电子系统设计论文范文
时间:2023-03-24 14:02:48
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篇1
一、EDA技术的定义及构成
所谓EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统。它是以计算机为工作平台,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以EDA工具软件为开发环境,以大规模可编程逻辑器件PLD(ProgrammableLogicDevice)为设计载体,以专用集成电路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、单片电子系统SOC(SystemOnaChip)芯片为目标器件,以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程[J]。在此过程中,设计者只需利用硬件描述语言HDL(HardwareDescriptionlanguage),在EDA工具软件中完成对系统硬件功能的描述,EDA工具便会自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作,最终形成集成电子系统或专用集成芯片。尽管目标系统是硬件,但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。
现代EDA技术的基本特征是采用高级语言描述,具有系统级仿真和综合能力。EDA技术研究的对象是电子设计的全过程,有系统级、电路级和物理级各个层次的设计。EDA技术研究的范畴相当广泛,从ASIC开发与应用角度看,包含以下子模块:设计输入子模块、设计数据库子模块、分析验证子模块、综合仿真子模块和布局布线子模块等。EDA主要采用并行工程和“自顶向下”的设计方法,然后从系统设计入手,在顶层进行功能方框图的划分和结构设计,在方框图一级进行仿真、纠错,并用VHDL等硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述,在系统一级进行验证,最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表,其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。
二、EDA技术的发展
EDA技术的发展至今经历了三个阶段:电子线路的CAD是EDA发展的初级阶段,是高级EDA系统的重要组成部分。它利用计算机的图形编辑、分析和存储等能力,协助工程师设计电子系统的电路图、印制电路板和集成电路板图。它可以减少设计人员的繁琐重复劳动,但自动化程度低,需要人工干预整个设计过程。
EDA技术中级阶段已具备了设计自动化的功能。其主要特征是具备了自动布局布线和电路的计算机仿真、分析和验证功能。其作用已不仅仅是辅助设计,而且可以代替人进行某种思维。
高级EDA阶段,又称为ESDA(电子系统设计自动化)系统。过去传统的电子系统电子产品的设计方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式,设计者先对系统结构分块,直接进行电路级的设计。EDA技术高级阶段采用一种新的设计概念:自顶而下(TOP-Down)的设计程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的设计方法,设计者的精力主要集中在所设计电子产品的准确定义上,EDA系统去完成电子产品的系统级至物理级的设计。此阶段EDA技术的主要特征是支持高级语言对系统进行描述。可进行系统级的仿真和综合。
三、基于EDA技术的电子系统设计方法
1.电子系统电路级设计
首先确定设计方案,同时要选择能实现该方案的合适元器件,然后根据具体的元器件设计电路原理图。接着进行第一次仿真,包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析和瞬态分析。系统在进行仿真时,必须要有元件模型库的支持,计算机上模拟的输入输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。仿真通过后,根据原理图产生的电气连接网络表进行PCB板的自动布局布线。在制作PCB板之前还可以进行后分析,包括热分析、噪声及窜扰分析、电磁兼容分析和可靠性分析等,并且可以将分析后的结果参数反标回电路图,进行第二次仿真,也称为后仿真,这一次仿真主要是检验PCB板在实际工作环境中的可行性。
可见,电路级的EDA技术使电子工程师在实际的电子系统产生之前,就可以全面了解系统的功能特性和物理特性,从而将开发过程中出现的缺陷消灭在设计阶段,不仅缩短了开发时间,也降低了开发成本。
2.系统级设计
系统级设计是一种“概念驱动式”设计,设计人员无须通过门级原理图描述电路,而是针对设计目标进行功能描述。由于摆脱了电路细节的束缚,设计人员可以把精力集中于创造性概念构思与方案上,一旦这些概念构思以高层次描述的形式输入计算机后,EDA系统就能以规则驱动的方式自动完成整个设计。
系统级设计的步骤如下:
第一步:按照“自顶向下”的设计方法进行系统划分。
第二步:输入VHDL代码,这是系统级设计中最为普遍的输入方式。此外,还可以采用图形输入方式(框图、状态图等),这种输入方式具有直观、容易理解的优点。
第三步:将以上的设计输入编译成标准的VHDL文件。对于大型设计,还要进行代码级的功能仿真,主要是检验系统功能设计的正确性,因为对于大型设计,综合、适配要花费数小时,在综合前对源代码仿真,就可以大大减少设计重复的次数和时间,一般情况下,可略去这一仿真步骤。
第四步:利用综合器对VHDL源代码进行综合优化处理,生成门级描述的网表文件,这是将高层次描述转化为硬件电路的关键步骤。综合优化是针对ASIC芯片供应商的某一产品系列进行的,所以综合的过程要在相应的厂家综合库支持下才能完成。综合后,可利用产生的网表文件进行适配前的时序仿真,仿真过程不涉及具体器件的硬件特性,较为粗略。一般设计,这一仿真步骤也可略去。
第五步:利用适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作,包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化和布局布线。:
第六步:将适配器产生的器件编程文件通过编程器或下载电缆载入到目标芯片FPGA或CPLD中。如果是大批量产品开发,通过更换相应的厂家综合库,可以很容易转由ASIC形式实现。
四、前景展望
21世纪将是EDA技术的高速发展时期,EDA技术是现代电子设计技术的发展方向,并着眼于数字逻辑向模拟电路和数模混合电路的方向发展。EDA将会超越电子设计的范畴进入其他领域随着集成电路技术的高速发展,数字系统正朝着更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系统级芯片(SoC,SystemonChip)方向发展,借助于硬件描述语言的国际标准VHDL和强大的EDA工具,可减少设计风险并缩短周期,随着VHDL语言使用范围的日益扩大,必将给硬件设计领域带来巨大的变革。
参考文献:
[1]谭会生,张昌凡.EDA技术及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2001.
篇2
1电梯控制系统设计的基本情况
国民经济的迅速发展直接催生了房地产开发的热潮,因此电梯行业也从中受益。面临巨大的市场机遇,如何在已趋成熟的电梯行业里独树一帜获得更多的消费者,使公司更好更快的发展。在电梯自动控制系统研究方面应该主抓三个方面:
(1)了解电梯自动系统的控制要求,在研制初期首先要明确该电梯的使用环境、容积、载重等基本情况。
(2)电梯自动控制系统的配置。根据配置的不同在控制系统设计时应该有相应的区别,配置是整个控制系统的核心部件,确保电梯能够正常的工作。
(3)软件的设计。在要求和配置都明确之后就是要对该系统的软件开发以及研制,软件程序的开发主要有三个内容:图纸设计、核心程序的设计、电梯运行灵活性的设计等,该软件所要考虑的问题趋于全面,应能解决在使用过程中遇到的问题。
2电梯运行原理
在电梯的设计中最底层和最高层均会有信号传递按钮,在中间楼层内均由两个信号传递按钮,这四个按钮在电梯正常运行时是有明确分工的,最高层的信号传递按钮在接到信号时将信号向下传递,而当电梯在最底层时若高层或者中间层有信号输入时,那么底层的信号按钮把信号向上传递,而当电梯位于中间楼层时,有信号输入后,两个信号传递按钮会一个向下传递信号,一个向上传递信号。当乘客进入轿厢之后通过内选信号来选择楼层,在通过指定或者轿厢内部的关闭按钮将厢门关闭,在即将达到目标楼层时减速装置开始启动,在电梯运行过程中接受到正向的呼叫信心时则会在相应的楼层时开门等待,若接收到反向的呼叫时,电梯仍按照目前的运行方向继续工作直至此项任务完成之后再去响应呼叫指令。
3电梯控制系统的主要结构和内容
可编程控制器(简称PLC),它的特点是运用起来很灵活,同时数字语言也比较清晰,因此广泛应用于电梯自动控制系统。电梯的运行指令主要是由两个控制程序来实现,其一是自身内部运行控制程序,其二是外部呼叫信号,外部呼叫信号具有随机性,因此在控制的过程中不能单纯的依靠顺序或者逻辑控制方法,应该由逻辑和随机相结合的控制系统设计方案。
3.1系统的控制要求
电梯自动控制模拟系统由机械装置和PLC控制系统组成,对于电梯的基本运行采用顺序逻辑控制模式进行,电梯的运行控制是根据电梯目前的运行状态和随机信号状态进行控制的。在电梯的运行控制中,每一个楼层都要设置一个接近开关其目的是检测当前轿厢的准确位置,还有就是能明确知道轿厢的运行方向。电梯运行的状态、承载的情况、所到达的楼层均通过LED显示屏显示出来。另外还要设置电梯运行方向的互锁功能以及电梯的安全保障措施,确保电梯在运行过程中安全稳定可靠。
3.2PLC与系统的配置
在进行硬件配置时我们选用了FXIN型可编程控制器,主要是考虑其具有几个独特的优点:(1)FXIN的控制器非常灵活,除过主机单元还可以进行扩展,比如A/D模块、D/A模块、I/0模块,这些模块的都具有一些特殊功能。在I/0模块中需要设计30个点,分别是14个输入点和16个输出点,主机方面一般采用FX1N-40MR等小型的基本单元即可。(2)FX1N型号的控制器指令方面的功能相对较多,包括有27个基本指令附加有89条功能性指令,在指令的执行速度方面也较快。(3)FX1N型号的控制器内部设有状态继电保护器、辅助继电保护器、寄存器、定时器和计数器,直接能够满足电梯控制系统的需要。(4)该种控制器的编程可以使用第三方编程软件,在编程的过程中可以使用相关指令或者梯形图语言来进行。
3.3软件设计的主要特点
