方便的在工程設(shè)計中使用。PROTEL是PORTEL公司(后更名為Altium)推出的EDA軟件,是電子設(shè)計者的首選軟件,在電子行業(yè)的CAD軟件中,它當(dāng)之無愧地排在眾多EDA軟件的前面,是個完整的板級全方位電子設(shè)計系統(tǒng),它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印制電路板設(shè)計(包含印制電路板自動布線)、可編程邏輯器件設(shè)計、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server(客戶/服務(wù)器)體系結(jié)構(gòu),同時還兼容一些其它設(shè)計軟件的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL等,其多層印制線路板的自動布線可實現(xiàn)高密度PCB的100%布通率,它較早就在國內(nèi)開始使用,在國內(nèi)的普及率也最高,幾乎所有的電子公司都要用到它,許多大公司在招聘電子設(shè)計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL。轉(zhuǎn)貼于 Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開發(fā)集成環(huán)境,Max+plusⅡ界面友好,使用便捷,在Max+plusⅡ上可以完成設(shè)計輸入、元件適配、時序仿真和功能仿真、編程下載整個流程,它提供了一種與結(jié)構(gòu)無關(guān)的設(shè)計環(huán)境,是設(shè)計者能方便地進行設(shè)計輸入、快速處理和器件編程。但是,一般這些課程會被安排在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)完畢以后,在第三或第四學(xué)期,學(xué)生在學(xué)習(xí)到這些仿真軟件時往往已經(jīng)忘卻了許多重要的基本知識。除此以外,傳統(tǒng)的教學(xué)方法在EDA應(yīng)用軟件的教學(xué)中只注重命令的介紹,或者說強調(diào)命令的操作步驟,而不重視命令以外的東西。由于教師本身的學(xué)業(yè)水平及其素質(zhì)問題,功能性教學(xué)方法被廣泛采用。采用這種方法學(xué)生不可能在教學(xué)規(guī)定的時間內(nèi)宏觀地、整體地去把握事物的內(nèi)涵,所學(xué)的知識缺乏連貫性,獨立操作軟件的水平不高,只能簡單模仿和死記硬背。同時該方法往往是以教師為中心,課堂上教師講得多,學(xué)生參與少,不能適應(yīng)培養(yǎng)高技能人才的需要。
3.改革的主要思路
傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在明顯的缺陷。在具體實施過程中教師應(yīng)積極參加教研教改項目,以教改促進課程教學(xué)整體質(zhì)量的提高。比如,在專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)中不能照搬傳統(tǒng)的一套教學(xué)方法,從數(shù)學(xué)推導(dǎo)或理論分析來得到相關(guān)的結(jié)論。一方面,應(yīng)該借助電子仿真軟件EDA開展教學(xué),直觀的形象顯示有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析問題的能力,有助于教學(xué)重點和難點的講解,可培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)動機。另一方面結(jié)合其它課程設(shè)計的方法來提高EDA軟件的使用,如《電路基礎(chǔ)》、《數(shù)字電路》、《模擬電路》、《高頻電子線路》等課程的設(shè)計以前都是手工完成設(shè)計部分的工作,現(xiàn)在都安排在EDA技術(shù)中心利用EDA軟件來完成。通過大量實際訓(xùn)練,使學(xué)生掌握EDA在本專業(yè)各項設(shè)計與電路制作中的應(yīng)用。在接觸各種實際的和模擬的設(shè)計電路課題的過程中,提高分析、解決問題的能力。最后,推廣職業(yè)認證考試高職教育應(yīng)該依照國家職業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)及對學(xué)生就業(yè)有實際幫助的相關(guān)職業(yè)證書的要求,
調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和課程體系,把職業(yè)資格證書涉及的相關(guān)課程納入教學(xué)計劃之中,將證書考試大綱與專業(yè)教學(xué)大綱相銜接,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,強化學(xué)生技能訓(xùn)練,使學(xué)生在獲得學(xué)歷證書的同時,順利獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書,增強學(xué)生就業(yè)競爭能力。通過比賽提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促進課程改革建設(shè)的深入。
結(jié)束語
實踐證明,職業(yè)技術(shù)學(xué)院的專業(yè)基礎(chǔ)課程和EDA教學(xué)方式的改革是勢在必行的,只有通過改革才能把這兩門課程教學(xué)實施得更好,才能達到高職高專院校培養(yǎng)適應(yīng)社會各層面需求的、與時代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才的目標(biāo)。當(dāng)然,筆者提出的把兩種課程糅合在一起貫穿執(zhí)行的教學(xué)方式還不夠細致和完善,這當(dāng)中還存在很多方面的問題需要在以后的教學(xué)環(huán)節(jié)去檢驗和解決。
參考文獻
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關(guān)鍵詞: 電子專業(yè) 單片機產(chǎn)品設(shè)計 教學(xué)改革
