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關(guān)鍵詞:電子設(shè)計;教學(xué)改革;大學(xué)生創(chuàng)新;考核機制;微課程
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)30-0126-03
Teaching Reform and Exploration of Electronic Design Course
MA Hong-xing, FAN Rong, ZANG Ling, DING Li-ming
(Beifang University of Nationalities,Yinchuan 750021,China)
Abstract:Electronic design course plays an important role in electronic information engineering, information engineering, automation and other professional, as well as the design and completion of electronic innovative projects of university students. Faced with the problems in the teaching process of electronic design, we have carried out reform and exploration in the teaching content, the arrangement of class hours and the examination system. These reforms make the course and the circuit, electronic circuits, digital circuits, SCM and other courses of theoretical teaching, and college students to declare the project and the completion of the project is more closely linked. From the view of the teaching effect, the electronic design courses after rescheduled not only promotes the related courses of study, but also helps the students' practical ability, innovation ability.
Key words: electronic design; teaching reform; college students' innovation; examination system; micro curriculum
1 引言
電子設(shè)計課程是電子信息工程、信息工程、電氣工程及其自動化、自動化、測控等專業(yè)的一門必修專業(yè)課程,通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可對電路、數(shù)字電路、模擬電路等課程的理論深入學(xué)習(xí)和強化,培養(yǎng)出學(xué)生電路設(shè)計中的分析能力和解決問題能力;同時,對諸如單片機、微機原理等其它后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實的實踐基礎(chǔ);另外,也是相關(guān)專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中不可或缺的一門承上啟下的課程,是學(xué)生由理論過渡到實踐,再到創(chuàng)新的課程,可促進大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高;也為相關(guān)專業(yè)的學(xué)生從事電子系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)[1-5]。
2 當(dāng)前電子設(shè)計課程教學(xué)存在問題
目前,電子設(shè)計課程中存在著諸如課程銜接不夠,或者重復(fù)教學(xué),或者滯后于實際需要等諸多問題,歸納起來,主要有下面這些方面。
第一,為了提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力與創(chuàng)新能力,學(xué)院在電路、電子線路、數(shù)字電路的實踐教學(xué)中安排有大量的實驗器材、也投入了很多人力和物力,也曾在數(shù)字電路中做過相關(guān)改革,如在數(shù)字電路實驗課程中加入電子作品制作等,但因諸如經(jīng)費問題、課時問題、學(xué)生不易理解和掌握等問題而未堅持下來;電路與模擬電路的相關(guān)實驗,因其特殊性,只能在實驗室環(huán)境中進行相關(guān)實驗,無法很好地加以拓展。
第二,電子設(shè)計課程在培養(yǎng)方案中是安排在大二第二學(xué)期和大三第一學(xué)期,此時學(xué)生已經(jīng)將電路、電子線路、數(shù)字電路等相關(guān)課程修完,初步具備了電路設(shè)計的基本知識,但是學(xué)生在學(xué)習(xí)這些課程的時候,由于受課時限制等原因,這些課程基本上都屬于理論教學(xué),學(xué)生設(shè)計與仿真電路的環(huán)節(jié)很少,或者幾乎沒有。因此,在電子設(shè)計課程教學(xué)過程中,還要花費較多的學(xué)時做一些基本電路的仿真,但由于這些課程開設(shè)有前有后,在實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生已經(jīng)對自己所學(xué)的電路、電子線路、數(shù)字電路等課程的內(nèi)容有所遺忘,再次講解又會耽擱教學(xué)時間,實際教學(xué)效果不好。
第三,學(xué)校在大二已經(jīng)開展大學(xué)生創(chuàng)新項目申報工作,由于學(xué)生在申報之前接觸的電子基礎(chǔ)知識的欠缺及電子作品制作流程的不了解,學(xué)生比較困惑于創(chuàng)新項目的申報與完成,最終導(dǎo)致學(xué)生所申報的創(chuàng)新項目題目要么比較簡單,要么比較難于實現(xiàn),要么不切實際,嚴(yán)重影響了大學(xué)生創(chuàng)新的積極性,導(dǎo)致創(chuàng)新項目質(zhì)量不高,創(chuàng)新力度不夠,學(xué)校陷入投入經(jīng)費雖然大,產(chǎn)出卻很小的困境。
3 電子設(shè)計課程教學(xué)改革
O置電子設(shè)計課程的目標(biāo)是使學(xué)生在學(xué)習(xí)電路、電子線路、數(shù)字電路的基礎(chǔ)上,掌握電子電路系統(tǒng)的分析與設(shè)計的方法和流程,熟悉現(xiàn)代電路系統(tǒng)設(shè)計過程中常用的輔助工具及其使用方法,培養(yǎng)學(xué)生電子電路系統(tǒng)的設(shè)計能力和創(chuàng)新意識,促進大學(xué)生電子類創(chuàng)新項目的申報、制作和完成,提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此,要根據(jù)電子設(shè)計課程的目標(biāo),在其課時安排、授課內(nèi)容、考核機制、教學(xué)模式等方面進行改革與探索。
3.1 課時安排
目前,電子設(shè)計課程教學(xué)課時為32個課時,涉及的內(nèi)容有兩大塊,第一為電子電路的仿真,包括電路、模擬電路、數(shù)字電路、單片機電路及綜合電路的設(shè)計與仿真;第二為電路板的制作。
但在實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),在做電路、模擬電路、數(shù)字電路時,由于電子設(shè)計課程安排在電路、模擬電路、數(shù)字電路之后,學(xué)生在設(shè)計與仿真電路時,已對原理不甚清楚,特別是綜合電路設(shè)計時,電路設(shè)計原理掌握不到位,電子設(shè)計課程的任課老師還得安排一些課時來使學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)電路方面的基礎(chǔ)知識,嚴(yán)重影響電子設(shè)計課程的教學(xué)任務(wù),達不到學(xué)生在電路設(shè)計方面技能的提高,實際教學(xué)效果不是很好。另外,電子設(shè)計課程最終要鍛煉學(xué)生的電路設(shè)計能力,因而在實際教學(xué)過程中會加入一些綜合電路的設(shè)計,由于課時及經(jīng)費問題,都流于電子設(shè)計軟件中電路的仿真與PCB制作,并有形成實物,也與大學(xué)生創(chuàng)新項目關(guān)系不大。
由此可見,電子設(shè)計課程一方面要達到教學(xué)目的,提高教學(xué)質(zhì)量;另一方面要與大學(xué)生電子創(chuàng)新項目的完成相輔相成。因此,可將電子設(shè)計課程的內(nèi)容分解為多個部分,將每一部分都嵌入到相關(guān)課程中,如表1所示。
這些課時安排也不要絕對,可根據(jù)實際需要來適當(dāng)調(diào)整,但實際教學(xué)中,最終的電子設(shè)計課時不能少于14學(xué)時,否則達不到教學(xué)目的。
3.2教學(xué)內(nèi)容
由于電子設(shè)計課程更加側(cè)重于電路的設(shè)計與仿真,注重實踐,因而實際電路設(shè)計與理論有些出入,可由于電子設(shè)計的基礎(chǔ)內(nèi)容為電路、電子線路、數(shù)字電路,這些課程教學(xué)過程中由于理論授課課時緊張,而實驗又以最基本的實驗為主,不會或者很少加入電路設(shè)計與仿真,致使學(xué)生基本處于電路的理論分析階段,對電路的設(shè)計與仿真理解與掌握不夠,因此在電子課程教學(xué)過程中又要花費大量的課時來對電路、電子線路、數(shù)字電路中的一些基礎(chǔ)電路再次進行仿真,最終影響電子設(shè)計課程的其它內(nèi)容教學(xué)。
授人以魚,不如授人以漁,針對這種情況,在實際教學(xué)中,我們對其內(nèi)容進行下面的修改。
第一,結(jié)合表1中的課時安排,我們對電子設(shè)計課程的相關(guān)內(nèi)容做了相應(yīng)調(diào)整,將基礎(chǔ)電路的設(shè)計與仿真嵌入到相關(guān)課程的理論教學(xué)中,使得學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的教程中,注重實際電路的設(shè)計與仿真,從而將電子設(shè)計課程的基礎(chǔ)電路設(shè)計與仿真溶入到其它課程的理論教學(xué)中,使得學(xué)生理論與實踐學(xué)習(xí)同時進行,并使電路仿真來促進各門課程的理論學(xué)習(xí)是,從而達到實踐與理論相互促進,學(xué)生的電路設(shè)計與仿真不在囿于課時限制,變成一種自主學(xué)習(xí)行為。
第二,根據(jù)第3學(xué)期的大學(xué)生創(chuàng)新項目申報工作,在實際教學(xué)內(nèi)容中加入創(chuàng)新項目申報講座內(nèi)容,重點講解如何進行創(chuàng)新項目的選題,申報,注意事項及電子作品制作流程。通過這樣的講座形式,使得學(xué)生知道在后續(xù)課程中會有相關(guān)課程來引導(dǎo)創(chuàng)新項目的完成工作,不在困惑于創(chuàng)新項目的申報,從而選題更合理,申報更有目的性,創(chuàng)新質(zhì)量更高。
第三,電子設(shè)計課程中,增加綜合電路的設(shè)計與仿真制作。該項內(nèi)容重點圍繞學(xué)生的創(chuàng)新項目,包括電路的設(shè)計、仿真、PCB制作、電子作品實物等。
通過教學(xué)內(nèi)容的改革,使得電子設(shè)計課程教學(xué)不再是因教學(xué)而教學(xué),更注重于實際、并將所學(xué)課程前后連貫起來。通過這樣的教學(xué),使得學(xué)生學(xué)以致用,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3.3考核機制
原有電子設(shè)計課程的考核以課堂考勤及期末課堂考試為主,不注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。考核機制改革后,更注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,過程分值參見表1所示,其各分值又根據(jù)情況細化,如表2所示。
通過考核機制改革,學(xué)生的學(xué)習(xí)成績?nèi)Q于整個課程的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)習(xí)過程,考核方式由最終的考試為主,轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)過程考核,杜絕了一部分學(xué)生臨陣磨刀的作法,在一定程度了更體現(xiàn)出了以人為本的思想,使得考核更為客觀,公平。
4 課程改革效果及不足
通過上述教學(xué)改革,選取兩個行政班進行電子教學(xué)改革實驗,一個班為普通教學(xué)班,一個班為改革班,教學(xué)效果如表3所示。
通過上表,可以看到,普通教學(xué)班在電路、電子線路、數(shù)字電路等課程的教學(xué)過程中,成績平均分要低于改革班,究其原因是,在這些課程的學(xué)習(xí)教程中,由于加入了仿真實驗課時,促進了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,一部分學(xué)生會額外增加學(xué)習(xí)時間,理論與實踐相互促進。更為關(guān)鍵的一點是,在大學(xué)生創(chuàng)新項目的申報工作中,學(xué)生的創(chuàng)新項目題目難度適中,并且都能完成最基本的功能,幾乎沒有撤項的情況出現(xiàn),而在普通班的創(chuàng)新項目完成度不是太好,有部分項目完成不了,需要撤項。
5 結(jié)論
電子設(shè)計課程在電子信息及其相關(guān)專業(yè)中扮演著重要的角色,更在大學(xué)生電子類創(chuàng)新項目的完成中起著重要的作用。面對電子設(shè)計課程實際教學(xué)過程中存在的問題,在教學(xué)內(nèi)容、課時安排及考核機制方面進行了改革與探索,使得電子設(shè)計課程的教學(xué)過程與電路、電子線路、數(shù)字電路、單片機等課程的理論教學(xué)相結(jié)合,并且與大學(xué)生創(chuàng)新項目的申報與完成的聯(lián)系更為緊密,有助于大學(xué)生的實踐能力,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
參考文獻:
[1] 劉穎,侯建軍,黃亮.“電子技術(shù)課程設(shè)計”精品課程建設(shè)與改革實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2008.30(2):3-4.
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[3] 王波,張巖,王美玲,等.電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)改革的探索[J].實驗室研究與探索,2013(10):380-382.
