以電子設(shè)計大賽促進(jìn)電子技術(shù)課程本科教學(xué)改革

1、2012-07-1以9#電#子#設(shè)#計#大#賽#促#2進(jìn)01電2-子0技7-術(shù)19課#程#本#2科#0#1教#2-學(xué)0改7-革19#林 壽 英(福建農(nóng)林大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 ,福建 福州 350002 )摘要 全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽是由教育部主辦的學(xué)科競賽 ,競賽內(nèi)容反映了現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢 。本文闡述了如何以電子設(shè)計大賽為契機(jī) ,促進(jìn)本科電子技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容和實踐教學(xué)的改革 。關(guān)鍵詞 電子競賽 ;實踐教學(xué) ;教學(xué)改革文章編號 167126922 ( 2008) 06 20103 203中圖分類號 g642. 0文獻(xiàn)標(biāo)識碼 areform of e lec tron ic s cour

2、 se for un dergra dua te s prom o tedby the na t iona l e lec tron ic s de s ign com pe t it ionl in shou2ying( college of m echan ica l and e lectrica l eng ineering, fu jian a g ricu ltu re and forestry u n iversity, fuzhou, fu jian 350002, c h ina )a b stra c t: the con ten t of na tiona l e lec

3、tron ic s de sign comp e tion spon so red by m in istry of educa tion show s the app lica tion s and deve l2 opm en t d irec tion of mode rn e lec tron ic s. th is p ap e r d iscu sse s how to take the comp e tition a s the oppo rtun ity and p romo te the refo rm of unde rgradua te e lec tron ic s c

4、ou rse in con ten t and p rac tice.key word s: na tiona l e lec tron ic s de sign comp e tition; p rac tice teach ing; teach ing refo rm全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽是面向大學(xué)生的群眾性的科技活動 。競賽內(nèi)容緊密聯(lián)系模擬電路 、數(shù) 字電路 、單片機(jī)原理與接口技術(shù) 、傳感器技術(shù)和測量儀器儀表 、電力電子等多門課程的基礎(chǔ)知識 , 既有實際制作 ,又有理論設(shè)計 , 旨在提高大學(xué)生理論 素養(yǎng)和實踐動手能力 。以模擬電子和數(shù)字電子應(yīng) 用設(shè)計為主要內(nèi)容的全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽反映

5、了現(xiàn)代電子技術(shù)基礎(chǔ)理論 、發(fā)展方向和新技術(shù)的 應(yīng)用 。深入領(lǐng)會電子設(shè)計大賽精神 ,并以大學(xué)生電 子設(shè)計競賽為契機(jī) ,我們對我校電子類相關(guān)專業(yè)培 養(yǎng)計劃進(jìn)行了優(yōu)化 , 對相關(guān)課程教學(xué) , 特別是與電 子設(shè)計大賽結(jié)合密切對電子技術(shù)課程 (包含模擬電子和數(shù)字電子 ) 進(jìn)行了大力改革 。改革成效顯著 ,大大提高了我校本科生的實踐能力和創(chuàng)新能力 。一 、電子技術(shù)課程的地位和教學(xué)現(xiàn)狀電子技術(shù)是高等院校電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課 , 它為學(xué)生掌握后續(xù)專業(yè)課程和畢業(yè)后從事相關(guān)的 專業(yè)工作提供了必要的專業(yè)理論知識和實踐技能 。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展 ,電子產(chǎn)品已經(jīng)涉及到我們生 活的方方面面 ,從玩具 、家用電器到工農(nóng)業(yè)

