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关键词:电子技术综合设计;实践能力;创新思维
1引言
随着石河子大学人才培养模式的不断改革,以及社会对高等教育培养具备实践能力、创新思维人才目标要求的提出,实践教学环节作为工科专业人才培养体系中的重要组成部分[1],成为当下大学生创新思维和创新能力培养的重要环节。电子技术综合设计是一门实践性非常强的实训类课程,是电子技术人才培养成长的必由之路。由学生自行设计、自行制作和自行调试电子电路,旨在培养学生掌握综合模拟、数字、高频电路知识,解决电子信息方面常见实际问题的能力,培养学生电子电路设计与EDA(ElectronicDesignAutomation)调试工具的使用方法,以及开展项目管理的基本方法。
2现状
以往的教学安排中主要侧重电子电路的设计和仿真,留给学生自己用于思考和设计的时间有限,设计基本停留在纸上和计算机上。因此,教学效果很难达到预期的教学目的。虽然学生在参加接下来的相关课程的课程设计、大学生训练计划、全国大学生电子设计大赛、毕业设计时理论分析能力得到提高,但实际设计和调试时却出现大量问题很难得到快速解决的现象。所以,这种教学模式不再适应目前新的人才培养方案对于电子信息工程专业提出的要求以及创新人才的培养。
3课程改革探索与实践
电子技术综合设计课程的改革与探索主要从课程教学目标、课程教学内容、课程教学实施、教学方法、考核方法和教学效果等几个方面进行。课程目标电子技术综合设计将学生已学过的电路基础、模拟电路、数字电路以及高频电路等课程的知识综合运用在该课程中[2],从而培养学生具备电子元器件的识别和选择,电子电路仿真和电路设计软件的使用,电子电路的分析和设计以及实际应用电路项目的开发、管理等综合能力,使学生切实经历从原来课本上的电路到EDA软件的仿真电路再到实际看得到、摸得着的电路的实现过程。该课程是对现有课程体系的完善和补充[3],帮助学生拓展视野,提升学生参加课外科技活动、校级SRP(StudentResearchProject)活动、国家大学生创新计划以及全国电子设计竞赛等专业竞赛的兴趣和毕业设计的质量与水平。教学内容课程的主要内容按照基本知识验证、专业知识综合、创新设计能力培养的原则进行安排,主要包括:常用电子元器件基础知识;常用电子测量仪表的使用;电路仿真软件的使用;印刷电路板的设计与实现;电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试;撰写总结报告、答辩等。1)常用电子元器件基础知识:主要讲解电阻、电容、电感、电位器、变压器等常用元件的区分,还包括一些电子常用术语,比如单面板、双面板、焊盘、焊接面、虚焊、桥接等。2)常用电子测量仪表的使用:包括万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的基本使用方法。3)电路仿真软件的使用:主要讲解电路仿真软件Multisim的使用。4)印刷电路板的设计与实现:AltiumDesigner软件中电路原理图的绘制和PCB图的绘制方法。5)电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试:对全班学生进行分组,四个人一组,每组一个设计题目,每组经过方案的提出、讨论、修改、教师审核、论证后设计出电路仿真图,仿真没有问题后设计PCB图,然后制成单面板进行元件焊接、调试。6)撰写总结报告、答辩:系统设计完成后,每组撰写总结报告,提出系统的优点和设计不足,以及设计过程中自己的心得体会,最后制作幻灯片进行课程汇报答辩。教学实施在完成各个教学内容时,课程采用项目驱动的方式使学生在掌握理论知识的同时,实践能力也得到不同程度的提高。