【關(guān)鍵詞】電子設(shè)計大賽 電子信息 教學(xué)
一、引言
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽參賽學(xué)生的人數(shù)從1994年第一屆600余名增加到今年第11屆14200余名。獲全國一等獎的學(xué)生隊從1994年的11個隊,增加到今年的127個隊。人數(shù)翻了24倍,獲獎的隊數(shù)也翻了11余倍。我們學(xué)校參賽的情況也是如此。大賽之所以受到越來越多的學(xué)校重視,吸引越來越多的學(xué)生參加,規(guī)模越來越大,關(guān)鍵在于:大賽開創(chuàng)了一個讓全國大學(xué)生都能參加的“展示電子設(shè)計能力”的巨大舞臺。也為高校提供了一個交流“教學(xué)改革研究與實踐”經(jīng)驗的平臺。因此,大賽促進了高校的教學(xué)改革,調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,讓一批優(yōu)秀人才脫穎而出。
由此可見,學(xué)生參加電子設(shè)計大賽,既要熟練地掌握電子電路的基本理論和方法,還要具有選用新器件的能力。在電子設(shè)計大賽的促進下,課內(nèi)教學(xué)與課外活動應(yīng)進行有機的結(jié)合。我們在這方面做了一些探索性的工作。
二、實驗課教學(xué)模式的改革
我們將低頻、高頻、數(shù)字邏輯電路等實驗課的內(nèi)容進行整合和優(yōu)化,成為“電子線路設(shè)計與測試”課程,面向信息學(xué)院開課。該課程分為三個層次:基礎(chǔ)性實驗-綜合設(shè)計性實驗-設(shè)計研究性實驗”。各個層次的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法是:(1)基礎(chǔ)性實驗:開設(shè)一定數(shù)量的驗證性實驗,包括模擬電路、數(shù)字電路以及高頻電路三門課程的基礎(chǔ)實驗。運用EDA進行仿真、比較實驗與仿真的結(jié)果。(2)綜合設(shè)計性實驗:以集成電路和可編程器件為主,由學(xué)生自行設(shè)計、裝調(diào)電子電路,培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計思維。(3)設(shè)計研究性實驗:打破多門課程界線,進行綜合性、研究性課題設(shè)計,如電子系統(tǒng)的設(shè)計,CPLD/FPGA的數(shù)字應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計,嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,電子系統(tǒng)自動化設(shè)計與仿真。
采用“三開放”的教學(xué)方法,即(1)時間開放:學(xué)生可以通過上網(wǎng)預(yù)約實驗時間和實驗室,實驗儀器1人1組。(2)內(nèi)容開放:學(xué)生完成基本的實驗后,可以擴展實驗內(nèi)容。(3)元器件開放:與實驗相關(guān)的所有元器件發(fā)給學(xué)生,由學(xué)生保管。學(xué)生每做完一個實驗課題,教師收集學(xué)生實驗中的問題,組織同學(xué)課堂討論,還可以在課堂上提問,師生共同討論。理論與實踐相結(jié)合,學(xué)生以自學(xué)為主,實驗為主,教師現(xiàn)場指導(dǎo)的方法進行教學(xué),同時還用多媒體課件給學(xué)生講授20學(xué)時的理論課,介紹電子線路的設(shè)計方案、設(shè)計思路,新器件和EDA技術(shù)的應(yīng)用以及實驗測試方法等問題。
三、實踐到理論再到實踐的教學(xué)方法
1.先理論后實踐的缺點
電子類課程理論較難掌握,相當(dāng)一部分學(xué)生成績較差,分析其原因,課程理論知識比較難只是一方面,最重要的是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,覺得理論知識沒有用處。而參加電子設(shè)計大賽的同學(xué)學(xué)習(xí)卻非常輕松。由于比賽的題目多數(shù)都是和實際應(yīng)用相結(jié)合,甚至要求設(shè)計一種全新的產(chǎn)品,學(xué)生在制作過程中會深刻體會到理論知識在實際應(yīng)用中的作用,實際問題的解決要靠理論知識來支撐。教師無數(shù)次地強調(diào)理論知識的重要性也沒有學(xué)生一次實際經(jīng)歷給他們的印象深刻。
2.實踐到理論再到實踐的作用及效果
低年級的同學(xué)參賽前沒有學(xué)習(xí)電子類課程,相關(guān)的知識也只是中學(xué)階段和課外自學(xué)獲得的,并沒有系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)。因此在實際制作過程中,會遇到很多問題無法解決,使他們帶著問題學(xué)習(xí)理論課程,問題解決后,也已掌握大部分的理論內(nèi)容。因此,在電子課程的教學(xué)中,我們采用實踐到理論再到實踐的教學(xué)方法。具體實施如下:
教師在先實踐后理論的教學(xué)中要起主導(dǎo)作用。主要是調(diào)動學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣。在指導(dǎo)實踐過程中,教師對電路原理只做簡單的講解,告知學(xué)生如何應(yīng)用相關(guān)組件,并強調(diào)在后續(xù)的理論課程學(xué)習(xí)中會學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識。在理論課程教學(xué)中,以學(xué)生制作過的電路等為實例,結(jié)合課程內(nèi)容詳細講解其工作原理,讓學(xué)生懂得電路為什么能實現(xiàn)相應(yīng)的功能。在開始的實踐引導(dǎo)下掌握好理論知識,再將理論知識應(yīng)用到實際中去,是我們的教學(xué)目的。理論后的實踐是學(xué)生自主應(yīng)用理論知識的過程,這時我們給學(xué)生提供的只是場所,由他們自由發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力,目的明確地設(shè)計和制作小產(chǎn)品。
3.與項目教學(xué)法相結(jié)合
我們在先實踐后理論的教學(xué)中緊密聯(lián)系項目教學(xué)方法,以實現(xiàn)一定功能的機器人設(shè)計和組裝作為主要項目,結(jié)合電源設(shè)計、功放設(shè)計和收音機組裝等純電子線路設(shè)計,對學(xué)生進行基本的電子實踐訓(xùn)練。教師全程參與到教學(xué)過程中去,從純粹的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)過程的組織者和指導(dǎo)者。
在初始階段,教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)由教師或師生共同確定教學(xué)項目。教師要幫助學(xué)生完成信息的收集、計劃的制定與論證。由于我們是機電專業(yè),強調(diào)機械電子相結(jié)合,我們給學(xué)生推薦的項目是機器人設(shè)計和組裝,機器人是典型的機械電子產(chǎn)品,既有機械設(shè)計部分,又有電子控制部分,能讓學(xué)生對機械電子結(jié)合有很深的感性認(rèn)識,能夠很好地滿足教學(xué)要求。
設(shè)計制作過程中,教師對學(xué)生遇到的問題進行引導(dǎo)解決,對于部分自主學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生,可以鼓勵他們自主學(xué)習(xí),自行解決問題。解決一個問題學(xué)習(xí)到的知識遠比純粹的理論講授印象深得多。
設(shè)計制作結(jié)束后的評價,以制作結(jié)果的性能可靠性作為主要的評價依據(jù),還參考制作過程中對遇到問題的主動解決能力。這種實踐主要以激發(fā)學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)主動性為目的,因此并不作為成績記錄,讓學(xué)生無須擔(dān)心最后的成績,可以盡情發(fā)揮自己的想象力,在教師總的要求下,做出有自己特色的產(chǎn)品來。
四、結(jié)語
在實際教學(xué)中采用實踐到理論再到實踐的方法,極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,開拓了學(xué)生視野,激發(fā)了學(xué)生的思維,使得理論教學(xué)變得比較容易,學(xué)生的成績有了顯著的提高。但是我們的教學(xué)目的不是僅僅為了掌握理論知識,先實踐后理論是為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率,教學(xué)的最終目的還是為了實踐,因為學(xué)生工作后面對的就是對知識的實際應(yīng)用。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù) 模塊化 實驗教學(xué)
中圖分類號: G642 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:1672-1578(2013)11-0047-04
1 引言
在市場競爭和教育競爭日益激烈的今天,如何求得合理的自身定位和發(fā)展空間是擺在各大高校面前的一大難題,正是在這樣的形勢和背景下,合肥學(xué)院(以下簡稱我院)提出了“地方型、應(yīng)用型、國際化”的辦學(xué)思路,并在全院各系部圍繞如何更好的培養(yǎng)應(yīng)用型人才為核心和主線開展了系列教學(xué)改革,模塊化課程改革便是其中的一項重要舉措。
眾所周知,課程的好壞和貫徹實施的程度直接關(guān)系到人才培養(yǎng)質(zhì)量的高低?;谶@一大的前提和背景,合肥學(xué)院電子信息與工程系(以下簡稱我系)現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)課程模塊應(yīng)運而生,經(jīng)過近幾年的探索與實踐,現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)課程模塊已經(jīng)形成了相對完善的體系,在近幾年的教學(xué)實踐中取得了良好的預(yù)期效果,但與此同時,與之相配套的實驗教學(xué)尚未同步跟上,依然存有較大的有待完善的空間。現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)課程模塊的實驗教學(xué)指的是將傳統(tǒng)數(shù)字電路、在系統(tǒng)編程技術(shù)、SOPC實踐這三門課程的內(nèi)容按照“即學(xué)即用”、“活學(xué)活用”的原則進行重新編排,注重及時給予學(xué)生驗證、操作和強化所學(xué)習(xí)理論知識的時機和實驗操作機會,從而實現(xiàn)從“知識輸入”為導(dǎo)向走向 “能力輸出”為導(dǎo)向,面向社會和市場培養(yǎng)實踐能力和動手能力強的應(yīng)用型電子信息人才。
2 現(xiàn)代電子設(shè)計術(shù)技實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)這一門課程,無論從外延和內(nèi)涵上都很豐富。首先,從內(nèi)涵來講,模擬電路、數(shù)字邏輯電路,硬件描述語言,微機原理,單片機原理與應(yīng)用,DSP原理等課程都屬于現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的范疇;第二,從外延的角度來講,現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)應(yīng)用的范圍極為廣泛,DSP技術(shù),嵌入式系統(tǒng),傳感與控制,PCB設(shè)計,電源技術(shù)等在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、軍事等方面都有用武之地。如何在短時間內(nèi)讓學(xué)生對這一領(lǐng)域有比較精準(zhǔn)到位的理解和認(rèn)知,就相當(dāng)不容易的事情。此外,身處信息社會,知識的更新速度越來越快,電子行業(yè)更是如此,知識和技術(shù)的不斷創(chuàng)新與教學(xué)內(nèi)容的相對滯后是各高校工科專業(yè)所共同面臨的問題。總體而言,從各高校實踐的情況來看,現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)課程實驗主要呈現(xiàn)出以下局面[1-12]。
2.1教材改革滯后
大部分高校依然沿用以前的老教材,這樣一來,就可能存在這樣的問題:教材缺乏更新顯然就不能及時更新,缺少最新鮮的一線現(xiàn)代電子技術(shù)信息;從教材本身來講,偏重于理論基礎(chǔ)部分,實踐部分得不到應(yīng)有的重視;教材的趣味性和可操作性不夠,缺乏針對性,對學(xué)生的吸引力不夠;部分教材雖然加入了新內(nèi)容和新元素,但是介紹得不夠詳細,往往一帶而過;就選題而言,其范圍往往有所側(cè)重而失之全面,體系繁瑣而邏輯性不夠。目前我國所選用的電子設(shè)計應(yīng)用設(shè)計所采用的教材以傳統(tǒng)教材偏多,無論從內(nèi)容的新穎性而言還是從教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性而言,都跟不上現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的發(fā)展的節(jié)奏。
2.2硬件設(shè)備不配套
對于實驗教學(xué)而言,先進的教學(xué)設(shè)備必不可少。對于相當(dāng)部分高校而言,由于實驗設(shè)備使用周期長,電子設(shè)備更新速度快,在硬件設(shè)備的配套方面,難以做到滿足實際的客觀需求。對于現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)課程而言,基礎(chǔ)知識的理解和掌握和內(nèi)化需要建立在學(xué)生實際參與,動手實驗的基礎(chǔ)之上,迫切需要為學(xué)生提供豐富的、及時的、開放的實驗室硬件支持體系。
