电子技术综合设计课程改革论文

2022-04-30

【摘要】电子系统综合设计与训练是自动化类本科学生的一门重要的专业实践课程,围绕电子创新综合能力培养这个核心,以项目教学为手段、以培养学生电子综合设计能力为目的,激发学生创新意识,提高学生创新能力,培养学生成为具有电子工程实践能力和创新意识的应用型本科人才。今天小编为大家精心挑选了关于《电子技术综合设计课程改革论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

电子技术综合设计课程改革论文 篇1:

应用型本科院校实践教学课程改革与探索

摘  要: 针对应用型本科院校《电子电路综合设计》课程实践教学情况,提出地方本科院校课程实践改革的新思路。通过改革课程内容进行分层教学,实践任务驱动式教学设计;改变教学模式,利用翻转课堂因材施教,强化过程控制和管理;创新课程设计考核,构建多元化考核方法;在课程设计中引入思政元素,培养职业素养等方式,全方位提高学生素质。

关键词:实践教学;课程设计;教学改革;考核方式;课程思政

2018年5月26日,五邑大学因应国家制造强国发展战略和高校“双一流”建设的需要,学校通过调整学科资源、优化学科结构而组建智能制造学部。为全面提高人才培养质量,加强专业内涵建设,培养适应社会经济发展模式的应用型人才,智能制造学部所有专业按照“以学生为中心”“产出为导向”“质量持续改进”的核心理念,重构了课程体系。根据2018年培养方案,智能制造学部对现有的实践教学进行了资源整合,形成了《电子电路综合设计》实践课程。

《电子电路综合设计》是模拟电子技术基础、数字电路与逻辑设计所对应的专项实践环节,是一门强调综合性设计方法与实践的必修课程。课程通过指导学生查找相关文献,用团队合作的方式,完成功能电路的分析和设计,利用软件仿真实现合理有效的功能需求,通过硬件制作包括电路板的焊接、调试实现具体功能,并展示实物、撰写报告、汇报设计过程。课程为后续专业综合设计和毕业设计等实践类课程提供文献查询、方案制定与评估、设计说明书撰写和答辩等技能,为后续学习奠定基础。实践环节的教学质量对学生的实际动手能力和创新能力的培养有重要影响[1-4]。

丁莉峰等[5]以电化学方向为例,提出改变传统专业实验的教学理念,增加对开放性实验的探究,将教师的科研项目渗透到教学内容中,以提高学生的创新能力。胡明茂等[6]从师资建设、学生社团建设、仿真技术的应用等几个方面提出了应用型本科院校实践教学的建设。熊田忠等[7]以運动控制课程为例,指出应用型本科建设应从教学内容优化、进行立体化教学资源建设、改革教学方法等方面进行改革。吕凤娇等[8]通过改变教学理念、改革教学模式、加强实践教学、开展校企合作等方式,对药剂学课程体系进行了一系列改革和实践。刘琪芳等[9]以山西农业大学电子信息类课程为例,提出了构建科学合理的实践教学体系,完善与优化实践教学内容,建立复合多元化实践教学模式。

本文在分析了当前我校电子信息工程专业《电子电路综合设计》实践教学存在的问题基础上,结合工程认证理念,提出地方本科院校课程实践改革的新思路。通过改革课程内容进行分层教学,实践任务驱动式教学设计;改变教学模式,利用翻转课堂因材施教,强化过程控制和管理;创新课程设计考核,构建多元化考核方法;在课程设计中引入思政元素、培养职业素养等方式,全方位提高学生的素质。

一、《电子电路综合设计》教学现状

目前,我校《电子电路综合设计》的流程为指导教师布置任务,学生自由查阅资料,设计、仿真、制作、调试电路,最后指导教师根据作品和报告给出相应的成绩。课程设计的实际开展效果还是不错的,但仍存在一些问题[10-11],主要体现在以下几个方面:

1. 课程难度大,学生畏难情绪严重。在学习《电子电路综合设计》课程之前,学生已经完成了相关理论课程的学习,通过理论课的实验掌握了常用芯片的使用,通过《电子工艺实习》接触了电子产品的生产工艺,但并没有真正意义上完成功能电路的设计、制作和调试的整个流程,缺少系统设计的概念,面对工程问题时缺乏基本的思路和方法。课程难度较大,使一部分学生产生一定的畏难情绪,信心不足。