電子專業(yè)學(xué)生主要從事以下三類崗位工作:核心崗位(電子產(chǎn)品裝配工、電子產(chǎn)品調(diào)試工)、從屬崗位(電子產(chǎn)品檢修員、電子技術(shù)員)、拓展崗位(電子技術(shù)工程師、產(chǎn)品生產(chǎn)管理員)。對于核心崗位的需求量最大,但相對比例會有所下降,對知識與能力的要求會有所提高;從屬崗位和拓展崗位的人才需求量呈上升趨勢,需求緊迫。單片機技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計這門課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生成為在智能控制系統(tǒng)檢測維修與設(shè)計方面的專門人才,直接反映從屬崗位和拓展崗位的工作要求,具有鮮明的職業(yè)性與實踐性。通過本課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生典型的智能控制系統(tǒng)調(diào)試與設(shè)計的能力。
傳統(tǒng)教學(xué)以教師講授為主,學(xué)生只能被動接受。在實訓(xùn)課中傳統(tǒng)教學(xué)方法已不能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,無法使學(xué)生更好地提高操作技能,使實訓(xùn)課逐漸變得枯燥無味。參照單片機產(chǎn)品設(shè)計工作過程和工作情境,進行課程教學(xué)改革。
1.課程改革思路
根據(jù)高職教育數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo),遵循以“就業(yè)為導(dǎo)向,能力為本位”的職教理念設(shè)計。本課程從職業(yè)成長過程,按照從易到難、由淺入深的認知規(guī)律,確定合適的載體,運用教學(xué)論、方法論方式分析處理后,參照企業(yè)中單片機產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計工作過程和工作情境,進行選材。
2.學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)
通過調(diào)研,針對智能控制系統(tǒng)檢測維修與設(shè)計行動領(lǐng)域下的單片機技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)領(lǐng)域需要具備以下能力:
(1)專業(yè)能力
①讀懂單片機電路圖紙的能力;②掌握單片機工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能力;③具備相應(yīng)的單片機硬件線路的調(diào)試能力;④具備能看懂單片機程序流程圖的能力;⑤具有基本的單片機編程的能力;⑥具備單片機軟硬件安裝和聯(lián)調(diào)的能力;⑦具備單片機產(chǎn)品開發(fā)的基本流程和工藝的能力。
(2)方法能力
①資料收集整理能力;②制訂、實施工作計劃的能力;③單片機應(yīng)用系統(tǒng)綜合應(yīng)用設(shè)計能力;④單片機應(yīng)用系統(tǒng)故障的檢查分析能力;⑤理論知識的綜合運用能力。
(3)社會能力
①語言表達能力、溝通協(xié)調(diào)能力;②團隊組織能力;③班組管理能力、責(zé)任心與職業(yè)道德;④安全與自我保護能力。
為了實現(xiàn)上述能力,在此將課程劃分為:循環(huán)彩燈的設(shè)計制作(22課時)、交通控制燈的設(shè)計制作(30課時)、數(shù)字電子鐘的設(shè)計制作(40課時)、溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計制作(40課時)四個學(xué)習(xí)情境。其中,此四個學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)是根據(jù)單片機應(yīng)用電子產(chǎn)品的設(shè)計由簡到難的過程確定的。
3.學(xué)習(xí)情境教學(xué)實施
以子情境循環(huán)彩燈的設(shè)計制作為例,進行教學(xué)實施。
(1)教學(xué)背景
教學(xué)目標(biāo):能夠讀懂單片機I/O口控制電路原理圖,能夠掌握單片機I/O口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,能夠選用單片機I/O口作外部硬件電路的設(shè)計,能夠編制簡單的程序?qū)崿F(xiàn)單片機I/O口對外部電路的控制,能夠熟悉單片機系統(tǒng)硬件電路的組成及控制原理,能夠掌握基本的單片機軟硬件調(diào)試能力,能夠正確使用測量相關(guān)的儀器儀表,具備勞動組織能力、具備團隊協(xié)作能力、具備安全操作規(guī)范的意識。
學(xué)生應(yīng)具備的知識:單片機的整體認識、基本電子電路圖整體認識、I/O的整體認識、計算機使用能力、簡單硬件電路調(diào)試能力、電子儀器設(shè)備檢測及規(guī)范操作能力。
具體任務(wù):使用相關(guān)電子儀器儀表對電路參量進行測量、掌握電路故障排除方法及處理思路、掌握應(yīng)用環(huán)節(jié)、確定方案、制定實施步驟、開發(fā)工具的使用。
準(zhǔn)備文件:任務(wù)書、引導(dǎo)文、指導(dǎo)作業(yè)文件、演示視頻文件、單片機I/O口作外部控制電路相關(guān)文件、檢查單、評價表。
本任務(wù)旨在在該學(xué)習(xí)領(lǐng)域培養(yǎng)學(xué)生團隊合作能力、溝通能力、檢修組織實施能力等;教師需合理引導(dǎo)學(xué)生完成小組討論,確定單片機I/O口控制硬件電路的設(shè)計及軟件編程的方案。
(2)教學(xué)組織形式
①針對循環(huán)彩燈的控制功能要求,學(xué)生設(shè)計相應(yīng)的功能接口電路,編制出程序及完成產(chǎn)品的調(diào)試。
②學(xué)生獨立工作和合作學(xué)習(xí)相結(jié)合,通過小組討論、和教師談話培養(yǎng)交流能力。
(3)具體實施
①資訊:(2學(xué)時)
下發(fā)任務(wù)書,描述項目學(xué)習(xí)目標(biāo),交代項目任務(wù),發(fā)放相關(guān)學(xué)習(xí)資料,最后回答學(xué)生的提問。
②計劃(4學(xué)時)