此外,各高校紛紛采用擴招來應(yīng)對高等教育大眾化時代的
到來,學(xué)生數(shù)量的激增卻并未能伴隨實驗設(shè)備購置和更新的同步增加,遠不能滿足現(xiàn)實實驗教學(xué)的需求。
2.3教師的教學(xué)水平整體不高
師資隊伍建設(shè)直接關(guān)系到人才培養(yǎng)質(zhì)量的高低,電子信息專業(yè)作為一門工科專業(yè),要求所任教的教師擁有豐富、精湛的理論知識,同時,同時對其實驗、實踐操作要求亦很高,需要教師能夠雙肩挑。但是,從目前的現(xiàn)狀來看,教師隊伍的現(xiàn)狀還不盡如意,主要表現(xiàn)在:年齡層次結(jié)構(gòu)不合理,一般而言,年齡結(jié)構(gòu)過老化,要么年齡結(jié)構(gòu)年輕化都不利于人才培養(yǎng)。對于剛從相關(guān)院校畢業(yè)的年輕教師而言,從業(yè)經(jīng)驗和專業(yè)實踐經(jīng)驗上的缺乏,造成他們不易發(fā)揮年輕人敢于嘗試敢于創(chuàng)新的優(yōu)勢,而走向“傳統(tǒng)依賴”路徑,習(xí)慣性地依從傳統(tǒng)的教學(xué)模式,過于依賴書本知識,實踐、實驗教學(xué)指導(dǎo)力不夠;同樣的道理,年齡結(jié)構(gòu)中青年成分不夠,對于人才培養(yǎng)也是不利的。
2.4教學(xué)手段和方法滯后
對于現(xiàn)代電子設(shè)計課程這一門課程而言,如果單純地依托傳統(tǒng)的授課方式,恐怕是難以有效地完成教學(xué)任務(wù)的。這里不是否認(rèn)傳統(tǒng)授課方式的作用和價值,而是因為,現(xiàn)在電子設(shè)計技術(shù)這一課程本身的特殊性決定了必須依托多媒體等現(xiàn)代化這樣的媒介,具體而言表現(xiàn)在:第一,現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)本身就是信息革命的產(chǎn)物,體現(xiàn)了信息化社會的最新成果,具有先進性、前瞻性和復(fù)雜性;第二,現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的知識具有豐富性、生動性和復(fù)雜性的特點,雖然部分知識依托傳統(tǒng)的教授和講課方式是可行的,但是總體如若不能很好地利用現(xiàn)代化信息手段的作用的話,是不利于學(xué)生的理解和接受的。然而,現(xiàn)實的情況是,很多高校在教學(xué)過程中仍以傳統(tǒng)的板書設(shè)計為主要內(nèi)容,若教材和教法不能同步跟進,想要有良好的教學(xué)效果幾乎可能性不大,這些和培養(yǎng)適合市場需求的一線人才是相背離的。
2.5實驗教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱
對于工科專業(yè),對一些知識點的理解和把握需要建立在親自實驗、反復(fù)驗證的基礎(chǔ)之上;而對于一些有創(chuàng)意,想要拔高的學(xué)生,若脫離了實驗教學(xué)這一環(huán)節(jié),單憑大腦和想象幾乎是無法獲取想要的知識信息,取得原本可以的進步的,尤其是電子設(shè)計技術(shù)這樣的課程,若脫離實驗教學(xué),無異于無源之水無本之木。然而,現(xiàn)實的情況是,在相當(dāng)一部分高校,實驗教學(xué)環(huán)節(jié)未能得到應(yīng)有的重視,具體體現(xiàn)在:與理論課課時相比,實驗課課時偏低;實驗課內(nèi)容陳舊,多為驗證性實驗;實驗教師師資薄弱;學(xué)校重視程度不夠,經(jīng)費投入偏低,導(dǎo)致儀器設(shè)備陳舊,不能適應(yīng)行業(yè)發(fā)展。
3 現(xiàn)代電子設(shè)計技實驗教學(xué)存在的問題
3.1實驗設(shè)備陳舊,利用率低
首先體現(xiàn)在在實驗室設(shè)備陳舊。一方面,信息社會科學(xué)技術(shù)知識本身的更新速度越來越快,電子行業(yè)儀器設(shè)備更新?lián)Q代的速度在加快,高校如何跟上節(jié)奏為學(xué)生提供合適的最新的實驗室儀器設(shè)備本身就是一個考驗;與此同時,很多地方高校,由于種種原因其所使用的設(shè)備還是幾年前甚至是十幾年前的東西。
再就是由于師資匱乏、實驗室管理理念和技術(shù)不能同步跟上等方方面的原因,導(dǎo)致已有的設(shè)備并不能發(fā)揮最大的功效。一個典型的例子就是各個學(xué)生在實驗過程當(dāng)中的各項具體情況不能得到得到及時有效的識別和跟蹤,學(xué)生是不是掌握了正確的試驗方法,有沒有掌握正確的操作步驟,操作是否規(guī)范等等都變得無法識別。這樣一來,最有技術(shù)含量的實踐考核成了學(xué)生最容易通過或那份的項目。
3.2教材內(nèi)容面向基礎(chǔ),與社會發(fā)展相脫節(jié)
除去教材本身的局限性不講,從現(xiàn)行各高校使用的現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)教材而言,普遍存在以下問題:第一,題材范圍求全,求廣,百科全書的傾向嚴(yán)重,但缺乏針對性,深度不夠,也就是當(dāng)教師和學(xué)生對某一個內(nèi)容和知識點需要的時候,我們的教材不能提供所需要的支持;第二,重基礎(chǔ),輕應(yīng)用,往往對電子信息這一專業(yè)的基礎(chǔ)知識有濃墨重彩的講解,但是對具體知識點在現(xiàn)實中有什么應(yīng)用缺乏必要的延伸;第三,各章節(jié)內(nèi)容分立,連貫性和一致性不夠,教材內(nèi)容多為現(xiàn)代電子技術(shù)這一領(lǐng)域基礎(chǔ)知識分章節(jié)的匯聚,這種知識組合未必符合所指教的教師和學(xué)生的認(rèn)知和邏輯,如果缺乏指導(dǎo)教師深入地指導(dǎo)的話,學(xué)生往往學(xué)到的是一些零散的,隨機的知識,而不是整體的有機的統(tǒng)一的知識。
3.3理論教學(xué)與實驗教學(xué)相脫節(jié)
首先表現(xiàn)在理論教學(xué)與實驗教學(xué)銜接不緊密。電子信息工程作為工科專業(yè),學(xué)生必須在實際操作,實際動手,必須在實驗教學(xué)的過程中,所習(xí)得的理論知識才可能為學(xué)生所掌握;再好的理論教學(xué)如果沒有實驗教學(xué)的支撐,也會因此而大打折扣。第二,從實驗類型來說,驗證性實驗居多,而綜合性實驗居少、創(chuàng)新性實驗少或幾乎沒有。再者,從學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的角度而言,畢業(yè)論文設(shè)計是主體,然后才是學(xué)生的設(shè)計制作。以上種種,導(dǎo)致的一個基本問題就是理論教學(xué)與實驗教學(xué)兩者的分離,而不是統(tǒng)一,不利于學(xué)生的動手能力、應(yīng)用能力等的培養(yǎng)。
3.4實驗類型單一,與高速社會發(fā)展的現(xiàn)實相脫節(jié)
實驗教學(xué)得不到足夠重視的必然結(jié)果就是會導(dǎo)致實驗類型單一,即多為驗證性實驗。所謂驗證性實驗,是在對書本知識有一定了解的基礎(chǔ)上,提出一種假說,驗證假說的正確性,往往有一套較完整和程序化的步驟和方法,因而,它更加強調(diào)實驗的結(jié)果,而不是實驗過程。換言之,是一種“按方抓藥”、高度固化的實驗?zāi)J?,這對于學(xué)生的積極性和興趣顯然是不利的,因而,要論及真正提高學(xué)生的主動性,積極性,提高學(xué)生的動手能力,顯然是不夠的。
3.5實驗環(huán)節(jié)成擺設(shè),實驗教學(xué)地位得不到應(yīng)有的體現(xiàn)
作為工科專業(yè),現(xiàn)代電子信息技術(shù)知識的習(xí)得和理解必須依賴足夠的、及時的實驗實踐聯(lián)系機會,然后現(xiàn)實的情況是,在相當(dāng)部分高校,實驗實踐教學(xué)雖然也有開設(shè)課程,但是總體處于依附狀態(tài),形同擺設(shè),其教學(xué)地位得不到應(yīng)有的體現(xiàn)。比如總體實驗實訓(xùn)課時不足總課時的一半;實踐教學(xué)的教學(xué)考核往往伴隨相關(guān)課程的考核進行,具有較大的隨意性等等。
3.6實驗教學(xué)師資薄弱
高質(zhì)量的實驗實踐教學(xué)需要一支同樣高質(zhì)量的實驗教學(xué)師資隊伍,方如此,才能保證實驗實踐教學(xué)落到實處,進而也就無法保證學(xué)生能夠保證學(xué)生習(xí)得基礎(chǔ)的電子信息技術(shù)知識,基礎(chǔ)不牢,學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力也就成為空中樓閣,紙上談兵了。一方面,在部分院校,實踐教學(xué)被編排在電子相關(guān)課程的實驗中,課時嚴(yán)重不足;另一方面,師資力量的匱乏是其硬傷,在實驗過程中,一名教師需要同時指導(dǎo)幾十名學(xué)生,除去教師講解、示范的時間,剩余的時間學(xué)生才能用于模仿,求證,其實驗效果讓人質(zhì)疑。再者,由于實驗實踐場地的限制,加上實驗室管理未能同步跟上等多因素,師資不足會導(dǎo)致教師不能及時、充分識別、監(jiān)督并及時糾正學(xué)生在實驗操作過程中的種種問題。如此一來,實驗實踐考核成為學(xué)生最容易通過的項目也就不足為怪了。
4 新思路
如何進一步推進我院實驗室信息化建設(shè)和實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新,促進創(chuàng)新人才成長,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,并最終形成優(yōu)質(zhì)資源融合、教學(xué)科研協(xié)同、學(xué)校企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的實驗教學(xué)新模式,我系在現(xiàn)代電子設(shè)計課程模塊的實驗教學(xué)中進行了以下嘗試:
4.1“少臺套、大循環(huán)”
前面我們講到,對于電子設(shè)計技術(shù)這樣的工科專業(yè),面臨著雙重困境:電子設(shè)計知識和設(shè)備的更新速度越來越快;學(xué)院對于實驗設(shè)備的投入資金總是有限的,不可能完全跟進電子設(shè)備的更新速度。這樣一來,如何最大化地使用已購設(shè)備,同時將資金花在“刀刃”上,及時為師生引進先進設(shè)備就成為擺在我院決策和管理層面前的一大難題和挑戰(zhàn)了。基于這一問題,我院在各系部上下進行了廣泛而深入的交流和探討,最終提出“少臺套、大循環(huán)”的基本理念,一方面,充分發(fā)揮儀器、設(shè)備的利用率,另一方面,通過加強管理,逐步建立起“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重應(yīng)用、多方向”的實驗管理體系,整合并優(yōu)化現(xiàn)代電子設(shè)計課程模塊的實驗資源,倡導(dǎo)學(xué)生親自動手,學(xué)以致用的能力,致力于培養(yǎng)應(yīng)用型人才。
與先進硬件設(shè)備的引進和先進管理理念相配套的是,我系注重采用豐富多樣的教學(xué)手段以提高實驗教學(xué)的效果,如充分利用計算機網(wǎng)絡(luò)和多媒體的優(yōu)勢,借助仿真軟件,為學(xué)生購置機器人等模型,為學(xué)生提供全方位立體的實驗教學(xué)刺激和環(huán)境,讓學(xué)生在耳濡目染中不知不覺樂于動手、勤于動手,養(yǎng)成基本的實驗素養(yǎng),這點可在我系歷屆電子競賽中學(xué)生的優(yōu)異表現(xiàn)中窺見一斑。
4.2教材內(nèi)容與社會發(fā)展高度掛鉤
模塊化課程改革的一個基本特點就是打破原來學(xué)科間的界限,依據(jù)一定的目的和標(biāo)準(zhǔn),對若干學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容進行整合、重組、優(yōu)化,形成具有可操作性的模塊。具體而言,我系積極響應(yīng)學(xué)院全面開展模塊化課程改革的理念和號召,積極開展“電氣信息類”專業(yè)電子設(shè)計技術(shù)模塊建設(shè),具體而言,就是將傳統(tǒng)的數(shù)字電路、在系統(tǒng)編程技術(shù)、SOPC實踐課程三門課程進行重新整合,打破了過去學(xué)科間固有的界限,按照市場對電子技術(shù)人才需求和知識本身的邏輯體系進行重新編排,重新組合,按照“即學(xué)即用”、“活學(xué)活用”的原則對各子模塊進行最優(yōu)化組合,將應(yīng)用型辦學(xué)理念深入滲透到各個教學(xué)環(huán)節(jié),內(nèi)化到師生的教學(xué)過程當(dāng)中,以致力于培養(yǎng)符合市場需求的電子類應(yīng)用型人才。從日前的改革成效來看,我系所進行的這一現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)模塊成果是喜人的。
如果說模塊化課程改革是為學(xué)生精心準(zhǔn)備的“主食”和“大餐”的話,那么組織學(xué)生開展相關(guān)競賽無疑就是一道道美味可口的“點心”和“佳肴”了。自2007年以來,我系組織學(xué)生開展了各種類型和層次的競賽,取得了豐碩的成果,學(xué)生多次獲得國家級、省級大獎。這樣大張旗鼓大力組織師生投身競賽活動的初衷就在于為學(xué)生提供新的契機和視野,競賽能夠很好地為教材內(nèi)容補充新鮮血液,及時為師生呈現(xiàn)電子設(shè)計技術(shù)的最新信息,增強和提高學(xué)生的動手能力,這些和我院“地方型、應(yīng)用型、國際化”的辦學(xué)定位是相符合的。
4.3理論教學(xué)與實驗教學(xué)緊密聯(lián)系,各有側(cè)重
