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【關(guān)鍵詞】電子設(shè)計(jì);EDA技術(shù);應(yīng)用
前 言:EDA又稱電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,它是電子技術(shù)的發(fā)展潮流,是電子技術(shù)及仿真模擬工作的基礎(chǔ)技術(shù),因此,在電子設(shè)計(jì)中,EDA得到了廣泛的應(yīng)用。
1.EDA技術(shù)概述
在電子設(shè)計(jì)技術(shù)中以可編程邏輯器件在數(shù)字系統(tǒng)中的應(yīng)用為電子設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了極大的靈活性,可編程邏輯器件在軟件編程時(shí)重構(gòu)器件的結(jié)構(gòu)及工作方式,從而大大的提高了設(shè)計(jì)硬件的效率。PLD應(yīng)用的結(jié)構(gòu)原理、下載方式及集成規(guī)模等方面的具體的進(jìn)步都在一定程度上推動(dòng)了現(xiàn)代電子技術(shù)的革命的發(fā)展,它使得傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)過(guò)程等都發(fā)生了改變。隨著PLD技術(shù)的不斷完善及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,EDA技術(shù)開(kāi)始在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中發(fā)光發(fā)熱。EDA技術(shù)在計(jì)算機(jī)上的EDA工具軟件平成設(shè)計(jì)文件時(shí)利用硬件描述語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)邏輯描述。EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)者利用硬件描述語(yǔ)言及電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件等完成對(duì)系統(tǒng)硬件功能的設(shè)計(jì)工作,EDA技術(shù)可以自動(dòng)的完成邏輯編譯、邏輯分割及布局布線等功能從而使電子線路系統(tǒng)功能全部實(shí)現(xiàn)。
2.EDA技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展
隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,EDA技術(shù)也不斷地推動(dòng)著電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)在不斷高度發(fā)展的同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn),產(chǎn)品上市周期越來(lái)越短、成本越來(lái)越低等要求都迫使設(shè)計(jì)者在進(jìn)行電子設(shè)計(jì)時(shí)選用更高效的EDA技術(shù)。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須全面的考慮問(wèn)題,不僅要考慮硬件的物理特性對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)序及功能可靠性等的影響,同時(shí)也要選用合適的設(shè)計(jì)術(shù)語(yǔ)及抽象形式等數(shù)據(jù)來(lái)描述設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)不僅需要測(cè)試深驗(yàn)證亞微米技術(shù)的物理效應(yīng)的能力同時(shí)也需要提供抽象設(shè)計(jì)的能力。EDA技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)計(jì)算機(jī)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及集成電路等,EDA技術(shù)的發(fā)展大致上可以分為計(jì)算機(jī)輔助階段、計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)階段及電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化階段這三個(gè)階段。電子輔助階段主要是在計(jì)算機(jī)輔助的前提下進(jìn)行的電路原理圖編輯,用PCB進(jìn)行布線布局,從而使得設(shè)計(jì)師從傳統(tǒng)的繪圖工作中解放出來(lái)。計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)階段主要是解決電路設(shè)計(jì)中的電路檢測(cè)等問(wèn)題,CAE以邏輯模擬、故障仿真及定時(shí)分析等為核心,從而使得設(shè)計(jì)可以提前預(yù)知產(chǎn)品的相關(guān)性能及功能。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化階段主要是通過(guò)高級(jí)描述語(yǔ)言、綜合技術(shù)及系統(tǒng)仿真等“自上而下”的完成設(shè)計(jì)前期的高層次設(shè)計(jì)。
3.EDA技術(shù)的要點(diǎn)分析
3.1硬件描述語(yǔ)言
硬件描述語(yǔ)言是一種進(jìn)行電子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,它通過(guò)軟件編程來(lái)具體的描述電子系統(tǒng)中的電路結(jié)合、連接形式及邏輯功能等,硬件描述語(yǔ)言適應(yīng)于設(shè)計(jì)大規(guī)模的電子系統(tǒng)。高速集成電路(VHDL)硬件描述語(yǔ)言于1985年美國(guó)國(guó)防部推出的目的是為了克服EDA產(chǎn)品不兼容問(wèn)題,同時(shí)也可以進(jìn)行多層次設(shè)計(jì)。IEEE以VHDL為硬件描述語(yǔ)言柄灘以覆蓋之前的硬件描述語(yǔ)言的各種功能。IEEE是一種全方位的硬件描述語(yǔ)言,包括系統(tǒng)行為級(jí)、邏輯門級(jí)及寄存器傳輸?shù)榷鄠€(gè)設(shè)計(jì)層次,同時(shí)也支持?jǐn)?shù)據(jù)流、結(jié)構(gòu)及行為等三種形式進(jìn)行混合描述整個(gè)項(xiàng)目。VHDL硬件描述語(yǔ)言不僅移植性好,同時(shí)它的設(shè)計(jì)也方便了工藝間的轉(zhuǎn)換,而且VHDL使得設(shè)計(jì)人員的主要工作是進(jìn)行實(shí)現(xiàn)與調(diào)試系統(tǒng)功能。
3.2ASIC設(shè)計(jì)
在集成電路的設(shè)計(jì)中加入ASIC芯片可以解決電子系統(tǒng)集成電路存在的功耗的、可靠性差及體積大等主要問(wèn)題。隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)品市場(chǎng)的門檻不斷提高,ASIC芯片分為全定制或半定制ASIC及可編程,因此在設(shè)計(jì)ASIC芯片時(shí)應(yīng)該盡可能的是芯片獲得最優(yōu)的性能,從而達(dá)到高利用率、高速度及低耗能的目標(biāo)。
4.EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)流程
EDA技術(shù)是系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)方法,是一種層次相對(duì)較高的電子設(shè)計(jì)方式,EDA技術(shù)以概念為驅(qū)動(dòng)從而使電子設(shè)計(jì)工作者在設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)需利用門級(jí)原理圖,電子設(shè)計(jì)工作者在確定設(shè)計(jì)目標(biāo)之后就可以用EDA技術(shù)來(lái)表述電路,這樣不僅可以減少電路細(xì)節(jié)的約束及限制,同時(shí)也可以使設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)更具創(chuàng)造性。EDA系統(tǒng)在電子設(shè)計(jì)人員將概念構(gòu)思及高層次的描述輸入計(jì)算機(jī)之后在系統(tǒng)規(guī)則下完成對(duì)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)的電子設(shè)計(jì)工作流程大致包括系統(tǒng)劃分、代碼級(jí)功能仿真、VHDL代碼或圖形的輸入、送配前時(shí)序仿真及ASIC實(shí)現(xiàn)部分。首先,電子設(shè)計(jì)借助文本或者圖形編輯器呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)描述,也就是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)表述。其次,電子設(shè)計(jì)借助編譯器對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行錯(cuò)排編譯,即輸入HDL程序。然后,設(shè)計(jì)人員需要溝通軟件和硬件設(shè)計(jì),以便實(shí)施功能仿真,即綜合。最后,在確認(rèn)仿真設(shè)計(jì)無(wú)誤時(shí),通過(guò)FPGA或CPLD完成邏輯映射操作,即編程下載,系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)完成。