學(xué)生自愿組織工作小組,推選班組長,以小組為單位,確認工作任務(wù),分解任務(wù),制訂工作計劃,教師對學(xué)生方案進行檢查、指導(dǎo)。
③決策(2學(xué)時)
確定掌握單片機I/O口基礎(chǔ)知識需要的資源及學(xué)習(xí)步驟,確定控制電路的設(shè)計與編程的學(xué)習(xí)步驟,確定任務(wù)完成的展示方式。
④實施(10學(xué)時)
第一,單片機I/O口的控制電路設(shè)計。小組成員分工收集資料,掌握單片機I/O口的結(jié)構(gòu)及工作原理,最后進行資料匯總,小組討論、教師指導(dǎo)下確定方案,完成I/O電路設(shè)計。
第二,程序的編制。根據(jù)所設(shè)計的I/O接口電路及控制要求,在小組討論、教師指導(dǎo)下確定方案,畫出程序流程圖,最后學(xué)生自己完成具體程序。
第三,軟硬件的調(diào)試。燒入程序,對設(shè)計的系統(tǒng)進行軟硬件調(diào)試,在調(diào)試過程中,記錄好調(diào)試出現(xiàn)的問題,并歸納總結(jié)經(jīng)驗。
教師應(yīng)合理安排時間,即使有個別小組在規(guī)定時間中沒有完成任務(wù)也必須停止,并要求該小組對未完成任務(wù)的原因進行詳細分析。教師應(yīng)安排課余時間讓未完成的小組完成項目的制作。如果大多數(shù)小組均未完成,教師應(yīng)根據(jù)實際情況查找原因,是否項目設(shè)置過難、是否學(xué)生還沒有掌握本次課的內(nèi)容,在以后的課程中做出相應(yīng)的調(diào)整。
⑤檢查及實施(4學(xué)時)
根據(jù)設(shè)計產(chǎn)品的功能及具體過程,教師及小組互檢評分。同時每人撰寫產(chǎn)品說明書,根據(jù)個人在小組活動中的表現(xiàn)進行小組互評。
選小組代表按照任務(wù)書的要求,在全班介紹工作過程,改進提高并總結(jié)系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試經(jīng)驗,結(jié)合班級所有方案,優(yōu)化小組方案。
4.結(jié)語
采用工作過程系統(tǒng)化的《單片機技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》課程,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與主動性、積極性,收到了良好的教學(xué)效果。通過對企業(yè)的用人調(diào)查,學(xué)生產(chǎn)品的調(diào)試與系統(tǒng)設(shè)計能力很強,不需再進行專業(yè)培訓(xùn)。今后還將對工作過程系統(tǒng)化的課程改革進行進一步完善,提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的工程實踐能力。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:電子電路仿真;研究案例;任務(wù)驅(qū)動
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-4329(2016)02-127-04
隨著電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展,電子電路仿真已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計與分析的重要手段和環(huán)節(jié),電子電路仿真技術(shù)已成為電氣電子工程師必備的專業(yè)技術(shù)與技能,電子電路仿真教學(xué)已成為電子信息類專業(yè)電子電路課程教學(xué)的重要組成部分[1-4]。然而,當(dāng)前的電子電路仿真教學(xué)多局限于對電子電路理論的驗證,及對電子電路實驗的預(yù)演,仿真案例一般針對于某門課程某些具體知識點,缺乏綜合性、工程性及創(chuàng)新性,從而難以培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新意識。教學(xué)和科研是高校教師必須承擔(dān)的兩大任務(wù),二者之間復(fù)雜的非線性關(guān)系頗受學(xué)界爭論,然而“以研助教、研教相長”的觀點得到了廣大一線教師的認可[5,6]?!耙匝兄獭钡慕虒W(xué)探索與實踐表明:科研設(shè)施運用于教學(xué)可以提升教學(xué)條件;科研成果滲透于教學(xué)可以豐富教學(xué)內(nèi)容;科研方法貫穿于教學(xué)可以革新教學(xué)方法。將研究案例應(yīng)用于教學(xué),是“以研助教”的重要途徑之一,能有效提高教師的專業(yè)涵養(yǎng)和教學(xué)水平,提高學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新意識[7,8]。因此,為提高學(xué)生解決復(fù)雜電子系統(tǒng)分析與設(shè)計問題的能力,在電子電路仿真教學(xué)中有必要引入一些教師所熟知的研究案例。本文將以非線性電路與系統(tǒng)研究為例,探討基于研究案例的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法在電子電路仿真教學(xué)中的應(yīng)用。
1基于研究案例的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法的實施路徑
研究案例一般具有綜合性、探索性,對學(xué)生而言具有較大難度,研究案例的實施與完成需要學(xué)生遵循科研思維和方法、主動探究、分工協(xié)作,傳統(tǒng)的以知識傳授為主的教學(xué)方法并不能有效達成教學(xué)目標(biāo),而基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法恰能滿足要求。因此,我們提出基于研究案例的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法,即以教師所熟知的研究案例作為學(xué)習(xí)任務(wù),在“教、學(xué)、做”一體化開放式教學(xué)環(huán)境中,按照圖1所示的路徑與流程組織教學(xué)。具體而言,教師作為研究案例的研究者、教學(xué)任務(wù)的者、教學(xué)過程的引導(dǎo)者、教學(xué)評價的組織者,主要負責(zé)研究案例的精選、任務(wù)的布置、學(xué)生活動的啟發(fā)誘導(dǎo)、任務(wù)的組織評價及總結(jié)反饋;學(xué)生作為任務(wù)實現(xiàn)的主體、任務(wù)執(zhí)行的探究者、任務(wù)評價的參與者,主要完成任務(wù)的分解與分工、資源與方法的探究、模型的建立與仿真、成果的展示與評價。
