電子功能模塊應用對課程設計教學效果的影響

王金明 李忠虎 左鴻飛內蒙古科技大學 內蒙古包頭 014010

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電子功能模塊應用對課程設計教學效果的影響

王金明 李忠虎 左鴻飛
內蒙古科技大學 內蒙古包頭 014010

摘 要：課程設計是電類專業非常重要的一門實踐課程。近年來電子功能模塊在課程設計中的應用越來越多，對教學效果的影響也越來越大。以智能儀表綜合訓練課程為例，分析了電子功能模塊的應用對課程設計的影響，列舉了教學實踐過程中出現的一些不良現象，并且有針對性地提出了教學內容和項目教學法的教學改革方法。

關鍵詞：電子功能模塊；課程設計；教學效果

智能儀表綜合訓練是測控技術與儀器專業非常重要的一門綜合應用類課程設計，對實現專業培養目標具有重要作用[1-5]。該設計的主要目的是通過設計加強學生對智能儀器儀表的功能、特點、構成形式及發展趨勢的理解，培養學生將理論知識綜合利用的能力。通過本設計應使學生初步具備按實際工程技術要求設計、分析、選用相應的硬件電路和軟件編程的基本技能。智能儀表綜合訓練是對學生儀表和電路知識的一次綜合檢驗，多年來的教學效果顯示，智能儀表綜合訓練取得了良好的教學效果。

近年來，隨著電子市場中電子功能模塊的逐漸豐富和完善，各種電子功能模塊以及相關技術資料的獲得越來越容易，學生設計過程中對電子功能模塊的應用越來越多，電子功能模塊對電子類學生課程設計的影響日益顯著。這些資源雖然降低了學生進行設計的難度，使其設計出更加復雜和完善的系統，但也會導致個別投機取巧、蒙混過關的現象出現。本文從教學實踐出發，就電子功能模塊對智能儀表綜合訓練教學效果的影響進行一些探討。

1 電子功能模塊對設計的促進

總體而言，市場上性能穩定，功能完善的電子功能模塊促進了課程設計的教學效果。

1.1有利于對設計內容的理解

根據學生反映，很多學生剛剛拿到設計題目會比較茫然。這時如果在設計中存在一些功能模塊則會有利于學生對總體設計內容的理解。如在進行“液位調節系統設計”過程中，若將檢測系統劃分為傳感器、放大器、濾波器、二級放大器等部分，則過于復雜的檢測系統將不利于學生對總體功能的理解。而如果采用模塊化思想則可以直接將系統劃分為檢測、轉換、處理、輸出控制幾個部分，這樣學生就能夠對設計的總體方案有更好的理解。在理解總體方案的基礎上再去分析各個模塊內部的功能的實現，學生學起來更有目的性，提高了學習效果。

1.2提供了一定的技術指導

在進行的設計過程學生會查找很多資料進行設計，在此過程中電子功能模塊的技術資料扮演了重要角色。由于各種功能模塊都是經過實驗驗證的功能完善、電路設計合理的功能模塊，學生對電子功能模塊的電路和編程方式進行分析學習可以快速提高自己的設計能力。如在進行“液位控制系統設計”時采用超聲波測距獲得液位，超聲波傳感器的控制和接收電路都比較復雜，這時超聲波模塊的電路資料和編程資料就可以很好的促進學生的學習。這類電子功能模塊的電路資料和編程資料都比較容易獲得，因此成為學生進行學習和設計很好的技術指導。

1.3有利獲得好的設計效果

電子功能模塊的應用有利于降低設計難度，學生可以設計出更加復雜和完善的系統。電子功能模塊的性能穩定，有利于獲得穩定的輸出，提升整體設計效果。在學生獲得成功的同時也增加了學生的設計興趣，提升了設計自信。因此，電子功能模塊的應用有利于提高智能儀表綜合訓練的教學效果。

2 電子功能模塊應用中常見的狀況

近年來，隨著電子功能模塊的應用逐漸增多，在促進教學的同時，也出現了一些不良現象。

2.1簡單堆積現象

由于功能模塊及其技術資料的獲得相當容易，個別學生在弄清楚設計的總體方案后上網查找相應模塊，然后將這些模塊按說明堆積到一起，再進行簡單調試即可完成整個設計。這類現象的特點是設計完成速度快、系統結構復雜、設計結果符合設計要求。如我校09級學生在進行“自動溫度控制系統設計”時，在教師下發任務后一周內就有學生完成了設計。后經調查，該生購買了溫度檢測模塊、加熱器模塊，然后下載了相關程序進行簡單調試確實完成了設計功能。然而經過簡單堆積完成了設計，學生在這個過程中卻沒有學到東西。

2.2蒙混過關、不求甚解現象

電子功能模塊的出現極大地方便了學生設計的同時，也出現個別學生利用電子功能模塊蒙混過關、不求甚解的現象。在教學過程中筆者曾發現個別學生設計報告、實物演示都做得很好，然而涉及電路中電子元件的功能和程序執行邏輯問題時卻含糊不清。這說明學生在應用電子功能模塊的過程中沒有認真去學習，因此也沒有達到應用的學習效果。