5.EDA技術(shù)的應(yīng)用
EDA技術(shù)在電子工程設(shè)計(jì)中扮演著非常重要的角色,它的作用體現(xiàn)在不同的方面。首先,電子自動(dòng)化技術(shù)可以驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)方案的正確性,在進(jìn)行電子設(shè)計(jì)時(shí),待設(shè)計(jì)方案確定之后,會(huì)利用結(jié)構(gòu)模擬或者系統(tǒng)仿真等方式來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的正確性,在驗(yàn)證過(guò)程中系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)確定之后設(shè)計(jì)方案便可以實(shí)現(xiàn)。這種系統(tǒng)仿真技術(shù)推廣到非電子專業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也會(huì)得到充分的發(fā)展。EDA技術(shù)在系統(tǒng)進(jìn)行仿真之后的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析,從而使得電路設(shè)計(jì)方案的可行性及正確性得到充分的保障。其次,電子自動(dòng)化字?jǐn)?shù)也可以對(duì)電路特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。電路的穩(wěn)定性能受到元器件容差及工作環(huán)境溫度等的影響。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中難以對(duì)電路的整體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),也無(wú)法全面的分析電路穩(wěn)定性的影響因素。EDA技術(shù)中的溫度分析及統(tǒng)計(jì)分析等功能的應(yīng)用則可以全面的分析電路特性影響因素,從而對(duì)電路特性進(jìn)行整體的優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后,電子自動(dòng)化技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)電路特性的全功能模擬測(cè)試。
6.以EDA技術(shù)為基礎(chǔ)電子設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
在利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)充分的考慮電子電路延時(shí)的不確定性,以及在系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)編譯時(shí)會(huì)被冗余的電路簡(jiǎn)化,因此,在應(yīng)用EDA技術(shù)時(shí),應(yīng)注意采用的反向器個(gè)數(shù)避為偶數(shù),同時(shí)以并聯(lián)的方式將反向器連接成延時(shí)電路。其次,在設(shè)計(jì)過(guò)程中輸入的引腳不能處于置空狀態(tài),要保證有信號(hào)源來(lái)驅(qū)動(dòng)引腳,及保持部分不用的引腳保持接地,同時(shí),器件的電源應(yīng)始終與地線引腳保持相連,彼此之間可以進(jìn)行濾波及去耦。最后,在設(shè)計(jì)中藥避免器件過(guò)于發(fā)熱。
結(jié)束語(yǔ):
我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步帶動(dòng)著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,從而也使得了電子產(chǎn)品得到了飛速的發(fā)展。在現(xiàn)階段的電子設(shè)計(jì)中,EDA技術(shù)是電子設(shè)計(jì)過(guò)程中的核心技術(shù),是電子產(chǎn)品研制開(kāi)發(fā)的源動(dòng)力。隨著EDA技術(shù)的不斷深入發(fā)展,EDA技術(shù)將引發(fā)電子產(chǎn)業(yè)界及電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)革命變革,EDA技術(shù)的不斷完善使得電子設(shè)計(jì)的水平在不斷的提升。為了使電子系統(tǒng)朝著集成化及規(guī)模化等方向的發(fā)展,電子設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該充分的掌握EDA技術(shù),以便開(kāi)發(fā)出更多的高性能電子產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)
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全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是教育部舉辦的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽之一,目的在于推動(dòng)高校課程內(nèi)容和課程體系的改革,培養(yǎng)大學(xué)生的工程實(shí)踐能力和科學(xué)創(chuàng)新精神。廣西大學(xué)參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)院有計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院、電氣學(xué)院和物理學(xué)院。由于這三個(gè)學(xué)院學(xué)科體系、課程設(shè)置和人才培養(yǎng)方向均有差異,沒(méi)能形成統(tǒng)一的培訓(xùn)計(jì)劃,因此各學(xué)院獨(dú)立負(fù)責(zé)本院參賽學(xué)生的培訓(xùn)工作。這樣各學(xué)院參與競(jìng)賽培訓(xùn)的師資力量、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和訓(xùn)練場(chǎng)地沒(méi)能充分利用,學(xué)生不能得到高效教學(xué)資源,限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。由此可見(jiàn),探索MOOC平臺(tái)下,挖掘、利用優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源為電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽服務(wù),提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力具有重要意義。
(一)MOOC可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀教師資源的共享廣西大學(xué)實(shí)踐教學(xué)一直存在優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)教師缺乏,教師精力投入不足的問(wèn)題。這直接限制了電子32設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)工作的開(kāi)展。MOOC可以利用最優(yōu)秀的教師資源,對(duì)競(jìng)賽涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行局部拆分,然后將教學(xué)課件、電子黑板、軟件仿真等教學(xué)手段進(jìn)行融合,將知識(shí)和能力培養(yǎng)蘊(yùn)含在一個(gè)個(gè)十多分鐘的教學(xué)視頻中。學(xué)生在宿舍就可以接受電子競(jìng)賽的實(shí)踐培訓(xùn),學(xué)生可以根據(jù)需要反復(fù)觀看教學(xué)視頻來(lái)掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。這樣,一方面可以使得廣大學(xué)生獲得優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源;另一方面教師也可以從單調(diào)的重復(fù)性工作中解放出來(lái),將更多的精力放在學(xué)生的答疑與學(xué)習(xí)引導(dǎo)上。
