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(一)
要想使此實踐教學環節達到目標和效果,必須合理安排教學步驟,使教學方式得到實現。
1.1精選題目
對于課程設計的題目,需要指導教師精心選擇,要使題目具有一定的實用價值。題目不宜太難太偏,學生能夠利用所學的理論知識,通過查資料拓寬知識面后解決,這樣既能激發學生的創作激情,又不因難度過大挫傷其積極性。
1.2以工程項目的方式下達任務書
題目以工程項目的方式給學生下達任務書,即教師要對每一個設計題目僅提出功能要求、使用條件及技術指標,不給學生具體電路設計的限制,這樣可以給學生一個充分發揮的空間,如表1所示。整個過程讓學生來做項目負責人,這對學生來說既新穎又極具誘惑性,從而也激發學生學好這門重要基礎課的興趣。在布置設計任務時,要結合工程項目的特點,既要培養學生個人能力,又要培養團隊的合作精神,所以要求3人一組,一組一題,選出一個組長全權負責項目的進行。
1.3合理安排設計時間
在整個課程設計周,每天按8學時進行,每個小組要對自己的設計方案論證后進行器件的參數計算、用虛擬儀器仿真結果并對器件參數加以優化、對器件進行選型、焊接組裝調試、答辯及書寫實習報告。這個過程中,任務重學時緊,所以要合理安排時間來完成設計任務。具體學時安排可參考表2的方式進行。
1.4成績評定方法
成績是對學生勞動成果的一種肯定,其評定方法直接影響到學生的積極性。所以,在整個設計過程中,指導教師要全面了解每個學生的表現,給他們一個合理的成績。在成績評定時既要考慮到他們設計過程中的積極性、所選方案的合理性、仿真階段的表現和最后硬件調試階段的認真程度和完成指標的高低結果,還要參考設計報告的質量。此外,對有所創新的學生,應適當酌情加分。綜合以上分析,成績的具體評分方法為出勤占10%,理論正確性和設計創新性占30%,仿真驗證及硬件組裝調試表現和質量占40%,設計報告書寫規范性占20%。成績評定方法在設計開始時就明確地告知學生,使其對學生認真設計起到引導作用。
2.實施效果
利用電子工程的設計思路,采用“虛實結合,軟硬兼施”的方法,使學生既熟悉了企業中的電子工程的設計思路及“模塊化”的先進設計方法,也掌握了電子工程開發中必不可少的軟件仿真技術,又鍛煉了動手解決問題的能力,所以,在這個實踐環節,充分培養了學生用科學思路解決實際問題的能力,也會激發學生的創作熱情。我院測控專業2009級利用這種教學方式進行了教學實踐,學生在設計過程中熱情高漲,常達到廢寢忘食的程度,好像真正成了企業的一名工程設計人員,而最后面對自己的勞動成果,感言這個實踐環節不但加強了對理論知識的理解,也懂得了怎樣將理論知識轉化為實際生產力。由于在電子技術課程設計時打下良好的基礎,本年級的學生取得參加全省電子設計大賽獲得二等獎,參加全校電子設計大賽獲得一等獎的佳績。
3.結語
在追求經濟效果為先的今天,企業希望學生畢業之后很快能夠上崗,這就需要學生在大學時培養一定的實踐能力,本文提出“結合工程方式,軟硬兼施”的教學方式,使學生掌握了實際電子工程的設計方法和思路,應用計算機和仿真手段對電子電路進行設計,并通過硬件調試進一步鍛煉了學生對實際工程的分析及設計能力,為后面專業課的學習和走上工作崗位打下了堅實的基礎。
作者:王宗省 孟秀芝 單位:山東科技大學機械電子工程學院
(二)
1課程改革的必要性
(1)設計題目偏少
