教学改革下的电子技术论文

2022-04-25

[摘要]模拟电子技术是工科电类专业极为重要的专业基础课,是一门理论与实际相结合、与应用相结合的课程。下面小编整理了一些《教学改革下的电子技术论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

教学改革下的电子技术论文 篇1:

“卓越工程师教育培养计划”下的数字电子技术教学改革初探

摘 要: 本文以“卓越工程师教育培养计划”的实施为背景,提出了我院《数字电子技术》理论与实践课程改革的具体措施,通过在我院电子信息专业范围内实施的改革,推动了我院“卓越工程师”的教育培养计划,为进一步探索本门课程的教学改革奠定了良好的实践基础。

关键词: 卓越工程师 教学改革 系统设计

2010年,教育部落实国家中长期教育改革和发展规划纲要的首个重大教育改革计划——卓越工程师培养计划推出,我院以此为契机,在电子信息工程专业颁布并实施了《乐山师范学院“教改实验班”实施办法》,每个年级都成立“卓越工程师创新实验班”。2012年,我院积极申报了四川省普通本科高等学校卓越工程师教育培养计划试点专业。本着积极落实“卓越工程师教育培养计划”这一具体目标,我们探索了“卓越工程师教育培养计划”的基本思路,提出了计划的具体内容和实施效果及实施过程中遇到的问题。

一、数字电子技术课程教学过程中存在的问题

根据我院的开课计划,学生应在大一第一学期就完成《数字电子技术》这门课程的学习。因为在此之前学生没有接触过《电路分析》和《模拟电子技术》,所以在数字电子技术课程的学习过程中存在以下问题:

1.部分学生把握不好理论课的学习重点。

课前没有好好预习,上课时没有理清老师教学的思路,单纯地指望老师在多媒体上展示章节的重难点。

2.部分学生上实验课的主观能动性不强。

大多数学生能够独立完成几个基础验证性实验,但是对实验中遇到的问题无法正确地解决,而且很大一部分学生无法独立完成综合设计性较强的一些实验。

3.学习中没有进取精神。

无论是理论课还是实验课,很多学生都无法做到知其然并知其所以然。很多学生都习惯老师的“填鸭式”教学方式,不能举一反三。

二、教学改革的初步探索

1.把握教学重点,理论与实践相结合。

《数字电子技术》的课时有限,如何在有限的时间内让学生学会独立分析简单的数字电路是教学重点。传统理论课教学模式往往通过PPT的形式给学生展示课程的主要内容,让学生在课堂45分钟内学会书本上的理论知识。我们将《数字电子技术》这门课程的主要教学内容分成三部分:逻辑代数基础、组合逻辑电路的分析与设计及时序逻辑电路的分析与设计。从小规模的门电路和触发器出发,逐步引导学生学习中规模的编码器、译码器、计数器等。

为了引导学生独立自主地思考问题和解决问题,我们尝试在理论课上穿插一些数字电路的软件分析和设计。例如,当讲到用二极管构成时,我们虽不能把实验台搬上讲台,但可以在课堂上用Multisim或Protues软件画出相应的电路图并进行现场仿真,让学生在理论课上就直观地了解电路的构成并且学会分析。

2.加强综合设计性实验,提高学生的实验素质。

做实验一方面是为了验证已有的理论知识,另一方面是通过合理的实验设计及操作,掌握独立搭接电路的技能。在实验过程中,可以锻炼学生的动手操作能力及利用已学理论解决实际问题的能力等。传统实验教学主要是验证性实验偏多,大多数实验都只需要学生按照书本上的要求搭接电路,通过在实验箱上进行验证从而掌握电路的基本工作原理。但是这种方法往往让学生印象不深,收获不大。在教学改革中,我们尝试性地增加了综合设计性实验的比例,比如一学期的总实验个数是8个,可以做4个验证性实验和4个综合设计性实验。学生通过做综合设计性实验,可以学会自行设计实验方案,独立搭接电路并进行验证。同时在实验过程中会遇到一系列问题,通过解决这些问题,提高学生的工程实践素养,更进一步地培养学生的独立思考和创新能力。