(1)在进行软件的设计时在同方向运行应优先考虑就近原则,这个原则在设计的过程中依据的电梯的运行方向以及具体的位置,若轿厢的运行方向是向上,但是在轿厢目前位置上方有外部呼叫信息,那么呼叫楼层所对应的继电保护器此时的状态显示为开,直到电梯到达所呼叫的楼层,继电保护装置随之关闭,就这样反复操作的过程中,继电器保护装置和呼叫开关相互合作可以完成电梯运行的所有操作。
(2)随机+逻辑控制方式。如果电梯在想某一个楼层运行时,那么所要达到的楼层有检测系统的开关,它的作用就是准确无误的对这一楼层实施判断,判断的主要内容包括该楼层的之前的呼叫信号,如果检测有呼叫信号,那么应该减速运转停止运行,如果没有检测到呼叫信号,那么轿厢将继续沿着原先的目标楼层运行。
(3)软件显示技术。通过软件显示技术可以清楚的判断轿厢的运行楼层载重情况,并将这些情况转化成SCD码然后实行数据输出,再通过硬件设备和软件系统将具体的数字显示在LED显示屏上。如果电梯在运行过程中发生故障,那么可编程控制器能够对电机实施有效的控制,将所有指令瞬时终止。
4结束语
篇3
关键词:电子元器件;工程实践能力;网络教学平台;教学改革
作者简介:李红(1984-),女,山东肥城人,兰州交通大学自动化与电气工程学院,讲师;赵峰(1966-),男,上海人,兰州交通大学自动化与电气工程学院,教授。(甘肃 兰州 730070)
基金项目:本文系自动化与电气工程学院本科教学改革项目(ZDH2013011)的研究成果。
中图分类号:G642.44 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)03-0143-02
工程实践能力培养是大学本科教育的重要内容,对提升工科人才培养质量、未来促进工程教育和工程师的认证具有重要意义。[1]通过电子元器件市场调研与系统设计课程实践的学习,使学生初步掌握电子元器件市场调研与电子系统设计的方法、过程,培养学生的实践动手能力和本专业学习的兴趣,提高学生对电子技术、自动控制系统相关知识学习的积极性,为后续课程打下良好的基础。电子元器件市场调研与系统设计课程一般安排在大二第二学期,通过确定调研问题与目标、实地调查、信息整理、分析,调查报告的撰写的基本步骤来组织实施,电子系统设计则通过查找资料、确定选题、根据选题给出设计方案、分析、验证电路的基本步骤来组织实施。
通过前几年的教学实践获得了不少有益成果,但如何在2周的有限时间内完成众多培养环节,更有效地对学生选题、老师答疑、给定成绩三个方面进行全过程监控,对培养具有很强实践创新能力的卓越工程师[2]有重要意义。
一、时间组织改革
前期培养方案中,本课程按2周时间分两个阶段分别实施:
1.电子元器件调研
(1)确定调研问题与目标。初步形成对自己所欲设计的电子系统的电子元器件名称、型号、规格、参数、尺寸的基本评价。
(2)实地调查。到电子市场确定相关电子元器件市场供应品牌、价格、需求情况、主要替代品情况。
(3)信息整理。对数据、资料有重点地进行整理、分析,运用所学知识对结果进行分析得出判断和结论。
(4)调查报告的撰写。把整个调查过程以报告的形式呈现出来,并能依据调查的结论给出合理化建议和意见,作为调查的成果。
2.电子系统设计
(1)查找资料,确定选题。通过在图书馆、网上查阅所欲设计的电子系统的相关书籍、论文资料,确定选题。
(2)根据选题给出设计方案。针对所选题目设计电路原理图、编写程序、绘制原理图。
(3)分析、验证电路。先借助专业软件进行仿真验证,再购买相关元器件进行焊接后实际测试。
上述实施方案所涉及的培养环节较多,在实际教学过程中发现存在时间难以控制,各环节之间有重叠或跨越的现象。经老师分析和学生反映的意见综合,主要原因在于调研与设计环节分开,时间浪费较多。
经研究,本课程的2周时间内统一为一个过程按五个环节进行实施:
(1)查找资料,确定选题。针对老师提供的备选题目,学生通过在图书馆、网上查阅欲选题目的相关书籍、论文资料,确定选题。
(2)根据选题给出设计方案。针对所选题目,搜集相关资料,设计电路原理图,学习Altium Designer软件[3]并绘制电路原理图。
(3)电子元器件调研。对自己所欲设计的电子系统的电子元器件名称、型号、规格、参数、尺寸等进行网上调研,了解相关电子元器件市场供应品牌、价格、替代品情况,对数据、资料有重点地进行整理、分析,到电子市场采购部分元器件。
(4)制作、验证电路。先借助Proteus软件[4]进行仿真验证,再进行焊接后实际测试。
(5)撰写总结报告。把整个实践过程以报告的形式呈现出来,并依据测试数据给出合理化建议和意见,作为成绩评定的重要参考。
改革前后各培养环节时间分配对比如表1所示,由表可知,改革后电子元器件调研环节可以占用第一周的周六、周日机动时间,且制作、验证电路环节可以增加到3天,给学生更充足的动手时间。
二、实践环节的教学改革
1.学生选题
因本课程的功能定位不同于大三的专业课课程设计以及毕业设计,且考虑到学生未学课程较多的实际情况,将原有的“每组同学在指导教师的指导下自行选择设计题目,指导教师不限题目,只要每个指导教师指导的各组不重复即可”的选题标准具体化,统一给出选题目录,如表2所示。
2.老师答疑
为了利用网络技术及培养学生正确利用网络,[5]我们将原有的“每天固定2小时,机动2小时”的当面答疑时间调整为“每天网络2小时,每周当面2小时”。网络答疑提供2种途径:利用QQ群和QQ群空间实现网络互动,利用本校网络教学平台上的课程交流区在线互动。
实践中发现,多数师生更喜欢利用QQ群进行交流,网络教学平台上的课程交流区则相对而言人气较差,师生发帖的积极性不高。这也意味着有必要进一步研究网络教学平台的在线答疑模块的改进与优化,提高使用的便捷性与信息共享的快捷性。
3.给定成绩
为了提高学生的积极性,减轻总结报告书写工作量,在给学生提供报告模板及格式要求的基础上,将原有的五级制评分标准改为按表3制定的百分制标准进行评定。
三、教学效果
1.学生的积极性及自我满意度
经在本校电气工程专业2011级本科生4个班中进行教学实践,通过选题方式、老师答疑模式、给定成绩标准等三个方面的改革,学生在选题时表现出更大的主动性和时效性,且选题范围较宽;网络答疑也降低了学生的拘束感,几乎都能提出一些问题,且网络资源的便捷共享优点极大地提高了电子元器件调研与选型效率。
相对于前几届学生在本课程结束后对自己智能等方面提高程度的自我满意度而言,本届学生多数反映经过本课程的实践练习,自己对如何利用网络获取最新的元器件资料及典型应用案例、网络提问与回答、Altium Designer软件、Proteus软件的使用等方面都有了极大的提高,而对于后续电子技术、单片机等课程的学习也有了明确目标。
2.教师的工作量及教学效果
经时间组织与具体实施方案的改革,尤其是选题目录、网络答疑、评分标准的实施,老师们感觉自己在该课程的投入时间较以前可以减少30%左右,同时,从学生们的作品及报告来看教学效果则较以前反而有了极大提高。
参考文献:
[1]钟永彦,陈娟,张蔚.从电子系统综合设计谈学生工程实践能力的培养[J].中国教育技术装备,2012,267(9):112-115.
[2]高有华,翟慧萍,卲岳,等.面向卓越工程师培养的“电工学”课程改革[J].电气电子教学学报,2012,S1(34):74-76.
[3]宋瑾.基于Altium Designer的仿真技术在电子技术教学中的应用[J].信息与电脑(理论版),2012,(6):136-137.
篇4
针对“大学生过剩”与“技工严重缺乏”的就业结构型矛盾,解决问题的核心是教学方法和培养目标的改革。今后,中国将以建设现代职业教育体系为突破口,对教育结构实施战略性调整,加大技术技能型人才的培养。从国家层面,本次高校改革调整的对象是1999年大学扩招后“专升本”的600多所地方本科院校。这些高校将率先从培养学术型人才向职业教育转变。嘉应学院于2001年升为本科院校,在改革院校之列,应做好规划应对学校即将到来的人才培养目标和办学定位的转型。
2电子信息工程专业培养方案改革目标
广东省高端新型电子信息产业发展方向包括了软件和集成电路、数字家庭以及高端消费类电子产品。本次电子信息工程专业培养方案改革应契合产业发展方向,针对智能家电、智能家居、智能医疗和智能安防领域,培养应用型本科人才。此次电子信息工程专业培养方案改革的目标是培养学生动手能力,强调与产业的对接,强化学生的就业能力。为实现该目标,需要对目前电子信息工程专业培养方案进行修订。
3电子信息工程专业培养方案改革思路
3.1培养学生的职业定位
以电子信息工程专业为例,研究型高校中电子信息工程专业的学生参加工作后主要从事系统软硬件底层开发。硬件相关工作方面:学生通过传感器、变送器和执行元件等基本原理的学习,能够从事相关基础元器件的研发工作。软件相关工作方面,学生通过操作系统、处理器内部体系结构和接口电路工作原理的学习,能够编写硬件的底层接口程序,从事一些基础的研究工作。高职高专学校培养的电子信息工程专业学生,需要熟悉生产设备的工作过程,能够应用和操作设备生产出合格的产品。应用型高校中电子信息工程专业的学生层次处于上述两种类型学校学生的中间,必须要实现差异化培养,具有自身不同于研究型和高职高专学生的特色,在产业结构中寻找自己的定位,这样才能保证在未来的就业竞争中取得优势。应用型高校培养的电子信息工程专业学生应该熟悉传感器、变送器和执行元件的工作原理,了解元器件的性能参数以及影响其工作的因素,能够根据客户提出的设备的性能指标和不同要求,“选择”传感器、变送器和执行元件,通过合理的组合连接,形成生产设备,或是能够测量某些物理参数的仪器和仪表,或者是智能家居中的控制系统、安防系统等等。该类型学生主要从事的是系统集成工作。从目前我国产业发展结构来看,大部分企业还是生产型的,从事研发的企业和研发方面提供的工作岗位相对较少,所以对从事底层设备研发的人才需求有限,而对系统集成人才需求较大。
3.2工作岗位分析
根据以上分析,确定嘉应学院电子信息工程专业的改革思路。智能化是电子信息技术发展的一个必然的趋势。未来的仪器设备会根据预先设定的程序和算法运行,脱离人的控制,具有一定的智能性。基于此,确定培养的学生的未来的职业定位为智能电子产品设计工程师。广东省电子行业发达,提供的相关产业岗位较多,95%以上的学生会在广东省内就业。就业的学生主要从事智能电子产品的设计、调试和安装工作。作为智能电子产品设计工程师,就业之初可以做为企业研发部门的软件、硬件工程师,随着相关经验和技术的积累,以及自己本人的不断努力和学习,有部分优秀的智能电子产品设计工程师可以成长为产品的项目工程师。如果掌握企业的核心技术,则可以成为企业的技术负责人,只要努力,职业提升空间较大。
3.3课程模块设置
学生要想在将来能够胜任智能电子产品设计和系统集成工作,需要掌握的知识要点包括信息采集、数据处理、信号转换变换、总线接口和软件编程等方面的知识。需要学习的模块设置为基础模块、提高模块和产业对接模块。针对学生将来从事的智能电子产品设计工作,要求学生学习的课程体系如下:基础模块包括了电路分析基础、模拟电子技术、数字电路与数字逻辑、信号与系统、传感与检测、数字信号处理、虚拟仪器设计和C语言程序设计。提高模块包括了应用电子设计自动化、嵌入式系统、微机与单片机原理和数字信号处理技术及应用。产业对接模块含有数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。基础模块电子系统工作的基本原理和基本的分析方法,为提高模块的学习打下基础。提高模块中的课程主要学习由8位,16位和32位处理器内部体系结构和编程方法和系统硬件描述语言,这些是智能电子产品的核心。而产业对接模块开设的课程主要要求学生能够根据所学知识设计满足生产和人民生活需要的智能电子产品系统。