對于工科專業(yè)而言,如何正確處理好理論教學(xué)與實驗教學(xué)的關(guān)系是一道值得認(rèn)真對待的課題。傳統(tǒng)教學(xué)中過于重視基礎(chǔ)教學(xué),忽視或者不重視實驗教學(xué)的做法肯定是不對的,但是,我們也不能走入非此即彼的另一個誤區(qū),即重視實驗教學(xué),忽視理論教學(xué)的重要性。我們以為,理論教學(xué)和實驗教學(xué)都是現(xiàn)代電子設(shè)計模塊的兩個非常重要的組成部分,學(xué)生需要具備扎實的電子設(shè)計基礎(chǔ)知識,在這個基礎(chǔ)上,學(xué)生的實驗教學(xué)會進行的比較順利,同時因為學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握得系統(tǒng)、扎實,那么,在實驗教學(xué)的過程當(dāng)中,當(dāng)學(xué)生頭腦中更好的創(chuàng)意的時候,才有可能付諸實踐并進而激發(fā)更多的靈感和創(chuàng)意。
在我系電子設(shè)計模塊化教學(xué)的過程,采用的正是基于理論教學(xué)與實驗教學(xué)并重,兩者互為基礎(chǔ)這樣一種理念,比如電子設(shè)計技術(shù)模塊理論和實驗采用的便是靈活穿插的這樣一種方式,當(dāng)理論知識要驗證、強化、延伸的時候,實驗教學(xué)及時地跟上,什么時候需要上理論,什么時候需要上實驗,能夠?qū)崿F(xiàn)比較靈活的切換,學(xué)生在書本上學(xué)到的知識能夠得到及時的動手操作和強化,往往學(xué)習(xí)效果也最佳。
4.4實驗體系豐富,層次多樣
解決了理論教學(xué)與實驗教學(xué)的關(guān)系,接下來面臨的問題就是如何建立多層次、豐富的實驗教學(xué)體系了。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)是理論教學(xué)的輔助,依附于理論教學(xué),數(shù)量上驗證性實驗居多,類型上比較單一,加上實驗室管理未必到位,導(dǎo)致學(xué)生參與實驗教學(xué)的積極性有限,實驗教學(xué)的功效不能得到有效發(fā)揮。鑒于此,在現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)模塊在設(shè)計實驗教學(xué)中,充分發(fā)揮了“即學(xué)即用”的原則,為學(xué)生提供豐富多樣的實驗體系,滿足不同口味和需求的學(xué)生的需要。我系在“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重應(yīng)用、多方向”的指導(dǎo)思想下,積極建立相對獨立的實驗教學(xué)體系,有計劃有步驟地調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容,逐步減少驗證性實驗的比例,增加綜合設(shè)計型實驗和創(chuàng)新型實驗的比例,建立起集驗證性實驗、綜合型實驗和創(chuàng)新型實驗于一體的綜合性實驗教學(xué)體系。在實驗教學(xué)過程中,通過創(chuàng)設(shè)寬松的氛圍,引導(dǎo)學(xué)生積極探索,鼓勵學(xué)生大膽設(shè)想并實踐自己的猜測和設(shè)想,從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí),主動探究,分析問題和解決問題的能力,為將來的職業(yè)生涯奠定良好的基礎(chǔ),比如在綜合設(shè)計型實驗中,我們鼓勵學(xué)生根據(jù)個人興趣和偏好自主選題,在為學(xué)生提供的實驗指導(dǎo)書中,只為學(xué)生提供一些基本的資料題,留白部分就需要學(xué)生獨立完成了,這就需要學(xué)生自己依據(jù)所學(xué)知識,多方查閱相關(guān)資料,最后再提交可行的實驗方案交與老師進行探討和完善。無疑,在學(xué)生選擇可行的實驗方案,制定詳細的實驗步驟,完成實驗計劃的過程中,學(xué)生的動手能力,自主意識和創(chuàng)新能力都得到了全面的提升。
4.5讓實驗教學(xué)地位得到充分體現(xiàn)
對于應(yīng)用型高校,要培養(yǎng)面向市場面向社會的電子技術(shù)人才,這就意味這,相對研究型高校而言,需要更加重視實驗和實踐教學(xué),唯有如此,才能促進學(xué)生動手能力,實踐能力等綜合素養(yǎng)的提升,為社會培養(yǎng)應(yīng)用型電子技術(shù)人才。以我系電子設(shè)計技術(shù)課程模塊實驗教學(xué)為例,我系在領(lǐng)導(dǎo)班子的部署下,采取了一系列積極的舉措,如自2007年下半年,成立專門的實驗技術(shù)教研室:實驗室成員主要由中青年博士和碩士擔(dān)任,由他們來承擔(dān)系里的絕大部分實驗教學(xué)和其它實踐教學(xué)的工作,確保實踐教學(xué)的教師班子基礎(chǔ)扎實;又如積極鼓勵并組織中青年教師(特別是實驗教師)擔(dān)任學(xué)生的第二課堂指導(dǎo)教師,這一方面能有效提高我系學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、培養(yǎng)學(xué)生動手能力等綜合素養(yǎng),另一方面也能積極調(diào)動一線教職工的積極性,為他們走在電子信息技術(shù)的最前沿,立足課堂教學(xué)實踐,不斷總結(jié)反思搭建了一個嶄新的平臺,八年來,我系取得了豐碩的成果,搭建了從教學(xué)理念、教師團隊、活動內(nèi)容、組織形式、管理模式到年度考核等方面一體化的第二課堂實踐平臺。
4.6加強應(yīng)用型師資隊伍建設(shè)
建設(shè)一支高素質(zhì)的實驗室?guī)熧Y隊伍對于實驗教學(xué)而言,具有舉足輕重的作用,所有物的因素,包括先進的理念,方式方法等要起作用,都必須依托教師這一能動要素才能起作用,這是因為:再好的理念,若不能被教師所理解,領(lǐng)會并實踐到起教學(xué)科研的過程當(dāng)中去,也會是海市蜃樓,不能成為現(xiàn)實的美景;再好的設(shè)備,若沒有得到合理的組織和管理,也會喪失起先進的理由和價值,不能物盡其用;再好的模塊化教學(xué),內(nèi)容設(shè)置得再合理再精巧,若沒有好的教師團體去實現(xiàn)它,也會泯然于眾不能凸顯其實際的價值。
鑒于此,我系在充分挖掘人的要素方面做出了新的探索。首先,積極組織青年教師參加合肥學(xué)院青年教師大獎賽,切實提高一線青年教師的教學(xué)水平和實踐操作素養(yǎng),具體到實踐教學(xué)這一塊時,我系在教學(xué)環(huán)節(jié)、實驗步驟、操作規(guī)范、操作流程等方面都作了較詳盡的規(guī)范和指導(dǎo)。第二,組織青年教師單人第二課堂指導(dǎo)教師,去企業(yè)掛職鍛煉。一般而言,系統(tǒng)化的學(xué)科知識總是滯后于生產(chǎn)一線的,這在瞬息萬變的信息化社會更是如此,因
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而,為加強我系實驗教師培養(yǎng),豐富他們的社會實踐經(jīng)驗,切實提高他們的業(yè)務(wù)能力和教學(xué)水平,及時更新觀念和知識體系,提升我系“雙師型”教師的綜合素質(zhì),組織青年教師去企業(yè)掛職鍛煉,使其熟悉企業(yè)的基本情況和對電子行業(yè)知識的需求。第三,以電子信息與電氣工程系這一團體組織為依托,積極鼓勵中青年教師,特別是實驗教師開展與企業(yè)的橫向合作課題。這一舉措對于更好地激發(fā)青年教師了解企業(yè)發(fā)展最新動態(tài)的熱情,挖掘青年教師參與橫向課題研究的潛力,提高我系教職工科研水平、理論教學(xué)和實踐教學(xué)水平發(fā)揮了不可估量的作用和影響,充分體現(xiàn)了學(xué)院“地方型、應(yīng)用型、國際化”的辦學(xué)定位。
5 結(jié)語
總而言之,我系緊跟學(xué)院模塊化教學(xué)改革的步伐,圍繞現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)課程模塊的實驗室建設(shè)和教學(xué)改革教學(xué)進行的系列改革成效顯著,為我系培養(yǎng)應(yīng)用型電子信息人才提供了新思路,這對于其他高校的實驗教學(xué)改革具有積極意義。
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當(dāng)前社會電子自動化技術(shù)應(yīng)用日趨廣泛,該學(xué)科也成為高職教育的關(guān)鍵學(xué)科,對促進高職教育的發(fā)展具有積極意義。教學(xué)方案的設(shè)計是電子自動化課堂教學(xué)的重中之重,在教學(xué)過程中采通過具體的項目設(shè)計,引導(dǎo)學(xué)生從每一個項目入手,學(xué)習(xí)理論知識,做好項目任務(wù)設(shè)計,結(jié)合實踐操作,在“做中學(xué)”、“學(xué)中做”,這樣就能夠有效的培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新思維能力。但在實際教學(xué)過程中存在著許多的問題,影響到教學(xué)質(zhì)量,我們應(yīng)深入改革并不斷完善,從而促進高職院校教學(xué)質(zhì)量的提高。
一、電子設(shè)計自動化課程教學(xué)方案
1.教學(xué)目標(biāo)
1.1知識目標(biāo)
熟練掌握VHDL程序的基本結(jié)構(gòu);掌握IF語句、CASE語句的格式及用法;理解IF語句和CASE語句的區(qū)別。
1.2技能目標(biāo)
①科研創(chuàng)新能力:本項目要在QUARTUS II軟件下用編程的方式設(shè)計電路,并且可以采用多種編程方式來實現(xiàn),深切地讓學(xué)生體會到該設(shè)計方法的靈活性,開闊學(xué)生的視野,培養(yǎng)學(xué)生分析問題,解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造與創(chuàng)新理念。②電路設(shè)計能力:通過進一步的學(xué)習(xí),學(xué)生又掌握了利用一種編程語言VHDL來設(shè)計電路的能力,提高了學(xué)生電路設(shè)計能力。③分析問題、解決問題的能力:通過在設(shè)計過程中不斷提出問題,讓學(xué)生分小組討論并給出結(jié)論,讓學(xué)生在思考的同時提高了分析問題和解決問題的能力。
1.3情感目標(biāo)
①樹立專業(yè)自信:激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,堅定學(xué)生從事電子行業(yè)的信念,培養(yǎng)學(xué)生對電子專業(yè)的熱愛。②培養(yǎng)課程興趣:通過創(chuàng)設(shè)情景、實物演示,激發(fā)學(xué)生對電路設(shè)計的好奇心和求知欲;通過自主完成整個電路的制作,體驗成功的喜悅,增強自信心和成就感。③培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣:針對學(xué)生的專業(yè)知識特點,采用多元化的教學(xué)方法,鼓勵學(xué)生積極表達自己的想法,培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣。④培養(yǎng)創(chuàng)新精神:通過實踐培養(yǎng)學(xué)生采用多種方案實現(xiàn)同一種電路的創(chuàng)新精神。
2.教學(xué)重點難點及解?Q方法
教學(xué)重點包括:IF語句、CASE語句的語句格式及注意事項;IF語句和CASE語句的區(qū)別;IF語句和CASE語句的具體應(yīng)用。教學(xué)難點包括:IF語句和CASE語句的具體應(yīng)用。
為了突出重點,突破難點,采取以下方法:①課前“任務(wù)”導(dǎo)學(xué):通過提前給學(xué)生布置預(yù)習(xí)任務(wù)讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生在課前對VHDL的順序語句的IF語句、CASE語句有所了解。②課中“內(nèi)容”導(dǎo)教:課上借助圖片、現(xiàn)場演示、軟件仿真等手段進行導(dǎo)教,使授課內(nèi)容更加形象、直觀,配合課堂練習(xí),加強學(xué)生對知識點的掌握。③課后“知識”拓展:推薦學(xué)生閱讀參考書以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源并布置隨堂作業(yè),讓學(xué)生開闊視野,加深對所學(xué)知識的理解。
3.學(xué)情分析
3.1知識基礎(chǔ)
學(xué)生在前面的課程中對VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)熟練掌握,對EDA技術(shù)的設(shè)計流程也已經(jīng)掌握,并且有了一定的編程基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上進行VHDL描述語句的學(xué)習(xí)水到渠成。
3.2認(rèn)知特點
大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度比較端正,有一定的自學(xué)能力和利用互聯(lián)網(wǎng)查找資料的能力,同時對電子設(shè)計的興趣較高,求知欲比較強烈。本門課程是學(xué)生以前沒有接觸過的用軟件編程的方式來描述硬件電路的形式,學(xué)生經(jīng)過前面幾周的學(xué)習(xí)已經(jīng)能理解這種語言和以往所學(xué)編程語言的不同。
3.3學(xué)習(xí)風(fēng)格
電子專業(yè)學(xué)生動手能力強,課堂氣氛活躍,對電路設(shè)計的求知欲很強,但是有部分學(xué)生自我約束力較差,注意力不集中,自主學(xué)習(xí)能力和自我約束能力有待提高。
4.教材分析
該教材注重實踐、實用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),注重教學(xué)選材的靈活性和完整性相結(jié)合,有助于學(xué)生掌握EDA的相關(guān)基礎(chǔ)知識達到快速入門的目的。
5.教學(xué)總結(jié)