6、生產(chǎn) 、國 防 、航空航天無不涉及到電子技術(shù) 。特別是近年我 國電子制造業(yè)的迅猛發(fā)展 ,對電子應(yīng)用型人才的需求也不斷增長 。從近幾年電子信息類大學(xué)生的就業(yè)情況可以看到 ,用人單位在筆試時出的題目多是 關(guān)于電子技術(shù) ,這說明了用人單位要求大學(xué)生應(yīng)具備電子技術(shù)知識 。學(xué)習(xí)電子技術(shù)方面的課程需時刻關(guān)注電子技術(shù)的發(fā)展 。近幾年 ,電子技術(shù)發(fā)展迅 速 ,其新成果 、新技術(shù) 、新器件不斷涌現(xiàn) 。特別是集 成芯片應(yīng)用日益廣泛 ,其無論是種類還是數(shù)量都大大增加 ,性能大大提高 。這對電子技術(shù)課程教學(xué)有 較大的沖擊 。目前 ,一些高校電子技術(shù)教學(xué)中還存 在著以下亟待解決的問題 。(一 )教學(xué)內(nèi)容陳舊電子技術(shù)是發(fā)

7、展最快 、應(yīng)用較廣的一 門技 術(shù) ,而我們目前的教學(xué)內(nèi)容的更新速度慢 ,有些老師使 用幾十年前的講稿 ,使用的教材不能反應(yīng)電子技術(shù) 迅猛發(fā)展所涌現(xiàn)的新知識 ,導(dǎo)致課堂所講授的內(nèi)容 與當(dāng)今迅速發(fā)展的電子技術(shù)的實際有較大的差距 。(二 )教學(xué)模式單一這主要體現(xiàn)在我們的教學(xué)方法仍然是以教師 為中心 ,以傳播理論知識為主 。采用“填鴨式 ”教學(xué) 方法 ,忽視了在教學(xué)過程中的學(xué)生主體作用 。學(xué)生 上課抄筆記 ,下課背筆記 ,考完全忘記 。(三 )教學(xué)手段陳舊這主要體現(xiàn)在有些老師上課還是以板書講授方式為主 ,而不結(jié)合生動的多媒體進(jìn)行教學(xué) , 使學(xué)2012-07-19#2012-0生7覺-得1枯9燥#無#味

8、#。#2#0#1#2-07-19#( )收稿日期 2008 - 06 - 28(四 )只重視理論教學(xué) ,不重視學(xué)生實踐 、創(chuàng)新具體化 , 使學(xué)生的聽覺 、視覺等方面同時接收信息能力的培養(yǎng)這與采用的考試方法有關(guān) 。一門課結(jié)束 通常 是通過閉卷筆試的方式進(jìn)行考核 ,忽視了學(xué)生對綜 合應(yīng)用能力的考查 。由于存在這些問題 ,當(dāng)學(xué)生參加電子設(shè)計競賽時 ,常常會發(fā)生許多意想不到的事情 。如理論設(shè)計 正確 ,實物制作卻無法實現(xiàn) ; 模塊電路能實現(xiàn)而系 統(tǒng)聯(lián)調(diào)卻 無 法 實 現(xiàn) 。這 是 我 校 學(xué) 生 在 2003 年 至2005年期間的電子設(shè)計大賽中成績不佳的主要原因 。由此可見 ,規(guī)范電子技術(shù)課程的教學(xué)

9、內(nèi)容和改 革現(xiàn)行體系勢在必行 。刺激 , 感官和想象力互相配合 , 增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣與記憶能力 。2. 運(yùn)用各種仿真軟件對例題進(jìn)行仿真 。目前 ,電子電 路 的 仿 真 軟 件 有 很 多 , 如 p ro teu s、m u ltisim等 。這些仿真軟件帶有國際通用的虛擬儀器及電 子元器件庫 。通過它們 , 我們可以方便地進(jìn)行電路 原理圖的設(shè)計和仿真測試 , 觀察電路的工作狀態(tài)及 變化情況 。如在學(xué)習(xí)計數(shù)器芯片 74l s290 時 ,在輸 出端接入發(fā)光二極管 , 輸入時鐘信號 , 通過仿真就可以很直觀地看到不同接線時 ,可實現(xiàn)二 2五 2十進(jìn) 制計數(shù) 。過去課堂語言表達(dá)比較困難的許多電