整个教学过程分为4个项目进行,通过项目的完成,学生逐步完成课程的学习,综合能力也在不知不觉中得到锻炼。1)基本元件及电路测试项目。教学内容的前两部分讲解完成后,要求每个学生进行基本元件参数的测试、电路虚焊、双面板线路测试等。通过该项目,学生掌握电子元件与电路测试的基本方法和常用测量仪器的使用方法。2)电子电路设计和仿真项目。在该项目中,教师首先讲解电路仿真软件Multisim的使用方法,然后以实例设计一个两级晶体管放大电路。在此过程中,教师从元件参数的选取、放大倍数的计算、系统测试和修改等方面给学生进行讲解。讲解完成后,学生参考实例设计一个放大倍数不同的晶体管放大电路作为练习。练习完成后,全体学生设计一个波形发生电路用来产生方波、三角波信号。学生设计过程中可相互交流,碰到问题可询问教师,最终完成项目预期目标。该项目完成后,学生可以掌握电路仿真软件的使用方法和电路设计的基本原则。3)电子电路制板与焊接调试项目。前两阶段的项目完成后,教师讲解电路制板软件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蚀法制作单面电路的流程,讲解和制作过程以上一个项目中的两级晶体管放大电路为例,讲解的过程中学生如果有问题可随时提出,教师进行解答。最终要求学生自己实现一个两级晶体管放大电路的印刷电路板的绘制,以及电路的腐蚀、焊接、通电调试。通过该项目,学生掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。4)综合设计与总结项目。学生按学号进行随机选题,题目内容涵盖模拟电路(如连续可调直流稳压电源)、数字电路(如循环彩灯控制器)、高频电路(如小信号阻容耦合放大电路设计)。题目选定后,题目相同的学生分成一组,组建项目小组。项目组成员提出设计方案,经过理论论证,设计完成仿真电路和PCB电路,然后采用手工腐蚀法实现电路系统的板面布线,最后进行元件焊接和调试。系统完成后,整个课程基本接近尾声,每组学生要对自己的设计方案进行汇报答辩。通过该项目,学生掌握了复杂电路的设计与实现,以及团队合作完成项目设计、管理、总结的过程。教学方法课程的教学方法,打破传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程以学生动手为主的模式,采用教师讲授、项目训练、学生参与设计和讨论、分析讲解和答辩的形式。学生有机会表达自己的观点和设计思路,充分调动积极参与的兴趣。考核方法课程的总评成绩由5个部分组成:考勤10%+课程表现10%+项目完成情况30%+课程答辩情况20%+课程报告30%。新的考核标准打破原来课程总评成绩主要由平时成绩、设计成绩两部分组成的模式,主要以学生在教学实践活动中的参与度和完成度作为考量,注重学生实践能力和综合能力的培养。教学效果经过两周的项目驱动训练和实践环节的总结,学生对于测量仪器的使用更加熟练,对常用电子元器件的选用和封装了解得更为清楚,对电子电路的设计和实现更加有信心,分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高。
4结论
课程改革和实践在石河子大学电子信息工程2012级、2013级和2014级为期两周的电子技术综合设计课程中进行,学生对于课程内容安排和各个环节的设计比较欢迎,加大了学生创新思维和创新能力的培养。课程实施的整个过程侧重基础能力培养,将项目管理理念贯穿整个课程的始终,加大创新能力的培养。学生在后续的毕业设计和课外科技活动中凸显了较强的实践和创新能力。
作者:周涛 张锐敏 刘巧 李栓明 钟福如 单位:石河子大学信息科学与技术学院
参考文献
[1]吴大鹏,黄沛昱.“电子系统综合设计”课程建设探索[J].电气电子教学学报,2014,36(6):41-43.
