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1.1研究背景
習(xí)題訓(xùn)練是有效提升學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力以及提高成績(jī)的一種有效方式,通過(guò)習(xí)題訓(xùn)練能夠有效的對(duì)于學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋,進(jìn)而為今后的強(qiáng)化方向提供了有效的依據(jù)。在實(shí)際的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中,錯(cuò)題不可避免,同時(shí)也能夠有效的反映出學(xué)生當(dāng)前的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情況;在對(duì)于錯(cuò)題的認(rèn)識(shí)上,隨著現(xiàn)代教學(xué)觀念的完善,無(wú)論是教師還是學(xué)生對(duì)于錯(cuò)題都有著一定的重視度。對(duì)于初中數(shù)學(xué)教學(xué)而言,教師往往通過(guò)大量的習(xí)題訓(xùn)練推進(jìn)學(xué)科教育活動(dòng)的開(kāi)展,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)溫習(xí)、攻克以往的錯(cuò)題,但隨著學(xué)生錯(cuò)題量的龐大之后,學(xué)生便不能有效的對(duì)于龐大數(shù)量的錯(cuò)題信息整理,進(jìn)而錯(cuò)題對(duì)于學(xué)生的實(shí)際成績(jī)以及學(xué)習(xí)能力推動(dòng)作用出現(xiàn)明顯弱化。
錯(cuò)題對(duì)于初中數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)而言,無(wú)論是對(duì)教師還是學(xué)生都是一種極其寶貴的資源,同時(shí)強(qiáng)化對(duì)于錯(cuò)題資源的科學(xué)利用也是強(qiáng)化數(shù)學(xué)學(xué)科教育的最佳措施。在教學(xué)中,不少教師都有這樣的煩惱:對(duì)反復(fù)練習(xí)的習(xí)題,學(xué)生仍會(huì)犯錯(cuò),而且栽倒在同一個(gè)錯(cuò)誤上,不少學(xué)生都有這樣的怨言:題目做了這么多,做錯(cuò)的題目也及時(shí)訂正了,但稍有變化還是不會(huì)做稍稍關(guān)注一下中考狀元的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)電子錯(cuò)題本是常用法寶為此,筆者所在學(xué)校為每位學(xué)生準(zhǔn)備了各學(xué)科的錯(cuò)題積累本,錯(cuò)題積累成為學(xué)生學(xué)習(xí)的基本作業(yè)教師會(huì)進(jìn)行定期批閱,藉此促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的錯(cuò)題積累和反思習(xí)慣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成效教師自己則借助軟件,將平時(shí)教學(xué)和學(xué)生的各種作業(yè)練習(xí)及考試中等遇到的典型錯(cuò)題,按初中數(shù)學(xué)教材知識(shí)單元分別整理,按時(shí)間順序積累,形成不同專題的錯(cuò)題集與學(xué)生普遍采用的手抄錯(cuò)題集相比,教師電子錯(cuò)題集。具有應(yīng)用更便捷、易保存、易修改更系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。
1.2研究問(wèn)題
就本文的研究而言,本文以初中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中的“錯(cuò)題”為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)“錯(cuò)題”類(lèi)型的總結(jié)、原因的探究,可給教師如何規(guī)避出現(xiàn)類(lèi)似錯(cuò)誤提供幫助,提高教師專業(yè)能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng),發(fā)展教師的命題能力,提高教師評(píng)價(jià)素養(yǎng),也有利于嚴(yán)肅數(shù)學(xué)學(xué)科的科學(xué)性。同時(shí)還可以變廢為寶,可以幫助學(xué)生重構(gòu)知識(shí)體系,可以培養(yǎng)學(xué)生反思的習(xí)慣和思維的批判性。其中初中數(shù)學(xué)電子錯(cuò)題集的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)為本文擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)研究初中數(shù)學(xué)測(cè)試題中“錯(cuò)題”及歸因分析、錯(cuò)題訂正的檢測(cè)評(píng)價(jià)等等實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)中電子錯(cuò)題集的應(yīng)用加以詮釋。
第二章 結(jié)論與啟示
關(guān)鍵詞: 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 教學(xué)方法 改革 項(xiàng)目教學(xué)法
一、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)改革的原因
隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國(guó)的電子信息類(lèi)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了前所未有的持續(xù)快速發(fā)展,企業(yè)對(duì)員工素質(zhì)提出了更高的要求。面對(duì)企業(yè)對(duì)一線技術(shù)性工人需求量的不斷增大和人員素質(zhì)要求的不斷提高,教育工作者要思考如何培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)一線生產(chǎn)需要的技能型人才。面對(duì)這個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不適用,常聽(tīng)到師生抱怨:“教師教得累,學(xué)生學(xué)得煩。練習(xí)做了不少,學(xué)習(xí)效果不好。”現(xiàn)代教育要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作技能和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,正逐漸淡化學(xué)科課程的界限,教師要讓學(xué)生在掌握知識(shí)和技能的同時(shí)學(xué)會(huì)解決問(wèn)題?!稊?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)際上是非常有趣的課程,很多理論知識(shí)都可以通過(guò)單元電路、綜合的設(shè)計(jì)性電路來(lái)驗(yàn)證或體現(xiàn),同時(shí)配上聲、光等直觀現(xiàn)象,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中將會(huì)更有興趣和激情。在教學(xué)中我們?cè)O(shè)計(jì)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(shí)點(diǎn),讓學(xué)生設(shè)計(jì)預(yù)定的電路,并把設(shè)計(jì)好的電路進(jìn)行仿真或制作成電路板。學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要是自己找資料,老師輔導(dǎo),從而從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。這樣的教學(xué)方法我們稱之為項(xiàng)目教學(xué)法,通過(guò)在學(xué)校教學(xué)中的應(yīng)用,教學(xué)效果不錯(cuò),具體做法闡述如下。
二、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目的設(shè)計(jì)
預(yù)設(shè)項(xiàng)目的好壞是項(xiàng)目教學(xué)法成功與否的先決條件,因此設(shè)定項(xiàng)目就顯得十分重要,同時(shí)要求老師具有相當(dāng)?shù)碾娐吩O(shè)計(jì)能力。我認(rèn)為一個(gè)好的教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)是教學(xué)重點(diǎn)突出,能涵蓋大部分知識(shí)點(diǎn),項(xiàng)目注意趣味性,不枯燥。要得到一個(gè)好的教學(xué)項(xiàng)目,老師應(yīng)該做以下工作。
1.將《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》按類(lèi)別分為若干知識(shí)和技能單元,每個(gè)知識(shí)和技能單元作為一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目,每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目都以應(yīng)用該項(xiàng)知識(shí)和技能完成一個(gè)具體的項(xiàng)目任務(wù)作為目標(biāo),是將理論與實(shí)踐融于一體的教學(xué)模式。此項(xiàng)工作看似簡(jiǎn)單,但很能考驗(yàn)老師的教學(xué)水平,看老師能否將課程的重點(diǎn)難點(diǎn)都準(zhǔn)確地列出,并將其分類(lèi)。
2.項(xiàng)目設(shè)計(jì)的思路:設(shè)計(jì)的項(xiàng)目應(yīng)覆蓋整個(gè)工作領(lǐng)域和承載這個(gè)工作領(lǐng)域所需要的知識(shí)和技能;項(xiàng)目結(jié)構(gòu)劃分應(yīng)體現(xiàn)工作體系的特征;在以項(xiàng)目劃分為線索進(jìn)行工作分析的基礎(chǔ)上,合理設(shè)計(jì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)具體原則:項(xiàng)目應(yīng)覆蓋知識(shí)點(diǎn)和技能要求;知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容應(yīng)最大限度地融于項(xiàng)目教學(xué)之中;項(xiàng)目大小要根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)度和要求來(lái)確定;項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)要考慮教學(xué)組織的可行性和合理性。
3.在第二點(diǎn)的基礎(chǔ)上一定要考慮項(xiàng)目的趣味性,因?yàn)橥ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)趣味性不強(qiáng)的項(xiàng)目很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,項(xiàng)目的趣味性體現(xiàn)在:首先是預(yù)定的項(xiàng)目有一個(gè)好聽(tīng)的名字,名字最好能結(jié)合實(shí)際的生活;其次是在電路中合理地加入發(fā)光二極管、數(shù)碼管、喇叭、各類(lèi)傳感器等,讓學(xué)生能在項(xiàng)目中直接感受項(xiàng)目的效果。
三、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目的教學(xué)實(shí)施
由于受到很多因素的影響,比如教學(xué)課時(shí)、教學(xué)資源不足等,我們將全班分成兩個(gè)人一組的小個(gè)體,后將準(zhǔn)備好的項(xiàng)目拿出來(lái),對(duì)項(xiàng)目要求進(jìn)行陳述,并將涉及的知識(shí)點(diǎn)告訴學(xué)生。學(xué)生拿到項(xiàng)目后,每個(gè)個(gè)體的兩個(gè)成員就共同開(kāi)始找資料、設(shè)計(jì),這樣他們可以互相討論,取長(zhǎng)補(bǔ)短,同時(shí)也有了競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),學(xué)生們的學(xué)習(xí)也就會(huì)從被動(dòng)變主動(dòng)。在教學(xué)中一個(gè)班至少需要兩位教師進(jìn)行輔導(dǎo),輔導(dǎo)不是直接給出電路,而是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),否則達(dá)不到效果。一般一次課要求六節(jié)課連上,這樣學(xué)生學(xué)習(xí)就有連續(xù)性。在教學(xué)過(guò)程中還有個(gè)問(wèn)題需要注意:在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(一般為上午的四節(jié)課),小組之間是不能交流的,否則將出現(xiàn)大范圍的抄襲現(xiàn)象,上午下課之前要對(duì)設(shè)計(jì)的進(jìn)度進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì),作為評(píng)分的依據(jù)。下午兩節(jié)屬于仿真和制作的時(shí)間,將學(xué)生帶至電子制作實(shí)驗(yàn)室完成。最終本次課堂的作業(yè)就是設(shè)計(jì)的仿真效果或?qū)嵨镒髌?同時(shí)也要求每個(gè)小組交上一份該項(xiàng)目的小論文。
四、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目教學(xué)的考核
對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)課程的考核永遠(yuǎn)是他們最關(guān)心的事,也是他們覺(jué)得最重要的事,因此課程的考核制度將影響項(xiàng)目教學(xué)的效果。關(guān)于考核制度,我們的做法包括三方面:第一,學(xué)生的考勤,學(xué)生曠課課時(shí)達(dá)1/3以上即取消考試資格,曠課一節(jié)課程總評(píng)分扣1分,遲到或早退一次程總評(píng)分扣0.5分,老師每次上課必須點(diǎn)到;第二,每個(gè)項(xiàng)目的仿真效果或?qū)嵨镒髌氛荚擁?xiàng)目總分的70%,在評(píng)分時(shí)實(shí)物作品比仿真分要高一點(diǎn),鼓勵(lì)學(xué)生制作實(shí)物作品,那樣能更好地鍛煉學(xué)生的能力;第三,項(xiàng)目的設(shè)計(jì)小論文占該項(xiàng)目的30%,在平時(shí)引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)論文,為學(xué)生以后的發(fā)展打下基礎(chǔ)。該課程的總評(píng)分是各個(gè)項(xiàng)目總評(píng)分的平均值。有了一個(gè)嚴(yán)格的考核制度,學(xué)生的態(tài)度就端正了,為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。
五、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目教學(xué)的效果
《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法后,課堂發(fā)生了變化,再也不是單純的“我講你聽(tīng),我要求你練習(xí)”,而是變得活躍,學(xué)生真正成為了課堂的主角,學(xué)生改變了過(guò)去對(duì)學(xué)習(xí)不感興趣的現(xiàn)象,在課堂中能積極參與討論和實(shí)踐,提高了聽(tīng)課率和參與度;學(xué)生的實(shí)踐技能有明顯提高,學(xué)生綜合素質(zhì)提高幅度大,多種教學(xué)法充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性,學(xué)生從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng),學(xué)習(xí)能力、合作能力、表達(dá)能力、溝通能力都有很大的提高。此外,教師與學(xué)生的距離拉近了,師生關(guān)系更密切了。
六、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目教學(xué)存在的問(wèn)題
在很多高等院?!稊?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施還存在很多的問(wèn)題,有些院校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)項(xiàng)目教學(xué)法這種教學(xué)模式還不是很了解,或者說(shuō)是對(duì)改革的教學(xué)方法沒(méi)有底,怕犯錯(cuò)誤,還是選擇延用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。因?yàn)殡m然傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在不足但不至于犯錯(cuò)誤,不會(huì)影響學(xué)校的教學(xué)次序;《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施需要對(duì)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行修改,有些學(xué)校是嚴(yán)格按教學(xué)計(jì)劃來(lái)的,不會(huì)因?yàn)橐婚T(mén)課程來(lái)進(jìn)修修改;《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施需要學(xué)校有相當(dāng)?shù)挠布O(shè)備配套,而現(xiàn)在很多普通高校缺的就是教學(xué)設(shè)備的投入,學(xué)校當(dāng)然也不會(huì)因?yàn)橐婚T(mén)課程的需要一次性投入大量資重;《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施需要較多的電子耗材費(fèi)用,對(duì)這筆費(fèi)用一些以營(yíng)利為目的的學(xué)校肯定是不會(huì)掏的,他們用傳統(tǒng)的教學(xué)模式就可以省下這筆費(fèi)用,沒(méi)有理由進(jìn)行這項(xiàng)改革,如果說(shuō)這些電子耗材費(fèi)用采取收取學(xué)生錢(qián)的方式,學(xué)生又有意見(jiàn),有些學(xué)生會(huì)向上級(jí)部門(mén)舉報(bào),學(xué)校不愿冒險(xiǎn),所以就只能用仿真的形式,但是效果有沒(méi)有實(shí)物制作的好;《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法也存在本身的弊端,例如沒(méi)有現(xiàn)成的教材,不利于教學(xué)的開(kāi)展,對(duì)教師的電路設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力有相當(dāng)高的要求,教學(xué)工作量很大,老師很吃力。
