電子技術課程設計論文匯總十篇

時間:2023-02-28 15:27:18

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電子技術課程設計論文

篇(1)

1引言

隨著石河子大學人才培養模式的不斷改革,以及社會對高等教育培養具備實踐能力、創新思維人才目標要求的提出,實踐教學環節作為工科專業人才培養體系中的重要組成部分[1],成為當下大學生創新思維和創新能力培養的重要環節。電子技術綜合設計是一門實踐性非常強的實訓類課程,是電子技術人才培養成長的必由之路。由學生自行設計、自行制作和自行調試電子電路,旨在培養學生掌握綜合模擬、數字、高頻電路知識,解決電子信息方面常見實際問題的能力,培養學生電子電路設計與EDA(ElectronicDesignAutomation)調試工具的使用方法,以及開展項目管理的基本方法。

2現狀

以往的教學安排中主要側重電子電路的設計和仿真,留給學生自己用于思考和設計的時間有限,設計基本停留在紙上和計算機上。因此,教學效果很難達到預期的教學目的。雖然學生在參加接下來的相關課程的課程設計、大學生訓練計劃、全國大學生電子設計大賽、畢業設計時理論分析能力得到提高,但實際設計和調試時卻出現大量問題很難得到快速解決的現象。所以,這種教學模式不再適應目前新的人才培養方案對于電子信息工程專業提出的要求以及創新人才的培養。

3課程改革探索與實踐

電子技術綜合設計課程的改革與探索主要從課程教學目標、課程教學內容、課程教學實施、教學方法、考核方法和教學效果等幾個方面進行。課程目標電子技術綜合設計將學生已學過的電路基礎、模擬電路、數字電路以及高頻電路等課程的知識綜合運用在該課程中[2],從而培養學生具備電子元器件的識別和選擇,電子電路仿真和電路設計軟件的使用,電子電路的分析和設計以及實際應用電路項目的開發、管理等綜合能力,使學生切實經歷從原來課本上的電路到EDA軟件的仿真電路再到實際看得到、摸得著的電路的實現過程。該課程是對現有課程體系的完善和補充[3],幫助學生拓展視野,提升學生參加課外科技活動、校級SRP(StudentResearchProject)活動、國家大學生創新計劃以及全國電子設計競賽等專業競賽的興趣和畢業設計的質量與水平。教學內容課程的主要內容按照基本知識驗證、專業知識綜合、創新設計能力培養的原則進行安排,主要包括:常用電子元器件基礎知識;常用電子測量儀表的使用;電路仿真軟件的使用;印刷電路板的設計與實現;電子電路系統設計方案提出、論證、設計、元件焊接、系統調試;撰寫總結報告、答辯等。1)常用電子元器件基礎知識:主要講解電阻、電容、電感、電位器、變壓器等常用元件的區分,還包括一些電子常用術語,比如單面板、雙面板、焊盤、焊接面、虛焊、橋接等。2)常用電子測量儀表的使用:包括萬用表、示波器、函數發生器、直流穩壓電源的基本使用方法。3)電路仿真軟件的使用:主要講解電路仿真軟件Multisim的使用。4)印刷電路板的設計與實現:AltiumDesigner軟件中電路原理圖的繪制和PCB圖的繪制方法。5)電子電路系統設計方案提出、論證、設計、元件焊接、系統調試:對全班學生進行分組,四個人一組,每組一個設計題目,每組經過方案的提出、討論、修改、教師審核、論證后設計出電路仿真圖,仿真沒有問題后設計PCB圖,然后制成單面板進行元件焊接、調試。6)撰寫總結報告、答辯:系統設計完成后,每組撰寫總結報告,提出系統的優點和設計不足,以及設計過程中自己的心得體會,最后制作幻燈片進行課程匯報答辯。教學實施在完成各個教學內容時,課程采用項目驅動的方式使學生在掌握理論知識的同時,實踐能力也得到不同程度的提高。整個教學過程分為4個項目進行,通過項目的完成,學生逐步完成課程的學習,綜合能力也在不知不覺中得到鍛煉。1)基本元件及電路測試項目。教學內容的前兩部分講解完成后,要求每個學生進行基本元件參數的測試、電路虛焊、雙面板線路測試等。通過該項目,學生掌握電子元件與電路測試的基本方法和常用測量儀器的使用方法。2)電子電路設計和仿真項目。在該項目中,教師首先講解電路仿真軟件Multisim的使用方法,然后以實例設計一個兩級晶體管放大電路。在此過程中,教師從元件參數的選取、放大倍數的計算、系統測試和修改等方面給學生進行講解。講解完成后,學生參考實例設計一個放大倍數不同的晶體管放大電路作為練習。練習完成后,全體學生設計一個波形發生電路用來產生方波、三角波信號。學生設計過程中可相互交流,碰到問題可詢問教師,最終完成項目預期目標。該項目完成后,學生可以掌握電路仿真軟件的使用方法和電路設計的基本原則。3)電子電路制板與焊接調試項目。前兩階段的項目完成后,教師講解電路制板軟件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蝕法制作單面電路的流程,講解和制作過程以上一個項目中的兩級晶體管放大電路為例,講解的過程中學生如果有問題可隨時提出,教師進行解答。最終要求學生自己實現一個兩級晶體管放大電路的印刷電路板的繪制,以及電路的腐蝕、焊接、通電調試。通過該項目,學生掌握了電子電路從書本的理論知識到實物實現的過程。4)綜合設計與總結項目。學生按學號進行隨機選題,題目內容涵蓋模擬電路(如連續可調直流穩壓電源)、數字電路(如循環彩燈控制器)、高頻電路(如小信號阻容耦合放大電路設計)。題目選定后,題目相同的學生分成一組,組建項目小組。項目組成員提出設計方案,經過理論論證,設計完成仿真電路和PCB電路,然后采用手工腐蝕法實現電路系統的板面布線,最后進行元件焊接和調試。系統完成后,整個課程基本接近尾聲,每組學生要對自己的設計方案進行匯報答辯。通過該項目,學生掌握了復雜電路的設計與實現,以及團隊合作完成項目設計、管理、總結的過程。教學方法課程的教學方法,打破傳統理論課程完全靠教師講授以及實驗課程以學生動手為主的模式,采用教師講授、項目訓練、學生參與設計和討論、分析講解和答辯的形式。學生有機會表達自己的觀點和設計思路,充分調動積極參與的興趣。考核方法課程的總評成績由5個部分組成:考勤10%+課程表現10%+項目完成情況30%+課程答辯情況20%+課程報告30%。新的考核標準打破原來課程總評成績主要由平時成績、設計成績兩部分組成的模式,主要以學生在教學實踐活動中的參與度和完成度作為考量,注重學生實踐能力和綜合能力的培養。教學效果經過兩周的項目驅動訓練和實踐環節的總結,學生對于測量儀器的使用更加熟練,對常用電子元器件的選用和封裝了解得更為清楚,對電子電路的設計和實現更加有信心,分析問題、解決問題的能力得到了很大的提高。

4結論

課程改革和實踐在石河子大學電子信息工程2012級、2013級和2014級為期兩周的電子技術綜合設計課程中進行,學生對于課程內容安排和各個環節的設計比較歡迎,加大了學生創新思維和創新能力的培養。課程實施的整個過程側重基礎能力培養,將項目管理理念貫穿整個課程的始終,加大創新能力的培養。學生在后續的畢業設計和課外科技活動中凸顯了較強的實踐和創新能力。

作者:周濤 張銳敏 劉巧 李栓明 鐘福如 單位:石河子大學信息科學與技術學院

參考文獻

篇(2)

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)51-0075-03

電子技術課程設計是一門集基本理論、工程設計于一體的專業基礎課程,是電子、信息類本科專業的基礎必修課程。該課程是對電路分析基礎、模擬電子技術、數字電子技術等前期課程所學內容的消化、鞏固、總結和提高。該課程的教學不僅要求學生掌握扎實的相關課程基本理論知識,更在于通過對學生進行綜合訓練,培養和提高學生在電子系統方面的工程設計能力、元器件裝配能力、綜合調試能力。同時,也為后續課程,如單片機系統課程設計、嵌入式系統課程設計及電子系統課程設計等實踐課程的開展打下良好的基礎,為學生今后從事相關專業技術工作提供了必要、專業的實踐技能。

一、電子技術課程設計教學的不足

根據過去幾年對電子技術課程教學情況的分析,結合相關企業對電子類人才的要求,我們認為該課程在教學設計上應從下面幾個問題上重點改革。

(一)課程內容與社會需求差距較大,設計題目偏少

電子技術課程主要由理論和實踐兩部分構成,其中實踐又分為實驗和課程設計。理論是基礎、實驗是深入、課程設計是提高,它們相輔相成構成這門課程完整的教學體系。針對課程設計,一般本科院校的教學方式較為保守,沿用傳統模式,忽視了相關行業、企業所采用的新技術、新軟件,不能與社會同步,學生走出校門口不能立即勝任崗位工作,而是需要通過進一步的崗前培訓才能滿足崗位對人才的需求。同時,設計題目和類型偏少,內容相對陳舊,學生可選擇的范圍也不大,導致部分學生對本門課程學習的積極性不高,也影響了本課程的教學效果。

(二)教學方法較為單一落后

本門課程的教學時間為32學時(合計不到一周的教學時間),時間較短,為了在較短的時間讓學生完成設計任務,教師總是詳細講解并指定相應的資料,將學生限制在指定的范圍和實驗元件內,不利于培養出具有競爭意識和創新能力。且在實驗講義中,編寫教師對設計題目的電路實現方案編寫得較細,學生可發揮的空間較小,導致部分學生不會自己獨立思考,直接采用設計提示電路,或者直接抄襲其他學生的設計方案,不能更好地調動學生獨立設計的積極性。

