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[關(guān)鍵詞]專業(yè)課程設(shè)計(jì) 光電通信 教學(xué)模式 實(shí)踐教學(xué)
[中圖分類號]TN29
一、引言
目前,隨著社會的發(fā)展與我國教育體系的逐漸完善,學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng)是當(dāng)前高校人才培養(yǎng)的重點(diǎn)。能綜合應(yīng)用專業(yè)理論知識解決實(shí)際問題,具有較強(qiáng)的創(chuàng)造力和敏銳的觀察力等都是能力的具體體現(xiàn)。實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生能力的重要環(huán)節(jié),而注重從“應(yīng)用型”向“設(shè)計(jì)型”人才培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變,已成為各大高校實(shí)踐教學(xué)的指導(dǎo)思想。專業(yè)課程設(shè)計(jì)屬于實(shí)踐教學(xué)的主要環(huán)節(jié)之一,其旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識分析、解決實(shí)際問題的能力,也是對前期理論與實(shí)踐教學(xué)效果的檢驗(yàn)[1-3]。為實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)型”人才培養(yǎng),在專業(yè)課程設(shè)計(jì)中同樣需要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新思維引導(dǎo)。
“信息工程(光電通信)”專業(yè)是本校電子信息工程學(xué)院新發(fā)展的本科專業(yè)方向之一,其相對應(yīng)的教學(xué)體系還處于不斷探索與發(fā)展的階段。目前,專業(yè)課程設(shè)計(jì)安排在大四秋季學(xué)期,共3周時(shí)間。在過去幾年,專業(yè)課程設(shè)計(jì)都采用“信息工程”大專業(yè)統(tǒng)一進(jìn)行的模式,內(nèi)容一般包括4次講課、5個(gè)基本實(shí)驗(yàn)和1個(gè)完整的專題設(shè)計(jì)。其目標(biāo)是通過幾個(gè)基本實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解典型的電路或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分析方法和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法;通過專題設(shè)計(jì)是學(xué)生能夠綜合運(yùn)用專業(yè)知識、EDA設(shè)計(jì)工具、新器件、新方法解決專業(yè)問題。因此,本專業(yè)過去的課程設(shè)計(jì)采用了傳統(tǒng)的組織模式,學(xué)生的參與熱情不高;專業(yè)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容也沒有體現(xiàn)“光電通信”專業(yè)的特點(diǎn)。
針對上述問題,我們對本專業(yè)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式進(jìn)行了改革,并根據(jù)學(xué)生已有的專業(yè)知識結(jié)構(gòu),設(shè)置具有“光電通信”專業(yè)特點(diǎn)的課程設(shè)計(jì)題目,使學(xué)生能應(yīng)用現(xiàn)有理論知識解決一定的實(shí)際問題,在設(shè)計(jì)能力方面有所提高,為畢業(yè)設(shè)計(jì)及以后步入社會參加工作奠定基礎(chǔ)。
二、課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式
為使學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)掌握盡可能多得知識,平時(shí)的課堂教學(xué)大多采用教師講授,學(xué)生被動式獲取知識的模式。專業(yè)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)不同于平時(shí)的課堂教學(xué),應(yīng)采用學(xué)生為主、教師為輔的方式。借鑒校內(nèi)外其它專業(yè)課程設(shè)計(jì)的組織模式,并結(jié)合本校“光電通信”專業(yè)現(xiàn)有的教學(xué)體系結(jié)構(gòu),將本專業(yè)的課程設(shè)計(jì)分為三個(gè)階段,即準(zhǔn)備階段、實(shí)施階段和驗(yàn)收階段[4]。
1)準(zhǔn)備階段。指導(dǎo)教師以加深基礎(chǔ)知識、增強(qiáng)綜合應(yīng)用知識能力和提高創(chuàng)新研究能力為主線,制定合理的教學(xué)大綱,根據(jù)學(xué)生已有的專業(yè)知識結(jié)構(gòu),設(shè)置課程設(shè)計(jì)題目,在此過程中盡量做到以下幾點(diǎn):①設(shè)計(jì)內(nèi)容具有一定的實(shí)用價(jià)值;②在突出本專業(yè)課程重點(diǎn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上所覆蓋的知識面盡可能廣;③有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng);④難易適中,并具有一定的挑戰(zhàn)性。針對設(shè)計(jì)內(nèi)容中學(xué)生還未學(xué)到的理論,安排理論輔導(dǎo)課。
學(xué)生根據(jù)大綱提供的課程設(shè)計(jì)選題范圍,并結(jié)合個(gè)人愛好及特長確定題目,為保證每個(gè)學(xué)生都有一定的工作量,需限制每個(gè)題目的選擇人數(shù)。題目選定之后,組織小組內(nèi)討論,明確個(gè)人分工。
2)實(shí)施階段。學(xué)生通過查閱文獻(xiàn),組內(nèi)討論,運(yùn)用所學(xué)知識對選定的題目進(jìn)行分析、設(shè)計(jì),完成設(shè)計(jì)內(nèi)容。在此過程中,學(xué)生要做到以下幾點(diǎn):①明確設(shè)計(jì)任務(wù)與要求;②提出設(shè)計(jì)方案,給出總體原理框圖;③對所選方案進(jìn)行理論分析、仿真或?qū)嶒?yàn);④討論設(shè)計(jì)結(jié)果的可行性。
在此環(huán)節(jié),教師進(jìn)行啟發(fā)與引導(dǎo),只講解難點(diǎn),充分尊重學(xué)生的設(shè)計(jì)思想,并在中期檢查每組設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況,及時(shí)指出其中可能存在的原理錯(cuò)誤及設(shè)計(jì)缺陷,對于細(xì)節(jié)上的小錯(cuò)誤,可以由學(xué)生自己在實(shí)踐中自己發(fā)現(xiàn)和修改。
3)驗(yàn)收階段。學(xué)生進(jìn)行總結(jié),完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告并進(jìn)行結(jié)果演示與答辯。教師根據(jù)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中的總體表現(xiàn)、書面總結(jié)報(bào)告、設(shè)計(jì)結(jié)果演示及答辯情況評定最后的成績。
在上述三個(gè)階段中,學(xué)生是主體,教師的任務(wù)在于抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)組織教學(xué),將啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)和研究式教學(xué)融會其中,給學(xué)生最大的發(fā)揮空間,最大程度發(fā)揮學(xué)生的自主能動性,啟發(fā)其創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)其綜合應(yīng)用專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力及團(tuán)隊(duì)合作精神。
三、課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐
按照上述課程設(shè)計(jì)的組織模式,本專業(yè)的課程設(shè)計(jì)已完成了三次實(shí)踐。下面分階段總結(jié)實(shí)踐情況。
