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關(guān)鍵詞:無線發(fā)射FSK射頻發(fā)射器nRF902
1概述
nRF902是一個單片發(fā)射器芯片,工作頻率范圍為862~870MHz的ISM頻帶。該發(fā)射器由完全集成的頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩(wěn)定的頻率合成器,因此,頻率漂移很低,完全比得上基于SAW諧振器的解決方案。nRF902的輸出功率和頻偏可通過外接電阻進行編程。電源電壓范圍為2.4~3.6V,輸出功率為10dBm,電流消耗僅9mA。待機模式時的電源電流僅為10nA。采用FSK調(diào)制時的數(shù)據(jù)速率為50kbits/s。因此,該芯片適合于報警器、自動讀表、家庭自動化、遙控、無線數(shù)字通訊應用。
2引腳功能和結(jié)構(gòu)原理
nRF902采用SIOC-8封裝,各引腳功能如表1所列。
表1nRF902的引腳功能
引腳端符號功能
1XTAL晶振連接端/PWR-UP控制
2REXT功率調(diào)節(jié)/時鐘模式/ASK調(diào)制器字輸入
3XO8基準時鐘輸出(時鐘頻率1/8)
4VDD電源電壓(+3V)
5DIN數(shù)字數(shù)據(jù)輸入
6ANT2天線端
7ANT1天線端
8VSS接地端(0V)
圖1所示是nRF902的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從圖中可以看出:該芯片內(nèi)含頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等電路。
通過nRF902的天線輸出端可將平衡的射頻信號輸出到天線,該引腳同時必須通過直流通道連接到電源VDD,電源VDD可通過射頻扼流圈或者環(huán)路天線的中心接入。ANT1/ANT2輸出端之間的負載阻抗為200~700Ω。如果需要10dBm的輸出功率,則應使用400Ω的負載阻抗。
調(diào)制可以通過牽引晶振的電容來完成。要達到規(guī)定的頻偏,晶振的特性應滿足:并聯(lián)諧振頻率fp應等于發(fā)射中心頻率除以64,并聯(lián)等效電容Co應小于7pF,晶振等效串聯(lián)電阻ESR應小于60Ω,全部負載電容,包括印制板電容CL均應小于10pF。由于頻率調(diào)制是通過牽引晶振的負載(內(nèi)部的變?nèi)荻O管)完成的,而外接電阻R4將改變變?nèi)荻O管的電壓,因此,改變R4的值可以改變頻偏。
將偏置電阻R2從REXT端連接到電源端VDD對可輸出功率進行調(diào)節(jié)。nRF902的工作模式可通過表2所列方法進行設(shè)置。
表2nPF902的工作模式設(shè)置
引腳
工作模式XTALREXTXO8DIN
低功耗模式(睡眠模式)GND---
時鐘模式VDDGNDVDD-
ASK模式VDDASK數(shù)據(jù)VDD或者GNDVDD
FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK數(shù)據(jù)
在FSK模式時,調(diào)制數(shù)據(jù)將從DIN端輸入,這是nRF902的標準工作模式。
ASK調(diào)制可通過控制REXT端來實現(xiàn)。當R2連接到VDD時,芯片發(fā)射載波。當R2連接到地時,芯片內(nèi)部的功率放大器關(guān)斷。這兩個狀態(tài)可用ASK系統(tǒng)中的邏輯“1”和邏輯“0”來表示。在ASK模式,DIN端必須連接到VDD。
時鐘模式可應用于外接微控制器的情況,nRF902可以給微控制器提供時鐘。它可在XO8端輸出基準時鐘,XO8端輸出的時鐘信號頻率是晶振頻率的1/8。如晶振頻率為13.567MHz,則XO8輸出的時鐘信號頻率為1.695MHz。
在低功耗模式(睡眠模式),芯片的電流消耗僅10nA。在沒有數(shù)據(jù)發(fā)射時,芯片可工作在低功耗模式以延長電池的使用時間。電路從低功耗模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要5ms的時間,從時鐘模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要50μs的時間。
圖2nRF902的應用電路
關(guān)鍵詞:數(shù)字邏輯設(shè)計;電子設(shè)計自動化;可編程邏輯器件;教學改革;實踐教學
作者簡介:何樂生(1977-),男,白族,云南昆明人,云南大學信息學院,副教授;余鵬飛(1975-),男,云南昆明人,云南大學信息學院,副教授。(云南 昆明 650091)
基金項目:本文系2013年云南大學本科實踐教學能力提升項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0115-02
“數(shù)字邏輯設(shè)計”是計算機及其相關(guān)專業(yè)承前啟后的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程介紹計算機的基本結(jié)構(gòu)——數(shù)字電路的原理以及設(shè)計方法,是“計算機組成原理”、“計算機體系結(jié)構(gòu)”等后續(xù)專業(yè)核心課程的必要基礎(chǔ)。
在就業(yè)形勢嚴峻的背景下,社會和學生都對課程的內(nèi)容及其實用性提出了更高的要求。計算機專業(yè)學生往往將自己未來的職業(yè)規(guī)劃定位于軟件開發(fā),因此認為“數(shù)字邏輯設(shè)計”課程沒有太大用處,出現(xiàn)輕視的思想。另外,大部分高校仍以已經(jīng)過時的小規(guī)模通用集成電路作為主要教學內(nèi)容,進一步加深了學生對“數(shù)字邏輯設(shè)計”課程無用的錯誤認識。怎樣合理地將基于EDA技術(shù)的現(xiàn)代數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計方法引入課堂和實踐教學;將“數(shù)字邏輯設(shè)計”課程內(nèi)容和計算機專業(yè)學生感興趣的東西結(jié)合,提高學習積極性,為將來從事相關(guān)領(lǐng)域的工作打下必要的硬件基礎(chǔ),成為了“數(shù)字邏輯設(shè)計”課程改革必須解決的問題。[1-3]