當前我們大部分老師都采用了多媒體授課,在教學過程中,教師過分地依賴電子課件,而忽略了其他的教學方法,如課堂演示、學生上臺實操等。在涉及電子設計軟件的操作時,學生需要實際動手訓練,邊聽邊做效果會更好。而用電子課件進行授課時,加快了課堂授課的節奏,學生對某些知識點來不及消化,教與學缺少良好互動,學生很難與老師保持同步,使得授課效果大打折扣。

(三)實踐缺乏工程化思想

在電子信息和儀器儀表領域從事電路設計基本上是以工程化的方式進行的,將一個工程分成若干個模塊,再由不同的項目團隊分頭完成。將現代電子領域里設計公司的理念融入課堂,讓學生以設計團隊為單位開展實訓,能夠使學生走出校門后更快地適應自己的崗位,但從目前大多數學校開設的課程來看,除了畢業設計會有幾個學生一起合作完成外,實驗、課程設計等幾乎都是學生獨立完成的,很多學生抱著應付的心態隨大流,沒有主動思考的意識,缺乏創新思維。大多數學生只是按照老師所給電路圖像搭積木一樣連線,不能真正弄懂電路的意圖,因此在未提供電路圖時往往束手無策。嚴重缺乏創新思維,使得學生在走出校門后不能從事完整的工程設計,面對很多簡單的項目也會缺乏信心,無法在已有的崗位基礎上實現更高的突破。

(四)成績評定體系不夠完善

目前的考核制度,雖然提升了平時成績所占比例,但仍然是應試教育模式。在成績評定時,往往根據調試結果以及撰寫的設計報告給出成績,學生在設計、制作、調試過程中遇到的問題以及解決方案等具體實施過程沒有體現出來,評定的標準不能具體量化,不能很好地反應學生在本門課程中的收獲和真實水平。

二、電子技術課程設計教學的改革

(一)結合專業的社會行業需求,豐富設計題目

設置合適的設計題目是提高電子技術課程設計教學效果的關鍵。隨著電子技術的迅速發展,新器件不斷涌現,將其與課程教學緊緊結合,才能跟上時代的步伐。因此,課程設計教學改革的第一步就是結合專業的社會行業需求,根據學生的實際情況,提供足夠的課程設計選題,同時保證設計課題的內容具有綜合性、實用性、先進性。

首先,本設計課程為學生提供了72個設計題目(課題內容統計情況見表1),保證學生具有較大的選擇空間;每一個題目具有基本功能和擴展功能,從而滿足具有不同實踐能力的同學的要求。其次,大部分課題的設計要求盡量使用現有的能夠實現該設計的新器件,設計并完成的小電子系統實用性較強,具有相當的使用價值,可以作為電子系統課程設計和儀器儀表課程設計的基本模塊,也可以作為電子競賽和創新項目的單元電路。再次,設計題目新穎,能激發學生的設計調試興趣;大部分課題的設計內容與專業密切結合,從而增強學生的學習積極性。最后,每個設計題目都能夠盡量訓練前期課程中的相關知識點,比如:鞏固電路分析基礎中的分壓電路、電容元件特性、變壓器工作原理等;模擬電子技術課程中的基本共射、共基放大電路、功率放大器、比較器電路、波形發生電路等;數字電路中各種邏輯門電路、顯示譯碼器、數據選擇/分配器、觸發器、寄存器、計數器、555電路和蜂鳴報警電路的應用等。教師在布置設計任務時,針對每個設計題目,以系統框圖形式給出2~3個總體設計參考方案,以高集成芯片為核心,由中規模集成電路構成各單元電路,然后組合出系統的設計方案。

課程設計除了提供5個類型72項常用的備選設計題目之外,還引入了與學科相關的科研項目的子課題作為課程設計題目,選拔一些優秀學生參與這部分課題的設計。同時結合每年的本科生創新項目,每年更新一些設計課題。以教學、科研及競賽項目為電子技術課程設計題目,為學生創造了研究性學習的機會,提高了其實踐技能。通過項目開發過程的工程磨煉,提高了學生的實踐技能,激發了學生的自主創新意識,對于學生工程素質的培養發揮了較大的作用。同時,學生參與教學科研活動,可以解決創新實踐活動開展中的一系列問題,促進了創新實踐活動的開展。

(二)豐富課題設計內容,合理安排教學進度

電子技術課程設計一般安排在大三上下學期進行分散教學。教學學時共32學時,每周3學時,共11周。教學進度和時間安排統計情況見表2。

本著培養學生獨立設計、創新實踐的理念,我們改變了傳統的“老師講,學生做”的方式,少講甚至不講理論知識,僅是提綱挈領地給學生指引一下他們設計所要查找資料的方向,在設計的過程中,學生遇到了實際問題再進行單獨答疑。

在組織方式上,參照電子競賽的方式進行,2名學生一組。每組學生可在指定的選題中任選一個設計題目,在11周內協力完成課程設計任務。學生在課程設計期間,不僅要共同討論設計課題和選擇設計方案,還必須落實自己具體的設計任務,以達到了解和熟悉整個設計課題全過程的目的。同時由于引入了競賽機制,不但可以增強學生的團隊精神,還能發掘他們創新的潛能。

在課程設計前期,課程設計的任課教師可提前兩周布置課程設計的教學任務,在這期間,完成學生的分組,兩人一組自愿組合,提供課程設計題目供學生自行選擇。學生選定題目后根據課題的設計要求和參數獨立查閱相關資料,完成電路的初步設計。

課程設計第一階段,完成方案設計。方案設計包括電路方框圖、詳細的電路原理圖、電路工作原理的說明和元器件清單。完成電路設計后,學生還要使用Multisim軟件完成對設計的電路進行仿真。通過軟件仿真可以發現設計中存在一些的問題,進一步改善設計方案。學生掌握了電子仿真軟件的使用方法,也為以后的課程學習打下基礎。實驗室將元件清單匯總,盡快完成元器件的準備工作。

課程設計第二階段,完成電路原理圖和PCB板繪制,并且完成PCB的制作。學生通過學習使用Protel軟件,熟悉了電路布局、布線、電路板的制作過程,增強了對電子系統工程設計過程的認識。

課程設計第三階段,完成元器件的焊接及整個系統的聯調,測試技術指標。學生在教師指導下較好地完成元器件的焊接。焊接過程由低到高,分模塊完成。確認安裝無誤后進行通電調試。在調試階段,采用由前至后的順序,從輸入端開始逐模塊調試。若存在故障,應該分模塊檢查,按照從大到小的范圍進行排查,最終找到故障的確切地點并加以解決。學生通過對電路的調試可加深對電路工作原理的認識,學會調試、檢查電路的方法。調試過程中教師要注重啟發學生,自己分析查找故障位置和原因,并獨立找到解決的方法。要求學生在測量完成技術指標后與理論結果進行分析比較,進一步了解電子電路學習過程中理論與實踐的區別。通過課程設計為學生提供鍛煉的平臺,提高了學生的理論與實踐能力。

課程設計第四階段,完成并提交設計報告。設計報告包括以下部分:①系統方案論證;②各單元電路詳細設計;③電路的仿真及仿真結果;④調試中出現的問題及解決方法;⑤系統測試結果;⑥心得體會。設計報告是對課程設計全過程的總結,學生要嚴格按規定的格式進行書寫。設計報告的撰寫可提高學生的表達、論證能力、科技寫作能力等基本素質,為后續課程設計報告及畢業論文的撰寫打下基礎。

(三)改進教學方法,提高課程教學效果

在電子技術課程設計中,利用視頻、圖片等多媒體手段展示相關內容,可以激發學生對所選課題的興趣。利用教學網站,提供一些跟學生課程設計題目相關的資料,學生可以隨時進行查閱。同時加大實驗室開放力度,課程設計的時間不局限于課堂。實行開放式管理模式,時間開放和資源開放。學生可以根據需要通過網上自由預約的形式,課余時間自行到實驗室進行課程設計,實驗室提供自主學習環境。由于帶著任務,學生雖然沒有教師時刻管理也會很自覺地進行學習。同時由于帶著問題去學習,學習的效率也更高,而且這樣也可以更節省實驗室的教學資源。采用這種形式,增加了學生的實驗時間,增強了學生進度安排的靈活性,有助于學生自主設計能力、工程能力、創新能力的培養。

(四)完善成績評定體系

驗收考核環節采取硬件實現情況、軟件調試情況及考核答辯的方式。相同題目之間的小組,根據所完成項目的性能、指標及完成速度進行評定。

從電子技術課程設計這門課程的設置目的出發建立成績評定體系(見表3):①方案設計的合理性、科學性,電路設計的正確性;②對Multisim、Protel等電路設計、仿真軟件的熟練掌握程度、制作效果;③元件安裝、焊接的工藝質量;④電路調試、故障排除、結果分析及回答問題的情況;⑤課程設計報告撰寫。

在進行成績評定時,注重調試效果正確的同時,應強調整個設計實施的整體情況,若部分同學的設計電路調試結果不盡如人意,只要學生能找出其中的原因,并提出相應的方法進行改進,仍可獲得不錯的成績。另外,注重學生是否已掌握設計方法、制作工藝、儀器使用、調試方法、論文撰寫等不同的環節,即使同組同學根據不同的表現也可給出不同的成績。

三、結束語

電子技術課程設計是學生進行的第一個專業基礎課程的課程設計。在課程改革中突出了學生創新意識及工程素質的養成,體現了“內容綜合、面向工程”的特征,促進了電子技術創新教育體系的不斷完善和可持續發展。通過本門課程的教學改革,豐富設計題目,且與實際聯系,調動了學生的學習熱情,培養了學生對設計性實驗的興趣。由于合理安排教學環節,學生經過自主查找資料和小組討論,完成電路方框圖、電路原理圖、電路布線圖的設計;完成對電路系統進行安裝、焊接、調試、檢查解除故障、測試參數;掌握了相關軟件的應用。充分發揮了學生的主動性和創造性,提高了分析和解決電子電路中各種問題的能力。較為完善的課程成績評價體系也較好地保證了課程設計的教學質量。通過后續的課程學習,學生的綜合設計能力不斷提高。

參考文獻:

[1]賈俊榮.電子技術課程設計教學改革與實踐[J].福建電腦,2013,(11):69-70

[2]佘新平.電子技術課程設計的實踐教學模式探討[J].長江大學學報(自然科學版),2010,7(1)347-348.

