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电子设计大赛论文实用13篇

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电子设计大赛论文

篇1

(3)学生制作出的电子作品外观布局多样,如何将设计好的电路进行科学PCB制板能力制板,才能方便焊接,且减少相互干扰,是设计最终成功的关键。

(4)学生在焊接技术不够娴熟,使得电子作品调试不能完全达到要求,焊接的好坏,直接关系到电子产品或制作的质量。为了取得好的赛绩,必须着力培养学生电子设计制作的综合能力,即查阅资料、硬件原理图的设计、电路板的布线与制作、焊接功能测试能力。其中硬件原理图的设计能力的培养是教学中的突出难点。

二、Proteus硬件仿真技术改革电子设计大赛教学内容

电子设计大赛采取理论教学与制作训练结合的集训思路对学生进行指导。理论部分进行模块化分解包括:基本元件;传感器;集成芯片部分。教师按此分类进行模块化理论教学,学生通过模块来构建自己的知识结构,形成个体独特的知识体系。制作训练部分包括:电子仪器和Proteus仿真软件的使用;常用的基本单元模块的设计和制作;综合电子制作训练。理论教学和制作训练在时间安排上遵循交替进行原则,并增加了Proteus硬件仿真技术的应用。Proteus是英国Lab-centerelectronics公司于1989年开发的一款电路仿真软件,拥有丰富的元器件、各种虚拟仪器、图形化的分析功能,现已在全球50多个国家得到应用,广泛应用于高校的大学生或研究生电子学教学与实验以及公司实际电路设计与生产。Proteus主要由两部分组成:ISIS原理图设计仿真系统;ARES印制电路板设计系统。硬件原理图的设计能力是困扰学生的突出难题,也是保障电子设计制作成功的重要前提。因此,在电子设计大赛中将主要应用Proteus软件的ISIS原理图设计仿真系统辅助教学。Proteus软件硬件原理图设计及仿真的具体步骤为:新建设计文件并设置图纸参数和相关信息;放置元器件;对原理图进行布线;利用ISIS提供的电气规则检查命令检查原理图,调整原理图布局;电路运行调试。

三、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中的教学实施

Proteus硬件仿真技术作为一种先进的教学手段,贯穿应用于电子设计大赛的理论教学和制作训练教学全过程。

1.Proteus硬件仿真技术在理论教学中应用Proteus软件提供了很多种类的虚拟仿真工具,包括探针、虚拟仪器、信号发生器、仿真图表等。Proteus软件的虚拟仿真模式包括交互式动态仿真和基于图表的静态仿真。采用虚拟演示实验的方法,将Proteus仿真技术引入电子设计大赛理论教学环节,教师可以通过多媒体展示电路的仿真情况,形象地讲解电路理论及原理,使学生清晰观察到电路运行的现象、信号波形以及各种参数曲线,从感性上加深对电路原理与性能的理解,直观地掌握教学内容,提高教学的效果与效率。以非门电路组成非对称型振荡电路为例,电路的基本工作原理是利用电容器的充放电。当输入电压达到非门的阀值电压Vth时,非门的输出状态发生变化。因此,电路输出地脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。通过Proteus软件的交互式动态仿真方式,采用虚拟示波器输出电路中的四处节点波形,从波形结果发现:非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的,输出脉冲宽度tw1=RC,tw2=1.2RC,T=2.2RC。通过调节R和C值,可改变输出信号的振荡频率,改变C实现输出频率的粗调,改变R实现输出频率的细调。

2.Proteus硬件仿真技术在制作训练中应用

制作训练采用循序渐进的方式进行,制作训练初期主要是电子仪器和Proteus软件的使用;从制作训练中期开始,需针对常用的基本单元模块进行设计与制作;制作训练后期,以往届赛题和模拟赛题为训练内容进行综合电子制作。通过分析往届赛题发现,计数显示电路的设计训练是赛前培训的重点之一。现以一款数字显示倒计时定时基本单元电路的设计为例,该电路适用于各种需要定时的场合,如电话定时、路灯定时、某一种状态或过程控制定时等。按照Proteus硬件原理图设计步骤,电路主要由计数脉冲产生电路、减法计数与数字显示电路组成。其中计数脉冲产生电路可以由NE555芯片按照多谐振荡电路进行接线,也可以由简单的门电路产生,还可以由运放电路产生,此处简要地用矩形波信号源表示计数脉冲输入信号。减法计数与数字显示电路主要由可预置4位二进制可逆计数器U1(74HC193)、U2(译码/驱动CD4511)、U3共阴极七段数码管组成。R2与C1组成预置数电路,在通电瞬间对U1(74HC193)进行预置数9。之后,U1的4脚每接收到一个负脉冲,U1计数一次并减一,数码显示由9变成8,当定时时间一到,显示器显示0,并且U1的13脚TCD输出一负脉冲,由该信号驱动各种执行元件,如晶体管、晶闸管、继电器、光耦合器等。本电路作为一款通用基本电路,只需稍作改动就可实现多种功能,例如需要进行两位数显示,只需改用两片74HC193分别对个位和十位进行计数,再用两片CD4511驱动两位数字显示即可;如果需要实现倒计时定时报警功能,只需利用U1(74HC193)的13脚TCD作为触发信号连接驱动蜂鸣器的执行电路即可。采用Proteus硬件仿真技术,在原理图设计阶段就可以进行评估,验证所设计的电路是否达到要求的技术指标,还可以通过改变元器件参数使整个电路的性能最优化,大大节省了设计时间与经费,提高了设计效果和质量。

四、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中实施的效果评价

1.Proteus为电子设计大赛提供了多媒体教学平台

Proteus软件为理论教学提供了先进的实验、演示和电路分析。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性,讲解各种参数改变对电路的影响,帮助学生突破抽象的难点知识的理解,形成扎实系统的知识体系。

2.Proteus为电子设计大赛提供了虚拟实训平台

Proteus软件所提供的一系列元件库,既能实现实验箱固定模块的验证功能,还能根据教学内容进行调整,整个过程不受时间、空间限制,突破了传统实训室的局限性,克服了学校经费不足和仪器设备不足对教学指导的困扰。

3.Proteus为电子设计大赛提供了创新平台

Proteus软件提供的硬件仿真功能,为电子设计大赛注入了活力,培养了学生科学的电子设计方法,有效地提高了学生针对实际问题进行电子设计制作的能力以及创新发挥的能力。

篇2

1.成立电子设计大赛领导小组。为高效组织竞赛活动,在竞赛正式进行前至少一学期,应专门成立电子设计大赛领导小组。领导小组人员不要太多,一般在10人以内。小组里应设组长1名,可由专管教学的副校长肩任;副组长2人,可由代表学校参赛的学院院长和校教务处处长共同肩任;小组成员5一7人,由与电子大赛的开展工作相关联单位的负责教师构成。领导小组的主要职责是负责大赛的组织与管理工作。具体包括:(l)培训计划和集训方案的制定淞)负责电子设计竞赛环境建设及资料收集;(s)负责竞赛联络与组织工作;(4)定期召开领导小组研讨会,交流电子设计竞赛指导经验。

2.加强宜传与学生动员工作,激发学生的参赛热情。针对参赛学生所学专业知识及所掌握基本技能的实际情况,在宜传及动员学生时,应以大三学生为主力军,大二、大一学生中的佼佼者为后备军。因为大三学生已具备一定的专业基础知识和实践动手能力,而大二、大一学生相比较大三学生来说要弱些。所以,鼓励大三学生自己报名,要求辅导员及专业课教师推荐大二、大一学生中的佼佼者,从而构成培训班。这样既满足电子设计大赛参赛学生具备扎实及宽广理论知识的基本要求,又起到“高年级学生带低年级学生”、延续锻炼学生的目的。在这种宜传和动员思路的依托下,充分发挥辅导员及学生干部的积极作用,集中对大三学生进行关于电予设计大赛的广泛宣传及动员。领导小组开动员大会,让学生了解学校在前几届全国大学生电子设计竞赛中取得的成绩及参加电子设计大赛的目的和意义,通过学校和学院各部门对这项活动的宣传和热情支持,能充分调动学生的参赛积极性。

3.做好学生的集训工作,并选拔出优秀的参赛选手。将报名的学生和辅导员推荐来的低年级学生中的佼佼者组建成一个理论培训班,以参加专业的专题集训。由于正式参加竞赛的学生名额有限,因此须对培训班的学生进行筛选。筛选的基本原则是综合考虑学生在接受培训期间所表现出来的纪律性、团队精神、意志品质、自学能力、专业知识的强弱和实际动手能力。最后留下的学生应该具备两方面的素质:一方面应该具有严格的自律性、坚韧不拔的精神和较强的团队协作精神,另一方面应该具备较宽广扎实的专业知识、较强的实践动手能力、一定的科技论文写作能力和灵活应变的能力。当然,学生在报名前接受的是大众化的课堂学习和实验室里的实验课练习,没有进行专门的纪律性教育,所学专业知识面很窄很浅,而且由于实践环境也有限,学生实际动手能力没有得到系统的锻炼,理论联系实际的能力较差。此外,因为没有系统的完成一个设计题目,所以不能在几个同学的协作下较好地完成论文写作、题目设计、实物制作和答辩这整个过程,而这些都是电子设计竞赛涉及到的必要内容。因此,必须对学生进行有针对性的培训,增强他们的专业理论知识,提高他们的实践动手能力,培养他们的团队协作精神和坚强的意志力。根据培训的进程,将学生的筛选工作分为初选、复选和终选三个阶段。

(1)初选:专业理论知识专题讲座和基本计算机操作培训结束后,组织教师向领导小组系统汇报培训期间学生集训及组织与管理等方面工作的开展情况,领导小组通过听取组织教师的汇报,再听取上课教师和培训学生代表双方对培训的心得意见,经充分讨论后,根据上课考勤、作业完成情况、专业基础知识及学生的意志品质,对培训学生进行初选,最后留下三倍于正式参赛人数的学生继续接受基本技能培训。很显然,初选的原则主要看重学生的纪律性、专业基础知识、自学能力和意志品质。

(2)复选:基本技能培训结束后(包括常用仪器仪表的使用,常用EDA软件使用技巧,单片机系统设计,软件工程技术,HDL语言及编程,无线电技术,科技论文写作,以及相应的实验和设计),根据学生在培训中体现出来的自己解决问题的能力、实践动手能力的强弱及论文写作能力进行筛选,最后留下两倍于正式参赛学生人数的学生接受综合训练。

