以电子设计大赛促进电子技术课程本科教学改革

1、2012-07-1以9#电#子#设#计#大#赛#促#2进01电2-子0技7-术19课#程#本#2科#0#1教#2-学0改7-革19#林 寿 英(福建农林大学机电工程学院 ,福建 福州 350002 )摘要 全国大学生电子设计大赛是由教育部主办的学科竞赛 ,竞赛内容反映了现代电子技术的应用与发展趋势 。本文阐述了如何以电子设计大赛为契机 ,促进本科电子技术课程教学的内容和实践教学的改革 。关键词 电子竞赛 ;实践教学 ;教学改革文章编号 167126922 ( 2008) 06 20103 203中图分类号 g642. 0文献标识码 areform of e lec tron ic s cour

2、 se for un dergra dua te s prom o tedby the na t iona l e lec tron ic s de s ign com pe t it ionl in shou2ying( college of m echan ica l and e lectrica l eng ineering, fu jian a g ricu ltu re and forestry u n iversity, fuzhou, fu jian 350002, c h ina )a b stra c t: the con ten t of na tiona l e lec

3、tron ic s de sign comp e tion spon so red by m in istry of educa tion show s the app lica tion s and deve l2 opm en t d irec tion of mode rn e lec tron ic s. th is p ap e r d iscu sse s how to take the comp e tition a s the oppo rtun ity and p romo te the refo rm of unde rgradua te e lec tron ic s c

4、ou rse in con ten t and p rac tice.key word s: na tiona l e lec tron ic s de sign comp e tition; p rac tice teach ing; teach ing refo rm全国大学生电子设计大赛是面向大学生的群众性的科技活动 。竞赛内容紧密联系模拟电路 、数 字电路 、单片机原理与接口技术 、传感器技术和测量仪器仪表 、电力电子等多门课程的基础知识 , 既有实际制作 ,又有理论设计 , 旨在提高大学生理论 素养和实践动手能力 。以模拟电子和数字电子应 用设计为主要内容的全国大学生电子设计大赛反映

5、了现代电子技术基础理论 、发展方向和新技术的 应用 。深入领会电子设计大赛精神 ,并以大学生电 子设计竞赛为契机 ,我们对我校电子类相关专业培 养计划进行了优化 , 对相关课程教学 , 特别是与电 子设计大赛结合密切对电子技术课程 (包含模拟电子和数字电子 ) 进行了大力改革 。改革成效显著 ,大大提高了我校本科生的实践能力和创新能力 。一 、电子技术课程的地位和教学现状电子技术是高等院校电类专业的专业基础课 , 它为学生掌握后续专业课程和毕业后从事相关的 专业工作提供了必要的专业理论知识和实践技能 。 随着电子技术的发展 ,电子产品已经涉及到我们生 活的方方面面 ,从玩具 、家用电器到工农业

6、生产 、国 防 、航空航天无不涉及到电子技术 。特别是近年我 国电子制造业的迅猛发展 ,对电子应用型人才的需求也不断增长 。从近几年电子信息类大学生的就业情况可以看到 ,用人单位在笔试时出的题目多是 关于电子技术 ,这说明了用人单位要求大学生应具备电子技术知识 。学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展 。近几年 ,电子技术发展迅 速 ,其新成果 、新技术 、新器件不断涌现 。特别是集 成芯片应用日益广泛 ,其无论是种类还是数量都大大增加 ,性能大大提高 。这对电子技术课程教学有 较大的冲击 。目前 ,一些高校电子技术教学中还存 在着以下亟待解决的问题 。(一 )教学内容陈旧电子技术是发

7、展最快 、应用较广的一 门技 术 ,而我们目前的教学内容的更新速度慢 ,有些老师使 用几十年前的讲稿 ,使用的教材不能反应电子技术 迅猛发展所涌现的新知识 ,导致课堂所讲授的内容 与当今迅速发展的电子技术的实际有较大的差距 。(二 )教学模式单一这主要体现在我们的教学方法仍然是以教师 为中心 ,以传播理论知识为主 。采用“填鸭式 ”教学 方法 ,忽视了在教学过程中的学生主体作用 。学生 上课抄笔记 ,下课背笔记 ,考完全忘记 。(三 )教学手段陈旧这主要体现在有些老师上课还是以板书讲授方式为主 ,而不结合生动的多媒体进行教学 , 使学2012-07-19#2012-0生7觉-得1枯9燥#无#味