4电子信息工程专业培养方案框架
4.1通识教育课程模块
该模块包括国防教育、思想政治理论课、语言与技能课、体育和全校性公共任选课,总计57学分,1004学时。具体课程为军事理论与训练、思想道德修养与法律基础、廉洁修身、基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要、形势与政策、大学英语I-IV,含口语与写作)、大学计算机基础、健康与心理教育、大学语文(含应用写作)、大学生职业发展与就业指导、创业教育、体育(含选修),公共任选课。通过通识教育课程的教授使学生掌握一定的外语、法律和国学知识,具有一定的人文情怀,成为一个道德和人格上成熟的人。
4.2专业课程教育模块
该模块包括专业必修课、专业选修课、毕业实习和毕业论文(设计),总计105学分,1498学时。其中专业必修课包括学生必须了解的本专业的一些基础知识。其中学科基础课电子类工科学生必须学习的本学科的基础知识,含30学分,总计548学时,主要课程有:大学物理及实验、高等数学、工程数学、概率论与随机过程、工程制图与AutoCAD、电子工艺训练、电路分析基础、电路分析基础实验。专业基础课是学生学习后续专业课程的基础,是本专业不同于其他专业的基础课程组合,通过专业基础课程的学习学生可掌握本专业的基础知识。含18学分,总计287学时,主要课程有:C语言程序设计、数字电路与数字逻辑、数字电路与数字逻辑实验、通信电子线路、模拟电子技术、模拟电子技术实验、电子技术课程设计及见习。专业课程组合则是本专业的一些较为重要的课,按照不同专业方向开设不同的专业课,总计13学分,204学时。智能电子系统方向主要专业课程有智能电子系统方向、信号与系统、微机与单片机原理、嵌入式系统。专业选修课是本专业的一些特色课程,包括专业限选课18学分,28时,课程主要课程有:数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用。专业任选课10学分,170学时,主要课程有计算机网络、印刷电路板设计、Matlab程序设计、电子设计自动化、智能家居系统设计等。毕业设计是本科教学最为重要的环节,需要学生应用所学知识设计符合生产实际的能够实现一定功能的智能电子系统。毕业实习是学生毕业前进行的直接参与企业生产实践的活动,相当于入职前的岗前培训,均为8学分,8学时。
4.3职业教育模块
该模块均为选修课程,包括心理学2学分,32学时;教育学2学分,32学时;教师职业技能2学分,32学时;教育实习4学分,4周。学生可以在修完此模块后申请教师资格证,扩大就业面,从而拓宽就业途径。
5电子信息工程专业培养方案改革内容
5.1调整专业方向,强调产业对接
紧密结合广东省十二五规划中高端新型电子信息产业发展规划内容和专业的发展方向,根据专业技术技能型人才培养需要,将专业方向调整为智能电子系统方向。为实现专业调整和改革的最后一公里,最终摆脱学生所学知识与到企业工作后所需能力相脱节的现状,开设与企业生产实际相近的课程,如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。提高学生的学习兴趣的同时,真正做到与企业生产实际的对接,让学生到企业工作后可以尽快进入角色,找到自己在企业的一席之地。
5.2突出专业基础课和专业方向课的核心地位
针对学生到企业工作后主要从事智能电子系统设计相关技术的工作,专业基础课中的核心课程设置为:数字电路与数字逻辑、通信电子线路、模拟电子技术、电子技术课程设计及见习、C语言程序设计。专业方向课中的核心课程设置为:数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用、嵌入式系统课程设计及见习。强化学生在智能电子系统设计方面的专业技术知识,为学生将来在本行业从事技术工作打下坚实的基础。让学生在此基础上,能够有较大程度的职业上升空间,使开设的专业课程更有利于学生将来在专业技术方面的成长和发展。由于专业选修方向的调整,增加了相应课程,如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居系统设计。删除了理论性较强的相应课程,如信息论基础和数字图像处理。
5.3进一步强化实践教学环节
根据应用型本科教学工作面临的形势和特点,提出加强和改进实践教学工作的几项措施:一是加强实践教学师资队伍建设,鼓励教师从事实践教学工作;二是推进科学研究与实践教学的有效结合,不断提高教师的实践教学水平;三是加大经费投入,通过优化、整合加强实验教学示范中心和工程训练中心等实践教学平台建设;四是推进产学研合作,建设好大学生实习和实践基地;五是实施好卓越工程师计划,培养和造就高层次工程型人才。实践教学是学校进行人才培养的重要组成部分,可以有效提高人才培养质量,是与课堂教学相辅相成和互相促进的重要方面。
6结语
篇5
基金项目:本文系教育部第三批国家级精品资源共享课立项项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)15-0040-02
一、教材建设的背景及目标
电子技术基础课程是电类各专业极其重要的专业基础课和技术基础课,随着市场经济对高等学校人才素质的要求,它也成为部分非电类专业的必修课。电子技术基础课程有两个任务:一是使学生在学习的过程中,获得电子技术方面的基本知识、基本理论、基本技能;二是培养学生两方面的能力:分析问题和解决问题的能力,为今后进一步学习、研究、应用电子技术打下基础。
中北大学(以下简称“我校”)电子技术基础课程2007年被评为国家级精品课程,2013年该课程中的模拟电子技术基础申请为国家级精品资源共享课立项项目,同时,数字电子技术申请为山西省精品课程资源共享课。按照教育部颁布的高等学校电子技术基础课程教学基本要求,多年来,教学内容不断更新,采用的基本原则是:保证基础、加强集成、联系实际、体现先进、便于教学。与传统教学内容相比,主要教学内容、教学方法和教学手段都有很大的更新,教师教学经验的积累,迫切希望对教材进行改革和建设。教材建设目标:以现代教育思想为指导,借鉴国内外高校编写教材的精华,结合实际,吸收更新的科技与教学成专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net果,以及本校教学改革的经验,借助网络技术、多媒体技术等现代化的教学手段,打造一套系列化、立体化的教材。为学生提供一套系列化的教材、一个立体化的自主学习空间,使以往的单一的课堂教学或者学习方式向多方式、多途径发展。目前,已经取得了阶段性的成果。[1]
二、教材体系与结构
本教材的特点是系列化、立体化。教材结构如表1所示,它是教学实践改革的产物,也是教学实践改革的载体。
表1 教材结构
纸质教材 电子教案或者课件
模拟电子技术基础 模拟电子技术电子教案与课件
数字电子技术基础 数字电子技术电子教案与课件
模拟电子技术基础学习指导及习题详解 电子教案
数字电子技术基础学习指导及习题详解 电子教案
电子技术实验与课程设计 教学课件、实践课件与EDA软件
1.系列化
如表1所示,本教材共有5本纸质教材,自成体系。基本上包含了本课程的所有教学环节、实践环节和教学内容,与模块化、层次化的教学体系相配套,其中:
(1)本教材的第一层次分为两个主模块编写:《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》。编写时,在保证传统内容的基础上,做了如下改进:1)教材内容以集成电路为主,适当保留作为电子电路基础的分立元件电路内容。模拟电子技术的重点放在讨论各种基本放大电路及分析方法、放大电路中的反馈、模拟集成电路及其应用;数字电子技术的重点放在讨论组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析及设计方法、脉冲信号的产生与整形、大规模集成电路的分析应用、ADC和DAC的分析及应用、VHDL语言及其应用;2)为了激发学生的兴趣,并与所学专业相结合,引入了工程方面的内容,如信号检测中的仪表放大器、精密整流电路、以及采样保持电路等;3)增加了MEMS等新器件和微电子等新技术的教学内容,适当引入新概念、新技术,新器件,做到了经典与现代融合,与实验融合,与工程应用融合,与EDA仿真融合,有利于学生更好地理解电路的基本概念、基本理论知识和基本分析方法;有利于培养学生实践能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力;有利于大学生创新和卓越工程师培养计划的实施;4)为解决学生学习电子专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net技术基础入门难的问题,在教学内容安排上,先介绍章节内容、要讨论的主要问题以及要达到的目的,然后进行正文叙述、对本章内容进行小结、最后对应章节内容列出自测题和习题。在内容编写上,做到知识点与例题有机结合,自测题、习题便于学生通过练习巩固本章所学知识。内容安排上,达到循序渐进、有的放矢、前后呼应的目的。
这些方面的改进,既体现了基础,又反映了电子技术的最新发展成果,提高了学生的学习兴趣。
(2)《模拟电子技术基础学习指导及习题详解》和《数字电子技术基础学习指导及习题详解》是对应两本主教材配套的辅导书,为更适合学生参考学习,做到了以下两点:1)对《模拟电子基础》和《数字电子基础》两本主教材中的全部自测题、习题给出了详尽的全解。对学生来说,一册在手,即可全面了解本课程知识结构,课程内容重点、难点和考点,通过详细的习题分析和解答来提高学生分析问题、解决问题的能力,并直接起到检查学习效果的作用;2)在选材上,力求做到由浅入深、循序渐进。“典型例题和考研试题解析”部分围绕主要知识点、重点、难点来选材而非面面俱到,既与主教材有机结合,又对主要知识点进行了更加深入透彻的剖析。“自测题及解答、习题及解答”部分提供了大量丰富的题型及精解。“本科生和研究生试题及答案”部分给出了详尽的参考答案,并在研究生试题保持原有风貌的前提下,在答案中也采用原题逻辑符号,既满足了本科生复习和备考需求,又为硕士研究生入学考试提供了一个复习平台。