作为现代电子技术的核心,EDA借助于工具软件平台,以系统逻辑描述手段完成文件设计、逻辑编译、化简、综合、优化以及级结构综合和仿真测试等利用软件和面熟性语言对系统硬件功能的实现。EDA技术的发展大致可分为三个阶段:第一阶段主要利用计算机程序编辑功能,人们开始用计算机取代手工劳动,利用计算机辅助设计,对于提高工作具有很大的帮助,由于技术还处于初步阶段,第一阶段的技术还不够成熟,发展水平还不是太好。随着EDA技术的不断发展,逐渐进入生命周期的第二阶段,这一阶段主要实现了自动布局布线、电路设计、PCB分析等功能,这一阶段由于发达国家竞争激烈,推动了EDA技术的进步,使EDA的发展水平有了很大的提高。EDA技术发展的第三个阶段,也即20世纪90年代到现在,EDA技术已经变得更加智能化,采用高级描述语言、系统仿真和综合技术将许多高层次设计用EDA工具完成。作为一个设计工具,EDA可以完成很多电子产品的设计工作,和传统的手工设计方法象比较,EDA技术具有以下特点:电路有较高的可靠性,速度快,硬件描述语言的使用,设计文档管理里更加简单方便,强大的电路仿真功能,具有自主知识产权、开发技术的可用性强、对设计者的经验要求低等特点,比传统手工设计更加简单、可靠、迅速、便捷,给电子线路的设计工作提供了极大的便利。
2EDA技术在通信电子线路中的推广应用
EDA技术对电子产品设计行业带来巨变,是电子通信领域的重要元素,对电子线路设计的发展带来了巨大的推动作用。因此,EDA技术在通信电子线路中的应用将越来越广泛,通信电子线路将和EDA技术有机的结合在一起,使电子设计线路变得更加的方便、可靠、安全。
(1)EDA技术应用于通信电子线路的教学实验中。通信电子线路是电子信息工程、通信工程等专业课程的基础课程,对于学生的学习具有很强的重要性,为了使学生能够更加清晰的掌握通信领域的基础知识,了解通信领域的基本功能和工作原理,需要更加精确的实验仪器加以师范,使其更加形象丰富的展示在学生面前,而传统的实验仪器精确度不够,进而印象实验的准确度,达不到实验想要的结果。但是EDA技术可以带给学生更加份丰富形象的课堂,使实验条件大大改观,不仅提高了实验的精准度,也丰富了学生的拓展能力。
(2)EDA技术在通信产品中的应用。随着人们生活质量的提高,对待通信产品质量的要求也越来越高,抗干扰功能要求越来越高,数字业务逐渐升级,模拟信道、模拟话音、模拟加密等对数字化要求越来越高。为了满足以上要求,电子线路需要较大调整,使用大量高速电子电路以及数模混合电路,使电路设计更加复杂,传统的设计多是拼接经验进行设计、验证、修改、再验证等一系列过程加以实现的,不仅耗时,还会增加成本,更重要的是缺乏精密仪器的分析,可靠性低。利用EDA工具可以进行更快、更准、更精确的设计出通信产品所需的电路。
(3)EDA技术在射频电子电路设计中的应用。设计射频电子线路是EDA技术在通信电子线路设计中最主要的表现,EDA技术是科学发展的产物,它主要借助于计算机在软件平台上用硬件描述性语言VHDL进行电子线路设计的编辑,然后自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真等一系列过程。EDA技术能够有效提高电路的可操作性,降低了设计工作者的设计难度和强度。为电子电路设计提供了极大的便利。(4)EDA技术在理论分析仿真方面的应用。传统的设计方法是需要先设计制作出一个整机,然后进行实验,合格之后才可以批量生产,不合格就需要重新设计制作新的样机,可靠性较低,且耗费较多的人力物力,而仿真软件则解决了电台设计中许多的技术难关,仿真软件砸器制作整机之前先进行原理仿真和虚拟联机两个过程,简化了整机制作的过程,节约大量人力物力,同时仿真系统提供更加精确的设计标准,使设计过程更加科学,为设计提供了可靠的依据。因此EDA技术已经成为产品研制,开发不可或缺的技术。
3结语
在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程,一方面,这些专业的学生有电子电路基础知识,又有自己本专业的知识,可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片,非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作,这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域;另一方面,对于这些专业学生的应用特点,不宜也不可能开设微电子专业的所有课程,也不宜将集成电路设计阶段的许多技术(如低功耗设计、可测性设计等)开设为单独课程,而是要将相应课程整合,开设一到二门集成电路设计的综合课程,使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程,也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此,在课程的具体设置上,应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展,采用EDA工具进行电路辅助设计,已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此,在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上,了解和掌握相关设计工具,是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中,既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践,又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习,一方面,学员掌握了一项实实在在有用的技术;另一方面,学员了解了该项技术的更深和更新的知识,有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上,对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程,因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识,如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等,而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上,这样非微电子专业的学生能够很容易入门,提高其学习兴趣和热情。