8、#。#2#0#1#2-07-19#( )收稿日期 2008 - 06 - 28(四 )只重视理论教学 ,不重视学生实践 、创新具体化 , 使学生的听觉 、视觉等方面同时接收信息能力的培养这与采用的考试方法有关 。一门课结束 通常 是通过闭卷笔试的方式进行考核 ,忽视了学生对综 合应用能力的考查 。由于存在这些问题 ,当学生参加电子设计竞赛时 ,常常会发生许多意想不到的事情 。如理论设计 正确 ,实物制作却无法实现 ; 模块电路能实现而系 统联调却 无 法 实 现 。这 是 我 校 学 生 在 2003 年 至2005年期间的电子设计大赛中成绩不佳的主要原因 。由此可见 ,规范电子技术课程的教学

9、内容和改 革现行体系势在必行 。刺激 , 感官和想象力互相配合 , 增强他们的学习兴趣与记忆能力 。2. 运用各种仿真软件对例题进行仿真 。目前 ,电子电 路 的 仿 真 软 件 有 很 多 , 如 p ro teu s、m u ltisim等 。这些仿真软件带有国际通用的虚拟仪器及电 子元器件库 。通过它们 , 我们可以方便地进行电路 原理图的设计和仿真测试 , 观察电路的工作状态及 变化情况 。如在学习计数器芯片 74l s290 时 ,在输 出端接入发光二极管 , 输入时钟信号 , 通过仿真就可以很直观地看到不同接线时 ,可实现二 2五 2十进 制计数 。过去课堂语言表达比较困难的许多电

10、路 、 芯片功能应用 ,通过仿真演示几分钟就能使学生明 白 。学生也可以设计仿真各种电路 ,这对于学生的 深入学习无疑有很大的帮助 。3. 向学生推荐优秀的网络资源 。可介 绍 一些 著名的电子网站 , 如 21 ic 网 、电子 工程 师 网等 , 通 过这些网络资源 , 学生不 仅能 够 学会 查阅 芯 片资 料 ,还可与电子工程师进行学术交流 , 了解到电子 行业的发展现状 。拓展了学生的视野 ,同时也培养了学生查阅相应理论知识和相关资料的能力 。4. 布置制作实物作业 。结合课程的实际情况 , 布置学生做一些小制作 。这种作业题目灵活 ,如设 计一个 l ed 花样变化电路 ,每个学生

11、都有自己的花 样 ,电路也五花八门 , 这可以发挥学生的想象力和创造力 。(三 )加强实践课程的教学改革力度电子技术是一门实践性很强的课程 ,原来模拟 电子和数字电子的实验学时数为 20 个学时 , 共做10个验证性实验 。显然这是不够的 。加强该课程 的实践教学改革力度主要体现在以下两个方面 。1. 改革实验教学的结构 。我校将电子 技 术的 实验和电路原理的实验合并做为一门必修课 ,由专 职教师负责 。在实验内容的开设上分为验证性实 验 、设计性实验和综合性实验 3 个层次 。验证性实 验为基本电子器件的应用性实验 , 其内容覆盖课程的重要知识点 ,主要是对学生进行电子电路调试技 能和测量

12、方法的训练 , 培养正确记录与处理数据 、 合理表达与报告实验结果的能力 。设计性实验的 教学内容为单元电路的设计及小系统设计 。采用 积木式 、模块化结构 , 将设计的单元电路组合成小系统电路 ,完成某种应用电路系统的设计 , 使学生 通过设计性实验初步了解新产品的设计和制作过 程 ,培养学 生 的 综 合 应 用 能 力 以 及 利 用 现 代 化 分二 、电子技术课程体系的改革电子设计竞赛既不是单纯的理论设计竞赛也 不仅仅是实验竞赛 , 而是由一个参赛队共同设计 、 制作完成一个有特定工程背景的题目的竞赛 。它 既强调理论设计 ,更强调工程的实现 。它考核了学 生综合运用基础知识的能力

13、,更注重考察学生的创 新意识 。竞赛成绩从一个侧面反映了一个学校的 电子技术课程的教学质量 。改革传统的教学内容 和教学方法 ,建立一个新的教学课程体系 , 以适应 现代高教教育的需要 ,迫在眉睫 。我校近几年对电 子技术课程从以下几个方面进行了改革 。(一 )更新教学内容 、重构课程体系电子技术是一门专业基础课 ,因此不管电子技 术的发展多么迅猛 , 新的器件层出不穷 , 基础教学 内容不能削弱 。如模拟电子部分的基本元件二极 管 、三极管 、场效应管 ;放大电路 、反馈电路 、线性直流稳压电源电路等 。数字电路的基本逻辑门 、组合 逻辑电路 、时序逻辑电路等 。在此基础上根据社会的需求和电