3.强化软件仿真,引入虚拟实验内容。

实验课不应局限在单纯的数据测量和记录上,更应该侧重于学生能够对电路的性能进行比较及现场仿真,分析电路的故障,从而进行电路结构的改进。尤其是有部分实验由于灵活性强,只能在软件上完成。我们在综合设计性实验中要求学生在拿到题目的前一周自己查阅相关资料,拟定设计方案和步骤,自行选取器材,设计实验电路。为了保证成品的正确率,我们要求学生在设计好电路之后先进行软件仿真。待软件中电路的所有功能都能实现后,再进行实物的装配和调试。

4.改革电子技术课程设计内容,培养学生创新精神。

传统电子技术课程设计一般都是老师给出一系列题目,要求所有学生在一到两周内完成自己所选题目的电路设计、装配和调试。在教学改革中提倡学生自拟课程设计的题目,给予学生充分的自主性和创新性,让学生独立选择自己感兴趣的题目。在具体实施过程中,不用等到教学实践周再布置任务,可以在学期中期就布置任务,由学生自由组队完成课程设计的题目。

三、达到的成效及发现的问题

通过近两年的教学改革实践发现,《数字电子技术》课程的学习收到了较好的教学成效。比如学生的学习积极性提高了,同时也提前感知了电子信息工程专业今后的教学内容。通过问卷调查,对本课程的满意度明显提升。但是在教学改革过程中遇到了很多问题,比如部分学生在组队完成综合设计性实验的时候有懒惰情绪,经常照抄同组人的实验结果。上理论课之前有部分学生没有预习,导致教学效果还需进一步强化。我们还将进一步进行教学改革,力求让这门课程的教改上升到一个新的层次。

参考文献:

[1]王振义,王勇智.基于“卓越工程师教育培养计划”的实验教学改革探索[J].科技资讯,2012(9):184-185.

[2]何金儿,刘一清.改革《数字电路实验》教学培养学生创新能力[J].教育教学论坛,2012(26):8-10.

[3]刘芳.浅谈数字电路实验教学中学生设计能力的培养[J].中国科技纵横,2010(21):126-126.

[4]车永莉,曹小龙.数字电路基础实验教学研究[J].高校实验室工作研究,2012(1):13-14.

[5]鲍宁宁.关于优化数字电路实验教学体系对培养学生创新能力的探讨[J].实验室科学,2011,14(2):193-194.

作者:黄川 童强

教学改革下的电子技术论文 篇2:

新工科背景下的模拟电子技术课程教学改革

[摘 要] 模拟电子技术是工科电类专业极为重要的专业基础课,是一门理论与实际相结合、与应用相结合的课程。为了适应新工科背景下对人才培养的全新要求,针对模拟电子技术课程传统教学过程中的问题,提出了将立德树人、课程思政内化于课程设计,将无人驾驶、人工智能等新技术融入课程内容,以成果为导向,将MOOC、口袋实验室等新型教学手段引入日常教学,以国际工程专业认证终极目标调整教学培养目标的本课程教学改革思路。

[关键词] 模拟电子技术;新工科;国际工程专业认证

[基金项目] 教育部新工科研究与实践项目“科教融合新工科开放、融合、共享的地方院校新工科校企协同育人模式创新与实践”;北京联合大学2016年度校级教育教学研究与改革项目青年专项“《模拟电子技术》课程教学改革与实践”(JJ2016Q053);北京联合大学2018年普通本科专业核心课程建设项目“《模拟电子技术》”

[作者简介] 陈婷婷(1981—),女,黑龙江齐齐哈尔人,硕士,北京联合大学智慧城市学院讲师,研究方向为通信电子。

一、新工科提出的背景和概念

“物聯网、大数据、云计算、人工智能等新科技和基于网络的全新商业模式,快速改变着现代工业、社会经济发展和人力资源市场,这些发展和变化对现代工程技术人才的知识、能力、职业素养和行业视野都提出了新的要求”[1]。新工科的概念就是在这样的背景下提出的。