篇(3)

電子技術課程設計是在電子技術實驗的基礎上進行的綜合性的實驗訓練,是電子技術課程的實踐性教學環節,是對電子類和其他相近專業學生進行綜合能力培養的實踐課程,對于全面、系統、深入地理解與掌握電子系統的知識、設計方法具有重要的教學意義。

1.電子技術課程設計的重點與要求

本課程的重點是電路設計,內容側重綜合應用所學知識,設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求,通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養學生創新實踐的能力。

電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求,通過查閱資料、調查研究等,獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試,并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。

具體地說,學生通過課程設計教學實踐,應達到以下基本要求:建立電子系統的概念,綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計;掌握電子系統設計的基本方法,了解電子系統設計中的關鍵技術;進一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法;進一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學會撰寫課程設計總結報告;培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。

2.電子技術課程設計的教學過程

電子技術課程設計是在教師指導下,學生獨立完成課題,達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練,要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識,因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。

教學環節可以分為以下四個部分。

2.1課堂講授。

課程設計開始前,需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學,明確課程設計的要求,主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。

在課堂教學環節中,指導老師介紹課題的基本情況與要求,要求學生從多個課題中選擇一個。

2.2設計與調試環節。

2.2.1前期準備、方案及電路設計。

前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材,根據技術指標,進行方案分析、論證和計算,獨立完成設計。設計工作內容如下:題目分析、系統結構設計、具體電路設計。

學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計,通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算,稱為預設計階段,包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設計總學時的30%。

2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試,指標測試等。

在安裝與調試這個階段,要求學生運用所學的知識進行安裝和調試,達到任務書的各項技術指標。

預設計經指導教師審查通過后,學生即可購買所需元器件等材料,并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路(并制作相應電路板),使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點,所需時間約占總學時的50%。

2.3撰寫總結報告,總結交流與討論。

撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告,不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結,而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面:系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應對以下幾部分進行說明:設計進程記錄,設計方案說明、比較,實際電路圖,功能與指標測試結果,存在的問題及改進意見,等等。

總結報告具體內容如下:課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調試的內容,包括使用的主要儀器和儀表;調試電路的方法和技巧;測試的數據和波形并與計算結果比較分析;調試中出現的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優缺點,指出課題的核心及實用價值,列出系統需要的元器件清單,列出參考文獻,收獲、體會,并對本次設計提出建議。

2.4成績評定。

課程的實踐性不僅體現實際操作能力,而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此,課程設計的考核分為以下部分:設計方案的正確性與合理性。設計成品:觀察實驗現象,是否達到技術要求。(安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力)實驗報告:實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯:考查學生實際掌握的能力和表達能力,設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神,等等。

3.電子技術課程設計的步驟

在“電子技術基礎”理論課程教學中,通常只介紹單元電路的設計。然而,一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計,還包括總體電路的系統設計(總體電路由哪些單元電路構成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術的發展,各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現,電子系統的設計除了單元電路的設計外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要,不過從教學訓練角度出發,課程設計仍應保留一定的單元電路內容。

電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。

雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同(尤其單元電路的設計),但總體電路的設計步驟是基本相同的。

電子電路的一般設計方法與步驟包括:總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。

4.電子技術課程設計的效果

學生經過這樣系統訓練后,各方面技能都通過考核,為后續課程的學習打下了扎實的基礎。

參考文獻:

[1]高吉祥,易凡,丁文霞等.電子技術基礎實驗與課程設計(第二版)[M].北京:電子工業出版社,2006.

篇(4)

中圖分類號:TN79 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)32-0058-02一、引言

數字電子技術是一門理論性和實踐性都很強的課程,其實驗是電子信息類專業的一門專業基礎實驗課程,擔負著鞏固理論知識,培養學生動手能力和創新能力的重任,在專業教學中具有舉足輕重的地位。但由于原先的培養計劃是將三大電路即《電路分析》、《模擬電子技術》、《數字電子技術》的實驗作為一門課程——《電子技術基礎實驗》,放在第五學期開課,和該課程不同步,實驗教學效果不甚良好。實驗內容主要以演示性、驗證性為主,為做實驗而實驗,學生興趣不濃,學習被動,缺乏實踐能力和創新能力的開發和培養。

為此,近兩年來在學院和系領導的支持下,我們對數字電子技術實踐教學進行了多方位的改革,主要是建立開放性實驗室、實踐教學體系和教學內容、實施辦法的改革。

二、建設開放性實驗室

開放性實驗室是高等學校從事實驗教學或科學研究、生產試驗、技術開發的教學或科研實體。我們根據電子、信息類專業的特點建設了電子技術創新實驗室,包括線路板制板室、電子產品制作室和調試室,主要設備有計算機、示波器、信號發生器、電源、仿真器等。該實驗室的建立、運行和實施,對電子信息工程專業的實驗教學改革起到了積極的推動作用。

三、實踐教學體系的改革

基于開放性實驗室,我們構建了《數字電子技術》課程的實踐教學體系。首先調整數字電子技術實驗與課堂教學同步進行,并精選實驗教學內容。實驗內容以基礎實驗、設計性實驗為主,基礎實驗是初學者理性認識與感性認識相結合不可缺少的入門教學環節,設計性實驗是理論與實踐相結的進一步深化。其次強化專周課程設計,在設計性的要求上,改變傳統的一個班級用一個單一的設計題目的方式,采用給定幾個題目,由學生自由選擇感興趣的題目進行設計,并且同一題目也要求每個學生的設計有不一樣的地方。例如:設計數字頻率計都要用到計數器,但每個學生在選用計數器的芯片型號就可不同,在具體實施的過程中,就要求學生獨立查閱資料,提出設計電路,合理選擇所需器件,最后安裝調試,測試電路指標,并完成實驗報告。另外,鼓勵學生自主命題,自主創新,只要達到本課程設計的要求就可以,對完成出色的學生給予加分等。第三,在理論課堂教學中引入仿真軟件,對各類芯片的功能進行演示,并要求學生可以利用自己的電腦進行各類電路的仿真,解決學習中遇到的一些問題。第四,構建立體化數字電子技術實驗教學資源,進一步完善實踐教學手段,利用開放性實驗室,引導學生積極參加學院的學生科研和開放性項目的科技創新活動。

四、實踐教學的實施

1.實踐教學安排。根據數字電子技術課程的教學計劃,制定出相應的實驗教學計劃,實驗課時數為21學時,占總課時75學時的28%,共安排7個實驗,分別為常用電子儀器的使用、與非門的測試、組合邏輯電路、集成觸發器、計數、譯碼、顯示電路、555集成定時器和籃球競賽24秒定時電路。數字電子技術課程安排在第二學期,在模擬電子技術之前,和電路分析同時開設,是我們學生的第一門專業基礎課程,也是學生第一次接觸本專業的硬件電路實驗,所以第一個實驗安排了常用電子儀器的使用。

專周課程設計采用一人一組,安排在第四學期,共34學時,實驗1~8每次安排4學時,實驗9安排2學時,共計34學時,每周安排兩次實驗,連續5周完成。結合模擬電子技術設計并制作一個完整的電路作品。

仿真實驗和實驗室開放性項目主要安排在課外,由教師提供Proteus仿真指導書和電子產品指導書,由學生根據自己的興趣愛好,利用課余時間自己主動完成。

2.實踐教學要求。除嚴格要求學生遵守實驗中心的實驗操作規程及有關規定外,在實驗課上先進行講解、示范,然后要求學生獨立實驗、獨立調試、獨立驗證。教師以啟發、引導為主,鼓勵學生相互討論。對基礎較好的學生,鼓勵他們在做好基礎實驗后,再對思考題或自己設計問題進行實驗;對動手能力較強的學生,強調聯系理論解決實際問題;而對實驗能力較差的學生,鼓勵他們獨立解決問題,培養他們的實驗興趣。

專周課程設計要求學生通過一個完整電子系統——如數控電壓源的裝配和調試,培養學生電路焊接、裝配、調試和測量等方面的基本技能和方法,了解并掌握該電路的基本原理。本課程嚴格執行預習檢查制度,凡預習未通過者不得參加實驗。三次及以上未參加實驗者無資格參加驗收考核。

在開放性實驗室,學生可以根據自己的興趣愛好利用課外時間制作電子產品,以學生自我管理為主,教師提供相應的專業指導。另外由教師申報學院開放性項目立項,根據“關于開展甌江學院實驗室開放項目申報工作的通知”,填寫《溫州大學甌江學院實驗室開放項目申請書》,內容要充分考慮學生的專業基礎和特點,是實驗課內必做實驗項目的延續和提高,合理安排開放項目的內容和難度。學院對項目的立項、經費資助、實施過程管理、教師工作量補貼、驗收等環節都有明確的規定。實驗室開放項目的立項有利于科技創新與競賽項目的培育,有利于學生申請專利和軟件著作權項目的培育,有利于學生創新意識和創新能力的培養。

3.實踐指導書。由于該實驗課程國內外優秀教材較多,基礎實驗的實驗指導書選用經典的國家優秀教材——陳大欽主編的《電子技術基礎實驗》第三版。我們根據實驗內容和要求,每個實驗制作相應的教學PPT,實驗后,要求學生認真撰寫實驗報告。