1)在準(zhǔn)備階段,充分利用現(xiàn)有的資源和條件,并結(jié)合學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),設(shè)置了9個(gè)專業(yè)課程設(shè)計(jì)題目,如表1所示。表中的設(shè)計(jì)內(nèi)容以光通信及光信息處理中常用的光器件設(shè)計(jì)和光學(xué)成像原理應(yīng)用為主,其中包括4個(gè)應(yīng)用型和5個(gè)設(shè)計(jì)型題目,具體內(nèi)容稍有難易差別,學(xué)生根據(jù)自己的專長和基礎(chǔ)水平,選擇相應(yīng)的設(shè)計(jì)題目,每個(gè)設(shè)計(jì)題目由3名學(xué)生分工完成。此外,根據(jù)學(xué)生當(dāng)前還缺少的專業(yè)知識,相應(yīng)地安排了6學(xué)時(shí)的理論課及2學(xué)時(shí)的答疑時(shí)間。
2)在實(shí)施階段,學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)和組內(nèi)討論完成設(shè)計(jì)內(nèi)容,在中期檢查中,每個(gè)學(xué)生進(jìn)行階段總結(jié),匯報(bào)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)展情況及存在的問題,教師引導(dǎo)學(xué)生多方位、多角度地分析問題,提示解決問題的思路與方法,學(xué)生進(jìn)一步查閱文獻(xiàn)資料,完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
3)在驗(yàn)收階段,學(xué)生總結(jié)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容,撰寫報(bào)告,并進(jìn)行結(jié)果演示和現(xiàn)場答辯。最后考核包括了平時(shí)表現(xiàn)、書面報(bào)告及答辯三部分成績,分別占總成績的20%、60%和20%。這樣的考核方式將評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分解在了學(xué)生課程設(shè)計(jì)的三個(gè)階段中,因而可以比較全面、公正地反映學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)的情況。
四、實(shí)踐效果及存在的問題
從最后的考核結(jié)果來看,80%以上的學(xué)生態(tài)度認(rèn)真,能主動找老師答疑;每組都實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容,有的組還進(jìn)行了擴(kuò)展;有半數(shù)以上的學(xué)生總結(jié)了自己在課程設(shè)計(jì)中遇到的問題、解決的方法和收獲體會,還有學(xué)生指出了當(dāng)前結(jié)果的不完善之處。同時(shí),也存在個(gè)別學(xué)生自己不做,抄襲別人的情況。另外,在課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告中要求對結(jié)果進(jìn)行討論,但從報(bào)告及最終答辯情況看,學(xué)生對設(shè)計(jì)結(jié)果,主要是結(jié)果曲線的討論很少,大部分學(xué)生只是單純得完成了設(shè)計(jì)任務(wù),對結(jié)果所反映的物理意義及應(yīng)用價(jià)值理解較淺。綜合評定后有60%的學(xué)生成績?yōu)椤傲己谩币陨希灿胁坏?0%的學(xué)生為“及格”。
針對實(shí)踐中存在的問題,今后還需進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生多查閱文獻(xiàn),了解每個(gè)設(shè)計(jì)題目的實(shí)際應(yīng)用方向,使學(xué)生能體會到學(xué)有所用,認(rèn)識到專業(yè)課程設(shè)計(jì)的重要性,盡可能消除個(gè)別學(xué)生完全不動手的情況,讓每組所有的學(xué)生都參與到課程設(shè)計(jì)中來。
五、學(xué)生的體會
學(xué)生在書面總結(jié)報(bào)告中這樣寫道:“雖然在設(shè)計(jì)的過程中,由于各種各樣的原因,在一開始并沒有想象中的那么順利,但是在不斷地停滯不前中,發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,與此同時(shí)大腦得到充實(shí),知識得到豐富,思維更加敏銳,總之是受益匪淺。”
“通過這次課程設(shè)計(jì),我認(rèn)識到理論方面的知識也是比較有趣的,結(jié)合以往學(xué)到的一些知識,比較順利地解決了課設(shè)中遇到的問題,更加激發(fā)起了我學(xué)習(xí)的熱情。”
“對于知識,需要經(jīng)常回顧,否則再熟悉的技術(shù)也會變得非常陌生。”
“通過這次課程設(shè)計(jì),我加深了對專業(yè)知識的認(rèn)識,學(xué)到了不少新的知識,也鍛煉了我程序編寫的能力。同時(shí),小組的同學(xué),相互協(xié)助,各司其職,也是我們能順利完成這個(gè)設(shè)計(jì)題目的重要原因。”
從這些切身的體會可以看出,學(xué)生對本專業(yè)課程設(shè)計(jì)的積極性比較高,在專業(yè)知識應(yīng)用與設(shè)計(jì)能力方面都得到了一定的鍛煉,并對團(tuán)隊(duì)合作的重要性也有了更高的認(rèn)識。
六、結(jié)束語
專業(yè)課程設(shè)計(jì)是學(xué)生大學(xué)教育期間各階段所學(xué)知識回顧和提高的過程,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。結(jié)合本校“光電通信”專業(yè)的教學(xué)體系現(xiàn)狀,我們對本專業(yè)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式進(jìn)行了初步的改革與實(shí)踐。在實(shí)踐中注重從“應(yīng)用型”向“設(shè)計(jì)型”人才培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變,盡可能調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,從課程設(shè)計(jì)的選題、查閱文獻(xiàn)、任務(wù)分工,到設(shè)計(jì)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)、調(diào)試與總結(jié)答辯,都由學(xué)生自己完成,取得了較好的實(shí)踐效果。但仍然存在一定問題,在今后的實(shí)踐教學(xué)中還需不斷探討本專業(yè)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和組織模式,從多方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)一步提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中逐步提高綜合應(yīng)用專業(yè)知識創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。
基金項(xiàng)目:北京航空航天大學(xué)本科教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目
[參考文獻(xiàn)]
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1.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與要求
本課程的重點(diǎn)是電路設(shè)計(jì),內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用所學(xué)知識,設(shè)計(jì)制作較為復(fù)雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實(shí)驗(yàn)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求,通過電路方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、電路安裝調(diào)試和指標(biāo)測試、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等過程,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,提高電路設(shè)計(jì)水平和實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)踐中著重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的能力。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生根據(jù)題目要求,通過查閱資料、調(diào)查研究等,獨(dú)立完成方案設(shè)計(jì)、元器件選擇、電路設(shè)計(jì)、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標(biāo)測試,并獨(dú)立寫出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⑽睦硗樀膶?shí)驗(yàn)報(bào)告。
