電子實(shí)踐教學(xué)與設(shè)計(jì)競(jìng)賽改革探究
時(shí)間:2022-01-06 03:46:48
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1改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,體現(xiàn)實(shí)踐“教”“學(xué)”新貌
在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)中最大的特點(diǎn)和成功就是在于以學(xué)生為主體,以興趣為導(dǎo)師,以項(xiàng)目實(shí)踐為主、教師輔導(dǎo)為輔的學(xué)習(xí)鍛煉模式。在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常可見(jiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)自由討論,學(xué)生在“做中學(xué)”“學(xué)中做”,真正提高了學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)。這種模式下學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)刻苦,學(xué)生的自信心、實(shí)踐能力得以提高;創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)得以建立和培養(yǎng)。本科實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的課程設(shè)置和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相對(duì)比較老化,缺乏靈活性,且書(shū)本知識(shí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的聯(lián)系相對(duì)單一,實(shí)踐內(nèi)容多為課本理論知識(shí)的測(cè)試性、驗(yàn)證性、模仿性內(nèi)容,學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的融會(huì)貫通能力幾乎沒(méi)有,學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及積極性相對(duì)比較差;同時(shí),大學(xué)本科學(xué)院由于經(jīng)費(fèi)有限,實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)技術(shù)更新能力不夠,對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)重視度不夠,在傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)理念缺乏對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)和實(shí)際解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。借鑒電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)模式,在本科實(shí)踐教學(xué)中實(shí)現(xiàn)本科實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的融合。以工程實(shí)踐素質(zhì)培養(yǎng)為主線,改革原有的基礎(chǔ)實(shí)踐課程電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn),如電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)、EDA實(shí)驗(yàn)以及電子綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等,在內(nèi)容體系上實(shí)現(xiàn)工程實(shí)踐訓(xùn)練培養(yǎng)模式。電子專(zhuān)業(yè)類(lèi)本科實(shí)踐教學(xué)經(jīng)過(guò)多年的改革基本大多形成了電子基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn)—電子專(zhuān)業(yè)類(lèi)實(shí)驗(yàn)—電子綜合類(lèi)實(shí)踐三個(gè)層次。為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性,在課程內(nèi)容和實(shí)踐手段上跟進(jìn)新思維新技術(shù)新發(fā)展,從基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)開(kāi)始就建立學(xué)生工程實(shí)踐鍛煉的思路,引導(dǎo)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。1在基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)踐教學(xué)中,以內(nèi)容多樣實(shí)用性實(shí)驗(yàn)代替內(nèi)容單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,增加與工程實(shí)踐緊密相關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如電源設(shè)計(jì)、濾波電路、選頻網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)等。對(duì)理論性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如戴維南定理疊加定理等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行刪減,增加變壓器的實(shí)驗(yàn)。簡(jiǎn)化理論推導(dǎo)計(jì)算,強(qiáng)化學(xué)生安裝、調(diào)試能力,同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)方法重要性的指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)規(guī)范的指導(dǎo)。2在專(zhuān)業(yè)類(lèi)實(shí)踐教學(xué)中,加強(qiáng)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)作用,強(qiáng)調(diào)參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)參數(shù)的含義講解。同時(shí)為貫通學(xué)生軟硬件設(shè)計(jì)和軟件編程能力,將專(zhuān)業(yè)類(lèi)實(shí)踐教學(xué)課程進(jìn)行融合,如微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)課程與C語(yǔ)言課程的融合、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程與傳感器技術(shù)課程的融合、實(shí)現(xiàn)軟硬件聯(lián)合調(diào)試與分析,還可以進(jìn)行功能擴(kuò)展,指引學(xué)生“學(xué)中做”。3在綜合性實(shí)踐教學(xué)中,借鑒電子設(shè)計(jì)大賽的模式與內(nèi)容,在原有基礎(chǔ)上增加綜合性、應(yīng)用性較強(qiáng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)(課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、電子綜合實(shí)驗(yàn)等,加強(qiáng)工程項(xiàng)目實(shí)踐的鍛煉。