一、目前教學工作中存在的問題及其成因
近年來,以數(shù)字技術(shù)為核心的半導體技術(shù)獲得了飛躍式的發(fā)展,其功能和復雜程度呈幾何級數(shù)增長。與之對應的是設(shè)計技術(shù)的規(guī)?;驼?guī)化,軟、硬件開發(fā)人員的職責劃分越來越明顯。作為偏軟件方向的計算機專業(yè)的課程,“數(shù)字邏輯設(shè)計”的教學內(nèi)容、體系、方法以及實驗環(huán)節(jié)也應隨之改變,以培養(yǎng)具有獨立工作能力,滿足行業(yè)需求的高素質(zhì)人才。與此相反地,當前該課程依然沿用幾十年來形成的精英式的大學教育思路,過于強調(diào)知識體系和理論深度,而放松對學生運用新知識進行綜合設(shè)計的能力的培養(yǎng)。另外,“數(shù)字邏輯設(shè)計”與“電子工程”、“通信工程”等偏硬件專業(yè)的“數(shù)字電路”課程過于相似,強調(diào)電路的物理基礎(chǔ),輕視從宏觀的系統(tǒng)層面對數(shù)字系統(tǒng)認識,導致教學效果不理想。筆者總結(jié)具體原因有以下幾點。
1.教學內(nèi)容脫離工程實際和學生實際情況
在嚴峻的就業(yè)形勢下,學生都很關(guān)心學習所學課程到底能做什么,為自己提供怎樣的競爭力。隨著EDA技術(shù)的高度發(fā)展,基于CPLD和FPGA等可編程邏輯器件的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)已成為主流技術(shù)。然而目前大部分教材仍然采用傳統(tǒng)理論教科書的編寫方式,以“講理”為主,過分強調(diào)雙極性工藝的74系列門電路的實現(xiàn)方式,對EDA技術(shù)涉及不多。如果教師仍然采用“填鴨式”教學方法教授已經(jīng)過時的知識,自然無法調(diào)動學生的積極性。
2.對不同專業(yè)的差異化教學問題注意不足
在軟、硬件設(shè)計分工差異化的大背景下,應該將“數(shù)字邏輯設(shè)計”的教學重點放在系統(tǒng)級的設(shè)計,而對于門級電路的設(shè)計則只需要達到“知其然”的程度。在教學內(nèi)容、教學體系、教學方法以及實驗等具體教學環(huán)節(jié)上,應與“電子工程”、“通信工程”等偏硬件專業(yè)保持合理的差異化。
3.實踐教學內(nèi)容陳舊,無法滿足社會對計算機人才的需求
當前實踐教學內(nèi)容多為驗證74系列芯片的功能,而計算機相關(guān)專業(yè)的課程定位應是“理解計算機底層工作原理”,這種基于中小規(guī)模集成電路的驗證性實驗顯然與專業(yè)定位不吻合。
4.連線式的數(shù)字電路實驗箱(板),無法使學生建立對現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的感性認識
高等學校實驗設(shè)備多采用“傻瓜式”的設(shè)計思路,即將實驗電路盡量“功能化”和“模塊化”,學生只需要在不同功能模塊之間連線即可完成硬件設(shè)計。誠然,這在降低了實驗難度的同時,提高了實驗速度,降低了教師講授實驗課和維護實驗室的難度。但 “連線式”的設(shè)計使學生不明白實驗箱(板)上分離的一個個插孔是如何構(gòu)成系統(tǒng)的,更無從談到對計算機系統(tǒng)的感性認識。[2]
5.課程考核方式不科學
部分學生采用死記硬背的方式“對付”期末考試,常常出現(xiàn)“高分低能”現(xiàn)象。評價方式在無形中造成學生對實踐環(huán)節(jié)學習的輕視心理,部分學生的學習以成績合格為目標,忽視能力的獲得。
二、“數(shù)字邏輯設(shè)計”的教學改革方案
綜合考慮上述問題,筆者所在的教學團隊認為,合理地取舍原有教學內(nèi)容并將EDA技術(shù)引入教學,是提升教學水平和學習積極性的有效手段,并進行了一系列教改嘗試。
1.結(jié)合學科發(fā)展和學生實際情況,合理優(yōu)化課堂教學內(nèi)容,提升其實用性
如前所述,數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計已經(jīng)進入電子設(shè)計自動化的“EDA時代”,作為計算機專業(yè)的課程,更有必要對傳統(tǒng)教學內(nèi)容有所取舍,做到“有所為,有所不為”。一方面,在保證為后續(xù)課程提供必要基礎(chǔ)知識的同時,對于陳舊過時的理論加以揚棄;另一方面,必須對于近年來出現(xiàn)的,改變行業(yè)面貌的新技術(shù)有所涉及。
在傳統(tǒng)教學內(nèi)容的選取上,應秉承“必須”和“夠用”的原則,[4,5]對后續(xù)課程較難理解的“組合、時序邏輯電路分析、設(shè)計方法”、“半導體存儲器”等內(nèi)容應保留較多的課堂教學時間,而對于“門電路的實現(xiàn)方法”、“競爭與冒險”等內(nèi)容,則應大幅度地降低課堂教學時數(shù)??傮w來講,基本取消了74系列中小規(guī)模器件的課堂教學時間,而將時間用于進行“原則性”和“說理性”的教學,旨在幫助學生建立“計算機是由什么東西構(gòu)成的”、“設(shè)計計算機時采用了什么原理”等系統(tǒng)性的基本概念。