具體地說,學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐,應(yīng)達(dá)到以下基本要求:建立電子系統(tǒng)的概念,綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)習(xí)到的理論知識完成一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì);掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法,了解電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù);進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關(guān)資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設(shè)計(jì)自動化軟件設(shè)計(jì)與仿真電路系統(tǒng)的基本方法;進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學(xué)會撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告;培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
2.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下,學(xué)生獨(dú)立完成課題,達(dá)到對學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練,要求本課程設(shè)計(jì)涵蓋模擬電路知識和數(shù)字電路知識,因此課程設(shè)計(jì)的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。教學(xué)環(huán)節(jié)可以分為以下四個(gè)部分。
2.1課堂講授。
課程設(shè)計(jì)開始前,需要確定指導(dǎo)老師。由指導(dǎo)老師通過兩學(xué)時(shí)的教學(xué),明確課程設(shè)計(jì)的要求,主要內(nèi)容包括課程介紹、教學(xué)安排、成績評定方法等。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中,指導(dǎo)老師介紹課題的基本情況與要求,要求學(xué)生從多個(gè)課題中選擇一個(gè)。
2.2設(shè)計(jì)與調(diào)試環(huán)節(jié)。
2.2.1前期準(zhǔn)備、方案及電路設(shè)計(jì)。
前期準(zhǔn)備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設(shè)計(jì)、電路仿真等。在確定方案時(shí)要求學(xué)生認(rèn)真閱讀教材,根據(jù)技術(shù)指標(biāo),進(jìn)行方案分析、論證和計(jì)算,獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作內(nèi)容如下:題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、具體電路設(shè)計(jì)。學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì),通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算,稱為預(yù)設(shè)計(jì)階段,包括元器件的選用和電路參數(shù)的計(jì)算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)的30%。
2.2.2在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路安裝、調(diào)試,指標(biāo)測試等。
在安裝與調(diào)試這個(gè)階段,要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識進(jìn)行安裝和調(diào)試,達(dá)到任務(wù)書的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。預(yù)設(shè)計(jì)經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后,學(xué)生即可購買所需元器件等材料,并在實(shí)驗(yàn)箱上或試驗(yàn)板上組裝電路。運(yùn)用測試儀表調(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路(并制作相應(yīng)電路板),使之達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。此階段往往是課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn),所需時(shí)間約占總學(xué)時(shí)的50%。
2.3撰寫總結(jié)報(bào)告,總結(jié)交流與討論。
撰寫課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告是對學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報(bào)告能力的訓(xùn)練。學(xué)生寫報(bào)告,不僅要對設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié),而且要把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度。總結(jié)報(bào)告應(yīng)包括以下方面:系統(tǒng)任務(wù)與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應(yīng)對以下幾部分進(jìn)行說明:設(shè)計(jì)進(jìn)程記錄,設(shè)計(jì)方案說明、比較,實(shí)際電路圖,功能與指標(biāo)測試結(jié)果,存在的問題及改進(jìn)意見,等等。總結(jié)報(bào)告具體內(nèi)容如下:課題名稱、內(nèi)容摘要、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求、比較和選擇設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調(diào)試的內(nèi)容,包括使用的主要儀器和儀表;調(diào)試電路的方法和技巧;測試的數(shù)據(jù)和波形并與計(jì)算結(jié)果比較分析;調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法。總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn),指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值,列出系統(tǒng)需要的元器件清單,列出參考文獻(xiàn),收獲、體會,并對本次設(shè)計(jì)提出建議。
2.4成績評定。