2. 缺乏有效的监管机制和过程控制。教师在整个课程设计过程中,虽然有定期指导环节,但落实到课程设计往往流于形式,一个老师要全权负责一个自然班50多人的指导和考核工作,使得师生交流的次数和时间都非常有限。部分同学参与性不高,浑水摸鱼,坐享其成,归根到底是缺乏有效的监管机制和过程控制。

3. 传统的《电子电路综合设计》课程考核形式较为单一,只对学生的设计结果和实验报告进行考核[12-13],不仅缺少过程考核,还缺少差别性评价。同时学生的团结合作能力、语言表达能力和职业道德规范等不易量化的因素没有纳入考核范围,无法适应新大纲的要求。

4. 未重视学生团队合作意识、沟通协调能力和社会责任感等非技术方面能力的培养。传统的《电子电路综合设计》,注重对学生工程技术能力方面的培养,对团队合作意识、沟通协调能力、职业道德规范等非技术方面的能力并未做出相应的要求。当前社会的应用型技术人才,不仅需要过硬的专业技能,还需要团队协同合作和基本的职业素养。

二、应用型本科院校《电子电路综合设计》改革策略

(一)课程设计内容分层次化,实践任务驱动式教学设计

《电子电路综合设计》以学生获得知识能力为目标,将案例教学、任务驱动式教学等教学方式贯穿教学的全过程。任务驱动式教学是强调以具体实践任务需求为导向的新型教育模式,旨在通过实践任务的设计来提高学生学习理论知识的兴趣和主观能动性,通过实践任务增强学生的学习动力,形成“实践主线,学为主体,教为主导”的教学氛围,使学生由消极被动参与,到主动积极探索。根据课程实施过程,可以将教学内容分为5个任务阶段,如表1所示。

通过“实践任务”能够量化学习过程,促进学生实践技能的培养。

(二)改变教学模式,注重过程控制

随着网络技术的高速发展,信息技术与高等教育深度融合,学生可通过网络随时随地获得优质的学习资源,翻转课堂、混合式教学等新教学模式受到广泛关注[14]。《电子电路综合设计》课程可以充分利用网络资源,探索传统教学与网络教学相结合的翻转课堂混合式教学实践,开展教师、学生、网络教学三位一体的混合式教学。教师对课程教学内容精心梳理,对教学形式合理设计,主导、把控整个翻转课堂教学实践环节。课程教学中,学生为主体,教师为主导,充分运用网络及数字资源,将传统课堂与网络教学有机结合,开展《电子电路综合设计》混合式教学实践。

课前,教师通过云班课提供丰富的资源,包括课程设计要求,基本仪器仪表的使用(自录视频、微课),芯片使用手册等相关教学资源。同时,学生与学生,学生与教师,通过微信方便快捷地进行讨论,学生可及时获得教师技术指导。通过讨论,可以逐渐把一个知识点落实到一个具体电路,最终完成整体方案的设计。课堂上,学生结合翻转课堂安排,完成小组讨论,研讨展示。教师根据课前学生完成的实验设计方案、调试情况等共性问题集中点评,以提升教学效果。

《电子电路综合设计》具有“过程性”,为克服以往课程设计“重结果,轻过程”的不足,一方面,在课程设计的每一个任务阶段,教师都应该安排固定时间对学生进行答疑指导;另一方面,教师可以利用线上教学平台,如云班课进行有效监控和管理。学生在实物设计制作过程中,应采取检查《工作日志》分阶段进行过程控制。学生通过书写日志理清思路,为课程设计报告留下素材;教师掌握课程进展情况,及时答疑解惑。在过程控制阶段,指导教师应与学生及时互动,以激发同学们的学习兴趣。

(三)创新课程设计考核方法,构建多元化考核方法

由于《电子电路综合设计》实践教学过程的复杂性,相较于理论课程,评价所涉及的内容更为广泛。因此,构建多元化的考核方法是非常必要的。《电子电路综合设计》考核可分为实物制作、答辩和设计报告等三部分,具体各部分设计如下:

1. 实物作品,成绩比重为40%。针对设计任务中要求的功能和性能指标对实物作品进行测试,同时考虑作品的稳定性、外观设计和制作工艺等因素给予评价。题目中也可设置其他加分项,如果学生在达到题目基本要求的基础上,在技术创新、功能扩展、高效节能、降低成本等方面做出了有意义的工作并取得明显效果,可适当加分,以鼓励学生的创新能力。同时,可采取检查《工作日志》进行过程考核,过程考核的成绩一并计入实物制作成绩中,过程考核不满足最低要求的,课程成绩判定为不及格。

2. 设计报告,成绩比重为40%。针对设计方案和设计过程的科學性、理论分析与测试的严密性、文字表达的条理和准确性等方面的因素给予评价。为培养学生规范撰写文档的能力,要求设计报告书写格式必须规范,如报告格式未达到规定要求,则设计报告成绩折半处理。为避免抄袭现象,如出现同一小组学生报告雷同的情况,设计报告成绩按“实际报告成绩÷雷同报告份数”的方式给出;如不同小组报告发生雷同,存在严重的抄袭行为,包括设计方案、设计报告、软件代码等,最终成绩直接判定为不及格。

3. 答辩,成绩比重为20%。答辩时应包括以下几个方面的问题:系统设计思路、工作原理;系统设计方案的评估选择依据;对照电路实物指出本人在系统设计制作过程中所做的工作,说明团队合作情况;系统设计制作过程、遇到的问题及解决的方案;对照电路原理图和实物作品解释各部分电路的功能、参数计算方法。答辩时对设计原理完全不懂或知之甚少,经调查发现本人实际未参与小组工作,或工作量严重不足,最终成绩直接判定为不及格。

另外,在课程中存在严重违反实验室管理规定的行为,如故意损坏实验仪器、配线,不经老师许可将实验设备带出实验室,焊接时不使用烙铁架,不及时切断电烙铁电源造成实验室严重安全隐患等, 课程成绩判定为不及格。

(四)在课程设计中引入思政元素,培养职业素养

新时代对应用型工程技术人才的整体素质提出了要求,比如社会责任、竞争意识、“绿色”观点、工匠精神,而这些能力又显然不是一时一刻能迅速提升的,它是需要平时的积累和修炼之后才能具备的。教师可以在教学环节中融入思政元素,促进学生素质的全面提升。根据《电子电路综合设计》实施过程的不同阶段引入思政思想,使学生在学习的过程中,不仅能够掌握知识技能,而且能够获得积极的态度和正确的价值观。

在案例讲解和任务布置中,可以举例中美贸易战,让学生客观地了解我国芯片技术的发展现状,让学生明白核心科技是国之重器。实现国家富强、民族振兴、人民幸福的中国梦离不开强大的科技支撑,激发学生的爱国主义情感。

在方案设计和评估过程中,可以让同学们从技术、安全及环境方面,可靠性、可持续性或经济性(成本控制,性价比)等方面描述设计方案和评估方案,引导学生寻求复杂度、成本和功能上的最佳方案。同时,在课程设计过程中可以通过扩展元器件功能,鼓励同学们设计新颖的方案,来激发同学们的创新精神。

在实物制作和性能测试中电路实操阶段,元器件不虚焊、不短路、不错焊,必须认真严谨,一丝不苟,培养学生精益求精的工匠精神。在实验完成之后,要求学生将实验仪器放置整齐,将工作台整理干净。当学生自觉养成良好的习惯之后,能够潜移默化地影响他们的工作态度,规范其职业素养,从而提高职业行为能力。

在课程设计答辩中,可以告诉同学们,现代高级应用型人才是高技能复合人才,团队协作是当今社会的必然趋势,分组作业需要互帮互助,和谐友善和谦逊的态度。另外,每个人在团队中都是一颗螺丝钉,要发挥自己的长处和优势为集体服务。