在EDA新技術(shù)的擴展方面,教學團隊根據(jù)計算機專業(yè)學生喜歡編程的特點,在教學中引入了硬件描述語言和可編程邏輯器件(PLD)兩方面的內(nèi)容。硬件描述語言Verilog HDL在語法上接近C語言,而C語言是計算機專業(yè)先修課程,學生掌握起來較容易。課堂教學采用了傳統(tǒng)內(nèi)容和描述語言穿行的方式,既保證了教學進度,又能防止學生出現(xiàn)“硬件描述語言和實際電路脫鉤”的通病??删幊踢壿嬈骷慕虒W,則安排在傳統(tǒng)教學方案中進行“門電路實現(xiàn)”的學時進行,并將可編程邏輯器件的教學重點放在介紹CPLD和FPGA的原理及其常見問題。根據(jù)學生實際情況,還引入數(shù)字電路在計算機系統(tǒng)中的應用實例,以提升學生的學習興趣。例如:加法器、乘法器的實現(xiàn),點陣LED顯示屏的顯示與控制,PS/2鼠標鍵盤控制等內(nèi)容,不但能幫助學生建立學以致用的學風,而且能夠很好地回答學生“‘數(shù)字邏輯設(shè)計’課程有什么用”這樣的問題,提高了學習積極性。
2.根據(jù)計算機相關(guān)專業(yè)學生實際情況,改革實踐教學內(nèi)容和手段
基于實驗箱的實驗存在諸多問題:首先,不利于學生建立系統(tǒng)觀念,而將思路束縛于微小且具體的局部問題。其次,將“培養(yǎng)動手能力”這一廣義的命題,狹隘地局限為“能夠正確地完成連線”,不符合能力培養(yǎng)的要求。且在實際實驗過程中,由于實驗設(shè)備長期使用,往往由于接觸不良等非關(guān)鍵因素造成實驗失敗,使學生失去學習興趣。針對實踐教學中凸顯的問題,教研組采取了以下措施。
首先,將ModelSim和Multisim等EDA仿真軟件引入實踐教學。由于數(shù)字電路的仿真技術(shù)已經(jīng)非常成熟,仿真結(jié)果和實際實驗結(jié)果基本相同。采用軟件仿真工具能夠?qū)W生從大量的連線工作中解脫出來,把精力集中在“數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計”本身,提高了實踐教學的效率,且方便學生實現(xiàn)更為復雜的邏輯設(shè)計。
其次,采用FPGA作為實際動手的實驗平臺,開發(fā)了一種符合計算機專業(yè)“數(shù)字邏輯設(shè)計”教學需要的低成本FPGA實驗板——Innovator_FPGA。在實踐教學環(huán)節(jié)中,首先指導學生利用該實驗平臺,在Quartus II環(huán)境中首先采用原理圖輸入方式完成基本的驗證性實驗,以熟悉開發(fā)工具;然后采用硬件描述語言分別實現(xiàn)加法器、減法器、邏輯移位器等CPU必須的邏輯功能;最后指導學有余力的學生將上述模塊綜合為一個ALU(算術(shù)邏輯單元)。通過訓練,學生們發(fā)現(xiàn)“數(shù)字邏輯設(shè)計”與自己天天打交道的計算機有著如此密切的聯(lián)系,為將來的“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程打下了堅實的基礎(chǔ)。
3.引導學生通過多種途徑學習,改革課程考核方式,培養(yǎng)自學能力和創(chuàng)新能力
電子信息技術(shù)發(fā)展迅速,任何人都無法在大學階段獲取一生所需的所有知識,學生必須培養(yǎng)自己的自學的能力。教師引導學生采取以下方式自學:
(1)通過網(wǎng)絡學習交流,推薦以下網(wǎng)站:可編程邏輯器件網(wǎng)(.cn)、周立功公司網(wǎng)站()、水木清華(\學術(shù)交流\電路設(shè)計)以及Altera公司官網(wǎng)論壇等。
(2)參與各種競賽和學生課外科技活動,包括:全國大學生電子設(shè)計競賽、挑戰(zhàn)杯和Atlera大學生論文競賽等。
(3)鼓勵學生參與國家級、省級和校級的學生科技立項活動。
另外,課程考核是引導學生培養(yǎng)創(chuàng)新能力的指揮棒,也是幫助教師糾正教學方法的重要手段。在參考兄弟院校經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,[4-6]教學團隊逐漸形成了自己的考核方式:成績分為課程設(shè)計(占30%)、機考(占30%)、筆試(占40%)三個部分。其中課程設(shè)計部分要求學生在Innovator_FPGA實驗板上設(shè)計具有一定功能的數(shù)字電路模塊,最后根據(jù)設(shè)計理念的創(chuàng)新性、功能的實現(xiàn)程度和書面報告三者綜合,給出課程設(shè)計成績。機考部分要求學生在實驗室現(xiàn)場完成一個簡單模塊的設(shè)計,以檢驗其軟件仿真和調(diào)試能力。筆試部分則在減少客觀題型的基礎(chǔ)上,增加電路設(shè)計、HDL程序設(shè)計等主觀性題型的比例。
三、結(jié)論
在進行課程改革的數(shù)年間,在上述一系列綜合措施的促進下,學生的學習熱情和創(chuàng)造激情得到了釋放。同學們紛紛在實驗室和宿舍利用廉價的實驗套件開展學習、競賽和科研活動,取得了一定的成績,獲得全國大學生電子設(shè)計競賽國家級和省級獎項數(shù)十項,另外還獲得國家級大學生科研立項三項,挑戰(zhàn)杯科技作品競賽獲獎多項。越來越多的同學通過“數(shù)字邏輯設(shè)計”課程的學習建立了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的概念,提高了自己的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。
參考文獻:
[1]官駿鳴,汪虹.計算機專業(yè)《數(shù)字電路技術(shù)》課程教學改革[J].黃山學院學報,2011,13(3):108-110.
[2]于玉婷.EDA技術(shù)漸進式教學方法探討[J].電腦知識與技術(shù),
2011,7(11):8354-8355.
[3]呂燚,鄧春健,黃杰勇.利用EDA技術(shù)全面改進數(shù)字電路課程教學[J].福建電腦,2008,(6):208-209.
[4]鄒海云,高勝東,鄧娜.《脈沖與數(shù)字電路》課程教學改革研究[J].實驗科學與技術(shù),2007,(1):71-74.