(3)《电子技术实验与课程设计》是实验指导教材、课程设计参考书兼各类电子设计竞赛参考书。1)在实验方面,引入仿真实验内容。通过计算机仿真实验,增强学生计算机应用能力以及电路分析、设计和测试能力。[2]模拟电子技术虚拟实验用Multisim软件实现,数字电子技术虚拟实验用QuarterⅡ软件实现。硬件实验保持传统实验的精华,分成验证性、提高性、设计性和综合性四个层次,提高学生动手能力、分析和解决硬件电路中问题的能力;软件实验采用软件测试仿真,提高学生编程、软件分析和解决问题的能力,为学生进行研究开发性实验打下良好的基础。2)课程设计的 内容涵盖了模拟电子系统设计、数字电子系统设计和综合电子系统设计,做到了常规电路设计与EDA技术相结合的设计方法。设计题目新颖,具有实用性。题目给出了设计思路、原理框图,有必做和选做内容。实现了课程设计与设计性实验有机结合,既满足了课程设计的需要,又为学生进行课外科技活动及全国大学生电子设计竞赛奠定了基础。历年来,我校在全国大学生电子设计竞赛中都取得优异的成绩,这本教材功不可没。
2.立体化
对现代教学来说,过去那种“一本教材、一支粉笔”的教学模式早已不适用。我校电子技术基础课程作为国家级精品课程、国家级精品资源共享课和山西省精品资源共享课,在教学中有多样性的特色,体现在教学方法的多样性、教学手段的多样性和教学内容的多样性。每本教材都制作了与之相配套的电子课件、网络电子教案、多媒体资源库等,并引入了现代化的网络教学。
多媒体教材除具有直观形象、信息量大、网络教学便捷的特点外,更因为其趣味性浓、个性色彩强、互动效果好而吸引学生。因此,笔者充分利用多种媒体,建设网络课堂,在已经完成的“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”、“电子技术实验”等课程的网络电子教案的基础上,根据教学改革经验和实践教学经验,不断完善和更新,建立了多媒体资源库,内容涵盖电子教案、多媒体课件、全程教学录像、案例库、学专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net科知识检索、例题分析、试题库、在线自测、考试系统、学习软件、虚拟仿真、学生作品、专家讲座等。
为了配合课堂教学,解决内容多、难度大、学时少的矛盾,笔者制作了一套网上学习辅导系统——电子技术学习系统。在该系统内,创建师生互动平台,便于师生交流。
通过网络教学,创建师生互动平台,教师随时可以答疑解惑,利于学生个性化学习和自主学习,可以激发学生学习电子技术的热情,培养学生在电子技术方面的创新思维能力;通过网络教学,实现优质资源共享,缓解了教学资源不足的矛盾;通过网络教学,便于教师之间的交流学习,有利于中青年教师的快速成长;通过网络教学,可以大大提高教学管理效能。
三、电子课件的组织形式
由于与纸质教材配套的课件是教学型课件,要求课件文字简练、条理清晰、提纲挈领、能体现教师在教学中的主导地位。[2]所以,为了设计出高质量的电子技术基础多媒体课件,笔者做了如下努力:
第一,充分了解本课件在教学中适用的内容。设计者要熟悉本课程的教学内容,掌握知识结构,掌握各部分内容之间的内在关系及每个知识点之间的内在规律。只有对教学内容的重点和难点有了充分理解,才能设计出恰当的多媒体课件。[3]为此,由教研室一位教师制作,其他教师在此基础上再根据自己的需求和教学风格进行多次修改,才得以在教学中展示应用。
第二,文字简捷,采用文本分时显示。如果在屏幕上出现大段的文字反而会降低讲课效果,为此,制作过程中,多媒体课件上只出现标题、概念、定理、公式、知识点的结论等内容,采用文本分时显示方式逐次显示,用鼠标单击对应参数或键盘控制响应的解释部分。[4]
第三,图形分解演示。电子技术基础课程以分析设计电路图为主,因而电路图多、波形图多。在课件制作中,对于基本电路和重要电路,笔者都对电路进行了拆分。对于最基本的简单电路,一个一个元件加入,介绍各个元件的作用;对于新的重要电路,总是从已经熟知的简单电路入手,采取“提出问题——分析问题——解决问题”的方法,删除或者添加一个个元件,改动一条条线,直到得到目标电路。
第四,在电子课件中添加仿真软件。“模拟电子技术”和“数字电子技术”两门课程中分别选用Multisim和QuarterⅡ仿真软件,对课程中的实例进行动态演示。只要参数设置适当,就可以得到几乎与硬件电路实验相同的结果,具有相当高的可信度。[5]为此,事先在软件上编制调试好电路分析程序存入课件中。在需要演示时,点击“仿真演示”键,即可链接进已调试好的相应软件中,进而进行仿真演示。
例如在讲RC桥式振荡电路时,点击“演示”键,就进入了用软件编制好的对应电路,点击“运行”键,即可看到起振、稳幅的过程和波形。这种动态的模拟电路变化过程和仿真效果,使学生对电路的正常工作条件及变化过程有很清晰的理解,是任何动画都不能比拟的。
四、教材的应用效果
该教材的纸质教材和电子课件已使用多年。电子课件在使用过程中,还在不断地制作、改进。由于使用多媒体课件的种种优势,教师对课件制作积极性都很高。大家常常一边讨论、提意见和建议,一边修改,使课件内容越来越完善,也越来越精美。课程组所有教师均采用多媒体上课,电子课件利用率100%。
纸质教材使用多年,受到了教师与学生的一直好评:第一,该教材在编写过程中紧紧围绕课程体系,各层次、各模块都有配套教材与之对应,使用方便。第二,电子课件在制作过程中,讲授内容、顺序、思路等都与纸质教材保持一致。学生在听课过程中,只需要在老师讲授的重点、难点内容上做标记即可,而不会在课堂专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net上因为记笔记影响专心听讲。第三,由于课件由一位教师为主制作,其他教师根据个人授课习惯和经验进行修改、创作,之后才应用于教学,所以教研室教师人手一个课件,却又各有不同、各具特色。课件为教师提供一个广阔的创作空间,减轻了教师的劳动强度,提高了教学效率,却没有限制老师,更没有抹杀老师的讲课特色,这正是笔者追求的课件存在的意义。第四,教材中,加强学生创新性实践环节教学与实践,把最新的科研成果和最新的器件与技术反应到教材和教学当中,开阔了学生眼界,提高学生对电子设计的兴趣和提高了学生的动手能力、综合素质。
这5本纸质教材均已由电子工业出版社和机械工业出版社出版,其中,2005年出版的“十五”国家级规划教材《电子技术实验与课程设计》(第三版),该书已被全国50多个高校使用,年出版量上万册。《模拟电子技术基础》 被评为“十五”国家级规划教材,《数字电子技术》被评为“十二五国家级规划教材”。两本教材均已多次印刷,均有10多所普通高等院校使用,一致认为该教材是联系实际、体现先进、指导创新、便于教学的优秀教材。
五、结束语
立体化教材的建设对课程教学改革具有至关重要的作用。我校电子技术基础立体化教材的建设,虽然已取得较好的成绩,但还有许多不足和不完善之处正在不断改进,期待达到更满意的效果。
参考文献:
[1]范爱平,周常森.电子技术基础课程系列立体化教材建设[J].电气电子教学学报,2003,25(5):42-45.
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论文摘要:本文以数字电路的精品课程建设、教毕内容、教学方法、教学手段探讨教毕改革。
《数字电路》是高等职业技术学院电子信息技术类专业的一门重要基础课,是学习其它专业课程的前提条件。它的任务是使学生掌握现代电子技术基础的有关知识,提高专业知识水平、职业技能和综合素质,增强适应职业变化能力和继续学习能力,把握“以能力为本位”的课程特征。课程建设与改革的最终目标,就是培养学生的职业能力和关键能力。职业能力是指从事职业活动所需要的知识和技能,它是劳动者胜任职业工作、赖以生存的核心能力。关键能力指那些与具体的职业和专业无直接关系,但对于一个人在现代社会中的生存和发展起着关键作用的能力,其目的在于填补学校教育与产业界实际之间的断层与空白。培养具有创新精神和较强实践能力的,掌握必要的基本文化知识和专业知识的,具有扎实的电子信息技术基本技能和综合职业能力的,在生产、管理、销售及服务第一线工作的高级技术应用性人才。
我院自建校以来,《数字电路》一直是骨干课程,也是学生的必修课程,因此教研室始终重视教学内容和课程体系改革。对课程内容进行了优化整合,引人最新的数字电子技术。将经典内容与新技术内容有机结合,使课程内容既具有基础性,又具有时代性。该课程已被评为山东省省级精品课程。
1、建设二以学生为中心”的新型课程模式
数字电路课程历来是学生感到难学的课程,“化难为易”是本课程改革的基本原则之一。我们针对当前高职高专学生的知识能力和学习特点,强调课程的基础性和应用性。无论是介绍常用电子器件,还是研究性能参数、测试技术、使用方法等以基础问题为主,而没有像传统的电子技术课程那样,对电子线路进行较深的理论分析。本课程避免了较为烦琐的数学推导和计算,目的是使学生易于接受和掌握现代电子技术的基础知识和实用技术,体现高职高专教育培养职业技能的特点。课程改革充分体现“以学生为中心”的主要特点包括:“学”重于“教”,教师的作用是评估、判断、建议和指导而不仅仅是信息与知识的传递。课程改革积极探索教学活动的多样化和考核方式的多样化,考核形式包括笔试、课程设计、综合性作业、小制作和实践操作等。该课程的考核包括五个部分:①期末的笔试,考核基本知识、理论占70%;②课程设计项目制作占10% ;③平时成绩占5%;④单项考核10% ;⑤课外电子制作占5%。
2、开发‘’任务驱动”的学习进程
课程改革倡导开发“任务驱动”的学习进程,在教学活动中实践“以学生为中心”的课程思想。学生通过完成“项目任务”进而完成课程的学习,同时将其“成果”用作学生评价的主要依据。这种采用“任务驱动”的学习进程,能够有效地促进教学过程中的师生互动,有利于培养学生自主学习的能力和方法。在数字电路教学中、首先介绍数字信号的特点、数字系统的组成、数字电路在电子系统中的作用,使学生建立一个对数字逻辑电路的系统的概念。然后是数字逻辑电路的主要内容,包括门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存碍着储器、可编程逻辑器件(PLD)、脉冲波形的产生和整形、模/数和数/模转换电路。在此基础上我们把教学的重点放在数字电路的基本概念、基本原理、基本的分析方法和设计方法以及常用电子器件的使用方法上。
3、建设丰富多样的教学资源
教学资源的种类丰富,包括教学计划、课程标准、教学指导书、课件、教案、教学器材、参考资料、图书、期刊以及在线资源等。课程改革充分应用现代化的教育技术和设施,在教学的活动中最大限度地运用包括计算机技术、网络技术、多媒体技术等在内的现代技术手段,将“课堂教学、实验教学、EDA教学和网路教学”有机地结合。新的课程内容系统科学、先进实用,保证了教学资源的先进性和课程建设的可持续发展性,在培养高素质人才中发挥着重要的作用。课堂教学主要采用多媒体电子课件授课,解决了教学信息量大、课时有限的矛盾;同时结合传统的黑板粉笔,更好地进行师生的交流讨论。
4、实践课程的任务和创新
本课程的实践教学环节在提高学生的技术素质方面所承担的任务是相当重要,课程实验作为课程教学的一部分,起着巩固所学理论知识、提高理论与实际相结合、培养动手能力的重要作用,实验教学改变了以验证理论实验为主的模式,开设了从EDA虚拟实验、硬件电路、基础实验到电子系统设计实验和创新实验的不同层次的实验。将电子设计竞赛等课外科技活动与实验教学紧密结合,注重培养学生的综合应用能力、工程实践能力和创新能力。