課程的實(shí)踐性不僅體現(xiàn)實(shí)際操作能力,而且體現(xiàn)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)和分析的能力。因此,課程設(shè)計(jì)的考核分為以下部分:設(shè)計(jì)方案的正確性與合理性。設(shè)計(jì)成品:觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,是否達(dá)到技術(shù)要求。(安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力)實(shí)驗(yàn)報(bào)告:實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)具有設(shè)計(jì)題目、技術(shù)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)方案、測試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會等。課程設(shè)計(jì)答辯:考查學(xué)生實(shí)際掌握的能力和表達(dá)能力,設(shè)計(jì)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神及創(chuàng)新精神,等等。
3.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的步驟
在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論課程教學(xué)中,通常只介紹單元電路的設(shè)計(jì)。然而,一個(gè)實(shí)用的電子電路通常是由若干個(gè)單元電路組成的。通常將規(guī)模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅包括單元電路的設(shè)計(jì),還包括總體電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)(總體電路由哪些單元電路構(gòu)成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成電路大量涌現(xiàn),電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了單元電路的設(shè)計(jì)外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來越重要,不過從教學(xué)訓(xùn)練角度出發(fā),課程設(shè)計(jì)仍應(yīng)保留一定的單元電路內(nèi)容。電子系統(tǒng)分為模擬型、數(shù)字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的方法有所不同(尤其單元電路的設(shè)計(jì)),但總體電路的設(shè)計(jì)步驟是基本相同的。電子電路的一般設(shè)計(jì)方法與步驟包括:總體方案的設(shè)計(jì)與方案論證、單元電路的設(shè)計(jì)、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關(guān)鍵電路試驗(yàn)、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。
本科生課程設(shè)計(jì)是針對建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié),北京工業(yè)大學(xué)建環(huán)專業(yè)開設(shè)分的課程設(shè)計(jì)。通過對2010級課程設(shè)計(jì)的教學(xué)組織介紹以及效果分析,體現(xiàn)該課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容以及教學(xué)方法在學(xué)生對設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)方法、方案確定等幾個(gè)方面的能力培養(yǎng)都起到了重要的作用。通過有效的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析解決問題的能力,以及工程應(yīng)用能力,實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐相結(jié)合的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:
建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程;課程設(shè)計(jì);組織;問題
一、課程設(shè)計(jì)的目的
“建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)”是與實(shí)際工程緊密相關(guān)的專業(yè)學(xué)科,學(xué)生僅僅通過在校期間理論知識的學(xué)習(xí),對于本專業(yè)知識的理解和應(yīng)用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。課程設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置意在指導(dǎo)學(xué)生將理論知識與實(shí)際工程相結(jié)合,將自己所學(xué)知識融會貫通;與此同時(shí),結(jié)合實(shí)際的工程設(shè)計(jì),了解設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法和步驟,增強(qiáng)收集資料、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。最后,以小組的方式進(jìn)行的課程設(shè)計(jì),能夠在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問題的能力的同時(shí),也培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作意識,提高對未來工作的適應(yīng)能力。
二、課程設(shè)計(jì)的教學(xué)組織
北京工業(yè)大學(xué)建環(huán)專業(yè)本科生課程設(shè)計(jì)安排在大四上學(xué)期第四周至十六周共14周,成績總計(jì)分。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容主要以“空氣制冷”、“供熱鍋爐”課程的教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ),要求學(xué)生以小組形式分工合作,完成從冷熱源到末端的供暖空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
(一)課程設(shè)計(jì)步驟
(1)布置設(shè)計(jì)任務(wù)。北京工業(yè)大學(xué)建環(huán)專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)共同商討確定課程設(shè)計(jì)的題目以及內(nèi)容要求,針對以往同學(xué)們出現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn),細(xì)化設(shè)計(jì)任務(wù),制定詳細(xì)的綜合課程設(shè)計(jì)指南及任務(wù)書,并且為學(xué)生們提供必要的設(shè)計(jì)參數(shù),設(shè)計(jì)對象為某高校辦公樓供暖空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。(2)授課講座答疑。在課程設(shè)計(jì)過程中,針對學(xué)生在課設(shè)中出現(xiàn)的問題,圍繞課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn),分階段集中不定期安排幾次專題講座,如典型建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)輔助軟件應(yīng)用、工程案例剖析等。通過專題講座解決學(xué)生設(shè)計(jì)過程中存在的問題,引導(dǎo)學(xué)生將理論知識貫穿在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,并能熟練使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊等資料。(3)導(dǎo)師監(jiān)督考核。為了做到因材施教,努力發(fā)揮學(xué)生的積極性并且及時(shí)解決問題,提高設(shè)計(jì)效率,同時(shí)鍛煉良好的團(tuán)隊(duì)合作精神,采取分組導(dǎo)師制度,每位教師負(fù)責(zé)3~4名學(xué)生。(4)課程設(shè)計(jì)答辯。課程設(shè)計(jì)答辯時(shí)間安排在第11周以及第17周,分別進(jìn)行供暖和空調(diào)設(shè)計(jì)答辯,答辯方式為集中答辯,所有教師分組根據(jù)學(xué)生答辯情況提問,獨(dú)立給分,最后全體教師匯總給出綜合答辯成績。
(二)課程設(shè)計(jì)講座與內(nèi)容