三、结束语

综上所述,在我校应用型教学的转型背景下,《电子电路综合设计》通过改革课程内容进行分层教学,实践任务驱动式教学设计;改变教学模式,利用翻转课堂因材施教,强化过程控制和管理;创新课程设计考核,构建多元化考核方法;在课程设计中引入思政元素,培养职业素养等方式,全方位提高学生素质。然而,构建一个科学、可执行的考核评价体系是一项系统工程,需要不断尝试和完善;思政元素的植入能否达到既定的教学目标,也需要不断尝试和反思。在未来的教学中,我们将结合线上线下的资源,完善课程建设,以培养更多合格的应用型技术人才。

参考文献:

[1]赵雁楠.应用型本科院校数学实践教学研究[J].广西民族师范学院学报,2020,3(37):121-123.

[2]徐立清.地方应用型本科人才培养标准的设计思路与实现路径[J].高等教育研究,2017,38(5):81-85.

[3]刘峥.地方应用型本科院校校企合作人才培养模式探索——以物流管理专业为例[J].高教探索,2017(3):41-44.

[4]李小文,夏建国.应用型本科院校課程改革的若干思考[J].高等工程教育研究,2018(1):107-110.

[5]丁莉峰,程雪松,李松栋,等.应用型本科院校开放性实验的改革与探索——以电化学方向为例[J].实验室研究与探索,2018,4(37):170-173.

[6]胡明茂,孙煜,齐二石,等.新工科背景下的地方应用型本科院校实践教学建设[J].实验室研究与探索,2019,7(38):223-227.

[7]熊田忠,孙承志,吉顺平,等.应用型本科运动控制课程立体化教学模式探讨[J].实验室研究与探索,2017,11(36):189-193.

[8]吕凤娇,谢晓兰,高平章.应用型本科高校药剂学课程体系的改革与实践[J].高教学刊,2020(18):123-125+129.

[9]刘琪芳,杨怀卿,刘振宇.新工科背景下的电子信息类实践教学探索[J].电气电子教学学报,2019,6(41):151-154.

[10]张春慧,宗哲英,王利娟,等.“电力电子技术”课程设计过程管理体系建设与研究[J].实验技术与管理,2020,3(37):182-184+192.

[11]吴丽珍,杨新华,马洪飞,等.基于OBE理念的电子技术混合式实践教学改革[J].教育现代化,2020,7(48):13-16.

[12]付永庆,赵娜,肖易寒.以学生为主体的实践课程考核方式的创新探索[J].实验科学与技术,2018,3(16):142-145.

[13]赵宇洋,李争.面向应用型本科电气类专业的OBE实践教学改革[J].教育教学论坛,2019,10(44):107-109.

[14]张京玲,王天雷,王玉青,等.基于混合式教学的“数字电路与逻辑设计”改革[J].教育现代化,2018,5(25):38-39+41.

作者:曹路 王玉青 杨敏

电子技术综合设计课程改革论文 篇2:

基于项目教学的电子系统综合设计与训练教学改革与探索

【摘要】电子系统综合设计与训练是自动化类本科学生的一门重要的专业实践课程,围绕电子创新综合能力培养这个核心,以项目教学为手段、以培养学生电子综合设计能力为目的,激发学生创新意识,提高学生创新能力,培养学生成为具有电子工程实践能力和创新意识的应用型本科人才。

【关键词】项目教学 电子系统综合设计 创新能力

一、引言

电子系统综合设计与训练是自动化类本科生的一门综合性的专业实践课程,该课程是将多门理论课程进行综合运用,电子系统综合设计与训练的教学效果直接体现了学生利用电子系统进行创新设计的能力。在长期教学实践中,经过不断的思考和探索,我们希望通过教学模式的改革,建立一種以工程化环境、协作式学习、项目化载体,团队式指导的创新型实践教学新模式,提高学生的创新能力和电子设计能力,培养学生的创新意识和团队协作能力。

二、当前电子系统综合设计与训练课程在教学中存在的问题

1.教学内容与工程应用脱节

传统的电子系统综合设计与训练课程教学过程中,基础性知识讲解很多[1],电子设计应用案例比较落后,没有电子实际产品项目开发的案例,和当前电子工程实际知识相脱节,学生不清楚所学知识在电子实际产品项目开发中的应该如何应用。