七、結(jié)語(yǔ)
在教學(xué)方法改革的過(guò)程中,新教學(xué)方法能否被成功地推廣與應(yīng)用,在很大程度上,取決于教師知識(shí)水平和教學(xué)才能的高低,教學(xué)方法改革的一個(gè)關(guān)鍵是提高教師的素質(zhì)水平。教學(xué)方法的研究與實(shí)踐任重道遠(yuǎn),需要長(zhǎng)期、廣泛、深入開(kāi)展。以上是我對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)的認(rèn)識(shí),希望廣大同仁能夠找到最有效的教學(xué)方法,讓學(xué)生能更快更好地學(xué)習(xí)知識(shí)、掌握知識(shí),為學(xué)生的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:數(shù)字電子技術(shù),EDA技術(shù)
1.引言
在信息社會(huì)中,數(shù)字化是電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),因此在電子信息及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中也越來(lái)越看重?cái)?shù)字技術(shù),《數(shù)字電子技術(shù)》是電子信息及相關(guān)信息類(lèi)專業(yè)的一門(mén)重要基礎(chǔ)課程,其基本理論及實(shí)踐技能也是許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)。EDA(Electronic DesignAutomation)技術(shù)作為數(shù)字電子技術(shù)的延伸,已經(jīng)引入到電子信息類(lèi)教學(xué)中,不僅可以豐富教學(xué)摘要的意義。
2.《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)的主要問(wèn)題
教學(xué)手段單一,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容枯燥,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。,EDA技術(shù)。在教學(xué)中仍采用理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課分離的教學(xué)模式,在理論教學(xué)中,《數(shù)字電子技術(shù)》內(nèi)容大多抽象難懂,教師采用“黑板+粉筆”的傳統(tǒng)模式授課,不僅學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味,而且教學(xué)效果不理想。而實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生僅僅只需按照實(shí)驗(yàn)步驟連接電路甚至不需要了解原理也可以完成實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少。數(shù)字電路的設(shè)計(jì)僅是“紙上談兵”的設(shè)計(jì),學(xué)生自然對(duì)這門(mén)課的實(shí)驗(yàn)毫無(wú)興趣。
3. EDA技術(shù)及其功能
3.1 EDA技術(shù)的含義
EDA即電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)是由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助工程發(fā)展而來(lái)的,它以大規(guī)??删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計(jì)載體,以硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要表達(dá)方式,以計(jì)算機(jī)、大規(guī)??删幊踢壿嬈骷拈_(kāi)發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具,通過(guò)有關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件,自動(dòng)完成用軟件的方式設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的一門(mén)新技術(shù)。它可以實(shí)現(xiàn)邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合與優(yōu)化以及邏輯布局布線、邏輯仿真,完成對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射,編程下載等工作,最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)S眉尚荆粌H為電子技術(shù)設(shè)計(jì)人員提供了新的設(shè)計(jì)理念,同時(shí)也為教學(xué)提供了科學(xué)而便捷的平臺(tái)。
3.2 EDA技術(shù)的功能
EDA技術(shù)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)QUARTUS Ⅱ是Altera公司推出的新一代FPGA/CPLD開(kāi)發(fā)軟件,適合于大規(guī)模復(fù)雜的邏輯電路設(shè)計(jì)。它是Altera公司的第4代可編程邏輯器件的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,提供了從輸入設(shè)計(jì)到器件編程的全部功能。“自頂向下”設(shè)計(jì)方法從系統(tǒng)設(shè)計(jì)人手,在頂層進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在方框圖一級(jí)進(jìn)行仿真、糾錯(cuò),并用硬件描述語(yǔ)言對(duì)高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述。在功能一級(jí)進(jìn)行驗(yàn)證,然后用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體的門(mén)級(jí)邏輯電路的,其對(duì)應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)級(jí)可以是印刷電路板或?qū)S眉呻娐贰?/p>
1)EDA軟件平臺(tái)中具有各類(lèi)元件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)EDA能夠進(jìn)行元器件的創(chuàng)建和編輯。為學(xué)生掌握各類(lèi)電子元器件提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2)EDA軟件平臺(tái)中可以完成電路原理圖的設(shè)計(jì),通過(guò)這一功能可以完成各類(lèi)元器件構(gòu)成的電路原理圖。
3)EDA軟件平臺(tái)中具有綜合仿真模塊,可以進(jìn)行多種類(lèi)型的仿真分析。分析結(jié)果波形圖顯示出來(lái),直觀、清晰。
4 應(yīng)用EDA技術(shù)授課的好處
4.1 提高授課質(zhì)量
有些內(nèi)容選用EDA技術(shù)授課,傳授方式更直觀,教師感到得心應(yīng)手,學(xué)生也容易接受。例如,組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)這部分內(nèi)容一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)。,EDA技術(shù)。,EDA技術(shù)。在組合電路中,當(dāng)輸入信號(hào)改變狀態(tài)時(shí),輸出端可能出現(xiàn)虛假信號(hào)---過(guò)渡脈沖的現(xiàn)象稱為競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,對(duì)信號(hào)的延時(shí)只能采用一些形象的比喻,但初學(xué)者對(duì)這一概念比較模糊?,F(xiàn)在,我們只需用QUARTUS Ⅱ模擬功能進(jìn)行仿真,就可以很輕松地讓學(xué)生理解這一知識(shí)點(diǎn),分析結(jié)果以波形圖顯示出來(lái),豐富直觀的數(shù)據(jù)不但為學(xué)生提供方便,而且其得出的結(jié)論接近實(shí)踐性,同時(shí)節(jié)約了時(shí)間。,EDA技術(shù)。顯然,對(duì)某些章節(jié)中存在的教師難講、學(xué)生難懂的內(nèi)容,這種授課方式可以起到事半功倍的作用。由于教授方式符合客觀認(rèn)知規(guī)律,教學(xué)質(zhì)量得以提高。
4.2 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力
EDA軟件的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是一個(gè)虛擬環(huán)境,可以避免使用種類(lèi)繁多的專用集成芯片,簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)電路。學(xué)生用硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)程序,可以在同一可編程邏輯器件上完成各種不同的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn),避免了連線的繁瑣,豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí),可在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)構(gòu)想的指導(dǎo)下開(kāi)發(fā)一個(gè)通用的基于EDA的硬件平臺(tái),來(lái)實(shí)現(xiàn)所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間,提高實(shí)驗(yàn)效率。符合學(xué)生接受知識(shí)的客觀規(guī)律,有助于調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,提高他們掌握所學(xué)知識(shí)的能力。課堂上師生互動(dòng)、生動(dòng)活潑,氣氛非?;钴S。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)動(dòng)力大為增加。
4.3 以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為載體。構(gòu)造創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺(tái)
采用EDA技術(shù),那么學(xué)生必須自己在充分掌握實(shí)驗(yàn)理論的基礎(chǔ)上自己編寫(xiě)程序,這有別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),學(xué)生僅僅只需按照實(shí)驗(yàn)步驟連接電路甚至不需要了解原理也可以完成實(shí)驗(yàn)。這將大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提高知識(shí)應(yīng)用能力。同時(shí)EDA工具能給學(xué)生創(chuàng)造優(yōu)良的環(huán)境,強(qiáng)化了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)可以有針對(duì)性的選做,使學(xué)生具有更大的自由度。也可以在計(jì)算機(jī)上主動(dòng)、反復(fù)設(shè)疑和實(shí)驗(yàn),由不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選擇最佳設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)方案。通過(guò)驗(yàn)證、測(cè)試、設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)和創(chuàng)新等方面進(jìn)行不同形式的訓(xùn)練,使學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力得到較好的鍛煉,逐步培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力,有利于學(xué)生個(gè)性和才能的全面發(fā)展。,EDA技術(shù)。在此基礎(chǔ)上還可以開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),進(jìn)行電子實(shí)習(xí)、電子競(jìng)賽、職業(yè)技能取證培訓(xùn)等。
5 結(jié)論
在《數(shù)字電子技術(shù)》的教學(xué)過(guò)程引入EDA技術(shù),不僅可以使學(xué)生形象、直觀地理解電路的相關(guān)原理和工作過(guò)程,還可以通過(guò)修改電路的形式或參數(shù),與學(xué)生一起討論電路中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象,找出解決問(wèn)題的方法,這樣不僅可以活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生反應(yīng)易學(xué)、新穎、有趣。,EDA技術(shù)。同時(shí)理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合緊密,充分發(fā)揮了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性,達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
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【關(guān)鍵詞】電工電子;層次化;E-Learning
【中圖分類(lèi)號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009―8097(2010)01―0082―02
一 引言
現(xiàn)代信息技術(shù)悄悄地影響著我們的觀念,改變著我們的生活,也正在影響并逐漸改變著我們的教育理念與教育方式,網(wǎng)絡(luò)課程成為各大高校教學(xué)改革的熱點(diǎn)方向之一[1]。
雖然在網(wǎng)絡(luò)教育的初期,技術(shù)方面的要求需要大量的啟動(dòng)資金,但網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)具有個(gè)別化、協(xié)作化等特點(diǎn),基于網(wǎng)絡(luò)課程的遠(yuǎn)程教育有可能成為未來(lái)教育的主流,較為適合我國(guó)教育基礎(chǔ)薄弱的國(guó)情。
電工電子系列課程是信息類(lèi)工科的重要基礎(chǔ)課程,各大高校均對(duì)該系列課程建設(shè)高度重視,在教學(xué)體系、教學(xué)方法和手段及教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了一系列改革[2],如構(gòu)建電工電子學(xué)模塊化課程體系,分層次設(shè)置技能訓(xùn)練內(nèi)容等[3]。
基于資源的學(xué)習(xí)是一種具有悠久歷史的學(xué)習(xí)模式[4],基于資源的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式逐漸受到廣大學(xué)生的喜愛(ài),構(gòu)建一個(gè)基于電工電子的具有豐富網(wǎng)絡(luò)資源的e-Learning系統(tǒng)對(duì)電工電子系列課程建設(shè)具有十分重要的意義。
二 電工電子系列課程的特點(diǎn)
電工電子系列課程的最大特點(diǎn)是:教學(xué)內(nèi)容廣,包括電工、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、控制等諸多內(nèi)容;各知識(shí)點(diǎn)相互聯(lián)系緊密,學(xué)生專業(yè)要求區(qū)別很大,教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)安排差別大,教學(xué)內(nèi)容廣與學(xué)時(shí)數(shù)相對(duì)不足的矛盾突出。
如機(jī)械、航海、航空航天等類(lèi)型本科專業(yè),要求對(duì)常見(jiàn)器件及其應(yīng)用有較多的認(rèn)識(shí),一般安排100左右(或以上)的學(xué)時(shí)用于課程理論教學(xué),單獨(dú)安排30左右學(xué)時(shí)用于實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)。力學(xué)、化工、環(huán)境、生物、制藥等類(lèi)型本科專業(yè),要求能熟練利用電工電子設(shè)備解決一些常見(jiàn)應(yīng)用問(wèn)題,一般安排70左右(或以上)的學(xué)時(shí)用于課程理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)工商管理等準(zhǔn)工科專業(yè),要求具有一定的電工電子方面的頭腦,能讀懂專業(yè)技術(shù)人員的總結(jié)性報(bào)告,一般安排50左右(或以上)的學(xué)時(shí)用于課程教學(xué)。