10、路 、 芯片功能應(yīng)用 ,通過仿真演示幾分鐘就能使學(xué)生明 白 。學(xué)生也可以設(shè)計仿真各種電路 ,這對于學(xué)生的 深入學(xué)習(xí)無疑有很大的幫助 。3. 向?qū)W生推薦優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)資源 ?？山?紹 一些 著名的電子網(wǎng)站 , 如 21 ic 網(wǎng) 、電子 工程 師 網(wǎng)等 , 通 過這些網(wǎng)絡(luò)資源 , 學(xué)生不 僅能 夠 學(xué)會 查閱 芯 片資 料 ,還可與電子工程師進(jìn)行學(xué)術(shù)交流 , 了解到電子 行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 。拓展了學(xué)生的視野 ,同時也培養(yǎng)了學(xué)生查閱相應(yīng)理論知識和相關(guān)資料的能力 。4. 布置制作實物作業(yè) 。結(jié)合課程的實際情況 , 布置學(xué)生做一些小制作 。這種作業(yè)題目靈活 ,如設(shè) 計一個 l ed 花樣變化電路 ,每個學(xué)生

11、都有自己的花 樣 ,電路也五花八門 , 這可以發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力 。(三 )加強(qiáng)實踐課程的教學(xué)改革力度電子技術(shù)是一門實踐性很強(qiáng)的課程 ,原來模擬 電子和數(shù)字電子的實驗學(xué)時數(shù)為 20 個學(xué)時 , 共做10個驗證性實驗 。顯然這是不夠的 。加強(qiáng)該課程 的實踐教學(xué)改革力度主要體現(xiàn)在以下兩個方面 。1. 改革實驗教學(xué)的結(jié)構(gòu) 。我校將電子 技 術(shù)的 實驗和電路原理的實驗合并做為一門必修課 ,由專 職教師負(fù)責(zé) 。在實驗內(nèi)容的開設(shè)上分為驗證性實 驗 、設(shè)計性實驗和綜合性實驗 3 個層次 。驗證性實 驗為基本電子器件的應(yīng)用性實驗 , 其內(nèi)容覆蓋課程的重要知識點 ,主要是對學(xué)生進(jìn)行電子電路調(diào)試技 能和測量

12、方法的訓(xùn)練 , 培養(yǎng)正確記錄與處理數(shù)據(jù) 、 合理表達(dá)與報告實驗結(jié)果的能力 。設(shè)計性實驗的 教學(xué)內(nèi)容為單元電路的設(shè)計及小系統(tǒng)設(shè)計 。采用 積木式 、模塊化結(jié)構(gòu) , 將設(shè)計的單元電路組合成小系統(tǒng)電路 ,完成某種應(yīng)用電路系統(tǒng)的設(shè)計 , 使學(xué)生 通過設(shè)計性實驗初步了解新產(chǎn)品的設(shè)計和制作過 程 ,培養(yǎng)學(xué) 生 的 綜 合 應(yīng) 用 能 力 以 及 利 用 現(xiàn) 代 化 分二 、電子技術(shù)課程體系的改革電子設(shè)計競賽既不是單純的理論設(shè)計競賽也 不僅僅是實驗競賽 , 而是由一個參賽隊共同設(shè)計 、 制作完成一個有特定工程背景的題目的競賽 。它 既強(qiáng)調(diào)理論設(shè)計 ,更強(qiáng)調(diào)工程的實現(xiàn) 。它考核了學(xué) 生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識的能力

