綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)研究與實(shí)踐

許岳兵　張登玉　譚岳衡　龍祖強(qiáng)

摘 要:《綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程綜合性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。根據(jù)該課程的特點(diǎn),結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,從課程的教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核評(píng)價(jià)進(jìn)行了探索性改革,取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)模式教學(xué)改革

中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)07(c)-0158-01

《綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是電子信息類本科學(xué)生的一門專業(yè)必修課程。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以獲得綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本技能,培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、創(chuàng)新思維與團(tuán)隊(duì)合作等多方面能力與素質(zhì)。課程綜合性強(qiáng),運(yùn)用模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)原理、微機(jī)原理、嵌入式系統(tǒng)等多門課程的基本理論與知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐,對(duì)學(xué)生的專業(yè)綜合能力要求較高。

通過調(diào)研,發(fā)現(xiàn)國內(nèi)高校在實(shí)際教學(xué)中普遍存在以下不足和值得改進(jìn)的方面:課程設(shè)計(jì)的選題一般由實(shí)驗(yàn)教師確定,設(shè)計(jì)題目較少且多年不曾改變,造成學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣不高。課程設(shè)計(jì)一般由教師布置任務(wù),在課堂中講述設(shè)計(jì)步驟、方法和注意事項(xiàng),由學(xué)生自行查找資料,最后由教師給出參考電路圖。在整個(gè)教學(xué)過程中,教師對(duì)學(xué)生的啟發(fā)不夠,與學(xué)生的交互較少,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和創(chuàng)新能力得不到提高,部分學(xué)生對(duì)教師的依賴性較強(qiáng),對(duì)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題不能積極的思考,不愿獨(dú)立創(chuàng)新。

結(jié)合該課程特點(diǎn)和本校學(xué)生的實(shí)際情況,以提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神為教學(xué)目標(biāo),筆者針對(duì)綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核評(píng)價(jià)等進(jìn)行了探討。

1 教學(xué)模式的改革

實(shí)施以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主的教學(xué)模式,確定以學(xué)生為中心的新型教育理念,以實(shí)驗(yàn)室為主要課堂,教師在學(xué)生討論、實(shí)踐過程中以引導(dǎo)為主,授課為輔,學(xué)生以自主研究、設(shè)計(jì)、系統(tǒng)搭建實(shí)現(xiàn)和總結(jié)為主。課程教學(xué)的具體實(shí)施方法如下:

通過實(shí)際案例,以授課和討論為主要形式,分單元進(jìn)行教學(xué),系統(tǒng)地介紹綜合電子系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)的主要方法與步驟。一個(gè)單元的內(nèi)容授課完成后,給出主要議題分組進(jìn)行討論,及時(shí)解答學(xué)生提出的問題。定期聘請校內(nèi)外科研水平高、工程經(jīng)驗(yàn)豐富的專家,以專題講座形式介紹電子信息領(lǐng)域最新技術(shù)和產(chǎn)品,拓展學(xué)生的視野,指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和借助先進(jìn)技術(shù)解決實(shí)際的工程問題。學(xué)生根據(jù)自己所掌握的專業(yè)知識(shí)和興趣愛好,選擇一個(gè)具有工程背景的課題作為實(shí)踐項(xiàng)目,自主制定課題的功能、規(guī)模和性能指標(biāo),經(jīng)教師確認(rèn)課題的合理性、實(shí)現(xiàn)的可行性和知識(shí)的深度后,開始進(jìn)行系統(tǒng)分析、研究設(shè)計(jì)與工程實(shí)現(xiàn)。最后進(jìn)行項(xiàng)目總結(jié),撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告,制定測試和演示方案,教師對(duì)作品進(jìn)行驗(yàn)收、質(zhì)詢,分組進(jìn)行項(xiàng)目答辯。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革

為了達(dá)到讓學(xué)生將多門課程建立有機(jī)聯(lián)系從而靈活運(yùn)用的能力,以及將所學(xué)知識(shí)綜合應(yīng)用解決實(shí)際問題的能力,構(gòu)建了電子類本科綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)體系。該體系由理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課外創(chuàng)新和學(xué)科競賽四個(gè)層次組成。