(1)实践环节以设计性为主,较好地培养了学生的动手能力与创新意识。通过更新实验内容、使实验和课程设计向综合性、设计性和开放性发展。课程设计题目多样性和自创性,针对不同层次的学生,提供多个可选择的设计题目,鼓励学生自创课题。
(2)课堂教学与课外教学相结合。利用我校多个实习基地,带学生到现场考察利用数字技术生产的各种通信和家电产品,通过对现场工艺文件和图纸资料的学习,进一步理解数字技术的应用,并引导学生提出自己的电路改进措施和方案。
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关键词 电子信息 毕业设计 工程实践 课程体系
中图分类号:G642 文献标识码:A
应用型本科院校电子信息类专业的毕业设计一般要求学生独立完成课题的方案设计、电路设计、原理图与PCB图设计、实物制作与调试、撰写论文以及答辩等多个环节,是对电子信息类毕业生工程实践技能和科学研究能力的综合考核。但是,近年来由于高校扩招和生源质量的下降,以及毕业生就业压力增大的影响,导致电子信息类专业毕业论文(设计)的质量出现明显的下降。因此,如何提高毕业设计(论文)的质量已成为高校教学改革研究的一个重要课题。
1 毕业论文(设计)中的主要问题
1.1 学生缺乏工程实践能力
我校工程实践教育中始终存在着“重理论、轻实践”的认识倾向,忽视了大学生实践能力的培养,因此学生在做毕业设计时,有的不会做方案设计;有的缺乏研究思路和方法;有的仪器操作不熟练,不会排除在实物制作与调试中遇到的故障和问题,导致实物没调试成功;这些极大地挫伤了学生的积极性,影响了毕业设计的质量。
1.2 学生投入的时间、精力严重不足
我校的毕业设计安排在第8学期的1~16周,正是企事业单位招聘的高峰时刻,由于如今经济转型,大学生就业压力巨大,寻找一个好单位,需要花费大量的时间去参加招聘会和面试,如果面试成功,用人单位希望学生马上顶岗实习,使得学生在毕业设计中实际投入的时间和精力不足,当然还有极少数学生忙于补考等遗留问题的解决也牵扯了大量的精力,影响了毕业设计的质量。
1.3 学生对毕业设计认识上有误区
我校大多数学生认为毕设对寻找工作单位没有影响,同时认为毕业设计总是可以通过的,没有将毕业设计看成是大学实践活动中最重要的综合实习,是对自己工程实践能力和创新能力的培养,是自己清晰了解设计过程的学习,是自己论文撰写能力的培养,对自己在以后的实际工作中尽快适应社会,影响巨大。
2 提高毕业论文(设计)的措施和建议
2.1 合理设置课程体系,优化教学内容
我校作为应用型本科院校,为培养学生的工程实践能力,对人才培养方案和教学大纲进行了修改,突出学生实践能力的培养,使学生有进行系统设计、实验分析和数据处理的能力。课程体系改革中进行了如下修改:(1)将课程体系分为公共基础课、专业基础课、专业必修课、专业选修课、实践教学五个模块。(2)重视专业基础课程平台建设,对电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术等教学内容优化,主要强调电路理论的基本理论和概念,电子器件的外部特性,突出实践运用,加强实验教学,在实验性教学中增加设计性实验。(3)对一些实践性较强的课程,如单片机,将其由专业基础课调整为选修课,考核方式为项目设计,突出学生的实践能力。(4)针对应用型本科的特点,调整专业选修课程内容,突出实践运用,将一些理论性较强的选修课进行调整,如模式识别、图像处理等,调整为射频电路及CAD技术、FPGA通信设计基础、ARM原理与应用等。(5)优化实践教学内容,增加了电子技术课程设计,专业实践课程体系更加合理有序,符合认知规律,学生在一、二年级注重专业基础训练,培养学生的仪器操作能力和建立基本的系统概念,掌握基本的设计流程和动手制作实物的能力;三、四年级则是专业工程设计的培养,使学生具备独立设计一个完整电子系统的能力。(6)为提高学生实践能力,建立实验室开放机制,电子工艺实验室全天开放,学生自主管理,其他专业实验室由学生申请,系部批准后对申请学生开放,尽可能提供实验室给学生使用,提高学生的工程实践能力。(7)改革教学方法和教学手段,在课堂教学和实验教学中引入仿真工具和软件,如MATLAB,MULTISIM,PROTELL等。尤其是单片机教学采用CDIO模式取得了较好的效果。(8)校企合作,与企业合建实验室,如与TI公司合建单片机实验室,将最新的电子技术引入教学中;并设立大学生创业创新基地,鼓励大学生自主学习、探索和开展科研活动。(9)开设科技讲座,扩展学生的知识面,激发学生的创新意识和兴趣。
2.2 对毕业论文(设计)的时间、模式进行调整
(1)由具有中级职称以上的有责任心的中青年教师组成毕业论文(设计)选题小组和指导小组,对选题的综合性、实用性、创新性和时效性进行评价和筛选,强调选题以设计类题目为主,要求软硬件相结合。(2)学生的选题时间可灵活调整,我校鼓励学生参加各种学科竞赛。如大学生电子设计竞赛,在做毕业设计时可选取与学科竞赛相近的题目;参加飞思卡尔的可选取智能车的题目;还有一些学生可在第6学期单片机实践时就选取自己感兴趣的题目作为选题,如有学生在单片机实习时做的是电子抢答器,毕设时做的是无线抢答器,学生完成得非常好。(3)对学生加强教育,认真开好毕业设计动员大会,提高学生的主观能动性,毕业设计是一个自主学习、实践、探索和创新的过程,是学生参加实际工作的一个预演,对学生很重要,消除学生的认识误区,提高学生的积极性。(4)严格毕业论文(设计)考核制度,对在毕业设计中期检查中不合格的给予警告,如在毕业设计中确实不合格的要求二次答辩,二次答辩还不合格的则毕业设计判定不合格。
3 总结
近年来我校通过不断地探索和调研,借鉴其他学校的一些经验并结合本校的实际情况,科学设置课程体系,优化突出应用型教学内容,合理安排毕设时间和组织机构,整合学校实验室教学资源,与企业合建实验室,充分调动学生的主观能动性,达到提高毕业设计质量的目的,从实施的效果来看,已初步扭转质量下滑的趋势。
参考文献
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[2] 彭熙伟,郑戌华,王向南.工科专业本科毕业设计选题的几点思考[J].高教论坛,2010(12):45-47.
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[4] 刘兴江.提高本科毕业论文质量的探索与实践[J].辽宁工业大学学报,2010(8):126-128.
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高校电类本科专业指通信工程专业、电子与信息工程专业、电子科学与技术专业、电子信息科学与技术专业、计算机科学与技术专业、自动化专业、电气工程和自动化专业等.这些电类专业在专业基础理论课、实践教学体系方面有许多共同之处,是参加电子设计竞赛的主力军.全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力;有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件.
2高校电子设计竞赛的组织
全国大学生电子设计竞赛由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同主办,负责领导全国范围内的竞赛工作.各地竞赛事宜由地方教委(厅、局)统一领导.为保证竞赛顺利开展,组建全国及各赛区竞赛组织委员会和专家组.以高等学校为基本参赛单位,参赛学校应成立电子竞赛工作领导小组,负责本校学生的参赛事宜,包括组队、报名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等.高校在组建成立电子竞赛工作领导小组时,如果学校电类专业单一,可设常设机构,由具体电类专业所在院系负责、教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参与;若学校电类专业较多,可由电类专业相关院系轮流担任理事,按届组织,其它院系积极参与,教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参加,适当引入竞争机制.在参赛小组的选拔中,首先由学生自由组队报名,要求组队后的3个队员各自具有较强的能力且队员之间能配合默契,在单片机系统设计与应用,模拟和数字电路的应用,硬件焊接与调试,计算机编程以及撰写设计报告论文等方面要有所分工;然后组织报名参赛队进行选拔考试,内容包括模拟电路、数字电路、单片机、传感器等方面的基本知识及应用,典型测量系统的设计方案,对电子竞赛的了解,参加竞赛的优势自述等;最后指导教师根据各参赛队成员选拔考试的结果、面试表现以及综合考虑各参赛队在团队合作、硬件制作、软件编程、报告撰写能力等方面的实力,确定参加竞赛的组数和各组成员.电子设计竞赛的命题范围广,涉及到电子技术(模拟电路、数字电路)、高频电子线路、通信原理、单片机技术、可编程器件等多门课程,并鼓励新技术的应用.这就要求赛前指导老师要有更宽的知识面和更丰富的实践经验.年青教师对新技术、新软件上手快,但实践经验缺乏,老教师经验丰富但计算机应用和新技术的掌握上又有不足.为了发挥特长,实现互补,在赛前指导上成立赛前指导小组,在小组中注意年龄和特长的结合,注意学科的结合.教师在指导学生的过程中相互学习,共同提高.知识和经验的相互渗透和补充促进指导老师的业务素质的提高,这使教师能够在日常的教学和科研中发挥更大的作用,推动师资队伍建设.
3参赛学生的培训
3.1参赛学生的现状参加电子设计竞赛的学生一般是大学二、三年级的学生,已学习了很多相关课程的理论知识,也具有一定的实践能力,特别是在外语能力、计算机能力、单片机编程能力、查阅文献能力方面.但是在模拟电路,单片机硬件,电路安装工艺,如何根据系统性能指标设计电路方案和确定单元电路的性能指标,单元电路调试排错能力,系统的联调方面却存在着一定的不足.学生在此前的课程中,虽然学习过一些电子设计制作中常用的软件,如Protel电子原理图的设计,印刷电路板设计绘制,以及电子逻辑分析仿真等,但是缺乏一定的深度,其熟练程度需加强.常规电子仪器(如示波器、信号发生器、仿真器、扫频仪、万用表等)的使用不够熟练.虽然学生在电工电子、电子线路等实验课中使用过常规电子仪器,但是往往更换型号后就不能很快地熟练使用,影响电路的调试速度.另外学生的“单片机原理与技术”课程实验通常采用普通的51单片机,而电子竞赛往往会使用一些功能强大的单片机,因此在开发工具和仿真器方面存在差异.学生在培训期间,要加强理论与实践的结合,使学生在电子竞赛中涉及的知识点的深度和实践动手能力方面能得到很快的提升,这样才能确保在电子竞赛期间顺利完成竞赛的设计任务.为了鼓励电类大学生积极参加电子设计竞赛培训全部过程(包括前期课程与后期竞赛培训),可在完成竞赛训练作品设计与设计报告后,由指导教师给出相应成绩,可替代相应一门课程或实践环节的成绩,如“电子系统设计”、“认识实习”、“电子技术课程设计”等.
