以電子設(shè)計(jì)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(jì)#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(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽是由教育部主辦的學(xué)科競(jìng)賽 ,競(jìng)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(shì) 。本文闡述了如何以電子設(shè)計(jì)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(shí)踐教學(xué)的改革 。關(guān)鍵詞 電子競(jìng)賽 ;實(shí)踐教學(xué) ;教學(xué)改革文章編號(hào) 167126922 ( 2008) 06 20103 203中圖分類號(hào) g642. 0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽是面向大學(xué)生的群眾性的科技活動(dòng) 。競(jìng)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(cè)量?jī)x器儀表 、電力電子等多門課程的基礎(chǔ)知識(shí) , 既有實(shí)際制作 ,又有理論設(shè)計(jì) , 旨在提高大學(xué)生理論 素養(yǎng)和實(shí)踐動(dòng)手能力 。以模擬電子和數(shù)字電子應(yīng) 用設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容的全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)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(huì)電子設(shè)計(jì)大賽精神 ,并以大學(xué)生電 子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為契機(jī) ,我們對(duì)我校電子類相關(guān)專業(yè)培 養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行了優(yōu)化 , 對(duì)相關(guān)課程教學(xué) , 特別是與電 子設(shè)計(jì)大賽結(jié)合密切對(duì)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(shí)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(shí)和實(shí)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(guó) 防 、航空航天無不涉及到電子技術(shù) 。特別是近年我 國(guó)電子制造業(yè)的迅猛發(fā)展 ,對(duì)電子應(yīng)用型人才的需求也不斷增長(zhǎng) 。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(shí)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(shí) 。學(xué)習(xí)電子技術(shù)方面的課程需時(shí)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(duì)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(shí) ,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(shí)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(shí)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(dòng)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(shí)踐 、創(chuàng)新具體化 , 使學(xué)生的聽覺 、視覺等方面同時(shí)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(duì)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(jì)競(jìng)賽時(shí) ,常常會(huì)發(fā)生許多意想不到的事情 。如理論設(shè)計(jì) 正確 ,實(shí)物制作卻無法實(shí)現(xiàn) ; 模塊電路能實(shí)現(xiàn)而系 統(tǒng)聯(lián)調(diào)卻 無 法 實(shí) 現(xiàn) 。這 是 我 校 學(xué) 生 在 2003 年 至2005年期間的電子設(shè)計(jì)大賽中成績(jī)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(shì)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(duì)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(guó)際通用的虛擬儀器及電 子元器件庫(kù) 。通過它們 , 我們可以方便地進(jìn)行電路 原理圖的設(shè)計(jì)和仿真測(cè)試 , 觀察電路的工作狀態(tài)及 變化情況 。如在學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)器芯片 74l s290 時(shí) ,在輸 出端接入發(fā)光二極管 , 輸入時(shí)鐘信號(hào) , 通過仿真就可以很直觀地看到不同接線時(shí) ,可實(shí)現(xiàn)二 2五 2十進(jìn) 制計(jì)數(shù) 。過去課堂語(yǔ)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(jì)仿真各種電路 ,這對(duì)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(huì) 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(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生查閱相應(yīng)理論知識(shí)和相關(guān)資料的能力 。4. 布置制作實(shí)物作業(yè) 。結(jié)合課程的實(shí)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(jì)一個(gè) l ed 花樣變化電路 ,每個(gè)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(shí)踐課程的教學(xué)改革力度電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程 ,原來模擬 電子和數(shù)字電子的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)為 20 個(gè)學(xué)時(shí) , 共做10個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 。顯然這是不夠的 。加強(qiáng)該課程 的實(shí)踐教學(xué)改革力度主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面 。1. 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)構(gòu) 。我校將電子 技 術(shù)的 實(shí)驗(yàn)和電路原理的實(shí)驗(yàn)合并做為一門必修課 ,由專 職教師負(fù)責(zé) 。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開設(shè)上分為驗(yàn)證性實(shí) 驗(yàn) 、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn) 3 個(gè)層次 。驗(yàn)證性實(shí) 驗(yàn)為基本電子器件的應(yīng)用性實(shí)驗(yàn) , 其內(nèi)容覆蓋課程的重要知識(shí)點(diǎn) ,主要是對(duì)學(xué)生進(jìn)行電子電路調(diào)試技 能和測(cè)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(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力 。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的 教學(xué)內(nèi)容為單元電路的設(shè)計(jì)及小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。采用 積木式 、模塊化結(jié)構(gòu) , 將設(shè)計(jì)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(jì) , 使學(xué)生 通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)初步了解新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(jì)競(jìng)賽既不是單純的理論設(shè)計(jì)競(jìng)賽也 不僅僅是實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽 , 而是由一個(gè)參賽隊(duì)共同設(shè)計(jì) 、 制作完成一個(gè)有特定工程背景的題目的競(jìng)賽 。它 既強(qiáng)調(diào)理論設(shè)計(jì) ,更強(qiáng)調(diào)工程的實(shí)現(xiàn) 。它考核了學(xué) 生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力