教師課程設(shè)計時必須符合教育教學(xué)規(guī)律,使之結(jié)構(gòu)巧妙,引人人勝。特別是要改變過去只考慮教師“如何教”,而忽視學(xué)生“怎樣學(xué)”的做法,在教學(xué)過程中應(yīng)該采用多樣化的教學(xué)手段,將傳統(tǒng)的老師講學(xué)生聽的模式改為以學(xué)生為主體的教學(xué)方法,增強學(xué)生對所學(xué)理論知識的認(rèn)識,同時培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決實際問題的能力,促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
二、電子設(shè)計自動化課程中存在的問題
1.課程安排不科學(xué)
當(dāng)前,高職院校在設(shè)置電子設(shè)計自動化課程的過程中,嚴(yán)格按照既定的教材結(jié)構(gòu),以學(xué)科本位為重要指導(dǎo),為學(xué)生設(shè)置了硬件語言描述、EDA工具以及邏輯編程等教學(xué)內(nèi)容,其整體性和系統(tǒng)性較強,可以幫助學(xué)生夯實知識基礎(chǔ)。但是這種課程安排方式,沒有綜合考慮高職教育的目的,對學(xué)生操作能力和應(yīng)用能力的提升十分不利,導(dǎo)致其教學(xué)側(cè)重于理論知識,而忽視了實踐操作。同時,在具體教學(xué)中,教師沒有對教學(xué)內(nèi)容進行重新整合,學(xué)生只能被動的接受語言、器件以及工具等理論知識,缺乏實踐活動作為支撐,對理論知識進行檢測和驗證,導(dǎo)致其缺乏實踐操作能力。
2.學(xué)生缺乏主動性
該課程教學(xué)的目的,是在遵循高職教育原則的前提下,幫助學(xué)生夯實專業(yè)理論基礎(chǔ),提高學(xué)生的操作能力和實踐能力,進而將學(xué)生培養(yǎng)成為具備較強創(chuàng)新能力、動手能力和操作能力的現(xiàn)代化專業(yè)人才。但是在具體教學(xué)中,教師基本通過語言為學(xué)生講述器件和工具的用途和特點,沒有結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平以及學(xué)習(xí)能力,組織學(xué)生動手進行實踐操作,而在枯燥的理論灌輸下,導(dǎo)致學(xué)生缺乏主動性,甚至產(chǎn)生抵觸的情緒。同時,教師沒有對教學(xué)模式進行更新,采用固化模式開展教學(xué),在缺少現(xiàn)代化教學(xué)手段的模式下,學(xué)生難以集中注意力,對教學(xué)效果帶來負面影響。
3.實踐與理論沒有充分結(jié)合
當(dāng)前,在該課程的具體教學(xué)中,教師將更多的時間和精力放在理論知識的講解和分析上,對實踐教學(xué)缺乏重視,沒有實現(xiàn)實踐與理論的充分結(jié)合,導(dǎo)致學(xué)生操作能力較差。同時,電子設(shè)計自動化實踐課程需要教學(xué)場地和設(shè)備,一些院校條件有限,難以為學(xué)生提供完備的實踐設(shè)備,對實踐教學(xué)的開展形成制約。
三、推進電子設(shè)計自動化課程改革的相關(guān)措施
1.完善教學(xué)大綱
當(dāng)前,高職教育的目的是為社會輸送專業(yè)型以及操作型人才,因此,在開展具體教學(xué)中,要結(jié)合市場需求和院校實際,完善教?W大綱,將電路設(shè)備和軟件設(shè)備作為電子設(shè)計自動化的關(guān)鍵內(nèi)容,通過教學(xué)提升學(xué)生的軟件工具應(yīng)用能力。同時,高職院校還要加強各個專業(yè)課程的聯(lián)系,幫助學(xué)生構(gòu)建專業(yè)知識系統(tǒng),在掌握相關(guān)設(shè)計技能和知識的同時,加強對電子電路知識的理解。
2.科學(xué)選擇教材
高職院校要結(jié)合該課程的具體情況,謹(jǐn)慎以及科學(xué)的選擇教材,提高該課程教學(xué)的時代性和科學(xué)性,以專業(yè)前沿知識為導(dǎo)向,激發(fā)學(xué)生的專業(yè)熱情。在具體教學(xué)中,院校要秉承高職教育的特點,選擇性的傳授理論知識,為學(xué)生重點講解制版知識、元器件知識、封裝知識以及PCB知識。同時,院校還要在教材中引入當(dāng)前的經(jīng)典項目,組織學(xué)生對項目進行有效的分析和探究,了解電路的具體設(shè)計過程,進而提升專業(yè)技能。
3.重視實踐教學(xué)
高職教育的教學(xué)重點是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。首先,院校要將課程教學(xué)與畢業(yè)設(shè)計、模擬訓(xùn)練以及綜合實訓(xùn)充分結(jié)合,鼓勵學(xué)生結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,加強實踐練習(xí),在夯實理論基礎(chǔ)的同時,掌握具體操作技能;其次,在開展實踐教學(xué)過程中,院校要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,鼓勵學(xué)生親自動手開展實物創(chuàng)新,提高教學(xué)的創(chuàng)新性和趣味性;再次,教師還要結(jié)合學(xué)生的理論水平和具體情況,引入任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法,組織學(xué)生根據(jù)主題開展自主設(shè)計,鞏固已學(xué)的理論知識;最后,在具體教學(xué)中,教師要動態(tài)關(guān)注學(xué)生的情緒,通過教學(xué)任務(wù)以及實驗操作,調(diào)動學(xué)生對實踐教學(xué)的熱情,進而提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。
4.完善評價模式
在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,院校基本通過考試的形式,對學(xué)生開展評價和考核,但是這種傳統(tǒng)的書面考試形式,難以真實體現(xiàn)學(xué)生的實踐操作技能,忽視了對學(xué)生綜合能力的評價,導(dǎo)致學(xué)生為了應(yīng)付考試,對實踐操作缺乏學(xué)習(xí)熱情。因此,在教育新形式下,院校要結(jié)合電子設(shè)計自動化課程的特點,制定以及完善評價模式,發(fā)揮評價的積極作用,提升學(xué)生的操作技能和專業(yè)水平。在專業(yè)評價考核中,院校要通過實踐操作與書面考試相結(jié)合的途徑,對學(xué)生進行綜合考評,要求學(xué)生按照考試要求,自行制作和設(shè)計,根據(jù)學(xué)生的考試成績和操作情況,對學(xué)生進行合理評價,激發(fā)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)熱情。
課題內(nèi)容設(shè)計合理與否,將直接影響到課程設(shè)計的綜合訓(xùn)練效果。在具體課題內(nèi)容設(shè)計時,應(yīng)注意以下幾點:
選擇具有實用性和趣味性的課題從學(xué)生的實際水平出發(fā),幫助學(xué)生選擇適合自己的題目,使題目與理論知識密切相關(guān),又具有較強的趣味性和實用性,與生產(chǎn)實際相結(jié)合。例如,要求學(xué)生組裝一整的收音機、家居生活中能用到的聲光控開關(guān)、門窗防盜報警器等。又如我們選用的《音樂彩燈控制器設(shè)計》、《多功能數(shù)字鐘的電路設(shè)計》、《交通燈控制邏輯電路設(shè)計》等課題,學(xué)生做起來積極性很高。更重要的是通過這一過程,學(xué)生運用專業(yè)技能解決實際問題的綜合能力得到了提高。
選擇能綜合應(yīng)用理論知識的課題要求學(xué)生綜合運用本課程的基本理論和知識,獨立完成一項實際課題。通過查閱資料、線路設(shè)計、選擇元器件、電路安裝調(diào)試,使學(xué)生所學(xué)的基本理論和知識充分運用于解決實際問題。例如電子脈搏計這一課題,要應(yīng)用到傳感器、放大電路、有源濾波電路、整形電路以及數(shù)字電路中的各種門電路、觸發(fā)器、計數(shù)器及譯碼、驅(qū)動顯示電路。又如數(shù)字鐘電路設(shè)計這一課題,數(shù)字鐘是一個典型的數(shù)字電路系統(tǒng),選此作為設(shè)計題目,可使學(xué)生將學(xué)過的比較零散的數(shù)字電路知識有機地、系統(tǒng)地聯(lián)系起來用于實際,培養(yǎng)綜合分析、設(shè)計電路的能力。還可選用有源濾波器的設(shè)計題目,使學(xué)生進一步加深領(lǐng)會運算放大器在信號處理電路中的應(yīng)用,選用交流寬帶放大器的設(shè)計,使學(xué)生對放大電路的三種不同組態(tài)的特點、應(yīng)用場合以及電路的設(shè)計方法得到練習(xí),并通過這個對基本放大電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、頻帶寬度以及引入負反饋對放大器性能的改善得到進一步的理解,同時提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。
課題內(nèi)容要注重集成電路和新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用當(dāng)今時代電子技術(shù)飛躍發(fā)展,新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮,課程設(shè)計可以彌補教材的滯后性。在電路設(shè)計中,應(yīng)盡量采用集成電路,特別是集成運算放大器和某些專用芯片(如模擬乘法器、鎖相環(huán))作為電路的重要構(gòu)件,體現(xiàn)出現(xiàn)代電子電路的設(shè)計是各種集成電路構(gòu)件的組合的先進設(shè)計理念,尤其是將模擬電路、數(shù)字電路與微處理器相結(jié)合,以數(shù)字電路為主,軟硬件結(jié)合,以硬件電路設(shè)計為主,符合現(xiàn)代電子電路結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。例如我們原來經(jīng)常選定分立元件OTL和OCL功放電路設(shè)計課題,隨著目前大量的集成功放芯片的上市,我們就把這些課題內(nèi)容并入《集成電路音響放大器》、《音頻信號發(fā)生器》等課題中。又如在數(shù)字脈搏計課題中,介紹了鎖相倍頻的新概念,同時介紹了集成電路CC4046和C14526構(gòu)成的鎖相倍頻電路。通過這些課題設(shè)計將一些集成電路的工作原理以及使用方法介紹給學(xué)生,并在實踐中得到練習(xí),使所學(xué)的理論知識更加豐富。
選擇適應(yīng)專業(yè)需要,結(jié)合專業(yè)特點的課題為了拓寬學(xué)生的知識領(lǐng)域,使學(xué)生對專業(yè)有所認(rèn)識和了解,提高學(xué)生對專業(yè)的興趣和學(xué)習(xí)的積極性,在課程設(shè)計中引入了一些結(jié)合專業(yè)特點的課題。例如數(shù)字轉(zhuǎn)速測試系統(tǒng)與頻率計設(shè)計,由于轉(zhuǎn)速測量在工業(yè)控制領(lǐng)域和人們的日常生活中經(jīng)常遇到,在工廠里測電機每分鐘的轉(zhuǎn)速,自行車?yán)锍虦y速計,心率計以及汽車時速的測量等都屬于這一范疇。又如PWM(電動機調(diào)速系統(tǒng)),由于該系統(tǒng)在工業(yè)控制的調(diào)速系統(tǒng)中得到廣泛地應(yīng)用,同時,又由于該系統(tǒng)由脈寬調(diào)制器和脈沖放大器兩大部分組成,而脈寬調(diào)制器又包括鋸齒波發(fā)生器和電壓比較器,密切地聯(lián)系了電子技術(shù)課程的基本內(nèi)容。這些課題對掌握基礎(chǔ)知識,開闊學(xué)生的視野,增強對專業(yè)課的認(rèn)識,提高學(xué)習(xí)的積極性都能起到較大的作用。
注意選擇和后續(xù)專業(yè)課有關(guān)的課題為對電子技術(shù)課程的進一步提高和為后續(xù)課程打下一定基礎(chǔ),可考慮選擇一些模擬電路和數(shù)字電路綜合性的課題,以使學(xué)生對電子技術(shù)有一個全面的、綜合的認(rèn)識,對后續(xù)專業(yè)課有一定了解,為后面的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。例如《調(diào)速系統(tǒng)的給定積分器》課題。
課程設(shè)計的組織實施
以人為本,因材施教教師只在大思路上作一定的引導(dǎo),對具體方案不做過多干預(yù),只起組織、引導(dǎo)、檢查、把關(guān)和解決一些疑難問題的作用,放手讓學(xué)生大膽實踐,以充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。我們的改進做法是:在注重結(jié)論正確的同時,強調(diào)整個設(shè)計方案實施的全過程,即使得出的結(jié)論不盡如人意,甚至是錯的,只要學(xué)生能找出其中的原因并提出相應(yīng)的改進措施,仍然可獲得較好的成績;相反,如果結(jié)論是抄襲得來的,即便是正確的,設(shè)計成績也按不及格處理。如電子脈搏計的設(shè)計課題,只給出設(shè)計方案的原理框圖,講明基本原理、總體構(gòu)思和適當(dāng)?shù)脑O(shè)計提要,在設(shè)計任務(wù)書中給出原始數(shù)據(jù)及主要技術(shù)要求,而具體的原理圖及元件的參數(shù),集成電路的選擇,電路的安裝調(diào)試等工作則要求學(xué)生獨立完成,這樣做可培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和獨立解決問題的能力,學(xué)生的收獲更大。