(二)MOOC可以促進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展國(guó)家教育部在2012年發(fā)出了《國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》。通知指出,虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)成為各高校信息化建設(shè)的重要內(nèi)容,各高??筛鶕?jù)學(xué)校學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì),積極與企業(yè)合作,整合學(xué)校信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。近年來(lái)MOOC與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)結(jié)合的課題得到了廣泛的關(guān)注。MOOC利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以更好地展示知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在物理意義,使得學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握變得更生動(dòng)和易于理解。例如在智能小車的設(shè)計(jì)中,可以采用澳大利亞西澳大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院開(kāi)發(fā)的EyeSim虛擬仿真平臺(tái)。學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求在該平臺(tái)自行搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境,選擇相應(yīng)庫(kù)函數(shù),設(shè)計(jì)相關(guān)程序。學(xué)生可以在近乎真實(shí)的環(huán)境中測(cè)試程序算法的有效性。具體如圖1所示:在MOOC中非常適合采用這種仿真實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)特定知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解,學(xué)習(xí)過(guò)程變得輕松愉快。
(三)MOOC可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情MOOC適合現(xiàn)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),精短的授課視頻讓學(xué)生剛好掌握知識(shí)而又不對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭倦。強(qiáng)大的社交網(wǎng)絡(luò)形成教師和學(xué)生互動(dòng)的平臺(tái),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有所提高。
二、探索MOOC在電子競(jìng)賽中的應(yīng)用
大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽來(lái)源于基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué),又高于基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué),通過(guò)理論知識(shí)和實(shí)踐能力的緊密結(jié)合,電子競(jìng)賽成為全面檢驗(yàn)學(xué)生理論基礎(chǔ)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的試金石。MOOC平臺(tái)除了提供課件和授課視頻外,還能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)作業(yè)的布置與批改,學(xué)生相互討論,教師答疑等交互環(huán)節(jié)。這為電子競(jìng)賽的開(kāi)展與培訓(xùn)提高了便利的條件。首先,廣西大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院作為學(xué)校電子競(jìng)賽的項(xiàng)目實(shí)施單位,聯(lián)合了其他兩個(gè)學(xué)院的競(jìng)賽指導(dǎo)教師,形成競(jìng)賽MOOC團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)中分工合作,規(guī)劃授課視頻的內(nèi)容、制作課件,視頻后期編輯與美工均有專人負(fù)責(zé)。將各學(xué)院中的電子協(xié)會(huì)、創(chuàng)新協(xié)會(huì)等優(yōu)秀學(xué)生納入論壇的討論區(qū),和教師一起形成答疑團(tuán)隊(duì)。然后就要爭(zhēng)取學(xué)校政策上的支持。計(jì)算機(jī)學(xué)院設(shè)立三門實(shí)訓(xùn)課程來(lái)完成電子競(jìng)賽的培訓(xùn)工作,實(shí)訓(xùn)1對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行講解,并引導(dǎo)學(xué)的第二課堂活動(dòng);實(shí)訓(xùn)2對(duì)單元電路和編程方法進(jìn)行鞏固;實(shí)訓(xùn)3進(jìn)行項(xiàng)目訓(xùn)練。這三門實(shí)訓(xùn)課程可以納入MOOC平臺(tái),學(xué)生采用MOOC方式獲取學(xué)分。力爭(zhēng)做到三學(xué)院相互承認(rèn)學(xué)分,具體流程如圖2所示:最后,根據(jù)師生反饋的信息對(duì)相關(guān)教學(xué)資源進(jìn)行改進(jìn)與維護(hù),使得教學(xué)資源更為完善。
三、結(jié)語(yǔ)
競(jìng)賽的特點(diǎn)在于努力與課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合,與培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才緊密結(jié)合。全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽要求選手們有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力,同時(shí)還要積極創(chuàng)新。競(jìng)賽題目要求既涉及理論設(shè)計(jì)、實(shí)際操作,又著重考核學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行理論計(jì)算和實(shí)際涉及制作的能力。因此電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)促進(jìn)教育思想的轉(zhuǎn)變和電子類專業(yè)課程體系以及教學(xué)改革,特別是對(duì)完善與強(qiáng)化實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)工程能力起到了獨(dú)特的推動(dòng)作用。我校近幾年在該項(xiàng)賽事成績(jī)非常突出,連續(xù)第五年榮獲“優(yōu)秀組織學(xué)?!钡臉s譽(yù)。在2013年的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中我校學(xué)生在競(jìng)賽中表現(xiàn)出色,獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng),北京賽區(qū)一等獎(jiǎng)5項(xiàng)、二等獎(jiǎng)15項(xiàng)、三等獎(jiǎng)10項(xiàng),在參賽的31所北京高校中,我校獲獎(jiǎng)總數(shù)名列第二。取得如此好的成績(jī),和我們學(xué)校重視實(shí)踐環(huán)節(jié),以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才為目標(biāo)是分不開(kāi)的。
2培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才所采取的措施
我校作為一所非“211”高校之所以能取得如此優(yōu)異的的成績(jī),和以下幾個(gè)方面是分不開(kāi)的。
2.1制定政策,促進(jìn)競(jìng)賽