13、,更注重考察學(xué)生的創(chuàng) 新意識(shí) 。競(jìng)賽成績(jī)從一個(gè)側(cè)面反映了一個(gè)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(gè)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(duì)電 子技術(shù)課程從以下幾個(gè)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(chǎng)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(shí)序邏輯電路等 。在此基礎(chǔ)上根據(jù)社會(huì)的需求和電

14、子競(jìng)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(chǔ)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(shí) 、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(shí)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(jì)劃 。教學(xué)方法的改進(jìn)勢(shì)在必行 。具體措施有以下幾點(diǎn) 。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(diǎn) 。通過豐富的動(dòng)畫演 示 , 生動(dòng)地描述課本中的抽象概念 , 將枯燥的理論析 、測(cè)

15、試手段的能力 。綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)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(gè)知識(shí) 點(diǎn) , 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(duì)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(shí)訓(xùn)課 程 。電 子工 藝實(shí)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(shí)踐環(huán)節(jié) 。以往電子工藝實(shí)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(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力很 不夠 。為此 , 我 們 對(duì) 電 子 工 藝 實(shí) 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(duì)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(gè)課題并給出 其設(shè)計(jì)原理 ,在得到老師認(rèn)可后可以自主進(jìn)行以下 幾個(gè)環(huán)節(jié) :元件的選購(gòu) 、印刷電路板的制作 、電子元 件的焊接 、電路的調(diào)試 。當(dāng)實(shí)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(duì)模擬電子和數(shù)字電子 基本知識(shí) 的 理 解 , 提 高 了 他 們 運(yùn) 用 所 學(xué) 知 識(shí) 的 能 力 ,而且掌握了簡(jiǎn)單實(shí)用電路的制作步驟和方法 , 提高了實(shí)戰(zhàn)技能 。3. 增設(shè)專業(yè)綜合實(shí)踐課 。專業(yè)綜合 實(shí)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(jì)課 ,著力于培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)

17、創(chuàng)新的 意識(shí)和實(shí)踐操作的技能 , 為參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè) 計(jì)競(jìng)賽做好知識(shí)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(shí)驗(yàn)人員參加 。結(jié)合電子設(shè) 計(jì)競(jìng)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(hào)放大電路 、信號(hào)產(chǎn)生電路 、各種傳感 器應(yīng)用電路 、功率驅(qū)動(dòng)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(jì)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(jì)競(jìng)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(jì)競(jìng)賽 賽前培訓(xùn)班 ,但絕對(duì)不是精英培訓(xùn) , 其目的不是僅僅為了獲獎(jiǎng) , ,而是把它作為一項(xiàng)群眾性的活動(dòng) ,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(duì)這個(gè)特點(diǎn)將培訓(xùn)分為 3個(gè)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(jìng)賽相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí) ,要求學(xué)生達(dá)到會(huì) 看較復(fù)雜的電路圖 , 會(huì)畫 pcb 板 , 會(huì)焊接安裝 、檢 測(cè) 、查資料 、寫文檔 。第二階段模塊設(shè)計(jì) 訓(xùn) 練 。教師對(duì)電子設(shè)計(jì)大賽中可能用到的模塊設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)作品 。完成 3 個(gè)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(jì)大賽 ,使所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通 , 為參加大學(xué)生電 子設(shè)計(jì)大賽做好了準(zhǔn)備 ,也為將來走上工作崗位打 下了扎實(shí)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(yàn)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(shí)的作用不可替代 。但對(duì)于實(shí)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(jī)分為兩部分 : 一 是閉卷筆試成績(jī)占總成績(jī)的 60 % - 70 % ,上交的實(shí) 踐作品制作占 40 % - 30 % 。以上這些改革措施的全面實(shí)施取得了豐碩的 成果 , 2007 年我校有 16 支學(xué)生代表隊(duì)參加全國(guó)大學(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽 ,其中有 2 支代表隊(duì)獲全國(guó)二等獎(jiǎng) 、3 支代表隊(duì)獲省一等獎(jiǎng) 、1 支代表隊(duì)獲省二等獎(jiǎng) 、3 支 代表隊(duì)獲省三等獎(jiǎng)