專周課程設計的指導書由教師自編。包括課程介紹和制作任務說明,課程介紹由課程簡介、課程教學實施、課程成績評定、綜合實驗報告或論文格式及要求等部分組成。制作任務說明由實訓任務和要求,實訓目的、各單元任務內容以及有關參考資料等組成。

教師在課堂理論教學時,為了更好地理解一些中規模集成電路芯片的功能和作用,與實際應用結合起來,對部分芯片或電路進行仿真演示,使學生通過感官認識提高教學效果。教師在教學中積累了豐富的Proteus、Mutisim仿真電路,形成仿真實驗指導書,提供學生利用課余時間在自己電腦里學習。

電子產品指導書由教師自編,共約20個電子產品制作指導,如數字頻率計、數字電子鐘、數字電子稱、紅外數字轉數表、超聲波測距儀等,每個產品制作指導包括設計要求、設計提示、設計參考電路、元器件清單等。學生可以根據自己的愛好選擇電路,利用課余時間在開放性實驗室制作。

4.實踐成績評定。實驗成績由平時實驗成績、實驗報告成績組成,為了全面、客觀、公正地反映學生的學習情況,各項成績所占比例分別為平時成績占50%,主要由出勤率、實驗態度、實驗操作規范和實驗成功率等內容組成。實驗報告成績占50%,成績依據學生實驗記錄、實驗內容完成情況及實驗報告質量等情況。實驗成績總分100分以20%計入本課程成績。

專周課程設計將通過嚴格驗收考核對學生實訓效果進行等級通過認定。等級通過認定包括驗收和考核兩個環節,實驗完成后進行作品驗收,通過驗收后進行考核,考核通過則可以參加成績評定。對未通過驗收的將可以參加兩周—次的多次驗收,連續2次仍未通過驗收,原制作電路作品收回,再重新自行安排時間重做,并參加多次驗收。學期結束還未通過驗收的為不及格。對未通過考核的將可以參加兩周后補考,補考未通過的為不及格。課程成績包含實驗態度、設計及制作、功能及性能測試、綜合實驗報告或論文四部分。滿分100分,其中實驗態度占10%,設計及制作占40%,功能及性能測試占20%,綜合實驗報告或論文占30%。

實驗室開放性項目立項的根據學院的“通知”精神,需要組織驗收,合格的根據學生實際參與時數授予1~2學分。

五、結語

經過幾年的努力,數字電子技術實踐教學形成了體現獨立學院特色的多層次的教學體系。提高了基礎實驗的課堂教學效果,強化周課程設計的要求和管理,為學有余力的同學提供了良好的平臺,使他們有效地提高了運用所學知識解決實際問題的能力,充分調動了學生的學習積極性,教學效果明顯提升。

參考文獻:

[1]陳大欽.電子技術基礎實驗(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2010.

篇(5)

作者簡介:周來秀(1969-),女,湖南益陽人,湖南城市學院通信與電子工程學院,副教授;蔣練軍(1966-),男,湖南安化人,湖南城市學院通信與電子工程學院,教授。(湖南 益陽 413000)

基金項目:本文系2011年湖南城市學院教學改革研究項目的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)30-0132-02

數字電子技術是電類工科的專業基礎課程,對學生后續專業課程的學習有直接的決定性作用,在歷屆電子競賽中也少不了數字電子技術的基礎知識。該課程不僅具有自身的理論知識體系,同時也是一門實踐性很強的課程。[1]

根據湖南城市學院“立足行業,面向基層,強化實踐,突出城市主題,‘產學研用’結合,培養為城市和區域經濟社會發展服務的應用型高級專門人才”的辦學特色,學院壓縮了該課程的理論課時。但考慮到該課程的重要性,有必要探索新的教學方法,使學生能在較少的課時里大幅度提高學習效率。要達到這一目標,最有效的方法是提高學生學習該課程的興趣,變被動學習為主動學習。為此,教學組必須對傳統教學模式進行必要的改革,將數字電子技術課程的理論教學、實驗教學和課程設計統籌安排,在理論教學過程中穿插實驗教學、理論指導實驗,實驗鞏固理論,進而在課程設計階段實現創新性設計。

一、面向“產學研用”,改革理論教學

1.明確知識目標,學習價值清晰

教師在理論授課時主要運用項目教學法[2]和Multisim結合的教學模式,[1]且明確每堂課的知識點中哪些內容在設計實用電路時將要運用,在具體電子系統中又將完成何種功能等,讓學生認識到本課程確實學有所用。譬如計數器是用得最多的一種時序邏輯器件,主要功能有計數、分頻、定時控制、產生節拍脈沖和脈沖序列、數字運算等。在講授計數器內容時,其功能的應用可以舉大家熟悉的產品,如交通燈控制器的綠燈時間、紅燈時間及黃燈時間的控制就用到了計數器的定時控制功能。又如數字鐘的核心器件是計數器,其時、分、秒的累加及轉換就用到了計數器的計數功能;其秒脈沖是石英晶體振蕩器產生的高頻脈沖經計數器分頻后得到的,這里又用到了計數器的分頻功能。

2.激發學生熱情,學習高效可期

為了充分發揮學生的主觀能動性,在教學設計中必須安排一兩次讓學生上臺講授的機會,講授內容應是學生通過自學能夠講好的內容。如加法器內容可安排學生講授,因為加法運算在學計算機基礎時已學過,學生對這部分內容較為熟悉,只是沒有接觸具體電路。在具體操作之前可以先安排自學,然后請學生上講臺把加法器的特點、邏輯功能等講述清楚。嘗試這種方法布置任務后,學生課前課后都在討論自學內容,并且越主動的學生,其學習效果也越好。

另外,安排兩至三次以學生為主導的習題課。先布置幾個具有代表性和綜合性的作業,要求課后完成,課堂上請幾位學生上臺把解題思路告訴大家,這樣能檢驗作業是否真正經過自己的思考完成,也能發現完成過程中的知識缺陷。通過這種方式,學生學習的積極性大大提高了,多數學生希望能上臺講述解題思路。經過自學和習題研討,師生之間、生生之間必然形成積極互動的局面,學生的學習主動性得到極大提高,學習興趣得以充分激發,同時表達等方面的能力也提高了。

二、落實“產學研用”,強化實驗教學

1.針對實際運用,優化實驗內容

針對現有的實踐技能培養側重于理論驗證性實驗問題,在設計數字電子技術課程實驗時采用硬件和軟件結合的實驗模式,對于驗證性實驗選擇在Multisim平臺上完成原理電路及實驗內容的仿真。而對于較復雜的設計性、綜合性實驗,則要求學生利用Multisim設計出原理電路,仿真結果正確后再進行實驗。

2.設計實驗陷井,體會活學活用

在設計實驗項目時,有必要設計一些具有陷井特征的綜合性實驗,即根據設計原理設計出來的電路,在實驗時其功能卻實現不了的實驗。如在學完計數器內容后要求學生用雙時鐘十進制可逆計數器通過反饋清0的方法構造一個四進制加法計數器。因該計數器的清0端CR為高電平有效,且為異步清0,故要構造四進制加法計數,理論上在Q2端用一根導線與CR直接相聯就可以了。實驗時用芯片74LS192的學生實驗成功,而用芯片CC40192的學生實驗失敗。原因是反饋清0信號停留的時間太短,芯片中的觸發器在動作時間上存在微小差別,使得動作慢的還沒來得及清0,CR端上的清0信號就消失了。學生首先懷疑任意進制計數器構造方法的可行性,根本沒聯想到上理論課時提到的異步清0信號為什么要鎖存,經過提示后,利用與非門二次取非來延長清0信號停留時間,最終解決了問題。又如同樣用雙時鐘十進制可逆計數器,通過反饋置數的方法構造一個初態為8的五進制減法計數器。學生設計的電路如圖1所示,從圖中可看出,計數器減到7(0111)時,在置數端會馬上得到一個置數信號0,由于CC40192是異步置數,因此不會顯示7,學生觀察到的實驗現象是輸出一直顯示8。為什么減不下去了呢?筆者要求學生畫出狀態轉換圖,并觀察譯碼狀態3(0011)的特點及8以后的數的特點,發現7(0111)和譯碼狀態0011后兩位相同,而學生在設計電路時只注意了譯碼狀態,通過提示,學生修改后的電路如圖2所示,最后成功實現了初態為8的五進制減法計數器功能。通過計數器這個實驗,學生更加深刻地體會到:在利用所學知識指導實踐時,應根據具體問題具體分析,活學活用,不能生搬硬套。

另外,在數電技術實驗教學中,排除故障是提高學生分析、解決實際問題能力的最有效途徑。[3]在學生實驗過程中,可能會出現這樣或那樣的故障,有些是設備或元器件的問題,有些是人為因素。當學生實驗出現故障時,指導老師應啟發學生思維,讓學生自己發現故障原因并排除故障。

三、貫徹“產學研用”,創新課程設計

經過系統的理論學習和實驗之后,學生的理論水平和動手能力提高了,為進一步培養綜合能力和創新能力打下了基礎。于是,在結課之后再集中兩周時間進行數字電子技術課程設計,以“產學研用”結合的形式完成該課程最后的學習環節。具體流程:第一周在學校完成,主要是確定設計方案和Multisim仿真,要求仿真結果符合設計要求。第二周在產學研實習基地制作實物。課程設計時將學生按20人一組分組,每組指派一個老師全程指導,指導老師為負責組的學生每人提供一個設計項目,每個項目都有設計要求和指標。項目一般來自生產實際和生活,是大家熟悉的產品。學生選題后,可拓展設計內容,也可以選自己更有興趣的題目,但一般必須每人一個題目,或者相同題目有不同實現方法。另外,課程設計期間,要求不同組的學生在不同實驗室上機查資料及仿真,指導老師則跟蹤在相應實驗室。