電子技術課程設計在本校2006級電類專業中首次展開教學。最初,該課程的實驗講義中只包含兩個題目:超外差式調幅收音機安裝與調試與聲控“燈流”控制電路制作,內容單一,無可選擇性。實施3年后改為四個題目:超外差式調幅收音機安裝與調試(必選)、8路智力競賽搶答器的設計、邏輯信號電平測試器的設計和樓道觸摸延時開關(三選一)的設計。相對而言,設計題目類型還是偏少,內容相對陳舊,學生可選擇的范圍也不大,導致部分學生的對本門課程學習的積極性不高。
(2)教學方法單一
本門課程的設置時間為一周,時間較短,為了在較短的時間讓學生完成設計任務,教師總是詳細講解并指定相應的資料,將學生限制在指定的范圍和實驗元件內,不利于培養出具有競爭意識和創新能力。且在實驗講義中,編寫教師對設計題目的電路實現方案編寫的較細,學生可發揮的空間較小,導致部分學生不會自己獨立思考,直接采用設計提示電路,或者直接抄襲其他學生的設計方案,不能更好地調動學生獨立設計的積極性。
(3)成績評定體系不夠完善
在成績評定時,往往根據調試結果以及撰寫的設計報告給出成績,學生在設計、制作、調試過程中遇到的問題以及解決方案等具體實施過程沒有體現出來,評定的標準不能具體量化,不能很好的反應學生的在本門課程中的收獲和真實水平。
2課程改革的方法
(1)豐富設計題目
設置合適的設計題目是提高本課程設計教學效果的關鍵。隨著電子技術的迅速發展,新器件不斷涌現,將其與課程教學緊緊結合,才能跟上時代的步伐。因此,根據學生的實際情況,使設計課題的內容要具有綜合性、實用性、先進性。首先,本設計課程講義中為學生提供了10個設計題目,使學生具有較大的選擇空間;并且題目具有基本功能和擴展功能,從而滿足具有不同實踐能力的同學的要求。其次,設計內容要具有先進性,與現有的能夠實現該設計的新器件相結合,設計并完成實用性較強的小的電子系統,具有相當的使用價值。再次,設計題目要新穎有趣,從而增強學生的學習積極性。最后,要求每個設計題目都能夠體現前期課程中的知識點,比如:鞏固電路分析基礎中的分壓電路、電容元件特性、變壓器工作原理等;模擬電子技術課程中的基本共射、共基放大電路、功率放大器、比較器電路,波形發生電路等;數字電路中各種邏輯門電路、顯示譯碼器、數據選擇/分配器、觸發器、寄存器、計數器、555電路和蜂鳴報警電路的應用等。課程設計講義中,針對每個設計題目,以系統框圖形式給出2~3個總體設計參考方案,以高集成芯片為核心,由中規模集成電路構成各單元電路,然后組合出系統的設計方案。
(2)采用先進的教學方法,合理安排教學進度
電子技術課程設計的一般安排在大二下學期第17周進行集中教學,已完成數字電子技術課程的教學工作。根據我系多年的實踐,通常情況下擔任該課程的每個班級的任課教師之一為擔任數字電子技術教學工作的教師,這樣的教學設計模式更有利較好的開展工作。前期工作:擔任數字電子技術的任課教師可提前兩周布置課程設計的教學任務,在這期間,完成學生的分組,兩人一組自愿組合,提供課程設計題目供學生自行選擇。學生選定題目后根據講義中題目的設計要求和參數自行安排時間去查閱相關資料,完成電路的初步設計。課程設計第一階段,教師講解Multisim仿真軟件;學生完成設計電路的仿真,并遞交設計方案,設計方案包括電路方框圖、詳細的電路原理圖、電路工作原理的說明和元器件清單;教師將元件清單匯總,實驗室盡快完成元器件的提供。學生通過Multisim軟件的仿真可以發現設計中存在一些的問題,進一步改善設計方案,同時增強了學生學習的興趣和對理論知識的理解,學生掌握了電子仿真軟件的使用方法,為以后的課程學習打下基礎。第二階段,完成Protel軟件的學習,安排學生的練習,完成電路原理圖和PCB板繪制,并且完成PCB的制作。