1.1任務(wù)的實施環(huán)境
基于研究案例的電子電路仿真“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué),需要在“教、學(xué)、做”一體化開放式教學(xué)環(huán)境中進行。“一體化”指的是教學(xué)環(huán)境集多媒體教學(xué)、電子仿真等多功能于一體,既要滿足教師的“教”與“導(dǎo)”,更要滿足學(xué)生的“學(xué)”與“做”。“開放式”有兩層含義:其一,網(wǎng)絡(luò)資源的開放性,即學(xué)生應(yīng)能方便快捷地搜集、使用網(wǎng)絡(luò)資源,以實現(xiàn)資源建構(gòu);其二,師生、生生之間交互的開放性,即學(xué)生在分組探究學(xué)習(xí)、執(zhí)行任務(wù)過程中,小組成員間深入交流、分工協(xié)作,小組成果展示與交流面向全體學(xué)生,整個過程中師生交流無障礙,從而確保任務(wù)完成的可行性及任務(wù)評價的客觀性。
1.2任務(wù)的設(shè)置
精選研究案例,科學(xué)設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)是基于研究案例的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法實施的前提。研究案例的選取應(yīng)遵循針對性、拓展性、可行性等原則。“針對性”指所選研究案例應(yīng)符合電子電路仿真教學(xué)目標(biāo)要求,與教學(xué)內(nèi)容具有一定的關(guān)聯(lián)性,比如在信號運算電路教學(xué)時,引入非線性系統(tǒng)電路仿真研究案例,考察學(xué)生綜合運用比例、加減、積分、乘法等多種運算電路解決問題的能力?!巴卣剐浴敝杆x研究案例是對現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容的拓展,具有一定的探索性,比如在學(xué)習(xí)電阻、電容、電感三種基本電路元件的基礎(chǔ)上,引入新型電路元件憶阻器的研究案例,通過仿真分析其性能及應(yīng)用。“可行性”指所選案例屬于教師的研究方向,難度適中,學(xué)生通過分組探究式學(xué)習(xí)、分工協(xié)作、教師引導(dǎo)可以完成任務(wù),比如在開關(guān)電源的教學(xué)中,引入DC-DC硬開關(guān)變換器的非線性研究案例較為合適,而軟開關(guān)變換器的非線性研究對本科生而言難度過大。以研究案例作為學(xué)習(xí)任務(wù),教師在任務(wù)時,應(yīng)交代案例的研究背景,明確任務(wù)要求。
1.3任務(wù)的執(zhí)行
任務(wù)的執(zhí)行過程,是學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)、建模仿真的過程,教師不直接參與任務(wù),僅充當(dāng)激勵者、引導(dǎo)者的角色,協(xié)助學(xué)生進行資源構(gòu)建、方法構(gòu)建。學(xué)生在領(lǐng)受任務(wù)后,應(yīng)進行分組討論,確定任務(wù)實施方案,劃分子任務(wù),明確人員分工,各小組成員應(yīng)充分發(fā)揮自身學(xué)習(xí)積極性和主動性,分工協(xié)作,共同完成電子電路的建模、仿真分析、報告撰寫、成果展示等任務(wù)。
1.4任務(wù)的評價
任務(wù)評價堅持教師評價與學(xué)生評價相結(jié)合、過程評價與結(jié)果評價相統(tǒng)一的原則。根據(jù)各小組成果的展示、匯報、答辯情況,學(xué)生在小組活動中的表現(xiàn)及發(fā)揮的作用,綜合教師評價、學(xué)生自評、小組內(nèi)成員互評、小組間互評等多種形式,對每個學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、專業(yè)水平、實踐技能、協(xié)作意識、科研素養(yǎng)、創(chuàng)新思維等進行全方位的考核與評價。
2基于研究案例的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法的教學(xué)實踐
為了拓寬學(xué)生視野,使學(xué)生認識開關(guān)電源中可能存在的分諧波、混沌現(xiàn)象,了解電路參數(shù)對電源性能的影響,在直流穩(wěn)壓電源仿真教學(xué)中引入開關(guān)變換器非線性動力學(xué)仿真研究案例,并以圖2所示電壓模式Buck變換器非線性仿真分析作為任務(wù),要求學(xué)生為其建立Multisim仿真模型(如圖3),并仿真得到不同輸入電壓Vin情況下變換器的動力學(xué)行為(如圖4)。相關(guān)電路參數(shù)為:L=20mH,C=47μF,R=22Ω,T=0.4ms,Vref=11.3V,A=8.4,Vramp=VL+(VU-VL)(t/Tmod1),VL=3.8V,VU=8.2V[9]。圖2電壓模式Buck變換器原理圖圖3電壓模式Buck變換器的Multisim仿真模型教師在布置任務(wù)時,向?qū)W生簡要介紹變換器非線性研究的意義、內(nèi)容、方法、成果等,激發(fā)學(xué)生自主完成任務(wù)的動機和興趣,協(xié)助學(xué)生實現(xiàn)知識構(gòu)建與資源構(gòu)建。學(xué)生接到任務(wù)后,以小組為單位進行討論,將任務(wù)分解為熟悉原理、建立模型、仿真分析、總結(jié)報告等多個階段,其中建立模型涉及到電路元件選擇及參數(shù)設(shè)置、斜坡信號的產(chǎn)生、加減運算及比較運算電路的實現(xiàn)、電壓電流信號的采集與檢測等,并在此基礎(chǔ)上進行任務(wù)分工,各小組成員分別完成各自子任務(wù),最終實現(xiàn)變換器模型的建立及仿真分析。任務(wù)完成后,以小組為單位進行成果展示、匯報和答辯,師生共同完成對每個小組每個學(xué)生的考核評價。教師對任務(wù)完成情況及學(xué)生表現(xiàn)進行總結(jié)、點評,并對研究案例進一步拓展,引導(dǎo)部分學(xué)生在課外進一步探索開關(guān)變換器中非線性動力學(xué)行為的控制與應(yīng)用問題。