近年來(lái),我校先后制定了《本科生素質(zhì)拓展學(xué)分實(shí)施辦法》《本科生學(xué)科競(jìng)賽管理辦法》等政策性文件,對(duì)在競(jìng)賽活動(dòng)中取得優(yōu)秀成績(jī)的學(xué)生和指導(dǎo)教師進(jìn)行表彰和獎(jiǎng)勵(lì)。學(xué)生參加競(jìng)賽獲獎(jiǎng)可以獲得素質(zhì)拓展學(xué)分,該學(xué)分是本科生獲得畢業(yè)資格的必要條件。同時(shí)所得學(xué)分可以替代公共選修課程、專業(yè)選修課程或集中實(shí)踐環(huán)節(jié)部分的學(xué)分。教師指導(dǎo)學(xué)生獲獎(jiǎng)后也可以得到表彰和獎(jiǎng)勵(lì),并且將其作為教師聘任、職稱晉升等方面的考核指標(biāo)。這些政策的實(shí)施,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生參加各類競(jìng)賽活動(dòng)的積極性,激發(fā)了教師指導(dǎo)學(xué)生的熱情,推動(dòng)了我校大學(xué)生各類競(jìng)賽活動(dòng)的蓬勃發(fā)展。因此我們學(xué)校在大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中取得優(yōu)異的成績(jī)是水到渠成的。
2.2積極開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力
為了提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,學(xué)生有更多的時(shí)間待在實(shí)驗(yàn)室,教務(wù)處制定實(shí)施了《教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理辦法》,該辦法的實(shí)施為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,提高實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備、場(chǎng)地等資源的利用率,規(guī)范有序地做好教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放提供了強(qiáng)有力的支持。學(xué)生通過(guò)參加實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目可以獲得素質(zhì)拓展學(xué)分,通過(guò)學(xué)分的激勵(lì),促使更多的學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,為學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供寬廣的平臺(tái)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室使電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與學(xué)生科研訓(xùn)練融為一體,使學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力得到鍛煉的同時(shí),也為參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽提前做好準(zhǔn)備。
2.3積極組織素質(zhì)拓展活動(dòng),造就實(shí)踐創(chuàng)新沃土
學(xué)校制定了《本科生素質(zhì)拓展學(xué)分實(shí)施辦法》(主要途徑:學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)術(shù)論文、專利或軟件著作權(quán)、各類認(rèn)證資格考試、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目、科研訓(xùn)練等),并在教學(xué)計(jì)劃中列出每位學(xué)生在校期間都要完成4個(gè)學(xué)分。素質(zhì)拓展學(xué)分是必修學(xué)分,學(xué)生未能完成,不能畢業(yè)。在“辦法”中將大學(xué)生參加各級(jí)各類競(jìng)賽列為學(xué)生獲得素質(zhì)拓展學(xué)分的重要途徑。每年學(xué)校都要組織學(xué)生競(jìng)賽,如2013年我們就組織學(xué)生參加了80項(xiàng)競(jìng)賽,取得了優(yōu)異的成績(jī)。其中獲獎(jiǎng)人數(shù)。由于學(xué)校積極組織課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),營(yíng)造了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐氛圍,每屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽學(xué)生都能夠積極參加。
2.4修訂本科生培養(yǎng)方案,突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
具有工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)模式核心是要培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和工程素養(yǎng)。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo),就必須大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),建立與課程體系相配套的實(shí)踐教學(xué)體系。為了增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,學(xué)校不斷修改教學(xué)大綱,修訂本科生培養(yǎng)方案,改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)體系,將課堂教學(xué)與實(shí)踐課程合理搭配,將綜合實(shí)踐課程、實(shí)踐能力培養(yǎng)和素質(zhì)拓展相結(jié)合,按層次、分階段實(shí)施實(shí)踐教學(xué)改革。目前,在工科專業(yè)中,實(shí)踐教學(xué)的比例已占到1/3。我們還建立了以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的實(shí)踐教學(xué)理念,確立了以培養(yǎng)能力,提高素質(zhì)的實(shí)踐教學(xué)觀念。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:電子設(shè)計(jì)大賽;應(yīng)用型人才;培養(yǎng)方案;教師輔導(dǎo)
高校的主要教育任務(wù)在于為社會(huì)培養(yǎng)、提供具備創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的專業(yè)、應(yīng)用型人才,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及文化的發(fā)展帶來(lái)相應(yīng)的人才資源與作用。近年來(lái)國(guó)家為培養(yǎng)具備相應(yīng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才組織、創(chuàng)辦了多項(xiàng)工作活動(dòng)。這其中全國(guó)的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽,就是專門面向高校學(xué)生所舉辦的科技活動(dòng),為促進(jìn)高等院校電子信息相應(yīng)課程的改革發(fā)展,并推動(dòng)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力以及團(tuán)隊(duì)精神的提升鍛煉。有助于高校進(jìn)一步教育培養(yǎng)出社會(huì)所需的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,實(shí)現(xiàn)社會(huì)的高效發(fā)展建設(shè)。
一發(fā)揮教師的輔導(dǎo)作用,做好學(xué)生參賽的準(zhǔn)備工作