實踐表明:學生通過對電路布局、布線、電路板的制作過程增強了對電子系統的工程制作過程的認識。第三階段,學生完成元器件的焊接及整個系統的聯調,測試技術指標。教師要指導學生較好的完成元器件由低到高,分模塊的焊接。確認安裝無誤后進行通電調試,在調試階段,采用由前至后的順序,從輸入端開始逐模塊調試。若存在故障,應該分模塊檢查,從大到小的范圍進行排查,最終找到故障的確切地點并加以解決。此過程中應注重啟發學生,自己分析查找地點,找到解決的方法。學生通過對電路的調試可加深對電路工作原理的認識,學會調試、檢查電路的方法。要求學生在測量完成技術指標后與理論結果進行分析比較,進一步了解了電子電路學習過程中理論與實踐的區別。通過課程設計為學生提供鍛煉的平臺,提高了學生的理論與實踐能力。第四階段,完成并提交設計報告。設計報告包括一下部分:一、系統方案論證;二、各單元電路詳細設計;三、電路的仿真及仿真結果;四、調試中出現的問題及解決方法;五、系統測試結果;六、心得體會。設計報告是對一周設計全過程的總結,學生嚴格按規定的格式進行書寫。通過對設計報告的撰寫可提高學生的表達、論證能力、科技寫作能力等基本素質,為后續課程設計報告及畢業論文的撰寫打下基礎。
(3)完善成績評定體系
從電子技術課程設計這門課程的設置目的出發建立成績評定體系:①題目設計方案合理性、正確性;②Multisim、Protel軟件的掌握程度;③元件安裝、焊接效果;④電路調試結果及回答問題的情況;⑤課程設計報告撰寫。在進行成績評定時,注重調試效果正確的同時,應強調整個設計實施的整體情況,若部分同學的設計電路調試結果不盡如人意,只要學生能找出其中的原因,并提出相應的方法進行改進,仍可獲得不錯的成績。另外,注重學生是否已掌握設計方法、制作工藝、儀器使用、調試方法、論文撰寫等不同的環節,即使同組同學根據不同的表現也可給出不同的成績。
3課程改革的效果
通過本門課程的教學改革,豐富設計題目,且與實際聯系,調動了學生的學習熱情,培養了學生對設計性實驗的興趣。合理安排教學環節,學生自主查找資料,完成電路方框圖、電路原理圖,對電路系統進行安裝、焊接、調試、檢查解除故障、測試參數,并掌握了相關軟件的應用,充分發揮了主動性和創造性,提高了電子電路中分析和解決各種問題的能力。較為完善的課程成績評價體系也較好的保證了課程設計的教學質量。本門課程是學生進行的第一個專業基礎課程的課程設計,通過后續的課程學習,學生的綜合設計能力不斷提高。在近四年中,我系學生積極參加全國大學生電子設計大賽及福建省大學生電子設計大賽,獲得多項佳績:其中全國賽一等獎1項、二等獎5項、三等獎6項、省賽一等獎11項、二等獎13項、三等獎15項、優秀參賽獎多項;有13項福建省大學生創新實驗項目立項。
作者:賈俊榮 單位:閩江學院物理學與電子信息工程系
(三)
1電子技術課程設計的目的與要求
電子技術課程設計目的是[7]:通過設計與制作一個小型電子電路,使學生加深對模擬電子技術和數字電子技術等課程所學理論知識的理解和掌握,初步掌握使用常用電子元件和中小規模集成電路實現電子系統的設計步驟和方法,積累電子電路調試方法和經驗,培養學生的工程意識,提高學生對所學專業的認識和理解,激發學生學習專業和從事專業工作的興趣和自信心,從而為學生學好后續專業理論課程和完成好后續實踐教學環節打下良好基礎。通過電子技術課程設計,培養學生嚴肅認真的工作作風和嚴謹的、實事求是的科學態度,使學生得到一次系統的工程實踐綜合性訓練。通過電子技術課程設計應達到如下基本要求:(1)熟悉常用電子器件的類型、特性、參數等,掌握合理選用電子元器件的原則;(2)掌握專業文獻資料的檢索方法;(3)熟練應用現代EDA軟件設計、分析、仿真電子電路;(4)熟悉PCB的制作工藝與流程;(5)掌握基本的電子電路的安裝與調試、測試技能;(6)學會撰寫規范的課程設計報告。