對(duì)于高職高專類(lèi)機(jī)械、計(jì)算機(jī)等專業(yè),雖然學(xué)生理論基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱,但對(duì)電子器件的應(yīng)用技術(shù)卻有較高的要求,一般安排60-80學(xué)時(shí)用于課程理論教學(xué),單獨(dú)安排20左右學(xué)時(shí)用于實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)。
三 電工電子層次化e-Learning的提出
基于電工電子系列課程的重要地位,各大高校均對(duì)課程建設(shè)提供了大力支持,出現(xiàn)了許多優(yōu)秀的教學(xué)成果。如高教社推出的針對(duì)機(jī)械、航海、航空航天等類(lèi)型本科專業(yè)電工電子技術(shù)(多學(xué)時(shí))課程的電工學(xué)(第5版)立體化包,西安交通大學(xué)的電工電子技術(shù)精品課程等。
目前這方面的教學(xué)成果一般均是單一層次的成果(如只面向高職高?;虮究贫鄬W(xué)時(shí)),這些單一層次成果來(lái)自不同的項(xiàng)目組,使用不同的教材,具有不同的特色,將這些單一層次成果組合,難以適應(yīng)不同層次電工電子技術(shù)課程的教學(xué)需求,不利于基于資源的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式的開(kāi)展。
如學(xué)習(xí)電工電子技術(shù)(本科多學(xué)時(shí))課程的部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往需要一定的與他們使用的教學(xué)資源相吻合的面向電類(lèi)的電路和電子技術(shù)方面的網(wǎng)絡(luò)資源支撐,目前雖然存在著很多相關(guān)的面向電類(lèi)的電路和電子技術(shù)方面的網(wǎng)絡(luò)資源,但絕大多數(shù)學(xué)生不具備篩選的能力,這些網(wǎng)絡(luò)資源事實(shí)上起不到對(duì)該課程的拓展支撐作用。
基于上述分析,電工電子層次化E-Learning應(yīng)圍繞電工電子技術(shù)本科多學(xué)時(shí)、本科少學(xué)時(shí)、高職高專3個(gè)層次展開(kāi),多學(xué)時(shí)版為少學(xué)時(shí)、高職高專版提供拓展支撐,建立或鏈接相關(guān)的電類(lèi)資源庫(kù),以適應(yīng)不同層次電工電子技術(shù)課程的教學(xué)需求。
四 EEDLW電工電子技術(shù)(本科多學(xué)時(shí)版)技術(shù)路線
EEDLW電工電子技術(shù)(本科多學(xué)時(shí)版)初期版本2001年底開(kāi)通,2004年全部建設(shè)完成,技術(shù)路線如下:
1 以頁(yè)為單位按照超文本組織各教學(xué)單元知識(shí)點(diǎn),利用網(wǎng)頁(yè)制作工具制作為Web頁(yè)面,實(shí)現(xiàn)各知識(shí)點(diǎn)的順序教學(xué)。
2 以多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)結(jié)合SQL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)各知識(shí)點(diǎn)的查詢教學(xué),采用了基于Web的多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)智能語(yǔ)義檢索(ISBR)方法。
EEDLW的ISBR搜索方法實(shí)例如圖1(經(jīng)過(guò)處理,完整頁(yè)面可通過(guò)啟動(dòng)IE,進(jìn)入EEDLW首頁(yè)并登陸,在查詢文本框中輸入圖2-3-2后回車(chē)進(jìn)入)
圖1中,查詢?cè)搓P(guān)鍵詞為“圖2-3-2”,經(jīng)ISBR算法查詢,所得目標(biāo)關(guān)鍵詞為“結(jié)點(diǎn)電壓法”[5]。查參考文獻(xiàn)5,該知識(shí)點(diǎn)的插圖編號(hào)為圖2-3-2,具有關(guān)聯(lián),故得查詢結(jié)果如圖。
EEDLW智能語(yǔ)義檢索方法較好地適應(yīng)了基于Web的學(xué)習(xí)型多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索要求,大大拓寬了電工電子技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索范圍。
3 采用ASP結(jié)合多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)階段復(fù)習(xí)、課余練習(xí)、網(wǎng)絡(luò)自測(cè)等。
EEDLW的階段復(fù)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)支持圖文混排,參考實(shí)例如圖2(經(jīng)過(guò)處理,完整頁(yè)面可通過(guò)啟動(dòng)IE,進(jìn)入EEDLW首頁(yè)并登陸,選擇“本章小結(jié)”,在隨后出現(xiàn)的界面中選擇“本章理論”,在右下角文本框輸入4后回車(chē)進(jìn)入)。
由圖2可看出,階段復(fù)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)的圖文混排不是一種排版技巧,是綜合了多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)、Web技術(shù)、ASP技術(shù)且具有交互性的一種教學(xué)方式。它利用超鏈接將一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)圖文混排地組織起來(lái),是面向電工電子技術(shù)電子教材的一種靈活的教學(xué)手段,較好地適應(yīng)了不同層次、不同要求讀者的復(fù)習(xí)要求。
4 采用C++ Builder開(kāi)發(fā)教師端、學(xué)生端兩個(gè)Web專用瀏覽器。教師端瀏覽器將產(chǎn)生的超鏈接改變信息廣播,學(xué)生端瀏覽器接收到廣播信息后自動(dòng)鏈接到目標(biāo)頁(yè)面,把這種方式稱為遠(yuǎn)程同步教學(xué)。
遠(yuǎn)程同步教學(xué)系統(tǒng)彌補(bǔ)了遠(yuǎn)程教育學(xué)生與老師準(zhǔn)分離特性所帶來(lái)的不足,老師可圍繞Web頁(yè)內(nèi)容進(jìn)一步補(bǔ)充講解,從而改善非實(shí)時(shí)教學(xué)中存在的一些缺陷,限于篇幅,其具體實(shí)現(xiàn)原理此處不再做展開(kāi)描述。
5 采用C++ Builder開(kāi)發(fā)一個(gè)具有Web頁(yè)面瀏覽功能的專用瀏覽器,并將登陸信息及其相關(guān)處理程序集成到這個(gè)專用瀏覽器中,將這個(gè)專用瀏覽器和被刪除了登陸界面及其相關(guān)處理程序的網(wǎng)絡(luò)課程共同包裝成一個(gè)產(chǎn)品,構(gòu)成EEDLW的個(gè)人版本。
EEDLW個(gè)人版專用瀏覽器支持網(wǎng)絡(luò)課程版本自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)升級(jí)等許多功能,較好地實(shí)現(xiàn)了EEDLW與讀者的充分交流及相關(guān)服務(wù)。
五 電工電子層次化e-Learning的初步實(shí)現(xiàn)
EEDLW源自2001年初啟動(dòng)的重慶大學(xué)電路及電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)項(xiàng)目,2001年12月正式對(duì)外開(kāi)放式教學(xué)。2003年9月,為配合與進(jìn)一步支持國(guó)家工科電工電子基礎(chǔ)課程教學(xué)基地的建設(shè)與驗(yàn)收工作,為電工電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程(本科多學(xué)時(shí)版)提供拓展支撐,面向電類(lèi)的數(shù)字電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程上網(wǎng)教學(xué)。
2004年,電工電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程(本科多學(xué)時(shí)版)建設(shè)完成,配套教材出版,電工電子技術(shù)(本科少學(xué)時(shí)版)開(kāi)始建設(shè)。2006年,電工電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程(本科少學(xué)時(shí)版)建設(shè)完成,配套教材出版,電工電子技術(shù)(高職高專版)開(kāi)始建設(shè)。2008年4月,電工電子技術(shù)(高職高專版)建設(shè)完成,配套教材出版。
經(jīng)過(guò)近十年的建設(shè),EETDLW建成了面向非電類(lèi)的電工電子技術(shù)本科多學(xué)時(shí)、本科少學(xué)時(shí)、高職高專及面向電類(lèi)的數(shù)字電子技術(shù)、信息類(lèi)的多媒體技術(shù)與網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)5門(mén)網(wǎng)絡(luò)課程,教學(xué)內(nèi)容涉及電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電動(dòng)機(jī)、計(jì)算機(jī)仿真、PLD、PLC、單片機(jī)控制、數(shù)字圖像、音頻、視頻、Flas制作、網(wǎng)頁(yè)制作與設(shè)計(jì)等內(nèi)容,能按照非電類(lèi)電工電子技術(shù)課程本科多學(xué)時(shí)、本科少學(xué)時(shí)、高職高專3個(gè)層次進(jìn)行教學(xué),電工電子層次化e-Learning初步實(shí)現(xiàn)。
六 小結(jié)
EETDLW獲第六屆全國(guó)多媒體教育軟件大獎(jiǎng)賽二等獎(jiǎng)等全國(guó)性的獎(jiǎng)3項(xiàng),出版電工電子技術(shù)(本科多學(xué)時(shí)版)、電工電子技術(shù)(本科少學(xué)時(shí)版)、電工電子技術(shù)(高職高專版)教材3套4本,其中普通高等教育“十五”、“十一五”國(guó)家級(jí)教材規(guī)劃各1套,支持基于Web的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)交互模式[6,支持智能教學(xué)[7]、遠(yuǎn)程同步教學(xué)、順序教學(xué)、查詢教學(xué)、階段復(fù)習(xí)、課余練習(xí)、網(wǎng)絡(luò)自測(cè)等多種教學(xué)手段并提供自學(xué)、授課、陽(yáng)關(guān)走廊等多種學(xué)習(xí)風(fēng)格,是國(guó)內(nèi)電工電子領(lǐng)域有較大影響的教學(xué)網(wǎng)絡(luò),在應(yīng)用實(shí)踐中得到廣大讀者的好評(píng)。今后的主要工作是進(jìn)一步整合該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,加強(qiáng)宣傳與交流,更好地推動(dòng)該網(wǎng)絡(luò)的深入應(yīng)用。
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關(guān)鍵詞 電工電子實(shí)驗(yàn);教學(xué)探索;課程建設(shè);教學(xué)模式
中圖分類(lèi)號(hào) G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1008-3219(2015)35-0047-04
應(yīng)用型本科院校電子信息類(lèi)專業(yè)學(xué)生就業(yè)趨勢(shì)對(duì)相關(guān)專業(yè)學(xué)生提出了兩個(gè)要求:一方面要求學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),能夠熟練運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)分析、設(shè)計(jì)和仿真各種電路應(yīng)用形式,從而滿足用人單位需求;另一方面要求學(xué)生能夠系統(tǒng)地運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題。在電子信息類(lèi)專業(yè)課程建設(shè)及教學(xué)過(guò)程中,對(duì)于應(yīng)用型本科院校來(lái)說(shuō),電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程是學(xué)生掌握基本電工電子實(shí)踐技巧和理論聯(lián)系實(shí)際的重要手段。電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)不能僅滿足于原理的驗(yàn)證和基本綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)訓(xùn),更要立足于拓展學(xué)生思路、激發(fā)學(xué)生興趣以及增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。
一、教學(xué)現(xiàn)狀
目前,電子信息類(lèi)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程包括電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和電子綜合課程設(shè)計(jì)。如何最大程度地培養(yǎng)學(xué)生在電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用實(shí)踐能力,是目前電工電子類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵任務(wù)。對(duì)于模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)而言,學(xué)生難于理解抽象的理論知識(shí),不能掌握實(shí)驗(yàn)的目的和精髓。對(duì)基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)只是機(jī)械地按照教師的要求去完成,并不能有效地啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。對(duì)于數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)而言,建立邏輯模型,邏輯代數(shù)基本定律、組合邏輯和時(shí)序邏輯的實(shí)驗(yàn)分析和設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)的基礎(chǔ)。而學(xué)生在學(xué)習(xí)模擬電路后,面對(duì)離散的邏輯分析,與模擬電路存在較大差異,容易使學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性降低。所以,只有在做大量的綜合型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,才能讓學(xué)生在抽象的理論知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力上得到雙重提升。
然而,在電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,教師遇到的難題在一定程度上直接或間接地影響著教學(xué)質(zhì)量[1]。首先,教學(xué)資源的限制使得教師在課程的開(kāi)展過(guò)程中力不從心。就大多數(shù)國(guó)內(nèi)普通高等院校而言,實(shí)驗(yàn)采用的硬件平臺(tái)數(shù)量有限,性價(jià)比較高的硬件元器件不多,使得模擬電路、數(shù)字電路的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成情況不夠理想。其次,授課課時(shí)數(shù)量的減少對(duì)于系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容帶來(lái)較大影響。課時(shí)減少意味著課程進(jìn)度的加快,而課程進(jìn)度的加快使得實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)一步簡(jiǎn)化,學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的理解弱化?;谏鲜龇治觯捎诮虒W(xué)過(guò)程中存在的種種問(wèn)題,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大打折扣,而且他們對(duì)于模擬和數(shù)字電路的基礎(chǔ)掌握不夠扎實(shí),幾乎無(wú)法進(jìn)行獨(dú)立的中小規(guī)模電子線路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)于課程本身而言,電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)并沒(méi)有帶來(lái)顯著的教學(xué)效果,從系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)綜合課程設(shè)計(jì)更是紙上談兵。
二、教學(xué)創(chuàng)新探索
面對(duì)電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題,結(jié)合長(zhǎng)春理工大學(xué)國(guó)家級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)中心(以下簡(jiǎn)稱中心)的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn),本文對(duì)電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程創(chuàng)新性教學(xué)進(jìn)行了深入研究:以實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為核心,以實(shí)驗(yàn)資源開(kāi)放共享為基礎(chǔ),以高素質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍和完備的實(shí)驗(yàn)條件為保障,創(chuàng)新管理機(jī)制,全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和實(shí)驗(yàn)室使用效率。通過(guò)教學(xué)模式改革培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力以及提高教學(xué)質(zhì)量。