3結(jié)論
在電子電路仿真教學(xué)中實施基于研究案例的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法,以案例選取、任務(wù)設(shè)置為前提,以學(xué)生自主探究、協(xié)作完成任務(wù)為根本,以多元綜合評價、“教、學(xué)、做”一體化開放式教學(xué)環(huán)境為保障,有效激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的動機與興趣,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和成就感,開拓了學(xué)生的科學(xué)視野,提升了學(xué)生綜合實踐能力,增強了學(xué)生的創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作意識。部分學(xué)生以此為基礎(chǔ),成功獲批國家級、省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目多項;參加相關(guān)專業(yè)競賽,并獲國家級、省級獎項20余項;撰寫畢業(yè)論文,獲安徽省計算機學(xué)會、阜陽師范學(xué)院優(yōu)秀本科畢業(yè)論文10余篇。
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關(guān)鍵詞:多媒體;電子技術(shù);課堂教學(xué);仿真
中圖分類號:G642文獻標(biāo)識碼:A
電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是工科各類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程,在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,新器件、新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn),使得教學(xué)內(nèi)容不斷的增加,另一方面,授課學(xué)時數(shù)反而有所減少,特別是知識經(jīng)濟的到來,必須從教育思想、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面全方位的進行教學(xué)改革的研究與實踐。我校非電類專業(yè)的電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是省級教學(xué)改革試點課程,經(jīng)過多年的教學(xué)改革與實踐,取得了一定的教學(xué)經(jīng)驗與成果,其中將電化教學(xué)引入電子技術(shù)實驗就是其中之一,電子技術(shù)實驗的教學(xué)改革與實踐,獲得校級教學(xué)成果一等獎1項,二等獎2項,電子技術(shù)系列課程均為省級精品課程,并獲得省級教學(xué)成果三等獎2項,省級優(yōu)秀教材一等獎1部,校級教學(xué)成果獎近10項等?,F(xiàn)就多媒體課件在教學(xué)的體會做簡要論述,供同行們參考。
1 多媒體教學(xué)勢在必行
(1)該課程是技術(shù)基礎(chǔ)課程,學(xué)生班級數(shù)較多,實踐性強,大多采用大合堂授課,每批80人左右,傳統(tǒng)教學(xué)坐在遠離講臺的同學(xué),在聲音和視覺上都將受到限制,而多媒體教學(xué)則不然,試驗臺上的計算機圖象清晰,音像效果都大大優(yōu)過傳統(tǒng)教學(xué)方法。
(2)當(dāng)今,上課學(xué)時矛盾非常突出,授課計劃學(xué)時減少,而教學(xué)內(nèi)容不斷增加,學(xué)時過少,采用傳統(tǒng)教學(xué)方法勢必被迫刪除一些內(nèi)容,或走馬觀花地講授課程。多媒體教學(xué)擁有信息量大,不用板書,節(jié)省時間等明顯優(yōu)勢,能較好的解決內(nèi)容多課時少的矛盾。
(3)電子技術(shù)課程需要圖表很多,傳統(tǒng)教學(xué),教師在黑板作圖,一是費時,二是使學(xué)生思維不連貫,易使學(xué)生開小差。多媒體則不然,它不但便捷、省時,而且可以吸引學(xué)生自始至終都能集中精力聽課。
(4)電子技術(shù)課程比較抽象,是比較難學(xué)的一門課程,傳統(tǒng)的授課方式也比較枯燥,采用多媒體教學(xué),合理運用文本、音頻、圖像、圖形、動畫、視頻等,既可以大大簡化難度,也可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,特別是可以引入較多的電子技術(shù)應(yīng)用實例,比如,波形的產(chǎn)生與整形,功率放大電路,巡回顯示電路、定時、計時電路、智力競賽搶答電路等,能夠極大的激勵學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)的求知欲。
(5)電子技術(shù)是一門實踐性極強的課程,采用多媒體技術(shù),將計算機仿真技術(shù)引入課堂教學(xué),當(dāng)授課中涉及到某些電路需要實驗演示時,利用超級鏈接調(diào)用PPT課件中建立的虛擬電子實驗(EWB)電路文件進行演示,較好的解決了課堂教學(xué)中理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)的矛盾,在同等時間獲得最佳教學(xué)效果。
(6)網(wǎng)絡(luò)課程是當(dāng)今教學(xué)改革的熱點,提倡使用立體教材,鼓勵將黑板教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)結(jié)合起來。所以,無論是教學(xué)的需要、時代的驅(qū)使,還是學(xué)??己说囊螅捎枚嗝襟w教學(xué)勢在必行。
2 采用多媒體教學(xué),上好緒論課
每門課程的第一堂課是相當(dāng)重要的,除學(xué)生對老師的印象感覺外,對該門課程的認識更為重要,學(xué)生認識到你這門課程的重要性還不夠,關(guān)鍵還要激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的求知欲,所以,上好第一堂課,講好緒論課尤為重要。