虛實結(jié)合,重在“真品”(1)采用機輔分析。電子設(shè)計自動化(EDA)技術(shù)是以計算機為工作平臺,對電子電路或系統(tǒng)進行自動分析和設(shè)計的計算機輔助技術(shù),它的應(yīng)用使得電路功能、參數(shù)的分析和設(shè)計都可以脫離具體對象,在構(gòu)筑于計算機平臺上的虛擬環(huán)境中通過仿真處理而自動實現(xiàn)。EDA技術(shù)已成為現(xiàn)代電子工程開發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域的支撐技術(shù),在電子行業(yè),Miltisim、Protel等電子仿真軟件,已成為電子工程設(shè)計的必備工具。學(xué)習(xí)和掌握應(yīng)用計算機對電子電路的分析是目前和今后發(fā)展的必然趨勢,將其應(yīng)用到課程設(shè)計領(lǐng)域也是教學(xué)改革的方向。一是應(yīng)用Miltisim設(shè)計電路仿真。在學(xué)生根據(jù)設(shè)計課題擬定初步方案后,要求他們先在電路仿真與分析軟件Milltisim平臺上對于所設(shè)計的電路進行仿真,觀察電路功能是否滿足設(shè)計要求,分析主要元器件參數(shù)對電路指標(biāo)的影響,初步了解電路靜態(tài)和動態(tài)的工作情況,在Milltisim平臺上調(diào)試電路使之達到技術(shù)指標(biāo),為電路的實調(diào)做準(zhǔn)備。二是應(yīng)用ProtelForWindows設(shè)計印刷電路板。在Milltisim仿真后,給學(xué)生介紹印刷電路板的自動化設(shè)計軟件ProtelForWindows和設(shè)計印刷電路板的基本工程知識,要求學(xué)生應(yīng)用ProtelForWindows設(shè)計軟件繪制本組設(shè)計的電路原理圖并設(shè)計出印刷電路板圖。通過幾年課程設(shè)計的實踐,對有源濾波器、交流寬帶放大器、數(shù)字溫度計、數(shù)字鐘、交通燈控制器等設(shè)計課題采用MilltisimEDA軟件與虛擬樣機,指導(dǎo)學(xué)生進行電子技術(shù)課程設(shè)計,取得了較好的教學(xué)效果。(2)結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)計。近年來,全國各高校都開設(shè)了EDA技術(shù)的教學(xué)和實踐課程。對機電類專業(yè)的學(xué)生而言,電子技術(shù)課程設(shè)計是學(xué)生在學(xué)完電子技術(shù)理論課程后進行的一次綜合性訓(xùn)練,其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識的能力、獨立設(shè)計電子產(chǎn)品的能力和對電子產(chǎn)品實際安裝、調(diào)試的能力。如果學(xué)生沒有從原理圖設(shè)計開始一直做到樣機調(diào)試成功,經(jīng)歷整個電子產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)過程,又如何能提高電子技術(shù)課程設(shè)計的作用?所以要將傳統(tǒng)課程設(shè)計與EDA技術(shù)的訓(xùn)練相結(jié)合,比較電路實測的性能和計算機的仿真結(jié)果,以認(rèn)識計算機仿真在電路設(shè)計中所起的作用,使學(xué)生對EDA技術(shù)的了解不只是停留在軟件系統(tǒng)的操作上,而是對該技術(shù)在電子設(shè)計中所起的作用有一個整體的認(rèn)識,能對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)有所幫助。
形成組合,團結(jié)協(xié)作在組隊方面,采取電子設(shè)計競賽的組織方式,2~3人為一組,要求學(xué)生不僅要共同討論設(shè)計課題和選擇設(shè)計方案,還必須落實自己具體的設(shè)計任務(wù),如計算機輔助分析、硬件電路的制作、調(diào)試、資料的查閱、整理和總結(jié)等,有分工有合作,以培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神。
【關(guān)鍵詞】邏輯設(shè)計;目標(biāo)定位;教學(xué)內(nèi)容;模式手段
一、邏輯設(shè)計課程目標(biāo)與定位
1、課程目標(biāo)
使學(xué)生具備本專業(yè)的高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才所必需的電子電路邏輯設(shè)計基本知識和靈活應(yīng)用常用數(shù)字集成電路實現(xiàn)邏輯功能的基本技能;為學(xué)生全面掌握電子設(shè)計技術(shù)和技能,提高綜合素質(zhì),增強職業(yè)變化的適應(yīng)能力和繼續(xù)學(xué)習(xí)能力打下一定基礎(chǔ);通過項目的引導(dǎo)與實現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作、敬業(yè)愛崗和吃苦耐勞的品德和良好職業(yè)道德觀。本課程目標(biāo)具體包括知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。
(1)知識目標(biāo):熟悉數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、術(shù)語,熟悉邏輯代數(shù)基本定律和邏輯函數(shù)化簡;掌握門電路及觸發(fā)器的邏輯功能和外特性;掌握常用組合邏輯電路和時序電路的功能及分析方法,學(xué)會一般組合邏輯電路的設(shè)計方法(用SSI和MSI器件),學(xué)會同步計數(shù)器的設(shè)計方法;熟悉脈沖波形產(chǎn)生與變換電路的工作原理及其應(yīng)用;了解A/D,D/A電路及半導(dǎo)體存儲器、PLA器件的原理及其應(yīng)用。
(2)能力目標(biāo):具有正確使用脈沖信號發(fā)生器、示波器等實驗儀器的能力;具有查閱手冊合理選用大、中、小規(guī)模數(shù)字集成電路組件的能力;具有用邏輯思維方法分析常用數(shù)字電路邏輯功能的能力;具有數(shù)字電路設(shè)計初步的能力。
(3)素質(zhì)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電路的興趣;培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)合作的意識,培養(yǎng)學(xué)生自己查找資料能力。
2、課程定位
《邏輯設(shè)計》是計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)和電子信息類專業(yè)的一門重要硬件基礎(chǔ)課,其理論性和實踐性很強,尤其強調(diào)工程應(yīng)用。是現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機硬件電路、通信電路、信息與自動化技術(shù)的和集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)。在高速發(fā)展的電子產(chǎn)業(yè)中數(shù)字電路具有較簡單又容易集成。通過本課程學(xué)習(xí),熟悉小中大規(guī)模數(shù)字集成電路分析與應(yīng)用,突出數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用性,獲得數(shù)字電子技術(shù)必要的基本理論基本知識和基本技能;了解數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展概況,為后繼課程及從事相關(guān)工程技術(shù)工作和科研與設(shè)計工作打下一定基礎(chǔ)?!哆壿嬙O(shè)計》在電子信息專業(yè)課程的地位,表現(xiàn)在其先導(dǎo)課程為《電工電子技術(shù)》,要求學(xué)生掌握由分立元器件組成的電子電路的識別與檢測、與基本分析方法,掌握有關(guān)晶體管以及晶體管電路的分析方法等;其后續(xù)課程有《微機原理與接口技術(shù)》、《單片機技術(shù)應(yīng)用》、《EDA技術(shù)應(yīng)用》等。學(xué)習(xí)集成電路芯片在計算機及相關(guān)電子設(shè)備中的應(yīng)用與作用。
二、邏輯設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容
1、教學(xué)內(nèi)容選取依據(jù)
(1)以培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才為目標(biāo),教學(xué)內(nèi)容選擇與組織突出“以能力為本位,以職業(yè)實踐為主線,以項目主體--任務(wù)貫穿”為總體設(shè)計要求,在內(nèi)容的選取上,首先立足于打好基礎(chǔ)。在確?;靖拍?、基本原理和基本教學(xué)方法的前提下,簡化集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的講述,減少小規(guī)模集成電路的內(nèi)容,盡可能多地介紹中大規(guī)模集成電路及其應(yīng)用。以能力培養(yǎng)為主線,以應(yīng)用為目的,突出思路與方法闡述,力求反映當(dāng)今數(shù)字電子技術(shù)的新發(fā)展。
(2)在教材內(nèi)容編排上精心組合,深入淺出,做到概念清晰,邏輯設(shè)計思想嚴(yán)謹(jǐn)。教學(xué)實施中注重重點突出,層次分明,相互銜接,邏輯性強,以利于教學(xué)做一體化的整合。在講義上力求簡潔流暢,通俗易懂,便于學(xué)生自學(xué)。
(3)以實訓(xùn)項目為載體,采取任務(wù)驅(qū)動教學(xué)做一體化的實施,體現(xiàn)理論指導(dǎo)實踐,實踐深化理論的素質(zhì)養(yǎng)成目的。
(4)依據(jù)各學(xué)習(xí)項目的內(nèi)容總量以及在該門課程中的地位分配各學(xué)習(xí)項目的課時數(shù)。
(5)知識學(xué)習(xí)程度用語主要使用“了解”、“理解”、“能”或“會”等用來表述?!傲私狻庇糜诒硎鍪聦嵭灾R的學(xué)習(xí)程度,“理解”用于表述原理性知識的學(xué)習(xí)程度,“能”或“會”用于表述技能的學(xué)習(xí)程度。
2、教學(xué)具體內(nèi)容安排
表決器電路設(shè)計與制作,搶答器電路設(shè)計與制作,同步計數(shù)器電路設(shè)計與制作,方波發(fā)生器電路設(shè)計與制作,數(shù)字鐘電路設(shè)計與制作。
三、邏輯設(shè)計課程教學(xué)模式與手段
1、教材編寫
教材編寫體現(xiàn)項目課程的特色與設(shè)計思想,教材內(nèi)容體現(xiàn)先進性、實用性,典型產(chǎn)品的選取科學(xué),體現(xiàn)地區(qū)產(chǎn)業(yè)特點,具有可操作性。呈現(xiàn)方式圖文并茂,文字表述規(guī)范、正確、科學(xué)。
2、教學(xué)模式
采取項目教學(xué),以工作任務(wù)為出發(fā)點來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)過程中要注重創(chuàng)設(shè)教育情境,采取“教學(xué)做”一體化的教學(xué)模式,將知識、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)緊密結(jié)合,進一步加強職業(yè)教育教學(xué)改革研究,優(yōu)化完善我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系。
3、教學(xué)方法
從教學(xué)手段、教案設(shè)計、教學(xué)思路、語言表述、教學(xué)資源等方面著手,對如何在課堂教學(xué)中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和興趣開展教研。教學(xué)過程有進行項目引導(dǎo),任務(wù)貫穿,“提出問題”、“引導(dǎo)思考”、“假設(shè)結(jié)論”、“探索求證”,把握課程的進度,活躍課堂氣氛,使大多數(shù)學(xué)生能夠獲得盡可能大的收獲。采用“發(fā)現(xiàn)法”教學(xué)方式,使學(xué)生建立科學(xué)的思維方法與創(chuàng)新意識。學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握依賴于學(xué)習(xí)者的實踐,課程組加強了對教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)過程的管理;為使學(xué)生理解和有效掌握課程內(nèi)容,在堅持課外習(xí)題練習(xí)、輔導(dǎo)答疑等教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上,增加隨堂練習(xí)、單元測驗等即時性練習(xí)環(huán)節(jié),督促學(xué)生復(fù)習(xí)和掌握已學(xué)知識點。
4、教學(xué)手段
充分利用掛圖、投影、多媒體等現(xiàn)代化手段,發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)突破空間距離限制的優(yōu)勢,讓學(xué)生能夠最大限度的利用學(xué)習(xí)資源,自主地學(xué)習(xí)和提高,彌補課堂上未能及時消化吸收的部分內(nèi)容。教學(xué)過程中相應(yīng)教學(xué)班成立課程提高學(xué)習(xí)小組,任課教師課外指導(dǎo)該小組進行拓展學(xué)習(xí)及課外科技活動指導(dǎo),達到因材施教的目的;一方面教師指導(dǎo)有興趣能力強的學(xué)生進行課外學(xué)習(xí),特別是對數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計知識的答疑指導(dǎo),為能力強的學(xué)生提供發(fā)展空間,解決因課時數(shù)限制而無法在課堂上深入講授特定工程應(yīng)用專題的矛盾。也加強了教師與學(xué)生的互動,教師可以第一手了解學(xué)生對教學(xué)過程的反饋,改進教學(xué)方法,利用學(xué)習(xí)好的學(xué)生帶動整個班級的學(xué)習(xí),促進良好班風(fēng)學(xué)風(fēng)的形成。探討當(dāng)前教學(xué)環(huán)境下,培養(yǎng)學(xué)生課外學(xué)習(xí)能力的新模式。
5、課程資源的開發(fā)與利用