(一)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建
中心從人才培養(yǎng)體系整體出發(fā),建立以能力培養(yǎng)為主線,分層次、多模塊、相互銜接的科學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,與理論教學(xué)既有機(jī)結(jié)合又相對(duì)獨(dú)立。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與科研、工程、社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐密切聯(lián)系,形成良性互動(dòng),實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合。引入、集成信息技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù),改造傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法,加強(qiáng)綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?;诖?,中心提出“面向四個(gè)專業(yè)類(lèi),進(jìn)行三個(gè)層次教學(xué),達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生三種能力,構(gòu)建四個(gè)知識(shí)系統(tǒng)”的“四三三四”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,其中面向四個(gè)專業(yè)類(lèi)包括電子信息類(lèi)、物理化學(xué)類(lèi)、電子信息關(guān)聯(lián)類(lèi)(如光電、機(jī)電和計(jì)算機(jī)等)和經(jīng)濟(jì)管理類(lèi);三個(gè)層次教學(xué)即基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、提高類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及科技創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué);培養(yǎng)學(xué)生三種創(chuàng)新能力涵蓋基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力;四個(gè)知識(shí)體系體現(xiàn)在場(chǎng)與波、信號(hào)、微電子技術(shù)和電路系統(tǒng)[2]。
(二)內(nèi)容及方法改革
首先,當(dāng)今國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,嵌入式處理器的應(yīng)用達(dá)到前所未有的高度。隨著市場(chǎng)成本的降低以及嵌入式處理器的處理和控制能力的提升,使得這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的速度越來(lái)越快,因此,片上可編程系統(tǒng)(Programmable System-on-Chip, PSoC)應(yīng)運(yùn)而生。PSoC技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是將CPU、模擬和數(shù)字子系統(tǒng)集成在單芯片上。以PSoC芯片和相關(guān)軟件開(kāi)發(fā)工具為代表的硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)和軟件設(shè)計(jì)工具引領(lǐng)著未來(lái)的設(shè)計(jì)方向。因此PSoC技術(shù)既可以滿足模擬電子技術(shù)的設(shè)計(jì)需求[3],也可以滿足數(shù)字電子技術(shù)的設(shè)計(jì)需求,同時(shí)還可以進(jìn)行混合設(shè)計(jì),使學(xué)生可以從根本上了解自己的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,其為電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了翻天覆地的變化?;诖?,使用PSoC技術(shù)進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)[4]:定制,基于PSoC嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員可以很靈活地選擇所要連接的外設(shè)和控制器,因此設(shè)計(jì)人員可以設(shè)計(jì)出一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的外設(shè),這個(gè)外設(shè)可以直接和總線連接;降低元件成本,由于基于PSoC平臺(tái)的嵌入式系統(tǒng)的功能多樣性,以前需要用很多元件才能實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng),現(xiàn)在可以使用一個(gè)PSoC芯片實(shí)現(xiàn);硬件加速,選擇PSoC技術(shù)的一個(gè)重要的原因就是,PSoC能在硬件和軟件之間進(jìn)行權(quán)衡,使嵌入式系統(tǒng)達(dá)到最大的效率和性能。針對(duì)該技術(shù)的實(shí)踐創(chuàng)新特點(diǎn),中心在未來(lái)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法中,通過(guò)該技術(shù)搭建芯片級(jí)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將有效提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
其次,實(shí)踐性強(qiáng)是電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的最重要特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的科學(xué)化能夠提高學(xué)生的主動(dòng)創(chuàng)新意識(shí),是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的基石。理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有彼此依存的緊密關(guān)系,一般來(lái)說(shuō),將電學(xué)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相互統(tǒng)一,才能較全面的認(rèn)識(shí)和理解本門(mén)學(xué)科的本質(zhì)。相對(duì)而言,對(duì)于應(yīng)用型本科院校的學(xué)生來(lái)說(shuō),能夠解決實(shí)際的工程問(wèn)題在就業(yè)時(shí)往往起到更關(guān)鍵作用。所以,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和理論學(xué)習(xí)在教學(xué)過(guò)程中具有同樣重要的意義。
中心根據(jù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì),將電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)分為電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)四大類(lèi)。這四大類(lèi)實(shí)驗(yàn)涵蓋了電工電子基礎(chǔ)教學(xué)的各個(gè)方面。單一的從實(shí)驗(yàn)性質(zhì)方面分類(lèi)只能從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上實(shí)現(xiàn)全覆蓋,而如何科學(xué)的劃分實(shí)驗(yàn)難度和提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣則不能得到很好的說(shuō)明和分析?;诖耍行膹膶?shí)驗(yàn)教學(xué)目的出發(fā),將電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)重新分驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)四大類(lèi)。這四類(lèi)實(shí)驗(yàn)各有不同的側(cè)重點(diǎn)[5]。
驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。首先要求學(xué)生加深和鞏固對(duì)本學(xué)科基本理論的理解;其次要求學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)方法,學(xué)會(huì)觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),熟悉基本實(shí)驗(yàn)技能。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)題目相對(duì)簡(jiǎn)單,隸屬于某一類(lèi)實(shí)驗(yàn)性質(zhì),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),該部分實(shí)驗(yàn)可以為后續(xù)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)題目積累經(jīng)驗(yàn)。
綜合型實(shí)驗(yàn)。在驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成一定強(qiáng)度的綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,就這方面而言,綜合型實(shí)驗(yàn)仍然局限在某一實(shí)驗(yàn)性質(zhì)當(dāng)中,但是其電路原理和連接方式都有了一定的難度和復(fù)雜性。因此這類(lèi)實(shí)驗(yàn)題目不應(yīng)過(guò)多,在整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系中起到承上啟下的作用。
設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。在4類(lèi)不同實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的綜合型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上開(kāi)展設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),其重點(diǎn)是綜合運(yùn)用不同實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法和技巧完成電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)主要配合模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩門(mén)課程進(jìn)行,通過(guò)數(shù)模混合電路提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)類(lèi)別是具有研究性、探索性和創(chuàng)造性的大型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)綜合運(yùn)用各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器或模塊完成實(shí)驗(yàn)題目。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的題目通常來(lái)自科研項(xiàng)目或生產(chǎn)實(shí)踐遇到的具體問(wèn)題,所涉及的知識(shí)點(diǎn)涵蓋多門(mén)課程甚至多個(gè)交叉學(xué)科。學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)、提出方案、電路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)聯(lián)調(diào)、撰寫(xiě)報(bào)告和答辯討論等步驟體會(huì)電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值和意義,積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),獲得全面鍛煉。
通過(guò)上述分析,驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)屬于某一類(lèi)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)框架下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,而設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)則需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題。根據(jù)長(zhǎng)春理工大學(xué)國(guó)家級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的授課情況和中心教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)類(lèi)型與所需學(xué)時(shí)比重進(jìn)行總結(jié),見(jiàn)表1。
表1 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型與所需學(xué)時(shí)比重關(guān)系
實(shí)驗(yàn)類(lèi)型 學(xué)時(shí)比重(%)
電工技術(shù)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn) 5
模擬電子技術(shù)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn) 5
數(shù)字電子技術(shù)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn) 5
電工技術(shù)綜合型實(shí)驗(yàn) 5
模擬電子技術(shù)綜合型實(shí)驗(yàn) 5
數(shù)字電子技術(shù)綜合型實(shí)驗(yàn) 5
電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 10
電工電子技術(shù)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn) 20
電工電子技術(shù)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn) 40
三、教學(xué)探索保障
(一)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)
中心重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè),在學(xué)校政策的前提下,采取有效的措施,鼓勵(lì)高水平教師投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。建設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)隊(duì)伍互通,教學(xué)、科研、技術(shù)兼容,核心骨干相對(duì)穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。中心形成一支由學(xué)術(shù)帶頭人或高水平教授負(fù)責(zé),熱愛(ài)實(shí)驗(yàn)教學(xué),教育理念先進(jìn),學(xué)術(shù)水平高,教學(xué)科研能力強(qiáng),實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富,熟悉實(shí)驗(yàn)技術(shù),勇于創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。
中心現(xiàn)有教師66人。專職教師55人,其中:正高級(jí)19人,副高級(jí)19人;博士27人,碩士16人;45歲以上教師21人,45~35歲教師18人,35歲以下教師16人;近五年,增加教師7人;35歲以下青年教師博士學(xué)歷由1人增加到9人。教師隊(duì)伍職稱、年齡和學(xué)歷等結(jié)構(gòu)更趨合理,梯隊(duì)建設(shè)效果顯著;中心團(tuán)隊(duì)被多次被評(píng)為吉林省優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。近五年,中心教師承擔(dān)70余項(xiàng)教改和科研項(xiàng)目,其中省級(jí)以上項(xiàng)目達(dá)到80%;發(fā)表教改論文69篇,學(xué)術(shù)論文189篇。涌現(xiàn)了吉林省科技咨詢專家3人,吉林省第三屆“創(chuàng)業(yè)先鋒”1人,吉林省第三批高級(jí)專家1人,吉林省第十一屆青年科技獎(jiǎng)獲得者1人,吉林省高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才1人,在2012年09月“首屆全國(guó)高校青年教師教學(xué)競(jìng)賽”獲全國(guó)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