[5]李雪梅.在數(shù)字電路教學中引入現(xiàn)代EDA技術(shù)[J].物理實驗,
針對“大學生過?!迸c“技工嚴重缺乏”的就業(yè)結(jié)構(gòu)型矛盾,解決問題的核心是教學方法和培養(yǎng)目標的改革。今后,中國將以建設(shè)現(xiàn)代職業(yè)教育體系為突破口,對教育結(jié)構(gòu)實施戰(zhàn)略性調(diào)整,加大技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)。從國家層面,本次高校改革調(diào)整的對象是1999年大學擴招后“專升本”的600多所地方本科院校。這些高校將率先從培養(yǎng)學術(shù)型人才向職業(yè)教育轉(zhuǎn)變。嘉應學院于2001年升為本科院校,在改革院校之列,應做好規(guī)劃應對學校即將到來的人才培養(yǎng)目標和辦學定位的轉(zhuǎn)型。
2電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革目標
廣東省高端新型電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向包括了軟件和集成電路、數(shù)字家庭以及高端消費類電子產(chǎn)品。本次電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革應契合產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,針對智能家電、智能家居、智能醫(yī)療和智能安防領(lǐng)域,培養(yǎng)應用型本科人才。此次電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革的目標是培養(yǎng)學生動手能力,強調(diào)與產(chǎn)業(yè)的對接,強化學生的就業(yè)能力。為實現(xiàn)該目標,需要對目前電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案進行修訂。
3電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革思路
3.1培養(yǎng)學生的職業(yè)定位
以電子信息工程專業(yè)為例,研究型高校中電子信息工程專業(yè)的學生參加工作后主要從事系統(tǒng)軟硬件底層開發(fā)。硬件相關(guān)工作方面:學生通過傳感器、變送器和執(zhí)行元件等基本原理的學習,能夠從事相關(guān)基礎(chǔ)元器件的研發(fā)工作。軟件相關(guān)工作方面,學生通過操作系統(tǒng)、處理器內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和接口電路工作原理的學習,能夠編寫硬件的底層接口程序,從事一些基礎(chǔ)的研究工作。高職高專學校培養(yǎng)的電子信息工程專業(yè)學生,需要熟悉生產(chǎn)設(shè)備的工作過程,能夠應用和操作設(shè)備生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。應用型高校中電子信息工程專業(yè)的學生層次處于上述兩種類型學校學生的中間,必須要實現(xiàn)差異化培養(yǎng),具有自身不同于研究型和高職高專學生的特色,在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中尋找自己的定位,這樣才能保證在未來的就業(yè)競爭中取得優(yōu)勢。應用型高校培養(yǎng)的電子信息工程專業(yè)學生應該熟悉傳感器、變送器和執(zhí)行元件的工作原理,了解元器件的性能參數(shù)以及影響其工作的因素,能夠根據(jù)客戶提出的設(shè)備的性能指標和不同要求,“選擇”傳感器、變送器和執(zhí)行元件,通過合理的組合連接,形成生產(chǎn)設(shè)備,或是能夠測量某些物理參數(shù)的儀器和儀表,或者是智能家居中的控制系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等等。該類型學生主要從事的是系統(tǒng)集成工作。從目前我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)來看,大部分企業(yè)還是生產(chǎn)型的,從事研發(fā)的企業(yè)和研發(fā)方面提供的工作崗位相對較少,所以對從事底層設(shè)備研發(fā)的人才需求有限,而對系統(tǒng)集成人才需求較大。
3.2工作崗位分析
根據(jù)以上分析,確定嘉應學院電子信息工程專業(yè)的改革思路。智能化是電子信息技術(shù)發(fā)展的一個必然的趨勢。未來的儀器設(shè)備會根據(jù)預先設(shè)定的程序和算法運行,脫離人的控制,具有一定的智能性?;诖耍_定培養(yǎng)的學生的未來的職業(yè)定位為智能電子產(chǎn)品設(shè)計工程師。廣東省電子行業(yè)發(fā)達,提供的相關(guān)產(chǎn)業(yè)崗位較多,95%以上的學生會在廣東省內(nèi)就業(yè)。就業(yè)的學生主要從事智能電子產(chǎn)品的設(shè)計、調(diào)試和安裝工作。作為智能電子產(chǎn)品設(shè)計工程師,就業(yè)之初可以做為企業(yè)研發(fā)部門的軟件、硬件工程師,隨著相關(guān)經(jīng)驗和技術(shù)的積累,以及自己本人的不斷努力和學習,有部分優(yōu)秀的智能電子產(chǎn)品設(shè)計工程師可以成長為產(chǎn)品的項目工程師。如果掌握企業(yè)的核心技術(shù),則可以成為企業(yè)的技術(shù)負責人,只要努力,職業(yè)提升空間較大。
3.3課程模塊設(shè)置
學生要想在將來能夠勝任智能電子產(chǎn)品設(shè)計和系統(tǒng)集成工作,需要掌握的知識要點包括信息采集、數(shù)據(jù)處理、信號轉(zhuǎn)換變換、總線接口和軟件編程等方面的知識。需要學習的模塊設(shè)置為基礎(chǔ)模塊、提高模塊和產(chǎn)業(yè)對接模塊。針對學生將來從事的智能電子產(chǎn)品設(shè)計工作,要求學生學習的課程體系如下:基礎(chǔ)模塊包括了電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路與數(shù)字邏輯、信號與系統(tǒng)、傳感與檢測、數(shù)字信號處理、虛擬儀器設(shè)計和C語言程序設(shè)計。提高模塊包括了應用電子設(shè)計自動化、嵌入式系統(tǒng)、微機與單片機原理和數(shù)字信號處理技術(shù)及應用。產(chǎn)業(yè)對接模塊含有數(shù)據(jù)采集與智能儀器、電子產(chǎn)品設(shè)計與實踐和智能家居等課程?;A(chǔ)模塊電子系統(tǒng)工作的基本原理和基本的分析方法,為提高模塊的學習打下基礎(chǔ)。提高模塊中的課程主要學習由8位,16位和32位處理器內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和編程方法和系統(tǒng)硬件描述語言,這些是智能電子產(chǎn)品的核心。而產(chǎn)業(yè)對接模塊開設(shè)的課程主要要求學生能夠根據(jù)所學知識設(shè)計滿足生產(chǎn)和人民生活需要的智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)。
4電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案框架
4.1通識教育課程模塊
