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電子信息工程專業(yè)綜合課程設(shè)計實(shí)踐與探討論文
摘 要:本文介紹了北京城市學(xué)院電子信息工程專業(yè)綜合性設(shè)計性實(shí)踐課程“綜合課程設(shè)計”的教學(xué)實(shí)踐與探討,介紹了該課程設(shè)置思路、課程內(nèi)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(yùn)用知識的能力是應(yīng)用型人才的重要能力之一,綜合性設(shè)計性實(shí)踐課程教學(xué)對教師的要求較高,要做到收放結(jié)合、“教學(xué)相長”。
關(guān)鍵詞 綜合課程設(shè)計 綜合能力 綜合性 設(shè)計性 實(shí)踐課程
電子信息工程專業(yè)是學(xué)院重點(diǎn)專業(yè),本專業(yè)自2003年成立以來一直在積極探索應(yīng)用型本科培養(yǎng)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(yīng)用型本科課程體系初探”的成果之一,電子信息工程專業(yè)制定了新的教學(xué)計劃,在教學(xué)計劃中增加了一門“綜合課程設(shè)計”課,目前已經(jīng)有電子信息工程專業(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(shè)計過程中學(xué)生的表現(xiàn)來看效果很好,基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。本文就是對該課程的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)和探討。
1 課程設(shè)置思路
“綜合課程設(shè)計”是一門綜合性設(shè)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)的電子專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識進(jìn)行一次綜合運(yùn)用。具體來講是通過完成一個“麻雀雖小五臟俱全”的小課題全面訓(xùn)練學(xué)生的綜合實(shí)踐能力,讓學(xué)生了解完成一個具體實(shí)際課題的全過程,通過本課程設(shè)計進(jìn)一步理解電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)等方面的相關(guān)知識,并可綜合運(yùn)用這些知識解決一定的實(shí)際問題,使學(xué)生在綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力上以及分析問題、解決問題、查閱文獻(xiàn)、書寫報告能力上得到一定的提高,同時為即將到來的畢業(yè)設(shè)計和就業(yè)做好準(zhǔn)備。
當(dāng)時安排這樣一門課還有一方面的考慮:電子信息工程專業(yè)的學(xué)生每年都有機(jī)會參加全國的或北京市級的電子設(shè)計競賽,參賽前一般都要進(jìn)行一定時間的賽前培訓(xùn),通過培訓(xùn)和參賽,學(xué)生們受到了一定的專業(yè)綜合訓(xùn)練,但畢竟不是所有學(xué)生都能參加競賽,課程設(shè)計這種形式提供了一個平臺,讓所有學(xué)生受到一定的綜合訓(xùn)練。
2 課程內(nèi)容和基本要求
課程設(shè)計教學(xué)在多媒體實(shí)驗室進(jìn)行,以學(xué)生動手動腦為主,原則上教師主要工作是進(jìn)行真對性輔導(dǎo)及組織課堂討論,適時組織學(xué)生進(jìn)行交流,培養(yǎng)學(xué)生正確、條理地講述清楚技術(shù)問題的能力。
學(xué)生每組3人分組完成課題,主要是為了培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神,在完成課題過程中,涉及到課題選取、方案選擇、電路設(shè)計、電路仿真、元器件參數(shù)確定、元器件購置、電路板制作與電路焊接、電路調(diào)試、設(shè)計報告撰寫等各個環(huán)節(jié),此外教師還會就一些實(shí)際課題中經(jīng)常面對的問題(如驅(qū)動能力問題)進(jìn)行專門介紹和討論,學(xué)生通過實(shí)際動手過程,對這些問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(nèi)容上可以涉及到電子線路、單片機(jī)、EDA技術(shù)等方面的知識,包括硬件和軟件內(nèi)容(涉及相關(guān)程序設(shè)計開發(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(jī),也可以使用可編程邏輯器件,內(nèi)容不要過于復(fù)雜,以保證30-36學(xué)時之內(nèi)能夠完成,教師可以給出一些參考課題,如“簡單點(diǎn)陣列LED顯示控制系統(tǒng)設(shè)計”、“A/D轉(zhuǎn)換控制電路設(shè)計”等,但同時鼓勵學(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(shè)計方案及設(shè)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。
這個過程學(xué)生需要下一定的功夫,這部分工作做得越是細(xì)致,對課題的理解就越充分,對困難的預(yù)計也越充分,解決問題的方法就會越具體,后面的問題就會越少。
3.3 電路設(shè)計和調(diào)試
用相應(yīng)的工具軟件及實(shí)驗設(shè)備進(jìn)行電路設(shè)計和仿真,包括單元電路設(shè)計、元器件參數(shù)確定、系統(tǒng)電路設(shè)計、程序設(shè)計和仿真,元器件購置、電路板焊接及單元電路調(diào)試、系統(tǒng)電路和程序調(diào)試,在此過程中進(jìn)一步對設(shè)計電路或程序進(jìn)行修改和完善。調(diào)試通過后,繪制出完整的電路板圖。這個過程遇到的問題最多,在電路設(shè)計和程序設(shè)計過程中牽涉到多門專業(yè)知識的綜合運(yùn)用,是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、正確判斷和解決問題能力的過程。
3.4 文檔歸整
在課程設(shè)計的整個過程中要求學(xué)生隨時注意保存并整理設(shè)計資料,要求學(xué)生記課程設(shè)計日志,記錄每次課題進(jìn)行過程中的工作內(nèi)容、遇到的問題及解決方法;教師給學(xué)生講解設(shè)計報告內(nèi)容和格式要求,每組同學(xué)提交一份包括設(shè)計、分析、總結(jié)的完整報告并進(jìn)行分組答辯。
3.5 課程考核
結(jié)合學(xué)生課程設(shè)計過程中的綜合表現(xiàn)、設(shè)計報告及答辯三方面,按一定比例給出總成績。