2非微电子专业集成电路设计课程实践
根据以上原则,信息工程大学根据具体实际,在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程,根据近两年的教学情况来看,取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容1)集成电路芯片设计概论:介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解,了解IC设计技术的发展历程及基本情况,理解IC设计技术的基本概念;了解IC设计发展趋势和新技术,包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。2)IC产业链及设计流程:介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”,以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工,了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况,了解数字IC的整个设计流程,包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。3)RTL硬件描述语言基础:主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法,了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法,并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。4)系统集成设计基础:主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统(SoC)、片上网络(NoC)的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。
丰富的实践操作内容1)Verilog代码设计实践:学习通过课下编码、上机调试等方式,初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力,并通过给定的IP核或代码模块的集成,掌握大型芯片电路的集成设计能力。2)IC前端设计基础实践:依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler,使学员通过上机演练,初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法,主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。3)IC后端设计基础实践:依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler,使学员通过上机演练,初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法,主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制1)IC设计基本知识笔试:通过闭卷考试的方式,考查学员队IC设计的一些基本知识,如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。2)IC设计上机实践操作:通过上机操作的形式,给定一个具体并相对简单的芯片设计代码,要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台,完成整个芯片的前后端设计和验证流程。3)IC设计相关领域报告:通过撰写报告的形式,要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献,包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等,撰写相应的专题报告。
3结语
关键词:CDIO;高职电子技术;改革与实践
CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育模式采用“做中学”的教学方法,以具体的工程项目为学习载体,让学生在项目的全生命周期中学习,不但重视项目中所涉及的知识、技能的学习,更为重视的是从具体工程对象实践中抽象出来的能力和方法。[1]CDIO所强调的基于项目全过程学习的理念与高职教育人才培养目标要求具有很大程度的一致性。本文在高职《电子技术基础》课程教学中引入CDIO工程教育理念,教学内容围绕实际的职业活动和典型工作任务展开,教学目标以能力培养为核心,教学过程以学习者为中心,教与学体现团队化特征,以项目训练促进学生能力的培养,取得了良好的效果。
一、基于CDIO模式的课程内容的改革