2 .缺乏电子设计系统概念的培养

电子产品设计开发是一个整体的系统的过程,需要学生了解每一个电子技术细节,需要学生有较强的综合设计和实践的能力,而传统的电子系统综合设计与训练课程没有提出系统设计的概念,只是去完成了一个具体功能的电路制作,因此学生缺乏电子系统设计概念的培养。

3.缺乏团队协作能力的培养

传统的电子系统综合设计课程教学中理论学习和实训操作基本是以个体行为为主,而实际的产品开发中,往往是一个项目团队合作开发的集体行为,团队协作能力显得尤为重要。因此,以团队协作为基础,以具体应用为导向并贯穿产品开发全过程的实践教学模式将是课程改革的主要方向。

三、项目教学理论的定义与探索

1.项目引导式教学方法的设计思想

项目教学法是将学习过程设计成一个具体的项目,学生在完成项目训练的过程中学习知识,项目教学的教学理念是以学生为主体,通过激发学生的学习兴趣,培养学生分析问题、解决问题的能力。在项目教学过程中,教师起主导作用,把知识点融合在项目里;在项目教学实施过程中,学生起主体作用,理论与实践相结合,以完成项目为目标,做中学,学中做,既能提高学生的学习主动性,又可以在方案设计、分组讨论过程中提高学生的学习能力和创新能力,同时也能够提高学生团体协作能力,更有利于学生使用未来在企业工作的实际需求。

2.项目教学考核方式的改革

电子系统综合设计课程的改革实践中,采用过程化考核的方式,以技能考核作为核心,考核分布在若干个项目的教学过程中,在考核方式中,主要以电路的设计、安装和调试为主要内容,辅以答辩、故障排查和实训报告撰写等内容。实践证明,这种考核方式深受学生欢迎,更能体现应用型本科教育的目标。

四、电子系统综合设计课程教学中引入项目教学法的意义

1.有利于提高学生的专业知识技能

电子系统综合设计课程是一门理论性与实践性都比较强的学科,教学中,教师要尽量协调好这两方面的关系,以提高学生的基础知识和实际动手能力,在此过程中,学生不断将理论知识用于实践,又通过实践加深对理论知识的理解,从而实现理论与实践的相互融合,增强了理论教学内容与职业岗位能力要求的相关性。

2.有利于培养学生的创新能力

通过基于项目教学的电子系统综合设计课程教学改革,结合应用型本科生电子工程能力培养要求,构建项目化载体、工程化环境、团队式指导、协作式学习相应的课程体系,师资体系、评价体系、实验体系[3]。通过重视对学生进行创新能力的培养创方法,而增强学生的自信心和成就感。

3. 有利于激发学生的学习主动性

通过项目教学的组织开发与实施,有效地调动了学生学习的主动性、参与性,使其独立学习,独立思考,团结协作,最大程度地锻炼和提高学生的学习能力、方法能力,同时在小组内形成了良好的团队协作氛围。

五、项目教学法在电子系统综合设计课程教学中的实施

1.确定项目教学任务

确定项目教学任务的一个关键是项目来源问题[4]。首先,最好的项目是各类竞赛项目,竞赛赛项目是很好的项目来源,奖项设置能够激发学生的潜在能量,类似这样的赛事,教师经过筛选后引导学生参加,可以起到很好的教学效果;其次,让学生参与教师自己的科研项目以及学校的大学生创新、创业项目。学生无论是参与老师的科研项目,还是在老师指导下独自承担创新、创业项目,都能够极大地锻炼学生的独立思考能力和创新意识。

2.实施项目教学任务

在项目教学过程中按照项目开发实施过程进行:(1)确立项目主题和计划制定。(2)项目执行。在教学中对学生进行分组教学,一般有3~4 人一组,规定其不同的职责与任务,同学之间通力合作,通过学生积极努力,顺利完成设计任务,达到预期的效果。(3)项目检查、反思与总结。在这过程中,第一是让学生总结,要求同学自己对确立的项目主题、计划与执行过程进行检查与反思,而后项目组形成一个总结报告和项目完成的自我评价;第二是教师总结整个问题并加以评判与分析。

