綜合電子系統設計的教學研究與實踐

許岳兵　張登玉　譚岳衡　龍祖強

摘 要:《綜合電子系統設計》課程綜合性強、涉及知識面廣。根據該課程的特點,結合教學實踐,從課程的教學模式、教學內容、實驗教學和考核評價進行了探索性改革,取得了較好的教學效果。

關鍵詞:綜合電子系統設計教學模式教學改革

中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)07(c)-0158-01

《綜合電子系統設計》是電子信息類本科學生的一門專業必修課程。通過本課程的學習,學生可以獲得綜合電子系統設計的基本技能,培養學生的工程實踐、系統分析與設計、創新思維與團隊合作等多方面能力與素質。課程綜合性強,運用模擬電路、數字電路、單片機原理、微機原理、嵌入式系統等多門課程的基本理論與知識進行實踐,對學生的專業綜合能力要求較高。

通過調研,發現國內高校在實際教學中普遍存在以下不足和值得改進的方面:課程設計的選題一般由實驗教師確定,設計題目較少且多年不曾改變,造成學生實驗興趣不高。課程設計一般由教師布置任務,在課堂中講述設計步驟、方法和注意事項,由學生自行查找資料,最后由教師給出參考電路圖。在整個教學過程中,教師對學生的啟發不夠,與學生的交互較少,學生的實驗興趣和創新能力得不到提高,部分學生對教師的依賴性較強,對設計過程中出現的問題不能積極的思考,不愿獨立創新。

結合該課程特點和本校學生的實際情況,以提高學生的工程實踐能力、創新能力和團隊精神為教學目標,筆者針對綜合電子系統設計的教學模式、教學內容、實驗教學和考核評價等進行了探討。

1 教學模式的改革

實施以實驗設計為主的教學模式,確定以學生為中心的新型教育理念,以實驗室為主要課堂,教師在學生討論、實踐過程中以引導為主,授課為輔,學生以自主研究、設計、系統搭建實現和總結為主。課程教學的具體實施方法如下:

通過實際案例,以授課和討論為主要形式,分單元進行教學,系統地介紹綜合電子系統分析、設計和工程實現的主要方法與步驟。一個單元的內容授課完成后,給出主要議題分組進行討論,及時解答學生提出的問題。定期聘請校內外科研水平高、工程經驗豐富的專家,以專題講座形式介紹電子信息領域最新技術和產品,拓展學生的視野,指導學生運用專業知識和借助先進技術解決實際的工程問題。學生根據自己所掌握的專業知識和興趣愛好,選擇一個具有工程背景的課題作為實踐項目,自主制定課題的功能、規模和性能指標,經教師確認課題的合理性、實現的可行性和知識的深度后,開始進行系統分析、研究設計與工程實現。最后進行項目總結,撰寫設計報告,制定測試和演示方案,教師對作品進行驗收、質詢,分組進行項目答辯。

2 教學內容的改革

為了達到讓學生將多門課程建立有機聯系從而靈活運用的能力,以及將所學知識綜合應用解決實際問題的能力,構建了電子類本科綜合電子系統設計教學體系。該體系由理論教學、實踐教學、課外創新和學科競賽四個層次組成。

課程體系結構將隨著電子信息技術的發展作相應的調整,以適應電子信息技術、計算機和網絡技術的飛速發展,以滿足加強素質教育、培養復合型、研究型、開拓型人才的時代要求。在課程內容設置上更好地與電子信息學科專業前期課程和實驗教學相配合,與專業基礎課程相輔相成、相互滲透,更好地突出對知識綜合運用能力、系統設計能力、創新能力與工程實踐能力的培養。

3 實驗教學的改革

為了滿足課程知識綜合、系統設計、創新研究和自主發揮的教學要求,根據學生分組的情況,向學生公布一些有學科針對性的課題,開放實踐內容的限制,給出概括性的要求。讓學生根據科學專業方向結合自身興趣愛好,自主選擇一個具有一定工程背景或應用價值的課題,在廣泛查閱文獻資料的基礎上,初步規劃系統的功能與指標。經過指導老師確認課題的合理性和實施的可行性后,具體進行項目的規劃和設計,借助EWB、Proteus、Pspice等多款EDA軟件進行系統的仿真。為了真正鍛煉學生的實際動手能力,要求學生在確定最佳設計方案后,必須要到實驗室進行焊裝、測量和調試,最終以實物的形式實現所設計的項目。項目完成后,需要撰寫項目設計報告,對課題進行總結;教師針對學生所設計課題的創意構思、先進性、功能指標、完善程度進行項目驗收,分組進行項目的答辯。教師根據實物驗收、設計報告和在答辯中的表達與應變能力等多項指標進行綜合評價。

在整個實驗過程中,讓學生獨立設計方案,確定實施方法與手段,教師僅在適當的時候加以啟發引導?？梢宰寣W生較系統地掌握綜合電子系統設計過程的選項立項、方案論證、工程設計和實現、系統調試、文檔整理等全過程的各個環節,充分發揮學生的主觀能動性和創造性,培養學生的團隊協作能力。

4 考核方式的改革

建立科學的知識評價體系,采取良好靈活的考核方式,充分體現教育的公平性,提高學生學習的積極性?？己朔绞娇刹扇±碚摽荚?、實驗操作和課題驗收等,從多角度進行綜合評價。課程的總成績由平時成績、理論考試、實驗操作和課題驗收四部分構成,其中平時成績占10%、理論考試占30%、實驗操作占30%和課題驗收占30%。平時成績是指課堂表現,討論的參與程度,表現出的理解、思維、表達、創造性等方面的能力,完成平時作業的情況。理論考試考查學生對基礎知識的掌握程度。實驗操作是指在課程實驗中表現出來的掌握實驗基礎知識、基本技能與方法的程度,工程實踐能力,實驗結果與階段性成果等方面的因素。課題驗收是根據學生完成課題情況(包括功能和指標)、設計總結報告、答辯表現等因素進行綜合評價。

同時,根據考核結果進行詳細的分析,了解學生學習的薄弱環節,不斷地改進教學方法,因材施教,更好地達到培養目標。另外,還可將全國大學生電子設計競賽選拔工作和該課程的教學考核結合起來,進一步激發學生的學習和創新熱情。

5 結語

通過綜合電子系統設計的教學改革,解決了傳統教學中存在的問題,激發了學生參與實踐的原動力,調動了學習的積極性和主動性,培養了創新意識,提高了學生的綜合設計和工程實踐能力,為后續層次的學習和走向工作崗位打下了堅實的基礎。從歷年學生的考核成績、參加課外科技活動、挑戰杯競賽和電子設計競賽的成績、用人單位的評價來看,我校在綜合電子系統設計的教學改革中取得了較好成績。

參考文獻

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