3 針對性改進教學提高設計效果

為了切實提高教學效果，避免電子功能模塊的應用造成的簡單堆積、不求甚解等影響教學質量的現象，應有針對性的改進教學方法。

3.1明確設計意義激發設計熱情

在教學過程中，指導教師應強調設計進行的目的，避免學生出現為了設計而設計的不良現象。電子功能模塊是設計過程中的借鑒，在應用的同時，學生應弄清模塊在系統中的功能和模塊本身完成該功能采用的方法。教師還可通過展示上屆學生的設計作品，讓學生提前體驗設計的樂趣，啟發設計熱情。只有這樣才能切實提高學生的設計能力，達到訓練目標。

3.2改進教學內容

智能儀表綜合訓練與工程實際聯系密切，已經開設的題目有交通燈控制器、溫度測試儀、出租車計價器、攪拌機調速控制器、壓力變送器等。這些多為傳統題目，多年的重復導致資料繁多，說明書重復率高，嚴重影響設計的積極性。電子技術的發展日新月異，如物聯網技術、生物電子技術、光電子技術等，相應的電子功能模塊市場也很多。為了跟蹤電子技術的發展動態，指導教師應及時將新產品、新器件在課程設計中加以介紹和補充。如我校孫采鷹老師2014年的一個設計題目“蔬菜溫室智能調節系統設計”成為當年選題人數最多的一個題目，說明學生對這種小型物聯網技術的興趣非常濃厚。題目中所檢測的參數如溫度、濕度、光照等都有可參考的電子功能模塊，設計難度較小，設計模型也比較容易完成。從設計效果來看，學生設計的積極性高，模型功能完善，新器件的應用效果良好。在實踐中指導教師應多設計一些緊跟時代發展的題目，以開闊學生的視野，激發他們的學習熱情，引導學生學習方向。另外還可以在教師把關的前提下允許學生自擬題目，以激發學生的創造性和設計熱情。

3.3采用項目教學法形成相互監督機制

項目教學法是一種以項目為主線，學生人人參與的教學方式，在項目教學中，注重的不是最終的結果，而是完成項目的過程。在教學實踐中，我校以3～5名學生為一組，細化每一名學生在設計中的任務。如在“攪拌機調速控制器設計”中，將學生分為4個環節每個環節1名學生，分別負責調速控制電路及程序設計、速度檢測電路及程序設計、速度顯示電路及程序設計和主控電路及主程序設計。學生在完成任務的過程中相互討論相互學習，任何一個環節都有專人負責，任何一個學生無法完成任務都會導致整個系統設計失敗。每個學生在完成任務的同時還需教會同組同學本環節的原理和設計過程。這樣同學之間既相互學習，又相互監督，有效地避免了學生利用電子功能模塊蒙混過關的現象。實踐證明項目教學法調動了學生學習的主動性，實現了教師角色的換位，有利于加強對學生自學能力、創新能力的培養。

3.4改進考核機制

為促進學生對電子功能模塊的應用，避免簡單堆積等現象，指導教師應加強對學生平時成績的考查和對基礎的考查。在設計過程中指導教師應經常檢查學生的設計進度，同時應增加平時成績在整個設計中所占的比例，以學生設計過程中的表現來打分，更能反映學生的學習情況。在對學生報告及答辯情況進行評價時，應注重對學生基礎的考查。個別學生采用電子功能模塊完成了設計，設計結果也比較好，但是對其中所涉及電路原理、設計思想等并沒有很好地理解。因此在驗收階段不能僅以結果來進行考核，設計中所涉及的電路基礎、程序等內容都應作為考核的重點。以全面的考核避免學生對電子功能模塊用而不學的現象，才能提高教學效果。

4 結束語

電子功能模塊的普及和推廣使課程設計出現了一些新的特點和狀況。指導教師應根據實際情況有針對性的采取必要措施用好這些電子功能模塊，在教學過程中我們先后嘗試了明確設計意義，激發學生的設計熱情；與時俱進改進教學內容；采用項目教學法形成相互監督機制；改進考核機制，注重平時考核和基礎考核等改革方案，發現改進教學內容和采用項目教學法取得了最好的改革效果。在電子技術快速發展和電子功能模塊大量涌現的背景下，課程設計的教學內容和教學方法應與時俱進，培養學生的創新能力，提高教學效果。

參考文獻

[1] 趙茂泰.智能儀器原理及應用[M].北京:電子工業出版社,2009.

[2] 李昌禧.智能儀表原理及設計[M].北京:化學工業出版社,2005.

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[4] 柴文妍,王皖貞.電子信息工程專業“綜合課程設計”教學實踐與探討[J].北華航天工業學院學報,2011,21(3):60-62.

[5] 顧奕. 電子信息工程專業綜合課程設計實踐教學改革[J].武漢大學學報(理工版),2012,58(S2):211-213.

The Influence of Electronic Module’s Application on Curriculum Design

Wang Jinming, Li Zhonghu, Zuo Hongfei
Inner Mongolia University of Science & Technology, Baotou, 014010, China

Abstract:The curriculum design is a very important practice course for electrical majors. In recent years, the functional electronic module is frequently used in the electronic design. And it has the growing influence to the teaching effect. In this paper, the influence of electronic function module on comprehensive training of intelligent instrument and some phenomena in teaching process are discussed. Further more, the teaching reform method, including improve teaching content and project teaching method, are proposed.

Key words:electronic module; curriculum design; teaching effect

基金項目：內蒙古科技大學教改重點項目《測控技術與儀器專業工程教育認證研究與實踐》(編號：JY2014010)。

作者簡介：王金明，博士，講師。李忠虎，碩士，教授。

收稿日期：2015-08-27