整理并開發(fā)具有職教特色的自編教材,編寫學(xué)生實訓(xùn)指導(dǎo)用書,引導(dǎo)學(xué)生查閱網(wǎng)絡(luò)資源,要注重利用仿真軟件的輔助設(shè)計功用。
參考文獻
關(guān)鍵詞:數(shù)字電子技術(shù);精品資源共享課;應(yīng)用型
一、精品共享課程設(shè)計的理念和思路
以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),密切結(jié)合地方高校的地方性、應(yīng)用型特點,融知識傳授與能力培養(yǎng)為一體,融素質(zhì)教育與專業(yè)培養(yǎng)為一體,培養(yǎng)能夠服務(wù)地方的,具有鮮明特色的應(yīng)用型工程技術(shù)人才,是本課程建設(shè)的指導(dǎo)思想。課程的設(shè)計理念:堅持“以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向、以能力提高為目標(biāo)、以學(xué)生為主體、以素質(zhì)為基礎(chǔ)”的教學(xué)理念;堅持“以多媒體為渠道、以實踐為目的、以技能為主線”的教學(xué)思想;基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案進行課程教學(xué)設(shè)計,突出實踐能力的培養(yǎng)。教學(xué)中注重實踐,邊學(xué)邊做,邊做邊學(xué),貫徹“教、學(xué)、做”結(jié)合的教學(xué)模式。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,學(xué)會從事本專業(yè)工作所需的基礎(chǔ)知識和基本技能,又具備一定的分析問題和解決問題能力。長期以來,數(shù)字集成電路內(nèi)部電路設(shè)計與分析方法的研究,是課程的主要任務(wù)。但從應(yīng)用型本科教育的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),學(xué)生掌握各種數(shù)字集成電路器件的外部特性與實際應(yīng)用越來越受到本科專業(yè)的注重。因此,我們要根據(jù)課程的性質(zhì)與基本理念更新課程的目標(biāo),根據(jù)課程的目標(biāo)更新課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)更新必修內(nèi)容,根據(jù)電子專業(yè)學(xué)生的崗位需求更新教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)方面,要讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)任務(wù),帶著問題學(xué)習(xí),啟發(fā)式、互動式、交互式教學(xué)方式并存,從實踐到理論,又由理論到實踐,進而在理論指導(dǎo)下進行實踐,提高實踐的知識含量,使學(xué)生既知道該怎么做,又知道為什么這樣做。從對專業(yè)基本能力的要求出發(fā),遵循理論適度、夠用的原則,確定課程的基本要求,并在此基礎(chǔ)上編寫并反復(fù)修訂了課程教學(xué)內(nèi)容。除課堂理論教學(xué)外,還有數(shù)字電子技術(shù)實驗和課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容。在實驗教學(xué)過程中采用驗證性實驗+設(shè)計性實驗的方式,設(shè)計性實驗給了學(xué)生發(fā)揮的空間,創(chuàng)新的空間。教學(xué)過程中,過去滿堂灌的方式已經(jīng)落后,急需使用合適的教學(xué)輔助工具增加課堂過程化考核,增加師生互動,加快教學(xué)反饋,來更快提高教學(xué)質(zhì)量。
二、持續(xù)建設(shè)和更新情況
數(shù)字電路課程形成了一套有示范性的教學(xué)模式和完整的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系。近年來,根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)技能型人才的定位不斷地對這一門課程進行改革:(1)依照教育部提出的應(yīng)用型大學(xué)教育“以應(yīng)用復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)”的原則,對原有的教學(xué)內(nèi)容進行精練、提高和充實,制定了新的課程標(biāo)準(zhǔn)。課程著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合知識應(yīng)用能力。(2)為滿足培養(yǎng)符合市場和社會需要的應(yīng)用型人才的需要,我們在課程的建設(shè)中注重學(xué)生實踐技能的培養(yǎng)和綜合知識應(yīng)用能力。設(shè)計性實驗,開放性的課程設(shè)計,便利寬松的第二課程制作氣氛,不斷地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。計算機輔助電子設(shè)計軟件的應(yīng)用,在提高了學(xué)生的專業(yè)水平的同時,也提高學(xué)生的計算機應(yīng)用能力。(3)利用雨課堂網(wǎng)絡(luò)智能輔助教學(xué)平臺,通過連接師生的智能終端,快捷免費地實現(xiàn)大數(shù)據(jù)時代的智慧教學(xué),包括實現(xiàn)了師生多元實時互動,教學(xué)全周期數(shù)據(jù)分析等。教師可以及時給予回應(yīng),提高課堂授課質(zhì)量。雨課堂基于PPT和微信,輕量易用,操作便捷。教師可以在學(xué)生答題后立刻得到答題情況反饋,及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),便于及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。此外,還可以增強了教學(xué)管理,隨時抽點考勤,預(yù)習(xí)課件,改善了師生互動的效果。
三、轉(zhuǎn)型升級為資源共享課情況
《數(shù)字電子技術(shù)》課程不斷改進,調(diào)動、激發(fā)廣大教師建設(shè)課程的熱情,推廣、普及數(shù)字化在教育領(lǐng)域的應(yīng)用,促進電子、電氣專業(yè)建設(shè)等方面發(fā)揮了重要的作用,但是精品課程的受益面主要是專業(yè)和教師,學(xué)生參與和網(wǎng)站點擊偏少,課程的共享效果差。因此,數(shù)字電子技術(shù)精品共享課的建設(shè)原則為:重共享,以共享推動建設(shè);強過程,突出建設(shè)過程、使用過程、評價過程;多模式,強調(diào)以共享為目標(biāo)的多種課程活動;多級評價,充分聽取專家、教師、學(xué)生的意見;三對象,課程建設(shè)以教師、學(xué)生、社會學(xué)習(xí)者為服務(wù)對象。結(jié)合應(yīng)用電子相關(guān)專業(yè)的特點,數(shù)字電路精品資源共享課的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源分為電子教案庫、教學(xué)課件庫、實踐指導(dǎo)庫、成果展示庫、仿真課件庫、試題習(xí)題庫、教學(xué)錄像庫、能力測試庫、示范教學(xué)庫、電子元件庫等10個子庫。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu);導(dǎo)航;界面;交互;
中圖分類號:G4 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-3520(2015)-04-00-01
網(wǎng)絡(luò)課程是一個由知識點、跳轉(zhuǎn)關(guān)系、導(dǎo)航策略和交互界面組成的教學(xué)系統(tǒng)。《汽車電子技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程的系統(tǒng)設(shè)計包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、導(dǎo)航設(shè)計和界面設(shè)計三個方面。課程內(nèi)容主要以《汽車電子技術(shù)》第一章的教學(xué)內(nèi)容和輔助學(xué)習(xí)兩大部分組成。
一、結(jié)構(gòu)設(shè)計
由于網(wǎng)絡(luò)課程有其特定的教育性,在設(shè)計結(jié)構(gòu)時,十分注重對知識結(jié)構(gòu)的設(shè)計,以便有利于體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的層次關(guān)系,有利于實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。在進行本課程知識結(jié)構(gòu)的設(shè)計時,以《汽車電子技術(shù)》為框架,按章節(jié)進行選擇,在各章節(jié)內(nèi)部,根據(jù)知識點之間的聯(lián)系設(shè)置超鏈接。我們還根據(jù)學(xué)習(xí)者的需要,設(shè)置了各種輔助學(xué)習(xí)方式,方便學(xué)習(xí)者自學(xué)。
(一)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模塊。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模塊(網(wǎng)絡(luò)課件)是根據(jù)教材內(nèi)容而編制,是教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)的具體體現(xiàn),教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)主要依靠具體的網(wǎng)絡(luò)課件來完成,所以這個模塊是整個網(wǎng)絡(luò)課程的重點。
1、內(nèi)容的呈現(xiàn)方式。主要以平鋪方式來組織教學(xué)內(nèi)容,方便學(xué)習(xí)者按各自的基礎(chǔ)、興趣和能力有選擇地進行學(xué)習(xí),滿足學(xué)習(xí)者的不同需求。教學(xué)內(nèi)容以課本的每一章節(jié)為縱向結(jié)構(gòu),以學(xué)習(xí)目標(biāo)、輔助學(xué)習(xí)、作業(yè)系統(tǒng)、教師答疑、實驗指導(dǎo)作為橫向結(jié)構(gòu)編織成一張縱橫交錯、非線性的知識網(wǎng)絡(luò)體系,讓學(xué)習(xí)者掌握充分的學(xué)習(xí)自進行有效的學(xué)習(xí)。
2、課程導(dǎo)學(xué)。為了幫助學(xué)員實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程的自主學(xué)習(xí)、掌握正確的學(xué)習(xí)方法 ,提供了課程大綱、課程目標(biāo)、實驗指導(dǎo)、作業(yè)系統(tǒng)等助學(xué)信息。
3、重點難點的處理。在對汽車電子的學(xué)習(xí)中,學(xué)習(xí)者需要掌握理論與技術(shù)的相結(jié)合,這是課程內(nèi)容中的重點。我們在對課程的學(xué)習(xí)時,加入實驗指導(dǎo),讓學(xué)生邊學(xué)習(xí)理論,邊熟悉技術(shù)的操作。重點解析內(nèi)容也可采用 Flash動態(tài)教學(xué)效果或視頻教學(xué),配以文字和語音講解,利于學(xué)員更好接受和理解。
(二)師資隊伍模塊。“師資隊伍”主要是介紹了有關(guān)該課程的教師資料,學(xué)生通過“師資隊伍”可了解自己老師的信息。
(三)作品欣賞模塊?!白髌沸蕾p”又分為“優(yōu)秀個人作品欣賞”、“優(yōu)秀小組作品欣賞”、“教師推薦作品欣賞”。“優(yōu)秀個人作品欣賞”和“優(yōu)秀小組作品欣賞”是教師從學(xué)生的作業(yè)中選出的優(yōu)秀作品,這些作品上傳到學(xué)習(xí)網(wǎng)上,學(xué)生不僅可隨意瀏覽欣賞,給出評價,更重要的是學(xué)生可將自己的作業(yè)與之比較,找出不足,總結(jié)經(jīng)驗,在激勵中求上進?!敖處熗扑]作品欣賞”是教師在網(wǎng)上或其它雜志上尋找的優(yōu)秀作品,供學(xué)生學(xué)習(xí)。
(四)常見疑問模塊?!俺R娨蓡枴敝薪o出了在電子設(shè)計方面經(jīng)常出現(xiàn)的問題及解決方法。這和“教師答疑”不同,學(xué)生直接到頁面進行查找,就可解決疑問,效果更快。
(五)學(xué)習(xí)交流模塊?!皩W(xué)習(xí)交流”分為兩部分,一是在線論壇,學(xué)生通過在論壇上發(fā)表文章,和同學(xué)老師們共同交流。這種討論模塊 ,目標(biāo)是發(fā)揮教、學(xué)兩方面積極性 ,活躍氣氛和鼓勵學(xué)習(xí)者顯示才華和創(chuàng)造力 ,以及提供答疑解惑的場所。二是虛擬聊天室,學(xué)習(xí)者因為學(xué)術(shù)觀點相近或興趣愛好一致等原因更愿意在一起學(xué)習(xí)或交流,從而形成學(xué)習(xí)伙伴或網(wǎng)上好友的關(guān)系。不管是教師還是學(xué)生,都可以在這兩個板塊中暢所欲言,就學(xué)習(xí)、生活、實踐中遇見的難點、重點、熱點問題進行交流、解答。
(六)資源下載?!百Y源下載”主要是與學(xué)習(xí)有關(guān)的電子課件、電子雜志、相關(guān)學(xué)習(xí)軟件等,方便學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。
(七)授課錄象。“授課錄象”是多媒體演示模塊 ,目標(biāo)是形象化教學(xué)。其中包含大量的視頻資料 ,使學(xué)習(xí)者可以從感性的角度加深對知識的了解。
(八)特色項目?!疤厣椖俊笔墙處熁?qū)W生在汽車電子技術(shù)方面做出的某種研究,最終目標(biāo)也是供學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)探討。
二、導(dǎo)航設(shè)計