為了使學(xué)生了解整個(gè)課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排并且增加對內(nèi)容的了解,由課程設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)老師安排一次課程設(shè)計(jì)動員及任務(wù)布置,選擇兩名研究生作為助教,由于他們對本專業(yè)內(nèi)容熟知,并且熟悉課程設(shè)計(jì)流程以及內(nèi)容,易于引導(dǎo)學(xué)生更快的從理論知識轉(zhuǎn)化成實(shí)踐設(shè)計(jì)中,建立學(xué)生與教師之間有效地溝通機(jī)制。具體的授課講座內(nèi)容分為以下五個(gè)部分。(1)采暖空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)引論。綜述本科生在前三年里學(xué)習(xí)的專業(yè)知識以及相關(guān)的專業(yè)課程,針對暖通空調(diào)設(shè)計(jì)基本常識,讓學(xué)生講理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐中,同時(shí)介紹在設(shè)計(jì)中基本注意事項(xiàng),避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤。(2)采暖負(fù)荷計(jì)算及常規(guī)設(shè)備選型。首先回顧學(xué)過的《供熱工程》等相關(guān)課程,提出設(shè)計(jì)必須遵循行業(yè)規(guī)范,讓學(xué)生逐步從學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì),講座教師介紹采暖設(shè)計(jì)步驟,為學(xué)生們詳細(xì)講解采暖中走廊、衛(wèi)生間、樓梯間等供暖常見問題,避免學(xué)生走進(jìn)誤區(qū)。(3)鍋爐房設(shè)計(jì)。結(jié)合《鍋爐與鍋爐房設(shè)備》課程以及鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范,從鍋爐容量、循環(huán)泵流量、揚(yáng)程確定、軟化水系統(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)、定壓系統(tǒng)以及送引風(fēng)系統(tǒng)等各個(gè)方面介紹鍋爐房設(shè)計(jì)的步驟。(4)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型。結(jié)合《空氣調(diào)節(jié)》課程,以及前面關(guān)于供暖設(shè)計(jì)的相關(guān)講座,學(xué)生獨(dú)立完成空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),讓學(xué)生在設(shè)計(jì)中體會到設(shè)計(jì)與理論知識的不同,設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑中各領(lǐng)域的要求,融合到一起,完成設(shè)計(jì)要求。
(三)課程設(shè)計(jì)考核方式
課程設(shè)計(jì)的考核方式分為導(dǎo)師考核和集體答辯兩個(gè)方面,各個(gè)設(shè)計(jì)階段的考核,由各位指導(dǎo)教師靈活安排、分工負(fù)責(zé)。集體答辯分為兩個(gè)部分:供暖設(shè)計(jì)以及空調(diào)設(shè)計(jì)。組織全學(xué)科部教師分組答辯,每次答辯每位學(xué)生限時(shí)15分鐘,學(xué)生匯報(bào)8分鐘,教師提問7分鐘。最終的考核成績總分為100分,學(xué)分為分。
三、課程設(shè)計(jì)的效果分析
通過一學(xué)期的課程設(shè)計(jì),學(xué)生在各個(gè)方面都有了很大的提高,主要表現(xiàn)有:(1)學(xué)生能將自己的專業(yè)知識與理論進(jìn)行有效的結(jié)合。在課程設(shè)計(jì)初期,學(xué)生由于沒有經(jīng)驗(yàn),對于工程會犯一些常識性問題,比如管道的設(shè)計(jì)中,沒有考慮閥門的分類和使用。經(jīng)過鍛煉,學(xué)生能夠很好的更加全面的考慮問題,考慮實(shí)際工程的需要,將自己的理論知識與實(shí)際工程更好的結(jié)合。(2)自主學(xué)習(xí)以及分析問題解決問題的能力提高。學(xué)生在校期間學(xué)習(xí)的理論知識都是書本上的,而實(shí)際的項(xiàng)目中會遇到許許多多的意想不到的問題,學(xué)生通過自己動手,通過收集資料,查閱規(guī)范,與同學(xué)探討等方式,不僅僅加深了對專業(yè)知識與行業(yè)規(guī)范的了解,更加加強(qiáng)了自己獨(dú)立分析和解決問題的能力。(3)培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作能力與教師的溝通能力。得益于團(tuán)隊(duì)合作的教學(xué)方式,學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)合作,使得學(xué)生能夠更好的培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識;教師的直接指導(dǎo),加強(qiáng)了學(xué)生與老師之間的交流,使得學(xué)生與教師共同學(xué)習(xí),交流,增強(qiáng)了他們的表達(dá)能力。
四、問題分析及解決方法探討
通過本次的課程設(shè)計(jì),可以看出大部分同學(xué)能夠?qū)φ麄€(gè)暖通設(shè)計(jì)的流程及基本的設(shè)計(jì)問題有比較清晰的認(rèn)識和把握,但從平時(shí)的答疑、課程設(shè)計(jì)講座的提問及答辯的情況來看,很多同學(xué)的課程設(shè)計(jì)還是存在著一些不足,現(xiàn)主要提出以下幾點(diǎn):(1)設(shè)計(jì)手冊及節(jié)能規(guī)范的熟知度不夠。工程設(shè)計(jì)手冊及國家、地方行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)作為暖通工程設(shè)計(jì)的基本依據(jù),理應(yīng)是最為重要的參考資料,理論教學(xué)難以涵蓋工程設(shè)計(jì)的各個(gè)方面,需要從這些參考資料中尋求答案。由此看出,面對諸多暖通行業(yè)的參考資料,在理論教學(xué)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕庾x與學(xué)習(xí)很有必要。(2)系統(tǒng)方案的確定缺乏深入的思考和有力的依據(jù)。供暖、空調(diào)系統(tǒng)形式的確定是整個(gè)課程設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)。很多同學(xué)在系統(tǒng)形式確定這一環(huán)節(jié)只懂得選用而不懂得比較。從最終課程設(shè)計(jì)的結(jié)果可以看出,在方案確定這一環(huán)節(jié),不同方案的思考與評比這一內(nèi)容還有待完善。(3)水力計(jì)算部分有所不足。風(fēng)系統(tǒng)及水系統(tǒng)合理的水力計(jì)算不僅關(guān)系到冷熱源部分所輸出的冷熱量能否按需分配到末端用戶,更關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行是否穩(wěn)定、有效、節(jié)能。水力計(jì)算的理論學(xué)習(xí)往往是最難掌握的部分,一個(gè)簡單的小系統(tǒng)就需要很大的計(jì)算量,不同的系統(tǒng)形式往往有多種不同的計(jì)算方法,并且計(jì)算步驟繁雜,雖然很多同學(xué)的水力計(jì)算部分能夠完成,但其中的步驟并不明晰。如何尋求理論設(shè)計(jì)與軟件輔助設(shè)計(jì)的平衡變得極為重要。(4)分類設(shè)計(jì)理念不強(qiáng)。同一建筑往往有不同形式、不同使用功能的房間,尤其對于綜合性建筑,很多房間的使用時(shí)間不一,所以,對不同的房間、空間,應(yīng)有不同的分類,同時(shí)應(yīng)劃分不同的系統(tǒng)。通過本次課程設(shè)計(jì)的情況來看,系統(tǒng)劃分單一。另外,對各類型房間的供暖、空調(diào)的形式不明確,對特殊類型空間如走廊、樓梯間、衛(wèi)生間、地下車庫、門廳的設(shè)計(jì)知識缺乏,是普遍存在的又一問題。無論在參考書籍還是在理論教學(xué)中,往往重視供暖、空調(diào)的共性而忽視適用于不同類型空間的個(gè)性。所以,此方面理論的學(xué)習(xí)與指導(dǎo)還有待加強(qiáng)。(5)對系統(tǒng)的認(rèn)識缺乏整體性。無論是空調(diào)系統(tǒng)還是供暖系統(tǒng),都是與冷熱源機(jī)房相連。所以,冷熱源側(cè)與用戶側(cè)是不可分割的整體,系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該有整體的理念。但很多同學(xué)只知道供暖系統(tǒng)需要補(bǔ)水定壓而不知鍋爐房需要有補(bǔ)水定壓裝置,只知道供暖系統(tǒng)需要補(bǔ)水定壓而不知空調(diào)系統(tǒng)需要補(bǔ)水定壓,只知道用戶側(cè)需要水力計(jì)算而不會機(jī)房側(cè)的管路平衡與確定。多數(shù)時(shí)候,理論教學(xué)教授的是共性的知識,但往往,這種共性沒有推廣到個(gè)性中去,這同樣是理論教學(xué)有待完善的重要內(nèi)容。