中心構(gòu)建了6個(gè)課程梯隊(duì)和4個(gè)科研梯隊(duì),課程與科研梯隊(duì)互通。教師既承擔(dān)理論教學(xué),也承擔(dān)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)工作,提高了實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍的穩(wěn)定性。擁有電路與系統(tǒng)、信號(hào)與信息處理2個(gè)學(xué)科,設(shè)置博導(dǎo)和碩導(dǎo)崗位,提高兼職教師工作積極性。中心教師數(shù)量穩(wěn)中有升,青年教師業(yè)務(wù)水平迅速提升,兼職教師工作積極。
(二)運(yùn)行機(jī)制和管理方式
中心于2004年開(kāi)始采用信息化管理手段,此后不斷改革與完善。2008年進(jìn)一步完善了網(wǎng)站,2010年進(jìn)一步完善了實(shí)驗(yàn)預(yù)約管理系統(tǒng)和虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng),2011年新建了視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)室信息反饋等平臺(tái)。
中心網(wǎng)站共分16個(gè)一級(jí)欄目,實(shí)驗(yàn)預(yù)約管理系統(tǒng)與中心網(wǎng)站結(jié)合,很好地解決了學(xué)生數(shù)量大、公共時(shí)間少、排課困難、實(shí)驗(yàn)室資源利用率低、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)不客觀等難題。實(shí)驗(yàn)預(yù)約登記管理系統(tǒng)相關(guān)成果獲得吉林省教育技術(shù)成果三等獎(jiǎng)。虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)有“儀器設(shè)備認(rèn)識(shí)”“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”“視頻點(diǎn)播”等項(xiàng)目,解決了資源相互需求、相互依賴的矛盾,為學(xué)生創(chuàng)新思想交流提供了平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)信息反饋系統(tǒng)能夠使教師和學(xué)生隨時(shí)查詢實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放情況。視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置了32個(gè)終端,實(shí)現(xiàn)全校所有聯(lián)網(wǎng)終端對(duì)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)時(shí)監(jiān)控,既確保了實(shí)驗(yàn)室安全,也有利于提高開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理高質(zhì)量運(yùn)行。通過(guò)上述網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化手段管理實(shí)驗(yàn)室,有利于開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)和人性化管理。
中心網(wǎng)絡(luò)化電子教案、課件、錄像等實(shí)驗(yàn)資源豐富,涉及電子電路課程群、電磁場(chǎng)課程群、信號(hào)處理課程群相關(guān)課程的理論、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐等各個(gè)方面,總資源達(dá)2.6GB,三年訪問(wèn)量達(dá)到12000人次。
通過(guò)結(jié)合長(zhǎng)期積累形成的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和成果,建設(shè)并搭建了信息化輔助教學(xué)平臺(tái),通過(guò)平臺(tái)服務(wù)學(xué)生和教師信息交流,實(shí)現(xiàn)了課內(nèi)、課外統(tǒng)一,并且為實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。平臺(tái)的相關(guān)模式為學(xué)校開(kāi)發(fā)教學(xué)管理系統(tǒng)提供了支撐,同時(shí),相關(guān)軟件及信息化資源獲得2項(xiàng)吉林省教育技術(shù)成果獎(jiǎng)。
(三)強(qiáng)化校企合作
中心先后與飛思卡爾半導(dǎo)體公司、上海未來(lái)伙伴機(jī)器人公司以及美國(guó)安捷倫公司等十多家企業(yè),創(chuàng)辦和協(xié)辦了“飛思卡爾智能汽車(chē)大賽”“機(jī)器人控制大賽”“無(wú)線電發(fā)射比賽”等多項(xiàng)比賽,并提供培訓(xùn)、訓(xùn)練和實(shí)踐支持,每年受益學(xué)生達(dá)500多人。近五年,中心組織競(jìng)賽10項(xiàng),共計(jì)48次,學(xué)生獲得省級(jí)以上競(jìng)賽獎(jiǎng)達(dá)118項(xiàng),在吉林省名列前茅。此外依托中心建立的“吉林省大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地”,極大地豐富和活躍了實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的內(nèi)容和形式,在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展課外學(xué)術(shù)科技活動(dòng)、培養(yǎng)具有較強(qiáng)科技創(chuàng)新能力的特色人才等方面,發(fā)揮了積極作用,形成了學(xué)生培訓(xùn)、創(chuàng)新、實(shí)踐基地和科技骨干人才培養(yǎng)基地。
參 考 文 獻(xiàn)
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論文關(guān)鍵詞:電子系統(tǒng);設(shè)計(jì)方法;設(shè)計(jì)能力
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái),社會(huì)對(duì)大學(xué)生提出了許多新的要求。大學(xué)生應(yīng)該具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、較強(qiáng)的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)精神和協(xié)調(diào)能力、強(qiáng)烈的責(zé)任感和服務(wù)意識(shí)等。
當(dāng)今世界,電子產(chǎn)品不斷更新發(fā)展,并且向智能化方向發(fā)展,日益突出單片機(jī)和FPGA等可編程器件在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)新中的重要性。新產(chǎn)品的更新?lián)Q代促使用人單位對(duì)電子信息專業(yè)的學(xué)生有更高的要求:第一,要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),例如學(xué)習(xí)和掌握“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“高頻電子技術(shù)”、“單片機(jī)原理”和“微機(jī)原理”等主要課程;第二,動(dòng)手能力要強(qiáng);第三,要能緊跟電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,要有較強(qiáng)的適應(yīng)工作的能力,使用先進(jìn)應(yīng)用軟件的能力,例如會(huì)利用諸如Protel、MaxplusII、Multisim、Matlab等工具軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真調(diào)試。用人單位對(duì)畢業(yè)生的要求除了能夠掌握一定的基礎(chǔ)理論和工具之外,還要求畢業(yè)生具有基于單片機(jī)系統(tǒng)的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽正是對(duì)人才全面培養(yǎng)、更新教育理念、改革教學(xué)方法和內(nèi)容等起到了促進(jìn)作用,具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的選題引進(jìn)了新的理論與技術(shù),是跨學(xué)科的、系統(tǒng)的和綜合的。為了有效指導(dǎo)學(xué)生參加各類(lèi)電子競(jìng)賽,特對(duì)綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)模式、課程內(nèi)容、教學(xué)方法及考評(píng)進(jìn)行改革。
一、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的性質(zhì)
電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是指基于單片機(jī)控制的完整應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試等多方面的知識(shí)。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系是以“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程為核心,由“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“傳感器技術(shù)”、“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”、“可編程邏輯器件及應(yīng)用”、“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”等相關(guān)課程組成。它是一門(mén)綜合性較強(qiáng)的專業(yè)課程,通過(guò)本課程的理論學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用能力、系統(tǒng)分析能力和電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力。
學(xué)生經(jīng)過(guò)前期基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí),通過(guò)隨課的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),對(duì)于電子信息領(lǐng)域的相關(guān)理論知識(shí)有了了解和掌握,在老師的指導(dǎo)下基本能夠進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試,通過(guò)課程設(shè)計(jì)也能完成本課程簡(jiǎn)單的綜合性實(shí)驗(yàn)。但一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多數(shù)是教材內(nèi)容原理的演示和再現(xiàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法都是老師指定,學(xué)生基本沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn),綜合實(shí)踐能力有待提高,學(xué)生沒(méi)有發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性,積極性不高,不利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。
鑒于上述情況,對(duì)綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論內(nèi)容和實(shí)踐方法進(jìn)行改革創(chuàng)新。
二、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論課內(nèi)容
根據(jù)本課程的實(shí)際情況和學(xué)生所具備基礎(chǔ)知識(shí),安排如下幾個(gè)環(huán)節(jié):模擬電路單元設(shè)計(jì),數(shù)字系統(tǒng)單元的設(shè)計(jì),微處理器單元電路的設(shè)計(jì)以及電子系統(tǒng)抗干擾技術(shù)等環(huán)節(jié)。
結(jié)合全國(guó)電子大賽,模擬單元電路主要講述運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)以及正確使用、有源濾波器的設(shè)計(jì)方法、外圍電子元器件(電子、電容)的計(jì)算和選擇;直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法以及參數(shù)元器件的選擇;各種信號(hào)產(chǎn)生的方法,重點(diǎn)講述數(shù)字頻率合成DDS的原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。以上這些單元內(nèi)容的安排是結(jié)合歷年來(lái)全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽有關(guān)模擬電路環(huán)節(jié)而選擇的,通過(guò)這些內(nèi)容的講解有利于提高學(xué)生模擬電子技術(shù)的設(shè)計(jì)方法。
數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)單元主要講解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,突出現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)——EDA設(shè)計(jì)方法;可編程邏輯器件的特點(diǎn)及選擇;數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例,比如AD、DA控制器的實(shí)現(xiàn)、交通燈控制器的實(shí)現(xiàn)、電子密碼鎖的設(shè)計(jì)等。通過(guò)大量實(shí)例的講解使學(xué)生能初步掌握用大規(guī)??删幊踢壿媽?shí)現(xiàn)中等難度的數(shù)字邏輯系統(tǒng)。
微處理器單元主要講述目前流行的各種處理器,例如51內(nèi)核單片機(jī)、MSP430單片機(jī)、AVR單片機(jī)、PIC單片機(jī)等型號(hào),介紹它們的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、怎樣根據(jù)項(xiàng)目需求來(lái)選擇合適的微處理器;根據(jù)學(xué)生目前對(duì)微處理器的掌握和學(xué)習(xí)情況,重點(diǎn)講述基于單片機(jī)串行通信的設(shè)計(jì),包括幾種流行的串行通信協(xié)議:SPI協(xié)議、IIC協(xié)議、UART協(xié)議以及one—wire協(xié)議,分析它們的特點(diǎn),在不具有SPI總線、IIC總線的微處理器中怎樣通過(guò)IO口模擬它們的總線協(xié)議;以具有這些總線協(xié)議的集成電路芯片的利用提高學(xué)生的C語(yǔ)言編程能力。
在微處理器單元里,另外的重點(diǎn)內(nèi)容多基于單片機(jī)的并行通信設(shè)計(jì),包括常用的人機(jī)接口電路(鍵盤(pán)、LCD、LED顯示),這是在大多數(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)備中都具有的,學(xué)生有必要掌握它們的設(shè)計(jì)方法以及編程技術(shù)。
電子系統(tǒng)抗干擾技術(shù)也是綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常重要的內(nèi)容。當(dāng)系統(tǒng)處在比較惡劣的環(huán)境下,抗干擾設(shè)計(jì)的好與壞直接決定了系統(tǒng)能否正常工作。微處理器雖然本身的抗干擾能力較強(qiáng),但是用微處理器構(gòu)造的控制系統(tǒng)仍存在著抗干擾的問(wèn)題。為防止外界對(duì)系統(tǒng)的干擾,并確保電子系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行,必須采取相應(yīng)的抗干擾措施。電子系統(tǒng)的干擾主要來(lái)自于供電系統(tǒng)、過(guò)程通道及空間電磁波。電子應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)不同的干擾源采取必要的抗干擾措施。具體方法有硬件抗干擾技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)。
在這一章節(jié)里主要講解電磁兼容設(shè)計(jì)、器件選型、降熱散熱計(jì)算、電路板和電子系統(tǒng)可靠性測(cè)試等綜合知識(shí)。通過(guò)對(duì)本小節(jié)的學(xué)習(xí),使學(xué)生應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo):熟悉系統(tǒng)的各種干擾來(lái)源及形式;學(xué)會(huì)供電系統(tǒng)及過(guò)程通道的抗干擾措施;能說(shuō)出在印制電路板設(shè)計(jì)中體現(xiàn)的抗干擾措施;學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)軟件陷阱及看門(mén)狗電路,從而為綜合電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
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三、精心設(shè)計(jì)安排實(shí)驗(yàn)