新工科是由理论科学、应用科学、工程科学和工程实践的创新与进步及不同学科的交叉与融合形成的新兴工程学科。新工科涉及现代工科领域的新定义、新认识、新工科教育、新工科实践等多方面。因此,为了契合“新工科的核心内容(新理念、新结构、新模式、新质量、新体系)”[2],就要在工科教育上多交叉学科融合、产学研融合、教研学融合,以适应多元化、创新型现代工程技术人才的培养要求。

模拟电子技术课程在电子技术人才培养过程中,占有十分重要的地位,因此,为了适应新时代的人才培养要求,新工科背景下的该课程的教学改革势在必行。

二、模拟电子技术课程的内容特点

1.课程内容庞杂,技术术语多、基本概念多、电路种类多,部分知识点之间相互独立,教学过程中不易形成完整体系。

2.课程将数学建模思想引入实际工程分析,理解过程抽象,入门较难。

3.课程“在强调基础理论严谨分析的同时,还注重实际应用的近似等效,在理解和掌握上有一定难度”[3]。

三、模拟电子技术课程在传统教学模式中存在的问题

(一)课堂组织形式

采用教师占主导地位、面向大班的统一授课形式,授课内容为理论和实验相结合,授课形式为电子课件和板书相结合,学生以被动学习为主。尤其在课程学时逐年压缩的情况下,教师为了保证授课内容覆盖课程的各知识要点,课堂以理论讲授为主、互动频次不高。

(二)实验教学形式

实验内容以基础验证性实验为主,这类实验虽然与课本理论知识相对应,能够让学生更直观、更深入的理解课本所学知识,但应用性差,无法让学生看到模拟电子技术在实际电子工业领域的应用。实验过程固定班级、时间和地点,多以实验箱或现成的实验模块为实验硬件基础,学习内容固化,灵活性差,发挥余地差。

(三)评价机制

分数评定主要由平时成绩、实验成绩和期末考试成绩构成。其中,期末考试成绩所占比重较大,缺乏过程考核内容设计,实验成绩占比较低,容易导致学生不重视实验教学环节、课程评定结果重点靠期末突击复习等问题。

四、新工科背景下的模拟电子技术课程教学改革方案

为了契合新工科背景下人才培养对运用跨学科多学科知识的能力、运用所学知识解决实际复杂工程问题的能力、提供人文素养等方面的要求,结合我校科研、实验室资源等实际情况,构建了模拟电子技术创新教学框架如图所示。

(一)新理念与新内容

在课程建设中融入新理念与新内容。“把立德树人内化到课程建设的各方面、各环节,以树人为核心,以立德为根本”[3],引入课程思政,以培养学生的综合人文素养和卓越工程能力为目标,实现全方位、全过程、“润物细无声”的协同育人。把无人驾驶、人工智能等新内容引入课程教学,既将枯燥的理论内容与业界最新技术相结合,激发学生的学习兴趣;又实现了新工科创新、全面、多元化的培养目标,培养学生对交叉学科和新兴工科领域的认知敏感度。结合我校的科研背景,将我校自主研发的无人驾驶教育平台和智慧城市相关研究成果引入课堂进行演示、研讨等教学活动,提升教学效果。

(二)新模式与新方法

在课程组织形式上运用新模式和新方法。采用OBE教育模式,以学生为中心、以成果为导向进教学内容设置。在理论授课基础上设计市场调研、系统设计的课后作业及相应的课堂讨论;在验证性实验基础上设置可选择的、工程性强的综合设计性实验。以设计产出为目标,让学生在学习中贴近工程实际,从电路设计、电路仿真、电路调试等方面全方位锻炼学生的实际动手能力。采用传统课堂组织形式与MOOC、微课相结合的方式,通过组织学生课后有针对性的线上学习,释放课上理论教学时间。将释放出来的课上时间用于组织与市场调研、综合设计作业相对应的课堂讨论、翻转课堂活动以及口袋仪器现场应用环节,通过理论联系实际加深学习印象,通过丰富的课堂组织形式激发学习热情。