要提升高校學(xué)生參與電子設(shè)計(jì)大賽熱情與力度,不僅需對(duì)其做教育引導(dǎo),還應(yīng)積極調(diào)動(dòng)教師的力量,發(fā)揮出各個(gè)教師的專業(yè)特長(zhǎng)與表率、輔導(dǎo)作用,將電子設(shè)計(jì)的參賽題目劃分為多項(xiàng)專題,由不同專業(yè)的教師做專題教育與輔導(dǎo)。通過(guò)開(kāi)設(shè)專題輔導(dǎo)課程等方式,令學(xué)生能接受系統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)賽前輔導(dǎo)與各專題的講解教育。以便充分發(fā)揮高校教師的力量,在提升學(xué)生參賽水平的同時(shí),促進(jìn)其創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的發(fā)展進(jìn)步。賽前的輔導(dǎo)、指引工作是高校學(xué)生參與電子設(shè)計(jì)大賽極為關(guān)鍵的階段。絕大部分參與競(jìng)賽的大學(xué)生只有兩到三年的高校學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于電子設(shè)計(jì)大賽的相應(yīng)題目進(jìn)行理解與探究,還存在一定的困難。這一方面是因?yàn)殡娮釉O(shè)計(jì)大賽的題目本身就是對(duì)專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)總結(jié)與囊括,相應(yīng)會(huì)檢驗(yàn)大學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)情況與成果。另一方面理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐運(yùn)作也是存在差異的,許多學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握較為牢固熟練,但對(duì)于電子設(shè)計(jì)大賽的實(shí)踐題目就會(huì)顯得無(wú)所適從,不知從何下手。對(duì)此就需要高校教師在賽前為學(xué)生做系統(tǒng)、具體的專業(yè)輔導(dǎo)工作,經(jīng)由各專題環(huán)節(jié)的講解教育,幫助學(xué)生有效理清題目的考查思路與范圍,明確自身工作重點(diǎn),在教師的指引下正確進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作與研究,以盡可能降低學(xué)生出現(xiàn)思維誤區(qū)與“走彎路”等情況的概率。并且也能在賽前輔導(dǎo)進(jìn)程中,相應(yīng)培養(yǎng)強(qiáng)化高校學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)造能力,能基于自身所學(xué)知識(shí),在題目的要求與引導(dǎo)之下,懂得從哪方面入手,怎樣操作實(shí)踐。以此發(fā)展學(xué)生將自身思維、學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)成果的能力。此外高校也應(yīng)高度重視電子設(shè)計(jì)大賽的賽前輔導(dǎo)工作,制定每一年度的賽前輔導(dǎo)、培訓(xùn)規(guī)劃與具體工作安排,確保大學(xué)生能在參與競(jìng)賽之前得到各專業(yè)教師具體、系統(tǒng)的知識(shí)輔導(dǎo)與實(shí)踐教育。以此在保證高校學(xué)生參賽成績(jī)的同時(shí),高效推動(dòng)發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)發(fā)展。
二以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)實(shí)施學(xué)生素質(zhì)能力發(fā)展方案
(一)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)發(fā)展方案
電子設(shè)計(jì)大賽相比其他的大學(xué)生專業(yè)競(jìng)賽活動(dòng),在注重考查學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)也更為強(qiáng)調(diào)其創(chuàng)新意識(shí)的運(yùn)用。創(chuàng)新本身是高校學(xué)生教育培養(yǎng)的能力之一,而電子設(shè)計(jì)大賽的每一道題目都含有基本題與發(fā)揮題兩部分,以此即完成對(duì)高校學(xué)生基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)的檢驗(yàn)工作過(guò),又能相應(yīng)考查評(píng)估學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。學(xué)生在參與電子設(shè)計(jì)大賽的培訓(xùn)以及實(shí)踐訓(xùn)練過(guò)程中,也能相應(yīng)鍛煉自身的創(chuàng)新思維。電子設(shè)計(jì)大賽題目不是傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),本身具備多種實(shí)現(xiàn)手段,以此指引學(xué)生從題目不同角度、方向與思路上尋求更為全面與多樣的實(shí)現(xiàn)方法,進(jìn)而帶動(dòng)高校學(xué)生思維的開(kāi)拓延伸,并進(jìn)而培養(yǎng)其主動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)新探究的思維習(xí)慣,在促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力與意識(shí)發(fā)展的同時(shí),為其今后步入社會(huì)工作打下堅(jiān)實(shí)的能力基礎(chǔ)。對(duì)此高校在電子設(shè)計(jì)大賽的賽前輔導(dǎo)以及平時(shí)訓(xùn)練進(jìn)程中,也應(yīng)重視相應(yīng)的創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)目標(biāo),注意在訓(xùn)練試題上給予學(xué)生更多的思維自由與實(shí)施空間。令其脫離固有思維模式的限制,充分展現(xiàn)、發(fā)揮出學(xué)生自身的思維創(chuàng)造力與想象力,以此提出、實(shí)踐不同角度與層次的題目實(shí)現(xiàn)手段,帶動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的進(jìn)步發(fā)展。
(二)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力水平的培養(yǎng)鍛煉方案
理論與實(shí)踐是相互存在差異又互為結(jié)合的關(guān)系,高校學(xué)生的理論知識(shí)所學(xué),并需經(jīng)由相應(yīng)的實(shí)踐操作才能轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)成果,其實(shí)踐能力也是高素質(zhì)應(yīng)用型人才的基本要求之一。而電子設(shè)計(jì)大賽作為注重實(shí)踐運(yùn)用的大學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng),就是專門考查學(xué)生將題目理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)成果的能力水平。整個(gè)競(jìng)賽活動(dòng)從賽前訓(xùn)練到最終參賽,都需要學(xué)生全程進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐,以此驗(yàn)證、檢查自身實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的進(jìn)度、成果以及測(cè)試情況,可以說(shuō)電子設(shè)計(jì)大賽中學(xué)生就是在進(jìn)行一場(chǎng)沒(méi)有停歇的“實(shí)踐競(jìng)賽”。在整個(gè)參與動(dòng)手進(jìn)程中,學(xué)生需要基于大賽題目的要求,將自身要實(shí)現(xiàn)什么以及怎樣實(shí)現(xiàn)作為研究操作的核心目標(biāo)。以此進(jìn)行實(shí)物的設(shè)計(jì)制作,并在整個(gè)操作進(jìn)程中相應(yīng)逐步鍛煉學(xué)生的自主實(shí)踐水平,其也會(huì)在不斷的研究、操作中逐漸掌握到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題本質(zhì),以及如何解決問(wèn)題的技巧能力。學(xué)生將從一開(kāi)始參加競(jìng)賽時(shí)滿腹經(jīng)綸,但是理論與實(shí)踐卻相脫離窘境,到最后發(fā)展為參賽階段高效進(jìn)行動(dòng)手操作的狀態(tài),以此推動(dòng)高校學(xué)生實(shí)踐運(yùn)用水平的不斷發(fā)展提高。學(xué)生也能在自主動(dòng)手實(shí)踐中培養(yǎng)建立起良好的自信心與對(duì)實(shí)踐工作的參與熱情,在優(yōu)化高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)成效的同時(shí),也能相應(yīng)為其今后參與社會(huì)崗位的實(shí)踐運(yùn)用工作奠定堅(jiān)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。
(三)對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)創(chuàng)建方案
