综合电子系统设计的教学研究与实践

许岳兵　张登玉　谭岳衡　龙祖强

摘 要:《综合电子系统设计》课程综合性强、涉及知识面广。根据该课程的特点,结合教学实践,从课程的教学模式、教学内容、实验教学和考核评价进行了探索性改革,取得了较好的教学效果。

关键词:综合电子系统设计教学模式教学改革

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0158-01

《综合电子系统设计》是电子信息类本科学生的一门专业必修课程。通过本课程的学习,学生可以获得综合电子系统设计的基本技能,培养学生的工程实践、系统分析与设计、创新思维与团队合作等多方面能力与素质。课程综合性强,运用模拟电路、数字电路、单片机原理、微机原理、嵌入式系统等多门课程的基本理论与知识进行实践,对学生的专业综合能力要求较高。

通过调研,发现国内高校在实际教学中普遍存在以下不足和值得改进的方面:课程设计的选题一般由实验教师确定,设计题目较少且多年不曾改变,造成学生实验兴趣不高。课程设计一般由教师布置任务,在课堂中讲述设计步骤、方法和注意事项,由学生自行查找资料,最后由教师给出参考电路图。在整个教学过程中,教师对学生的启发不够,与学生的交互较少,学生的实验兴趣和创新能力得不到提高,部分学生对教师的依赖性较强,对设计过程中出现的问题不能积极的思考,不愿独立创新。

结合该课程特点和本校学生的实际情况,以提高学生的工程实践能力、创新能力和团队精神为教学目标,笔者针对综合电子系统设计的教学模式、教学内容、实验教学和考核评价等进行了探讨。

1 教学模式的改革

实施以实验设计为主的教学模式,确定以学生为中心的新型教育理念,以实验室为主要课堂,教师在学生讨论、实践过程中以引导为主,授课为辅,学生以自主研究、设计、系统搭建实现和总结为主。课程教学的具体实施方法如下:

通过实际案例,以授课和讨论为主要形式,分单元进行教学,系统地介绍综合电子系统分析、设计和工程实现的主要方法与步骤。一个单元的内容授课完成后,给出主要议题分组进行讨论,及时解答学生提出的问题。定期聘请校内外科研水平高、工程经验丰富的专家,以专题讲座形式介绍电子信息领域最新技术和产品,拓展学生的视野,指导学生运用专业知识和借助先进技术解决实际的工程问题。学生根据自己所掌握的专业知识和兴趣爱好,选择一个具有工程背景的课题作为实践项目,自主制定课题的功能、规模和性能指标,经教师确认课题的合理性、实现的可行性和知识的深度后,开始进行系统分析、研究设计与工程实现。最后进行项目总结,撰写设计报告,制定测试和演示方案,教师对作品进行验收、质询,分组进行项目答辩。

2 教学内容的改革

为了达到让学生将多门课程建立有机联系从而灵活运用的能力,以及将所学知识综合应用解决实际问题的能力,构建了电子类本科综合电子系统设计教学体系。该体系由理论教学、实践教学、课外创新和学科竞赛四个层次组成。

课程体系结构将随着电子信息技术的发展作相应的调整,以适应电子信息技术、计算机和网络技术的飞速发展,以满足加强素质教育、培养复合型、研究型、开拓型人才的时代要求。在课程内容设置上更好地与电子信息学科专业前期课程和实验教学相配合,与专业基础课程相辅相成、相互渗透,更好地突出对知识综合运用能力、系统设计能力、创新能力与工程实践能力的培养。

3 实验教学的改革

为了满足课程知识综合、系统设计、创新研究和自主发挥的教学要求,根据学生分组的情况,向学生公布一些有学科针对性的课题,开放实践内容的限制,给出概括性的要求。让学生根据科学专业方向结合自身兴趣爱好,自主选择一个具有一定工程背景或应用价值的课题,在广泛查阅文献资料的基础上,初步规划系统的功能与指标。经过指导老师确认课题的合理性和实施的可行性后,具体进行项目的规划和设计,借助EWB、Proteus、Pspice等多款EDA软件进行系统的仿真。为了真正锻炼学生的实际动手能力,要求学生在确定最佳设计方案后,必须要到实验室进行焊装、测量和调试,最终以实物的形式实现所设计的项目。项目完成后,需要撰写项目设计报告,对课题进行总结;教师针对学生所设计课题的创意构思、先进性、功能指标、完善程度进行项目验收,分组进行项目的答辩。教师根据实物验收、设计报告和在答辩中的表达与应变能力等多项指标进行综合评价。

在整个实验过程中,让学生独立设计方案,确定实施方法与手段,教师仅在适当的时候加以启发引导。可以让学生较系统地掌握综合电子系统设计过程的选项立项、方案论证、工程设计和实现、系统调试、文档整理等全过程的各个环节,充分发挥学生的主观能动性和创造性,培养学生的团队协作能力。

4 考核方式的改革

建立科学的知识评价体系,采取良好灵活的考核方式,充分体现教育的公平性,提高学生学习的积极性。考核方式可采取理论考试、实验操作和课题验收等,从多角度进行综合评价。课程的总成绩由平时成绩、理论考试、实验操作和课题验收四部分构成,其中平时成绩占10%、理论考试占30%、实验操作占30%和课题验收占30%。平时成绩是指课堂表现,讨论的参与程度,表现出的理解、思维、表达、创造性等方面的能力,完成平时作业的情况。理论考试考查学生对基础知识的掌握程度。实验操作是指在课程实验中表现出来的掌握实验基础知识、基本技能与方法的程度,工程实践能力,实验结果与阶段性成果等方面的因素。课题验收是根据学生完成课题情况(包括功能和指标)、设计总结报告、答辩表现等因素进行综合评价。

同时,根据考核结果进行详细的分析,了解学生学习的薄弱环节,不断地改进教学方法,因材施教,更好地达到培养目标。另外,还可将全国大学生电子设计竞赛选拔工作和该课程的教学考核结合起来,进一步激发学生的学习和创新热情。

5 结语

通过综合电子系统设计的教学改革,解决了传统教学中存在的问题,激发了学生参与实践的原动力,调动了学习的积极性和主动性,培养了创新意识,提高了学生的综合设计和工程实践能力,为后续层次的学习和走向工作岗位打下了坚实的基础。从历年学生的考核成绩、参加课外科技活动、挑战杯竞赛和电子设计竞赛的成绩、用人单位的评价来看,我校在综合电子系统设计的教学改革中取得了较好成绩。

参考文献

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