(3)终选:根据复选后的学生的个人兴趣和特长,将学生分为几个专业专题小组,由指导教师指导各组学生单独完成一个设计题目,包括资料查找、设计方案的确定、电路设计、软件编写、硬件调试、论文写作及答辩。通过这次综合训练,系统地提高了学生的论文写作、软件编程及硬件制作与调试的综合能力,同时进一步地培养了学生的团结协作精神。因而在筛选学生时,主要考查学生三方面的能力—科技论文写作、常用电子电路软件设计、硬件设计与调试。首先留下那些同时具备上述三种能力的学生,但实际上这样的学生很少,大部分学生只是具备其中某些方面的能力,比如有的学生论文写得好,但是软硬件差,有的学生硬件制作与调试能力强,但在软件编程方面又有欠缺。而电子设计竞赛就需要参赛组具备上述三种能力,并不是一定要求参赛小组的每个成员都具备上述三种能力,因而在筛选学生时,只要将只具备某项能力的学生有机搭配在一起,促使参赛小组共同具备上述三种能力就行了。所以,根据参赛组数,按照比每组参赛学生多一名学生的原则进行终选。然后将终选的学生再一次按照几个大的专业方向进行分组,每组配备两名指导教师。在指导老师的指导下,一方面,预做一些常用的单元电路,如电源、放大器、机箱、软件开发平台等,为大赛作好一切的前期准备工作;另一方面,有针对地进行实战模拟训练,即在规定的三四天的时间里,全面系统地完成指定的设计题目。

在筛选学生的过程中,要注意两方面的问题:一方面是要加强对学生的培养,使学生有所获。即使大部分学生最后没能人选参赛,但是他们通过培训,知道自己在某些方面的欠缺,促使他们更加努力的学习,以迎接更大的挑战。另一方面是注意不同年级学生的延续培养。相比较而言,大二学生的专业知识比大三学生的差些,大一学生又比大二学生差些,如果只是一成不变的按照上述筛选原则,最后留下的学生中肯定没有低年级的学生了,即使有也是寥寥无几,倘若这样势必造成学生培养的断层。所以,在集训时,应有意识的对低年级学生加倍培养,以此缩短他们与高年级学生之间的差距,在筛选时有意留下其中的佼佼者,在参赛时,除了特别优秀的低年级学生直接作为选手参赛以外,其他的低年级学生被配备到各参赛小组作为辅助,让他们感受大赛的激烈气氛,为下届大赛的正式参赛作好准备。

4.加强对学生的管理工作。对学生的管理贯穿于整个大赛的赛前培训与选拔、赛中竞赛、赛后答辩的过程中,它同学生的组织工作是相辅相成的。针对大赛的赛前、赛中和赛后这三个过程的不同,对学生的过程管理的侧重点及采用的方式方法也不同。(1)赛前培养与选拔时期。主要训练学生的纪律性和自学能力,对学生听专业讲座的课堂纪律和实践操作训练的团队协作精神进行培养和管理,采用的方法除了制定严格的作息制度和实践规章并严格考核以外,重要的一条管理思路就是让学生自己管理及相互监督、提示和管理,比如在培训班里选出一名班长和一名副班长,由他们负责班里的日常事务并通知相关事宜,如擦黑板、考勤、收交作业、收集学生对听课的反馈意见、通知培训安排及反映学生的思想动态等。组织教师根据掌握的实际情况,及时采取措施作好上课教师与学生之间的沟通工作,从而促使培训任务的圆满完成。(2境赛正式进行时期。主要要求学生严格遵守赛场规则,冷静、有条理地对题目进行分析与设计,这是对赛前学生纪律性教育和专业能力培养的检验,当然对那些不遵守赛场纪律,不服从监考老师指令的学生要严格批评并坚决处理。因为赛场赛风直接代表了参赛单位即学校的名誉。(3赓后答辩时期。除了提前对学生进行答辩技巧的培训外,主要是在组织学生到答辩现场参加答辩时进一步加强学生的纪律性及其他日常管理,即在确定了论文答辩的学生和实践操作技巧答辩的学生后,加强同组三名学生之间的协作意识和应变能力,但根本宗旨只有一条,这就是服从答辩教师及专家的指令,冷静、灵活地应对所发事情,充分展示自己的能力,充分展现学校的丰采。

二、对教师的组织与协调

初选的学生只是对部分专业知识进行了简单的书本上的学习,在知识掌握的宽度和深度上都欠缺很多;同时,在实践操作上也仅仅通过实验课和一些校内竞赛得到的锻炼,它所形成的实践能力远远达不到电子设计大赛的基本要求,因此,就需要有一支综合能力强的教师队伍来对参赛学生进行综合培养,既包括专业理论知识和实际动手能力及科技论文写作能力的培养,又包括团队协作精神及吃苦耐劳精神的培养。可以说,如果没有这样一支综合能力强的教师队伍对参赛学生进行孜孜不倦的培养,就没有综合能力很强的参赛队伍,也就不可能在大赛中取得可喜的成绩。同理,仅仅有能力强的教师,而没有对这些教师进行有效的组织与协调,就是一盘散沙,也就不能发挥出这支教师队伍的巨大能量。如何对教师进行有效的组织与协调呢?总结起来有这样几个方面:

1、建立激励机制并付诸实施。学校应该专门制定对参与学生科技活动指导的教师进行激励的措施,比如对获取省级及省级以上竞赛奖的参赛小组的指导教师计算科研积分,并且这些经历及积分将作为职称评定及评优的重要项目。在学校激励措施的前提下,领导小组再结合实际制定一些奖励及处罚措施对教师加强组织与管理,比如对获取省级及省级以上竞赛奖的参赛小组的指导教师颁发证书和奖金奖励,在当年评优及推优上享有优先权。这些激励机制的出台将极大地增强教师参与大赛的积极性,再通过有效的协调与组织管理,就能发挥出指导教师的巨大作用。在赛后,根据既定的奖励与处罚措施,对相关教师进行了实事求是的奖励与处罚,既树立了学校及领导小组的良好形象,又激发了教师参与大赛指导的热情。

篇3

第一,电子信息技术在诸多高新技术中是发展最快、最具活力、而且对自然科学的其它领域、对人类社会的发展乃至人们的日常生活影响最大的学科。作为在高校学习的大学生们,无论是电类的,还是非电类的,也无论理科的还是工科的,都必须对电子信息技术(包括模拟技术及数字技术、电子视听技术、电子测量技术、自动控制技术、近代通信技术、计算机科学及应用技术、光电技术等等)有一定程度的了解,都必须掌握和具有一定的电子信息技术方面的应用能力。我们所说的创新能力,当然而且必须包括电子信息方面的应用能力。

第二,21世纪既是电子信息时代,同时也是自然科学各个领域(学科)相互交叉渗透、相互融合的时代。这是当今科学技术发展最鲜明的特点之一。当前,电子信息学科已成学科相互交叉渗透的焦点,几乎找不到不采用电子信息技术为本学科服务的学科,这已是不争的事实和规律。很多非电学科都在大量采用电子信息技术来提高本学科的自动化程度,以电测技术来提高本学科的测量速度、范围和精度,从而促进本学科的发展。很多学科已把采不采用电子信息技术作为衡量其是否先进,是否接近现代化的尺度。因此,将其列为创新教育的主导内容也就是理所当然的事了。

经验证明,以电子信息技术为主导内容的创新实践教育对大学生有着强烈的吸引力,那些学有余力的非电专业学生大都渴望获取这方面的知识和能力。我校除各院系设有创新教育分中心外,还成立了面向全校的“大学生创新院”。在创新院下设的三个创新教育实践班中,其中两个属于电子信息学科,即“机电实践强化班”和“软件实践强化班”,而另一个“数模强化班”也以计算机为写作工具。而参加这三个中心活动的学生中,非电专业学生占65%,可见这些非电专业学生对学习电子信息技术的渴望程度。这些学生通过在中心的活动,创新实践能力显著提高。我院在2003年的全国大学生电子设计大赛中获得E题全国一等奖的三个学生,其中两个是校机械学院的学生。这些学生通过中心的培训,使本专业与电子信息技术紧密结合,从而显著地提高了创新实践能力。

2.全国电子设计竞赛活动为高校的创新实践教育活动提供了一个好平台

近年来,全国各地举办了很多大型的科技竞赛活动,如“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛和索尼杯全国电子设计大赛。我院的学生都积极参与了这些赛事。从效果看,确实起到了促进和深化创新教育实践活动的作用。笔者作为多次竞赛的指导教师,感受颇深。

(1)以竞赛为契机开展创新实践活动 自1994年始,全国电子设计竞赛已成功举办6届。从学生参赛就可看出电子设计大赛对创新实践教育的影响力,各高校均把参赛作为创新实践活动的重要内容。为参加竞赛,我校组成了多个技术专题组,围绕技术专题开展创新实践活动。学校主管部门则为这些活动提供各种条件,并举办校内的电子设计竞赛,参赛师生都显现出极大的热情,从而推动了创新实践教育活动。

(2)以竞赛来检验创新实践教育效果 开展创新实践教育,根本目的在于激发学生的创新实践意识并提高其创新实践能力。创新实践教育与学校传统的课内教育不同,不能通过一张考卷来评定其教学效果。但各种科技大赛,则是对学员创新实践能力的综合考评尺度。比如电子设计竞赛,从拿到考题后,选题、查阅资料、设计计算、备件、实际动手实施、调试、最后完成作品并写出论文,这些都要在短短的几天内完成,而且这期间可能还要不断修改方案,反复调试。这是对参赛者综合素质的全面检验和考核,是对学员的理论水平、理论联系实践能力、实际动手能力、软硬件综合应用能力、论文书写能力及品质意志、团结协作精神等的大测验。这些能力是实实在在的创新能力,来不得半点侥幸。这也是各高校为什么如此重视这个赛事的主要原因。

篇4

近年来,我校学生分别参加了“全国大学生电子设计竞赛”、“全国职业院校技能大赛”、等多项比赛。经过我们努力,我们取得了可喜的成绩。通过比赛,我们深刻认识到参加电子设计竞赛不但提高了学生的水平,同时也是对我系电子专业实践性教学环节工作的检验。为了全面提升电子专业学生的实践动手能力和综合创新能力来适应各类电子设计大赛对高职学生的要求,应用电子技术专业的实践性教学体系改革刻不容缓。

1 改革传统的教育教学模式

我校应用电子技术专业于1999年开始进行招生,在早期的教学过程中,我们专业教师就根据本专业的特点和实际需要,对教学计划进行适当的微调。2006年,我校电子专业成功申报河南省教学改革省级试点专业,我们对“应用电子技术专业教学计划与大纲”进行了大范围的调整。

根据“以提高人才质量为宗旨,以培养综合能力为目标,以强化职业技能为核心,以就业为导向”的高等职业教育改革指导思想,适时对教学计划做出微调以适应电子信息技术的快速发展。如:2008年,对电子课程设计课程进行了重订,由原来的纯理论教学变为理论加实践操作的教学,使学生要通过本课程的学习,对电子系统的设计过程有个系统的了解,即:理论设计、绘制原理图、制造电路板、焊接元器件、调试电路以及完成课程设计报告。从改革的总体效果看,学生也从实践教学过程中学到了“实实在在”的知识,激发了学生的学习积极性,提高了学生的实践动手能力。

在教学模式上将理论知识和实际操作紧密结合起来,使枯燥的理论知识变得易于接受和理解,大大提高了学生的学习兴趣。要求各门专业课尽量安排在相应的实验实训场所上课,利用实物教学、网络教学,力争教学方案的最佳化,从根本上改变了传统的教学模式。比如单片机、可编程序控制器完全安排在实验室中,随讲随做,对学生进行实践训练。极大地增强了理论与实践教学的直观性和生动性,提高了课堂教学的效益,吸引了更多学生的主动参与,活跃课堂气氛,取得了较好的教学效果,显著提高了教学质量。