人類社會(huì)自古以來(lái)就是合作發(fā)展的社會(huì),人在社會(huì)中進(jìn)行工作都離不開(kāi)與集體和團(tuán)隊(duì)成員的協(xié)作活動(dòng)。團(tuán)隊(duì)精神也是當(dāng)今社會(huì)與企業(yè)對(duì)人才的重要能力要求之一,也是高校進(jìn)行應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重點(diǎn)。電子設(shè)計(jì)大賽的參賽設(shè)置,是以三人為一組組隊(duì)參賽,進(jìn)行小組間的對(duì)抗競(jìng)賽,同時(shí)其大賽還規(guī)定了時(shí)間限制,這就要求同一小組內(nèi)的學(xué)生必須具備團(tuán)隊(duì)合作精神與能力,進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的合作分工,并能默契配合。否則不但難以與其他小組做競(jìng)爭(zhēng),本小組的設(shè)計(jì)任務(wù)也較難完成。因此電子設(shè)計(jì)大賽的競(jìng)賽重點(diǎn),就在于小組團(tuán)隊(duì)的合作效率高低,具備競(jìng)爭(zhēng)力的小組團(tuán)隊(duì)一定是團(tuán)隊(duì)精神優(yōu)異,并且善于配合分工的隊(duì)伍,以此才能有效克服電子設(shè)計(jì)中的各類問(wèn)題困難以及時(shí)間限制。可以說(shuō)電子設(shè)計(jì)大賽的成績(jī),取決于小組團(tuán)隊(duì)中三個(gè)人之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作與分工情況,小組的設(shè)計(jì)成果也是三人集體合作的體現(xiàn)。因此高校在進(jìn)行學(xué)生教育與賽前訓(xùn)練進(jìn)程中,就應(yīng)針對(duì)性注重對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神、協(xié)作能力的培養(yǎng)發(fā)展,在保證學(xué)生個(gè)性發(fā)揮的同時(shí),令組內(nèi)成員之間做充分的溝通交流,并彼此建立互信關(guān)系。以此強(qiáng)化組內(nèi)學(xué)生間的合作意識(shí)與協(xié)作水平,在電子設(shè)計(jì)大賽的參賽進(jìn)程中,推動(dòng)高校學(xué)生自身團(tuán)隊(duì)協(xié)作水平的發(fā)展提高。
(四)對(duì)學(xué)生求真務(wù)實(shí)作風(fēng)的培養(yǎng)引導(dǎo)
在電子設(shè)計(jì)大賽的參與、訓(xùn)練進(jìn)程中,高校學(xué)生也能在不斷的探究、學(xué)習(xí)與實(shí)踐中,了解到務(wù)實(shí)作風(fēng)的重要性。如果學(xué)生缺乏務(wù)實(shí)精神,凡事眼高手低、不踏實(shí)努力,所設(shè)計(jì)的作品不但難以符合大賽題目要求,更難以解決實(shí)踐運(yùn)用中的各類突發(fā)問(wèn)題與困境。由于電子設(shè)計(jì)大賽的題目囊括了多方面的專業(yè)學(xué)識(shí)與技能,具備較強(qiáng)的實(shí)踐性與專業(yè)性。學(xué)生對(duì)此進(jìn)行學(xué)習(xí)、參賽,若缺乏相應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的作風(fēng)精神,不能扎實(shí)一步一個(gè)腳印的打下知識(shí)基礎(chǔ),就無(wú)法設(shè)計(jì)出合格的產(chǎn)品成果,同時(shí)電子設(shè)計(jì)大賽僅有四天的競(jìng)爭(zhēng)期限,也必須要求學(xué)生放棄投機(jī)取巧的僥幸心理,必須具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)與能力,才能在如此短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的成果。因此也需要高校教師在平時(shí)的教育與訓(xùn)練工作中,強(qiáng)化對(duì)學(xué)生求真務(wù)實(shí)作風(fēng)的培養(yǎng)力度,令其及時(shí)認(rèn)知到,只有平時(shí)的努力積累與嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)習(xí),所打下的能力基礎(chǔ)才能幫助學(xué)生取得好的競(jìng)賽成績(jī)。任何投機(jī)、浮躁的心理與想法都不能幫助學(xué)生提高競(jìng)賽成績(jī),反而會(huì)對(duì)其設(shè)計(jì)水平與應(yīng)用型能力發(fā)展造成不利影響。
三結(jié)語(yǔ)
讓高校學(xué)生參與電子設(shè)計(jì)大賽這類競(jìng)賽活動(dòng),能在高效培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的同時(shí),極大促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神、綜合素質(zhì)的成長(zhǎng)發(fā)展。各高校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)劃,也應(yīng)結(jié)合電子設(shè)計(jì)大賽做專門的培養(yǎng)方案設(shè)計(jì),以促進(jìn)參賽學(xué)生在學(xué)習(xí)、培訓(xùn)進(jìn)程中,獲得各方面能力素質(zhì)的高效發(fā)展培養(yǎng)。以此帶動(dòng)整個(gè)院校學(xué)風(fēng)的轉(zhuǎn)變優(yōu)化,推動(dòng)高校高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)成效的提升。
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提出了電工電子技術(shù)實(shí)踐課程的一體化教學(xué)模式,即把實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)融為一體,提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.為避免實(shí)驗(yàn)室、硬件設(shè)備的重復(fù)設(shè)置造成資源浪費(fèi),提出自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備.教學(xué)實(shí)踐表明,該一體化教學(xué)模式能夠有效提高電工電子技術(shù)各實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐技能,同時(shí)驗(yàn)證了自主研發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置完全可以滿足實(shí)踐教學(xué)的需求.
關(guān)鍵詞:
自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備;電工電子技術(shù);實(shí)踐教學(xué)
電工電子技術(shù)是電類及部分非電專業(yè)的必修課程[1-2],該課程實(shí)踐性及實(shí)用性強(qiáng),其實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)(有的專業(yè)獨(dú)立設(shè)課)、實(shí)習(xí)及課外的開(kāi)放、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),課程結(jié)束常有1~2周的課程設(shè)計(jì),學(xué)有余力的學(xué)生還可以參加各類電子大賽培訓(xùn)等.這些課程既相對(duì)獨(dú)立,又密不可分.如何合理安排教學(xué)環(huán)節(jié),決定了課程教學(xué)的成功與否.為了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電子技術(shù)理論知識(shí)分析設(shè)計(jì)電路,提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)造性思維能力,在教學(xué)中實(shí)施一體化教學(xué)模式.理論課教師同時(shí)承擔(dān)授課班級(jí)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐課程,教師對(duì)授課班級(jí)的情況熟悉,可以做到更好地因材施教.在此基礎(chǔ)上,研制了電工電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái).該實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以完成電工電子技術(shù)的課程內(nèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課外開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、電子實(shí)習(xí)以及課程設(shè)計(jì)等教學(xué)任務(wù),滿足了各實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的需求.各理論、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相互滲透、有機(jī)結(jié)合,形成了完整的教學(xué)體系,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[3].
