紧跟时代步伐,改革电子技术课程教学
2015-03-24内蒙古科技大学信息工程学院常瑞丽崔国玮王永平
内蒙古科技大学信息工程学院 常瑞丽 崔国玮 梁 浩 王永平
电子技术课程是理工科电类专业一门非常重要的专业基础课程,其理论知识在电类专业中具有重要的基础性地位,与实际器件、工程分析、工程计算紧密相关,也是电类专业学生进入科学领域的第一门专业基础课程,连接公共基础课与专业课,工程实践性强,是培养学生工程意识和实践创新能力的入门课程。
近20年来以集成电路为代表的半导体技术快速发展,各种新器件、新组件不断涌现,与之而来的新概念、新理论、新方法也不断出现。教学时数有限、教学内容不断增加是摆在电子技术课程教学面前的一个现实问题。如何在传统教学的基础上,推进教学改革,调整教学内容,在有限的教学时间内完成基本理论教学的同时,将本科学发展前沿的新动态和新知识介绍给学生,为学生奠定一个坚实的电子技术专业基础,培养学生创新思维和实践动手能力、提高分析问题和解决问题能力,从而提升毕业生在人才市场中的竞争力。为此,我校对电子技术课程教学进行改革,从教学手段、实验内容和课程设计三个方面着手,坚持理论教学,突出工程应用,以实验教学和课程设计为基础、以工程训练和全国大学生电子设计竞赛为依托。优化理论教学体系,强化工程实践,把培养目标定位在实践能力强、知识结构新、综合素质高的面向生产管理一线的现代工程师高级人才。
1 紧跟时代发展的步伐,引入新的教学手段
提高教学质量是教学改革的永恒主题。如今,计算机技术、网络技术的高速发展,为电子技术课程提供了新的教学手段。我们要充分利用现代化的多媒体技术,紧跟电子技术的发展步伐,结合课程特点,将那些用传统教学方法讲解费时、费力而而又效果差的内容挑选出来,改用用多媒体技术制作出内容丰富、科学规范、使用方便的教学课件和学习软件。充分发挥多媒体教学手段的优点,将书中静态描述的知识以动态的方式重现出来,将老师在课堂上的简单劳动时间缩小到最短,将老师长期积累起来的教学经验充分体现出来,最大限度地调动学生的积极性,将学生注意力吸引到课堂上来。同时,要在完成教学大纲要求的基础上,尽可能增加新知识,为学生自学指明方向。在新的教学手段下发挥老师教学的创造性,将传统教学手段的独特优势与多媒体技术有机结合起来,开拓学生的科学思维和创新意识,形成一个良好的教学体系。
2 对实验教学进行改革,注重培养学生动手能力
实验教学是电子技术课程教学的重要实践环节,目前,我国很多高校的电子技术实验教学仍处在一个相对较为落后的、传统的模式之中,把验证性实验作为实验教学的主体,按照教材所规定的步骤操作,整个过程老师包揽,学生被动听从,大大地限制了学生的创造性思维。为了提高教学质量,使电子技术实验教学从传统模式中解放出来,我们对实验内容进行调整,分步实施,改革如下:
(1)基础验证型实验
这一步是实验教学的基础,通过常规的封闭式的实验教学方法,开设一些验证性实验,将学生逐步引入到本学科特有的专业基础技能训练之中,例如对常规元器件的辨别及应用能力,器件的性能、测试、焊接等处理技术,常规电子测量仪器、仪表的工作原理和使用方法,常规物理量的测量等。通过这些基础验证型实验,使学生掌握本专业领域内基本数据的测量和处理方法,学会写规范、标准的实验报告,为后续专业课程的学习打下良好的基础。
(2)实践动手能力训练
这一步为动手能力培养,是实验教学的关键,也是本科教学最重要的阶段。采用半开放、半封闭式的教学模式,使学生在掌握电路工作原理的基础上,进行由浅入深、循序渐进地培养和提高,重视基本能力的训练。进一步使学生熟练掌握有关基本功能电路的性能测试和设计方法。
(3)开发创新能力的培养
这一步为能力开发阶段,培养学生对电子系统的设计能力和创新精神。结合电子技术课程以及创新实验的设计、制作等实施教学。老师给定实验题目和备选元器件,学生自己制定实验方案、设计电路,自己进入开放实验室完成实验。同时,对于一些有兴趣爱好的学生也可以自己选择实验内容,努力向研究型实验方向发展。
(4)工程创新型实验