這門(mén)課實(shí)踐性很強(qiáng),除了教師講述的理論內(nèi)容和方法外,安排大量的實(shí)驗(yàn)以及鼓勵(lì)學(xué)生去參加科技創(chuàng)新和各種電子設(shè)計(jì)的比賽,提升學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,從而提高他們的實(shí)際動(dòng)手能力。根據(jù)課程的內(nèi)容合理安排一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)題目。安排的實(shí)驗(yàn)不同于在學(xué)習(xí)相應(yīng)的基礎(chǔ)時(shí)所做的實(shí)驗(yàn),要體現(xiàn)獨(dú)立思考的能力。
教師布置實(shí)驗(yàn)題目、講述方法,學(xué)生以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為中心,整合理論知識(shí),查閱相關(guān)資料,具體的實(shí)驗(yàn)方案和電路要學(xué)生自己去網(wǎng)上或圖書(shū)館查閱資料獨(dú)立完成。在做實(shí)驗(yàn)前,電路圖以及程序代碼要在課下完成,實(shí)驗(yàn)室只是調(diào)試電路和程序以及老師考核實(shí)驗(yàn)成績(jī)。這樣做可以更好地將理論與實(shí)踐結(jié)合到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中去,使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐能力和分析解決問(wèn)題的能力上有一定的提升;也可以鍛煉學(xué)生學(xué)會(huì)搜集資料、整理資料,提高他們獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)能力。同時(shí),教師在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中也在不斷地提升自己,積累經(jīng)驗(yàn)。
結(jié)合電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,安排各章節(jié)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:模擬電路單元主要是運(yùn)算放大器和二階有源濾波器的設(shè)計(jì);重點(diǎn)是直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì);數(shù)字系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)安排了數(shù)字頻率計(jì)、交通燈控制器,重點(diǎn)是DDS數(shù)字頻率的合成實(shí)驗(yàn)。微處理器單元安排了基于單片機(jī)SPI總線時(shí)鐘顯示器和基于單片機(jī)并行通信的LCD顯示系統(tǒng)。鑒于目前的實(shí)驗(yàn)條件,這些實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)仿真軟件來(lái)完成。模擬單元電路里,利用Multisim電子電路仿真軟件來(lái)完成運(yùn)算放大器和有源濾波器以及直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì);在數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,利用MAX+PLUS II軟件完成DDS數(shù)字頻率合成的實(shí)驗(yàn);微處理器單元,利用PROTEUS軟件完成單片機(jī)的并行和串行通信實(shí)驗(yàn)。這樣在不需要任何實(shí)驗(yàn)儀器和元器件的情況下,為學(xué)生提供了一個(gè)展示才華的平臺(tái),充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。
四、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考核標(biāo)準(zhǔn)
目前我國(guó)教育領(lǐng)域使用的最普遍的考核方式仍是閉卷考試。閉卷考試對(duì)于考核學(xué)生的知識(shí)掌握情況是非常重要的,但對(duì)于綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門(mén)技術(shù)性實(shí)踐性和綜合性非常強(qiáng)的課程,不適合采用閉卷考試對(duì)學(xué)生能力進(jìn)行考查。
為了真正鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,對(duì)這門(mén)課的考核采取如下方式:平時(shí)上課出勤、答疑以及學(xué)習(xí)的主動(dòng)性占20%;實(shí)驗(yàn)占30%(其中課前預(yù)習(xí)的情況比重占80%);最后50%的成績(jī)是學(xué)生的作品。學(xué)生可以完成一個(gè)老師指定的題目,在確定最佳設(shè)計(jì)方案后,到實(shí)驗(yàn)室完成了系統(tǒng)單元電路的仿真,進(jìn)行安裝、測(cè)量和調(diào)試,把實(shí)際的設(shè)計(jì)作品做出來(lái)。也可以根據(jù)學(xué)科專業(yè)方向并結(jié)合自身興趣,自主選擇一個(gè)課題作為課程的設(shè)計(jì)項(xiàng)目,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、電路實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)調(diào)試完成一個(gè)完整的電子作品;最后通過(guò)驗(yàn)收、答辯、總結(jié)、演講結(jié)束課程的學(xué)習(xí)。在系統(tǒng)的制作和調(diào)試過(guò)程中,讓學(xué)生想方設(shè)法采取各種措施解決所遇到的實(shí)際問(wèn)題,不斷調(diào)整參數(shù),修改和完善設(shè)計(jì)方案,得到真正的訓(xùn)練。
[關(guān)鍵詞]電子技術(shù);實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新;改革
數(shù)字電子技術(shù)課程是信息類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)、電氣類(lèi)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程,通過(guò)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握這門(mén)課程的基本知識(shí)、基本理論及基本技能,清楚電子技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,為以后的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)做好鋪墊和基礎(chǔ)。數(shù)字電子技術(shù)課程一般被分為理論和實(shí)踐兩個(gè)部分,實(shí)踐部分作為理論教學(xué)的補(bǔ)充,有著非常重要的作用。實(shí)踐教學(xué)不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)及分析的能力,還能提高學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。如今,隨著新課程改革的進(jìn)程不斷深入,數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)時(shí)間被一再壓縮,這就對(duì)這門(mén)課程的教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn):要讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)里領(lǐng)會(huì)數(shù)字電子技術(shù)的理論知識(shí),并通過(guò)理論進(jìn)一步掌握數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)踐方法,進(jìn)而提高學(xué)生的實(shí)踐技能和動(dòng)手能力。同時(shí),通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng),讓其更加深入地了解電子技術(shù)理論知識(shí)的內(nèi)涵。因此,應(yīng)該重視實(shí)踐教學(xué)的作用及地位,更加科學(xué)合理地安排學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng),并提高實(shí)踐教學(xué)的要求。
一、完善實(shí)踐教學(xué)方式
首先,建設(shè)多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。通過(guò)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù),把教學(xué)所需的實(shí)驗(yàn)步驟、理論示意圖、注意事項(xiàng)等制成精美的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件,對(duì)圖像、聲音、文本、視頻等多媒體元素進(jìn)行加工處理,加強(qiáng)教學(xué)效果,優(yōu)化課堂教學(xué),提高學(xué)習(xí)效率。這種方式避免了傳統(tǒng)電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中枯燥、刻板的缺點(diǎn),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。其次,建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電路的認(rèn)知,掌握各種電子儀器的使用方法及測(cè)試方法,讓每個(gè)學(xué)生都可以動(dòng)手實(shí)踐,進(jìn)行電子元件接線及設(shè)定儀器參數(shù),一邊連線測(cè)試,一邊修改分析,還可以對(duì)比理論計(jì)算的結(jié)果。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)提供的能夠隨時(shí)修改和調(diào)整的儀器參數(shù),分析其對(duì)電路的影響,在使用和測(cè)試過(guò)程中,將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái),增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力及對(duì)理論的理解。再次,不斷完善網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。將多媒體網(wǎng)絡(luò)課件、實(shí)踐教育資源、網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)等有機(jī)結(jié)合起來(lái),組成立體化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自行決定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)時(shí)間,鼓勵(lì)學(xué)生自由發(fā)揮,培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新實(shí)踐能力。
二、改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境
一般來(lái)說(shuō),電子技術(shù)實(shí)踐的教學(xué)環(huán)境要滿足從課題設(shè)計(jì)到課程實(shí)踐各個(gè)方面實(shí)踐教學(xué)的需求,它包括軟件建設(shè)和硬件建設(shè)兩個(gè)部分。軟件建設(shè)以提高實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新和管理為主,包含資源共享、管理規(guī)范、操作要求等;硬件建設(shè)以完善實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為主,包含實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)配套軟件等。首先,要充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。現(xiàn)階段,實(shí)驗(yàn)室一般都由各個(gè)教研組管理,大部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是用作理論課程的實(shí)驗(yàn),各個(gè)教研組之間各行其是,實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率不高。面對(duì)這樣的問(wèn)題,應(yīng)該把實(shí)驗(yàn)室從教研組分離出來(lái),建設(shè)統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)中心,把實(shí)驗(yàn)設(shè)備統(tǒng)一管理,提高利用率。其次,要及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備。隨著時(shí)代的發(fā)展,一些陳舊落后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)踐教學(xué)的要求,因此,要及時(shí)購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,使實(shí)踐教學(xué)跟上電子技術(shù)發(fā)展的腳步,讓學(xué)生了解最先進(jìn)的電子技術(shù)與產(chǎn)品。再次,引入虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。ElectronicsWorkbenchEda(EWB)是一款小巧但仿真功能十分強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件,它被稱為虛擬電子實(shí)驗(yàn)室。虛擬實(shí)驗(yàn)是指借助多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上構(gòu)造一個(gè)可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)環(huán)境,通過(guò)仿真調(diào)試、電路設(shè)計(jì)及對(duì)數(shù)據(jù)和參數(shù)的分析,達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果的一種新型的實(shí)驗(yàn)方法。將其作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充,能夠使學(xué)生熟悉仿真軟件技術(shù),同時(shí)把理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密聯(lián)系起來(lái),可以較全面地反映和概括所學(xué)的知識(shí)。這樣一來(lái),不僅利用了實(shí)驗(yàn)教學(xué)參與性強(qiáng)、操作性強(qiáng)的特點(diǎn),還發(fā)揮了計(jì)算機(jī)資金投入少、直觀、迅速的優(yōu)勢(shì)。除此之外,要?jiǎng)?chuàng)設(shè)開(kāi)放式的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)是為了給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)輕松的學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境,給學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)和探索的時(shí)間和空間。由于新入學(xué)的學(xué)生對(duì)電子工藝的知識(shí)和技術(shù)還不夠熟練,應(yīng)該安排教師輔導(dǎo)學(xué)生,實(shí)驗(yàn)室也應(yīng)對(duì)學(xué)生全天開(kāi)放。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中能夠熟悉電子儀器的原理和使用方法、焊接技術(shù)、小型電子產(chǎn)品的制作、印刷線路板的制作、電子線路的檢測(cè)等,為以后的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí),開(kāi)放式的實(shí)踐教學(xué)還可以把科研活動(dòng)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合起來(lái),讓學(xué)生積極參與教師的科研活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、操作能力和創(chuàng)新能力。
三、建設(shè)實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍
要想培養(yǎng)出高素質(zhì)的實(shí)踐型人才,必須有一支高水平的實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍,教師隊(duì)伍水平的高低關(guān)系著實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的好壞。首先,要采用激勵(lì)考核機(jī)制。學(xué)校應(yīng)采用教學(xué)崗位聘任制,設(shè)置主講教師、主講教授。對(duì)主講教師、教授給予高薪酬的激勵(lì)制度,充分調(diào)動(dòng)教師進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的積極性。其次,重視教師培訓(xùn),構(gòu)建合理的教師隊(duì)伍。鼓勵(lì)教師參加繼續(xù)教育,深入產(chǎn)業(yè)第一線,了解行業(yè)的發(fā)展前景,豐富自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合實(shí)踐開(kāi)展教研活動(dòng)。鼓勵(lì)教師參與教學(xué)改革、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、定期參與教學(xué)研討會(huì),提高教學(xué)水平。再次,改革教育教學(xué)體制,改善管理方式。為了滿足當(dāng)今實(shí)踐教學(xué)的需求,應(yīng)深化體制改革,建立健全人事聘任制度、教學(xué)激勵(lì)制度、工作考評(píng)制度,提高實(shí)踐教學(xué)的水平和質(zhì)量。電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的改革和創(chuàng)新,能夠?yàn)閷W(xué)生發(fā)展個(gè)性、自主學(xué)習(xí)提供所需的空間和時(shí)間,有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí),進(jìn)而全面提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。