1.基于Multsim的電路設計過程

學生選題后,老師要引導學生查閱文獻資料,并要求學生在四天之內確定設計方案。在設計過程中遇到問題時可與同學和老師討論。在課程設計過程中,學生由于設計經驗不足,一次性成功概率不高,因而可能經歷反復修改電路的情況。如果按照傳統的電路設計方法,項目原理電路一畫出來就進行實物的制作,可能出現這種情況:做好實物后驗證時卻發現電路有錯,最后只得修改設計,然后又重新制作。這樣不僅容易損壞元器件,浪費資源,還會耽誤許多時間。且課程設計時學生多,會用到很多芯片,讓學生都在實驗室完成電路的設計制作與驗證不現實,因學院一般可做實物的實驗室有限,而能上機的實驗室較多。如果借助Multisim軟件(因EDA課程是下學期開課,此次課程設計不用EDA輔助設計)對設計電路先仿真,發現有錯時可輕而易舉地修改電路,也不需用實物,因而可節約硬件資源,縮短設計時間,提高效率。因此,課程設計過程中,方案初步確定后先用Multisim軟件搭建電路,然后針對每一條設計要求和指標進行仿真,如仿真結果不正確,就在Multisim平臺上修改電路。

2.制作實物及上交材料

設計電路經Multisim仿真無誤后,組織學生去實習基地制作實物。在實習基地主要學習制板、練習焊接以及調試,直到實驗結果正確。實物做好后,緊接著寫課程設計報告,并于第二周星期五時學生上交課程設計材料:實物及課程設計報告。實物驗收時,學生應根據設計任務要求和指標進行實驗。課程設計報告則按照工科論文格式書寫,要求有電路原理框圖、單元電路設計及工作原理介紹、總電路及工作原理介紹、仿真(或實驗)結果與分析、總結及參考文獻等。

四、結論

在數字電子技術課程教學過程中,為找到一種適合培養為城市和區域經濟社會發展服務的應用型高級專門人才的教學方法,以“產學研用”為指導,以提高學生學習興趣、激發學生主動學習的欲望、提高學生工程實踐和創新能力為目標,最終達到提高教學質量和應用水平的目的,對該課程理論、實驗、課程設計等環節進行教學改革,取得了良好的教學效果,并為后續專業課程的學習、畢業論文的撰寫和科研開發奠定了基礎。

參考文獻:

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1培養目標

大連海洋大學信息工程學院通信工程專業是從學校的學科專業結構特點和學科特色出發,合理配置學校的教學資源,在電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術、船舶與海洋工程和航海技術的學科交叉基礎上設立的專業。學校以提升人才培養質量為核心,立足遼寧,面向黃、渤海,輻射全國,為區域經濟建設服務,為國家水產和海洋事業服務,致力于培養德、智、體、美全面發展,知識面寬,基礎扎實,綜合素質高,具有創新精神和實踐能力,敬業、專業、樂業、創業的復合性應用型人才的人才培養戰略。在人才培養過程中注重培養學生的自主性、研究性學習的能力和分析問題、解決問題的能力,結合地方經濟社會發展需要確定本專業的培養目標、任務和要求,加強海洋漁業通信方面的特色教育。在多年辦學經驗的基礎上,經多方調研,結合本校實際,制定并逐步完善了通信工程專業的培養目標:以培養德、智、體、美全面發展,熟練掌握通信技術、通信系統和通信網絡的基本理論、基本知識和基本技能與方法,并具備電子和計算機技術等方面知識,具有較強的工程實踐能力,能夠從事固定通信、移動通信及船舶通信等現代通信系統及設備的研究、設計、開發與應用的,具有海洋、漁業科學背景的人才。

2課程體系的改革和優化

課程體系主要包括課程設置、教學內容及課程結構,是教學思想、教育理念的具體化,也是實現創新能力培養與綜合素質提高的保證。課程設置是否科學,教學內容是否合理,直接影響創新能力的培養與綜合素質的提高。按照我校建設“藍色大學”理念,構建了通信工程專業藍色人才培養方案。培養方案堅持“加強通識教育、拓寬學科基礎、凝練專業方向、提升實踐能力、培養創新精神”的人才培養原則,優化人才培養過程,構建課內、課外一體化的培養模式,依照“淺藍、蔚藍、湛藍、深藍”的藍色課程體系,用藍色課程元素來承載水的精神與海的文化,延伸至涉海涉水教學內容要素。(1)淺藍(通識課程)包括公共基礎課(思想政治理論課、大學外語、大學計算機基礎、高等數學、大學物理、體育等),公共選修課(軍事理論、健康與安全教育、選修課),公共集中實踐環節(軍訓)。通識課程雖然不一定與通信專業有直接聯系,但它是培養具有遠大的理想、高尚的情操、科學的思維、可持續發展的能力和健康的心里的人才,為進一步學習提供方法論的不可缺少的課程。基于學校開展課程建設的“雙百工程”,從公共選修課著手,打造了藍色海洋類、人文與社科類、藝術與體育類、自然科學與技術類共100門校級精品視頻公開課。其中藍色海洋類公共選修課有利于進一步加深學生的海洋知識背景。(2)蔚藍(學科基礎課)包括復變函數、電路理論、信號與系統、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術、數字信號處理、微機原理與應用、電磁場與電磁波、單片機原理與接口技術、通信原理等。學科基礎課是通信工程專業學生必須具有的基本知識結構,為專業課程提供有效的支撐,使學生具備本專業的基礎理論和基本工程應用能力,有獨立獲取知識、提出問題、分析問題和解決問題的能力及開拓創新精神,為學生后續學習專業方向課打下堅實的基礎。(3)湛藍(專業課)包括專業必修課(電子線路仿真、電子線路CAD、移動通信、計算機通信、DSP技術與應用)、專業方向課、專業任選課(C++高級語言程序設計、隨機信號處理、電視原理與技術、現代通信系統仿真技術、計算機網絡安全、嵌入式系統開發技術、數據結構C、擴頻通信、通信工程專業英語)。通過對其他高校相同專業的大量調研,反復論證比較,通信工程專業設立兩個專業方向:通信工程(程控交換技術、船舶通信、光纖通信)、計算機通信(數字通信、多媒體通信技術、計算機網絡技術)。通信專業依托海洋信息技術,在船舶通信、船舶導航、海洋漁業3S技術等方面進行了卓有成效的嘗試,同時,緊隨時代的發展,對部分課程進行壓縮和調整,開設一些學生喜愛的,又能與現實接軌的課程,如擴頻通信、嵌入式系統開發技術等選修課。(4)深藍(專業集中實踐環節)包括模擬電子技術課程設計、數字電子技術課程設計、電子線路仿真課程設計、電子線路CAD上機、高頻電子技術課程設計、現代通信系統仿真技術上機、通信原理課程設計、單片機原理與接口技術課程設計、通信工程專業教學實習、通信工程專業實習、通信工程專業畢業設計(論文)等。專業集中實踐環節對培養通信專業逐步樹立工程觀念、提高解決工程實際問題的能力和創新能力,有著極為重要的作用。

3強化實踐環節,培養提高創新能力

通信工程專業將實踐環節作為培養學生創新精神和實踐能力的主要途徑,制定了科學合理的實踐教學方案,構建了多層次、全程化實踐教學體系,較好地保證了通信工程專業實踐教學的需要。堅持實踐教學與理論教學并重、實踐教育與創新教育結合,對構成實踐教學的各個要素進行整體設計,所有的實踐環節圍繞培養學生實踐動手能力和創新能力而展開,把實踐環節分成實驗教學、課程設計、實習、畢業論文(設計)、科技創新五個模塊,模塊之間銜接緊密、層層推進,為學生從入門到提高再到創新夯實基礎。

3.1實驗教學

實驗教學模塊主要依托遼寧省海洋信息技術重點實驗室、遼寧省實驗教學示范中心,以提高實驗動手能力為主線,以掌握基本實驗技能和方法、融會貫通科學知識、促進創新思維為主要教學目標。加強基礎課、主干課實驗;實驗內容優化配合,避免重復或脫節;增加設計性、綜合性實驗的比重,形成基本實驗、選做實驗、設計性和綜合性實驗組成的立體化實驗結構;對含有實驗的課程,加大實驗教學在整個課程考核中的比例;鼓勵學生自主設計實驗。在2013版培養方案和教學大綱中都有體現。針對不同課程的特點,有選擇地在教學過程中引入仿真實驗環節,以緩解實驗設備和空間的緊張情況,有效擴展實驗空間和時間,節省資金。

3.2課程設計

課程設計著眼點是把理論學習與工程實踐相結合,讓學生初步掌握設計的程序和方法。一般以單門課或課程群為主選擇題目,它是畢業設計的初級階段。課程設計教學中壓縮驗證性課題,增加能夠體現設計型、綜合型和創造性的課題。在課程設計教學設計過程中,鼓勵學生自主選題,自行討論方案,自己組織實施,給予學生自我發揮的余地,充分激發學生的創造性思維,為學生個性的發揮和創造能力的鍛煉創造條件。

3.3實習

以校內外實習基地為平臺,以使學生學會理論聯系實際、建立工程意識和鍛煉實際操作技能為主要教學目的,并且通過接觸社會,增強學生的勞動觀念和社會責任感。目前,通信工程專業校外實習基地2個(人民4810廠,北京尚觀科技有限公司大連分公司),合作的企事業單位有18個(渤海船舶重工有限責任公司等),同時學校也正在積極運作與通信公司合作。到企業參觀實習和請企業技術專家來校講座,通過參觀和專家公開課的形式,使學生對企業文化、船舶通信及導航設備的發展現狀與趨勢和本行業領域的前沿技術等有所了解,有利于學生學習目標的確定和職業素質的提高。