3.2培训内容选择、方案讨论及实际制作如何在一个相对短的时间内尽快地提高参赛学生的设计开发和实践动手能力是培训阶段要解决的关键问题,在辅导中采用实战训练的方法,即模拟进行一次次的竞赛过程.包括给各组布置不同的设计题目、限时提交设计方案、全体队员集中由各组分别介绍设计方案并进行交流讨论、指导教师点评、各组分别实际制作、撰写设计总结报告,最后进行实物演示和总结答辩,这样尽管每个组只具体设计制作了一个系统,但是通过互相交流,对其它组所涉及的技术也有较系统的了解,在以后类似技术的实际设计制作过程中能起到事半功倍的效果.在培训开始时,向参赛学生详细介绍大学生电子竞赛的竞赛规则、竞赛命题、评审和评奖等方面的情况,邀请已参加过电子竞赛的高年级学生介绍参赛期间的注意事项及参赛体会;对历年的大学生电子竞赛题目、实现的方案、获奖小组的总结报告等进行深入的破析和讨论;让参赛学生对竞赛及要求有一个全面的了解.引导学生既要重视困难又不能畏惧困难,在充分认识本小组的优势与弱势的情况下,心理上充分地做好艰苦训练的准备.
组织责任心强、具有相当专业技术水平和经验丰富的老师,针对电子竞赛的特点,在模拟电路、数字电路、单片机应用技术方面进行讲解,讲解中对基本电路的原理,实现的方法,相关电路的主要性能指标及测试方法、设计及调试中需要注意的事项作简明的介绍,对涉及的电子元件进行实物展示,对一些辅助设计软件、查阅科技论文的方法及常用的电子元器件及应用的网站作一些推荐性的介绍.从历年的竞赛题目中确定各参赛小组的第一次训练题目,尽量做到各参赛小组选择不同的训练题目,按照电子竞赛的要求,规定在一个适当的时间内完成实物的制作、性能指标的测试、总结报告的撰写.然后由各小组对训练情况进行详细的介绍,各小组之间展开广泛的讨论,商讨是否有更好的实现方案,设计的电路及测试的结果是否合理,撰写的报告是否严谨,尽可能地发现训练中的不足之处,辅导老师根据各组的完成情况进行讲评.要求各小组根据讨论情况在1~2天时间内完善制作的实物及报告,同时要求各小组对另外小组的实物进行测试,通过相互交流在相对短的时间内能掌握更多的知识.在第一个实际系统设计后,协商电子设计竞赛第二次训练题目,要求尽可能多地涉及未曾接触的知识点,在规定的时间内完成设计任务,然后各小组演示实物的功能,测试电子系统的各项指标,注重测试方法是否正确,测试性能指标是否符合设计要求,对于差异较大的需要认真分析其原因,找出合理的解决方案并实施.最后,要求各参赛小组认真整理前一阶段培训完成的实物,单元电路要求注明电源要求、详细且清楚的输入输出接口信息,达到的性能指标并形成文字,软件要求有整体的说明,需要占用的资源说明、语句有详细的注释.辅导老师对培训中出现的问题向学生做详细的介绍,对竞赛中容易出现的问题也需要提醒学生.在参赛的前一天不安排具体的工作,保证学生能休息好,以极佳的状态参加电子设计竞赛.
4竞赛过程中的注意事项
4.1注意竞赛纪律全国电子设计竞赛采用全国统一命题、分赛区,“半封闭、相对集中”的组织方式.竞赛题目在竞赛开始时打开(如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月2日8:00正式开始).每支参赛队限定在提供的A、B、C、D、E、F等题中任选一题;要求认真填写《登记表》内容,填写好的《登记表》由赛场巡视员暂时保存.参赛者必须是有正式学籍的全日制在校大学生,应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件(如学生证)供随时备查.每队严格限制3人,开赛后不得中途更换队员.竞赛期间,可使用各种图书资料和网络资源,但不得在学校指定竞赛场地以外进行设计制作,不得以任何方式与他人交流,包括教师在内的非参赛队员必须回避,对违纪参赛队取消评审资格.竞赛开始后,为保证竞赛工作顺利进行,参赛学校应组织专人负责提供竞赛所需设备、元器件、后勤保障等工作.竞赛结束后(如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月5日20:00竞赛结束),上交设计报告、制作实物及《登记表》,由专人封存,并在指定时间前送到指定地点.
4.2竞赛题目分析及方案设计参赛队员应仔细阅读所有竞赛题目,根据自己组3个队员的训练情况,选择相应的题目进行参赛制作.选择题目应注意题目中不应该有知识盲点,即要能够看懂题目要求.如果不能看懂题目要求,原则上该题目是不可选择的.设计制作分基本要求和发挥部分,一般各占50分,设计总结报告30-50分(2009年30分,以前50分).应注意的是基本要求的各项分值题目中没有给出,但在发挥部分给出了各小项的分值,选择题目时应仔细分析各项要求.确定竞赛题目的时间原则上不要超过两小时,题目一旦选定,中途不要随意更改.确定竞赛题目后,参赛小组的3个队员应认真讨论设计方案,设计方案应考虑制作的可行性,包括元器件是否能够采购到都必须考虑.设计方案可以提出一到两个,或者确定一个方案,对有些部分作出两个或者两个以上方案.同时应尽快提出元器件清单,确定元器件库中没有的元器件,提出采购清单.元器件采购清单应提供元器件名称、型号、规格、数量、替代型号及规格.确定方案的时间应不超过6小时.
4.3元器件的采购和设计装配制作元器件采购是保证竞赛顺利进行的基础,没有元器件,作品是不可能制作成功的.因为竞赛题目事先不知道,学生作出的设计方案也是各不相同,需要的元器件也是多种多样的,可以事先准备一些元器件,但不可能完全备齐.竞赛中采购是必须的.不同的院校在不同的城市,要保证能够采购到竞赛所需要的元器件,应在竞赛开始前两天,派1-2名老师到比较大的电子市场去采购,找好元器件供应商.竞赛开始后,竞赛学生不断的提出需要的元器件清单,由教师去购买,并以最快的速度运送给竞赛学生.在竞赛中,各队学生可以按照在训练中的分工,按照软件编程、硬件制作、设计总结报告写作三部分分头进行,每个队员各有侧重,注意分工合作.设计制作过程中,可以分模块设计、安装、调试,一步一步进行.3人之间要注意多沟通,多交流.遇到问题,要冷静处理,不要慌张.在设计、安装、调试的每一步,都需要两人以上进行核对和检查.特别是到总调试阶段,一定要格外小心,通电前一定要两人以上进行核对和检查,不要急于通电,否则通电烧掉作品而前功尽弃.作品应该在第四天的下午全部完成,到第四天下午没有完成的功能和指标,也就不要再做了.很有可能的是,为了追求更好的指标和功能,结果将已完成的部分弄坏了.负责设计总结报告写作的队员,要根据软件和硬件设计队员提供的电路图纸、程序清单等设计资料,按照设计总结报告写作要求进行整理.到第四天上午,除测试数据外,应全部完成.测试数据可以在作品调试完毕,竞赛结束前补充到设计总结报告中去.竞赛一般在第四天下午8点结束,上交设计报告、制作实物及《登记表》,由赛场巡视员封存.封存时应注意文件完整,符合竞赛要求.作品要妥善包装,要能防止运输和搬运过程中的冲击和振动.整个竞赛时间是四天三夜,要注意竞赛时间的合理安排,注意休息和饮食,参赛学校应组织专人负责提供饮食后勤保障,使参赛学生保持充沛的精力,圆满完成竞赛.
