周开军
摘 要 文章针对电子技术课程的实践教学过程中出现周期长、效率低的问题,探讨了虚实结合的电子技术课程教学方法,以及开放式实践教学方法,分别从这两个角度进行详细剖析,指出了实践教学过程中应注意的问题,并对两种教学效果进行了讨论。
关键词 电子技术课程 实践教学 虚实结合 开放式教学
中图分类号:G424 文献标识码:A
Explore Practical Teaching Methods of Applied College
Electronic Technology Courses
ZHOU Kaijun
(School of Computer and Information Engineering, Hu'nan University of Commerce, Changsha, Hu'nan 410205)
Abstract For long cycle and low efficiency problem of electronic technology practice teaching curriculum, the course explores the electronic technology combined with the actual situation of teaching methods, as well as an open practice teaching methods, respectively, a detailed analysis of these two perspectives, points out the practical teaching process should pay attention to the issue, and discussed two teaching effectiveness.
Key words electronic technology courses; practice teaching; combination of virtual and real; open teaching
0 引言
数字电子技术基础和模拟电子技术基础是电类专业重要的基础课程,同多门专业课程联系密切,有承上启下的作用。而且数模混合电路设计是电子信息工程专业的前瞻性课程设计,作用十分重要。学生通过运用已经学过的数字电子技术基础和模拟电子技术基础知识,能比较完整实现系统功的设计、安装和调试,因此,能够加深对知识的理解和掌握,增强创新意识,提高学生分析、解决实际问题的能力。在以往的数模混合电路设计模式中,学生经过理论验证后,能够直接进入实物的组装与调试过程。这种模式存在电路的参数计算繁琐,设计方案不易修改、缺乏灵活性等弊端,很大程度上增加了设计周期,降低了设计效率。此外,针对电子技术课程的开放式教学是针对僵化和封闭的传统教育提出来的,它注重培养学生的创新精神和实践能力,激发学生学习的动机,使学生变为知识主动建构者,从而获得更大容量的信息;同时,开放式教学还更新了教师的教学观念,提高了教师的科研能力,真正实现了发现人的价值、发挥人的潜力、发展人的个性的教育意义。
1 建立虚实结合的课程结构体系
在传统数模混合课程设计模式中,学生根据系统功能和技术指标确定各个模块架构图,并进一步确定单元电路的选型和器件参数。在确认器件参数后,直接进行元器件的安装和通电调试,根据调试结果,修改电路和器件参数,若调试结果不满足要求,则再次安装调试,最后,直到调试的结果满足了设计要求,具体的设计流程如图1所示。
由此可以看出,如果调试结果满足系统设计要求,则完成設计。而大多数情况却达不到设计要求。因此,只能重新计算并修改器件的参数,选择其他器件后再一次调试。这种反复的理论分析、参数的计算、频繁的器件更换方式耗费了大量人力物力,在很大程度上延长了系统设计周期,降低了系统可靠性。在电子技术课程的设计中,许多学生多次遭受挫折,降低了课程设计积极性,卓越工程人才培养效果大打折扣,导致学生在后续的专业课程学习中产生了畏惧情绪,甚至对自己的专业学习失去信心。
图1 传统模式的数模混合课程设计流程
针对以往的数模混合电路系统设计的不足,构建了电路设计与仿真软件相结合的虚实课程设计模式,具体设计流程如图2所示。学生根据给定的技术指标确定电路模块,在电路制作前,利用虚拟仿真平台进行电路仿真分析,根据仿真结果,判断设计方案是否正确,若不正确,反复修改电路及器件参数直到满足要求。如果满足设计要求,则进行作品安装与调试。
2 建立开放式的教学综合训练平台
近年来,全国大学生电子设计竞赛是由教育部倡导的四大学科竞赛之一,从1993年至2011年已连续举办十届,规模一届比一届大, 2011年,全国有1042所院校、11002支队伍、33006名学生参加此项赛事,在规模上达历届之最。是影响较大的大学生群众性科技活动之一,受到了全国各高校的高度重视。我院今年是第五次组队参加全国大学生电子设计竞赛,我系也组织了五个队参赛,获全国一等奖一项,全国二等奖一项,省级一等奖二项,省级二等奖一项, 作为一所普通商科院校,我校在参加全国性电子设计竞赛这样大规模、竞争非常激烈的竞赛活动中,能取得这样的好成绩,实属难得,可以说这次参加竞赛取得了很大的成功。
图2 虚实结合模式的数模混合课程设计流程
目前模拟电子技术基础、数字电子技术基础等已成为各个高校中的机械与信息类专业的重要基础课程。该类课程的应用领域越来越广泛,它已成为系统硬件设计的必备技术。目前常用的数字电子技术、模拟电子技术及单片机系统设计等实验装置均以单调的理论验证为目的,其作用能够帮助学生系统地理解所学知识。事实上,大多数学生掌握了这些知识点后能够应付考试,但没有能力进行系统设计,换句话说,能够背诵记忆知识,但不能运用所学的知识。通常,完成整个系统的设计需要多个交叉学科知识的协调与综合运用。实际教学中的智能小车主要包括单片机接口技术、自动控制技术及通信技术等,它集成了大量智能传感器(语音、超声波、红外、温度等),同时,融合电子、机械、通讯、计算机、传感器及控制等多学科知识。具有非常高的性价比,同时具有体积小的特点,能够在一般性实验基础上,很好地提高学生的综合运用知识能力,非常适用于电子设计竞赛的实践教学平台。
3 结束语
本研究的实践教学方法能够结合以往课程设计与现代计算机辅助设计方法,将虚拟仿真验证和实际电路系统制作同时进行,做到虚实结合,因此,既能提高学生的动手能力和创新能力,又能满足现代电子设计发展要求,迎合实际应用技术需求,还能够加深对所学知识的理解与掌握,提高创新能力和创新意识,达到卓越工程师人才培养的良好效果。
此外,实践教学平台是融合了多学科技术,并具有多种智能传感器,且能够完成多种功能的智能车,具有可维护性、透明性、可再生性、独立性、可扩展性。各个功能模块由老师带领学生自己开发,各个任务完成程度能够反映学生对知识掌握程度与知识运用能力。因此,通过这种电子技术课程的实践教学模式,使学生由被动地接受知识变为主动地探索知识,从而达到了理论、实践相结合的效果。
参考文献
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