2電子技術課程設計實施過程中存在的不足
目前,電子技術課程設計的普遍要求是在內容上具有綜合性、設計性、實用性,形式上具有開放式、多樣式、自主性。即希望學生以個人或小組自主選題、自主設計、自主完成制作調試等各主要環節。但從實際運行過程與教學效果看,存在許多不盡人意的地方。1)要求偏高。首先,當代大學生主要以獨生子女為主,生活條件較優越,吃苦精神不足,且當代大學生所面對來自各方面的誘惑和壓力更大更多,如互聯網、網絡游戲、演藝明星、體育明星、交友、創業就業等。因此,總體來說,當代大學生較擴招之前投入在文化課學習的時間和精力要少得多,對專業基礎理論的掌握相對薄弱,吃苦精神不足。其次,隨著中國高等教育從精英教育過渡到大眾化教育,地方院校的生源素質普遍下降,學生的學習能力和對知識的綜合應用能力普遍不足,同時隨著電子技術的快速發展,新的電子器件、系統設計手段不斷出現,完成課程設計的難度越來越大。再次,電子應用系統設計本身對專業素質要求較高,既要求有扎實的專業理論,還要求有豐富的工程實踐經驗。因此,在學生剛學完模擬電子技術和數字電子技術兩門理論課,首次接觸工程設計,就希望能獨立自主命題并完成設計,這個要求顯然過高。2)組織不到位。從教學效果看,由一個理論課教師負責一個班電子技術課程設計指導任務,很難實現嚴格的過程管理。由于對學生提出了超越能力的教學要求,致使大多學生不知所措,無從下手。結果只有盡其所能,到處求助。大多數學生的題目、方案、電路不是自己設計的,而是通過網絡、圖書、甚至其它高校的同學找來的。任務完成了,但很多學生對自己作品的工作原理都沒有完全搞清楚。3)工作量不易控制。在學生自主選題自主設計的模式下,很難達到綜合性的要求。學生完成的作品電路規模大小、設計難度、涉及專業知識面相差較大。即使在教師命題學生選題的情況下,普遍是偏數字多,偏模擬少。4)教學效果不理想。由于對學生的要求普遍超出了學生的能力,指導不到位,導致部分學生無法掌握課程設計過程的各個環節,任務完成后,難以獲得成功的喜悅,不但沒有因課程設計激發出學習專業的興趣,反而會大大挫傷學習的積極性和自信心。
3“臨摹”式電子技術課程設計新模式
針對課程設計過程中存在的上述問題,針對我校學生的實際能力,作者經過多年的探索與實踐,提出了“臨摹”式課程設計模式。經過幾屆學生的教學運行,表明能夠取得較好的教學效果。所謂“臨摹”式課程設計模式,就是采用與美術專業學生通過臨摹學習繪畫相類似的模式。其基本做法是由教師設計一批課程設計題目,并編寫完整的課程設計指導書印發給學生。在指導書中,每個題目都給出完整的設計任務、設計電路,并講解電路工作原理、設計步驟、電路指標的計算方法和元器件參數的計算與取值方法。可留少部分元件讓學生自己計算取值。學生課程設計的任務是從指導書中自選一個題目,通過閱讀指導書,弄懂電路原理,并按設計步驟和計算方法重復一遍設計過程。應用Multisim軟件對電路仿真,應用Protel軟件繪制電路原理圖和設計PCB圖。最后完成PCB制作和電路安裝與調試,按指導書具體要求對電路進行實驗測試,編寫設計報告。由于有完整詳盡的課程設計指導書,保證了每個學生都可以通過指導書獨立完成課程設計的全過程。盡管不是學生自己獨立完成課題設計,但當每個學生完成自己第一個較復雜的專業作品時,還是非常喜悅和興奮。盡管擁有現成的電路原理圖,由于是第一次進行工程實踐,在制作過程中因粗心或工藝水平低,可能會出各種各樣的差錯,如原理圖繪制錯誤或PCB設計錯誤或安裝焊接錯誤,導致作品不能正常工作。從幾屆課程設計實際運行過程看,絕大部分同學安裝焊接完成后的作品都會存在這樣或那樣的故障。正是通過應用理論知識分析、查找、排除這些故障,大大提高了學生的專業實踐技能,培養了學生的工程意識。