由于學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)過程中是以自主學(xué)習(xí)為主,缺乏教師的指導(dǎo),易產(chǎn)生迷航現(xiàn)象,因此清晰明確的導(dǎo)航在網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計中顯得尤為重要。在本課程中,為方便學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí),站內(nèi)鏈接導(dǎo)航條始終出現(xiàn)在屏幕的右上方。在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模塊中,左邊提供卷軸模樣的下拉式導(dǎo)航條,學(xué)習(xí)者可隨時選擇某一章的學(xué)習(xí)欄塊,直接進入相應(yīng)的頁面學(xué)習(xí)。
三、界面設(shè)計
《汽車電子技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程運用先進的網(wǎng)頁制作工具,設(shè)計大量形象生動的圖片和動畫,激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情。界面是學(xué)習(xí)者與計算機進行人機交互的窗口,包括顯示界面和操作界面。在設(shè)計時要時刻注重界面清晰;在操作方面,交互性、可控性強。
網(wǎng)絡(luò)課程是由一頁一頁的網(wǎng)頁按照一定的順序和結(jié)構(gòu)組織起來的。頁面既是網(wǎng)絡(luò)課程的組成部分,也是《汽車電子技術(shù)》所有教學(xué)內(nèi)容的展現(xiàn)形式,也就是說網(wǎng)頁設(shè)計是構(gòu)建整個網(wǎng)絡(luò)課程的靈魂。
(一)頁面的布局。在《汽車電子技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程的頁面設(shè)計中大都使用了“T”型頁面結(jié)構(gòu)設(shè)計,將導(dǎo)航和呈現(xiàn)的內(nèi)容合理的分開設(shè)計,頁面布局清晰可見。
(二)頁面文字。頁面文字本著盡最大可能突出主題的原則組織的。文字的字體不超過三種字體,字號的選擇不宜過大,否則會使頁面顯得非常雜亂和擁擠,令學(xué)習(xí)者眼花繚亂,無從下手。字號的選擇也不宜過小,這樣會使學(xué)習(xí)者容易疲勞。
(三)頁面顏色。頁面的色彩是頁面設(shè)計中一項重要內(nèi)容 ,它貫穿于整個頁面設(shè)計的過程中 。恰當(dāng)使用不僅可以增加網(wǎng)絡(luò)課程的藝術(shù)欣賞性 ,而且可以吸引學(xué)習(xí)者注意力 ,促進對屏幕上各部分的識別、突出差異 。但如果使用不當(dāng) ,則會分散人的注意力 ,使視覺容易疲勞 。在選擇時應(yīng)考慮課程內(nèi)容表現(xiàn)的需要、課程的總體風(fēng)格、教學(xué)對象的色彩心理特點以及色彩本身所表達的含義等等因素 。總的來說 ,網(wǎng)絡(luò)課程的頁面色彩搭配要和諧、自然 ,給人以美感 ,注意顏色數(shù)量的多少 ,避免色彩過多過雜 ,盡量作到風(fēng)格統(tǒng)一 。色彩的選擇盡量鮮明、獨特、與所設(shè)計的內(nèi)容相協(xié)調(diào)一致 。
(四)頁面圖形。用圖形說明、解釋問題具有形象、直觀、生動的特點 。本網(wǎng)絡(luò)課程的圖形圖像大多采用photoshop工具進行處理過,使用起來更鮮明生動。
(五)頁面趣味性。為了增加學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣 ,減少學(xué)習(xí)過程中的枯燥性 ,在網(wǎng)絡(luò)課程中加入適當(dāng)?shù)膭赢媮碚宫F(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,效果會比較好。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:電子創(chuàng)新設(shè)計 多媒體 項目遞進 畢業(yè)設(shè)計
電子創(chuàng)新設(shè)計課程是計算機、電子、通信相關(guān)專業(yè)開設(shè)的專業(yè)選修課,是電子設(shè)計者的必修課。主要培養(yǎng)學(xué)生運用Protel軟件進行電子原理圖的設(shè)計與開發(fā)、電路板的設(shè)計和制作,以及電子邏輯分析和仿真。學(xué)生通常在修完計算機文化基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電子線路課程后開設(shè)該課程。在修完該課后,又不可避免地使用學(xué)過的Protel知識進行單片機原理及應(yīng)用等課程的設(shè)計,在生產(chǎn)實習(xí),甚至學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計中,都會大量使用Protel軟件進行電路設(shè)計及制作電路板。電子創(chuàng)新設(shè)計課程教學(xué)效果除關(guān)系到加深先修課程相關(guān)理論理解及靈活運用外,更直接影響到生產(chǎn)實習(xí)及畢業(yè)設(shè)計效果和質(zhì)量。我們分析了傳統(tǒng)教學(xué)方法和手段的不足,在教學(xué)中積極探索先進的教學(xué)手段及理念,取得了較好的教學(xué)效果。
1 建設(shè)交互式多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺
傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)以多媒體講臺為中心,利用先進科技手段將抽象的概念及難以理解的內(nèi)容通過圖形、圖像、動畫、視頻生動形象地展現(xiàn)在大屏幕上。這樣教師就可將精力集中用于課程內(nèi)容的安排與講解上。在Protel使用講解過程中,學(xué)生可以直觀地看到教師每步的操作過程,但是一旦上機自己操作,問題百出,那些上課反復(fù)強調(diào)的重點知識,全都還給了教師。畢竟Protel是一門是實踐操作性很強的課程,聽懂、理解課上內(nèi)容遠遠不夠,只有自己經(jīng)歷操作過程得出正確結(jié)果,才是真正掌握。如何把理論講解與實踐操作有機結(jié)合,是提高Protel教學(xué)效果的關(guān)鍵。交互式多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺的建立并不是簡單地把課堂搬進實驗室,它是通過計算機網(wǎng)絡(luò)將教師機與學(xué)生機有機互聯(lián),并整合各種教學(xué)資源,交互性是它的最大亮點。這種模式徹底打破了教師講、學(xué)生聽的被動教學(xué)過程,讓學(xué)生能夠充分享受邊學(xué)、邊動手、邊解惑的過程,在良性互動中,體會學(xué)習(xí)的樂趣,進而提高教學(xué)效果。具體教學(xué)過程如下:
1.1 廣播式教學(xué)
在系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的黑板和教具變?yōu)槊棵麑W(xué)生的從機屏幕。教師授課時,只需將教師機上的多媒體信息(音頻、圖形、圖像、視頻等)以廣播形式發(fā)到每臺學(xué)生機上,該種教學(xué)模式適合對學(xué)生共性問題進行集中講解演示。同時,學(xué)生機通過網(wǎng)絡(luò)共享教師機先進的運算、圖形和圖像處理性能及各種存儲資源,節(jié)省了學(xué)校教育硬件經(jīng)費支出。
1.2 差別輔導(dǎo)
由于學(xué)生個體性差異,需要教師有針對性地對個別學(xué)生進行專門輔導(dǎo),這種情況在學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的初期特別明顯。由于學(xué)生剛接觸Protel軟件,對工具特性不了解,工程設(shè)計思路不清楚。傳統(tǒng)實驗教學(xué)中,通常出現(xiàn)教師滿場跑,對學(xué)生舉手提問應(yīng)接不暇的困境,這不僅影響了課程的嚴(yán)肅性,而且降低了實踐指導(dǎo)效率?,F(xiàn)在,教師只需通過遠程控制學(xué)生機上鍵盤和鼠標(biāo)操作,并且在操作中還有音頻指導(dǎo)。
1.3 協(xié)同互助
學(xué)生之間的交流與探討是必不可少的,如何提高討論效率,這不僅關(guān)系到教學(xué)效果,而且無形中鍛煉了學(xué)生間的協(xié)作能力。利用交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可以完成學(xué)生間互教互學(xué)。
1.4 互聯(lián)驗收
當(dāng)學(xué)生完成教師布置的任務(wù),提交結(jié)果時,教師可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及時檢查。通過依次瀏覽學(xué)生機界面,了解學(xué)生知識點掌握程度。同時,對于優(yōu)秀的樣板設(shè)計,通過網(wǎng)絡(luò)廣播給需要指導(dǎo)的學(xué)生,以起到示范和帶動其他學(xué)生的作用。
2 構(gòu)建項目遞進式教學(xué)理念
先進的教學(xué)設(shè)備配上先進的教學(xué)理念才能發(fā)揮其巨大作用。傳統(tǒng)課堂教學(xué)以教師授課為中心,學(xué)生則是被動地接受知識。因此,改革教學(xué)方法,使之適應(yīng)交互式多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺是亟待解決的問題。我們提出了以項目為驅(qū)動,學(xué)生為中心,教師為引導(dǎo)的教學(xué)模式。讓項目貫穿于整個教學(xué)活動中,學(xué)生根據(jù)項目要求自主設(shè)計學(xué)習(xí)過程,主動參與,自主協(xié)作。對于一些復(fù)雜疑難問題,教師通過實例操作講解演示,拓展學(xué)生思路,培養(yǎng)其獨立探索創(chuàng)新能力。
遞進式項目教學(xué)法中,項目選擇至關(guān)重要。這里的項目有兩層含義,單從本課程教學(xué)活動講,根據(jù)電路板設(shè)計過程,教學(xué)內(nèi)容可分為原理圖元件設(shè)計、原理圖設(shè)計、封裝設(shè)計、PCB設(shè)計4個模塊。依據(jù)各個模塊的重要性,設(shè)計相應(yīng)若干由易漸難、由淺入深的項目。通過完成項目的各個關(guān)鍵節(jié)點,來理解Protel軟件操作技巧,進而培養(yǎng)學(xué)生整體把握該軟件設(shè)計電路的能力。由于課程時間及學(xué)生相關(guān)知識的局限,要讓設(shè)計最后變成PCB板,時機還不成熟。為了教學(xué)內(nèi)容的連貫、完整,結(jié)合我校“深度融合地方經(jīng)濟,著力打造安徽省工程技術(shù)人才培養(yǎng)基地,積極主動為地方經(jīng)濟和社會發(fā)展服務(wù)”的辦學(xué)思想,我校根據(jù)專業(yè)不同分別在大三第二學(xué)期和大四第一學(xué)期安排為期3周的生產(chǎn)實習(xí)。這時學(xué)生比較全面修完單片機、DSP、FPGA課程,可以利用所學(xué)知識解決工程實際問題。故從整個本科教學(xué)環(huán)節(jié)看,項目此時就是要求學(xué)生使用Protel軟件,設(shè)計相應(yīng)PCB板,動手解決實際問題。例如,我校電科專業(yè)2008級2周校內(nèi)生產(chǎn)實習(xí)的內(nèi)容就是讓學(xué)生設(shè)計出控制機械手臂電路板。學(xué)生使用Protel軟件設(shè)計出PCB文件,通過熱轉(zhuǎn)印、化學(xué)腐蝕、鉆孔、元件焊接、程序下載、軟硬件調(diào)試等,最后控制機械臂搬移物體。在整個過程中,學(xué)生興趣高漲,自主學(xué)習(xí)能力得到極大鍛煉,更在項目實踐中增強團隊協(xié)作意識,加深了Protel使用技能及方法的理解。近年來,隨著高等教育擴招,學(xué)生綜合素質(zhì)整體下降。加之畢業(yè)設(shè)計時間與找工作、考研時間沖突,導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量大幅下降。畢業(yè)設(shè)計可以看做是更高層次Protel設(shè)計綜合項目。如何提高畢業(yè)設(shè)計興趣,選題是關(guān)鍵。教師可以選取與生活密切相關(guān)的課題,通過鼓勵學(xué)生制作電路實物來提高學(xué)生興趣。學(xué)生有了扎實軟件使用技能、模塊項目開發(fā)經(jīng)驗,在教師必要指導(dǎo)下就可以較好地獨立完成畢業(yè)設(shè)計。
考核方式上取消了傳統(tǒng)的筆試或上機考試,采用更為靈活的大作業(yè)形式。大作業(yè)在課內(nèi)完成,為期5~6學(xué)時。大作業(yè)內(nèi)容包含設(shè)計電路板的全部過程,無形中讓學(xué)生自覺總結(jié)該課程所學(xué)內(nèi)容,一定程度上有利于知識沉淀。同時,大作業(yè)開放模式體現(xiàn)了學(xué)生為中心、教師為引導(dǎo)的主動學(xué)習(xí)模式,鍛煉了團隊協(xié)同開發(fā)能力,綜合地考查了學(xué)生學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)效果。
3 結(jié)束語
基于交互式多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)的項目遞進式教育方法克服了傳統(tǒng)教學(xué)呆板、被動式學(xué)習(xí)模式,有助于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,提高學(xué)生創(chuàng)新和動手解決實際問題的能力,更為如何提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量開拓了一條新的研究道路。
參考文獻
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