3.4畢業論文

(設計)以學院各類實驗室、校內外實習基地為平臺,學生通過完成畢業論文(設計),在綜合運用專業知識能力、外語和計算機應用能力、信息資料檢索和收集能力、論文撰寫能力和解決實際問題等能力上有較大提高。為切實保障畢業論文(設計)的質量,從以下幾方面進行加強:①精心設計備選題目,組織開題報告。學生選題后,在指導教師指導下,查閱文獻和撰寫文獻綜述,并精心組織好開題報告,以保證畢業論文的先進性、可行性;②加強畢業論文的中期檢查,以保證畢業論文在有限的時間內按質按量完成;③建立畢業論文答辯規范和質量標準,在畢業論文答辯期間開展“畢業論文檢查周”活動,有效提升了畢業論文的質量。④學校出臺了《大連海洋大學本科生學位論文學術規范檢測暫行辦法》,針對畢業的本科生的學位論文進行了學術不端行為的檢測,有效地杜絕了學術不端行為。

3.5科技創新

以各類興趣小組和科技社團、大學生科技創新基地、科研實驗室為平臺,學生通過參加大學生創新創業訓練計劃項目、科學研究等活動,使創新意識和能力得到進一步培養和提高。低年級的學生專業基礎還比較薄弱,鼓勵他們參加興趣小組或者科技社團,以增加學生對創新的認識,提高學生對創新的興趣;高年級的學生參加各種校內外的競賽,使學生在競賽過程中自主學習、自我探索、自我發現。目前,通信工程專業學生在教師有針對性的訓練下,參加了“飛思卡爾杯”全國大學生智能汽車競賽、“大唐杯”全國大學生移動通信技術大賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、全國大學生電子設計大賽等,并取得了優異的成績。

4結語

大連海洋大學通信工程專業作為涉海高校的“非特色”專業,在復合性應用型培養目標的前提下充分利用和挖掘自己的優勢資源,發揮地方特色、行業特色;在加強學生思想道德教育和身心素質培養的同時,主動適應國家和遼寧省沿海經濟帶發展的新需求,抓住實踐能力和創新精神培養的核心,對通信專業的人才培養模式進行調整,使之更好地符合學校的定位與專業培養目標的要求,從而更好地適應社會需要,符合高等教育的發展趨勢,并在實踐中不斷探索與發展。

主要參考文獻

[1]李松松,郭顯久,等.電子信息工程專業人才培養模式的探索與實踐[J].中國電力教育.2011(22):51-52.

[2]劉冬,石煥玉,等.通信工程本科專業應用型人才培養模式研究[J].吉林省教育學院學報,2013,5(29):72-73.

[3]江海,田春艷.機械類應用型本科人才培養模式的探索與實踐[J].裝備制造技術,2010(3):159-160.

篇(7)

作者簡介:吳曉剛(1981-),男,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,副教授;周美蘭(1962-),女,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,教授。(黑龍江 哈爾濱 150080)

基金項目:本文系黑龍江省高等教育教學改革項目(項目編號:JG2201201107)、哈爾濱理工大學高等教育研究重點項目(項目編號:A201200004)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0098-02

隨著汽車產業的發展,電子技術在汽車上的應用已成為汽車設計研究部門考慮汽車結構革新的重要原因。在國外,平均每輛汽車上的電子裝置在整車成本中占20%~25%,一些豪華轎車上裝有40多個微處理器,有的汽車電子產品甚至占整車成本的50%以上。許多汽車制造商都認為,增加汽車電子裝備的數量,促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的有效手段。[1]

在對汽車電子技術的教學研究中,文獻[2]提出優化“汽車電子與控制”配置課程的內容、改革結構體系、改革教學方法和手段、加強實驗建設和課程設計環節等改革思路。文獻[3]分析了“汽車電子控制技術”課程在理論教學和實踐教學方面的問題,提出了靈活多樣的理論教學改革方案和采用項目教學法等加強實踐環節教學的建議。文獻[4]介紹了汽車電子控制技術課程精品實驗項目的設計思想、主要環節及具體實踐。文獻[5]將虛擬儀器LabVIEW軟件應用于汽車電子技術綜合性和設計性虛擬實驗中,并進行了實驗教學的實踐。文獻[6]開發了汽車電子控制系統實驗教學所需要的嵌入式系統,完成了實驗箱硬件及教學實驗所需的支撐軟件,并在此基礎上開展了教學實踐。文獻[7]介紹了在電子信息工程專業開設汽車電子系列特色課程的研究。

在汽車電子中,涉及到電力電子技術的內容通常稱為汽車電力電子技術,并且成為了電力電子技術的重要分支。哈爾濱理工大學(以下簡稱“我校”)電氣工程及其自動化專業下的電力電子方向,在汽車電子研究上已有了十幾年的基礎。在依托汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程研究中心和黑龍江汽車電子技術研究中心科研基地的基礎上,形成了以新能源汽車動力系統控制和汽車電子驅動控制為特色的研究方向,并培養了大量的碩士研究生和博士。因此,為了在本科教學中體現我校電氣工程及其自動化專業的辦學特色,結合在汽車電子方向上的研究成果,在2010年制定的電氣工程及其自動化專業電力電子方向本科生培養方案中,特別增設了“汽車電子技術”專業方向選修課。本文以“汽車電子技術”課程作為研究和實踐對象,通過課程結構優化設置和考核方式改革,結合現場教學和研究性教學的教學方法,實現具有特色的專業選修課教學。

一、“汽車電子技術”課程結構

“汽車電子技術”課程開設在大學四年級上學期,為專業選修課程,2學分,共32學時。其中理論教學22學時,實踐教學10學時。根據電氣工程及其自動化專業的基礎課程和平臺課程設置,結合汽車電子技術的主要特點,“汽車電子技術”課程的理論教學可分為6個模塊,如圖1所示。

在“汽車電子技術”課的理論教學環節中,第一部分,先介紹汽車電子的基本概念,回顧汽車電子技術的發展歷史,通過實例分析介紹汽車電子對汽車安全與節能的影響,結合電氣工程及其自動化專業的相關知識,講述汽車電子與電力電子的關系。

第二部分,介紹汽車電子技術中常用的器件。包括光電、霍爾、電阻等各類傳感器,常用于汽車電子控制系統中的單片機選型及選用依據,汽車電子控制系統中所用的交直流電機、電磁閥等執行器件的工作原理和控制方法。

第三部分,在以上介紹的基礎上,著重介紹汽車變速器電控、ABS系統、動力轉向電控等汽車電子控制系統的設計方法,主要內容包括電控系統開發遵循的標準、硬件電路設計和軟件編程方法,特別強調目前汽車電子控制系統中所用的V流程開發模式。

第四部分,結合新能源汽車的熱點問題,充分發揮電氣工程及其自動化專業知識在電動汽車方面的運用。本門課與目前車輛工程專業所開設的“汽車電子技術”不同之處在于,省去了傳統以發動機作為主導的汽車動力系統控制部分,強化了電驅動系統的匹配與設計部分。該部分內容除了包含對于汽車動力系統設計方法和匹配規律的介紹外,還增加了對于電動汽車動力系統控制的一般方法介紹。

第五部分,介紹汽車電器系統,包括汽車儀表系統、燈光照明系統、電動門鎖系統、電動車窗、電動后視鏡、電動天窗、電動座椅、車載空調系統、車載音響系統、車載電視娛樂系統、車載無線通訊系統、電子導航與全球定位系統、智能交通系統和車載網絡系統等方面的內容。

第六部分是課程的最后部分,介紹汽車電子控制系統中可靠性的評價標準和一般的故障診斷方法。

以上六部分構成了我校電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”理論教學的主要內容。

在“汽車電子技術”課程的實踐教學過程中,主要有實驗和課程設計兩種方式。實驗課作為學生在校內實現理論聯系實際的一種比較有效的手段,學生通過實驗能夠加深對課程理論知識的理解,并能夠培養一定的實踐能力。我校在電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”實驗課的設置上,主要分為5個部分,如圖2所示。

課程設計是提高學生分析問題和解決問題能力的重要手段,它不但可以使學生加深對理論和實驗課程的理解,而且能夠使學生將所學的課程內容與相關課程綜合起來,提高了知識的應用能力。[8]“汽車電子技術”是一門實踐性很強的課程,課程設計主要結合我校電氣工程及其自動化專業平臺課的知識,以電動汽車控制系統作為設計目標,讓學生結合電力電子技術的相關知識進行設計。

二、“汽車電子技術”課程教學方法的改革

對于“汽車電子技術”課程來說,涉及到的汽車電子控制系統單靠語言描述是很難講清楚的,而通過傳統的板書教學方式,也很難清晰勾勒出汽車電子控制系統的原理和工作過程。因此本門課在授課方式上采用多媒體教學的方式,通過多媒體課件制作出的動畫及示意圖等來展示汽車電子控制系統的結構、組成及工作原理,使教學的內容直觀清晰,易于理解。

在“汽車電子技術”課程的教學過程中,除了正常的多媒體課堂教學外,還采用了現場教學結合研究性教學的授課方法。現場教學即依托我校汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程中心的實驗平臺,使學生到工程中心參觀現場演示,并試用工程中心開發的汽車電子產品實驗樣機。這些教學手段可以使學生對汽車電子的功能及開發有更直觀的認識。除此之外,教學內容中以汽車電子產品的項目開發作為主導。例如在“汽車電子控制系統的設計”這部分內容講授時,可自始至終以工程中心開發的汽車變速器控制單元作為對象,從汽車電子產品開發的前期調研、方案論證,到中間環節的樣機開發、功能驗證,再到最后環節的樣機標定、測試等進行全方位的介紹。通過這樣的講授,學生對汽車電子的感性知識加深,在理論學習中的目的就會變得明確,清楚地認識到需要掌握的主要內容。