4 注意事項
關(guān)于選題:學(xué)生選題最容易出現(xiàn)的問題是對課題難度估計不足,選題容易過大,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(shè)計細(xì)節(jié)。
關(guān)于分組:學(xué)生在自愿組合分組時容易造成“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”、“弱弱聯(lián)合”的局面,需要按照學(xué)生基礎(chǔ)程度對各組進(jìn)行微調(diào),讓所有學(xué)生在課程設(shè)計過程中都能有所收獲。
關(guān)于進(jìn)度計劃:最容易出現(xiàn)的問題是課題進(jìn)程前松后緊,以至于最后沒有時間更深入地探討、理解課題。需要注意隨時提醒學(xué)生,養(yǎng)成不拖沓的習(xí)慣。
關(guān)于設(shè)計報告:注意平時素材的積累,每次課上都會對日志進(jìn)行講評,為寫好設(shè)計報告打下基礎(chǔ),同時按照學(xué)生實(shí)際需要對word等寫作工具的使用技巧適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行介紹和討論,使設(shè)計報告更完美。
5 關(guān)于“綜合課程設(shè)計”的思考5.1 綜合運(yùn)用知識的能力是應(yīng)用型人才的重要能力之一實(shí)踐教學(xué)是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),而綜合型設(shè)計性實(shí)踐教學(xué)更是其中重要的一環(huán),對培養(yǎng)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(yùn)用。
本課程所需的基礎(chǔ)知識在基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中都學(xué)習(xí)過,比如電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計、單片機(jī)原理及接口技術(shù)、EDA技術(shù)、印刷線路板設(shè)計、科技文獻(xiàn)檢索等,相關(guān)程序設(shè)計開發(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)行過程中使用過,但很多學(xué)生對每一門課程的認(rèn)識和理解都是孤立的,他們不習(xí)慣將各門課程聯(lián)系起來構(gòu)成整個專業(yè)課程體系,這對于將來學(xué)生踏入社會后的思維習(xí)慣都是有影響的,因為社會是多維的,很多問題都不是簡單孤立存在的,要綜合運(yùn)用許多相關(guān)知識才能解決一個具體問題。要使學(xué)生養(yǎng)成這種“綜合”的習(xí)慣,解決辦法就是在平時的實(shí)踐課程中加入綜合性設(shè)計性內(nèi)容,包括本門課程內(nèi)容的綜合,再有就是開設(shè)這類需要對多門先修課程內(nèi)容的“綜合課程設(shè)計”課。
5.2 綜合性設(shè)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說,本課程首先要求任課教師對本專業(yè)課程體系有完整的概念,了解其結(jié)構(gòu)和各門課程之間的相互關(guān)系,具備一定的綜合運(yùn)用本專業(yè)多門專業(yè)基礎(chǔ)知識能力。
其次教學(xué)要求要隨著新技術(shù)的更新隨時進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,如隨著計算機(jī)技術(shù)和仿真軟件的不斷完善和發(fā)展,“綜合課程設(shè)計”要求中對于電路仿真方面的要求不斷提高:05級沒有要求電路仿真、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(diào)試,因此本課程在了解當(dāng)今行業(yè)新技術(shù),跟蹤元器件、應(yīng)用軟件的實(shí)時更新并將其運(yùn)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(shè)計性實(shí)踐課程教學(xué)要做到收放結(jié)合本課程雖然是以學(xué)生動手動腦為主,即放手讓學(xué)生去做,但教師真對性的輔導(dǎo)及適當(dāng)?shù)睦碚摲治雠c講解是必不可少的,因此教學(xué)中要做到收放結(jié)合。
如對電路原理分析、元器件參數(shù)確定、驅(qū)動電路問題、工具軟件學(xué)習(xí)以及文檔寫作問題(計劃書、日志、設(shè)計報告等)等,都需要教師根據(jù)課題進(jìn)程的需要及時組織講解及課堂討論。
5.4 綜合性設(shè)計性實(shí)踐課程教學(xué)中“教學(xué)相長”非常重要有的學(xué)生通過查閱各種參考文獻(xiàn)往往會找到新元器件、新軟件或新版本軟件等,也可能對課題提出某些新見解,這對教師來說是非常有意的,所謂教學(xué)相長就是這個道理。教師教學(xué)過程中一定要注意保護(hù)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(xiàn)的可能性、可能出現(xiàn)的困難和問題,不可以為了圖方便將學(xué)生強(qiáng)行固定在教師自己比較熟悉的思路框架中,也就是說不要壓制學(xué)生的思維,不要讓學(xué)生反復(fù)重復(fù)已經(jīng)掌握的東西,而是要鼓勵引導(dǎo)學(xué)生積極創(chuàng)新。
6 結(jié) 語
電子信息工程專業(yè)“綜合課程設(shè)計”是專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系中的一個有特色的環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)應(yīng)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)生來說是對大學(xué)期間所學(xué)知識的綜合應(yīng)用過程,也是新知識的學(xué)習(xí)過程。目前已經(jīng)有電子信息工程專業(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)行過程中也發(fā)現(xiàn)了學(xué)生的一些問題,如對參考資料生搬硬套、焊接技術(shù)不過關(guān)、重視完成實(shí)際電路而不重視設(shè)計報告、不重視總結(jié)分析,認(rèn)為只要做出電路就行了等等,在今后的教學(xué)中需要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗,繼續(xù)嘗試新的教學(xué)方法和模式,逐步解決這些問題。
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