大家知道:“電子技術(shù),無處不在、無所不用、領(lǐng)先潮流、奧妙無窮”。這可以充分利用PPT課件,在緒論課中把這種思想灌輸給學(xué)生,使學(xué)生對此有較深刻的了解。
電子技術(shù)PPT課件中,主要通過以下幾個方面的內(nèi)容來達到目的:
(1)展示大量的電子器件:電阻器、電容器、電感器、二極管、三極管等各類電子元器件。
(2)展示大量的電子技術(shù)應(yīng)用圖片:電視機、計算機、手機等通信設(shè)備等等。
(3)播放小電視片:如電子產(chǎn)品組裝現(xiàn)場、自動生產(chǎn)線、衛(wèi)星升天、電子對抗等。
(4)演示小電子制作作品的工作過程:如智力競賽搶答器、報警電路、電子計時器等。
利用PPT課件,大約需半個小時講完總概述,也就是緒論課。通過多個班級的實踐教學(xué)表明,采用了PPT教學(xué)后,學(xué)生對電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高。
3 引入EDA技術(shù),提高課件水平
電子設(shè)計自動化(EDA)技術(shù),可以根據(jù)電子電路的結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)對電路進行仿真,獲得電路的技術(shù)指標(biāo),從而可以快速、方便、精確地評價電路設(shè)計的正確性,節(jié)省大量的時間和經(jīng)費。同時還可以對那些用傳統(tǒng)方法不好進行分析試驗的諸如溫度特性、容差、靈敏度、最不利運行狀況等進行分析實驗等,因此,EDA技術(shù)已成為電子工程設(shè)計的重要手段,它的應(yīng)用與發(fā)展,促進了現(xiàn)代電子技術(shù)向著更高、更新的層次發(fā)展,這就要求現(xiàn)代工程技術(shù)人員必須了解掌握EDA技術(shù),以適應(yīng)社會發(fā)展的需要。
虛擬電子實驗臺(EWB)是比較基礎(chǔ)簡單易學(xué)的電路仿真軟件,它具有界面直觀、操作方便等優(yōu)點;一般電子技術(shù)人員,只要幾個小時就可以學(xué)會EWB的基本操作;它是一種非常優(yōu)秀的電子實訓(xùn)工具;提供了數(shù)千電子元器件、多種電子實驗儀器和各種電路分析方法等。EWB最明顯的特點是:仿真的手段切合實際,選用元器件和儀器與實際情形非常相近。繪制電路圖需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取,而且儀器的操作開關(guān)、按鍵同實際儀器的極為相似,因此特別容易學(xué)習(xí)和使用。通過電路仿真,既掌握了電路的性能,又熟悉了儀器的使用方法。
目前使用的是Multisim 7 ,將EWB軟件融合到了PPT課件中,當(dāng)授課時涉及到某些電路需要實驗演示時,利用超級鏈接調(diào)用課件中建立的虛擬電子實驗(EWB)電路文件進行演示,包括當(dāng)場接線、連接儀器和實驗方法、步驟、結(jié)果等,它不僅可以彌補元器件、儀器的不足,而且排除了原材料的損耗和儀器的損壞等,更重要的是理論聯(lián)系實際及時,這樣可以幫助學(xué)生更快、更好地掌握課堂講述的內(nèi)容,加深對概念、原理的理解,補充課堂理論教學(xué)的不足,而且通過電路仿真,可以熟悉常用電子儀器的測量方法,進一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、排除故障能力和開發(fā)、創(chuàng)新能力等。
實踐證明,應(yīng)用多媒體課件授課與傳統(tǒng)授課有機結(jié)合的方式才是最佳方式。這樣既有形象生動、信息量大、交互性強的優(yōu)勢,又有教師通過口頭、筆頭表達能力、語言手勢、甚至表情的相互傳遞,能產(chǎn)生無窮魅力的優(yōu)勢。只有主導(dǎo)者—教師靈活運用教學(xué)媒體、教學(xué)方法,把現(xiàn)代媒體教學(xué)和傳統(tǒng)媒體教學(xué)方式有機結(jié)合,充分發(fā)揮各自優(yōu)勢,相互彌補不足,才能真正提高授課水平。
通過實踐,在電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中,以下幾方面內(nèi)容最適合穿插使用多媒體課件進行教學(xué)。
(1)傳統(tǒng)媒體不易表達清楚的內(nèi)容:例如借助三維動畫展現(xiàn)晶體管內(nèi)部載流子運動規(guī)律、放大器靜態(tài)工作點的穩(wěn)定等,直觀、形象、易懂。
(2)大型電路原理圖:在講解較復(fù)雜的電子電路時,若黑板畫圖既不一定清晰正確,又過于費時,此時采用課件形式較好。
(3)具有對偶性的內(nèi)容:對于具有對偶性的原理,可選其典型內(nèi)容采用傳統(tǒng)方式講授,其余部分采用課件,這樣松弛有度、重點突出、節(jié)約時間。
(4)需要設(shè)計選擇參數(shù)的內(nèi)容:在運用PPT課件中,應(yīng)當(dāng)特別注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,努力促進學(xué)生開闊視野、活躍思路,多角度、全方位地思考問題。例如通過現(xiàn)場改變參數(shù)、變換電路的結(jié)構(gòu)等方式,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,注意引導(dǎo)學(xué)生思考,靈活運用所掌握的知識。
(5)需要觀看輸入輸出波形的內(nèi)容:對于放大電路、運算電路和信號產(chǎn)生、整形電路等,顯示出電路的有關(guān)波形,對學(xué)生來說,直觀、明確的結(jié)果,使得學(xué)習(xí)既有趣,又輕松。如基本共射放大電路具有倒相作用,在屏幕上顯示出兩個不同顏色的反相的波形來,學(xué)生結(jié)果明確,還能夠增強記憶。
(6)結(jié)論性的內(nèi)容和簡單介紹的內(nèi)容:總之,在授課過程中,教師結(jié)合內(nèi)容,適時引入PPT課件,與傳統(tǒng)教學(xué)恰當(dāng)而有機地結(jié)合在一起,有效地應(yīng)用課件才能真正地提高教學(xué)質(zhì)量。
4 采用PPT多媒體教學(xué)的注意事項