三、“汽車電子技術”課程考核方式

為了有效地組織教學,突出“汽車電子技術”課程的實踐性,改革了這門課程的考核方式。我校其他專業課程的考核方式大部分是以平時成績占30%,期末卷面成績占70%的比例進行綜合評定。而由于“汽車電子技術”課程面向電氣工程及其自動化專業電力電子方向的本科生,選課人數基本維持在40~60人范圍內,這樣的人數規模便于授課教師進行小范圍內的專業指導,因此在考核方式上提出了平時成績、作業成績、實驗成績、課程設計與專業論文撰寫相結合評定的方式。與其他課程不同之處還在于,其他課程安排的課程設計都是最終給定一個獨立的成績,而作為專業選修課,本門課程的課程設計成績只是最終成績的其中一部分。

目前該門課程的考核采用平時成績占10%,作業成績占10%,實驗成績占10%,課程設計占30%,專業小論文占40%的比例權重進行成績的評定。這樣做的好處是,不但能夠充分發揮本門課理論與實踐緊密結合的特點,并且可以充分激發學生的學習興趣,培養學生的團隊合作精神。

專業小論文作為考核的主要部分,在撰寫過程中,授課老師首先利用2學時的時間對學生進行科技論文撰寫的培訓,而后引導學生充分利用學校圖書館的資源,根據各自分配到的科技論文主題進行文獻的檢索;學生分成了3至4名成員一組,選擇關于汽車電子的主題項目,可建議主題為電動汽車整車控制器的設計、汽車防抱死ABS系統設計、汽車自動變速器控制系統設計等,學生也可以自己提出新的主題。給定主題一段時間以后,學生提交科技論文,并以學術會議的形式在課堂上進行交流,老師和其他同學可以自由根據報告者的內容提問,并提出意見和建議。該部分成績可以當場給出,這樣做的好處是激發學生的積極性,所給定的成績能夠實現主觀與客觀兼顧的效果,令所有同學信服。

四、結論

根據“汽車電子技術”理論與實際緊密結合的特點,結合所開設課程在電氣工程及其自動化專業的實際情況,提出了教學中課程內容優化配置,現場教學結合研究性教學的授課方法;考核上提出了平時、作業、實驗、課程設計與科技論文撰寫相結合的方式。通過這些教學改革,提高學生學習的積極性和主動性,真正能夠在有限的學時內獲得最實用的知識,增強學生的實踐能力。

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[5]仇成群.LabVIEW在汽車電子虛擬實驗教學中的應用[J].儀器儀表用戶,2011,18(6):97-98.

篇(8)

一、引言

在電子技術理論和實驗教學中,經常需要設計出電路,并連接實物進行原理分析和驗證,在電子線路設計過程中,不僅需要考慮各種元器件的參數、性能、功耗、封裝等多種因素,而且在電路的實現過程中還需要經過大量多次的電路焊接、調試和實驗,費時費力,這種傳統的設計方法很難適應現代電子電路設計的規模化、低成本、短周期的設計要求,當然,也不能很好的適應現代化電子技術的教學。隨著EDA(電子設計自動化)技術的發展,電子線路設計過程可以通過計算機軟件,搭建仿真實驗電路,靈活調整元件參數進行動態仿真,進而能顯著提高設計效率,降低成本,縮短設計周期。

Proteus是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件,它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能,還能仿真單片機及器件。可以從原理圖布圖、代碼調試到單片機與電路協同仿真,一鍵切換到PCB設計,真正實現了從概念到產品的完整設計。不僅對科研開發,而且對于電子技術課程教學、學生實驗、課程設計、畢業論文設計、電子技能競賽等都提供便捷的輔助功能,對培養電子技術創新型復合人才提供了最便捷的實驗條件。

二、Proteus在電子技術虛擬實驗教學中的優勢

(一)Proteus軟件的資源豐富

1.Proteus可提供的仿真元器件資源:仿真數字和模擬、交流和直流等數千種元器件,有30多個元件庫。

2.Proteus可提供的仿真儀表資源 :示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調試器、I2C調試器、信號發生器、模式發生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調用。

3.除了現實存在的儀器外,Proteus還提供了一個圖形顯示功能,可以將線路上變化的信號,以圖形的方式實時地顯示出來,其作用與示波器相似,但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數指標,例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結果的影響。

4.Proteus可提供的調試手段 Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數字信號。

(二)Proteus支持電路仿真

1.Proteus不僅可將許多單片機實例功能形象化,也可將許多單片機實例運行過程通過多媒體展示,這在相當程度上替代了傳統的單片機實驗教學的功能。

2.Proteus提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫,提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表,因而也提供了培養學生實踐精神、創造精神的平臺。

(三)Proteus應用領域廣泛

Proteus軟件是一個巨大的教學、仿真、開發資源庫,不僅可以用于:模擬電路與數字電路、單片機、嵌入系統、微控制器系統的教學、實驗與考評,也可以用于真實的項目設計與產品開發過程。

三、Proteus在電子技術虛擬實驗教學中的應用案例分析

(一)Proteus在電路分析課程中應用案例

應用Proteus進行電路分析時,通過如下設置:點擊system――set Animation options――在對話框的Animation options 區域選擇show wire current with Arrows,即可以箭頭的方向表示電流的流向,幫助學生理解。同時,可以將電流表、電壓表、功率表等連接到電路中,對電路參數進行測試,快速得到仿真結果。

(二)Proteus在數字、模擬電子技術課程中應用案例

應用Proteus還可以進行數字、模擬電路的仿真分析,例如用譯碼器74LS138搭建的仿真電路,當控制信號E1接電源,E2、E3接地時,通過單刀雙擲開關選擇ABC三個輸入端子的不同組合,即可在八路輸出端子產生相對應的譯碼輸出,控制相應的發光二極管點亮。將抽象的高低電平用發光二極管和單刀雙擲開關形象的表示出來,從而更好地幫助學生理解數字邏輯器件74LS138的譯碼功能,同時也使枯燥的理論內容變得生動形象。

(三)Proteus在單片機技術課程中應用案例

單片機技術作為電子專業課程,一直以來都是學生們反映較難理解的課程,因為其內容綜合性強、實踐性強、且比較抽象。單片機課程的實踐教學以往多采用驗證性實驗,學生按照實驗指導書,將所需的器件在單片機實驗箱上進行連線,下載程序并調試。但是這種方法必須在實驗室內依托硬件完成,對實驗室的設備數量要求較高,且對于一些綜合性實驗,需要較多的元器件支撐。為了提高實踐教學效率、改善教學效果、降低教學成本,在單片機理論、實踐教學過程中引入Proteus軟件。例如在矩陣按鍵控制實驗中,就只需將元器件從元器件庫中拖放到圖紙上,按照電路圖將元件連接,再將keil編譯好的程序下載到單片機中,按下play鍵即可進行仿真。需要修改電路只需在圖紙上進行,快捷方便。

四、結語

在電子技術課程教學中,利用仿真軟件將理論教學、實驗和課程設計有機結合,提高了電子技術課程的教學效果,開發了學生自主學習的潛在能力,激發了學生的學習興趣和創新意識,開拓了學生的視野,增強了學生綜合運用知識的能力和實際動手能力,為后續高頻電路、單片機等專業課程的學習以及參加電子設計競賽等奠定了夯實的基礎。

參考文獻:

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[2]周潤景,張麗娜.基于proteus的電路及單片機系統設計與仿真[m].北京:北京航空航天大學出版社,2006.

篇(9)

隨著現代科學技術的飛速發展,知識更新越來越快,要求學生的知識面越來越寬,工程實踐能力越來越強,所學的課程門數不斷增加,必然導致各門課程的學時數不斷壓縮。如前所述,電力電子技術已經應用到各個領域,不斷涌現出各種新型電力電子產品及電力電子裝置,電力電子技術課程所包含的內容越來越多,所含的知識越來越豐富,原有的教學方式已不能滿足二本院校電氣工程及其自動化專業應用型本科人才培養目標的要求。“電力電子技術”課程教學改革的目的就是:怎樣在有限的教學時間內,最大程度地提高學生的理論知識水平,拓寬學生的知識面,增強學生分析問題、解決問題的能力,培養學生的科技創新意識,將理論知識與工程實踐相結合,培養出符合現代社會需求的人才。

“電力電子技術”課程教學改革具體內容

根據筆者所在遼寧工業大學電氣工程學院電氣專業的招生與就業、師資力量、學生素質、實驗設施及目前的實際教學情況,對“電力電子技術”課程教學的各個環節進行了適當的修改和調整,更加注重對學生電力電子技術理論知識的掌握和工程實踐能力的培養。

修改人才培養方案

人才培養方案制定得是否合理,關系到本專業的生存和發展。隨著現代科學技術的迅猛發展,電類的各專業的界線越來越模糊,各學科相互交叉、相互滲透,電氣專業傳統的“發電、輸電、用電”知識結構已經不能滿足當今人才培養要求。因此,對人才培養方案和教學計劃要進行適當的修改和調整。由于電氣工程及其自動化專業是一個強電和弱電相結合的寬口徑專業,而電力電子技術是諸多學科相互交集的學科,是由基礎課到專業課過渡的橋梁和紐帶,是強電和弱電的有機結合。因此,在修改和調整人才培養方案和教學計劃時,要體現出電氣專業的“以強電為主、弱電為輔、強弱協調”的主導思想,加大教學力度,要意識到“電力電子技術”課程在電氣工程及其自動化專業教學中重要性和必要性,以拓寬學生的知識面,提高學生的工程實踐能力和創新能力以及擴大學生畢業后的就業面。