五、結(jié)語
通過專業(yè)課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅僅對于專業(yè)知識有了更深的了解,同時(shí)對于將來從事的行業(yè),有了更近一步的認(rèn)識,根據(jù)課程設(shè)計(jì)過程中反映的問題,教學(xué)工作還需要從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn):(1)在平時(shí)的教學(xué)中,注重將實(shí)際與理論相結(jié)合。學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中,尤其對于工程知識,會犯一些常識性錯(cuò)誤。這就要求在平時(shí)的教學(xué)過程中,教師能夠針對一些重要的工程常識性問題進(jìn)行歸納總結(jié)和講解。(2)在課程設(shè)計(jì)過程中,給予及時(shí)有效的指導(dǎo)。學(xué)生對于一個(gè)完整的設(shè)計(jì),缺乏整體的認(rèn)識,指導(dǎo)老師應(yīng)當(dāng)給予及時(shí)有效的指導(dǎo)。這需要指導(dǎo)教師和學(xué)生能夠進(jìn)行密切的聯(lián)系,良好的溝通,使老師能夠及時(shí)了解學(xué)生的問題,并給與恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。(3)課程設(shè)計(jì)完成后,及時(shí)進(jìn)行總結(jié)。由于課程設(shè)計(jì)中會遇到很多意想不到的問題,學(xué)生需要多次進(jìn)行修正和完善,這就需要在每一個(gè)階段學(xué)生和指導(dǎo)老師都需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的總結(jié),通過總結(jié),學(xué)生能夠?qū)W會如何更好的解決問題,避免類似錯(cuò)誤的出現(xiàn),老師能夠總結(jié)經(jīng)驗(yàn),對今后的教學(xué)進(jìn)行更好的指導(dǎo)。
作者:潘嵩 王新如 李娜 王未 許傳奇 王云默 單位:北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程系
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞: 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)過程
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的綜合性的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,是電子技術(shù)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是對電子類和其他相近專業(yè)學(xué)生進(jìn)行綜合能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程,對于全面、系統(tǒng)、深入地理解與掌握電子系統(tǒng)的知識、設(shè)計(jì)方法具有重要的教學(xué)意義。
1.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與要求
本課程的重點(diǎn)是電路設(shè)計(jì),內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用所學(xué)知識,設(shè)計(jì)制作較為復(fù)雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實(shí)驗(yàn)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求,通過電路方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、電路安裝調(diào)試和指標(biāo)測試、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等過程,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,提高電路設(shè)計(jì)水平和實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)踐中著重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的能力。
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生根據(jù)題目要求,通過查閱資料、調(diào)查研究等,獨(dú)立完成方案設(shè)計(jì)、元器件選擇、電路設(shè)計(jì)、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標(biāo)測試,并獨(dú)立寫出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⑽睦硗樀膶?shí)驗(yàn)報(bào)告。
具體地說,學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐,應(yīng)達(dá)到以下基本要求:建立電子系統(tǒng)的概念,綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)習(xí)到的理論知識完成一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì);掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法,了解電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù);進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關(guān)資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設(shè)計(jì)自動化軟件設(shè)計(jì)與仿真電路系統(tǒng)的基本方法;進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學(xué)會撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告;培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
2.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下,學(xué)生獨(dú)立完成課題,達(dá)到對學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練,要求本課程設(shè)計(jì)涵蓋模擬電路知識和數(shù)字電路知識,因此課程設(shè)計(jì)的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。
教學(xué)環(huán)節(jié)可以分為以下四個(gè)部分。
2.1課堂講授。
課程設(shè)計(jì)開始前,需要確定指導(dǎo)老師。由指導(dǎo)老師通過兩學(xué)時(shí)的教學(xué),明確課程設(shè)計(jì)的要求,主要內(nèi)容包括課程介紹、教學(xué)安排、成績評定方法等。
在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中,指導(dǎo)老師介紹課題的基本情況與要求,要求學(xué)生從多個(gè)課題中選擇一個(gè)。
2.2設(shè)計(jì)與調(diào)試環(huán)節(jié)。
2.2.1前期準(zhǔn)備、方案及電路設(shè)計(jì)。