以提升實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性、實(shí)用性、系統(tǒng)性為前提,實(shí)時(shí)融入當(dāng)前最新技術(shù)新知識(shí),不但能增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐意識(shí),提高學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,指引學(xué)生“做中學(xué)”。與電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)相比,本科實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)側(cè)重點(diǎn)是引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,教師的“教”更多是“引導(dǎo)、誘導(dǎo)”學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),學(xué)生才能更好地“學(xué)”。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中加強(qiáng)與工程實(shí)際相結(jié)合,與應(yīng)用相結(jié)合,可以使得更多的學(xué)生受益,同時(shí)也為電子設(shè)計(jì)大賽類(lèi)的學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)提供更多的優(yōu)秀學(xué)生。
2采用多種教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)模式中,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生實(shí)踐的原動(dòng)力。在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,良好的實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備,優(yōu)秀的教師輔導(dǎo),使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力得以更好地提高。本科實(shí)踐教學(xué)的條件和設(shè)備就相對(duì)受限了,而且本科實(shí)踐教學(xué)時(shí)間內(nèi)容空間也是有限的。采用多種教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是本科實(shí)踐教學(xué)的第一任務(wù)。
2.1建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
將Multisim、Proteus仿真軟件引入實(shí)踐教學(xué)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和跟進(jìn)技術(shù)發(fā)展的第一步?;贛ultisim軟件建立電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),克服電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容理論化難于理解的問(wèn)題,能很好地解決學(xué)生學(xué)習(xí)興趣學(xué)習(xí)引入的問(wèn)題;基于Proteus仿真軟件建立單片機(jī)、ARM虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),能提升學(xué)習(xí)興趣同時(shí)加強(qiáng)工程實(shí)踐鍛煉。利用互聯(lián)網(wǎng)和校園網(wǎng)設(shè)施和條件,建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),將數(shù)據(jù)資源共享、內(nèi)容開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)信息交互;讓學(xué)生隨時(shí)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)獲取實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的資料,自己動(dòng)手配置、連接、調(diào)節(jié)和使用虛擬儀器進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn);降低學(xué)生面對(duì)教師產(chǎn)生壓力和依賴情況,實(shí)現(xiàn)學(xué)生遠(yuǎn)程自主實(shí)驗(yàn)教學(xué);還能解決實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)設(shè)備沖突和緊缺等情況,營(yíng)造網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和移動(dòng)學(xué)習(xí)的氛圍.
2.2采用多種教學(xué)方法
相同的教學(xué)內(nèi)容不同的教學(xué)方法,可以獲得不一樣的教學(xué)效果。在實(shí)踐教學(xué)中引入項(xiàng)目案例講解并實(shí)踐,以工程實(shí)踐設(shè)計(jì)模塊化教學(xué),加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性,注重對(duì)學(xué)生的引導(dǎo),鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐素質(zhì)。例如,在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用最小系統(tǒng)模塊、定時(shí)中斷模塊、液晶控制顯示模塊、ADC/DAC模塊等實(shí)際應(yīng)用范例,不僅有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性創(chuàng)造性思維,有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)效果,更是為后續(xù)學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)大賽等活動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐能力綜合培養(yǎng)做好充分的知識(shí)儲(chǔ)備。
2.3建設(shè)綜合性開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室