1構(gòu)建一體化教學(xué)模式
1.1深化實(shí)踐教學(xué)改革
實(shí)踐教學(xué)改革,對(duì)加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力,提高學(xué)生創(chuàng)新能力至關(guān)重要.作為地方工科學(xué)院,本著從人才培養(yǎng)體系整體出發(fā),以能力培養(yǎng)為主線,構(gòu)建分層次、多模塊的實(shí)踐教學(xué)體系.把本課程新技術(shù)和器件及時(shí)引入實(shí)踐教學(xué)中,使學(xué)生在學(xué)校就能接觸到電子技術(shù)的最新知識(shí),學(xué)生的實(shí)踐課內(nèi)容與教師的科研、工程項(xiàng)目及企業(yè)技術(shù)需求緊密聯(lián)系在一起,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合.充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)更新傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和技術(shù)方法,從多方面、多渠道加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和電子實(shí)習(xí)等實(shí)踐課程,以各類競(jìng)賽及學(xué)校推出的多種學(xué)生科技項(xiàng)目強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力.建立新型的適應(yīng)學(xué)生能力培養(yǎng),鼓勵(lì)探索和創(chuàng)新多元化實(shí)踐教學(xué)模式及考核方法,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)能力的提高[4-5].
1.2培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力
在校大學(xué)生存在人生目標(biāo)不明確、學(xué)習(xí)動(dòng)力不足等現(xiàn)象.對(duì)此,從學(xué)生入學(xué)開(kāi)始給各班級(jí)配備了班主任輔導(dǎo)員.由于專任學(xué)生輔導(dǎo)員編制少,通常是一個(gè)輔導(dǎo)員負(fù)責(zé)十幾個(gè)班級(jí)的日常工作,所以學(xué)生有問(wèn)題不能及時(shí)和輔導(dǎo)員溝通,有了班主任后學(xué)生的思想動(dòng)態(tài)能在第一時(shí)間反饋給班主任,當(dāng)然大學(xué)班主任不同于中學(xué),他們研究如何幫助學(xué)生樹(shù)立人生目標(biāo),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生從步入大學(xué)前的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變到大學(xué)生活中的自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)模式.班主任由專業(yè)教師兼任,他們都有自己的實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生自發(fā)加入到教師的實(shí)驗(yàn)室中,從而大大提高了學(xué)生的實(shí)踐能力.
1.3建立實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保障機(jī)制
為保障實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量,除常規(guī)制度外,還出臺(tái)各種競(jìng)賽章程及科技項(xiàng)目鼓勵(lì)政策等,鼓勵(lì)學(xué)生參加科研和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng),鼓勵(lì)教師積極投入到學(xué)生的能力培養(yǎng)中.教師參與學(xué)生實(shí)踐項(xiàng)目指導(dǎo)的,在評(píng)職、評(píng)聘和評(píng)優(yōu)中給予政策傾斜,同時(shí)在工作量上也給予適當(dāng)補(bǔ)貼,激發(fā)了教師的指導(dǎo)積極性.學(xué)校專門設(shè)置了創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基金,學(xué)生科技創(chuàng)新基金,從激勵(lì)機(jī)制和經(jīng)費(fèi)保障方面促進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育.
2一體化教學(xué)模式的具體實(shí)施
以國(guó)家級(jí)、省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為依托,建設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐基地,教師自發(fā)投入到指導(dǎo)學(xué)生中,從而極大地增強(qiáng)了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、自主創(chuàng)新的興趣,為一體化教學(xué)模式的順利實(shí)施提供了保障,具體措施有:
2.1開(kāi)設(shè)與實(shí)踐相關(guān)的選修和必修課
為提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí),主要通過(guò)開(kāi)設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類必修課和選修課,舉辦創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類講座,專業(yè)教育中滲透創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育等途徑,給學(xué)生傳授創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基本理論和基本方法.組建學(xué)生科技與創(chuàng)業(yè)社團(tuán),并鼓勵(lì)其開(kāi)展虛擬創(chuàng)業(yè)活動(dòng).定期舉辦或組織學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽,開(kāi)展各級(jí)各類學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng),舉辦各類技能培訓(xùn),提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力.現(xiàn)在的本科教育是大眾化教育,學(xué)校的大量擴(kuò)招,使教師很難兼顧到所有學(xué)生.因此,通過(guò)組建電子協(xié)會(huì)等形式,培訓(xùn)少數(shù)對(duì)實(shí)踐能力感興趣并具有一定自學(xué)能力的學(xué)生,實(shí)驗(yàn)室由高年級(jí)學(xué)生定期組織培訓(xùn)和討論并向這部分學(xué)生開(kāi)放,培養(yǎng)精英學(xué)苗.進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和電子實(shí)習(xí)等教學(xué)過(guò)程中又會(huì)帶動(dòng)其他學(xué)生,輔助教師進(jìn)行指導(dǎo),將積累的實(shí)踐知識(shí)傳授給其他學(xué)生.教師指導(dǎo)各年級(jí)不同專業(yè)的學(xué)生組隊(duì)申請(qǐng)并完成校級(jí)、省級(jí)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目及參加各類競(jìng)賽等.能力強(qiáng)的學(xué)生直接吸收進(jìn)入教師的研究室,融入到教師的科研項(xiàng)目中,撰寫論文,申請(qǐng)專利,進(jìn)一步提高了學(xué)生的科研及創(chuàng)新能力.通過(guò)這種反應(yīng)堆式的互幫互助,將知識(shí)傳授給每個(gè)學(xué)生.
