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電子信息工程專(zhuān)業(yè)綜合課程設計實(shí)踐與探討論文
摘 要:本文介紹了北京城市學(xué)院電子信息工程專(zhuān)業(yè)綜合性設計性實(shí)踐課程“綜合課程設計”的教學(xué)實(shí)踐與探討,介紹了該課程設置思路、課程內容和基本要求及安排、注意事項、以及對該課程的思考,指出綜合運用知識的能力是應用型人才的重要能力之一,綜合性設計性實(shí)踐課程教學(xué)對教師的要求較高,要做到收放結合、“教學(xué)相長(cháng)”。
關(guān)鍵詞 綜合課程設計 綜合能力 綜合性 設計性 實(shí)踐課程
電子信息工程專(zhuān)業(yè)是學(xué)院重點(diǎn)專(zhuān)業(yè),本專(zhuān)業(yè)自2003年成立以來(lái)一直在積極探索應用型本科培養模式,積極進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革,作為北京市教委教學(xué)改革項目“電子信息工程應用型本科課程體系初探”的成果之一,電子信息工程專(zhuān)業(yè)制定了新的教學(xué)計劃,在教學(xué)計劃中增加了一門(mén)“綜合課程設計”課,目前已經(jīng)有電子信息工程專(zhuān)業(yè)05、06、07級三屆近400名學(xué)生完成了該課程,從后期的畢業(yè)設計過(guò)程中學(xué)生的表現來(lái)看效果很好,基本達到了預期的目標。本文就是對該課程的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行總結和探討。
1 課程設置思路
“綜合課程設計”是一門(mén)綜合性設計性實(shí)踐為主的實(shí)踐課程,安排在第四學(xué)年上半年,主要目的是讓學(xué)生對大學(xué)期間所學(xué)的電子專(zhuān)業(yè)基礎知識和專(zhuān)業(yè)知識進(jìn)行一次綜合運用。具體來(lái)講是通過(guò)完成一個(gè)“麻雀雖小五臟俱全”的小課題全面訓練學(xué)生的綜合實(shí)踐能力,讓學(xué)生了解完成一個(gè)具體實(shí)際課題的全過(guò)程,通過(guò)本課程設計進(jìn)一步理解電子技術(shù)、單片機技術(shù)、EDA技術(shù)等方面的相關(guān)知識,并可綜合運用這些知識解決一定的實(shí)際問(wèn)題,使學(xué)生在綜合運用所學(xué)知識的能力上以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、查閱文獻、書(shū)寫(xiě)報告能力上得到一定的提高,同時(shí)為即將到來(lái)的畢業(yè)設計和就業(yè)做好準備。
當時(shí)安排這樣一門(mén)課還有一方面的考慮:電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生每年都有機會(huì )參加全國的或北京市級的電子設計競賽,參賽前一般都要進(jìn)行一定時(shí)間的賽前培訓,通過(guò)培訓和參賽,學(xué)生們受到了一定的專(zhuān)業(yè)綜合訓練,但畢竟不是所有學(xué)生都能參加競賽,課程設計這種形式提供了一個(gè)平臺,讓所有學(xué)生受到一定的綜合訓練。
2 課程內容和基本要求
課程設計教學(xué)在多媒體實(shí)驗室進(jìn)行,以學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦為主,原則上教師主要工作是進(jìn)行真對性輔導及組織課堂討論,適時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行交流,培養學(xué)生正確、條理地講述清楚技術(shù)問(wèn)題的能力。
學(xué)生每組3人分組完成課題,主要是為了培養團隊合作精神,在完成課題過(guò)程中,涉及到課題選取、方案選擇、電路設計、電路仿真、元器件參數確定、元器件購置、電路板制作與電路焊接、電路調試、設計報告撰寫(xiě)等各個(gè)環(huán)節,此外教師還會(huì )就一些實(shí)際課題中經(jīng)常面對的問(wèn)題(如驅動(dòng)能力問(wèn)題)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)介紹和討論,學(xué)生通過(guò)實(shí)際動(dòng)手過(guò)程,對這些問(wèn)題的理解就更清晰更深刻了。
3 各階段具體安排、要求如下