通过以上三个环节来综合提高学生的生产劳动技能,取得了良好的教学效果。除此之外,我们还开设了综合开发应用实验选修课来锻炼一部分动手能力比较强的学生,提高他们的学习积极性和创造性。

通过这些改革,学生的实际动手能力和工程设计能力明显提高,毕业生受到了社会的欢迎和好评。参加过电子设计竞赛的学生,他们在系统设计、方案论证、整机装调、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,他们的自信心增强了。他们在毕业设计和科研中,独立工作的能力较强,受到了教师的欢迎和好评。

2 “五环”实践教学体系

按传统教学方法培养的学生,在实践性环节上发生诸多的问题,比如:单元电路正确却无法实现系统联调;理论设计正确却无法在工程上实现功能等等。这种问题的症结点在于电子设计既不是单纯的理论设计也不仅仅是实验设计,而是实践性很强的有特定工程背景的项目。

根据认识规律和学科规律而设计的“五环”实践、实训教学体系。“五环”指的是五个实践环节(基本技能训练、专业技能实训、专业综合实训、顶岗实习和毕业设计)。“五环”教学体系环环相扣、层层递进。

(1)基本技能训练:重点培养学生读图能力,电子元器件的识别、检测技能,仪器仪表的使用技能,电子元器件的焊接与拆卸技能。

(2)专业技能实训:通过EDA电路设计、电工学、数字电子技术、模拟电子技术、单片机、可编程控制器等课程的实训,培养学生按原理图组装功能电路的能力,选择正确仪器、仪表获取关键数据、波形的技能,进行电路参数调整、完成电路整体调试的能力。

(3)专业综合实训:安排一个月的专业综合实训,主要培训学生分析和解决系统问题的能力,整机电路的组装和调试技能,维护、维修技能。

(4)顶岗实习:本专业安排了10个月的顶岗实习,重点培养学生职业综合能力。

(5)毕业设计(论文):要求学生从生产、工程和实际生活中寻找设计题目,独立完成电路设计、元器件选择、印刷电路版制作、元器件焊接、整机调试等环节。本专业安排了三个月的毕业设计,培养学生的创新能力、独立工作能力。

实践教学环节在整个教学时数中所占的比重较大。应用电子技术专业授课学时总量为2600学时,理论授课学时数为1158学时,占学时总数的46%;实践教学(实验、实训、实习、毕业设计等)多达1405学时,占学时总数的54%。整个课程体系的设置中体现实践教学的重要性,为培养学生的实际动手能力和应用技能提供了保障。

3 引入虚拟仿真技术

众所周知,现代电子技术的发展为计算机技术的发展提供了物质基础,计算机技术的发展又为电子信息技术的发展提供了前进的动力,二者是相互促进、相互渗透、共同发展的。

为了将可编程技术及系统模拟仿真技术应用引入教学,我们开设了追踪电子技术发展前沿的“在线系统可编程技术”及“虚拟与仿真技术”等课程;同时,尽可能将各种EDA软件穿插于各门相关课程中,如Protel、Workbench、QuartusⅡ、MATLAB、labview等软件的应用,大大开阔了学生的视野,提高了学生的综合设计能力,提高了设计效率。

4 实践教学与电子设计竞赛紧密结合

全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动,推动高等学校信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。[4]

电子设计大赛,积极推动了我系对电子专业实践性教学环节的教学改革。在平时的实践教学中综合设计环节中,引入电子设计大赛的赛题,电子设计竞赛试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点;所涉及的电类专业的课程有:模拟电路、数字电路、C语言程序设计、单片机原理、电子设计、EDA技术等;

电子设计竞赛成绩作为检验教学改革是否成功的标准。通过近几年的比赛,我们取得了可喜的成绩,2011年,获得参加全国大学生电子设计竞赛河南赛区二等奖1个、三等奖3个,获得全国职业院校技能大赛河南赛区二等奖1个,三等奖1个;2012年,获“毕杯”全国大学生创新设计竞赛全国一等奖,获全国职业院校技能大赛电子产品检测与维修项目全国第三名;从获奖情况不难看出,专业实践教学环节改革的效果在电子设计竞赛中得到了检验,切实提高了学生的实践水平。

我们将不断的调整专业的实践教学体系以适应电子设计大赛对学生知识水平的要求,从而满足不断发展的信息化时代对毕业生的更高需求。

参考文献:

[1]北京北京理工大学.“全国大学生电子设计竞赛获奖作品”[M].2004,8.

[2]深圳职业技术学院.“应用电子技术”教学计划与大纲.

篇5

现代电子系统设计是我校电子科学与技术专业(以下简称为“电子”专业)的一门选修课程。通过该课程的学习与实践,目的是使学生对现代电子系统设计及原理有一个较为完整和系统的认识,并具有一定工艺分析、解决工艺问题和提高产品质量的能力,可以掌握嵌入式系统开发的主要过程,从专业的角度对嵌入式计算机系统进行分析设计,并且掌握ARM处理器的体系结构。从课程的教学目的可知,本课程要求培养学生在知识综合应用和动手实践方面的能力,不仅要求学生具有扎实的基础知识和对知识的综合应用思维,还需要学生具有很强的动手能力和应用能力。

近年来,随着电子技术的发展,电子系统的设计方法和手段也在不断更新和进步。电子系统设计方法在快速发展的电子技术应用中不断受到挑战。从传统手工设计方法到EDA设计方法,从分立元件系统到集成电路设计,从PCB集成系统到芯片集成系统(SoC),从纯硬件系统设计到硬件与软件结合的系统开发,新型电子系统层出不穷,其设计理念也发生着革命性的变化。这使得企业不仅需要毕业生在进入该领域时具备良好的专业能力和素质,更需要他们了解和形成现代电子系统设计的团队思维方式和综合设计方法。同时,学校要促进教学知识与时俱进,培养符合社会需要的实用型工程技术人才,提高学生的就业竞争力;也要对现代电子系统设计课程的教学方法和教学模式进行深刻的思考和改进。

二、存在的问题

现代电子系统设计课程的传统教学模式主要包括理论授课和实践实验两个部分。理论授课主要包括对现代电子系统设计的方法、思维、工具、应用基础的介绍与强化,常用处理器及其体系结构的应用、设计、改进知识和FPGA重构思维、Altium Designer电路原理图及PCB绘制软件的使用,在本课程的教学授课过程中需要贯穿系统设计方法和设计思想。实践实验则以上机实验为主,进行规定实验内容的验证、观察和简单电路的原理设计。电子系统课程所存在的问题主要在教学方法和人才培养方面。

1.教学方法问题

在几年的教学过程中,笔者通过思考和分析课程教学中的问题以及学生的反馈意见,总结了以下几点问题:

(1)基础知识不牢。教师在课堂授课、实践过程中不能很好地将各门课程综合应用,各门课程间缺乏沟通,学生无法将所学知识串连起来,进行综合应用。

(2)教学内容有所欠缺。学生对处理器知识的理解和实际软件编程思维不够深刻,习惯于有实验手册指导条件下的惯性实验模式,一旦教师让他们进行开放性实验来完成设计时,就无法形成系统性思维,各自为战,团队意识不强。

(3)考核方法陈旧。课程的考核方式主要采用大众式的“本门课程成绩=平时成绩+期末考试成绩”的计算方式,学生疲于应付考试,应试态度明显,不去思考本门课程所学内容与先修课程和本学期其他课程的关联,只去死记硬背些条条框框,对于思考题和实际现象无法进行有效分析,形成了固化思维。

2.人才培养问题

除此之外,电子专业在人才培养方面也存在一些问题,主要体现在学生学习主动性以及创新活动的参与度上:

(1)2013年前,电子专业在全国大学生电子设计大赛、辽宁省机器人设计大赛、飞思卡尔杯智能汽车大赛(现更名为“恩智浦”杯智能汽车大赛)、大学生创新创业训练计划等体现和锻炼综合素质的活动中的参与度非常低,仅有3人次参与,这些都侧面反映出学生对所学习的C语言程序设计、模拟电子、数字电子、单片机原理、EDA与VHDL语言等课程的综合应用能力较差,学习和参与的主动性和积极性不高,综合设计能力不强。

(2)根据对学生就业数据的统计调查发现,学生在毕业后两年内从事与本专业相关的研发、技术设计、理论研究工作的人数不到业人数的20%,其他学生多选择改行。在校学生对本专业的认可度也普遍偏低,选择考研的学生中有90%选择了外校。

三、课程改进的方法

为使学生能够更好地掌握现代电子系统设计课程内容,并真正提高系统设计思维和教学效果,我系针对上面出现的问题进行思考,对所发现的问题进行教学环节的切实改进。

1.加强实践训练和实际电路设计

实际的动手训练和电路设计,需要具体分析常用电路原理和具体电路常见故障问题,并加强对学生实际设备操作和实用能力的培养。采用理论教学和实践教学结合的项目驱动方式,由教师结合实际工作经验和教学需要,对学生下发开发板、相关元器件,改变传统仅使用多媒体课件观看图片和以教师理论说教方式完成对电子系统各组成元器件的认知,以硬件电路的设计与开发实践项目为引导,使学生全程接触实际电路和处理器,以实际项目为驱动进行电子系统设计流程、方法、步骤的掌握和训练。教师将STC单片机公司和德州仪器公司赠送的开发板下发给学生,学生2~3人一组进行实际项目的开发和学习,由浅入深,从STC89C52、MSP430单片机开始,逐步接触ARM处理器,完成电路系统的设计与开发,为后续FPGA处理器设计打下良好的应用思维基础。

2.以科技学术活动为激励

学校以全国大学生电子设计大赛、辽宁省机器人设计大赛、飞思卡尔杯智能汽车大赛(现更名为“恩智浦”杯智能汽车大赛)、大学生创新创业训练计划等科技学术活动为激励,通过相关大赛培养学生的应用能力,激发他们的学习积极性和自主性。通过这几年的积极引导,笔者发现,学生在以上竞赛和活动的参与率上得到了明显提升,共获得全国大学生电子设计大赛省级竞赛一等奖、二等奖各2项,参与3人次;获批大学生创新创业计划国家级立项2项,省级立项3项,参与14人次;获智能汽车大赛赛区一等奖1项,二等奖2项,参与2人次;获辽宁省机器人设计大赛二等奖1项,三等奖1项,参与12人次;参与校级及其他各类科技学术活动50余人次。这些大赛不但提高了学生的专业综合素质,还提高了学生的总结能力、文档设计能力、电路设计和软件编程能力。

3.教学团队形式优化学生学习内容

本专业教师联合为同一教学团队,在提高教学质量和学生动手能力的目标下,尽量为学生设计一个统一的综合性题目,增强学生的能力,同时,使各门课程的知识点相辅相成、互相印证,使学生更容易将所学知识进行综合和理解。

