“数据采集系统”课程教学改革研究与实践

2022-05-11张芝华

无线互联科技 2022年3期

张芝华

(安徽三联学院电子电气工程学院,安徽合肥 230601)

0 引言

数据采集系统是电子信息工程专业的基础课,是现代计算机控制技术获取信息的主要手段和方法。随着计算机技术的飞速发展,数据采集技术在工程应用领域的地位和作用日益突出[1]。安徽三联学院电子信息工程专业主要培养具有社会责任感、创新意识和实践能力的高素质应用型人才,而工程应用离不开数据的采集与处理,因此“数据采集系统”这门课对本专业学生十分重要[2]。但该课程内容多、综合性强、难度大,学生整体学习效果不佳,因此本文结合电子信息工程专业培养方案从教学模式和考核方式两方面进行改革和探索。

1 “数据采集系统”教学中存在的问题

“数据采集系统”主要目标为:学生掌握数据采集技术基本知识和基本原理,具有一定的实践动手能力,为今后从事本专业工作打下基础。依据电子信息工程专业培养目标,“数据采集系统”课程共安排68学时,其中理论32学时,实践32学时,采用理论与实践相结合的教学模式。理论教学内容包括数据采集系统的基本概念、传感器技术、模数转换、数模转换和抗干扰技术等,涉及《传感器技术》《模拟电子技术》《数字电子技术》等相关知识。数据采集系统理论内容较多、综合性较强且枯燥乏味,难以调动学生的学习积极性,教学效果有待提高[3]。

实践教学环节在理论教学之后,主要进行信息采集处理实验、热敏电阻实验和温湿度传感器实验等,通过实践教学环节可以加深学生对理论知识的理解,培养学生的动手能力和创新能力。但实践环节由于时间上的延后难以与理论教学紧密结合。此外,实践环节多以验证为主,学生做完实验原理还是无法掌握相关知识[4]。

在考核中,记忆成分占比较大,综合测试相对较少,对学生实践知识和创新能力训练较少。因此“数据采集系统”教学改革探索具有重要的理论价值和现实意义。

2 教学改革与实践

通过上述对“数据采集系统”教学中存在的问题进行分析和总结,人们从教学模式和考核方式两方面进行改革和探索。

2.1 教学模式的改革

改变传统以老师讲授为主的填鸭式教学方法,采用学习式、案例式和讨论式相结合的新型教学模式。

针对理论教学环节,老师对每一章的重难点进行讲解,然后结合具体案例提出问题,引导学生思考、讨论和总结,培养学生分析和解决问题的能力。比如第四章:模/数转换器,老师首先介绍模/数转换器的原理、指标和常用芯片,然后引导学生思考模/数转换器应用的场所,总结模/数转换器的作用及指标,最后基于AD7705芯片测量温度和压力。通过此案例,学生回顾传感器相关知识,并且深入了解AD7705芯片的功能、内部结构、管脚功能。

实践教学环节,老师讲解设计原理、设计要求,学生分组查阅资料,讨论、设计方案,仿真、总结并写出课程设计报告。比如在多功能数字滤波器设计中,老师仅讲授滤波器的设计原理、设计要求,然后学生分组查阅资料、确定设计方法,基于LabVIEW软件仿真实现,最后总结撰写课程设计报告。在课程设计过程中,传统的老师主导作用变为指导作用。此方法可以调动学生学习的积极性,培养学生团队合作精神、实践能力和创新精神。

2.2 采用学习通辅助教学工具

数据采集系统内容较多,课堂时间有限,为了学生课下预习与复习,教师基于学习通平台将课堂教学向课下延伸。教师针对数据采集系统理论课程主要知识点录制微视频,并布置配套测试习题。测试题目多以客观题为主,测试学生对知识点的掌握情况。教师已完成了全书知识点的录制。相关线上资源如图1所示。同时,数据采集实验线上课也已录制完成,这样可以帮助学生更好地理解实验原理和实验步骤,进一步提高学生的动手能力。

图1 数据采集线上资源

3 考核方式的改革

良好的考核方式可以更进一步提高学生学习的积极性,而传统专业课的考核方式多以课程结束后的闭卷考试为主,过程考核为辅,考核方式较为单一。针对这种情况,本研究结合本课程特点采取多样化考核方式,具体如下。

(1)注重考试内容的灵活性,减小记忆性知识点的考察,增加利用知识来分析问题、解决实际工程问题的考察,提高学生分析和解决问题的能力。目前,数据采集理论课程仍采用闭卷考试,但试卷综合分析题占比提高为30%,实践课程以实验操作、课程设计报告等方式来考核。

(2)加大过程考核的比例与多样性。目前,过程考核比例为50%,包括考勤、课堂表现、作业、实践操作、阶段测试等。过程考核持续整个教学过程。通过持续的过程性考核,老师可以及时了解学生情况,调整教学计划,给予学生指导和帮助,同时培养学生良好的学习习惯。学生学会及时了解自己对知识的掌握情况。加大过程性考核不仅提高了学生学习的积极性,也提高了老师的教学能力。