4“臨摹”式電子技術課程設計命題要求
1)題目設計應具有實用性和趣味性。給定設計任務或電路的功能應與學生所熟悉的生活、生產、學習等有關,以引起學生的制作興趣。2)題目設計應具有綜合性,盡量能涵蓋較寬的有關模電與數電知識范圍。3)指導書中的設計理念、設計方法和器件選用要注意吸收新器件、新方法以及典型電路組合應用,以開闊學生的視野,激發學生對專業學習的興趣。4)每個題目要根據具體的訓練目標提出相應的實驗研究和設計報告內容要求。5)各題目的電路規模應相對偏大一些,且設計工作量盡量相近。目前,我們編寫的電子技術課程設計指導書中的題目有簡易函數發生器、雙音門鈴、單步/連續可逆不循環一位十進制計數器、標準三角波產生電路、三路/一路模擬信號選擇輸出電路、紅外線感應自動門控制電路、數顯占空比矩形波信號發生器、八路競賽搶答器和和自動量程三位半數字電壓表等。所涉及集成電路有運放、模擬開關、定時器、D/A和A/D轉換器、鎖相環和各種中小規模數字集成芯片等。如單步/連續可逆不循環一位十進制計數器[8]的設計要求為:(1)具有單步和連續可逆不循環一位十進制計數器顯示功能,由一個加/減控制開關切換加法與減法計數方式,由一個按鍵控制單步/連續計數方式。(2)當點擊按鍵時,計數器以單步方式計數,當按住按鍵時間持續超過2s時,計數器自動進入連續計數方式,速率應以人能夠分辨出顯示數字為限。該電路工作方式類似于電視機的音量、彩色和亮度控制方式。
5“臨摹”式電子技術課程設計的教學實施
為了使課程設計教學環節達到預期效果,我們在教學組織過程中采取了如下措施:1)將教學時間安排在大二暑假短學期進行,有利于安排更多教師參與指導,并且實行教師全時間管理和指導。2)將教學班級同學分組,每組同學設計制作同一課題,每組安排一名指導教師。每個教師只需要準備一個課題,有利于提高指導質量。3)每組同學都安排有指定實驗室場地,要求學生按照正常教學作息時間到指定場地進行設計與制作。4)指導教師制定課程設計工作進度計劃,每個教學單元時間都進行考勤登記。學生每完成一個步驟(步驟分設計計算列寫元器件清單、繪制原理圖、設計PCB圖、制作PCB板、安裝與焊接、調試及電路參數測試、設計報告撰寫等)都要交指導教師檢查登記。課程設計成績由考勤、現場工作態度、每個步驟完成質量情況等按比例構成。像上理論課一樣將學生集中在指定場所完成課程設計,有利于指導教師管理和指導,有利于教學時間充分利用,能保證所有同學按時完成任務。更重要的是有利于師生之間,同學之間相互交流和相互學習。如在Protel等軟件應用方面,主要是通過同學間的相互討論和幫助。特別是進入電路調試階段,討論會更加激烈。分析、查找、排除故障是提高專業理論知識綜合運用能力和工程實踐技能的最重要環節。集中教學、集體討論、相互幫助大大增加了每個同學分析和解決實際問題的機會,從而極大地提高了課程設計的教學效果。
6結語