4.考核办法改进

考核办法从六个方面考核综合训练完成的成绩,即报告、设计能力、动手实践能力、功能完成情况、课堂研讨回答所提出问题的程度以及综合训练过程中的工作态度等。其中,报告占14%、设计和实践能力占10%、功能完成情况占8%、训练设计掌握程度占6%、课堂研讨回答出的问题占7%、综合训练过程中的工作态度(考勤)占5%。在期末考试的试题中,要增加创见性题目。同时,教师可以鼓励学生发表学术论文,以学术论文替代期末考试。

增加小组设计和小组讨论环节,教师团队设定十组中等难度的综合应用设计题目,将学生按2~3人一组进行实践项目分组,完成设计白皮书(包括系统需求描述、功能概述、拟采取的解决方法),完成系统电路设计,绘制电路图、PCB文件,完成硬件焊接、软件编程并进行答辩。组员各负其责,完成各自项目中的任务,教师和学生一起进行实际项目的需求分析、设计步骤安排、实验验证等环节。这样,可以使学生在学习之余提高团队合作能力和综合运用知识的能力。经实际操作此过程,学生反应强烈,讨论和学习动力增加,分组实践情况如图所示。

分组实践现场

四、结束语

本文在现代电子系统设计课程教学和本专业教学的基础上,对本课程的教、学、练等三个方面进行设计和改进,发挥和突出本专业应用特色,并且从几年来的实践效果看,新的改进方法增强了学生学习的主动性和教学过程中的灵活性,提高了学生综合能力素质和成果比例。

参考文献:

篇6

经过3、4个小时的商讨我们决定做e题——三相多功能电表。任务是设计并制作一个能同时对三相工频交流电(频率波动范围为45-65hz)的三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、总有功功率、总无功功率、功率因数、电网频率、有功电能和无功电能进行测量的数字式多用表。

对于这题首先要把很多概念性的东西搞懂,然后进行设计。我和大头感觉选这题真的很幸运,每当在某个技术问题上卡住的时候,我们总能有意或无意间解决问题,就像《人在囧途》中的那位——福将(“猴哥”,我是福将吧,硬件我可是没有出现问题哈,还算满意吧?哈哈)

从早上7、8点起来,到晚上2、3点睡觉,就这样8、9天始终是这样的作息时间。饭的问题,由“海夫卡卡”解决,他每天到饭点就去帮我们买饭,这次海夫卡卡做的真不错,论文写的很有质量,我们基本没有修改,在制作过程中也帮了很多。睡觉就在隔壁实验室,有人问道睡在哪里?我说在试验台上,哈哈。我们真是睡在试验台上的,那种比较大的试验台。

在这些天感觉快乐要大于辛苦,“男人海洋”的搞笑头像以及言谈,我和大头(猴哥),在说话的时候,当提到他的时候,总是很难想到他的真实名字,而是他的网名——男人海洋。当大头调程序出现问题的时候,我会说“找男人(海洋)问问去”。猴哥也很搞笑,看着猴哥,你不得不开心,他脸上分明就写着一个字“笑”。与猴哥合作那么多次了,每一次,感觉都是很成功,即使有些时候成绩不是很好,但是总是收获很多快乐。

言归正传,说说我们的设计制作——我们采用att7026c作为电能采集及数据处理芯片,由继电器组成控制电路对3个电压等级(100v/220v/380v)进行切换,对att7026输出数据由58单片机构成的主机进行处理,实现掉电存储、液晶显示、键盘控制以及485通信和红外传输等功能控制,从机负责信号的接收,实现远程抄表。

篇7

一、技能竞赛的定义及特征

1.技能竞赛的定义

职业教育技能竞赛简称技能竞赛,是指行业行政主管部门、社会团体、职业院校或其他组织,依据国家职业技能标准,结合生产和经营工作实际开展的以突出操作技能和解决实际问题能力为重点的,由有关单位组织举办的群众性竞赛活动,并对优良技能者公开表扬。其目的是对学生的职业技能水平和教师的专业教学质量进行考评,了解职业教育或职业训练的成效。职业技能竞赛应严格执行国家有关法律、法规,坚持社会效益为主和公开、公平、公正的原则,在紧密结合职业技能培训、职业技能鉴定、业绩考核、技术能鉴定的基础上开展,一般分为国家级、省级、地市级、校(院)级四级。

2.技能竞赛的特征

综合各级各类职业教育技能竞赛可以看出,技能竞赛主要具有如下三大特征:

一是技术技能性。高职教育的培养目标是培养能够适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高端技能型专门人才。遵从此目标,职业教育课程传授的主要内容是技术知识,同时还要突出操作技能,强调实践动手能力。职业教育技能竞赛一方面考核技术知识,另一方面更多的是考核其操作技能。从比赛项目的设置来看,大多为社会急需的技能型紧缺专业,充分体现了技能性。

二是激励竞争性。职业教育技能竞赛作为一项比赛活动,不但会产生激烈的竞争,而且会有强烈的激励动力。参赛者以夺取胜利为目标,鼓舞斗志,最大限度地承受强负荷,产生内在的驱动力,发挥机体潜力,朝着所期望的目标前进。因此技能竞赛一方面对比赛获胜者给予相应的刺激,促进其技能水平发挥;另一方面对比赛后进者能够起到激励作用,督促其更加努力,以达到提高技能水平的目的。

三是先进导向性。现代职业教育是先进的教育,在内容、模式、设备等方面均要体现其先进性。近年来教育部等11个单位联合举办全国职业院校技能大赛,与产业发展升级紧密衔接,注重新技术、新工艺、新方法的应用,如“3G基站建设维护及数据网组建”、“光伏发电系统安装与调试”、“物联网技术”等项目先后纳入,这就为职业院校教育教学改革树立了风向标。要求职业院校及教师、学生必须适应社会进步和经济发展,更新教学内容,切实加强实践操作技能才有可能在比赛中获胜。同时还能够引导高职院校改善实验实训室条件建设和师资队伍建设。

二、以技能竞赛为平台,创新人才培养模式

1.从顶层设计入手,把技能竞赛纳入各专业人才培养方案

多年来,四川信息职业技术学院树立了“以赛促教”的人才培养观,始终把技能竞赛作为促进教学质量提升的重要手段之一,融入到学院的专业建设、课程建设等教学内容中去,并将竞赛成绩计入系部教学工作考核,常抓不懈。竞赛后认真总结,透过比赛项目汲取技能竞赛内容和标准,研究教育主管部门对专业教学方向和探寻新技术的要求,从而一方面加强对原有教学内容和项目的改造与提炼,使课程教学内容与实际应用紧密结合,另一方面将竞赛标准和技能规范纳入各专业人才培养方案,达到竞赛成绩和人才培养质量双丰收的效果。

2.从第二课堂补充,与学生素质拓展“雄鹰”计划紧密结合

近年来,学院重视素质教育,大力推行素质拓展“雄鹰”计划,根据社会实践、科技创新、文体艺术、社团活动等内容进行量化管理,将12个素质学分纳入专业人才培养方案,紧密结合专业特点,科学合理设定学期素质训练项目,按项目制订详细的量化标准,有效服务人才培养目标。因此学院在素质教育体系中将一些专业涉及面广、难以具体结合某一门课程的职业技能竞赛纳入学生素质拓展“雄鹰”计划中去,作为课外兴趣小组、社团或团学活动内容,这样既丰富了活动内容又提高了学生职业技能水平;既强化基本技能和职业技能,提高学生对专业学习的兴趣,又培养了学生的团队合作精神,从而全面提高了学生综合素质。

3.从实施层面着眼,形成人人参赛、逐级竞赛的机制

高职教育是大众教育,为了克服技能竞赛由少数师生参与的窘况,学院一方面在课程教学中将专业教学过程中的阶段测试利用分组竞赛形式完成,考察学生对阶段培养目标的掌握情况,形成了课程教学中的分组竞赛,实现“人人参与”;另一方面要求每个系部每年必须面对全院学生组织一次以上大型技能竞赛活动,同时积极倡导、大力支持参与行业行政主管部门、社会团体组织的国家级、省级技能竞赛,从而建立起覆盖全体师生的参与制度,形成“人人参赛、逐级竞赛”的职业教育技能竞赛机制。

对教师而言,把参加技能大赛作为其职业生涯规划和技能提高的重要内容,通过两种方式:一是组织教师直接参加技能竞赛,二是聘请教师担任学生技能竞赛指导老师,使技能竞赛尽可能覆盖每位专业教师,同时将技能竞赛经历和成绩纳入教师考核内容。  对学生而言,参加技能竞赛是操作技能提高、职业素养提升的重要环节。学院利用课程教学分组竞赛及校内组织的院级大赛,实现“好中选优”,不仅考查了学生对专业操作技能、技术知识的综合运用能力和掌握水平,而且为市、省级竞赛选拔好了优秀选手。另一方面通过市、省级竞赛前的集训淘汰赛,实现“优中选强”,最终确定大赛人选。通过层层选拔、逐级竞赛的方式逐步形成了师生积极向上、人人争先的良好氛围。

4.从制度上保障,保证技能竞赛的顺利实施

为了规范技能竞赛管理,提高参与各级各类专业技能竞赛的积极性,学院陆续出台了《四川信息职业技术学院专业技能竞赛训练管理暂行办法》、《四川信息职业技术学院关于“以证代课、以证代学分”的规定》等一系列制度。

学院把专业技能竞赛参赛队训练纳入教学管理中,专业技能竞赛参赛队训练实行系(部)领导下的教练员负责制。队员因训练和比赛且各门课程受影响学时达1/5者,任课教师应按规定根据其比赛成绩给予学期考试成绩相应加分。队员参加专业技能竞赛参赛队的训练,可以获得相应的选修课学分或素质拓展学分。对于参加比赛获得奖项的队员,根据获奖证书的等级可对训练和参赛期间所耽误的课程进行加分。同时在全院大专各年级试行“以证代课、以证代学分”的制度,即将各种职业资格证书和国家级、省级考试合格证书、行业认证证书、各级职业技能竞赛获奖证书等折算成一定的学分,可用于代替相关课程。

三、以赛促训、以赛促学,培养学生创新能力

在高职学生中,培养独领的技能高手容易,但要做到各显身手就需要充分发挥技能竞赛的引领作用。通过技能竞赛的组织、培训、参赛等一系列环节,学院建立起了有效的人才脱颖而出的激励机制,为获奖选手营造了荣誉感、铺就了成才路,并在学生中形成了追求真知、崇尚技能、勤奋创新的浓郁学习氛围。

近几年来,学生先后在国家级、省级比赛中屡创佳绩,获得2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖;2008年中国成都国际软件设计大赛“应用软件设计开发”第一、三、五名,2008年四川省大学生电子设计二等奖、三等奖;2009年获得“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛一等奖,2009年全国大学生电子设计竞赛四川赛区一等奖、二等奖;2010年四川省职业院校学生技能竞赛计算机网络组建与安全维护获一等奖,2010年四川省“TI杯”电子设计竞赛获一等奖二项,2010年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛专科组全国一等奖、四川省一等奖、二等奖;2011年全国大学生电子设计竞赛四川赛区“TI杯”电子设计竞赛省一等奖2项、二等奖1项、三等奖1项,2011年信息技术应用水平大赛“3G移动通信技术”全国一等奖等。学院学生累计在国家级、省级比赛中获得奖项130多项,获奖人员440余人次。2007年以来,学院是四川省内连续两年获得大学生数学建模竞赛全国一等奖的唯一一所高职院校,是获得大学生电子设计大赛全国一等奖的两所高职院校之一,是连续三年获得四川省大学生电子设计大赛一等奖的唯一一所高职院校。

同时近年来学院学生通过技能竞赛获取或直接考取Linux工程师(中级)、联想LCSE工程师、DCN网络工程师证书、教育部NIT-PRO软件工程师、人事部软件工程师(初级、中级)等行业认证证书已累计达到300多人次,并呈现逐年上升趋势。

篇8

2.1建立并完善科学的实践教学体系[2]

建立科学合理的实践教学体系,能充分利用实践教学资源,培养学生的动手能力、独立分析问题和解决问题的能力、创新能力,进一步提高实践教学质量.实践教学包括实验教学、课程设计、实习实训、工程实践、毕业设计(论文)等环节.