3.1 課題選取題目的選取原則:內容上可以涉及到電子線(xiàn)路、單片機、EDA技術(shù)等方面的知識,包括硬件和軟件內容(涉及相關(guān)程序設計開(kāi)發(fā)平臺和工具軟件:QuartusⅡ、Keil、wave、Protel 99SE、Multisim、Protues等),其中核心控制部件可以采用單片機,也可以使用可編程邏輯器件,內容不要過(guò)于復雜,以保證30-36學(xué)時(shí)之內能夠完成,教師可以給出一些參考課題,如“簡(jiǎn)單點(diǎn)陣列LED顯示控制系統設計”、“A/D轉換控制電路設計”等,但同時(shí)鼓勵學(xué)生自己尋找合適的課題進(jìn)行研究,一般學(xué)生更樂(lè )于自己選取感興趣的課題。
3.2 方案選擇
題目確定后,需要進(jìn)一步查閱資料,了解對比多種方案,確定自己的總體設計方案及設計工具和環(huán)境的選取,制訂好任務(wù)進(jìn)程表,按照學(xué)生的興趣和能力對組員安排具體分工。
這個(gè)過(guò)程學(xué)生需要下一定的功夫,這部分工作做得越是細致,對課題的理解就越充分,對困難的預計也越充分,解決問(wèn)題的方法就會(huì )越具體,后面的問(wèn)題就會(huì )越少。
3.3 電路設計和調試
用相應的工具軟件及實(shí)驗設備進(jìn)行電路設計和仿真,包括單元電路設計、元器件參數確定、系統電路設計、程序設計和仿真,元器件購置、電路板焊接及單元電路調試、系統電路和程序調試,在此過(guò)程中進(jìn)一步對設計電路或程序進(jìn)行修改和完善。調試通過(guò)后,繪制出完整的電路板圖。這個(gè)過(guò)程遇到的問(wèn)題最多,在電路設計和程序設計過(guò)程中牽涉到多門(mén)專(zhuān)業(yè)知識的綜合運用,是培養學(xué)生分析問(wèn)題、正確判斷和解決問(wèn)題能力的過(guò)程。
3.4 文檔歸整
在課程設計的整個(gè)過(guò)程中要求學(xué)生隨時(shí)注意保存并整理設計資料,要求學(xué)生記課程設計日志,記錄每次課題進(jìn)行過(guò)程中的工作內容、遇到的問(wèn)題及解決方法;教師給學(xué)生講解設計報告內容和格式要求,每組同學(xué)提交一份包括設計、分析、總結的完整報告并進(jìn)行分組答辯。
3.5 課程考核
結合學(xué)生課程設計過(guò)程中的綜合表現、設計報告及答辯三方面,按一定比例給出總成績(jì)。
4 注意事項
關(guān)于選題:學(xué)生選題最容易出現的問(wèn)題是對課題難度估計不足,選題容易過(guò)大,需要教師把好審題關(guān),與每組學(xué)生進(jìn)行充分討論與溝通,讓學(xué)生充分考慮設計細節。
關(guān)于分組:學(xué)生在自愿組合分組時(shí)容易造成“強強聯(lián)合”、“弱弱聯(lián)合”的局面,需要按照學(xué)生基礎程度對各組進(jìn)行微調,讓所有學(xué)生在課程設計過(guò)程中都能有所收獲。
關(guān)于進(jìn)度計劃:最容易出現的問(wèn)題是課題進(jìn)程前松后緊,以至于最后沒(méi)有時(shí)間更深入地探討、理解課題。需要注意隨時(shí)提醒學(xué)生,養成不拖沓的習慣。
關(guān)于設計報告:注意平時(shí)素材的積累,每次課上都會(huì )對日志進(jìn)行講評,為寫(xiě)好設計報告打下基礎,同時(shí)按照學(xué)生實(shí)際需要對word等寫(xiě)作工具的使用技巧適當地進(jìn)行介紹和討論,使設計報告更完美。
5 關(guān)于“綜合課程設計”的思考5.1 綜合運用知識的能力是應用型人才的重要能力之一實(shí)踐教學(xué)是應用型人才培養的重要環(huán)節,而綜合型設計性實(shí)踐教學(xué)更是其中重要的一環(huán),對培養學(xué)生創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力具有重要的地位和作用,本課程的特點(diǎn)在于知識的綜合運用。