(三)配合新质量的有效评价机制

以国际工程专业认证为目标,优化课程设置,改革评价机制。根据国际工程专业认证对知识、能力、职业素养的人才培养要求分解课程教学的侧重点。如在设计开发能力培养方面,以课内实验为基础、综合设计作业为载体,训练学生利用模电知识解决工程实际的能力;“在职业素养培养方面,通过课程思政的融入规范职业道德和培养工匠精神,通过课堂讨论、分组实验等形式培养团队精神和工程实践中的严谨性等”[4]。

在评价机制上,降低期末考试所占比重,重视过程评价和能力评价。平时成绩由考勤、作业、实验、课堂主题研讨成果展示情况组成,课堂主题研讨成果展示包括系统设计分组课下作业成果答辩、市场调研报告汇报、口袋实验成果现场演示等。

五、结论

基于模拟电子技术课程传统教学模式下存在的问题,针对新工科背景下的人才培养要求,提出了结合新理念、新内容、新模式、新方法与新质量的课程创新教学框架,为培养多元化、创新型现代电类工程技术人才提供了新思路。

参考文献

[1]顾佩华.新工科与新范式:概念、框架和实施路径[J].高等工程教育研究,2017(6):1.

[2]吴爱华,等.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究,2017(1):6-7.

[3]玉凤.论“课程思政”育人模式的构建[J].包头职业技术学院学报,2019(3):31.

[4]汤敏.工程认证背景下的“模拟电子技术”课程改革研究[J].无线互联科技,2019(10):82.

作者:陈婷婷 刘元盛 修丽梅

教学改革下的电子技术论文 篇3:

“中国制造2025”背景下的电力电子技术课程教学改革探索

摘 要:面向“中国制造2025”发展战略,结合电力电子技术课程概念较多、内容抽象、实践性和工程性较强等特点,本文引入CDIO工程教育模式对电力电子技术课程进行改革。首先根据我校船海特色对教学内容进行优化,再以项目为载体改进教学方法和丰富实验教学内容,最后提出相应的考核方式改革

关键词:电力电子技术;CDIO工程教育模式;项目案例

2015年5月中国国务院正式印发的《中国制造2025》中,提出了“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化,人才为本”的指导方针,加快我国从制造大国转向制造强国。要实现这一愿景,培养大批高素质创新人才是关键。

電力电子技术飞速发展,已经在电力系统、交通运输、国防、办公及家用电器等领域得到推广应用。在广东省重点学科船舶与海洋工程领域,电力电子技术在船舶中的应用也取得了突飞猛进的发展。由于电力电子技术是一门实践性非常强的课程,有很多概念和大量的波形分析必须通过实验教学才能使学生较好地领会和掌握,因此理论教学和实验教学都非常重要。目前我院在电力电子技术课程教学中存在以下弊端,亟待改革:理论教学还是以教师课堂传授知识为主,教学中着重于介绍各类电力电子拓扑结构的工作原理以及输入输出特性的分析计算过程,内容繁杂抽象,不利于学生掌握理解相关知识;实验教学环节仍在使用某公司的“MCL系列电力电子及电气传动实训装置”,该实验装置是模块化、封闭式的实验箱,学生只需按照实验指导书的步骤以及教师的讲解在上面进行接线、用示波器观察波形,测试数据,却不能对电力电子实际元器件电路产生感官认识,且没有个人发挥空间,不利于学生硬件电路制作能力的培养。

为此,针对我校现有的电力电子技术教学不利于培养大批具有实践能力和创新能力的高素质人才,本文提出了“中国制造2025”背景下的电力电子技术教学改革探索。将CDIO(Conceive,Design,Implement,Operate)工程教育模式用于电力电子技术教学过程,优化教学内容,改进教学方法,丰富教学实验,改革考核方式。

本文提出的教学改革主要内容如下:

一、优化教学内容,满足行业发展需求

现代电力电子技术发展方向为小型化、轻量化及智能化。教学内容应该和新技术、实际应用衔接。由于现有授课教材编写过程具有滞后性,教材内容往往跟不上电力电子技术的发展,需对相应教学模块(主要包括电力电子器件、AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC等模块)的教学内容和课时做出适度调整:(1)目前的电力电子装置,基本是由全控型电力电子器如PMOSFET、IGBT为核心组成的各种变换电路,而半控型电力电子器件——晶闸管构成的电力装置逐步减少,因此教学内容应该增加全控型电力电子器件及其驱动控制电路、压缩半控型器件晶闸管及其控制电路的介绍。(2)由于现代变频调速技术的核心技术是PWM控制技术,而且交流调速取代直流调速以及数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势,因此,加大PWM控制技术的教学是必要的。

二、引入项目案例改进教学方法

在教学过程中,遵循“电力电子器件是基础,变流技术是核心,工程应用是目标”的原则,以“项目”为载体,“学中做”“做中学”贯穿始终,结合课程特点和应用方向,整个教学过程选取船舶行业岸电技术中典型的“交-直-交电压源型的岸电电源系统”作为项目主体,按电力电子技术这门课程的知识点将该项目分成多个不同的子任务(如表1所示),再将教学内容分别融入各个子任务,最后根据项目各子任务设计课程的教学模块。

课堂上采用案例教学法讲解相关的理论知识,着重介绍各子任务的基本工作原理及应用技巧,并充分利用MATLAB/Simulink仿真软件的优势,引导学生在基于MATLAB/Simulink仿真建模过程中逐步实现“岸电电源系统”,分层次、逐步掌握各知识点。这种以案例开发过程为驱动来安排教学内容,能够大大提高学生参与整个教学过程的积极性和主动性,进而使学生在学习理论知识的过程中提高实践动手能力。

三、增开综合性、创新性实验项目丰富实践教学

首先,根据现有实验设备的情况,保留3个验证性实验(整流、斩波、逆变)。实验初期,由于学生刚刚接触电力电子技术实验,不熟悉实验装置和仪器设备,教师操作演示给学生看并提供相关操作过程的录制视频,这对学生掌握实验设备和仪器的正确使用、实验调试过程和用电安全规范等很有好处。然后,根据学生情况分层次开展综合性、创新性实验教学。综合性实验是指学生在具备一定基础知识和基本操作技能的基础上,运用一门课程或多门课程的综合知识,对实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合型实验,其目的在于锻炼学生综合运用所学理论知识、实验方法和实验技能的能力,培养学生分析和解决问题的能力。

四、应用项目驱动模式改革考核方法

在CDIO的教学模式下,引入项目案例进行教学,完成相关理论教学的基础上加强实验教学,需要对本课程现有的考核方式,即期末考试成绩60%+实验成绩(实验完成情况及实验报告)30%+平时成绩(出勤、协作表现、主动意识等)10%进行调整。为了全面考查学生对本课程的理论知识、实践技能的掌握情况,本课程学习成绩的最终评价调整为期末考试成绩50%+平时成绩10%+实验成绩40%。从CDIO工程教育理念的角度出发,增加实践考核的系数可以更好地反映学生的实践创新能力,更能激发学生学习的积极性和主动性。

五、结束语

针对本校电力电子技术教学不利于学生掌握先进技术并且理论与实际联系不紧密的现状,本文提出了“中国制造2025”背景下的电力电子技术教学改革探索。将CDIO工程教育模式用于电力电子技术教学过程,优化教学内容,改进教学方法,丰富教学实验,改革考核方式。

参考文献:

[1]周元一,汤德荣.电力电子技术课程项目化教学改革[J].湖北经济学院学报:人文社会科学版,2013(3):181-182.

[2]陈佩军.电力电子技术课程的应用型教学改革探索[J].大学教育,2015(2):161-162.

基金项目: 广州市科技计划项目(201510010238)。

作者简介:郑春芳(1978— ),女,江西泰和人,博士,广州航海学院讲师,从事电力电子与电气传动方向研究。

作者:郑春芳 米志红 李瑞 肖乐明

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