13、,更注重考察學(xué)生的創(chuàng) 新意識 。競賽成績從一個側(cè)面反映了一個學(xué)校的 電子技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量 。改革傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容 和教學(xué)方法 ,建立一個新的教學(xué)課程體系 , 以適應(yīng) 現(xiàn)代高教教育的需要 ,迫在眉睫 。我校近幾年對電 子技術(shù)課程從以下幾個方面進(jìn)行了改革 。(一 )更新教學(xué)內(nèi)容 、重構(gòu)課程體系電子技術(shù)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課 ,因此不管電子技 術(shù)的發(fā)展多么迅猛 , 新的器件層出不窮 , 基礎(chǔ)教學(xué) 內(nèi)容不能削弱 。如模擬電子部分的基本元件二極 管 、三極管 、場效應(yīng)管 ;放大電路 、反饋電路 、線性直流穩(wěn)壓電源電路等 。數(shù)字電路的基本邏輯門 、組合 邏輯電路 、時序邏輯電路等 。在此基礎(chǔ)上根據(jù)社會的需求和電

14、子競賽的內(nèi)容增加介紹模擬集成電路 , 如集成功率放大器 、集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 、函數(shù) 發(fā)生器等 ; 數(shù)字集成電路 ,如 a /d、d /a 接口芯片 、 存儲器 ram 和 rom 芯 片 的 擴(kuò) 展 、可 編 程 邏 輯 器 件等 。(二 )改進(jìn)教學(xué)方法隨著電子技術(shù)的新知識 、新技術(shù)不斷涌現(xiàn) , 教 學(xué)內(nèi)容不斷增加 , 而教學(xué)課時被壓縮 , 傳統(tǒng)的教學(xué)方法已無法保質(zhì)保量地完成教學(xué)計劃 。教學(xué)方法的改進(jìn)勢在必行 。具體措施有以下幾點 。1. 使用多媒體提高課堂教學(xué)效果 。多媒 體課 件有容量大 、圖文并茂的優(yōu)點 。通過豐富的動畫演 示 , 生動地描述課本中的抽象概念 , 將枯燥的理論析 、測

15、試手段的能力 。綜合性實驗的實驗內(nèi)容包括不同的階段訓(xùn)練 ,不必每一階段訓(xùn)練都參加 。多個知識 點 , 可 以 與 電 子 技 術(shù) 相 關(guān) 科 研 課 題 相 聯(lián)系 ,主要訓(xùn)練學(xué)生對較復(fù)雜系統(tǒng)的綜合調(diào)試能力 。2. 開設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的電子工藝實訓(xùn)課 程 。電 子工 藝實訓(xùn)是在學(xué)生學(xué)完模擬電子與數(shù)字電子課程后安排的重要實踐環(huán)節(jié) 。以往電子工藝實訓(xùn)都是統(tǒng) 一發(fā)給電路圖 、做好印刷電路板和元器件 , 學(xué)生按 插上元件焊好就行 ,這對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力很 不夠 。為此 , 我 們 對 電 子 工 藝 實 訓(xùn) 教 學(xué) 進(jìn) 行 了 改 革 ,僅發(fā)給學(xué)生一些電子產(chǎn)品電路原理圖 , 卻提高對學(xué)生的要求標(biāo)準(zhǔn) 。要求學(xué)

16、生自己選題 ,在讀懂所 給電路原理圖的基礎(chǔ)上 ,自行選擇一個課題并給出 其設(shè)計原理 ,在得到老師認(rèn)可后可以自主進(jìn)行以下 幾個環(huán)節(jié) :元件的選購 、印刷電路板的制作 、電子元 件的焊接 、電路的調(diào)試 。當(dāng)實現(xiàn)了既定的基本功能后要求寫出自己的制作說明書 。通過這些環(huán)節(jié)的 訓(xùn)練 ,不僅鞏固加深了學(xué)生對模擬電子和數(shù)字電子 基本知識 的 理 解 , 提 高 了 他 們 運(yùn) 用 所 學(xué) 知 識 的 能 力 ,而且掌握了簡單實用電路的制作步驟和方法 , 提高了實戰(zhàn)技能 。3. 增設(shè)專業(yè)綜合實踐課 。專業(yè)綜合 實踐 課是 從模擬電子 、數(shù)字電子到單片機(jī)及其它相關(guān)專業(yè)課 程的綜合應(yīng)用設(shè)計課 ,著力于培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)