本課程所需的基礎知識在基礎課、專(zhuān)業(yè)基礎課和專(zhuān)業(yè)課中都學(xué)習過(guò),比如電路分析基礎、模擬電子技術(shù)、數字電子技術(shù)、C語(yǔ)言程序設計、單片機原理及接口技術(shù)、EDA技術(shù)、印刷線(xiàn)路板設計、科技文獻檢索等,相關(guān)程序設計開(kāi)發(fā)平臺和工具軟件QuartusⅡ、Keil、wave6000、Protel 99SE、Multisim、Proteus等絕大部分都在課程進(jìn)行過(guò)程中使用過(guò),但很多學(xué)生對每一門(mén)課程的認識和理解都是孤立的,他們不習慣將各門(mén)課程聯(lián)系起來(lái)構成整個(gè)專(zhuān)業(yè)課程體系,這對于將來(lái)學(xué)生踏入社會(huì )后的思維習慣都是有影響的,因為社會(huì )是多維的,很多問(wèn)題都不是簡(jiǎn)單孤立存在的,要綜合運用許多相關(guān)知識才能解決一個(gè)具體問(wèn)題。要使學(xué)生養成這種“綜合”的習慣,解決辦法就是在平時(shí)的實(shí)踐課程中加入綜合性設計性?xún)热?包括本門(mén)課程內容的綜合,再有就是開(kāi)設這類(lèi)需要對多門(mén)先修課程內容的“綜合課程設計”課。
5.2 綜合性設計性實(shí)踐課程教學(xué)對教師的要求較高相對于教學(xué)計劃中的大部分課程來(lái)說(shuō),本課程首先要求任課教師對本專(zhuān)業(yè)課程體系有完整的概念,了解其結構和各門(mén)課程之間的相互關(guān)系,具備一定的綜合運用本專(zhuān)業(yè)多門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎知識能力。
其次教學(xué)要求要隨著(zhù)新技術(shù)的更新隨時(shí)進(jìn)行適當調整,如隨著(zhù)計算機技術(shù)和仿真軟件的不斷完善和發(fā)展,“綜合課程設計”要求中對于電路仿真方面的要求不斷提高:05級沒(méi)有要求電路仿真、06級要求做到部分電路仿真、07級要求全部完成仿真后再完成實(shí)際電路調試,因此本課程在了解當今行業(yè)新技術(shù),跟蹤元器件、應用軟件的實(shí)時(shí)更新并將其運用到教學(xué)中等方面對任課教師有更高的要求。
5.3 綜合性設計性實(shí)踐課程教學(xué)要做到收放結合本課程雖然是以學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦為主,即放手讓學(xué)生去做,但教師真對性的輔導及適當的理論分析與講解是必不可少的,因此教學(xué)中要做到收放結合。
如對電路原理分析、元器件參數確定、驅動(dòng)電路問(wèn)題、工具軟件學(xué)習以及文檔寫(xiě)作問(wèn)題(計劃書(shū)、日志、設計報告等)等,都需要教師根據課題進(jìn)程的需要及時(shí)組織講解及課堂討論。
5.4 綜合性設計性實(shí)踐課程教學(xué)中“教學(xué)相長(cháng)”非常重要有的學(xué)生通過(guò)查閱各種參考文獻往往會(huì )找到新元器件、新軟件或新版本軟件等,也可能對課題提出某些新見(jiàn)解,這對教師來(lái)說(shuō)是非常有意的,所謂教學(xué)相長(cháng)就是這個(gè)道理。教師教學(xué)過(guò)程中一定要注意保護這些學(xué)生的積極性,遇到學(xué)生提出的新思路,要先了解清楚學(xué)生的想法,再與學(xué)生一起分析實(shí)現的可能性、可能出現的困難和問(wèn)題,不可以為了圖方便將學(xué)生強行固定在教師自己比較熟悉的思路框架中,也就是說(shuō)不要壓制學(xué)生的思維,不要讓學(xué)生反復重復已經(jīng)掌握的東西,而是要鼓勵引導學(xué)生積極創(chuàng )新。
6 結 語(yǔ)
電子信息工程專(zhuān)業(yè)“綜合課程設計”是專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系中的一個(gè)有特色的環(huán)節,也是培養應用型人才的創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力的一種嘗試,對于學(xué)生來(lái)說(shuō)是對大學(xué)期間所學(xué)知識的綜合應用過(guò)程,也是新知識的學(xué)習過(guò)程。目前已經(jīng)有電子信息工程專(zhuān)業(yè)05、06、07級三屆近400名學(xué)生完成了該課程,對學(xué)生的鍛煉效果是明顯的。在課程進(jìn)行過(guò)程中也發(fā)現了學(xué)生的一些問(wèn)題,如對參考資料生搬硬套、焊接技術(shù)不過(guò)關(guān)、重視完成實(shí)際電路而不重視設計報告、不重視總結分析,認為只要做出電路就行了等等,在今后的教學(xué)中需要認真總結經(jīng)驗,繼續嘗試新的教學(xué)方法和模式,逐步解決這些問(wèn)題。
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