2.1.1在实验教学中,将实验课程进行单独设课,独立考核,并将实验课程划分为基础性实验、综合性性实验、提高设计性实验、应用开发性实验、创新性实验五个模块.不同模块在教学内容、方法等方面进行区别,保证实验教学的课时,提高学生实验学习的积极性和主动性,提高实验教学质量.

2.1.2将课程设计从实验教学中分离出来.课程设计是在实验教学的基础上进行的,但又不同于实验教学,学生要经过查阅资料、设计并论证方案、制作作品等过程,许多任务都是在课外完成的.课程设计从实验教学分离,单独教学,有利于灵活安排实验时间和实验场地,充分利用实验室资源,提高设备利用率.

2.1.3将实习实训、工程实践、毕业设计(论文)等环节与实验教学要区分开来,单独组织教学.我院地处祖国西部边陲,实习基地建设相对滞后,必须加大校内外实习基地建设力度,并将校内外实习基地充分结合起来.学生可以先在校内电子设计实验室和电子制作实验室进行初步实训,然后在到校外实习基地进一步实习实训、工程实践.校外实习不能流于形式,要让学生深入公司、工厂的研发及生产一线,了解电子产品的研发和生产工艺流程,锻炼学生的研发和生产操作能力.将毕业设计和实习实训、工程实践结合起来,使学生所学理论和实际结合起来,避免学生重理论轻实践、纸上谈兵,培养学生的科学研究能力和综合开发能力.

2.2优化实验教学内容,改革实验教学方法和手段

实验教学内容的改革,是实践教学改革的关键所在.实验教学内容的优化,必须与专业教学体系、实践教学体系相适应,按培养学生的实践能力、创新能力的要求进行.

2.2.1改革传统实验教学模式

实验教学是实践教学的基础,实验教学改革按照“厚基础、宽口径、重能力、重创新”的原则进行.传统实验教学主要存在实验教学内容陈旧、实验课程缺乏整体性和层次性、实验教学模式单一、实验项目和过程模块化等弊端[3].针对传统实验教学的弊端,我们从以下几个方面进行改革.

2.2.1.1修改实验教学大纲,自编实验教材

电子信息类专业发展速度快,知识更新周期短,因此为适应社会对人才的实践能力和创新能力要求,要不断修订人才培养方案和实验教学大纲.电子信息类专业实验统编教材较少,就现有的统编实验教材来看,其内容往往滞后于新知识和新技术的应用.各学校使用的仪器设备生产厂家不一样,也难于使用统编实验教材.虽然仪器设备生产厂家配套了实验指导书,但与实验教材的要求相比,差距很大,不能直接当教材使用.因此,应该结合我们自己的实验仪器设备和厂家配套的实验指导书,编写好与自己学生实际情况相符合的实验教材,这是培养学生实践能力的重要内容.

2.2.1.2改革实验教学内容

目前,我们所开设实验基本是验证性实验.虽然在每门专业课中都开设了一个综合性(设计性)实验,但基本是验证性实验的改版,并非是真正的综合性(设计性)实验.因此必须重新修改实验内容,真正增加综合性实验、提高设计性实验、应用开发性实验、创新性实验,重新划分它们的比例.突出综合性实验、提高设计性实验、应用开发性实验、创新性实验的位置,增加工艺操作性实践,培养学生的综合设计能力、工程实践能力和创新能力.针对验证性实验过程过于模块化的缺点,适当增加分立元件实验,培养学生的焊接能力和动手能力.我们验证性实验内容有些呆板,应该修改部分实验内容,增加培养学生独立思考、分析问题、解决问题能力方面的内容.

2.2.1.3改革实验教学方法和手段

现有的电子信息类专业实验教学,基本上是填鸭式的教学方式,是理论教学的补充,只适用于验证性实验.上实验课之前,学生按照实验讲义进行预习.上实验课时,为了完成教学任务,教师按实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容以及实验步骤、数据处理等进行讲解,只要求学生按部就班地操作即可[4].最后,学生按照老师讲的去操作并记录数据,教师进行辅导,课后学生照抄实验讲义,完成实验报告.这种传统实验教学模式,培养了学生的动手操作能力,但没有考虑学生的个性差异,不能调动学生的积极性、主动性、创造性,显然与培养高素质应用型人才和创新型人才的战略目标不相适应.在实验教学中,我们引入EDA技术.EDA技术在实验教学中,特别是在综合电子设计实验教学中越来越发挥着重要作用[5].在上实验课前,可以让学生用EDA软件先做仿真实验.学生根据自己具体情况,可以反复进行多次仿真实验.仿真验证后,再让学生到实验室做实验.这样,学生做实验的时候会更有针对性,更容易发现问题和解决问题,实验更容易进行,从而大大提高了实验教学的效率.另外,利用EDA软件及开发平台,可以让学生做自选型实验和创新型实验,有利于培养学生的实践能力和创新能力.对于综合性实验项目,我们要求学生自己制订实验方案并选择仪器设备,独立进行实验并完成实验报告;对于设计性实验项目,我们要求学生自己进行需求分析和项目设计,自己进行仿真和实做实验,独立进行调试并完成实验报告.

通过开放实验室,充分利用课外时间,将仿真实验和实做实验相结合,有效地促进学生的自主学习和主动实践.例如在电数字电路实验教学中,学生按教师要求自主选择实验项目,在课外进行设计,在电子仿真实验室进行仿真,在课外制作作品,在课内调试并由实验教师验收,课外完成实验报告.通过这样的实验过程,学生实验的主动性、工程实践能力、专业综合素质提高了.大多学生反映实验难度大,但收获大,实验兴趣也得到相应提高[6].这种实验比验证性实验要花费更多的时间,根据我院学生实际情况,每门实验课程只安排1-2个此类实验,学生就会获益很多.在教学手段上,积极采用现代化教学手段,开展CAI软件多媒体教学、仿真实验教学,建立虚拟实验室进行虚拟实验,充分发挥校园网优势,开辟网络实验教学平台.

2.2.2加大实验室开放力度

开放实验室,是保证学生自主实验的重要措施.它使学生在把握整体实验时间的前提下,可以有充分的自由支配自己的实验进程.目前,虽然我们开放了实验室,但开放时间、开放范围很有限.今后应该在实验内容、实验时间等方面全方位开放实验室,实行开放式教学,打破时间、空间的限制.我院是民汉合校,民族学生多,他们相对专业基础较弱.大力开放实验室,可以使民族学生充分利用课余时间进一步提高实验能力,弥补课内学习的不足.实施实验室开放教学,允许学生根据自己的实际情况,在规定的实验时间内弹性地选择不同的实验内容.实验室开放后,可以给学生提供进行创新实验的环境,可以使学生真正成为学习的主体,身临其境,感受实验的乐趣.

2.2.3加强实验教师队伍建设

实验教学需要有一支业务能力过硬、结构合理的专职实验教师和实验技术人员.由于实验教学的从属地位,实验技术人员一直被看为教学辅助人员,这在一定程度上影响了实验技术人员的工作积极性,导致实验人员梯队不合理,队伍不稳定,直接影响了实验教学的质量.要提高实验教学质量,应该重视实验教师队伍建设,对实验指导教师提出更高的要求,他们要有很强的责任心和事业心,要不断学习提高业务能力和科研能力.实验指导教师除给学生授业与解惑上,更重要的是要培养学生分析问题与解决问题的能力,培养学生的创新思维能力.目前,我院实验课基本由理论课教师兼任,需要引进学历高且实验技术过硬的人员,形成一支结构合理、实验技术高的实验教学梯队,培养和稳定实验教学师资队伍.

2.3加强工程实践,提高学生综合素质

电子信息学科发展迅速,实践性很强,因此必须加强工程实践,培养学生工程意识和创新精神,提高学生综合素质.工程实践由课程设计、实习实训、毕业设计(论文)组成.电子信息科学与技术专业升为本科后,我们成立了电子设计实验室和电子制作实验室,开设了课程设计.但给学生的课程设计任务缺乏灵活性、综合性.针对专业特点,课程设计任务要增加灵活性,指导教师不再编制统一题目,只提出课程设计总体要求和预期效果,让学生结合自己的兴趣自拟题目,教师进行审核和指导,提倡设计方案的多样性,这样可以充分调动学生的积极性,使学生有较大的创造空间.对于实训,我们以电子设计实验室和电子制作实验室为工程训练基地,让学生进行两周左右的工程训练,让学生练习焊接、电路版的设计与制作等电子产品制作工艺.通过收音机、报警器等电子产品的组装和调试,对学生进行必要的职业技能培训.毕业实习(生产实习)是工程实践的重要环节.由于我院地处祖国西部边陲,校外实习基地建设相对滞后.目前,我们虽然建立了8个校外实习基地,但大部分是应用型实习单位,研发型、生产型单位很少.我们应该加强与内地的联系,争取在研发型、生产型单位多建立实习基地.我们制定了较为完善的实习制度,采用集中实习和分散实习相结合的方式,鼓励学生到研发型、生产型单位实习,取得了较好的实习效果.毕业设计(论文)是常重要的实践教学环节,它检验学生对专业理论和专业技能的掌握情况,培养学生的综合开发能力、科学研究能力和创新能力.以前,我们的毕业设计题目基本是教师出题,学生选题,理论性题目多,实际制作性题目少,造成学生纸上谈兵多,实际设计制作少,工程实践能力得不到进一步提高.为此,我们对毕业设计(论文)进行了积极的探索(.1)学生从实习单位或即将分配去的工作单位选题,选题要结合专业和单位实际需要,体现理论与实践的结合.学生到单位完成毕业设计(论文),参加实际项目研究与开发,单位工程师与学校教师共同指导,回校进行设计(论文)答辩(.2)教师从自己的科研课题或技术开发中选出题目,指导学生独立完成.有利于激励学生的独创精神,培养学生的创新能力.(3)结合实习实训内容,学生自主设计题目,教师修改审定,指导学生独立完成毕业设计(论文).这样调动了学生学习的积极性和创造性,使学生的知识和能力得到升华,创新能力得到提高,毕业论文设计(论文)质量逐步提高.