該模塊包括國防教育、思想政治理論課、語言與技能課、體育和全校性公共任選課,總計57學分,1004學時。具體課程為軍事理論與訓練、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、廉潔修身、基本原理概論、思想和中國特色社會主義理論體系概論、中國近現(xiàn)代史綱要、形勢與政策、大學英語I-IV,含口語與寫作)、大學計算機基礎(chǔ)、健康與心理教育、大學語文(含應用寫作)、大學生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導、創(chuàng)業(yè)教育、體育(含選修),公共任選課。通過通識教育課程的教授使學生掌握一定的外語、法律和國學知識,具有一定的人文情懷,成為一個道德和人格上成熟的人。
4.2專業(yè)課程教育模塊
該模塊包括專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、畢業(yè)實習和畢業(yè)論文(設(shè)計),總計105學分,1498學時。其中專業(yè)必修課包括學生必須了解的本專業(yè)的一些基礎(chǔ)知識。其中學科基礎(chǔ)課電子類工科學生必須學習的本學科的基礎(chǔ)知識,含30學分,總計548學時,主要課程有:大學物理及實驗、高等數(shù)學、工程數(shù)學、概率論與隨機過程、工程制圖與AutoCAD、電子工藝訓練、電路分析基礎(chǔ)、電路分析基礎(chǔ)實驗。專業(yè)基礎(chǔ)課是學生學習后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ),是本專業(yè)不同于其他專業(yè)的基礎(chǔ)課程組合,通過專業(yè)基礎(chǔ)課程的學習學生可掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)知識。含18學分,總計287學時,主要課程有:C語言程序設(shè)計、數(shù)字電路與數(shù)字邏輯、數(shù)字電路與數(shù)字邏輯實驗、通信電子線路、模擬電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)實驗、電子技術(shù)課程設(shè)計及見習。專業(yè)課程組合則是本專業(yè)的一些較為重要的課,按照不同專業(yè)方向開設(shè)不同的專業(yè)課,總計13學分,204學時。智能電子系統(tǒng)方向主要專業(yè)課程有智能電子系統(tǒng)方向、信號與系統(tǒng)、微機與單片機原理、嵌入式系統(tǒng)。專業(yè)選修課是本專業(yè)的一些特色課程,包括專業(yè)限選課18學分,28時,課程主要課程有:數(shù)據(jù)采集與智能儀器、數(shù)字信號處理原理及技術(shù)、傳感與檢測、電子產(chǎn)品設(shè)計與實踐、虛擬儀器設(shè)計與應用。專業(yè)任選課10學分,170學時,主要課程有計算機網(wǎng)絡、印刷電路板設(shè)計、Matlab程序設(shè)計、電子設(shè)計自動化、智能家居系統(tǒng)設(shè)計等。畢業(yè)設(shè)計是本科教學最為重要的環(huán)節(jié),需要學生應用所學知識設(shè)計符合生產(chǎn)實際的能夠?qū)崿F(xiàn)一定功能的智能電子系統(tǒng)。畢業(yè)實習是學生畢業(yè)前進行的直接參與企業(yè)生產(chǎn)實踐的活動,相當于入職前的崗前培訓,均為8學分,8學時。
4.3職業(yè)教育模塊
該模塊均為選修課程,包括心理學2學分,32學時;教育學2學分,32學時;教師職業(yè)技能2學分,32學時;教育實習4學分,4周。學生可以在修完此模塊后申請教師資格證,擴大就業(yè)面,從而拓寬就業(yè)途徑。
5電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革內(nèi)容
5.1調(diào)整專業(yè)方向,強調(diào)產(chǎn)業(yè)對接
緊密結(jié)合廣東省十二五規(guī)劃中高端新型電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃內(nèi)容和專業(yè)的發(fā)展方向,根據(jù)專業(yè)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)需要,將專業(yè)方向調(diào)整為智能電子系統(tǒng)方向。為實現(xiàn)專業(yè)調(diào)整和改革的最后一公里,最終擺脫學生所學知識與到企業(yè)工作后所需能力相脫節(jié)的現(xiàn)狀,開設(shè)與企業(yè)生產(chǎn)實際相近的課程,如數(shù)據(jù)采集與智能儀器、電子產(chǎn)品設(shè)計與實踐和智能家居等課程。提高學生的學習興趣的同時,真正做到與企業(yè)生產(chǎn)實際的對接,讓學生到企業(yè)工作后可以盡快進入角色,找到自己在企業(yè)的一席之地。
5.2突出專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課的核心地位
針對學生到企業(yè)工作后主要從事智能電子系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)技術(shù)的工作,專業(yè)基礎(chǔ)課中的核心課程設(shè)置為:數(shù)字電路與數(shù)字邏輯、通信電子線路、模擬電子技術(shù)、電子技術(shù)課程設(shè)計及見習、C語言程序設(shè)計。專業(yè)方向課中的核心課程設(shè)置為:數(shù)據(jù)采集與智能儀器、數(shù)字信號處理原理及技術(shù)、傳感與檢測、電子產(chǎn)品設(shè)計與實踐、虛擬儀器設(shè)計與應用、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計及見習。強化學生在智能電子系統(tǒng)設(shè)計方面的專業(yè)技術(shù)知識,為學生將來在本行業(yè)從事技術(shù)工作打下堅實的基礎(chǔ)。讓學生在此基礎(chǔ)上,能夠有較大程度的職業(yè)上升空間,使開設(shè)的專業(yè)課程更有利于學生將來在專業(yè)技術(shù)方面的成長和發(fā)展。由于專業(yè)選修方向的調(diào)整,增加了相應課程,如數(shù)據(jù)采集與智能儀器、電子產(chǎn)品設(shè)計與實踐和智能家居系統(tǒng)設(shè)計。刪除了理論性較強的相應課程,如信息論基礎(chǔ)和數(shù)字圖像處理。
5.3進一步強化實踐教學環(huán)節(jié)
根據(jù)應用型本科教學工作面臨的形勢和特點,提出加強和改進實踐教學工作的幾項措施:一是加強實踐教學師資隊伍建設(shè),鼓勵教師從事實踐教學工作;二是推進科學研究與實踐教學的有效結(jié)合,不斷提高教師的實踐教學水平;三是加大經(jīng)費投入,通過優(yōu)化、整合加強實驗教學示范中心和工程訓練中心等實踐教學平臺建設(shè);四是推進產(chǎn)學研合作,建設(shè)好大學生實習和實踐基地;五是實施好卓越工程師計劃,培養(yǎng)和造就高層次工程型人才。實踐教學是學校進行人才培養(yǎng)的重要組成部分,可以有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,是與課堂教學相輔相成和互相促進的重要方面。
6結(jié)語
論文摘要:介紹了電子設(shè)計自動化(EDA)實驗環(huán)境的建設(shè)與管理的經(jīng)驗,簡要分析了由此給教學產(chǎn)生的實際影響。
