王曉麗,周 潯,薛海鷹
(裝甲兵工程學(xué)院 控制工程系,北京 100072)
電子技術(shù)課程設(shè)計是一門綜合實踐課程,是學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一,是對學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)綜合知識的綜合性實踐訓(xùn)練[1]。通過電子技術(shù)課程設(shè)計的實踐過程,學(xué)生可以了解電子工程項目開發(fā)、研制流程,理解方案論證、設(shè)計調(diào)試、項目匯報等環(huán)節(jié)的重要意義,掌握電子系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試方法,具備運用電子技術(shù)基礎(chǔ)知識設(shè)計電路系統(tǒng)、創(chuàng)造性解決實際問題的能力和素質(zhì)。我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法及項目牽引4個方面實施了電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)改革,能夠引導(dǎo)學(xué)生了解整個工程項目實施的過程,發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能,實現(xiàn)理論知識到實踐能力的轉(zhuǎn)化[2]。
我院電子技術(shù)課程設(shè)計的主要內(nèi)容包括電子工藝練習(xí)、電路設(shè)計和調(diào)試(要求學(xué)生必須使用電子元器件和可編程邏輯器件兩種不同的方式實現(xiàn)),同時還有PCB的學(xué)習(xí),學(xué)生在2周之內(nèi),接觸的東西比較繁多,而且學(xué)生本身的基礎(chǔ)存在一定的差距,很難高質(zhì)量地完成相應(yīng)的設(shè)計任務(wù)。因此可以根據(jù)不同的學(xué)生,制定不同的標(biāo)準(zhǔn),豐富教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)方法,改變學(xué)生具體的上課形式,構(gòu)建更適應(yīng)學(xué)生能力素質(zhì)培養(yǎng)的課程體系。我們把電子工藝練習(xí)及PCB的學(xué)習(xí)內(nèi)容,轉(zhuǎn)移到前導(dǎo)實踐課程——電子工程訓(xùn)練課程中[3]。從現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展趨勢及參考近年來電子競賽相關(guān)方向的題目,從豐富教學(xué)內(nèi)容入手,優(yōu)化課程體系[4-5]。
目前,電子技術(shù)課程設(shè)計設(shè)置了基于通用器件的電子電路設(shè)計、基于可編程器件的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計和基于單片機的測控系統(tǒng)設(shè)計3個類型共24項難度適中、常用的備選設(shè)計題目,不僅包含模擬和數(shù)字電子技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容,增加了電路設(shè)計專題,還包含有可編程邏輯器件、AVR單片機、Protues仿真等先進技術(shù),使教學(xué)內(nèi)容更加豐富、先進。學(xué)生根據(jù)自己的能力和興趣任選題目,鼓勵有能力、有興趣的學(xué)生多選設(shè)計題[6]。同時為激發(fā)學(xué)生的設(shè)計主動性和創(chuàng)造性,學(xué)生也可自擬設(shè)計題目,經(jīng)教師指導(dǎo)把關(guān)后進行課題設(shè)計。
本著培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計、創(chuàng)新實踐的理念,我們改變了傳統(tǒng)的“老師講,學(xué)生做”的方式,少講甚至不講理論知識,僅是提綱挈領(lǐng)地給學(xué)生指引一下他們設(shè)計所要查找資料的方向[7],在設(shè)計的過程中,學(xué)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,3名學(xué)生一組,每組指定一個負責(zé)人。每組學(xué)生可在指定的選題中任選一個設(shè)計題目,在2周內(nèi)3人協(xié)力完成課程設(shè)計任務(wù)[8]。每組發(fā)放一塊小黑板,負責(zé)人每天以板書的形式展示本組當(dāng)天完成的任務(wù)。驗收考核環(huán)節(jié)采取所選項目的硬件實現(xiàn)情況、軟件調(diào)試情況及小組答辯的方式。相同題目之間的小組,根據(jù)所完成項目的性能、指標(biāo)及完成速度展開競賽,教師進行點評,比賽的結(jié)果在最終的成績評定上占有一定的比重。這種教學(xué)模式就要求學(xué)生在課程設(shè)計期間,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),以達到了解和熟悉整個設(shè)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(xué)生的團隊精神,還能發(fā)掘他們創(chuàng)新的潛能[9]。
在電子技術(shù)課程設(shè)計中,利用視頻、圖片等多媒體手段形象地展示相關(guān)內(nèi)容,可以增強這門課程的趣味化、生活化,激發(fā)學(xué)生對所選課題的興趣。我們利用現(xiàn)有的實驗中心門戶網(wǎng)站,上傳了一些跟學(xué)生課程設(shè)計題目相關(guān)的資料,學(xué)生可以隨時進行查閱。同時在網(wǎng)上展示歷年來學(xué)生參加大學(xué)生電子競賽的相關(guān)照片和我們自己制作的電子技術(shù)課程設(shè)計中不同小組之間的競賽視頻。通過這些視頻和照片,激勵學(xué)生努力把所選的項目做到最好。
同時加大實驗室開放力度,課程設(shè)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(xué)生可以根據(jù)需要通過網(wǎng)上自由預(yù)約的形式,課余時間自行到實驗室進行課程設(shè)計,實驗室提供自主學(xué)習(xí)環(huán)境[10]。由于帶著任務(wù),學(xué)生雖然沒有教師時刻看管著也會很自覺地進行學(xué)習(xí)。同時由于帶著疑問去學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的效率也更高,而且這樣也可以更節(jié)省實驗室的教學(xué)資源。采用這種形式,增加了學(xué)生的實驗時間、增強了學(xué)生進度安排的靈活性,有助于學(xué)生自主設(shè)計能力、工程能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[11-12]。
課程除了設(shè)置的3個類型24項難度適中、常用的備選設(shè)計題目之外,還引進了學(xué)科的相關(guān)科研項目的子課題作為課程設(shè)計題目,選拔一些優(yōu)秀學(xué)生參與這部分課題的設(shè)計。同時結(jié)合一年一度的學(xué)院科技創(chuàng)新活動,每年更新一些科技制作課題,學(xué)生完成項目之后,即可參加學(xué)院的科技創(chuàng)新活動評比。
以教學(xué)、科研及競賽項目為電子技術(shù)課程設(shè)計題目,為學(xué)生創(chuàng)造了研究性學(xué)習(xí)的機會,提高了其實踐技能。在課程結(jié)束之后,學(xué)生依然可以進行后續(xù)的深層次學(xué)術(shù)研究,通過項目研發(fā)過程的工程磨煉,提高學(xué)生的實踐技能,大大激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識,對于學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)發(fā)揮出了巨大的作用。同時,學(xué)生參與教學(xué)科研活動,可以解決創(chuàng)新實踐活動開展中規(guī)模、層次及條件等一系列問題,極大程度促進了創(chuàng)新實踐活動的開展,這些學(xué)生作為教學(xué)科研工作的生力軍,也是每年學(xué)院參加各項學(xué)科競賽的主要力量。
在課程改革中我們突出了學(xué)生創(chuàng)新意識及工程素質(zhì)的養(yǎng)成,體現(xiàn)了“內(nèi)容綜合、面向工程、緊跟時代、激發(fā)創(chuàng)新”的特征,促進了電子技術(shù)創(chuàng)新教育體系的不斷完善和可持續(xù)發(fā)展。近年來多次獲得全國、北京市及華北賽區(qū)的各類獎項,其中2009年獲得全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽一等獎1項,2012年獲得全國大學(xué)生“飛思卡爾”智能車大賽一等獎1項的好成績。
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