2.4以电子大赛为契机,培养学生的创新能力

全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革[7].竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作.为了提高实践教学质量,培养学生的工程实践能力、创新能力,我们积极组织学生参加全国大学生电子设计竞赛,狠抓电子竞赛,促进教学改革,尤其是实践教学改革.对于参加全国大学生电子设计竞赛,在电子信息专业为专科时,我们就做了积极准备.一方面,建立了电子信息科学与技术专业各教学环节的质量标准,并严格执行.另一方面,本着“厚基础、强能力、高素质”的原则,制定了不间断的《电子信息科学与技术专业学生实践技能训练方案》,从大一开始,逐项培养学生电子信息科学与技术专业的基本技能,确保了人才培养的质量.同时,第二课堂科技创新实践活动成效显著.一是成立了电子设计创新协会,在教师的指导下,定期开展活动;二是成立了家电维修兴趣小组,举办“电子协会志愿者学雷锋,家电义务维修”活动,利用节假日走入社会,为喀什群众维修电器,为喀什的企事业单位、公司维修仪器设备,既锻炼了学生的专业实践能力,也受到了喀什各族群众和有关单位的一致好评.

篇9

通信工程专业自第四学期进入专业课程阶段,专业阶段实践类课程(除课程当中的实验课以外)包括:单片机原理课程设计、信号与系统课程设计、高频电子线路课程设计、生产实习、通信原理与系统课程设计、专业方向课程设计和创新性实验。由于单片机原理课程设计和信号与系统课程设计属于基础课,因此本次规划只涉及其余的5门课程。原先这5门课程设计的内容主要有:(1)高频电子线路:等幅调制发射电路仿真设计以及收音机组装与调试;(2)生产实习:电视机组装与调试;(3)通信原理与系统课程设计:MATLAB仿真验证编码和调制原理;(4)专业方向课程设计:通信系统方案设计;(5)创新性实验3个,分别在第4、5、6学期,内容由指导教师自选。在专业实践教学的调整和构建中,设计了分层次渐进的体系结构,遵循“基础理论知识学习—电路设计能力培养—系统设计能力培养”的实践教学培养思路,同时基于一体化的考虑,规划了统一的设计任务,即设计一个完整通信系统:多个无线传输站点构成的多点对多点的基本通信网络。各课程在这一统一的任务下,承担不同的子任务,如无线收发模块设计、纠错编码、网络协议设计等。对所涉及课程任务进行统一设计的好处如下:(1)完整系统的设计。经历由细节到整体,由电路单元到功能系统的设计过程,使学生了解针对不同层次的功能实现需要不同的设计思路。(2)节省实验经费。一体化任务设计,使前期课程的设计成果,可用于后续的设计,如无线收发信机,可以用于构建数字编码通信系统。(3)避免知识的重复。以前的课程设计在内容上出现不同程度的重复,去掉重复部分后可节省时间学习其他新知识。

3一体化课程规划和层次化内容设计

按照课程时间计划,课程设计和生产实习按时间先后依次是:高频电子线路课程设计、生产实习、通信原理与系统课程设计、专业方向课程设计,其时间顺序和所属的层次如图1所示。创新性实验分3个阶段,分别设在第4、第5、第6三个学期,完成不同的任务。调整后高频电子线路课程设计主要是验证上变频、下变频以及振荡器的工作机理,用MultiSim构建电路,并进行仿真;生产实习是让学生学会电路图纸和PCB版图制作,设计和制成无线收/发信机电路板;通信原理与系统课程设计的目的是实现点对点通信系统,任务是调试收/发信机、信道纠错编码设计等;专业方向课程设计的目的是用收/发信机模块和控制终端构建RS-485总线结构的网络或是简单的ALOHA网络。

4课程体系改革措施

为保证一体化实践课程教学任务的顺利实施,采取了以下措施:(1)打破课程界限,设立可分解的综合任务。将整个实践课程内容设计为一个统一任务,即建设一个通信网络系统,但各个课程的任务又是相对独立和完整的一个子任务,前期课程的设计成果用于后期课程的任务系统的建设。(2)专业实验室全面向学生开放。由于课程设计环环相扣,前期设计的成果就是后续设计内容的基础,因此本次课程设计必须成功才能进行下次的设计,而且性能越好下一级课程设计成功的可能性越大。为了保证设计任务顺利进行,开放有关实验室为学生提供实验场所。(3)设立专门的团队从头至尾全程负责。整个课程体系设置成一个大的综合任务,前后之间紧密联系,因此,指导教师必须要对此次设计之前和之后的任务非常清楚,这样才能保证整个设计任务的顺利实施,为此成立专门的实践课程教学团队负责整个任务的实施,每位教师都要熟悉流程中所有任务内容。

5课程内容改革实施效果

通过对2009、2010、2011级本科生的实施效果来看,学生的学习成绩和能力获取方面有明显改善。(1)拓宽了学生对专业知识和专业领域的认知视野,加深了他们对专业课程之间以及课程与具体工程实际之间关系的理解,激发了学生对本专业知识的学习兴趣,他们在信息论与编码、通信原理等理论课程的成绩都有明显的提升。(2)提高了学生的工程实践能力和科研素质。改革后的课程体系和内容,对学生掌握学以致用的能力的提升作用颇为明显。学生在进入毕业论文阶段,其动手能力表现得到导师们的一致认可。(3)弥合了通信技术理论和工程实践的裂隙。通过改革实践课程,可以一定程度上弥合课程的课本知识是与工程实践相脱节的裂隙,与工程实际的衔接也激发了许多同学课外实践的兴趣,近年来,越来越多的通信专业学生利用课余时间或暑假进入实验室进一步拓展学习。(4)多名学生在近几年参加山东省大学生电子设计竞赛、全国电子专业人才设计大赛、全国大学生电子设计大赛、“挑战杯”创业大赛、全国信息技术大赛、山东省机器人大赛等各级电子设计竞赛、创新性项目中获得优异的成绩。(5)毕业生就业岗位层次有了很大提升。实施教学改革后,除去考上研究生的同学外,有一批学生进入通信设备公司,从事技术含量较高的研发或设备技术支持工作,就业工作岗位层次明显提升。

篇10

一、竞赛促进教学改革的推进

《电子技术基础》和《单片机原理与应用》是本科电类、近电类专业的必修课程。为了提高学生学习兴趣,激发学生创新意识,将电子设计大赛与课堂教学结合起来,将大赛作品融入到课堂教学中,活跃了课堂氛围,提高了学生的学习兴趣,巩固了学生对理论知识的理解和掌握。

1.电子竞赛促进了理论教学改革的推进。由于电子信息技术的迅猛发展,使得电子类专业课程内容更新快,而教材建设往往落后于科学技术的发展,只有把最新的技术和成果充实到教学中,才能使学生掌握本领域内的最新发展动态。在课程教学与实验实践中不断将先进的技术、器件及时引入,如我们将传统的分立元件教学内容作为学生自学章节,重点放在集成电路的应用、电子设计自动化(EDA)等方面的教学内容,这些内容接近工程实际,有利于学生动手能力的培养,并将Protel、Matlab、MAX-plus等软件开发工具穿插于各门相关课程或实践环节的教学中。在理论授课时通过实用设计性电子电路的例子,加深学生对理论知识的理解和掌握。模拟电子技术基础是一门理论性和实践性都很强的课程,在课程讲解时若及时给出与课程内容紧密结合的实例,不但有助于学生深入掌握理论内容,更有助于理论联系实际,培养学生分析问题、解决问题的能力,比如讲光敏器件的工作原理时,插入光控开关的实例,讲三极管工作原理时插入三极管在压力测量、遥控开关中的应用电路,讲功率放大器的工作原理时插入扩音器的实例等等。分析历届电子设计竞赛试题,每届一般是6~8道设计题,其知识面涵盖了电子技术(模拟电子技术和数字电子技术)、单片微型计算机、无线电技术、EDA、电力电子技术、FPGA等专业知识,而且设计指标逐年提高,难度逐年加大,新技术、新器件不断增多。我们针对不同的课程选取往年的竞赛内容作为教学案例,加深了对理论、概念的理解,增强了记忆,教学效果得到显著提高。学生通过对“数字电子钟”的设计,掌握了单片机的最小系统构成,放大电路的调试,单片机软件的编程等,达到全面提高学生理论知识和工程素养的目的。

2.电子竞赛促进了实践教学改革的推进[2]。理论教学和实验教学是高等教育两个不可缺少的组成部分,实验教学不但能加深对理论教学的理解,而且对学生的动手能力、创新意识和能力的培养至关重要。但目前的实验教学存在着诸多弊端,从实验内容上看,验证性实验过多,综合性、设计性实验偏少,先进的实验项目更少,从实际操作上看,学生多、设备少,学生动手的时间不足,这样的实验教学模式严重削弱了学生学习的主动性,阻碍了学生创新能力和实践动手能力的提高。大学生电子设计竞赛的举行为电子技术实验教学改革和实验内容的更新提供了千载难逢的良机。针对实验教学存在的弊端,我们对实验教学内容进行改革,将实验内容由易到难分为三个层次:①基础验证性实验。这部分实验用来验证课堂上所讲授的基本理论和方法,其目的是让学生理解基本电子器件的工作原理,其内容包括实验目的、实验电路、所用仪器设备、实验内容及步骤、思考题等。学生按照一定的流程完成验证实验之后,基本上具备调试和测量简单电路的能力。②提高性实验。这部分实验是已知实验电路和实验内容及要求,让学生独立完成实验步骤及测试方法的拟定,实验设备的选择等。这部分实验以简单的应用性、集成电路为主,使学生学会电子电路的测试方法。③综合设计性实验。这部分实验是提出实验题目、实验内容及要求,让学生独立完成电子电路设计、元器件选择、电路的安装和调试、拟定实验步骤和测试方法等,课题组将历届电子竞赛内容作为综合设计性实验,取得了可喜的成绩,以电子竞赛的内容为基本素材,设置了综合型、设计型、创新型实验。学生完成综合设计型实验后,基本上具有综合应用知识的能力以及解决实际问题的能力。

二、电子竞赛提高了毕业设计的水平[3]

毕业设计是高等院校培养学生创新精神和实际动手能力的一个重要教学环节,是学生综合运用所学知识进行科学研究和工程设计的初步训练。由于学生数量多、指导教师少、毕业实习场地少,毕业设计(论文)的题目陈旧,学生能动性的发挥和独立思考创新的空间受到限制。为此,将历届电子设计竞赛中的创新设计的内容进行延伸,适当增加内容提高难度,使学生对自己构思的作品进一步深化,独立完成作品。在这一过程中,要求学生利用专业知识对原有方案进行分析论证,设计出改进方案。整个过程是以学生为主题,指导教师起到画龙点睛的作用。经过最近几年的尝试,收到了明显的效果:①提高了学生毕业实习的兴趣。结合竞赛内容安排毕业实习,克服了指导教师指定题目,学生被动接受,发挥空间狭小的弊端;②毕业设计时间有了保证。学生在大三期间结束比赛后,即可提前进行毕业设计,将比赛内容进行延伸,充足的时间是高质量论文的必要条件;③学生得到了综合锻炼。学生在以往竞赛的基础上,将自己的作品继续完善,不仅巩固了理论知识,而且还利用了目前相关领域中先进的研究成果。