17、創(chuàng)新的 意識和實踐操作的技能 , 為參加全國大學(xué)生電子設(shè) 計競賽做好知識結(jié)構(gòu)的鋪墊工作 。這是一門綜合性很強(qiáng)的課 ,因此該課程的教學(xué)任務(wù)由我們電子學(xué) 教研組的全體教師和實驗人員參加 。結(jié)合電子設(shè) 計競賽常用模塊出題 , 內(nèi)容包含單片機(jī)最小系統(tǒng) 、 可編程邏輯器件最小系統(tǒng) 、a /d 與 d /a 電路 、開關(guān) 電源電路 、信號放大電路 、信號產(chǎn)生電路 、各種傳感 器應(yīng)用電路 、功率驅(qū)動電路 、顯示電路等 。要求學(xué)生獨(dú)立完成電子電路模塊設(shè)計與制作 , 寫出論文 。 教師積極組織學(xué)生進(jìn)行交流 , 在交流中找出問題 、 改善電路 、提高能力 。(四 )開設(shè)電子設(shè)計競賽賽前培訓(xùn)課每年暑假我們都開設(shè)全校

18、性的電子設(shè)計競賽 賽前培訓(xùn)班 ,但絕對不是精英培訓(xùn) , 其目的不是僅僅為了獲獎 , ,而是把它作為一項群眾性的活動 ,愿意的學(xué)生都可參加 。使學(xué)生的受益面最廣 ,為他們 將來就業(yè)打下良好的基礎(chǔ) 。由于學(xué)生來自不同專 業(yè) 、所學(xué)課程也不一定相同 , 我們針對這個特點將培訓(xùn)分為 3個階段 ,學(xué)生可根據(jù)所學(xué)課程選擇參加第一階段基礎(chǔ)訓(xùn)練 。半天上課半天制作 ,主要講解一些與競賽相關(guān)的基礎(chǔ)知識 ,要求學(xué)生達(dá)到會 看較復(fù)雜的電路圖 , 會畫 pcb 板 , 會焊接安裝 、檢 測 、查資料 、寫文檔 。第二階段模塊設(shè)計 訓(xùn) 練 。教師對電子設(shè)計大賽中可能用到的模塊設(shè)計方案進(jìn) 行講解 ,并輔導(dǎo)學(xué)生完成各種模塊

19、的制作 。第三階 段綜合設(shè)計訓(xùn)練 。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下將已制作 的小模塊綜合成一個作品 。完成 3 個階段的培訓(xùn) 后 ,學(xué)生可參加學(xué)校舉行的“創(chuàng)新杯 ”大學(xué)生電子設(shè)計大賽 ,使所學(xué)的知識融會貫通 , 為參加大學(xué)生電 子設(shè)計大賽做好了準(zhǔn)備 ,也為將來走上工作崗位打 下了扎實的基礎(chǔ) 。(五 )改革課程考核方式考試作為課程教學(xué)的最后環(huán)節(jié) , 直接檢驗教和 學(xué)雙方的效果 ,主導(dǎo)著大部分學(xué)生的學(xué)習(xí) 。目前 ,使用較普遍的仍然是閉卷筆試 。應(yīng)該說 , 閉卷考試在基礎(chǔ)理論類課程教學(xué)中 , 在強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握知 識的作用不可替代 。但對于實踐性很強(qiáng)的電子技 術(shù)這樣的課程來說很容易出現(xiàn)高分低能 。因此我們將電子技術(shù)這類課程的結(jié)業(yè)成績分為兩部分 : 一 是閉卷筆試成績占總成績的 60 % - 70 % ,上交的實 踐作品制作占 40 % - 30 % 。以上這些改革措施的全面實施取得了豐碩的 成果 , 2007 年我校有 16 支學(xué)生代表隊參加全國大學(xué)生設(shè)計競賽 ,其中有 2 支代表隊獲全國二等獎 、3 支代表隊獲省一等獎 、1 支代表隊獲省二等獎 、3 支 代表隊獲省三等獎