我們從08級開始采用“臨摹”式電子技術課程設計新模式,到目前已進行了3屆。由于指導書內容詳盡,組織管理嚴格,教師指導到位,保證所有學生能夠按教學要求完成任務。課程設計結束后,許多學生還利用課余時間自主完成了多個指導書中其它設計項目。從學生大三末專業課課程設計、大四畢業設計和學科競賽表現看,專業技能訓練效果明顯。正像同學們說的,大二開始學專業課時,覺得電子技術非常神秘,非常抽象,很難理解。不知道自己在學什么,學完后能干什么,經過電子技術課程設計后,逐漸開始有感覺了,發現用自己所學知識可以做許多有趣的東西,聽課看書也不再那么抽象難懂了,文化課成績也開始提高了。提高課程設計教學效果的關鍵是命題和組織實施。增加命題數量,提高命題質量,研究改進組織管理措施將是我們長期努力的方向。
作者:黃曉艷 趙小杰 樊樓英 單位:麗水學院工學院
(四)
一、傳統課程設計中存在的主要問題
1.課程設計的題目少,內容單一、陳舊
以前,課程設計只有一個題目而且年年如此,后來改為三個,但還是太少,內容也陳舊,學生根據自己的興趣愛好可選擇的題目不多,致使學生的設計積極性不高。由于老師對設計任務給的太細,學生可發揮的空間就小,在進行預設計時難免會有學生相互抄襲的現象,不能更好地調動學生設計的積極性。
2.教學形式呆板
過去擔心學生受能力的限制在規定時間內完不成設計任務,所以在課程設計開始教師總是詳細講解,并且給出具體的設計資料,將學生限制在教師指定的范圍和指定的器件內,結果在同一個課題上學生給出了相同的設計方案,不利于發揮學生的主觀能動性。
3.成績的評定缺乏規范性
建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵。以往的評定方法只看做出試驗結果的快慢和課程設計報告的內容,不顧過程,其弊端是教師的主觀性較大,評定的標準不能具體量化,很難真正反映學生的真實水平。
二、改革的方法
1.設計題目及內容的改革
對于“電子技術課程設計”題目的選擇尤為重要。首先,設計的題目要夠多,這樣學生的可選擇性才夠大;其次,設計內容要新穎有趣,有一定的使用價值,每個題目都可以鞏固學習電子技術課程重要的知識點,比如:電壓超限報警電路的設計可鞏固學習比較器和555電路以及各種邏輯門的使用;編碼電子鎖的設計可鞏固學習觸發器和門電路;多路數據巡回檢測電路會用到包括寄存器、計數器、數據選擇器和數據分配器等多個中等規模集成電路的內容;廣告燈控制電路包括了可逆計數、逐位顯示和蜂鳴報警電路等單元部分,會用到顯示譯碼器、計數器和555電路等電子知識。指導教師在告訴學生設計題目的同時還要把實驗室的現有資源給學生講清楚,學生可在這些限定的條件下進行設計,比如:實驗室可提供的觸發器只有D觸發器,邏輯門只有與非門。這樣,學生在設計過程中用到其他的觸發器和邏輯門時可以相應地改成實驗室已有的器件。這就要求他們要熟練地掌握課本上的理論知識,能夠隨機應變。當然如果實驗室確實無法提供器件,也要鼓勵學生自己去購買,這使得他們熟悉了更多新型電子器件的規格和功能,提高他們親歷親為的能力和學習興趣。
2.預設計方案的確立
進行預設計時要鼓勵學生用模塊化的分析和設計方法進行設計。學生通過查閱資料,根據設計要求自行確定實施方案,給學生提供更大的自主權,使學生能夠相對獨立地進行實踐,充分揚其所長。由于學生受到知識面的限制和其他主、客觀原因的影響,初步的設計方案難免存在遺漏和錯誤,教師要對學生的設計進行把關,保證他們的設計能實現基本功能。同時,也可通過集體答疑的方式組織學生公開講解設計方案,讓學生互找問題、討論解決方法,從而達到優化設計方案的目的。這些方法增強了教學的互動性,同時也為學生提供了充分發揮個人能力的空間,調動了學生們學習和創作的積極性。