高职电子技术课程是电子类专业的核心课程,旨在培养学生掌握典型电子电路的基本分析方法和制作、调试的基本技能。针对我校电子技术基础课程教学中存在的培养目标和社会对职业人才的需求相脱离,教学情境与教学目标和教学内容的要求不匹配,与学生的接受水平和未来工作不相容等问题,我们参照CIDO教学模式“系统的能力培养,全面的实施指导及实施过程和结果检验的12条标准”为依据,对电子技术基础课程的内容进行改革,分解和整合相关教学内容,以典型电子产品为载体,通过项目的构思、设计、实施和运作(CDIO)培养学生掌握电子电路的基本分析方法和技能,同时在产品制作的过程中,强化学生的团队意识,提高学生的沟通交流能力和协作能力。
1.基于CDIO的集成化课程设计。集成化课程是一种整合专业知识、技能和素质并系统教授学生个人能力,团队合作的方法,是一种围绕职业能力培养目标,课程相互支撑,项目能力相互融合的课程体系构建方法,我们对原高职电子技术基础课程《电工基础》、《电子识图》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》4门基础课程进行分解及整合,依据相关岗位必备的知识和技能进行职业分析,寻求职业群共同的专业基础知识和专业基本技能,将几个教学单元综合组成一门新的专业基础课程——高职《电子技术基础》课程。课程内容的综合化,主要体现在理论知识与技能的综合,职业能力与职业态度的综合,集成化课程的关键是课程载体的具体化,课程载体要来自职业岗位的具体工作内容,课程内容要直接与实际应用对接,要用什么,就学什么、会什么。
2.以产品的功能模块为基本任务开发课程内容。根据电子技术课程的典型工作任务,围绕多个产品项目所对应的单元电路制作调试过程,以完成产品的功能模块为基本任务进行课程内容的设计。课程中各工作任务以电子产品典型单元电路为载体,以典型电子电路设计、制作的工作任务为中心,相关模块应用为切入点,突出工业应用领域的电子技术特色,引入学生创新能力培养,让学生在具体电路的设计制作过程中开发创新思维,完成相应工作任务,培养学生从事电子产品分析、设计、调试与维修等岗位的职业能力。
二、基于CDIO的课程教学实践
基于CDIO的“做中学”的理念,教学实施方案依据项目要求进行构思、设计、实施和运作(CDIO),在工作任务实施过程中促进学生的自主创新意识,引导学生进行自主性的电子产品单元电路分析、设计、制作和调试,教学活动在复合化环境中实施,教师边讲边做,学生边听边实践,学练结合,讲评结合。[2]
1.以项目为引导,任务驱动创新教学模式。本课程以生产企业研制和实际生产中相应的产品和生产技术为依据,结合岗位真实工作任务,按照产品分析、理论学习、动手制作排列任务顺序,由易到难、由单一到综合选取通用电子产品,如简易充电器、话筒放大器、稳压电源、收音机、数字钟等,共选择了12个项目引入教学。在工作任务确定的知识领域中引导学生进行自主性的电子产品单元电路设计、制作、调试。给予学生更多自己做的机会,使学生更好地理解和掌握,实现做中学和做中教。
2.以学生为主导,教师为引导改革教学方法。在教学中改变传统的教学观念,变“教师为主导”为“学生为主导”。在多个工作任务的实施过程中,充分调动学生学习积极性,通过创新思考、理论分析与设计、电路制作调试、功能实现、报告展示等学做练一体的教学模式,加强学生的创新能力、制作技能、团队配合和个体表达能力培养,让学生的电子电路设计制作的基本技能得到逐步提高。
3.真实产品、典型电路,学做一体的教学手段。教学实施在我校电子实训中心进行,实训中心按照企业生产环境进行布置,采用教、学、做一体化教学模式实施课程教学项目。教学实施过程中,教师首先从真实的电子产品产品原理图原理分析元器件进行知识点的传授,然后学生从元器件识别与测试单元电路分析电路组装与测试电子产品逐步进行实施。学生在这种学习模式下,能激发学习兴趣,职业能力得到极大的提高。
三、基于CDIO的课程评价方式改革
CDIO的评价体现了对能力评价的重视,教学评价立足社会需求,与职业资格标准接轨,与学生职业生涯发展协调,电子技术基础课程评价采用分阶段分重点评价的模式,重点评价学生的职业能力,兼顾重要的理论知识点。课程考核注重理论考核和实践考核相结合、过程考核与目标考核相结合、学生互评和教师评价相结合。[3]理论考核和实践考核各占50%,理论考核按教学目标分阶段进行考核,平时成绩包括学习态度、作业、课堂提问等。实践考核按照教学项目进行过程考核,并作为平时成绩,最后进行任选项目的考核,各占50%。
项目单项考核评价采用过程评价的方式,按教学项目独立评价,每个教学项目根据工作任务设计不同要点进行考核评价。如项目1“简易抢答器电路的分析、组装与调试”,由于学生刚开始接触电子电路,这时候考核的重点应放在学生电路识图能力和组装电路的工作主动性与操作规范性上,过程评价可以采用三级制甚至两级制进行考核。随着项目能力要求的逐级提高,考核要点也逐渐增加,如项目12“数字钟的设计、制作与调试”,评价则要涵盖设计思路确定、元器件选型、电路原理图绘制、电路制作与调试、技术说明书编写、工作成果演示等中间过程。对完成的实训项目组织学生开展自评和互评,通过对比和讨论进行项目成绩的评定。这样一方面给学生自,让学生积极参与,另一方面通过互评进一步加深学生对器件的熟悉和电路原理的理解。
基于CDIO的评价模式更增加了课程评价结果的可靠性和有效性,因而可更科学地评估学生的学习效果。
四、结束语
通过基于CDIO模式的高职《电子技术基础》课程改革实践,使学生建立起了以往职业教育中缺乏的工程价值观,教学中以接近电子工程实际的综合设计项目为载体,做中学,学中做,能转变学生的学习态度,激发学习兴趣,培养学生的团队协作意识,改善职业素养,极大地提高了电子技术课程的教学质量。
参考文献:
[1] 查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程
教育研究,2008,(3).