教材內容的合理取舍

任課教師要選擇一本合適的電力電子技術課程教材作為主教材,再參考其他的輔助教材,取長補短,主講教師應具有寬闊的知識面及豐富的電力電子工程實踐經驗,注重應用型人才培養目標。教材的內容既有豐富的理論知識,還要注重工程實際的應用,要體現電力電子技術發展的新技術,也要體現出“電力電子技術”課程是基礎課到專業課平穩過渡的橋梁,使教材內容更符合二本院校電氣工程及其自動化專業的人才培養的要求。

主教材中除重點講授交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流四大類基本變流電路及它們的組合之外,還要聯系當今電力電子技術的發展趨勢及應用情況,注重電力電子技術在電力系統及其他工程領域中的應用,注重主電路設計、驅動電路設計、保護電路設計、參數計算及元器件選擇,還應該適當介紹SVC、SVG、高壓直流輸電、開關電源、UPS電源、感應加熱電源、光伏逆變器等裝置的工作原理和實際應用情況,以適應電氣工程及其自動化專業寬口徑就業要求。

課堂教學方式改革

教學過程中應以學生為主,教師為輔,避免一人堂和填鴨式教學方法,針對教學內容和學生的具體情況組織安排教學內容。

由于“電力電子技術”課程的教學內容繁多,課堂教學中需要繪制大量的電路圖和波形圖,以及諸多公式推導及各種參數計算等。由于課程學時少而教學內容又多,僅僅依靠傳統的黑板加粉筆的教學方式顯然是達不到教學效果的,所以多媒體技術逐漸走進了“電力電子技術”的課堂教學,大大地提高了課堂教學效果。這里需要強調的是,多媒體教學的引進并非完全取消黑板加粉筆的課堂教學方式,二者應該相互協調、相輔相成,各有各的長處。對于復雜的電路及波形的繪制和分析,可以充分利用多媒體的音容并茂的特點,使學生更容易理解和掌握電路的基本原理和工作過程,如以flas的方式顯示電力電子器件的開通和關斷過程、過電流和過電壓的產生過程、電路的輸入輸出電壓和電流波形等,使學生感到生動而有趣,使學生的課堂學習不再枯燥無味;而對于簡單電路的分析以及例題習題的講解,還是黑板加粉筆的方式顯得更簡單便捷,更具親和力,加強了教師與學生間的互動和情感交流。

總之,課堂教學十分重要,教師要根據自身的特點、教學內容、學生的素質,充分利用現代化教學手段及互聯網資源,在有限的課堂教學時間內,最大程度地使學生理解和吸收所學的知識。

改革實驗教學環節

為了提高學生的工程實踐能力,對原有的電力電子實驗室設備進行了更新和改造,引進近幾年內較為先進的電力電子實驗設備,對原有的驗內容和實驗計劃進行了修改和調整,盡量減少簡單的驗證性實驗,增大設計性和綜合性實驗的比例,根據專業的特點和理論教學情況組織實驗教學。

我院現有的電力電子綜合實驗室可開出多種實驗,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大電力變換所需的實驗,如整流及有源逆變實驗、交流調壓及交流調功實驗、直流斬波實驗、無源逆變變實驗等。為了培養學生的科技創新意識,還增設了開放性實驗和創新性實驗,加強了教師與學生間的知識交流,也使電力電子課程的實驗教學延伸到課外,對教學時間的不足起了一定程度的彌補作用;同時,在我院的大學生電子挑戰杯大賽中,部分學生的競賽題目與電力電子技術有關,提高了學生的電力電子技能。另外,我院每個學期舉行教師實踐技能大賽,有相當一部分競賽題目與電力電子技術有關,大大提高了教師的電力電子技術實踐能力和實驗教學水平。

將Matlab仿真軟件引進課堂教學和實驗教學

Matlab仿真軟件是各院校普遍開出的課程,將Matlab仿真軟件與電力電子技術課程相結合,在課堂上,利用Matlab仿真軟豐富友好的圖形界面,使學生更直觀地掌握所學的知識,也避免了教師畫電路圖、波形圖的繁瑣及時間的浪費;將Matlab仿真軟件與電力電子技術課程實驗相結合,是原有的實驗操作的有益補充,同時又具備原有實驗裝置不具備的優點,如解決設備費用高、實驗所花時間長、危險性大的缺點。而利用仿真教學工具代替實際元件在計算機上進行仿真,既不擔心元器件損壞,也沒有任何危險,學生完全可以在無人指導的情況下,在任何地點的計算機上自行完成電力電子電路的仿真實驗,在此基礎上再進行適當的真實性實驗,這樣不僅激發了學生的學習興趣,更重要的是提高了學生發現問題、解決問題和實際動手的能力,會收到事半功倍的實訓效果。

課程設計環節的改革

“電力電子技術”課程教學改革后,在課程教學的后期,增加了課程設計環節,由主講教師布置該課程的設計任務,為避免雷同,每人一題,主要以電力電子技術的四大電力變換為核心,結合工程實際,根據給出的技術參數和技術指標,要求學生綜合運用所學的相關知識,設計出總體方案、主電路圖、驅動電路、保護電路等,并進行相關參數計算及元器件選擇。較簡單的題目,要求制作電路板和元器件焊接,并使用實驗室的儀器和工具進行調試;較復雜的題目要求用實驗室的實驗設備驗證或進行matlab仿真,最終以論文的形式完成課程設計,并進行課程設計答辯。課程設計環節的增加,拓寬了學生的知識面,提高了學生獨立分析問題、解決問題的能力,是理論與實踐相結合的有益補充,同時為后期的畢業設計、就業及將來打下基礎。

畢業設計環節的改革

篇(10)

《數字電子技術》是我院應電、通技、電信、微電專業的一門主干專業基礎課,有基礎性、專業性和技術性強的特點,是一門理論和實際緊密結合的課程。由于半導體技術的迅速發展,微型計算機的廣泛應用,數字電子技術在現代科學技術領域中占有越來越重要的地位,數字電路也正朝著大規模、低功耗、高速度、可編程等方向迅速發展,應用也更加廣泛。可以說,數字化已成為當今電子技術的發展潮流。

由于受到傳統教學模式的影響,我院數字電子技術課程一直沿用比較單一的教學方法,采用“理論—實驗—設計” 的教學模式,即將《數字電子技術》、《數字電子技術實驗》和《數字電子技術課程設計》三門課程與之對應,分別為純理論課、純實踐課程和單純的理論設計。在教學過程中,后者作為前者的后續課程,主觀上是為了幫助學生理解理論知識或深化電路基本應用,但由于純理論講解枯燥乏味,學生茫然不知所措,因而缺乏主動學習的動力。在實驗過程中也不能將理論知識融入其中,弄不懂原理,無法解釋實驗現象,因而總是疲于應付,交差了事,根本談不上理論和實踐的結合,效果顯然不好。在后期的課程設計過程中,學生也只是從理論上設計電路,既不做電路仿真也不進行電路制作,雖然學生在一定程度上對電路功能有了進一步的理解,但實際意義并不大。由此可見,這種模式比較注重教學內容的理論性和系統性,缺乏知識和能力的相互融合,使各環節嚴重脫節,從而造成了學生不能學以致用,缺乏處理實際問題和解決問題的能力。

為了更好的解決這個問題,我們教學團隊大膽提出了“教、學、做合一”的教學思路,使學生能夠從實際問題出發,邊學邊練,極大調動了學生的參與積極性,學習效果顯著提高。針對本次教學改革,結合我院實際,具體開展了以下工作。

一、首先,認真挑選教材

為適應高職教育的特點,我們以“必需、夠用”為度,認真選取了一本以項目為單元、以應用為主線,將理論知識融入到每一個實踐項目中去并有著豐富知識和內容的項目教程,力求通過不同的項目和實例來引導學生,將數字電子技術的基礎知識、基本理論融入其中,從而為學生建立一個寬廣、針對性和實用性強的知識平臺。

二、確定項目內容

由于我們采用的是教學做合一的教學模式,教學內容將緊緊圍繞項目進行,因此如何使項目內容具有典型性和可操作性,能不能由簡入繁,真正激發學生的學習興趣就顯得尤為重要。我們經過仔細分析和研討,按層次確定了與教學內容想關的五個項目,主要涉及基本門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、555應用電路等。在最后的電路設計與制作環節中,我們則選取了綜合性較強的“搶答器電路設計”課題,通過電路的仿真、制作、調試和故障排除等,開闊了學生的視野,提高了學生對數字電路的理解和綜合應用能力。  三、認真編寫訓練指導書和報告冊

數字電子技術課程的操作性很強,學生操作訓練非常重要。一方面可以進一步鞏固和加強理論知識,提高解決實際問題的能力,另一方面可以學會使用常用電子測量儀器、學會調試數字電路邏輯功能的方法。由于我院學生的基礎較差,理解能力和動手能力相對較差,為了幫助和指導學生順利完成各個實訓項目,我們編寫了與實踐環節配套的訓練指導書,該書共分五個項目,十二個工作任務,內容包括任務要求、任務目標、訓練器材、內容和步驟、思考題等,能較全面的指導學生完成各個訓練任務。報告冊則是與學生操作練習配套的“作業本”,是用于檢驗學生學習效果、了解學生學習情況的記錄本,我們也針對項目要求和結果進行了詳細編排。

四、教學方法

(一)根據項目單元所承擔的功能,完成項目所應傳授的知識和能力,將教學內容分解到每一項目單元中,并根據具體內容采取不同的教學方法及考核方法。

(二)對各個項目之間相互重復與交叉的知識,應進行優化組合,強調知識間的相互聯系和銜接,注意知識層次的過渡并加以綜合化改造。

(三)理論教學與實踐教學相互滲透,理論知識與實踐技能考核相互結合,采用“講練結合”現場教學和“討論式”課堂交流方式。

(四)實踐性教學始終與理論教學緊密結合,將課堂理論教學與仿真實驗、電路制作相結合,使學生真正能夠在學中做和做中學,達到鍛煉自己、提升能力的目的。

(五)教學效果

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