前期準(zhǔn)備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設(shè)計(jì)、電路仿真等。在確定方案時(shí)要求學(xué)生認(rèn)真閱讀教材,根據(jù)技術(shù)指標(biāo),進(jìn)行方案分析、論證和計(jì)算,獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作內(nèi)容如下:題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、具體電路設(shè)計(jì)。
學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì),通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算,稱為預(yù)設(shè)計(jì)階段,包括元器件的選用和電路參數(shù)的計(jì)算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)的30%。
2.2.2在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路安裝、調(diào)試,指標(biāo)測試等。
在安裝與調(diào)試這個(gè)階段,要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識進(jìn)行安裝和調(diào)試,達(dá)到任務(wù)書的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。
預(yù)設(shè)計(jì)經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后,學(xué)生即可購買所需元器件等材料,并在實(shí)驗(yàn)箱上或試驗(yàn)板上組裝電路。運(yùn)用測試儀表調(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路(并制作相應(yīng)電路板),使之達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。此階段往往是課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn),所需時(shí)間約占總學(xué)時(shí)的50%。
2.3撰寫總結(jié)報(bào)告,總結(jié)交流與討論。
撰寫課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告是對學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報(bào)告能力的訓(xùn)練。學(xué)生寫報(bào)告,不僅要對設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié),而且要把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度。總結(jié)報(bào)告應(yīng)包括以下方面:系統(tǒng)任務(wù)與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應(yīng)對以下幾部分進(jìn)行說明:設(shè)計(jì)進(jìn)程記錄,設(shè)計(jì)方案說明、比較,實(shí)際電路圖,功能與指標(biāo)測試結(jié)果,存在的問題及改進(jìn)意見,等等。
總結(jié)報(bào)告具體內(nèi)容如下:課題名稱、內(nèi)容摘要、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求、比較和選擇設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調(diào)試的內(nèi)容,包括使用的主要儀器和儀表;調(diào)試電路的方法和技巧;測試的數(shù)據(jù)和波形并與計(jì)算結(jié)果比較分析;調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法。總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn),指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值,列出系統(tǒng)需要的元器件清單,列出參考文獻(xiàn),收獲、體會,并對本次設(shè)計(jì)提出建議。
2.4成績評定。
課程的實(shí)踐性不僅體現(xiàn)實(shí)際操作能力,而且體現(xiàn)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)和分析的能力。因此,課程設(shè)計(jì)的考核分為以下部分:設(shè)計(jì)方案的正確性與合理性。設(shè)計(jì)成品:觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,是否達(dá)到技術(shù)要求。(安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力)實(shí)驗(yàn)報(bào)告:實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)具有設(shè)計(jì)題目、技術(shù)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)方案、測試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會等。課程設(shè)計(jì)答辯:考查學(xué)生實(shí)際掌握的能力和表達(dá)能力,設(shè)計(jì)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神及創(chuàng)新精神,等等。
3.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的步驟
在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論課程教學(xué)中,通常只介紹單元電路的設(shè)計(jì)。然而,一個(gè)實(shí)用的電子電路通常是由若干個(gè)單元電路組成的。通常將規(guī)模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅包括單元電路的設(shè)計(jì),還包括總體電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)(總體電路由哪些單元電路構(gòu)成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成電路大量涌現(xiàn),電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了單元電路的設(shè)計(jì)外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來越重要,不過從教學(xué)訓(xùn)練角度出發(fā),課程設(shè)計(jì)仍應(yīng)保留一定的單元電路內(nèi)容。
電子系統(tǒng)分為模擬型、數(shù)字型及兩者兼而有之的混合型三種。
雖然模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的方法有所不同(尤其單元電路的設(shè)計(jì)),但總體電路的設(shè)計(jì)步驟是基本相同的。
電子電路的一般設(shè)計(jì)方法與步驟包括:總體方案的設(shè)計(jì)與方案論證、單元電路的設(shè)計(jì)、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關(guān)鍵電路試驗(yàn)、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。
4.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的效果
學(xué)生經(jīng)過這樣系統(tǒng)訓(xùn)練后,各方面技能都通過考核,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]高吉祥,易凡,丁文霞等.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)(第二版)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.
[2]楊志忠,華沙,康廣荃.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.