篇9
关键词:电子电路仿真;研究案例;任务驱动
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1004-4329(2016)02-127-04
随着电子技术及计算机技术的发展,电子电路仿真已成为现代电子系统设计与分析的重要手段和环节,电子电路仿真技术已成为电气电子工程师必备的专业技术与技能,电子电路仿真教学已成为电子信息类专业电子电路课程教学的重要组成部分[1-4]。然而,当前的电子电路仿真教学多局限于对电子电路理论的验证,及对电子电路实验的预演,仿真案例一般针对于某门课程某些具体知识点,缺乏综合性、工程性及创新性,从而难以培养学生的综合实践能力和创新意识。教学和科研是高校教师必须承担的两大任务,二者之间复杂的非线性关系颇受学界争论,然而“以研助教、研教相长”的观点得到了广大一线教师的认可[5,6]。“以研助教”的教学探索与实践表明:科研设施运用于教学可以提升教学条件;科研成果渗透于教学可以丰富教学内容;科研方法贯穿于教学可以革新教学方法。将研究案例应用于教学,是“以研助教”的重要途径之一,能有效提高教师的专业涵养和教学水平,提高学生的综合实践能力和创新意识[7,8]。因此,为提高学生解决复杂电子系统分析与设计问题的能力,在电子电路仿真教学中有必要引入一些教师所熟知的研究案例。本文将以非线性电路与系统研究为例,探讨基于研究案例的“任务驱动”教学法在电子电路仿真教学中的应用。
1基于研究案例的“任务驱动”教学法的实施路径
研究案例一般具有综合性、探索性,对学生而言具有较大难度,研究案例的实施与完成需要学生遵循科研思维和方法、主动探究、分工协作,传统的以知识传授为主的教学方法并不能有效达成教学目标,而基于建构主义学习理论的“任务驱动”教学法恰能满足要求。因此,我们提出基于研究案例的“任务驱动”教学法,即以教师所熟知的研究案例作为学习任务,在“教、学、做”一体化开放式教学环境中,按照图1所示的路径与流程组织教学。具体而言,教师作为研究案例的研究者、教学任务的者、教学过程的引导者、教学评价的组织者,主要负责研究案例的精选、任务的布置、学生活动的启发诱导、任务的组织评价及总结反馈;学生作为任务实现的主体、任务执行的探究者、任务评价的参与者,主要完成任务的分解与分工、资源与方法的探究、模型的建立与仿真、成果的展示与评价。
1.1任务的实施环境
基于研究案例的电子电路仿真“任务驱动”教学,需要在“教、学、做”一体化开放式教学环境中进行。“一体化”指的是教学环境集多媒体教学、电子仿真等多功能于一体,既要满足教师的“教”与“导”,更要满足学生的“学”与“做”。“开放式”有两层含义:其一,网络资源的开放性,即学生应能方便快捷地搜集、使用网络资源,以实现资源建构;其二,师生、生生之间交互的开放性,即学生在分组探究学习、执行任务过程中,小组成员间深入交流、分工协作,小组成果展示与交流面向全体学生,整个过程中师生交流无障碍,从而确保任务完成的可行性及任务评价的客观性。
1.2任务的设置
精选研究案例,科学设置学习任务是基于研究案例的“任务驱动”教学法实施的前提。研究案例的选取应遵循针对性、拓展性、可行性等原则。“针对性”指所选研究案例应符合电子电路仿真教学目标要求,与教学内容具有一定的关联性,比如在信号运算电路教学时,引入非线性系统电路仿真研究案例,考察学生综合运用比例、加减、积分、乘法等多种运算电路解决问题的能力。“拓展性”指所选研究案例是对现有教学内容的拓展,具有一定的探索性,比如在学习电阻、电容、电感三种基本电路元件的基础上,引入新型电路元件忆阻器的研究案例,通过仿真分析其性能及应用。“可行性”指所选案例属于教师的研究方向,难度适中,学生通过分组探究式学习、分工协作、教师引导可以完成任务,比如在开关电源的教学中,引入DC-DC硬开关变换器的非线性研究案例较为合适,而软开关变换器的非线性研究对本科生而言难度过大。以研究案例作为学习任务,教师在任务时,应交代案例的研究背景,明确任务要求。
1.3任务的执行
任务的执行过程,是学生自主探究学习、建模仿真的过程,教师不直接参与任务,仅充当激励者、引导者的角色,协助学生进行资源构建、方法构建。学生在领受任务后,应进行分组讨论,确定任务实施方案,划分子任务,明确人员分工,各小组成员应充分发挥自身学习积极性和主动性,分工协作,共同完成电子电路的建模、仿真分析、报告撰写、成果展示等任务。
1.4任务的评价
任务评价坚持教师评价与学生评价相结合、过程评价与结果评价相统一的原则。根据各小组成果的展示、汇报、答辩情况,学生在小组活动中的表现及发挥的作用,综合教师评价、学生自评、小组内成员互评、小组间互评等多种形式,对每个学生的学习态度、学习能力、专业水平、实践技能、协作意识、科研素养、创新思维等进行全方位的考核与评价。
2基于研究案例的“任务驱动”教学法的教学实践
为了拓宽学生视野,使学生认识开关电源中可能存在的分谐波、混沌现象,了解电路参数对电源性能的影响,在直流稳压电源仿真教学中引入开关变换器非线性动力学仿真研究案例,并以图2所示电压模式Buck变换器非线性仿真分析作为任务,要求学生为其建立Multisim仿真模型(如图3),并仿真得到不同输入电压Vin情况下变换器的动力学行为(如图4)。相关电路参数为:L=20mH,C=47μF,R=22Ω,T=0.4ms,Vref=11.3V,A=8.4,Vramp=VL+(VU-VL)(t/Tmod1),VL=3.8V,VU=8.2V[9]。图2电压模式Buck变换器原理图图3电压模式Buck变换器的Multisim仿真模型教师在布置任务时,向学生简要介绍变换器非线性研究的意义、内容、方法、成果等,激发学生自主完成任务的动机和兴趣,协助学生实现知识构建与资源构建。学生接到任务后,以小组为单位进行讨论,将任务分解为熟悉原理、建立模型、仿真分析、总结报告等多个阶段,其中建立模型涉及到电路元件选择及参数设置、斜坡信号的产生、加减运算及比较运算电路的实现、电压电流信号的采集与检测等,并在此基础上进行任务分工,各小组成员分别完成各自子任务,最终实现变换器模型的建立及仿真分析。任务完成后,以小组为单位进行成果展示、汇报和答辩,师生共同完成对每个小组每个学生的考核评价。教师对任务完成情况及学生表现进行总结、点评,并对研究案例进一步拓展,引导部分学生在课外进一步探索开关变换器中非线性动力学行为的控制与应用问题。
3结论
在电子电路仿真教学中实施基于研究案例的“任务驱动”教学法,以案例选取、任务设置为前提,以学生自主探究、协作完成任务为根本,以多元综合评价、“教、学、做”一体化开放式教学环境为保障,有效激发了学生学习的动机与兴趣,提高了学生学习的主动性和成就感,开拓了学生的科学视野,提升了学生综合实践能力,增强了学生的创新意识、团队协作意识。部分学生以此为基础,成功获批国家级、省级大学生创新创业训练计划项目多项;参加相关专业竞赛,并获国家级、省级奖项20余项;撰写毕业论文,获安徽省计算机学会、阜阳师范学院优秀本科毕业论文10余篇。
参考文献:
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篇10
关键词:地方本科院校;电子信息类专业;复合型工程技术人才;培养机制
社会的发展与我国大众化高等教育的不断推进,促进了复合型工程技术本科院校的诞生与前进。在社会对人才需求种类不同的背景下,在复合型工程技术本科学校同传统本科学校的交叉前行间,地方本科院校要把人才培养方向定在:造就具备较好技术基础理论、兼具实践技能,为产、管、建最前战线做贡献的高技能人才。《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)》提出,“促进高校办出特色,建立高校分类体系,实行分类管理,建立现代职业教育体系”是未来教育改革战略。总理强调:加速推进新时代的职业教育,其策略之一是创新职业教育模式,打通中职、专科、本科至研究生的前进管道,促成一些普通本科学校转轨至应用技术类学校,而普通本科学校数量庞大,问题繁杂,参差不齐,决定了分流转型改革是必然的,且地方高等学校是转轨的重点分子,“转型方向就是现代职业教育,社会需要大量高素质的应用技能型人才,转型就是要改变传统的人才培养模式,填补这个缺口”。地方院校顺应社会形势,服务地方经济,培养高素质专业技术技能型人才是其不二的选择。现阶段高等教育体系与劳动力市场结构失衡,造成电子信息类人才的培养与用人单位的需求出现明显错位,使地方本科院校出现输出的人才与社会需求的人才脱节现象。复合类工程技术本科教育究竟要造就什么样的人才?它与其他教育有什么区别?它的人才培养目标应如何定位?它的课程体系、育人程序如何满足其人才培育目的?怎样评议其教育的好坏?地方性本科院校电子信息类专业人才的培养机制该如何布局呢?
一、地方本科院校电子信息类复合型
1.工程技术人才培养课程体系的构建
根据当前电子信息类工程技术技能型人才培养目标定位,地方本科院校要着重培养具有坚实的专业知识及技能基础、系统的工程概念和工程知识、创新意识与创新能力、能将知识转化为实践成果的专门性技术技能人才,应在课程建设体系方面实施变革。(1)课程体系的构建应符合社会市场的需求课程建设方面应重点建设电子信息类专业核心课程体系,使学生具备扎实的专业基础知识,通过基础课程的教学,培养学生的兴趣与爱好。学校根据学期课程安排,在相应的学期选修方向课程,有针对性地开展相关课程的建设与教学安排,增强师资队伍建设,尤其是注重“双师型”教师的教学任务安排。学校要强化实践实验课程教学,彰显“重能力、能创新”的培养理念,增加实习实训和集中实践的课时比例和学分比例。为提高学生的实践动手能力,增强学生的学习积极性与主动性,充分调动学生的兴趣,重点学生的培养团队合作与创新意识,学校可结合创新设计竞赛组织,提高学生参与创新研究与创新能力培养的热情。笔者所在学校电子信息工程专业在课程体系构建方面,先后邀请了校友、省内外相关兄弟学校、用人单位等人通过座谈,征求人才培育计划的修订稿,就电子信息工程专业人才培育计划前后共修订6次之多。2015年10月31日,学校利用在本校承办《湖南省电子信息技术研究会学术年会》的机会,请国防科技大学、湖南大学、中南大学、湘潭大学等相关兄弟院校把脉电子信息工程专业人才培养方案。(2)课程教学内容的调整、新增、删除。教学内容调整:《智能电子系统设计》课程名改为《电子综合设计》(主要讲解经典硬件电路设计与制作)和《智能电子系统软件设计》(主要讲解针对电子系统的程序设计与编写)两门课程,课时由纯理论64课时改为理论32+24课时、实验32+16课时。理由:加强实践环节,提高实践能力。新增课程:《电磁场与电磁波》《信息论》。原因:教育部要求的专业核心课程。智能机器人方向增加了《PLC原理与应用》《机器人学》,删除《数字图像处理》和《电子测量技术》课程。理由:根据专业调研和已毕业学生反馈的就业市场需求。
2.注重电子信息类行业需求,密切结合地方经济建设