開(kāi)放的含義有兩層:設(shè)備管理開(kāi)放,能為學(xué)生提供所需的所有實(shí)驗(yàn)設(shè)備和元器件;在時(shí)間上開(kāi)放,學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間安排。綜合性開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室也是自主創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)室能夠滿足學(xué)生自主選做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,可以是單一性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,也可以是設(shè)計(jì)性應(yīng)用性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供常用的信號(hào)源、示波器、電源、萬(wàn)用表等常用儀器,以及各類(lèi)單片機(jī)最小系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)板、EDA實(shí)驗(yàn)箱、仿真器、PCB制作臺(tái)、調(diào)試臺(tái)等設(shè)備。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室還配有輔導(dǎo)教師,指導(dǎo)學(xué)生正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生通過(guò)自主設(shè)計(jì)應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,不僅將所學(xué)書(shū)本理論知識(shí)融會(huì)貫通,增進(jìn)實(shí)踐動(dòng)手能力,更是有助于學(xué)生學(xué)習(xí)自主性和主體性的培養(yǎng)。
2.4開(kāi)展各種專(zhuān)題培訓(xùn)講座
電子設(shè)計(jì)大賽題目大多具有綜合性、實(shí)用性特點(diǎn),題目涉及專(zhuān)業(yè)知識(shí)理論多,涉及工程實(shí)際問(wèn)題多。經(jīng)過(guò)多年深入研究分析各類(lèi)電子設(shè)計(jì)大賽的題目,電子設(shè)計(jì)大賽題目范圍主要分為信號(hào)源、電源、放大器、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、發(fā)射接收系統(tǒng)和控制系統(tǒng)7大類(lèi)型。涉及電路、電子技術(shù)、高頻電路、通信電路原理、單片機(jī)原理及其應(yīng)用、電子測(cè)量、可編程邏輯期間、電子線路設(shè)計(jì)等多門(mén)課程[3]。在本科實(shí)踐教學(xué)中有意識(shí)地結(jié)合每年的電子設(shè)計(jì)大賽題目,有針對(duì)性地開(kāi)展各類(lèi)專(zhuān)題實(shí)踐培訓(xùn)講座。例如,電源設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用電路、放大器電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)等;同時(shí),提出同一設(shè)計(jì)題目的不同實(shí)現(xiàn)方案對(duì)比,不同設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決思路差異等;結(jié)合學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)問(wèn)題展開(kāi)各種專(zhuān)題討論。有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的思路和方法,展開(kāi)知識(shí)點(diǎn),拓寬視野,有助于學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)的培養(yǎng),有助于學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。
3拓展課外科技活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力
豐富多彩的課外實(shí)踐活動(dòng),是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神和發(fā)展學(xué)生個(gè)人興趣的有效途徑[4]。課外活動(dòng)不僅能開(kāi)闊學(xué)生的眼界,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,盡力縮短書(shū)本知識(shí)與工程實(shí)踐之間的距離,促進(jìn)學(xué)生自主完善知識(shí)結(jié)構(gòu),提高學(xué)生的自學(xué)能力,還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研精神,增進(jìn)學(xué)生的工程實(shí)踐素質(zhì)培養(yǎng)。課外科技活動(dòng)的形式多種多樣,除了各種全國(guó)性地方性的各類(lèi)電子設(shè)計(jì)比賽,如全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”“TI電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽杯”“盛群杯”等大學(xué)生課外科技活動(dòng),還有校內(nèi)的各種科研訓(xùn)練,例如,參加老師的科研項(xiàng)目或?qū)W生自己申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項(xiàng)目等學(xué)生科研項(xiàng)目。參與各種課外科技活動(dòng),不僅能夠考驗(yàn)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)合力和臨場(chǎng)應(yīng)變能力,而且每次活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)對(duì)每個(gè)學(xué)生的心理和能力成長(zhǎng)也很重要,在參與活動(dòng)的同時(shí)更是鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的好機(jī)會(huì)。學(xué)生通過(guò)參與各種科技活動(dòng)開(kāi)闊了視野,增強(qiáng)了競(jìng)技心理與承受能力,通過(guò)“實(shí)踐—問(wèn)題—解決—實(shí)踐—成功”,能鍛煉學(xué)生的構(gòu)思能力、設(shè)計(jì)能力,提高團(tuán)隊(duì)的合作能力和運(yùn)作效率。此外,課外的各類(lèi)科技競(jìng)賽活動(dòng)所涉及知識(shí)的深度和廣度,不僅能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力,也是對(duì)學(xué)生電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)踐能力的綜合檢驗(yàn)。
4結(jié)束語(yǔ)
電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培養(yǎng)模式能夠有效地增強(qiáng)學(xué)生的綜合專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)以及實(shí)踐動(dòng)手能力。將這種培訓(xùn)模式的理念融合到本科實(shí)踐教學(xué)改革中,虛實(shí)結(jié)合,項(xiàng)目案例教學(xué),加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng),有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。在實(shí)踐中加強(qiáng)理論學(xué)習(xí),在實(shí)踐教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐意識(shí)的培養(yǎng),使學(xué)生在具有基礎(chǔ)理論和基本實(shí)踐技能的同時(shí),創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力也得以很好地提高和鍛煉。
本文作者:何莉張里工作單位:重慶理工大學(xué)