由于集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實驗室。EDA實驗環(huán)境的硬件、軟件和服務水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學水平和辦學水平的一個重要標志。我校在教育部電工電子教學基地的建設(shè)過程中,始終對EDA的教學和實驗環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實驗)中心,旨在負責全校EDA實驗教學,EDA項目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學提供了良好的實驗環(huán)境,促進了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
1 EDA實驗環(huán)境的建設(shè)
EDA(實驗)中心的建設(shè)起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium 166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務器的網(wǎng)絡實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設(shè)和有關(guān)實驗項目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實驗環(huán)境。EDA的實驗環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時EDA的實驗環(huán)境也是一個窗口,代表了一個學?,F(xiàn)代化教學的形象。EDA中心的建設(shè)不應等同于一般的計算中心或機房的建設(shè),應該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實驗環(huán)境,我們成立了專家指導小組指導環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現(xiàn)時代的特點,我們將中心80臺機器內(nèi)部互連,整個內(nèi)部網(wǎng)絡完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計,能提供全套Internet服務。中心內(nèi)部網(wǎng)絡還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12,工作站安裝了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進都經(jīng)過認真市場調(diào)查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產(chǎn)品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質(zhì)量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
(4)鼓勵師生開發(fā)EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發(fā)進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發(fā)并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產(chǎn)生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
2 EDA實驗環(huán)境的管理
我校的EDA實驗環(huán)境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學服務。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡授課,我們引進了Lanstar網(wǎng)絡教學系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學服務,我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過多次試驗,使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
(2)開放式的實驗環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進行現(xiàn)場指導,學生可以自由地上機實習。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非???,我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢,不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們曾請經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3 效果分析
(1) EDA中心自投入使用以來,已為電類專業(yè)的學生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業(yè)的“電工學”課程中;每年還有幾十名本??粕脱芯可谶@里進行畢業(yè)設(shè)計和課題上機??偵蠙C時數(shù)已達4萬機時。
(2) EDA中心的構(gòu)建,推動了我校多門類課程的教學內(nèi)容、教學方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實現(xiàn)代化的設(shè)計思想和設(shè)計方法,EDA中心的服務為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創(chuàng)造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學生,激發(fā)了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對學生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn),不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環(huán)境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4) EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養(yǎng)學生從事科學研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的老師利用EDA中心進行電子設(shè)計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:卓越工程師;創(chuàng)新設(shè)計;能力培養(yǎng);教學手段
作者簡介:任立紅(1966-),女,內(nèi)蒙古赤峰人,東華大學信息科學與技術(shù)學院電工電子中心,副教授;李曉麗(1980-),女,河南焦作人,東華大學信息科學與技術(shù)學院電工電子中心,講師。(上海 201620)
基金資助:本文系上海市教委重點課程項目和東華大學“卓越工程師課程項目”的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)04-0066-02
