“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”課程教學(xué)改革研究與實踐

張芝華

(安徽三聯(lián)學(xué)院 電子電氣工程學(xué)院,安徽 合肥 230601)

0 引言

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是電子信息工程專業(yè)的基礎(chǔ)課,是現(xiàn)代計算機控制技術(shù)獲取信息的主要手段和方法。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)采集技術(shù)在工程應(yīng)用領(lǐng)域的地位和作用日益突出[1]。安徽三聯(lián)學(xué)院電子信息工程專業(yè)主要培養(yǎng)具有社會責(zé)任感、創(chuàng)新意識和實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,而工程應(yīng)用離不開數(shù)據(jù)的采集與處理,因此“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”這門課對本專業(yè)學(xué)生十分重要[2]。但該課程內(nèi)容多、綜合性強、難度大,學(xué)生整體學(xué)習(xí)效果不佳,因此本文結(jié)合電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案從教學(xué)模式和考核方式兩方面進行改革和探索。

1 “數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”教學(xué)中存在的問題

“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”主要目標(biāo)為:學(xué)生掌握數(shù)據(jù)采集技術(shù)基本知識和基本原理,具有一定的實踐動手能力,為今后從事本專業(yè)工作打下基礎(chǔ)。依據(jù)電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”課程共安排68學(xué)時,其中理論32學(xué)時,實踐32學(xué)時,采用理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式。理論教學(xué)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本概念、傳感器技術(shù)、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換和抗干擾技術(shù)等,涉及《傳感器技術(shù)》《模擬電子技術(shù)》《數(shù)字電子技術(shù)》等相關(guān)知識。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)理論內(nèi)容較多、綜合性較強且枯燥乏味,難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,教學(xué)效果有待提高[3]。

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在理論教學(xué)之后,主要進行信息采集處理實驗、熱敏電阻實驗和溫濕度傳感器實驗等,通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)可以加深學(xué)生對理論知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。但實踐環(huán)節(jié)由于時間上的延后難以與理論教學(xué)緊密結(jié)合。此外,實踐環(huán)節(jié)多以驗證為主,學(xué)生做完實驗原理還是無法掌握相關(guān)知識[4]。

在考核中,記憶成分占比較大,綜合測試相對較少,對學(xué)生實踐知識和創(chuàng)新能力訓(xùn)練較少。因此“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”教學(xué)改革探索具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。

2 教學(xué)改革與實踐

通過上述對“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”教學(xué)中存在的問題進行分析和總結(jié),人們從教學(xué)模式和考核方式兩方面進行改革和探索。

2.1 教學(xué)模式的改革

改變傳統(tǒng)以老師講授為主的填鴨式教學(xué)方法,采用學(xué)習(xí)式、案例式和討論式相結(jié)合的新型教學(xué)模式。

針對理論教學(xué)環(huán)節(jié),老師對每一章的重難點進行講解,然后結(jié)合具體案例提出問題,引導(dǎo)學(xué)生思考、討論和總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。比如第四章:模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,老師首先介紹模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理、指標(biāo)和常用芯片,然后引導(dǎo)學(xué)生思考模/數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用的場所,總結(jié)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的作用及指標(biāo),最后基于AD7705芯片測量溫度和壓力。通過此案例,學(xué)生回顧傳感器相關(guān)知識,并且深入了解AD7705芯片的功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、管腳功能。

實踐教學(xué)環(huán)節(jié),老師講解設(shè)計原理、設(shè)計要求,學(xué)生分組查閱資料,討論、設(shè)計方案,仿真、總結(jié)并寫出課程設(shè)計報告。比如在多功能數(shù)字濾波器設(shè)計中,老師僅講授濾波器的設(shè)計原理、設(shè)計要求,然后學(xué)生分組查閱資料、確定設(shè)計方法,基于LabVIEW軟件仿真實現(xiàn),最后總結(jié)撰寫課程設(shè)計報告。在課程設(shè)計過程中,傳統(tǒng)的老師主導(dǎo)作用變?yōu)橹笇?dǎo)作用。此方法可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神、實踐能力和創(chuàng)新精神。

2.2 采用學(xué)習(xí)通輔助教學(xué)工具

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)容較多,課堂時間有限,為了學(xué)生課下預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí),教師基于學(xué)習(xí)通平臺將課堂教學(xué)向課下延伸。教師針對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)理論課程主要知識點錄制微視頻,并布置配套測試習(xí)題。測試題目多以客觀題為主,測試學(xué)生對知識點的掌握情況。教師已完成了全書知識點的錄制。相關(guān)線上資源如圖1所示。同時,數(shù)據(jù)采集實驗線上課也已錄制完成,這樣可以幫助學(xué)生更好地理解實驗原理和實驗步驟,進一步提高學(xué)生的動手能力。

圖1 數(shù)據(jù)采集線上資源

3 考核方式的改革

良好的考核方式可以更進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,而傳統(tǒng)專業(yè)課的考核方式多以課程結(jié)束后的閉卷考試為主,過程考核為輔,考核方式較為單一。針對這種情況,本研究結(jié)合本課程特點采取多樣化考核方式,具體如下。

(1)注重考試內(nèi)容的靈活性,減小記憶性知識點的考察,增加利用知識來分析問題、解決實際工程問題的考察,提高學(xué)生分析和解決問題的能力。目前,數(shù)據(jù)采集理論課程仍采用閉卷考試,但試卷綜合分析題占比提高為30%,實踐課程以實驗操作、課程設(shè)計報告等方式來考核。

(2)加大過程考核的比例與多樣性。目前,過程考核比例為50%,包括考勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、實踐操作、階段測試等。過程考核持續(xù)整個教學(xué)過程。通過持續(xù)的過程性考核,老師可以及時了解學(xué)生情況,調(diào)整教學(xué)計劃,給予學(xué)生指導(dǎo)和幫助,同時培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。學(xué)生學(xué)會及時了解自己對知識的掌握情況。加大過程性考核不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也提高了老師的教學(xué)能力。

4 結(jié)語

本文結(jié)合安徽三聯(lián)學(xué)院電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),分析“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”中存在的問題,并分別從教學(xué)模式和考核方式兩方面進行教學(xué)改革與實踐。項目自實施以來已取得初步成效,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。在后續(xù)教學(xué)中,教師仍會不斷改善教學(xué)方法,培養(yǎng)應(yīng)用型人才。