課程體系結(jié)構(gòu)將隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展作相應(yīng)的調(diào)整,以適應(yīng)電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,以滿足加強(qiáng)素質(zhì)教育、培養(yǎng)復(fù)合型、研究型、開拓型人才的時(shí)代要求。在課程內(nèi)容設(shè)置上更好地與電子信息學(xué)科專業(yè)前期課程和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相配合,與專業(yè)基礎(chǔ)課程相輔相成、相互滲透,更好地突出對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力與工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

為了滿足課程知識(shí)綜合、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新研究和自主發(fā)揮的教學(xué)要求,根據(jù)學(xué)生分組的情況,向?qū)W生公布一些有學(xué)科針對(duì)性的課題,開放實(shí)踐內(nèi)容的限制,給出概括性的要求。讓學(xué)生根據(jù)科學(xué)專業(yè)方向結(jié)合自身興趣愛好,自主選擇一個(gè)具有一定工程背景或應(yīng)用價(jià)值的課題,在廣泛查閱文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,初步規(guī)劃系統(tǒng)的功能與指標(biāo)。經(jīng)過指導(dǎo)老師確認(rèn)課題的合理性和實(shí)施的可行性后,具體進(jìn)行項(xiàng)目的規(guī)劃和設(shè)計(jì),借助EWB、Proteus、Pspice等多款EDA軟件進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。為了真正鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,要求學(xué)生在確定最佳設(shè)計(jì)方案后,必須要到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行焊裝、測量和調(diào)試,最終以實(shí)物的形式實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目。項(xiàng)目完成后,需要撰寫項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告,對(duì)課題進(jìn)行總結(jié);教師針對(duì)學(xué)生所設(shè)計(jì)課題的創(chuàng)意構(gòu)思、先進(jìn)性、功能指標(biāo)、完善程度進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收,分組進(jìn)行項(xiàng)目的答辯。教師根據(jù)實(shí)物驗(yàn)收、設(shè)計(jì)報(bào)告和在答辯中的表達(dá)與應(yīng)變能力等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)方案,確定實(shí)施方法與手段,教師僅在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候加以啟發(fā)引導(dǎo)?？梢宰寣W(xué)生較系統(tǒng)地掌握綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的選項(xiàng)立項(xiàng)、方案論證、工程設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)調(diào)試、文檔整理等全過程的各個(gè)環(huán)節(jié),充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

4 考核方式的改革

建立科學(xué)的知識(shí)評(píng)價(jià)體系,采取良好靈活的考核方式,充分體現(xiàn)教育的公平性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?？己朔绞娇刹扇±碚摽荚?、實(shí)驗(yàn)操作和課題驗(yàn)收等,從多角度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。課程的總成績由平時(shí)成績、理論考試、實(shí)驗(yàn)操作和課題驗(yàn)收四部分構(gòu)成,其中平時(shí)成績占10%、理論考試占30%、實(shí)驗(yàn)操作占30%和課題驗(yàn)收占30%。平時(shí)成績是指課堂表現(xiàn),討論的參與程度,表現(xiàn)出的理解、思維、表達(dá)、創(chuàng)造性等方面的能力,完成平時(shí)作業(yè)的情況。理論考試考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度。實(shí)驗(yàn)操作是指在課程實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出來的掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能與方法的程度,工程實(shí)踐能力,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與階段性成果等方面的因素。課題驗(yàn)收是根據(jù)學(xué)生完成課題情況(包括功能和指標(biāo))、設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告、答辯表現(xiàn)等因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

同時(shí),根據(jù)考核結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析,了解學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié),不斷地改進(jìn)教學(xué)方法,因材施教,更好地達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。另外,還可將全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽選拔工作和該課程的教學(xué)考核結(jié)合起來,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新熱情。

5 結(jié)語

通過綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)改革,解決了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題,激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)踐的原動(dòng)力,調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí),提高了學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐能力,為后續(xù)層次的學(xué)習(xí)和走向工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從歷年學(xué)生的考核成績、參加課外科技活動(dòng)、挑戰(zhàn)杯競賽和電子設(shè)計(jì)競賽的成績、用人單位的評(píng)價(jià)來看,我校在綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)改革中取得了較好成績。

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