“卓越工程師培養(yǎng)計劃”是列入中國高等教育中長期發(fā)展規(guī)劃的一個重要計劃,[1]是通過教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作,以實際工程為背景,以工程技術(shù)為主線,著力提高學生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力,培養(yǎng)出一大批創(chuàng)新型工程師,為我國走新型工業(yè)化道路和建設(shè)創(chuàng)新型國家提供堅實的人才支撐和智力保證。[2,3]為適應東華大學(以下簡稱“我?!保┲Υ蛟臁白吭焦こ處熍囵B(yǎng)計劃”的目標和面向未來的紡織類、化工類、材料類、設(shè)計類等工程行業(yè)對高技術(shù)創(chuàng)新型復合人才的需求,我們針對學校卓越工程師計劃對“電工電子技術(shù)”這門工科課程的任務要求,結(jié)合不同專業(yè)做出相適應的課程創(chuàng)新教學改革,幫助學生掌握有關(guān)電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)方面的基本理論、知識和技能,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力,為以后學習和應用更深、更新、更多的信息技術(shù)專業(yè)知識和實用技能打好基礎(chǔ)。
一、課程設(shè)計思路及目標
“電工電子技術(shù)”是高校非電類理工專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,是大多數(shù)非電類專業(yè)學生學習電類基礎(chǔ)知識的唯一窗口。它包含強電、弱電的各個學科及其應用的基礎(chǔ)知識。同時,與各行各業(yè)的生產(chǎn)及管理、與人們的日常生活聯(lián)系緊密。隨著科學技術(shù)及工業(yè)的發(fā)展,特別是電子技術(shù)日新月異,使得該課程具有新知識多、新產(chǎn)品多、新技術(shù)多、新工藝多的特點。因此,它是一門覆蓋面廣、知識面廣、實踐性強、適用性強、知識更新快的課程。它的目的和任務是使學生獲得電工和電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能,同時,有利于學生的動手能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng),為培養(yǎng)學生獨立的工作能力、實事求是的科學態(tài)度和細致踏實的工作作風、后續(xù)實踐性課程的學習、生產(chǎn)實踐打下堅實的基礎(chǔ)。
我校非電類不同專業(yè)(含紡織工程、紡織外貿(mào)、針織工程及服裝、紡織檢測、服裝設(shè)計與工程、環(huán)境科學與工程、工程設(shè)計、高分子材料、生物工程、應用化學等專業(yè)),學生基礎(chǔ)差異很大,各專業(yè)培養(yǎng)方案不同,對“電工電子技術(shù)”教學內(nèi)容的要求不盡相同,如何根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案做出與之相應的課程設(shè)計值得探討。目前,學校紡織品設(shè)計、輕化工程、高分子材料、環(huán)境工程等專業(yè)是第一批加入卓越工程師計劃的相關(guān)專業(yè)。
面向卓越工程師培養(yǎng)計劃,我們結(jié)合不同專業(yè)做出相適應的課程調(diào)整改革思路,對電工電子技術(shù)課程進行了教學與實驗的創(chuàng)新設(shè)計研究,力求在滿足教學基本要求前提下,選擇相應教學內(nèi)容,組織課程,制定各自切實可行的教學大綱、課程設(shè)計、實驗方案,改善課堂教學措施,提高課堂效率,創(chuàng)新教學手段。同時,最大限度利用現(xiàn)代科學技術(shù)手段,不僅重視理論基礎(chǔ)傳授,更要加強實驗素質(zhì)和綜合實踐能力訓練,增強學生面向工程的現(xiàn)代化軟件應用能力、實際電工電子電路設(shè)計能力、理論結(jié)合實際的實驗能力、小系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試能力,提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力、創(chuàng)新應用能力,著力提高工科類專業(yè)學生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力。
二、教學手段的創(chuàng)新改革
“電工電子技術(shù)”的教學難點主要在于三個方面:知識面廣、學時少、學生基礎(chǔ)參差不齊。就教學內(nèi)容而言,64學時的課程涉及面廣,電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)課程中普遍存在一些知識內(nèi)容方法復雜、過程繁瑣、依賴經(jīng)驗的現(xiàn)象,對于初學電路、缺乏經(jīng)驗的低年級學生而言,學習難度較大,有不少學生中學就很少學習物理,更有很多學生仍存在嚴重的應試教育帶來的弊端,學習方法有問題,不能從系統(tǒng)概念和應用角度理解電工電子的基本概念定律,而是依舊依附于教師手把手教給一些解題技巧、埋頭在細節(jié)問題的分析計算上。因此對于上課教師來說,如何把控教學很有難度。如何處理學時有限與知識內(nèi)容廣的矛盾、傳授知識與培養(yǎng)能力的矛盾等,都是在本課程教學實施中必須充分重視和努力解決的重要問題。
“電工電子技術(shù)”課程力爭培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。從“廣而博”的知識中選擇、重構(gòu)合理的教學內(nèi)容,同時順應時代潮流,緊跟相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展狀況,可以使學生獲得有關(guān)電學的基本概念理論、知識和技能,培養(yǎng)學生電路分析和電路設(shè)計的能力、學生的實踐能力,將理論知識與實際應用相融合的能力,提高接受新技術(shù)的能力,為后續(xù)其他工程類課程的學習打下基礎(chǔ),對學生動手能力的培養(yǎng)、提升學科知識融合能力和創(chuàng)新能力以及成為復合型人才有著重要的作用。
同時“電工電子技術(shù)”的特點是實踐性強,加強實驗室建設(shè),重視實踐環(huán)節(jié)始終是“電工電子技術(shù)”課程建設(shè)的一個重要方面,針對卓越工程師計劃,我們嘗試改革實驗教學內(nèi)容體系、實驗條件和實驗模式,增加虛擬實驗、開放性實驗、綜合實驗、小系統(tǒng)制作等,力圖大力提高學生的學習興趣、實驗技能、電工電子技術(shù)的應用能力和創(chuàng)新精神。
1.凸顯緒論課教學與章節(jié)概述的重要性
“緒論”教學是學科教學的開端,是學生接觸電工電子知識的第一堂課,有其獨特功能。這功能表現(xiàn)在“啟動”、“啟發(fā)”和“激發(fā)”等3個方面,具有創(chuàng)意的新課導入,可以吸引學生的注意力,激發(fā)學生學習這門課的興趣和動力。利用多媒體的優(yōu)勢,在緒論部分引入盡可能多的與本課程相關(guān)的知識內(nèi)容;結(jié)合新器件、新產(chǎn)品、新軟件的不斷涌現(xiàn),介紹與本課程有關(guān)的產(chǎn)品的最新發(fā)展;闡述清楚本課程與學生所學工科專業(yè)相關(guān)課題的關(guān)系,告訴學生本課程在其工科專業(yè)學習中的地位,引發(fā)學生從思想上對學習的重視,啟發(fā)學習動力;通過圖片、小產(chǎn)品、實際應用小電路、視頻等豐富多彩的展示,體現(xiàn)課程與生活的關(guān)聯(lián),激發(fā)學習興趣和求知欲望。