初步的設計方案確定以后就要進行仿真實驗。Multisim是非常適合模擬/數字電路仿真的軟件,它提供了大量的仿真元件模型,且儀器儀表種類之多是很多電子實驗室無法比擬的。通過Multisim進行功能仿真可以發現一些設計中存在的問題,進一步優化設計方案,同時增強了學生學習的興趣,加深了學生對理論知識的理解,提高了學生的實踐能力,也使學生掌握了電子仿真軟件的使用方法,為后續課程學習打下良好基礎。最后,學生把初步的設計方案上升到理論的高度,寫出一份詳細的預設計報告,包括設計題目、設計任務、總體方案的設計、單元電路的設計、元器件的選擇與參數計算,畫出總體電路圖,列出所用元器件的詳細列表和參考文獻。這樣,做到設計思路清晰明了,為后面的安裝調試做好充分的準備。
3.安裝調試
按照自己的設計方案進行安裝調試,是學生非常期待也是最能得到滿足感的一個環節。按照預設計報告中元器件列表領取器件,然后分模塊進行安裝。在這個環節指導教師要引導學生注意整體布局的美觀、規范,比如:電源線和地線要分開,各成一列,并分別用不同顏色的導線進行區分。在確定安裝無誤的情況下進行通電調試。在調試階段,有些學生只要發現實驗結果不對就手忙腳亂無從下手,指導教師要引導學生從信號輸入的一端開始逐個模塊進行調試,排除故障的方法要從大范圍到小范圍,最終找到故障的確切地點。在調試過程中要啟發學生自己查找、分析原因,找到解決的方法。通過調試使學生加深對電路工作原理的理解,學會調試電路查找故障的方法。調試完畢后,不要馬上拆線交給老師完事,指導老師要鼓勵學生用調試好的電路做實驗,例如:可以對單元電路的輸出進行實際的測算,并跟理論分析結果進行比較,進一步理解電路的特性。這樣做可以通過課程設計為學生提供鍛煉的平臺,提高學生的實踐能力和學習積極性。
4.撰寫總結報告
總結報告是學生對課程設計全過程的系統總結,不能等同于平時的實驗報告,因此,學生應按規定的格式進行書寫。總結報告的圖紙要規范,所有圖紙都按工程設計標準嚴格要求。這樣可提高學生的方案表達能力、工程制圖能力和科技寫作能力等基本綜合素質,為畢業論文的書寫打下基礎。
5.建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵
在注重結論正確的同時,應該強調整個設計方案實施的全過程。成績評定包含五個部分:一是預設計方案的正確性與合理性及仿真的結果,占總成績的25%;二是實驗動手能力(包括安裝工藝水平、儀器使用、調試過程中分析和解決問題的能力以及創新精神等),占總成績的30%;三是學生的答辯情況,占總成績的10%;四是設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神,占總成績的10%;五是總結報告(包括方案的論證、調試過程中出現的問題及解決方法、數據處理、結果分析、收獲和體會等)占總成績的25%。這樣一種相對完善的成績評定體系使學生在課程設計的任何一個環節都能認真對待,提高了學生學習的積極性和主動性。
三、改革的效果
1.培養了學生對設計性實驗的興趣,增強了學生動手實驗的信心由于設計題目與實際緊密聯系,充分調動了學生的學習熱情和自覺性,學生在獨立完成電路后興奮不已,很多同學對自己設計并調試成功的電路愛不釋手。
2.提高了學生多方面的能力在動手實踐設計過程中,學生們從通過查找資料給出預設計方案到互相配合著進行安裝調試,最終得出實驗結果,每一環節都發揮了他們的主動性和創造性,提高了分析和解決各種問題的能力以及相互合作的能力。
四、結束語