学校在现有的基础上,继续开发校企合作项目,密切联系地方经济建设,注重将课程教学和实践实训环节移步至企业一线,加强学生的动手操作和适应社会需求的能力。为适应社会企事业单位对电子信息类专业人才的需求,学校从一开始的人才培养方案和课程设置方面予以考虑,设定相应的课程与学分。相关措施还包括邀请地方企事业单位的专家参与人才培养方案的修订与论证,尤其是根据当前企事业单位生产、服务的需要,学校结合生产一线技术与流程建构、技术技能体系的具体要求,将企事业单位的行业内课程设置进入人才培养方案,结合当前发展的前沿与技术革新,结合学生的兴趣与发展方向,选修行业内课程。
二、地方本科高校电子信息类专业复合型
1.工程技术人才培养管理改革的策略设计
笔者所在学校坚持国家需求导向、服务地方经济的教育理念,结合地方本科高校转型发展的要求,紧紧围绕创新驱动发展、中国制造2025、“互联网+”、大众创业万众创新等国家重大战略,建立有地方、行业、用人单位参与的专业综合改革指导委员会制度,树立教学内容与工作内容相结合、教学过程与工作过程相结合的“工学结合、知行合一”人才培养模式观,重点进行优化人才培养方案、改革专业课程体系、加强教师教学能力建设等内容的改革。学校打造以提升学生实践能力为导向的产教一体化机制,与培养人的育人模式相和谐,实现专业链与产业链、课程内容与职业标准、教学过程与生产过程对接。学校充分挖掘学生的学习主动性,推行把学生作轴心的合作型、启发型、参与型教学,一步一步推广学生主动选课的空间。学校以企业技术创新课题当作人才培育的首要平台,以行业企业的当务急需成为毕业论文选题的源泉,广泛推进案例式教学、项目式教学。学校全面使用现代信息技术,充分推行教改,通过校校合作、校企合作联合开发在线开放课程。学校凭借专业管理建设试验点的改革,促进本校电子信息工程专业的办学特点愈加有特色,期望在国内外同类学校里喷发推介力与榜样力。具体如下:(1)学校成立“校企用”专业综合改革委员会,全程参与人才培养方案的制定、教育、评价过程,将社会人才需求跟踪和毕业生质量跟踪常态化、制度化。(2)全面创新人才培养模式学校探索“以人才培养为中心,以掌握专业核心课程群知识结构为基础,以实践性教学为主线”的“三元”互动的人才培养方案,采用学校与行业联合培养,教学、生产、科研三方面紧密结合的人才培养模式;构建深化学校与行业合作进行学生工程实践锻炼,细化实践教学环节完成学生工程能力培养,优化科技创新环境,以此形成“三化”相连的实践教学体系,实践教学的学分(学时)比例大于30%。(3)大力改进教学方法手段学校强化师生双向交流,培养学生自主学习能力和良好的学习研究习惯,开设多种形式的讨论课。学校利用已有的数字化校园平台,充分发挥现代信息技术在教育教学中的作用,促进教学效果的提升。学校积极开展学校与行业共建的“多维课堂”。学校整合课程内容、优化实践教学内容,加强实验实训实习基地建设,强化现代信息技术与教学方法的融合,讨论课总学时达120学时以上,形成一种以培养应用型技术技能型人才为目标的“4112”人才培养新模式。
2.采用培养与引进并举、专职与兼职并存、教学与科研并立的方式
改革教师配置,调整教师聘任机制与评议方法,踊跃调进行业一致认可的专业能才,聘用企业出色的专技人才、高管才俊与高技才俊当专业发展的领路人、专兼职教师笔者所在学校加强学科带头人和专业带头人建设,发挥其在学科专业建设中的方向引领作用,努力建成一支符合“三并”原则的“双师双能型”师资队伍,使电子信息工程专业专职教师中具有高级职称和具有博士学位教师比例达到50%以上,具有工程背景的老师比例达到60%以上。学校聘任9~10人以上的企业高水平工程技术人员作为本专业兼职教师,每年为学生开设工程实践类型课程,专心打造在省内学校具备些许号召力的教育团体,培育1至2个在省内电子信息工程范畴拥有较高认可度的学科领路人,3至4个取得博士学位的中青年教研核心人。
3.夯实制度设计,不断完善校、院、教研室三级教学管理
与质量监控体系,不断规范日常教学管理制度,形成健全的教学管理和教学质量监控笔者所在学校坚持“以学生为本、为学生服务、对学生负责”的工作理念,构建“学校督导检查、教务处质量监控与评价中心日常检查、学院教学检查(教务秘书、学生辅导员)的日常检查、学生信息员的检查、随机教学检查和教学专项检查”六位一体的教学管理和质量监控体系。4.通过政府引导与经费支持、校企实验班、校企联合实验室和实验班等方式,重点建设一批能有效培养学生工程实践能力和创新能力的实践教学平台与基地笔者所在学校对专业实验室进行整合,最大限度地优化实验室资源配置;抓好校内电子信息工程综合实训平台建设;加强校企合作,建立一批由企业主导、教师参与的校外实习、实训基地。学校创建一种“政用校企产学研”的协同育人机制,建设开放的电子信息工程专业综合实验室,建设一批一流的校企人才培养平台和实践教学基地。
5.通过组织学生参加国际行业认证考试、学生就业拓展到
国际市场、引进海外名师授课、引进国际学术前沿课程和教材,实现教育国际化。学校努力建设并形成一种对接国标、国际专业认证的地方高校国际化专业建设范例。
6.对接地方经济产业转型,建立协同职业培养机制,强化职业综合素养
当前,地方本科院校正面临转型期,经济与产业结构的调整、转型方向的变革无疑是促进产业间流转与产业内升级的一大策略。地方本科院校应突出“地方性”特点,根据其地方性特质,密切注重地方经济社会发展的需要,实现地方经济发展与地方本科院校人才培养的“双赢”机制。
三、笔者所在学校的电子信息工程专业复合型
1.工程技术人才培养机制实践
(1)确定培养目标,构建“工学结合”“产学结合”的“4112”人才培养新模式人才培养目标的确定,学校应充分考虑国家与地方发展战略以及区域经济发展,充分考虑学校办学条件与特色。学校应该走访行业内相关企事业单位,了解社会对电子信息工程人才的专业知识、技能等的实际需求,按照普通高等院校对本科生培养“厚基础、宽口径”的基本要求,以培养应用型、创新型人才为目的,以学生为本,注重创新精神和实践能力培养,促进学生德智体美劳全面协调发展。笔者所在学校以原来专业设计为根基,按照新时期电子信息工程专业教育要求,构建“工学结合”“产学结合”的“4112”人才培养模式,提高学生的专业质量和就业水平。在大学教育的前4个学期,学校进行素质教育和必需的专业基础知识教育,第5个学期分专业方向进行专业知识教育,第6个学期开始与企业展开深度合作,第7、8个学期学生到合作企业进行顶岗实习或项目实训。其中最后1学期的毕业论文或毕业设计对大部分学生来说,可以作为企业项目实训的延伸。在新的人才培养模式中,学校实施“考证结合”的“双证制”。在人才培养过程中,学校按卓越人才培养计划的要求,做到“两个渗透”。
2.采用培养与引进并举、专职与兼职并存、教学与科研并立的方式,建成一支“双师双能型”师资队伍
(1)加强师资队伍培养笔者所在学校对青年教师实施“助教—导师”制度,在教研能力等方面加大培养和训练力度,使他们尽快成熟,以促进教学质量的提高。学校支持教师攻读学位,参加学术会议、国内访学、外单位进修等,重视“双师双能型”教师的培养。(2)加大人才引进力度在完善师资队伍学历、职称等梯队结构的基础上,笔者所在学校充分考虑专业教学团队建设与学科团队建设,与学校人事部门协调,引进数量充足的、高质量、高层次师资队伍。(3)实行教学人才队伍的校校合作与校企合作学校对一些专业核心课程或实践性强的课程,在找不到本校合适的教师的情况下,开展校校合作与校企合作,特别是核心的实践性教学环节,尽量做到有合作企业技术人员作为兼职教师参与。
3.打造用“多维课堂”,丰富教学模式
笔者所在学校踊跃探究电子信息工程应用类才俊的培育模式,建设实习、生产、论坛、合作、模拟等多彩别致、规模丰富、分合协调的“多维课堂”,形成丰富多彩的教学模式。(1)学术前沿的论坛课堂针对电子信息的热点问题,《电子信息工程导论》课的一种创新形式是专题讲坛,由学校教师同行业兼职教师所采取的探讨式教育方略,和学子一起探究专业热点问题。(2)真题亦真作的生产课堂“毕业式实习”课需要学校与企业的生产课题相联系。学校要把学生带进企业的生产基地,开展“参与型”教学模式,深入生产一线,与企业工程师一起探究现实疑问。(3)由专家评议的模拟教室“课程设计”课常使用“真题而假作”,使用“集体式评议”教模式。学校教师、行业兼职教师或专家团体对学生开展模拟评议。(4)携手努力,协同创新《电子全面设计》课与生产目标“真题亦真作”的结合,采取“合作型”教育模式。人人参与,公共材料共用。教师与学生依据多重而全面的评议完结一个优秀预案以成就生产硕果,齐心协力成就初评预案或者正规成品,团结一致成就一套合适而简便的设计成品并参与答疑辨析。
4.强化实践,突出应用,创建“政用校企产学研”的协同育人机制
笔者所在学校通过高校服务地方经济、校企联合实验室和实验班等方式,创建一种“政用校企产学研”的协同育人机制,打造一流的实践教学平台和实践教育系统,充分提升学生的创造技能与工程践能。学校建设校外高质稳定的实习实训基地,以企业的实际工程项目作为实习与实训内容,建设省级产学研基地,以学生学习、科研、生产的全过程参与,提高学生的学习、应用、创新能力。
5.创新教学管理,完善教学质量监控,构建一套全过程、立体化的“多位一体”教学管理和质量监控体系
(1)教学计划的安排要与新的人才培养模式相适应近年来,电子信息工程行业快速发展,电子信息工程专业领域新技术层出不穷,该专业本科教育出现学科内容膨胀快、课程门数增长快、总课时反弹快的“三快”现象,这不符合应用型人才的培养理念。所以,教学管理改革需要修改教学计划,整合课程内容,削减课堂教学学时,以与“4112”人才培养新模式相适应。(2)提高对教育进程的管制工作学校采用“4112”人才培养新模式,学生在课堂之外的开放性学习环节大大增加,因此教管尤为重要。学校加强教管工作,有利于学校尽快找到教学的不足之处,且马上予以修正,能规避教学的偏差。学校依据多种途径掌握教育情势,收集各方建言,以此推动教育工作的创新,促进教育工作取得实际成效。(3)对教育质量监控系统的改善“4112”人才培养新模式的教育质量监控系统首要改善的是对教师教育的调查与考核策略。因为,校外教学环节增多,如果教师不认真组织教学,许多实践环节会流于形式,新人才培养目标的实现就成为一句空话。(4)建立一种符合专业特点的评价考核机制传统的卷面考试形式已与“4112”新人才培养模式不相称,学校需要改变单一的“一考定乾坤”和“分数定高低”的现象。根据专业特点,学校采用“ETSR”(即考试、测试、仿真和答辩)和专业认证相结合的方式,对学生的课程和实践环节进行评测。根据学生参加各类学科竞赛的获奖成绩,给予其一定的学分。笔者所在学校电子信息工程专业复合型工程技术人才综合改革实践证明,该培养机制是行得通的,能解决课程建设系统改革的问题,提升人才培育的质量,有利于电子信息类专业的学生在电子设计比赛上赢得优异成绩。学校依据采取“4112”人才培养新模式培养学生,提升了他们的践履能力与创新水平,促进了学校同企业的彼此认识,加强了实习基地建设,便于产学研一条龙式的实施运行,推进了双方在产学研诸多内容上的综合协作。该路径有不足之处,如某些课程在具体实施时如何取舍、课时设置的量、先后怎样设置等。它们需要在以后的教育工作中不断改善,使该路径日益合理、科学。
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