章節(jié)概述盡可能體現(xiàn)前后章節(jié)不同內(nèi)容的內(nèi)在銜接,比如交直流銜接、單相三相交流電的銜接、模電數(shù)電技術(shù)的銜接,使學生的學習一直處于邏輯連接狀態(tài)而不至于發(fā)散,更能使學習的知識盡可能系統(tǒng)化。
2.創(chuàng)新講課手段
在課堂教學中,學生是活動的主題,要用生動精練的語言、靈活的思維和循序漸進的誘導把學生的積極性調(diào)動起來,理論和實際充分結(jié)合,激發(fā)學生的學習興趣。采用板書、多媒體演示、EWB虛擬實驗設(shè)計演示、課堂小測試、重點問題課堂討論等豐富多樣的課堂教學模式,能夠增強學生在課堂上的任務感、責任意識,大大地提高課堂效率。實踐證明,教學手段從單一滿堂灌形式向多樣化傳授方式發(fā)展,可提高學生出勤率,調(diào)動學習興趣,提高教學效果,在一定程度上也緩解了學時少而內(nèi)容多的矛盾。
3.不斷修正豐富多媒體課件
通過多媒體手段、EDA技術(shù)等來化解課時少內(nèi)容多而學生基礎(chǔ)差異明顯等矛盾。把文字、圖形、圖像、動畫、聲音、視頻等信息完美結(jié)合,調(diào)動學生的積極性與主動性,提高教學質(zhì)量效率,最大化地提高學生的學習熱情。合理使用課件,將板書和課件有機結(jié)合,順理成章。綜述性內(nèi)容,提供豐富的信息及連接,便于預習、復習、整理;對推導性、圖形轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié),板書必不可少,首先使用板書講清電路分析思路,對電路轉(zhuǎn)換則讓學生跟著老師一步一步地將電路分析透徹,之后再借助多媒體生動演示一遍,不僅再次為學生梳理思路,同時也對分析推導過程中出現(xiàn)的重點、難點、結(jié)論性陳述加以整理和總結(jié),方便以后的復習。
4.將EDA仿真軟件引入課堂
針對學時縮減與內(nèi)容劇增的矛盾,我們的解決思路是改進教學方法,充分運用多媒體教學等先進教學手段。將EDA仿真軟件引入課堂,提升學習興趣,直觀感受基礎(chǔ)理論和概念。在教學中使用仿真技術(shù),有助于提高教學質(zhì)量和教學效率。仿真虛擬實驗的過程,從構(gòu)思、建設(shè)調(diào)試到出結(jié)果,使理論知識與計算機實踐能力完美結(jié)合,也是工程師的必備技能。諸如交流放大電路的非線性失真波形的產(chǎn)生過程,通過虛擬實驗,設(shè)計生動、逼真的教學情境,引導學生進入自主學習狀態(tài),提高分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。這樣的實驗效果,同樣豐富到教學課件中,使理論和實際相結(jié)合的情景快捷地在學生的頭腦中建立起來。
除了EWB虛擬電子實驗臺,還可以豐富MATLAB在電路分析中的使用、FPGA在數(shù)字電路設(shè)計分析中的使用,大大豐富學生們的學習經(jīng)驗。
5.增加電工實驗
在處理“傳授知識”與“培養(yǎng)能力”二者關(guān)系時,我們明確教學的最終目標是培養(yǎng)學生的學習、實踐和創(chuàng)新能力,為此不僅增加實驗室虛擬實驗的機會,多開放實驗室鼓勵學生自主設(shè)計實驗,加大實驗力度,還增設(shè)小系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié),加強學生的系統(tǒng)設(shè)計能力,提高學生的工科設(shè)計素養(yǎng)。
6.逐步完善模塊化教學
為提高效率,在有限的課時完成相應的理論講述、實際應用分析,努力完善一些模塊化教學實驗,整合、優(yōu)化教學內(nèi)容,在理論教學環(huán)節(jié)的學時分配、考核強度和實踐教學環(huán)節(jié)的實驗內(nèi)容、實驗條件等方面予以傾斜。根據(jù)不同專業(yè)的學生基礎(chǔ)差異,可以適當增減教學內(nèi)容、難易度,并通過自學、課堂討論、網(wǎng)上互動答疑環(huán)節(jié)、實驗室實驗驗證等不同授課方式完成教學,進而引導和幫助學生進行主動性和研究性的學習。
三、教學實踐的改進措施
在教學實踐中,我們主要采取以下措施來切實保證課程目標的具體實現(xiàn)。
一是修訂教學大綱,優(yōu)化教學內(nèi)容:精選基礎(chǔ)內(nèi)容;刪減細節(jié)問題的定量分析計算;加強應用系統(tǒng)概念和電路、器件的外部特性及其應用;增加實際應用型內(nèi)容。
二是為了配合實驗教學,編寫出版了課程教材《電工電子學實驗》,并將實驗拍成錄像存放在網(wǎng)站上,便于學生實驗前的預習和學習。
三是建設(shè)網(wǎng)上教學平臺,增加教師與學生溝通渠道。建立電工電子技術(shù)的教學網(wǎng)站,其功能有:承載上課的教案,供學生下載和復習用,把學生從上課抄筆記的重壓下解脫出來,讓他們上課更能集中注意力聽講和積極思考;開辟討論角,鼓勵學生網(wǎng)上討論問題,相互討論、與教師討論,提高學生的學習熱情和主動性。這種學生自學、復習、自測、討論、教師答疑等多種形式的教學活動,大大激發(fā)了學生學習電工電子技術(shù)的熱情,提高了教學效果和質(zhì)量。
四是逐步完善教學資料,授課中引入與課程相關(guān)的各類圖片、動畫演示、電教片等,以實例展開教學,增加學生興趣,提升課堂實際效果,縮短理論與實際應用的距離,提高學生設(shè)計能力和綜合應用能力。
五是加強課堂互動。對于教學難點,并不刻意強調(diào)其難度、深度和要求學生掌握復雜的方法,而是著重講清基本概念和基本原理,配合簡潔明了的例題、習題,幫助學生理解和掌握基本的分析、設(shè)計流程和方法。
六是改進考核制度。學習的目的不是為了考試,而考試是促進學習的方法之一。將過去單一的閉卷考試改為閉卷與開卷相結(jié)合、集中與分散相結(jié)合、設(shè)計與實驗相結(jié)合的多元考試方法。這樣既防止了學生平時不注重學習,期末突擊的弊端,又全面考查了其綜合應用能力。我們對考試的定位是:引導學生掌握知識脈絡和重點,激發(fā)學生積極思考和學習的熱情。因此,采取了多元化考核方法:課堂小測試;用PowerPoint制作一個課件;作業(yè)加分;課程結(jié)束后的相關(guān)總結(jié)小論文、小電路設(shè)計;期末考試。主要考核學生是否建立起一個扎實的電工與電子技術(shù)知識體系。
四、結(jié)語
在卓越工程師計劃的教學實驗實踐中,卓越的效果從實踐中得以體現(xiàn),同時要求理論內(nèi)容能夠很好地服從實踐?!半姽る娮蛹夹g(shù)”課程對于非電類學生來說,學習起來有些難度,畢竟非電類學生的基礎(chǔ)知識相對薄弱、重視程度又不高。而在理論學時進一步縮減的前提下,如何增加實驗要求、提高實驗效果、增強學生小系統(tǒng)實際設(shè)計能力,還需要學生和教師之間積極配合。
我們力爭在不斷試驗中重新定位“電工電子技術(shù)”課程的性質(zhì)、任務、教學特點、教學模式和考核方式,探尋教學效果的突破手段,突出實驗、實踐環(huán)節(jié)的作用,從實驗數(shù)量、內(nèi)容、方法上有所突破,注重與工程實踐的聯(lián)系,采用“理論與實際相結(jié)合的做中學、練中學”的教學模式,提高學生對該課程的認識和學習興趣。同時努力依據(jù)專業(yè)組對我們的需求提升課程效果,并進一步總結(jié)修訂完善。為切實提高大學生的工程實踐能力,還要不斷完善并建立科學的實踐教學體系。
參考文獻:
[1]教育部.教育部關(guān)于開展高等學校實驗教學示范中心建設(shè)和評審工作的通知(教高[2005]8號文件)[Z].
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