[2] 胡振文.高职教育CEO-CDIO做中学课程模式的探索与实践
[J].计算机教育,2010,(11).
电子设计竞赛要求学生对电路设计、低频、高频、数字电路、单片机控制、通信、电源设计、PCB板制作等知识要熟练掌握,目前电子类实验教学的现状为[1-3]:(1)电子信息类课程设置不够合理。我校参赛学生大多是二、三年级学生,他们中有一些专业课程开设滞后,学生专业知识缺乏,不少学生不能根据竞赛题意准确、合理地设计方案。(2)实验教学内容长期不变,业界流行的设计软件、产品跟现有的教学内容部分脱节。(3)将理论知识应用于实际的能力较差。部分同学不能运用所学知识分析问题、解决问题,不能运用理论知识对系统电路进行周密分析,在系统联调中出现问题很难准确地判断故障点,不能独立解决问题。(4)部分学生动手能力、实践技能不扎实。在组装连接电路时,布局不太规范,电路走线随意,考虑问题不全面。有些学生对仪器使用、焊接等操作不太熟练。(5)综合能力较差。不会写设计报告,对单元电路论证缺少系统分析,对系统电路论证缺乏逻辑性。报告格式、文档编辑不规范。
2.电子类实验教学改革方案
电子设计竞赛不仅能够反映学生综合能力,也基本反映出一个学校的教学水平,特别是实践教学水平。针对竞赛中暴露的课程设置、实践内容、综合能力等方面的问题,我们应对电子类实践课程体系、教学内容与教学模式进行改革与探索。
2.1电子类课程体系和教学内容改革方案大学生电子设计竞赛试题的内容涉及电子、通信、传感与测试、控制和计算机科学等学科类课程。对这类专业电子信息类课程应分为5个模块开设:(1)电子信息类公共基础课程模块公共基础模块包括电子技术与计算机技术基础课程,其中电子技术部分课程主要有:电路、模拟电子技术、数字电子技术;计算机部分课程主要有:C语言、微机原理、单片机原理等;通过加强这些课程的教学,为学生以后相关专业课程的学习奠定了坚实的电子技术和计算机软硬件技术知识基础,也是学生参加电子设计竞赛所必备的基础知识。该部分课程的学习应从第一、第二、第三学期开设。(2)现代电子技术课程模块电子技术的快速发展主要体现器件的不断更新,其中经历了从电子管到半导体晶体管、从晶体管到集成电路及超大规模集成电路、从线路连接关系固定的常规集成电路到连接关系可变可编程逻辑器件等几个阶段。我们应将可编程逻辑器件、VHDL硬件描述语言和ARM控制器等课程构成现代电子技术课程模块。该部分课程的学习应从第三、第四学期开设。(3)无线通信技术类课程模块无线通信类题目基本每届赛题中都有,也是IT界所必备的知识。该课程模块主要包括信号与系统、高频电子线路、通信原理等课程;该课程应从第三、第四、第五学期开设。(4)测控技术类课程模块测控技术类课程模块主要包括传感器及检测技术。自动控制原理、计算机控制等课程。该课程应从第三、第四、第五学期开设。(5)电子电路仿真软件课程模块目前电子技术发展迅速,要借助先进的虚拟仿真软件对设计的电路先期进行电路仿真,将对电路设计方案起到了至关重要的作用;该课程模块主要有:CandencePCB制作软件、Proteus、Multisim、TINA、Labview及电源设计软件等。
2.2教学模式改革方案要想在短期内完成上述课程的讲授和实践部分,我们必须要从学生选拔、教师选拔、学生学分认定、教学内容变革、教师工作量考核、学生管理等各个方面进行一整套完整的改革方案,让选拔出的学生要有很好的绩点,教师要有较高的教学业绩点,同时学生正真从竞赛准备中能力得到提高,将来就业社会认可度高。要充分发挥大学生科技创新基地、校企共建联合实验室等平台作用,为创新性人才培养提供坚实的基础。
3.结束语