2.2教學(xué)環(huán)節(jié)緊密銜接,形成一個(gè)完整的實(shí)踐教學(xué)體系
電工電子技術(shù)課程教學(xué)包括理論教學(xué)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和電工電子實(shí)習(xí),課外有學(xué)生自發(fā)申請(qǐng)參加的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)和各種電子設(shè)計(jì)類競(jìng)賽.該課程實(shí)踐性實(shí)用性強(qiáng),因此在理論教學(xué)中結(jié)合實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中完成對(duì)理論的應(yīng)用.為更好地做到理論與實(shí)踐的結(jié)合,教師同時(shí)承擔(dān)理論課授課班級(jí)的所有實(shí)踐課程,做到知己知彼,效果更好.教師把課程設(shè)計(jì)及電子實(shí)習(xí)的內(nèi)容提前布置給學(xué)生,讓學(xué)生根據(jù)布置的任務(wù)查閱資料,了解有關(guān)后續(xù)實(shí)踐課程.學(xué)生在學(xué)習(xí)中目的明確,更加清楚學(xué)到的實(shí)驗(yàn)電路用到哪里,如何設(shè)計(jì)各模塊電路,同時(shí)把設(shè)計(jì)好的單元模塊電路利用手中的電腦或教師提供的EDA實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行仿真,驗(yàn)證設(shè)計(jì)電路的技術(shù)指標(biāo)及可行性.理論教學(xué)與和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為課程設(shè)計(jì)做前導(dǎo),課程設(shè)計(jì)為電子實(shí)習(xí)做鋪墊,電子實(shí)習(xí)又為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目及電子競(jìng)賽打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).通過(guò)一系列教學(xué)過(guò)程,不僅提高了學(xué)生的實(shí)踐能力,還鞏固了對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握.這樣環(huán)環(huán)相扣,使各教學(xué)環(huán)節(jié)自成體系,達(dá)到了事半功倍的效果[6].
2.3鼓勵(lì)學(xué)生參加電子競(jìng)賽、申報(bào)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目
學(xué)校、教師組織學(xué)生參加各級(jí)電子類競(jìng)賽項(xiàng)目,參賽學(xué)生在省級(jí)、國(guó)家級(jí)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、飛思卡爾智能車競(jìng)賽以及互聯(lián)網(wǎng)+大賽中取得好成績(jī),極大地激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性.越來(lái)越多的學(xué)生積極申請(qǐng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室、電子協(xié)會(huì)學(xué)習(xí),學(xué)生自己知道該學(xué)什么,如何學(xué)會(huì),如何把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用的實(shí)踐中,學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)得到了極大提高[7].在課程設(shè)計(jì)和電子實(shí)習(xí)中引入電子競(jìng)賽題目,將課程設(shè)計(jì)和電子實(shí)習(xí)作為一個(gè)整體環(huán)節(jié),允許學(xué)生自由組隊(duì)采用項(xiàng)目申報(bào)的形式完成某個(gè)競(jìng)賽題目作為課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)成績(jī).經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)的優(yōu)秀學(xué)生在班級(jí)里起到了很好的輻射作用,激發(fā)廣大學(xué)生對(duì)電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)興趣,從而形成良性循環(huán).
3電工電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研制
電工電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的改革及一體化教學(xué)模式的建立與實(shí)施需要有一個(gè)功能先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)做支撐,因此研制了電工電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái),目前實(shí)驗(yàn)臺(tái)基本完成,在調(diào)試運(yùn)行階段.經(jīng)驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)臺(tái)性能、功能完全滿足電工電子技術(shù)相關(guān)實(shí)踐課程的要求,是一個(gè)性價(jià)比很高的實(shí)驗(yàn)裝置,有推廣價(jià)值.
3.1綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體采用對(duì)稱式正反背靠背四工位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)臺(tái)把實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)所需的常規(guī)儀器設(shè)備、儀表和電腦等統(tǒng)一盤裝到封閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi),外部只露出操作面板.實(shí)驗(yàn)電路采取標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì),每個(gè)模塊的外形尺寸采取統(tǒng)一封裝,多個(gè)模塊可以組合到實(shí)驗(yàn)底板上,實(shí)驗(yàn)底板采取翻板式結(jié)構(gòu).模塊內(nèi)只給出實(shí)驗(yàn)必須的器件,所有需要搭接的電路均由學(xué)生連線完成.學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜程度自行組合模塊,此種結(jié)構(gòu)既可以保證基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出,又可以完成復(fù)雜性、綜合性強(qiáng)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).
3.2綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能及特點(diǎn)
綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電路模塊分為模擬電路模塊、數(shù)字電路模塊、電路基礎(chǔ)模塊和EDA模塊,可以同時(shí)開(kāi)出多門課程.綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)既可以完成硬件實(shí)驗(yàn),又可以完成仿真實(shí)驗(yàn);既可以承擔(dān)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),又可以完成課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及開(kāi)放實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)臺(tái)采取的翻板式結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)時(shí)放下翻板,實(shí)驗(yàn)結(jié)束合上翻板,在寬敞的臺(tái)面上可以完成電子實(shí)習(xí)等焊接安裝的任務(wù).因此,本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的綜合性強(qiáng),所有實(shí)驗(yàn)室配備此種實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以同時(shí)開(kāi)出多門實(shí)踐課程.避免了不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備種類繁多,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室的重復(fù)建設(shè),有效的節(jié)省了實(shí)驗(yàn)空間,提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率.實(shí)驗(yàn)臺(tái)上配備有計(jì)算機(jī),既可以完成仿真實(shí)驗(yàn),還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)化管理.學(xué)生可以提前在網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前熟知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,做好預(yù)習(xí)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)中記錄數(shù)據(jù)波形結(jié)果,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析總結(jié).實(shí)驗(yàn)教學(xué)中指導(dǎo)教師可以實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生上課情況,觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)并給出過(guò)程性學(xué)習(xí)成績(jī).本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)注重綜合性、先進(jìn)性、開(kāi)放性、實(shí)用性和便利性.通過(guò)科學(xué)地設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)踐環(huán)節(jié),課程達(dá)到了全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)作風(fēng)、實(shí)驗(yàn)技能以及綜合分析、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識(shí).
作者:倪奇 張凱利 胡高杰 單位:哈爾濱理工大學(xué)測(cè)控技術(shù)與通信工程學(xué)院
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