三、在科技竞赛中培养学生的创新意识和实践能力

通过参加各类竞赛及科技制作,对学生在综合应用知识、发挥个人潜能、提高分析问题和解决问题的能力等方面都起到了很好的促进作用,而且培养了学生的创新精神、实践能力和协作精神。课题组以此为目标,尝试以竞赛为实践载体培养学生创新能力的实践方法,取得了良好的效果。①营造了创新的氛围。坚持从新生入校起就接受科技创新良好氛围的熏陶,通过大学生课外科技作品展示和经验交流来激发学生的热情;通过介绍学院雄厚的师资力量和科研成果来激发学生的自信;通过“高科技与现代电子”系列科技讲座来激发学生的创新精神和科研动力,为学生创造了良好的创新氛围。②搭建了创新平台。依托学校学科和师资队伍优势为科技竞赛的实施提供支持。其次,依托学校广阔的科研平台为学生科技创新提供支持。再次,依托组织优势为学生科技创新提供支持。学校成立了大学生电子综合创新活动室、课外科技活动室等,保证了学生科技创新活动健康、有效地开展。③将学生的创新活动与申请专利相结合,积极引导学生申请专利。目前,部分学生在课外科技活动中成绩突出,将作品转化为专利,部分专利已经转化为生产力。学生在这一过程中,体会到了科技带来的乐趣。

大学生综合能力的提高和创新能力的培养是一个长期的过程,科技竞赛的实施是这种能力培养与提高的有效途径。实践证明,将课程、竞赛、实验、课程设计、毕业设计、专利申请等有机融合有利于创新人才的脱颖而出,此外,配合电子设计课程的教学与电子竞赛的开展,创建了山东农业大学电子设计竞赛网站,创办了大学生“机电之光”大学生课外科技活动协会,形成了一定的辐射效果。

参考文献:

[1]教育部财政部.关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[Z].教高[2007]1号.

[2]郭云林.重视电子竞赛推进教学改革,电气电子教学学报,2003,(2).

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学院在教学活动和人才培养过程中重视加强学生实践能力的培养,为体现学院“特色办学”理念,大力推进教育教学改革,重点推进了人才培养方案的改革,实施“两个压缩、两个加强”,即压缩总教学学时量,压缩理论教学学时量;加强实践技能培养,加强适应社会能力培养,实现理论教学与实践教学本科6:4、专科5:5的教学学时量分配。落实到人才培养方案及培养过程之中,把实践教学放到更加突出的地位[1]。

实践教学主要由基础实践、专业技能实践、科技创新实践三层体系构成。实现了实践教学课内、课外,校内、校外的结合。具体见下图:

图1

1.1 基础实践

面向低年级本科生,以本学科应掌握的公共基础知识、基本原理的理解、验证和基本实验技能的训练为主要实验内容,旨在培养学生的科学思维和创新意识,使学生掌握实验操作的基本方法,提高学生的分析能力和通用技能。

学生要通过基础实验和实训项目的全面训练,巩固相应的理论知识,掌握实验实训的基础操作方法及技能,掌握正确的数据处理方法,正确地写出实验实训报告,培养学生严肃认真的态度和认识能力。

1.2 专业技能实践

专业技能实践面向高年级本科生,具有明显的专业方向特征,使学生受到专业理论相关的方法训练,为学习后续课程和更深入的知识打好理论、方法和技术的基础,掌握必要的专业知识与技能,形成职业竞争力。同时重点培养本学科高年级学生的综合运用相关知识和技术解决综合性实际问题的能力和研究能力。

要加强学生的动手能力和工程实践能力离不开设计性实验、综合性实验,因此,在培养方案中应突出设计性实验、综合性实验的开设。实验开始前,指导教师提前将实验要求公布,提供查找资料的途径和建议,并提供实验条件[2]。在指导教师的指导下,学生进行合作开发,采用以学生自主学习为主导的教学模式,即学生利用各种信息资源,自行查阅资料、实验操作、完成实验项目和总结实验报告等。培养学生的思维能力和动手能力,培养学生在实践过程中发现问题、分析问题及解决问题能力。

1.3 创新实践

创新实验完全实行开放式管理(实验项目开放、设备和环境开放,时间开放等),既可以有学生自发组队,自主完成,也可以为学生指定指导老师,由学生和老师共同拟定题目,学生独立完成。创新实验的质量可以通过鼓励学生参加各级各类比赛或者要求提交实验报告和实验成果两种形式得以保障。

学生在校期间,在责任教授指导下,结合国家自然科学基金,省部级、校级科研项目,采用以学生自主学习为主导的教学模式,根据不同类型的创新实验,专门成立大学生创新实验指导小组和大学生科技创新实验室,指导大学生的科技创新实验及参与各种科技大赛。有结合校级、省级、国家级自然基金等不同级别科研的创新性实验课题,为具备一定科研潜质的学生提供较高级别的创新平台,进行特色培养。对于获得学科竞赛奖励、发表学术论文或作品、获得科研成果或发明创造,经学院认可后可获得创新实践学分,计入学生总学分之中。

学院鼓励有条件的系部积极创建有特色的创新实验室,在经费上大力扶持,以培养学生的创新能力。现在,化工系、信息系等系部创建了创新实验室,实验效果较好。

化学创新实验室通过实验室开放平台的建立和学生兴趣课堂的开展,鼓励学生个性化发展,让学生利用课余时间到实验室进行课内不能完成的实验部分或自己感兴趣的创新小实验,这既充分利用了实验室的场地、仪器设备和师资等良好条件,也提供了学生课外进实验室的机会,有利于激发学生的探索精神、好奇心、科研兴趣和创新意识,使实验室成为培养学生必不可少的场所。自实验室建立以来,积极组织学生参加各类竞赛,都取得了非常好的成绩。

信息系创新活动室和智能终端实验室分别是创新性的开放实验室,注重培养学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的作风;培养学生的工程项目实践素质,提高学生针对实际问题进行设计、协作的能力。创新活动室作为大学生参加各种比赛的训练场所,积极扶持学生从事电子科技活动,组织学生参加大学生电子设计竞赛、创新设计大赛,大学生Altera杯CPLD设计大赛、高校智能车竞技邀请赛事,自2009年以来,已连续四年承担电子设计竞赛培训任务,组织学生参加省级及以上比赛多次,获得省级多类奖项。

智能终端实验室每年可接纳120名左右的学生进行有关创新研究。每年还可以培养年青教师,提高年青教师的实际动手能力和创新能力。自实验室建成以来,学院和系部领导主持,各专业教师和部分学生共同参与研发了一些项目。大家齐心协力,迎难而上,设计并实现了网购机的硬件系统与软件系统。产品的各项指标均满足客户需求,完成了设计初衷,已初步投入商用。实验室指导教师带领学生参加了“第二届Google Android应用开发中国大学生挑战赛”,获得华中赛区三等奖;两次参加“博创杯全国大学生嵌入式设计大赛”,累计获得华中赛区一等奖2项,二等奖1项,三等奖1项,全国三等奖2项。

2 实践教学环节要求

长江大学工程技术学院根据经济社会发展和创新人才培养要求,不断完善本科专业人才培养计划,统筹规划实践性教学环节,确保了实践教学环节时间安排,保证了实践教学环节的顺利实施。

基础实践、专业技能实践和创新实践在教学中的体现和要求主要见表1。

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中图分类号:G642.44     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)09-0050-02

近年来,华北电力大学学生在各类创新竞赛中取得了优异成绩,特别是在2011年第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛中取得了总成绩排名第一的佳绩,同年华电学生又在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中摘得特等奖1项。而在2010年全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中,华电学生一举获得一等奖4项、二等奖1项、三等奖5项,在该竞赛全部奖项中每8块奖牌就有1块被华电学子摘得。华北电力大学“厚基础、重实践、强能力”的人才培养特色[1]在大学生创新竞赛中再次得到彰显。大学生创新实践能力是学校加强教学建设、深化教学改革、促进创新教育的综合体现。本文从加强创新实践基地建设的角度,介绍华北电力大学在培养学生创新实践能力方面所做的工作。

一、创新实践基地初具规模[2]

从1998年开始,学校利用校企合作基地捐赠的设备,在校办工厂建立电工实践基地,开出了具有学校特色的高、低压系列电工实践训练项目30多项,制定了《电工实践基地开放管理办法》,率先向本科生开放。2000年以后,学校充分利用国家级、省级实验教学示范中心陆续建设了数模、电子技术、仿真技术、物理、机器人、自动化、机械设计等一批创新实践基地,并出台了《仿真创新实践基地开放管理办法》、《电子设计自动化(EDA)创新实践基地开放管理办法》、《物理实践创新基地开放管理办法》等措施,使一批依托于实验室的创新实践基地陆续开放。为了全面推行学校各类实验室开放工作,学校出台了《实验室开放管理办法》,要求各类教学实验室、科研实验室、实践基地,都要努力创造条件对全校本科学生开放。目前,学校共有创新实践基地10个,涵盖了基础、技术基础、专业领域和工程实践。各创新基地根据自己的特点拟定了数百项不同层次、不同系列的设计性和创新性项目,学生可根据兴趣和爱好自主申请到基地进行创新实践。学校还设立了“课外能力・素质学分”,只要按要求完成实践项目,即可获得相应学分。创新基地的建立,有力地推动了工程教育人才培养模式改革,极大地激发了学生参与科技创新的积极性,营造了良好的学术氛围,给广大学生参加科研和创新实践活动创造了有利条件。

二、创新实践活动丰富多彩[3-4]

1.电工创新实践基地

电工创新实践基地是依托于国家级工程训练中心建立起来的,定位在培养掌握职业技术操作的基本技能和创新技能,熟悉电力行业设备运行过程,具有一定的解决现场问题的智力技能型人才。基地能够开展“高低压成套开关设备系列设计性实验”、“机电拖动与控制系列设计性实验”等近30个设计性实验,这些项目全部是工程实际项目,面向不同专业、不同层次学生开放,进行设计性、综合性工程实践。学生选修电工实践课程后,可利用自己的空余时间,如双休日、寒暑假以及晚自习的时间进行实践活动。这样学生可以有独立进行计划工作的机会,在一定时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为。学校将基地开出的课程作为公共选修课,将学分纳入毕业基本学分要求,并计入学生成绩档案。这一制度大大激励和调动了学生参与工程实践的积极性、主动性,使得学生的电工技术动手实践能力锻炼成为必修项目。