四、優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)當(dāng)今電子技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程及學(xué)生的實(shí)際情況,合理選擇實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。應(yīng)該給學(xué)生設(shè)置豐富且層次多樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通過(guò)設(shè)計(jì)層次多樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,既可以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,又有益于教師專業(yè)水平的提高。首先,運(yùn)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)來(lái)鞏固學(xué)生的理論知識(shí)。實(shí)踐教學(xué)的第一層次是進(jìn)行驗(yàn)證方法性或原理性為主的課程實(shí)驗(yàn)。通過(guò)一些驗(yàn)證性、演示性的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)原理或理論的理解,培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)踐技能。在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)盡量避免課程實(shí)驗(yàn),真要做時(shí),教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生熟悉電子電路的測(cè)試方法,引導(dǎo)學(xué)生注意實(shí)際操作中的突發(fā)狀況等問(wèn)題。其次,運(yùn)用課程設(shè)計(jì)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。實(shí)踐教學(xué)的第二層次是以理論和原理為主的課程設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō),課程設(shè)計(jì)需要應(yīng)用不同課程的知識(shí)來(lái)解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的理論知識(shí)運(yùn)用能力。再次,運(yùn)用綜合應(yīng)用實(shí)踐,培訓(xùn)學(xué)生的創(chuàng)新能力。實(shí)踐教學(xué)的第三層次是綜合應(yīng)用實(shí)踐,它需要綜合應(yīng)用不同課程的知識(shí),設(shè)計(jì)出具有一定應(yīng)用價(jià)值的項(xiàng)目,以達(dá)到綜合應(yīng)用的需求。這樣就能夠培養(yǎng)學(xué)生自主制定實(shí)驗(yàn)方式、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力,為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。除此之外,可以運(yùn)用專題設(shè)計(jì)來(lái)提升學(xué)生的工程素質(zhì)。實(shí)踐教學(xué)的第四層次是專題設(shè)計(jì)實(shí)踐,專題設(shè)計(jì)大部分以真實(shí)的工程為背景,讓學(xué)生自行探索、自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,還能提高學(xué)生的工程素質(zhì)。綜上所述,電子技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)是一種極其重要的教學(xué)方式,如今已被廣泛運(yùn)用于電子技術(shù)教學(xué)中,但是其課時(shí)短、任務(wù)重的特點(diǎn)又對(duì)實(shí)踐教學(xué)提出了不小的挑戰(zhàn)。因此,教師應(yīng)不斷革新實(shí)踐教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力,促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
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關(guān)鍵詞:電子類(lèi)課程;數(shù)學(xué)與信號(hào)類(lèi)課程 ;計(jì)算機(jī)類(lèi)課程;教學(xué)方法
本論文受成都理工大學(xué)2007年教學(xué)改革研究基金《電子信息類(lèi)專業(yè)課程教學(xué)方法的創(chuàng)新與實(shí)踐》項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):200719)和四川省2008年精品課程《數(shù)字通信原理》項(xiàng)目資助。
中圖分類(lèi)號(hào):G642 423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
由電子與通信和計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉而形成的電子信息科學(xué), 是目前乃至今后一段時(shí)間最具生命力的技術(shù)領(lǐng)域之一。而電子信息技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的多層次、多專業(yè)的技術(shù)體系, 信息技術(shù)革命推動(dòng)了它的更新?lián)Q代, 該技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)更新速度是其他領(lǐng)域的4 倍。因此電子、信息類(lèi)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)任務(wù)相對(duì)較重,課堂教學(xué)的信息量較大。
為了讓學(xué)生能盡快地接收更多的知識(shí),我們電子信息類(lèi)專業(yè)教師需要長(zhǎng)期研究如何把電子課件等新型教學(xué)方法更好地應(yīng)用于電子類(lèi)專業(yè)課程課堂教學(xué)中,如何將單一的教學(xué)方式豐富起來(lái),從而提高教學(xué)效果,改善教學(xué)質(zhì)量。我們課題組老師長(zhǎng)期致力于此方面研究與實(shí)踐,并于2007年申報(bào)了成都理工大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目《電子信息類(lèi)專業(yè)課程教學(xué)方法的探討與實(shí)踐》。首先研究了電子信息類(lèi)專業(yè)課程的特點(diǎn),然后根據(jù)不同的課程特點(diǎn)研究出相應(yīng)的教學(xué)方法。下面做一些簡(jiǎn)單介紹。
一、電子信息類(lèi)專業(yè)課程的特點(diǎn)
近些年來(lái),由于電子信息技術(shù)的快速發(fā)展,電子信息類(lèi)專業(yè)課程在教學(xué)內(nèi)容上有了相當(dāng)大的調(diào)整,但仍可以將課程大致劃分為三大類(lèi),即:
(一)電子類(lèi)課程:包括電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)等;
(二)數(shù)學(xué)與信號(hào)類(lèi)課程:包括信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)與處理、自動(dòng)控制原理、通信原理等;
(三)計(jì)算機(jī)類(lèi)課程:包括計(jì)算機(jī)引論、C++程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)原理及接口技術(shù)等;
電子類(lèi)課程的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程是《電路分析》、《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》三部分,數(shù)學(xué)與信號(hào)類(lèi)課程的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程是《信號(hào)與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號(hào)與處理》,計(jì)算機(jī)類(lèi)課程的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程包括《計(jì)算機(jī)引論》、《C++程序設(shè)計(jì)》、《數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用》。
這三類(lèi)課程對(duì)學(xué)生的功底要求各不相同。電子類(lèi)課程要求學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)功底,相當(dāng)?shù)奈锢碇R(shí);同時(shí),對(duì)學(xué)生在實(shí)踐方面也有較強(qiáng)的要求;數(shù)學(xué)與信號(hào)類(lèi)課程要求學(xué)生具有相當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)功底;計(jì)算機(jī)類(lèi)課程要求學(xué)生有較強(qiáng)的邏輯分析能力,對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力要求較強(qiáng)。
在這里,值得一提的是:有些課程的類(lèi)別難于劃分。如《DSP技術(shù)及應(yīng)用》這門(mén)課程既需要信號(hào)類(lèi)課程的基礎(chǔ),又離不開(kāi)在實(shí)際電路方面的編程。在考慮這類(lèi)課程的教學(xué)方法時(shí),我們應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容做相應(yīng)的考慮。
二、針不同類(lèi)課程的不同內(nèi)容,調(diào)整相應(yīng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段
(一)在課堂教學(xué)中,過(guò)去一般采用傳統(tǒng)教學(xué)方式,學(xué)生都是被動(dòng)接收知識(shí)。隨著教育現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和素質(zhì)教育的深入, 大多數(shù)的課程教授已經(jīng)采用了多媒體輔助教學(xué),使得課堂教學(xué)手段有了更多靈活和直觀的方式。
在具體的課程中,我們應(yīng)根據(jù)情況來(lái)制作相應(yīng)的課件。針對(duì)不同課程的不同知識(shí)點(diǎn),選擇相應(yīng)的教學(xué)方法。如對(duì)電子類(lèi)及數(shù)字與信號(hào)類(lèi)課程的基礎(chǔ)理論,考慮到它是整個(gè)課程的基礎(chǔ), 我們要進(jìn)行詳細(xì)的、系統(tǒng)的介紹,在教學(xué)上要注意加強(qiáng)例題及定理的講解,盡量板書(shū)書(shū)寫(xiě)推導(dǎo)步驟或?qū)⑵鋭?dòng)態(tài)地在課件中播放出來(lái)。例如在電路類(lèi)的基礎(chǔ)課程《電路分析中》,戴維南等基本定理的講解就需要反復(fù)講解,占用較長(zhǎng)的時(shí)間。而對(duì)計(jì)算機(jī)類(lèi)的基礎(chǔ)課程,課件內(nèi)容則要豐富得多。
對(duì)于基于原理的應(yīng)用等內(nèi)容,我們則更強(qiáng)調(diào)其應(yīng)用。如對(duì)電路的器件,則重點(diǎn)講解其外部特性、作用、主要參數(shù)等,而簡(jiǎn)化其內(nèi)部結(jié)構(gòu)介紹。
對(duì)于基本方法,我們更注重加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力,淡化純粹的解題技巧的訓(xùn)練。如在《通信原理》的課程中,多次講到信號(hào)的頻譜成分的分析,我們則重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)分析方法的使用,忽略推導(dǎo)過(guò)程,注重其計(jì)算結(jié)果。
在具體教學(xué)過(guò)程中,我們以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向,課堂綜合運(yùn)用音頻、視頻等多媒體案例進(jìn)行互動(dòng)教學(xué),拓展了教學(xué)途徑。首先,我們將大量的教學(xué)信息預(yù)先放置在課件當(dāng)中,延長(zhǎng)了課堂的有效講解時(shí)間。這在各種課程中都有體現(xiàn),其中電路類(lèi)中的復(fù)雜電路圖的講解往往都將電路圖預(yù)先畫(huà)在課件中,節(jié)省了教師畫(huà)電路的大量時(shí)間。其次,為了避免課件中信息量過(guò)多,對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn),我們還注重使用Flash 等工具將靜止的內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)表現(xiàn),吸引學(xué)生的注意力,并激發(fā)學(xué)生去思考。如我們講解通信系統(tǒng)中信號(hào)的傳輸時(shí),就采用Flash將信號(hào)的傳遞過(guò)程動(dòng)態(tài)地表現(xiàn)傳來(lái),讓學(xué)生對(duì)信號(hào)在傳輸過(guò)程中變換和處理過(guò)程有了非常深刻的理解。最后,由于課件不能回答問(wèn)題,我們?cè)诮虒W(xué)中還要注意加強(qiáng)師生交流,設(shè)置必要的提問(wèn)等交流過(guò)程。如計(jì)算機(jī)編程類(lèi)的課程中,程序的設(shè)計(jì)就應(yīng)當(dāng)通過(guò)必要的提問(wèn)激發(fā)學(xué)生積極參與,將程序流程圖逐步引出,逐漸讓學(xué)生進(jìn)一步思考解答整個(gè)問(wèn)題。
(二)隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用,我們也在嘗試建立一種基于模擬仿真實(shí)驗(yàn)的新的教學(xué)模式,如將EDA、Matlab等運(yùn)用到教學(xué)過(guò)程中,利用仿真工具制作出的電子課件具有更多的功能。例如我們?cè)谛盘?hào)類(lèi)課程中利用Matlab制作出的系統(tǒng)框圖具有信號(hào)的仿真功能,教學(xué)效果較好。還有我們課題組中的教師開(kāi)設(shè)了《計(jì)算機(jī)輔助電路分析》的公選課,加強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。
三、完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié), 加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力
由于電子信息技術(shù)實(shí)踐性很強(qiáng),其中電子類(lèi)課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的硬件動(dòng)手能力,計(jì)算機(jī)類(lèi)課程和信號(hào)類(lèi)課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的軟件動(dòng)手能力,因此我們通過(guò)合理安排實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐及實(shí)習(xí)整個(gè)課程體系來(lái)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(一)對(duì)一些對(duì)動(dòng)手能力要求高的課程,我們將課堂教學(xué)直接引進(jìn)到實(shí)驗(yàn)室。例如,原來(lái)的《電子CAD》課程是把講課和實(shí)驗(yàn)分開(kāi),上完一次課程,然后在實(shí)驗(yàn)室上一次機(jī),這樣學(xué)生不能馬上自己動(dòng)手實(shí)踐老師上課講過(guò)的東西,教學(xué)效率不高。我們后來(lái)將該課程改為全部引入實(shí)驗(yàn)室,教學(xué)效果明顯增強(qiáng)。
(二)在課堂實(shí)驗(yàn)方式中加強(qiáng)了學(xué)生綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例,制定了支持綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的鼓勵(lì)政策,對(duì)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行認(rèn)定,保證了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生開(kāi)展思維活動(dòng),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性是非常重要的。學(xué)生和教師普遍反映,綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有知識(shí)、有深度、有難度,有利于學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng),促進(jìn)了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的提高。在實(shí)際課程中,我們通過(guò)個(gè)人實(shí)驗(yàn)和小組實(shí)驗(yàn)來(lái)加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),如《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程中,我們?cè)O(shè)了個(gè)人制作網(wǎng)線,小組組網(wǎng)等內(nèi)容,在《通信原理》課程試驗(yàn)中,我們就增加了設(shè)計(jì)完整的通信系統(tǒng)的任務(wù)。實(shí)踐證明,綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,使其對(duì)相應(yīng)的理論知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。