3.评价项目教学成果

“项目驱动式”教学法,是不同于传统教学模式的崭新方法[5],需要制定一套与之相适应的评价体系来评定教学效果,并不断改进,才能行之有效;另外,教师的引导作用非常重要,教师要善于引导学生完成项目开发,及时检查工作进程,适时引导学生思路,寻找解决问题的方向。

六、结语

本课程是我校自动化系统集成专业课程体系与内容的教学改革的产物,是组成电工电子类专业技术基础课平台课程的课程之一,也是最重要的一门实践性课程。其目的是通过以工程实践或社会生活为背景的综合电子系统的研究、设计与实现,使学生能将已学过的模拟电路、数字电路与EDA技术、微机原理、单片机、嵌入式系统等多门课程知识综合运用于电子系统的设计中,从而培养学生知识综合应用及电子系统设计的能力,这是在所有实践性课程中最具活力,最能培养学生的自主学习与实践能力、培养学生创新思维的课程之一。基于“基于项目教学的电子系统综合设计教学改革与探索”是一项系统工程。作为一个新兴事物,需要不懈地研究探索,不断的深化教学改革,大胆地创新。推进教学内容和教学方法的改革,加强实践环节,自主研学,不断完善学生的知识结构和能力结构,培养具有实践能力、创新能力和创业能力的新时代应用型本科人才。

参考文献:

[1] 朱斌等.电子综合设计新课题的开发与设计.实验科学与技术,2010年03期.

[2] 张瑞华等.基于CDIO理念的“电子综合设计”教学改革探索.中国电力教育,2012年19期.

[3] 曾浩等.一个电子综合设计课题的开发.电气电子教学学报,2009年02期.

[4] 林建英.电子综合设计中多层次EDA教学方法研究与实践.北华航天工业学院学报,2010年1期.

[5] 杭阿芳等.竞赛式教学方法在电气类课程教学中的应用研究.中国电力教育,2013年16期.

基金项目:江苏省研究生教育教学改革研究与实践课题(No. JGZZ16_087),江苏省教育科学“十三五”规划高教重点课题(No. B-b/2016/01/07),江苏省教研项目(No. 2015JSJG169),南京工程学院高等教育研究课题(No. 2016YB15)。

作者简介:陈国军(1981-),男,硕士,南京工程学院实验师,研究方向为智能机器人与机器视觉;陈巍(1970-),男,江西 抚州,硕士研究生,副教授,主要研究方向:自动化智能机器人。

作者:陈国军 陈巍

电子技术综合设计课程改革论文 篇3:

电子设计综合实践课程改革和建设研究

摘 要:电子设计综合实践课程是电气类、自动化类、电子信息类等相关专业实践教学重要环节,主要是把理论知识综合应用于实践。本文对电子设计综合实践课程的现状进行了分析,提出了电子设计综合实践课程改革内容和考核体系,实现了对电子设计综合实践课程的发展和创新模式研究的探讨。

关键词:电子设计;综合实践;实践技能;教学改革

1 绪论

电子设计综合实践课程是面向高等学校电子信息类专业开设的一门重要的设计实践类课程,旨在学生已初步掌握电路的相关理论知识,具备对单元电路的基本分析和设计能力的基础上,进一步提高学生理论联系实际、知识融会贯通、实践手段综合运用等能力。该课程是培养学生的信息获取、系统分析与设计、项目分工与管理、科学研究、创新性思维的重要环节,为学生将来走上工作岗位打下坚实基础[1]。

因此,对电子设计综合实践课程中的内容建设、实验教学定位、项目设置优化、实验教学实施和实验考核评价手段等方面展开改革研究和构建,是进一步提高实验教学效果和人才培养质量的有力支撑。

2 电子设计综合实践课程现状

目前,我校电子设计综合实践教学在第5学期开设,对象为机电、电子、电气类专业三年级本科学生,是在学生学习了电路基础、信号与系统、低频电子线路、数字电子技术等课程后开设的一门综合性电子设计类实践课程。学生通过前期焊接和装配温度计的电工电子工艺实习,已经具备了一定的焊接和装配基础。