2.机械设计创新实践基地

机械设计创新实践基地采用项目教学法,学生通过自己设计、动手组装和建造有一定功能的项目作品,可以掌握各种机械结构的原理和使用方法,常用电子元器件作用、原理、使用技巧,常用的编程方法与串口通讯方法等。自2006年9月开始,基地利用慧鱼创新系统平台开设科技创新实验课程,已经有650余人完成课程项目的制作与开发;基地还开设了“机器人制作与开发”课程的培训,已经有200余人完成课程项目的制作与开发,并组织学生参加了亚太大学生机器人大赛。基地目前已经成功组织两届校内大学生机械创新设计大赛,选拔优秀学生参加了全国大学生机械创新设计大赛,取得了较好的成绩。近三年有10多个国家级大学生创新性实验计划资助的项目在该基地设计制作,他们设计的作品多次代表学校登上全国大学生科技创新论坛的舞台。

3.电子技术创新实践基地

电子技术创新实践基地作为河北省实验教学示范中心,负责全校学生各类电子设计竞赛等创新活动的指导。基地实施电子技术实践能力分级培养方案,分级培养在保留并规范应知应会的基础训练,丰富和完善设计型实验项目的基础上,将传统实验与现代技术相结合,增加综合设计型、创新型实验教学内容,构建“基础设计型、综合设计型、创新型”的三级式分层次实践教学体系。学生可以在教师的指导下根据实际兴趣自选实验项目并完成相应的实验任务,或者直接参与教师的工程项目。基地教师负责指导3项国家级大学生创新行动计划项目,5项校级大学生创新行动计划项目。基地在开展创新实践的同时,举办了五届校内电子设计大赛。而学生们在基地经过动手实践后,设计、制作电子作品的能力大大增强,多次获得全国大学生电子设计竞赛一等奖。

4.仿真创新实践基地

仿真创新实践基地是依托于原电力部“电力生产仿真与优化控制重点实验室”建立起来的大学生创新实践基地,除承担着学校不同专业的实践教学活动――热能工程、热能工程(集控方向)、电气工程专业的“火电厂运行仿真实践”、“发电厂仿真实习”外,还面向学生开展“分散控制系统(DCS)综合实践”等,组织学生参加“火电厂运行综合实践”实践创新项目,既提高学生的实际操作能力,又可使学生获得相应证书,对学生的就业和分配大有裨益。通过仿真训练之后,大大提高学生操控电力生产大型系统的能力,提高分析解决其中实际问题的实践能力。通过实践训练,学生在校期间就可以申请中国电力企业联合会颁发的“火电厂集控运行值班员”资格证书,这很受学生欢迎。基地教师负责指导4项国家级大学生创新行动计划项目,3项校级大学生创新行动计划项目。除此之外,基地面向全校学生组织了两届校内智能汽车大赛,智能汽车大赛不仅使学生了解了智能车的目标要求、硬件结构、软件系统,而且还使学生能够综合运用自动控制原理、计算机控制、控制装置和仪表等各科知识。学生通过校内训练,参加四届全国大学生智能汽车大赛,均取得了一、二等奖的好成绩。

5.数学建模创新实践基地

数学建模创新实践基地依托学校的数学建模试验中心建立,是大学生进行数学研究和开展数学建模创新活动的重要基地。基地自行开发了高等数学实验系统、数值分析实验系统,建立了局域网络体系,形成了应用数学、计算科学和信息科学领域的稳定的研究方向。基地开设了“数学建模与数学实验”、“高等数学J”、“线性代数J”、“数学建模选修课”、“数学建模课程设计”等课程,还为学生搭建了数学实验、数学建模等多个创新平台,以选修课、课程设计、竞赛活动等形式,面向全校学生开放,指导学生开展数学研究与创新活动。多年来,基地以全国大学生数学建模竞赛等创新大赛为契机,以培养带动竞赛,以竞赛促进培养,充分调动大学生的积极性。主动参与培养学生创新能力的过程,使大学生在动手实践能力方面取得长足进步,也使具有特长的学生脱颖而出。基地已举办了八届校内大学生数学建模竞赛,近年来在全国乃至国际性的数学建模竞赛中连年取得一、二等奖的优异成绩。

6.物理创新实践基地

物理创新实践基地至今已指导学生完成教学演示仪器、科技作品100余项,部分学生创新实践完成后撰写的小论文,已在公开刊物上发表多篇。自制的演示仪器和科技作品都充实到了物理现象探索研究厅中,成为物理演示实验项目的重要组成部分。学生在基地制作的作品参加了各种各样的科技活动,如制作的校园魔术秀系列作品先后参加了中央电视台《异想天开》、《走进科学》节目录制。特别值得一提的是,学生在飞行器的制作方面构思新颖、制作精良,多次参加过全国无动力高台飞行大赛,均取得优异成绩,被中央电视台、新华网、新浪网、《北京晨报》、《辽宁日报》、《航空知识》等多家媒体报道。现在,华电学子在全国无动力高台飞行大赛上的优异表现已经成为该项赛事的一道亮丽的风景线,华北电力大学已经成为该赛事不可或缺的成员之一。

三、创新实践成效显著

1.全国性的各类竞赛中屡获佳绩

多年来,学校建设的一批示范性、开放式的创新实践基地,为提高学生的创新实践能力提供了有力的保障,大批学生在创新实践基地进行了工程实践训练和各级各类创新实践活动,不仅提高了动手能力,分析问题和解决问题的能力,而且使学生的创新精神和实践能力得到了充分锻炼,有力地促进了学生全面素质的提高。2008以来,通过创新实践基地培训的学生在全国大学生数学建模竞赛、全国大学生电子设计竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生机械创新设计大赛等竞赛中,共获得国家、国际竞赛特等奖和一等奖105项,二等奖215项,三等奖388项。

2.颁发“实践能力”等级证书

为提高学生的实践能力和综合素质,学校试行学生实践能力的分层次培养,对达到相应层次、经考核合格者,发放相应等级证书,目前已在仿真与控制技术实验室、电子技术实验中心试点实施。

(1)电力行业仿真培训证书。仿真与控制技术实验室是经过中国电力企业联合会培训中心认证的电力行业仿真运行培训基地,具有发放电力行业仿真培训证书的资格,并得到国家劳动部认可。学校充分利用这一优势,将电力行业仿真运行培训基地向全体学生开放,接纳学生自主参加综合实践。学生通过完成相关课程学习和进行上机操作,考试成绩合格后,可通过申请,获得中国电力联合会下发的电力行业仿真培训证书,已有30多名学生获得这一证书。

(2)电子技术实践能力等级证书。首批成为河北省实验教学示范中心的电子技术实验中心,对电子技术实验教学进行进一步改革,将教学内容分为基础型、综合型、研究型三个类型,以加强学生动手操作能力、知识综合应用能力、创新能力培养。采用全开放的形式,学生根据课题要求在课外独立完成实验内容,经考核合格后,已有近200名学生获得电子技术实践能力的等级证书。

(3)电工实践训练证书。学校将电工实践基地开出的课程作为公共选修课,将学分纳入校内任选课课程学分,并计入学生成绩档案。课外实践项目的开设,极大地调动了学生的积极性,学生报名踊跃,参与性强。每年都有相关年级10%左右的学生在基地自主进行工程实践,已有3000多人获得电工实践训练证书。

3.提升毕业生的就业竞争力

学校制定了《关于实施创新教育加强学生创新精神和实践能力培养的若干意见》、《大学生科技创新行动计划》,建立有利于学生创新能力培养的激励机制,如在学生年度评优中设立“科技创新能力优秀奖”单项奖;在推荐免试研究生中,将学生的创新能力作为重要考察条件,并规定有特殊学术专长的学生可不拘一格加以推荐;对获得国家级或省部级创新成果的学生,规定可申请免修与之相关的课程学分等。这些措施极大地激发了学生参与科技创新的积极性,在大学生创新实践基地有过实践经历和大赛锻炼的毕业生发展走势非常好,业内企业非常认可学生的创新素质。参加过各类竞赛并获得国家级奖项的学生毕业后绝大多数被保送或考取了国内一流大学的研究生,有的已经在IBM、微软中国、摩托罗拉、谷歌等国际知名的大公司工作。参加创新实践活动所学到的知识和经历使他们在科研、工作中都发挥了重要的作用。一直以来,华北电力大学的毕业生以基础扎实、实践能力强受到用人单位的普遍好评,毕业生一次就业率稳定在96%以上。

创新实践基地是培养学生创新实践能力的重要场所。学校抓好实践基地建设,是培养高水平创新人才的关键。当前创新实践基地在培养学生创新精神和实践能力方面发挥出越来越重要的作用,在创新人才培养中取得了显著的成效。今后,我们在总结创新实践基地建设过程中各方面经验的同时,还应在实践方式、实践内容、指导方式等方面做更深层次的研究和改革,以期在创新人才培养中发挥出更大的作用。

参考文献:

[1]安连锁,米增强,王秀梅,等.以学生为本 积极推进人才培养模式的改革与创新[J].中国大学教学,2004,(8):14-16.

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2案例来源

在案例的设计和选择上既要体现综合性、创造性,能够培养学生的创新意识和实践能力,提高学生的综合素质,同时也要考虑到实验的课时安排和难度控制。因此,通信专业类综合性实验案例设计从以下4方面进行选材:(1)优质科研成果转化。学院承担大量的国家科研项目,可以将其中某些项目进行简化、修改、重组,转化成通信专业类综合性实验案例,从而将先进的科研成果打造为优质教学资源,实现基础与前沿、经典与现代的结合。(2)各类电子设计大赛题目改造。全国及各省、校级电子设计大赛中有很多具有创新性、前瞻性、实用性的方案可以经过适当修改,作为通信专业类综合性实验案例。学生可以通过这样的实验案例了解各级大赛的要求和特点,教师也可以在实验教学过程中,选拔优秀学生参加各级大赛,从而提高学生在电子大赛中的能力和水平。(3)选择各类电子制作期刊和报纸的有关科技论文的内容。科技论文通常是对本专业内最新的前沿科技的介绍、论述和总结,可以选择其中合适的内容进行改进,作为通信专业类综合性实验案例,使学生了解学科未来的发展方向和前沿技术。(4)对部分传统(基础)实验内容改革、优化、重组。传统(基础)实验多是单一内容的验证性实验,缺乏综合性,可以充分利用现有的实验平台和实验仪器,对实验内容和方案进行改革、优化、重组,从而设计出符合当前教学要求的综合性、设计性实验。

3案例设计

3.1系统组成基于上文所述的设计原则,本教改项目设计了数据采集及数据传输系统作为通信专业类综合性实验的一个案例。系统组成如图1所示。数据采集及数据传输实验系统由数据采集模块、数据处理及控制模块、数据传输模块、数据接收模块4部分组成。不同模块间选择不同的组合可以实现不同的实验项目及内容。数据采集模块由多种传感器或数据采集设备组成,可包括温度、湿度、压力、位移及测力称重等传感器或声音、图像等采集设备。数据处理模块采用单片机、FPGA或DSP等来完成,对数据采集模块进行控制,同时对采集到的数据进行分析和处理。数据传输模块可采用外部总线(如串口、并口等)、红外、蓝牙、射频、网络等数据传输方式,将经过处理的数据传输给接收端。数据接收模块主要实现人机交互等功能。