4.1 防止電子填鴨式教學(xué)
由于PPT是當(dāng)今教學(xué)熱點,是學(xué)校提倡的教學(xué)改革的重點工作,進而走向一個極端,一味的追求時髦,單純地追求教學(xué)手段的先進和信息量的增大,簡單地替代掉傳統(tǒng)地教學(xué)方式,成為“電子式的滿堂灌”。由此導(dǎo)致學(xué)生往往會抓不住重點或跟不上進度而失去信心和興趣,使PPT教學(xué)的優(yōu)勢不能得到充分的發(fā)揮,結(jié)果適得其反。
4.2 禁止使用粗糙的課件
要制作一個好的PPT課件,不是件容易的事,它包含多方面人才的智慧和極大的勞動量。從立意到選材、美工、動畫設(shè)計,從腳本到系統(tǒng)設(shè)計等,每個環(huán)節(jié)都應(yīng)有較高水平的教師來完成。應(yīng)當(dāng)避免使用低檔的PPT課件,比如僅僅將教案投放到屏幕、操作緩慢、圖文模糊、音樂圖象花哨、交互性特差等情況。若PPT課件質(zhì)量低下,教學(xué)效果肯定還不如傳統(tǒng)教學(xué)方法,這就失去了意義。
5 結(jié)束語
采用多媒體輔助教學(xué),必須保留傳統(tǒng)教學(xué)的精華,適當(dāng)運用PPT教學(xué)手段,合理靈活地采用多媒體教學(xué),才能夠提高教學(xué)質(zhì)量。無論采用何種教學(xué)方法、教學(xué)手段,都必須以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)進行,教師是學(xué)生的幫助者。在教學(xué)過程中,根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和不同的聽課對象,教師采用不同的教學(xué)媒體和教學(xué)方法,才能夠出色的完成教學(xué)任務(wù)。
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多因子加權(quán)考核教學(xué)改革本科教學(xué)一、概論
傳統(tǒng)的考核方式一般采用理論考試考核學(xué)員對課程知識的掌握程度,存在“一考定終身”的弊端。后來提出的考試成績與平時成績相結(jié)合的方式,對上述弊端有所改進,但平時成績的比重占的太少,且沒有合適的評判標(biāo)準(zhǔn),往往以教員的主觀臆斷來決定學(xué)員的平時成績。多因子加權(quán)考核法是指采用多種評價手段,全方位、多角度對學(xué)員的成績進行評價,如結(jié)合過程性評價、小論文、理論考試、項目完成度、課堂表現(xiàn)、實驗成績、課后作業(yè)等。本論文主要針對本科編程類課程的特點,開展多因子加權(quán)考核法考核標(biāo)準(zhǔn)的研究。
二、本科編程類課程特點分析
本科編程類課程一般具有較強的綜合性和系統(tǒng)性,知識點往往是連貫的,傳統(tǒng)的按章節(jié)組織教學(xué)內(nèi)容、逐章節(jié)授課,往往會導(dǎo)致知識點分割,如“EDA技術(shù)與PLD設(shè)計”“單片機原理”課程,一個基本的程序涉及多個章節(jié)的內(nèi)容,若采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,學(xué)生往往是每個知識點都掌握了,但綜合起來就不會應(yīng)用。其次,傳統(tǒng)的教學(xué)方法一般只講對的、忽視錯的,通常的教材都教授對的知識,按照書本的要求逐步實現(xiàn),肯定能完成課本上的示范實驗,但開展綜合性實驗時,往往會出現(xiàn)這樣或那樣的問題,可由于課堂上沒有教授過類似問題的解決方法,學(xué)生就會手足無措,不知道從何下手。因此,有必要研究合適的教學(xué)方法,以體現(xiàn)“在教師的指導(dǎo)下,以學(xué)習(xí)為中心、以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念,使學(xué)生的學(xué)習(xí)從被動式學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變,教學(xué)目標(biāo)從“知識為本”向“能力為本”轉(zhuǎn)變,授課方式從傳統(tǒng)的填鴨式“知識傳授”向教授“知識獲取”能力轉(zhuǎn)變,教師承擔(dān)的角色從教學(xué)的“主演者”向激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的“引導(dǎo)者”轉(zhuǎn)變,以提高授課質(zhì)量。同時,需要研究相對應(yīng)的考核方式,實現(xiàn)全方位、多角度、全過程的考核學(xué)員的學(xué)習(xí)狀況。
三、具體實現(xiàn)
在本科編程類課程中采用多因子加權(quán)考核法,主要包括理論考試、實驗考核、課堂表現(xiàn)和加分項,其中理論考試占40%、實驗考核占50%,課堂表現(xiàn)占10%。實驗考核主要包括平常實驗(50%)、綜合大實驗(50%)。課堂表現(xiàn)主要包括課堂參與度(50%)、回答問題的準(zhǔn)確性(30%)、課堂紀(jì)律(20%)等。加分項在最后的總成績中體現(xiàn),最高不超過100分。
1.理論考試
理論考試采用試卷筆試進行,要求學(xué)員在120分鐘內(nèi)完成答卷。最后的理論考試主要綜合考核學(xué)員對基礎(chǔ)知識點的掌握程度。
2.實驗考核
實驗考核主要采用分階段逐項考核法,全程跟蹤學(xué)員對知識的掌握程度。本課程有10學(xué)時的實驗課,包括基礎(chǔ)實驗(80%)和擴展實驗(20%),與理論課時交叉安排,數(shù)次理論課后就安排一次實驗,以實現(xiàn)分階段考核?;A(chǔ)實驗主要在實驗箱上驗證理論課所講解的項目,考核學(xué)員對當(dāng)前階段所有項目中所包含的基礎(chǔ)知識點的掌握程度。擴展實驗是教員布置的擴展性內(nèi)容,需要學(xué)員自主完成,以考核對知識點的靈活應(yīng)用。實驗評分時兼顧實驗完成度、耗費時間和學(xué)員的機務(wù)作風(fēng)。
在第五次課時向?qū)W員公布綜合大實驗內(nèi)容,并充分開放實驗室,使學(xué)員可利用課余時間在實驗室完成綜合大實驗內(nèi)容,最后,在課程結(jié)束時驗收綜合大實驗的完成情況,依據(jù)綜合大實驗的完成度打分,若在綜合大實驗基礎(chǔ)上自主設(shè)置并完成附加功能的,可得到5分附加分。