(三)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室對(duì)外開(kāi)放,大力發(fā)展第二課堂。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。我校電子類(lèi)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)學(xué)生預(yù)約,及時(shí)安排學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn),計(jì)算機(jī)類(lèi)實(shí)驗(yàn)室在無(wú)課時(shí)基本全天開(kāi)放。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室資源優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了資源共享,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神不斷得到提高。充分保證了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要,實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的有效融合,保證了學(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的質(zhì)量。以我校電子信息科學(xué)技術(shù)專業(yè)為例,五年內(nèi),學(xué)生在全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽等各類(lèi)國(guó)家及省市賽事中獲得各類(lèi)獎(jiǎng)項(xiàng)12項(xiàng),效果較好。
(四)安排合理的實(shí)習(xí)課程,制定了一系列的實(shí)習(xí)措施,使學(xué)生能夠了解生產(chǎn)組織與管理過(guò)程、工藝流程和主要設(shè)備情況、質(zhì)量檢驗(yàn)和控制程序,鍛煉和提高了動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力,達(dá)到了較好的實(shí)習(xí)效果,確保了人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
四、提倡使用網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)方法,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性
由于信息技術(shù)的高速發(fā)展,校園網(wǎng)的資源非常豐富,因此我們通過(guò)機(jī)房開(kāi)放給學(xué)生提供更多的上機(jī)實(shí)踐機(jī)會(huì)。除此之外,我們還充分現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)搭建教與學(xué)的平臺(tái),將教師的課件等資料上傳的網(wǎng)絡(luò)上,有條件的課程還建立網(wǎng)站,鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。同時(shí)還使用BBS或電子郵件等方式作為輔導(dǎo)答疑的手段,增加了教師和學(xué)生交流的機(jī)會(huì)。其中四川省精品課程《數(shù)字通信原理》就在逐漸完善自己的網(wǎng)站,爭(zhēng)取給學(xué)生提供更多的自主提升的機(jī)會(huì)。
通過(guò)以上一些有針對(duì)性的改進(jìn)教學(xué)方法的措施,我們課題組教師在教學(xué)方法的創(chuàng)新與實(shí)踐中,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、擴(kuò)大了學(xué)生的感知,使學(xué)生形成鮮明的表象,提高了教學(xué)質(zhì)量,達(dá)到了我們力求達(dá)到的效果。
參考文獻(xiàn):
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課程內(nèi)容體系的更新
“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程需要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)(理論教學(xué)64學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)20學(xué)時(shí))使學(xué)生獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。新修訂的課程內(nèi)容體系更加注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接,在保證經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上重點(diǎn)講授集成運(yùn)放組成的各種信號(hào)運(yùn)算、信號(hào)處理和信號(hào)產(chǎn)生電路,并延伸到模擬集成電路和模數(shù)混合系統(tǒng)等內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)級(jí)的分析與設(shè)計(jì)能力。理論教學(xué)應(yīng)簡(jiǎn)化器件內(nèi)部機(jī)理的介紹,弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶,強(qiáng)化器件的組合應(yīng)用與接口擴(kuò)展機(jī)制,加強(qiáng)主流新技術(shù)的探討;實(shí)踐教學(xué)應(yīng)重點(diǎn)引入研究型和設(shè)計(jì)型實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),為此出版了課程配套的“十一五”規(guī)劃實(shí)驗(yàn)教材《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》。目前,多媒體教學(xué)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)的發(fā)展使得教學(xué)輔助軟件能夠融入課堂,為學(xué)生豐富的探索和實(shí)踐提供了現(xiàn)代化手段。適用于該課程的研究型教學(xué)輔助軟件包括EDA仿真軟件Multisim、Proteus和工程計(jì)算軟件Matlab、MathCAD。[4]在此基礎(chǔ)上,筆者將EDA仿真作為理論課的工具及學(xué)生進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)的前提,建立了“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式,以保證研究型教學(xué)落到實(shí)處。
教學(xué)方法與教學(xué)手段的改進(jìn)
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,世界各國(guó)高校都在大力開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)應(yīng)用,然而海量的數(shù)字化資源會(huì)使學(xué)生感到無(wú)所適從。為此,筆者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)給學(xué)生提供少而精的數(shù)字化資源,與課堂教學(xué)相輔相成。除了教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和教學(xué)課件,網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)提供的數(shù)字化教學(xué)資源還包括教學(xué)輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國(guó)家級(jí)電子技術(shù)精品課程和國(guó)際一流大學(xué)電子技術(shù)課程的網(wǎng)址,方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)還提供與課程相關(guān)的在線輔導(dǎo)答疑,并通過(guò)微博、QQ群、飛信群等網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)方式開(kāi)展憶阻器、在系統(tǒng)可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術(shù)的專題討論,并讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)查模擬電子技術(shù)的相關(guān)專利與應(yīng)用,撰寫(xiě)調(diào)研報(bào)告,促進(jìn)學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)。EDA技術(shù)是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命,改變了以變量估算和硬件實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的電路設(shè)計(jì)方法。在理論教學(xué)中引入重點(diǎn)內(nèi)容的EDA仿真演示,有利于快捷地將理論性和應(yīng)用性融于一體,實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)的拓展,并為實(shí)踐教學(xué)打下基礎(chǔ)。由于學(xué)時(shí)與場(chǎng)所限制,教師需要在備課時(shí)充分考慮課堂投影演示與本機(jī)顯示的不同,精心設(shè)計(jì)演示范例與互動(dòng)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生思考,由學(xué)生得出結(jié)論,并事先做好演示范例的中間版本以便重點(diǎn)演示關(guān)鍵步驟。
例如,筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負(fù)反饋前后各種參數(shù)、輸入輸出信號(hào)波形、頻率響應(yīng)特性的異同,學(xué)生通過(guò)直觀的比較加深了對(duì)負(fù)反饋?zhàn)饔玫睦斫?。此外,筆者在布置書(shū)面作業(yè)時(shí)還鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)作業(yè)中的疑難問(wèn)題進(jìn)行仿真,并在作業(yè)本上寫(xiě)出心得體會(huì)?,F(xiàn)行的理論教學(xué)往往只講器件和基礎(chǔ)電路,很少涉及如何由各種元器件通過(guò)某種聯(lián)結(jié)組成一個(gè)實(shí)用系統(tǒng)。筆者在緒論課中就結(jié)合實(shí)際闡明電路系統(tǒng)的組成及各部分的作用,并給出簡(jiǎn)圖;之后課程中每一個(gè)新內(nèi)容都會(huì)回到系統(tǒng)簡(jiǎn)圖上來(lái),逐漸深化、細(xì)化,并引導(dǎo)學(xué)生尋找反例,這樣不但使學(xué)生建立了系統(tǒng)的概念,而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下,學(xué)生對(duì)各種電路無(wú)須精確的理論計(jì)算,但要掌握近似估算的方法,弄清楚電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及其局限性、性能指標(biāo)的折衷考慮。要注意各章節(jié)之間的相互配合和銜接,堅(jiān)持培養(yǎng)學(xué)生“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維,強(qiáng)化以集成運(yùn)放為基礎(chǔ)的知識(shí)體系,使學(xué)生建立系統(tǒng)觀念、工程觀念,學(xué)會(huì)定性分析與辯證的思維方法。
多層次的實(shí)踐教學(xué)
研究型教學(xué)是理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的一種教學(xué)方式。然而由于學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)條件的限制,課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo),利用EDA軟件開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驈浹a(bǔ)當(dāng)前課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的不足。目前EDA軟件的種類(lèi)很多,其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件,特別適合于模擬電路系統(tǒng)的虛擬實(shí)驗(yàn)。[5]學(xué)生可以通過(guò)這些儀器觀察電路的運(yùn)行狀態(tài),查看電路的仿真結(jié)果,許多設(shè)置、使用和讀數(shù)與實(shí)際的測(cè)量?jī)x器類(lèi)似。因此,課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是首先在EDA實(shí)驗(yàn)室安排了一節(jié)課的Multisim認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí),隨后按教學(xué)日歷分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)三個(gè)階段。各階段都增加了相應(yīng)的仿真設(shè)計(jì)內(nèi)容。在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)之前,筆者要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并進(jìn)行Multisim仿真及課外研究,再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室通過(guò)儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的硬件操作。虛擬實(shí)驗(yàn)和硬件實(shí)驗(yàn)不可重此輕彼,而應(yīng)軟硬結(jié)合。筆者通過(guò)實(shí)驗(yàn)課件的演示減少講解時(shí)間,讓學(xué)生有更多的時(shí)間用于實(shí)際操作與硬件調(diào)試。這種“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式將仿真考核和課外研究作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)的重要部分,增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握,提高了學(xué)生的仿真能力、設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)調(diào)試能力。
研究型教學(xué)需要一種類(lèi)似科學(xué)研究的氛圍以及一對(duì)一的師生互動(dòng)。綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)能夠較好地彌補(bǔ)理論教學(xué)大班授課的不足。有限的學(xué)時(shí)在一定程度上制約了實(shí)踐教學(xué)的深入開(kāi)展,為此筆者壓縮了前期驗(yàn)證型基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的次數(shù),在實(shí)驗(yàn)課程的后期安排了三次融合整學(xué)期知識(shí)點(diǎn)的綜合實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生強(qiáng)化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維。期末的課程設(shè)計(jì)則由指導(dǎo)教師布置若干難度適中的研究課題,要求學(xué)生從查閱資料開(kāi)始自主進(jìn)行電路設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真分析,經(jīng)教師審查后方可選購(gòu)器件,安裝調(diào)試電路,測(cè)量各種參數(shù),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,提出改進(jìn)意見(jiàn),并根據(jù)規(guī)范格式書(shū)寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告,完成一次較完整的工程研究訓(xùn)練。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步拓展課程設(shè)計(jì)內(nèi)容并發(fā)表科技小論文,在課程設(shè)計(jì)中表現(xiàn)突出的學(xué)生將被選拔參加各種課外科技活動(dòng)和競(jìng)賽。
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
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榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)