課程設計時間雖短,但在培養學生學習興趣和實踐創新能力方面成果顯著,為了保證電子課程設計順利高效進行,除了老師的正確指導外,還需要先進的實驗室設備和器件的配置,并希望以后能夠建立完善的實驗室開放系統,將專業實踐課程科學合理地進行整合,開設綜合性的大實驗,以達到更好的教學效果。
作者:成開友 單位:鹽城工學院電氣工程學院
(五)
1、教學存在的問題
1.1課程教學內容設置不合理,大多數直接照搬工科類的電子課程設計。一方面導致內容難度較大,學生理解和接受不容易,缺乏發揮醫學院校學生具有較強醫學背景知識的優勢。另一方面不能滿足學生未來工作的需要,未能融入醫療儀器的設計理念和認識。既缺乏趣味性,又不能達到學生專業技能的培養目標。
1.2在教學方法上采用傳統的LBL(lecturebasedlearning,LBL)教學模式[4],以教師課堂講授為主要形式。教師從實驗目的、設計原理到設計方法和步驟進行詳細的講解,學生只是被動地按照教師的講解進行操作和實驗。這種教學模式注重知識的傳授,忽視了該學科實踐操作性強的特點,不利于培養學生實踐動手能力和創新思維,不利于培養學生的工程實踐能力。
1.3我院生物醫學工程專業成立時間較短,實驗室建設還不完善,專業課教師能力有待進一步提高。
2、實踐教學改革思路
2.1依托醫學院校背景,實驗項目“量身定制”。課程設計中題目的選取很重要,需要結合生物醫學工程專業的特點,醫學院學生醫學知識比較扎實;同時又要結合學生的培養目標,需要對醫療儀器的設計有一定的了解。設計的題目與常見的醫學信號,如心電、腦電、心音、心動圖、脈搏波等有關;可以設計電路對醫學信號進行采集處理;同時所選的課題應盡量覆蓋電子技術的主要知識點。既提高學生的興趣和熱情,又能達到生物醫學工程專業復合型人才培養的目標———“醫為工用,工為醫服務”[5]。
2.2采用TBL(Team-basedLearning)教學法
[6]。TBL教學法以團隊為中心,將教師講授和學生討論相結合,既保證學生基礎理論知識的掌握又能更好地培養學生自主學習能力。我院生物醫學工程專業學生人數在30人左右,TBL教學法非常適合小班實驗教學。具體過程是:將學生按4~5人分組,每組選定不同的題目,老師下達項目任務書;學生查閱文獻資料進行課前的預習,課堂討論小組發言,確定設計電路方案,老師總結;學生獨立完成實驗,撰寫實驗報告。實驗過程使學生掌握現代信息資料獲取的方法,培養了電子系統的設計與調試能力,學會撰寫設計報告。
2.3促進開放式實驗室管理模式的建立完善。開放實驗教學目前是高校實驗教學改革的重要內容之一[7,8],這點對電子技術課程設計教學改革也很重要,采取以組為單位對學生開放實驗室管理,可以充分有效地利用實驗室資源。
2.4教師隊伍的建設。一方面通過加派青年教師去醫院進修,了解醫院對人才能力的要求,并將進修學習的內容應用到教學中,兩年時間已有3名教師到昆明解放軍總醫院醫學工程科學習。另一方面加強科研能力培養,以科研來促進教學工作,青年教師返回學校再深造。
3、小結
本文結合生物醫學工程專業特色和電子課程設計實踐性強的特點,采用TBL教學法,以學生為主體教師輔導。結合醫學院校學生的知識結構,量身定制實驗題目。同時,為了更大地提高學生學習的積極性和主動性,鞏固電子技術相關的課程,以組為單位對學生開放實驗室管理。最后提高教師隊伍的建設,以科研促教學。通過對課程設計教學模式的改革和教學條件的逐步完善,全面提高使學生團隊合作能力、創新精神、專業知識基礎和實踐能力等。
作者:鐘麗莎 李佳凌 黃志偉 曹高飛 肖波 單位:瀘州醫學院基礎醫學院生物醫學工程系