这一步以大学生电子设计竞赛为依托,紧密结合科技和社会生产发展的实际需求,开设一些工程创新型实验,为有电子设计爱好的学生提供一个科学研究的平台。在这里学生可以得到科学研究思维和方法的综合训练,使电子技术课程直接服务于社会生产,更富有生命力和启发性。同时,学生的团队合作精神得到培养,分析问题、解决问题、实践动手和工程创新能力得到提高。目前,我校已建立了大学生创新实验基地,为学生的创新设计、全国大学生电子设计竞赛及毕业设计等活动提供了一个良好的科研平台。通过本次教学改革,充分利用大学生创新基地,规范管理,合理设置,为学生的创新设计提供一些必要的设备和元器件,安排专业的指导老师,鼓励学生到创新基地对自己感兴趣的电路进行设计、开发和制作,充分调动学生的积极性,制定相应的运作、管理、评比和奖励政策,使学生将课堂上所学的理论知识在创新实验室得到延伸和拓展,同时,将电子技术课程教学进一步引向深入。
3 搞好课程设计,培养学生优良的工程素质
实践经验表明:如果只重视硬件的设计和调试而忽视对现代计算机辅助设计软件的学习和应用,会为后面设计更深入、更复杂、更高级的电子系统的留下隐患;如果只注重对软件的操作和学习,而学生对电路的布局、布线、调试能力得不到训练,则最后的结果必然是只会纸上谈兵,无法跟实际结合。因此,只有将传统的硬件实验和EDA(电子设计自动化)技术结合起来,不断改革课程设计教学内容,相应引入一些时代发展的新技术,使学生完成从框图、电路设计、绘图、仿真、调试、焊接到功能实现等过程。把硬件和软件结合起来,将学生培养成为合格的高级工程技术人员。
本次课程设计改革既考虑到新方法和新技术的应用,又要兼顾所选题目切合实际,富有趣味性,有一定的应用价值,并且具有完整性,构成独立的小系统。通过课程设计,使学生认识一些本领域新型的电路和器件,激发学生对本课程的学习兴趣和热情。我们选择一些包含数字电路和模拟电路并且具代表性的一些课题,例如声光控制节能路灯电路、电子时钟、救护车/消防车声响报警电路、光电转换加减计数电路、波形发生电路、助听器电路、烟雾报警器等。老师只给出技术指标和功能要求,学生拿到题目后,广泛查阅参考资料,对同类各种电路的优缺点进行分析和比较,然后根据实际设计条件制定出合理的设计方案。通过这样一个实际题目的设计过程,使学生在电子技术课程中所学的理论知识和实验技能得到巩固和加深。通过查阅资料、方案设计、器件选择等过程,学生的科学研究精神和创新能力得到培养;通过对电路的布局、布线设计和焊接处理等过程,学生对工艺设计的理解进一步加深,工程意识进一步加强;通过故障查找以及电路的调试过程,学生分析问题和解决问题的能力得到提高;由于在小组设计中的分工不同,学生的团队合作精神得到培养。通过本次对课程设计的改革,使学生在短短2周的时间内,加强了模拟电子技术课程与数字电子技术课程之间的融会贯通,电子技术课程的理论知识得到了深化,并且掌握了一些常见EDA软件的操作和使用技巧,对现代电子系统的设计过程具有了一定的理解和认识,使学生学到了不少书本中无法学到的知识。
4 结束语
通过几年的探索,我校在电子技术课程教学、实验教学和课程设计等方面进行了一系列的改革,坚持理论与实践并重,突出实践教学的重要地位,让学生接触并运用现代新知识、新技术解决实际问题,从而使学生分析问题和解决问题的能力得到提高,科学研究精神和创新能力得到培养。通过实验教学和课程设使学生对电子技术理论知识的理解进一步加深。同时,依托全国大学生电子设计大赛,分步培养、科学训练,为学生进一步学习专业课程和提高工程实践能力奠定一个坚实的专业基础。当然,教学改革的道路很长,电子技术的发展日新月异,我们必须紧跟时代,积极探索,为将我校学生培养成为现代工程师高级专门人才而努力。
[1]阳太林.以学生创新能力的培养为中心改革高校实验教学[J].实验技术与管理,2005,22(10):34-38.
[2]张秀珍.改革实验教学,突出学生工程实践能力的培养[J].实验技术与管理,2007,24(11):11-13.
[3]毕云峰.基于自主学习的数字电子技术基础实验教学探索[J].高等教育与学术研究,2007(4):32-33.
[4]佘新平.电子技术课程设计的实践教学模式探讨[J].长江大学学报:理工卷,2010(1):347-348.