在我校人才培养方案中,机电、电子、电气类专业的培养目标是培养学生掌握各自专业的基本理论、基本知识和基本方法,增强学生的实践技能,着力提升学生分析问题、解决问题的能力,为以后的岗位任职需求打下坚实的基础。基于此,电子设计综合实践课程在教学内容中增加实践训练环节,但是实践内容大多以验证性、测试性训练为主,训练内容中电路综合设计、工程性题目较少,不能很好地培养学生的综合实践能力和创新能力,极大地限制了学生工程技术观念及分析问题、解决问题的能力。

3 电子设计综合实践课程改革的相关内容

电子设计综合实践课程设计的教学目标是让学生掌握现代电子电路设计的一般方法和设计流程,熟悉电子电路设计过程中常用的EDA软件及其使用方法,逐步培养学生电子系统设计能力、实践能力和创新思维[2]。据此,电子设计综合实践课程的教学改革和建设研究在以下方面进行了相应的探索研究。

3.1 以学生为中心,改革教学模式

(1)以学生为本,激发学生的学习兴趣。电子设计综合实践课程是让学生在完成基础理论知识和基础实践能力的基础上,掌握复杂电子系统的设计、装配与调试流程,因此,学生能否积极主动参与课题的设计是课程改革的关键。当学生经历了课题的设计、仿真、焊接装配、调试这一完整流程之后,他才会更深刻地理解前期所学理论知识,真正提高自身的专业技能、理论修养和综合素质。

在电子设计综合实践课程教学中,教师不进行课题的详细讲解,仅仅给出设计思路和具体的设计指标要求,以及在设计中应注意的问题。学生通过网络、图书馆等途径查阅课题相关资料,确定设计方案。由于学生不受教师设计思想的影响,可以运用所学专业知识和青年人特有的创新力,设计自己感兴趣的课题,从而使学生学习主动性增强,增加了学生课题的参与感与成就感。

(2)学生实行小组制。为培养学生的团结协作精神,采用了小组制的组织形式,每2~3人为一组,根据自身爱好及学科专业特点,选择一个自己感兴趣的项目进行方案设计、装配与调试。在方案的确定过程中,每一名组员都要群策群力,共同完成电路系统方案的设计。同时,每名组员在课题中要完成各自具体的设计任务,如使用计算机仿真软件进行方案功能性验证,硬件电路的焊接、装配与调试,课程设计报告的撰写及答辩PPT的整理等。通过不同的任务分工,可以保证每一名组员不仅熟悉自己负责的设计任务,而且对整个课题从设计、仿真、装配、调试到报告的撰写全流程都能有所了解。

3.2 紧贴工程实际,改进教学内容

电子设计综合实践课程所选的课题来源于工程实际,覆盖电子技术的主要知识点,题目的难度与深度不宜过大,既要使大多数学生能够在规定课时内顺利完成,又要使课题有一定的发挥空间,以开阔学生思路,提高学生的创造性和主动性[3]。根据这一指导思想,实训课题应该具有工程实用性、技术先进性和系统综合性的特点。结合教师的工程实践经历及近年电子竞赛相关方向的内容,电子设计综合实践课程已经开设的课题有智能交通灯控制器、数字/液晶显示温度计等30余个。每年的题目必须有所更新,既可以避免学生抄袭,又有利于培养学生的创新能力。在进行选题过程中,学生如果不满足教师指定的设计课题,还可以根据自身兴趣及学科特点自拟课程设计题目,但是课程设计方案需要任课教师的审定,以确定课题设计方案实施的可行性和能否满足教学大纲的要求。

3.3 结合多元化的教学手段,提高实训效果

当今世界,电子技术发展极为迅猛,为了跟踪新技术的发展动态,在教学中应及时将本专业领域新技术、新工艺、新成果、新设备的发展趋势加以介绍和补充,为学生提供创新发展的空间,激发学生的学习兴趣。

在教学过程中结合Multisim、Proteus、QuartusII、Altium Designer等EDA软件,提高实训效果。主要体现在以下几个方面:

(1)在完成课题的总体设计方案以后,学生使用EDA软件的仿真功能,验证所设计方案的逻辑功能是否达到设计要求,修改方案设计中出现的各种错误,在仿真验证各个功能正確无误后,然后再进行元器件的焊接、装配与调试。通过这样的设计流程,使得学生对各个单元电路的逻辑功能及实现原理有了更深层次的理解,同时也缩短了系统的调试时间。

(2)在仿真验证完成以后,结合一般电子产品的设计流程,应该将设计正确的电路原理图转换为PCB图(印制电路板图)。因此,要求学生使用Multisim、Altium Designer等EDA软件绘制出课题设计方案的印制电路板图,使电子设计综合实践课程的教学内容更接近工程实践。

(3)对于基于CPLD/FPGA的数字系统的开发,用硬件描述语言(VHDL)和原理图输入两种方法相结合,实现相应的功能,通过对CPLD/FPGA进行编程、仿真与下载,使学生掌握基于CPLD/FPGA的数字系统的设计流程、功能仿真和时序仿真方法。

另外,建立多媒体互动式的全方位、立体化网络教学平台,满足学生自主学习需求。网络教学平台由课题案例库(教师指定设计课题案例以及全国大学生电子竞赛经典赛题)、教学资源库(课程相关资料、EDA软件、教学课件、教学视频资源等)、在线答疑(微信、QQ、雨课堂等方式)、在线作业(学生提交仿真文件、设计报告和演示视频等)、在线考核和考试等。学生在课题设计中遇到不明白、不理解的地方,可方便的进行查阅。MOOC采用“微课”基本教学单元和“碎片化”学习模式相结合的方式,有利于学生自主学习基础理论,学生的学习兴趣也大大提高,而且教师逐步从以讲授为主的课堂学习向在线学习、翻转课堂等混合式教学模式转变,课堂教学时间主要讲解学生在课题设计中出现的共性问题、交流学习心得和经验,以及提供咨询和帮助[4]。

3.4 注重学生动手能力培养,完善课程实践考核机制

建立完善的考核评价体系是保证电子设计综合实践课程教学质量的关键。电子设计综合实践课程的教学过程具有多样性的特点,和其他理论课程考核方式有所不同,它的教学效果考核评价指标更为广泛。如何选择考核要素、考核指标,确定考核标准,规范考核方法等问题成为电子设计综合实践课程教学效果评定过程中必须解决的难题[5]。以往的课程考核方法只注重结果,不考虑过程,缺少过程性评价,其弊端是各个任课教师评价标准不一致,没有具体的量化标准,不能正确的反映出学生的真实水平。

结合电子产品设计的一般流程,电子設计综合实践课程成绩的给定由课程总体设计方案、功能仿真验证、焊接、装配与调试、设计报告和课程答辩五部分组成。其中课程答辩成绩占总成绩的10%,设计报告占20%,焊接、装配与调试成绩占35%,功能仿真验证成绩占15%,总体设计方案占20%。设计方案重点考查学生是否认真查阅资料,独立完成设计方案与器件选型,是否实现课题设计要求,所设计的方案是否有可行性及创新性。在功能仿真验证、焊接、装配与调试的考核过程中,不仅要考核学生EDA软件的使用,器件焊接质量,还要考核系统功能及技术指标的实现。设计报告主要考查学生科技报告的书写规范,内容格式的完整性。课程答辩主要考核学生对于理论知识的理解和掌握情况以及在电路调试中对于发现的故障现象分析和解决能力。

4 结语

通过对电子设计综合实践课程的现状、教学模式、教学内容、教学手段和考核机制的综合研究,可以看出,电子设计综合实践课程是集理论、实践、创新等为一体的教学实践过程,是新时期培养高素质技术人才的重要内容,是实现学生实践能力和理论素质提高的有效途径。近几年的电子设计综合实践课程教学改革的改革探索,激发了学生自主学习的主动性,增强了学生实践动手能力,培养了学生的探索精神、创新意识和工程意识,为学生综合素质的提高打下了良好的基础。

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作者简介:张建强(1971— ),男,汉族,硕士,副教授,研究方向:信号与信息处理。

作者:张建强 魏斌

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