1課程設(shè)計(jì)前的調(diào)查與輔導(dǎo)
在開始化工原理課程設(shè)計(jì)之前,充分了解學(xué)生對前修課程如物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工原理等課程理論知識的掌握程度,了解學(xué)生查閱文獻(xiàn)獲取物性參數(shù)和相關(guān)公式的能力,了解學(xué)生是否具有一定的工程、經(jīng)濟(jì)觀念,了解學(xué)生對計(jì)算機(jī)CAD繪圖能力的掌握情況。上述內(nèi)容均是在化工原理課程設(shè)計(jì)過程中學(xué)生應(yīng)具備的知識與能力,通過課前調(diào)查,掌握學(xué)生的基礎(chǔ),進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)與指導(dǎo),使學(xué)生在開始課程設(shè)計(jì)之前提前進(jìn)入狀況,讓學(xué)生建立信心,激發(fā)學(xué)生積極主動的完成將要開始的課程設(shè)計(jì)。
2課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程
課程設(shè)計(jì)的任務(wù)(或題目)是教學(xué)的核心,也是能否培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生工程實(shí)踐能力的關(guān)鍵。在教學(xué)過程中,為了全面的地鍛煉學(xué)生的查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)計(jì)算、實(shí)際分析和CAD繪圖能力,課程設(shè)計(jì)的選題在符合教學(xué)大綱要求的前提下結(jié)合工業(yè)實(shí)際,設(shè)計(jì)結(jié)果有較好的參比性。
2.1任務(wù)布置
在分配任務(wù)時(shí)根據(jù)學(xué)生的理論知識基礎(chǔ)和儲備進(jìn)行合理的搭配與分組,做到每組成員具有較均衡的知識能力。設(shè)計(jì)題目做到每人一題,盡量避免抄襲現(xiàn)象發(fā)生,如進(jìn)行精餾塔設(shè)計(jì)時(shí),所有學(xué)生都有自己的產(chǎn)量、餾出液組成、釜液組成、原料狀況與組成、回流比等;組內(nèi)成員具有個(gè)別不同的數(shù)據(jù),根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以對比不同條件對設(shè)計(jì)結(jié)果的影響,如回流比的不同、原料狀況不同、餾出液組成不同、釜液組成不同等。如此一來,組內(nèi)成員在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),都能積極參與到整個(gè)過程中來,每個(gè)人計(jì)算設(shè)計(jì)結(jié)果都是對比分析與工程評價(jià)的一部分,能夠較好的提高學(xué)生的參與性、積極性,同時(shí)激發(fā)學(xué)生主動思考和創(chuàng)造。另外在課程設(shè)計(jì)開始之前,指導(dǎo)教師應(yīng)仔細(xì)地講解設(shè)計(jì)內(nèi)容所對應(yīng)的工藝流程,并將整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算過程進(jìn)行具體的說明,就設(shè)計(jì)計(jì)算過程中容易出錯(cuò)的位置進(jìn)行重點(diǎn)指出。
2.2答疑與引導(dǎo)
在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的過程中,方案設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn),如在進(jìn)行換熱器設(shè)計(jì)時(shí),如何選擇合理的工藝流程和換熱器的類型,需要根據(jù)加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì)的狀況、換熱器在整個(gè)工藝流程中的地位等因素來綜合考慮,如進(jìn)行精餾塔設(shè)計(jì)時(shí),是選用板式精餾塔還是選用填料精餾塔,都需要根據(jù)物料的物性參數(shù)和實(shí)際工藝條件來共同決定。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)方案,組織學(xué)生討論分析,通過對比綜合選用較合適的設(shè)計(jì)方案。在課程設(shè)計(jì)的進(jìn)行過程中,要及時(shí)了解與掌握學(xué)生設(shè)計(jì)的進(jìn)度與狀況。由于學(xué)生的知識基礎(chǔ)和能力的差異,在獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、物性數(shù)據(jù)、方案設(shè)計(jì)、公式選用等方面都會有或多或少的困難,對學(xué)生遇到的問題可以通過以下三種方式進(jìn)行解決:(1)對于個(gè)別同學(xué)遇到的個(gè)別問題,教學(xué)過程中采取一對一的答疑方式進(jìn)行,就學(xué)生的問題進(jìn)行個(gè)別解答和指導(dǎo)。如在換熱器的設(shè)計(jì)過程中,就管程和殼程走何種流體,主要從介質(zhì)的安排能夠達(dá)到提高傳熱效率和節(jié)省材料的方面來考慮,易產(chǎn)生污垢、腐蝕性強(qiáng)、高溫高壓的介質(zhì)走管程,粘度較大的介質(zhì)走殼程;(2)對于大部分學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過程中遇到的共性問題,采取集中詳細(xì)講解的方式進(jìn)行,并對該設(shè)計(jì)過程進(jìn)行中所涉及的知識點(diǎn)在實(shí)際工程中的影響進(jìn)行引導(dǎo)與分析。如板式精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算中,對于塔板數(shù)的計(jì)算,可以通過圖解法和逐板計(jì)算法來進(jìn)行,根據(jù)查閱文獻(xiàn)獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做出物系的平衡曲線或計(jì)算出物系的平均相對揮發(fā)度,再根據(jù)原料、餾出液、釜液的濃度和選擇的適宜回流比獲得精餾段、提餾段的操作線方程,由原料狀況獲得進(jìn)料線方程,根據(jù)上述內(nèi)容可以選擇圖解法或逐板法來進(jìn)行計(jì)算;(3)對于設(shè)計(jì)過程中學(xué)生遇到的不了解設(shè)備形狀和結(jié)構(gòu)等方面造成的困難,指導(dǎo)教師通過實(shí)物、多媒體圖片及動畫的方式向?qū)W生展示說明,讓學(xué)生充分了解設(shè)計(jì)中所選用設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。
2.3課程考核
化工原理課程設(shè)計(jì)的主要目的是進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解與掌握,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識的能力和處理實(shí)際工程問題的能力。因此,在課程的考核方面也主要從這些方面著手,課程考核主要通過如下三個(gè)方面來綜合評定學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)的成績:(1)遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律的情況,對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取方式或途徑,重點(diǎn)考察學(xué)生對前修理論課程的掌握情況;(2)考察學(xué)生在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中,針對實(shí)際問題是否能夠結(jié)合理論知識、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和工程經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行全面分析與預(yù)判;(3)分組合作過程中考察學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識,課程設(shè)計(jì)總結(jié)與答辯過程中考察學(xué)生的語言組織及表達(dá)能力。
3總結(jié)與展望
學(xué)生管理 學(xué)生工作會議講話 學(xué)生剖析材料 學(xué)生會工作計(jì)劃 學(xué)生會工作總結(jié) 學(xué)生工作意見 學(xué)生評價(jià)論文 學(xué)生考察報(bào)告 學(xué)生管理論文 學(xué)生思政教育 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