3.課堂表現(xiàn)
課堂表現(xiàn)主要包括課堂紀(jì)律、課堂參與度和回答問題的準(zhǔn)確性。課堂紀(jì)律主要指學(xué)員有無打瞌睡、說話、隨意走動等,為基本分,從全程授課來看,學(xué)員的課堂紀(jì)律都很好。課堂參與度主要指學(xué)員與教員的互動程度,課堂紀(jì)律很好,但課堂參與度不一定高,比如大家都坐得很好,不講話,看似認真聽講,但可能神游物外。因此,每堂課授課時先指出本次課所要講述的重難點和所涉及的知識點,并采用搭積木式授課法,先由教員講授基本項目的完成思路,講授時可設(shè)置一些常見的VHDL編程錯誤,作為問題拋出,再逐漸增加功能,引導(dǎo)學(xué)員思考完成。
4.總分計算
每項都按100分計算,計算公式如下:
S=0.5×SL+0.1×SK+0.5×(0.5×SZ+0.5×1N∑Ni=1SPi)+SJ
其中SL為理論成績,SK為課堂表現(xiàn),SZ為綜合大實驗成績,SPi為平常實驗成績,SJ為實驗加分。I范圍為1~N。S最大不得超過100。
四、應(yīng)用示例
1.課程概況
“EDA技術(shù)與PLD設(shè)計”課程是為雷達工程(電子方向)本科專業(yè)和測控技術(shù)與儀器本科專業(yè)開設(shè)的一門選修課程,其先修課程為“數(shù)字設(shè)計”。授課學(xué)時為30學(xué)時,其中理論20學(xué)時,實驗10學(xué)時。本課程主要教授VHDL語言,實踐性很強,需要在不斷的實驗操作中深入理解理論知識并能靈活應(yīng)用。通過課程的學(xué)習(xí)和實驗操作,以加深學(xué)員對“數(shù)字設(shè)計”理論知識的理解,使學(xué)員掌握VHDL語言并養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣、建立整系統(tǒng)概念,提高學(xué)員的電子設(shè)計自動化技術(shù)應(yīng)用能力、協(xié)作能力、分析問題能力、解決問題能力、實驗操作能力,并培養(yǎng)良好的機務(wù)作風(fēng)。
2.教學(xué)實施
傳統(tǒng)教學(xué)方式主要基于QuartusII軟件授課,講述VHDL硬件描述語言的使用,通常采用先課堂講授,再布置課后實驗訓(xùn)練方式進行。課堂講授一般按章節(jié)講解知識點,而一個簡單的VHDL程序通常包含多個章節(jié)的知識點,通過學(xué)習(xí),學(xué)員基本能掌握課程各章節(jié)的內(nèi)容,但利用課程所學(xué)解決實際問題的能力沒有得到顯著提高,往往存在對一個問題感覺無法下手,即沒有建立整系統(tǒng)概念,沒有站在總體的高度去思考問題。針對傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的缺點,采用了項目研究式教學(xué)法,即根據(jù)課程內(nèi)容凝練了選擇器、譯碼器、計數(shù)器、全加器、掃描顯示電路、數(shù)控分頻器、移位寄存器、頻率計、電機控制、樂曲演奏電路、多波形函數(shù)信號發(fā)生器、A/D采樣控制電路、PS2協(xié)議編程、VGA彩條信號顯示編程等14個項目,課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的所有知識點都包括在項目之中,每次課程講授1~2個項目。授課時故意設(shè)置一些常見的VHDL編程錯誤,引導(dǎo)學(xué)員去排除,以加深學(xué)員對基本知識的理解。同時,我們將14個項目劃分為3個授課階段,具體如下:
第一階段講解選擇器、譯碼器、計數(shù)器、全加器等4個項目,通過學(xué)習(xí),使學(xué)員掌握課程基本知識,初步會用VHDL語言編程,會用Quartus軟件調(diào)試、仿真程序,并安排一次實驗考核,完成上述4個項目內(nèi)容,以檢驗學(xué)員對基本知識的掌握程度。
第二階段講解掃描顯示電路、數(shù)控分頻器、移位寄存器、電機控制等4個項目,通過學(xué)習(xí),以提高學(xué)員對VHDL語言的靈活應(yīng)用能力,并能排除Quartus軟件編程、調(diào)試、仿真中遇到的常見問題,并安排一次實驗考核,完成上述4個項目內(nèi)容,以檢驗學(xué)員對知識的靈活應(yīng)用能力。
第三階段講解頻率計、樂曲演奏電路、多波形函數(shù)信號發(fā)生器、A/D采樣控制電路、PS2協(xié)議編程、VGA彩條信號顯示編程等6個項目,其中每2個項目安排1次實驗,此階段屬于提高拓展階段,通過本階段的學(xué)習(xí),學(xué)員的整系統(tǒng)設(shè)計能力、自頂向下分析能力和自底向上實現(xiàn)能力得到提高。
3.考核
為檢驗教學(xué)效果,我們制訂了相適應(yīng)的多因子加權(quán)考核方式,擬采用理論考試、實驗考核、課堂表現(xiàn)和加分項相結(jié)合的考核方式,全程考核學(xué)員對知識點的掌握程度。
理論考試采用試卷筆試進行,以考核學(xué)員對基礎(chǔ)知識點的掌握程度。
實驗考核采用分階段逐項考核法,根據(jù)三個授課階段實施,全程跟蹤學(xué)員對知識的掌握程度,并根據(jù)考核結(jié)果總結(jié)、分析、講評,以考促學(xué),鞏固學(xué)員的知識掌握能力,提高學(xué)員的知識應(yīng)用能力??己藭r分基礎(chǔ)實驗和擴展實驗進行,實驗評分時兼顧實驗完成度、耗費時間和學(xué)員的機務(wù)作風(fēng),并根據(jù)綜合大實驗的完成情況計算附加分。
課堂表現(xiàn)則根據(jù)課堂紀(jì)律、課堂參與度和回答問題的準(zhǔn)確性進行打分。
最后,依據(jù)公式統(tǒng)計單個學(xué)員成績,作為課程成績。
五、成效
通過授課方式改革和考核方式的改革,學(xué)員對“EDA技術(shù)與PLD設(shè)計”課程的學(xué)習(xí)熱情更加高漲,尤其是通過考核結(jié)果可以看出,學(xué)員已掌握課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的內(nèi)容,初步能用VHDL語言編程,優(yōu)秀的學(xué)員能用課程知識解決生活中的一些問題。在最后的綜合大實驗中,有1名學(xué)員得到附加分。
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