14、子竞赛的内容增加介绍模拟集成电路 , 如集成功率放大器 、集成运算放大器的应用 、函数 发生器等 ; 数字集成电路 ,如 a /d、d /a 接口芯片 、 存储器 ram 和 rom 芯 片 的 扩 展 、可 编 程 逻 辑 器 件等 。(二 )改进教学方法随着电子技术的新知识 、新技术不断涌现 , 教 学内容不断增加 , 而教学课时被压缩 , 传统的教学方法已无法保质保量地完成教学计划 。教学方法的改进势在必行 。具体措施有以下几点 。1. 使用多媒体提高课堂教学效果 。多媒 体课 件有容量大 、图文并茂的优点 。通过丰富的动画演 示 , 生动地描述课本中的抽象概念 , 将枯燥的理论析 、测

15、试手段的能力 。综合性实验的实验内容包括不同的阶段训练 ,不必每一阶段训练都参加 。多个知识 点 , 可 以 与 电 子 技 术 相 关 科 研 课 题 相 联系 ,主要训练学生对较复杂系统的综合调试能力 。2. 开设高标准的电子工艺实训课 程 。电 子工 艺实训是在学生学完模拟电子与数字电子课程后安排的重要实践环节 。以往电子工艺实训都是统 一发给电路图 、做好印刷电路板和元器件 , 学生按 插上元件焊好就行 ,这对于培养学生的实践能力很 不够 。为此 , 我 们 对 电 子 工 艺 实 训 教 学 进 行 了 改 革 ,仅发给学生一些电子产品电路原理图 , 却提高对学生的要求标准 。要求学

16、生自己选题 ,在读懂所 给电路原理图的基础上 ,自行选择一个课题并给出 其设计原理 ,在得到老师认可后可以自主进行以下 几个环节 :元件的选购 、印刷电路板的制作 、电子元 件的焊接 、电路的调试 。当实现了既定的基本功能后要求写出自己的制作说明书 。通过这些环节的 训练 ,不仅巩固加深了学生对模拟电子和数字电子 基本知识 的 理 解 , 提 高 了 他 们 运 用 所 学 知 识 的 能 力 ,而且掌握了简单实用电路的制作步骤和方法 , 提高了实战技能 。3. 增设专业综合实践课 。专业综合 实践 课是 从模拟电子 、数字电子到单片机及其它相关专业课 程的综合应用设计课 ,着力于培养学生开发

17、创新的 意识和实践操作的技能 , 为参加全国大学生电子设 计竞赛做好知识结构的铺垫工作 。这是一门综合性很强的课 ,因此该课程的教学任务由我们电子学 教研组的全体教师和实验人员参加 。结合电子设 计竞赛常用模块出题 , 内容包含单片机最小系统 、 可编程逻辑器件最小系统 、a /d 与 d /a 电路 、开关 电源电路 、信号放大电路 、信号产生电路 、各种传感 器应用电路 、功率驱动电路 、显示电路等 。要求学生独立完成电子电路模块设计与制作 , 写出论文 。 教师积极组织学生进行交流 , 在交流中找出问题 、 改善电路 、提高能力 。(四 )开设电子设计竞赛赛前培训课每年暑假我们都开设全校

18、性的电子设计竞赛 赛前培训班 ,但绝对不是精英培训 , 其目的不是仅仅为了获奖 , ,而是把它作为一项群众性的活动 ,愿意的学生都可参加 。使学生的受益面最广 ,为他们 将来就业打下良好的基础 。由于学生来自不同专 业 、所学课程也不一定相同 , 我们针对这个特点将培训分为 3个阶段 ,学生可根据所学课程选择参加第一阶段基础训练 。半天上课半天制作 ,主要讲解一些与竞赛相关的基础知识 ,要求学生达到会 看较复杂的电路图 , 会画 pcb 板 , 会焊接安装 、检 测 、查资料 、写文档 。第二阶段模块设计 训 练 。教师对电子设计大赛中可能用到的模块设计方案进 行讲解 ,并辅导学生完成各种模块

19、的制作 。第三阶 段综合设计训练 。学生在教师的指导下将已制作 的小模块综合成一个作品 。完成 3 个阶段的培训 后 ,学生可参加学校举行的“创新杯 ”大学生电子设计大赛 ,使所学的知识融会贯通 , 为参加大学生电 子设计大赛做好了准备 ,也为将来走上工作岗位打 下了扎实的基础 。(五 )改革课程考核方式考试作为课程教学的最后环节 , 直接检验教和 学双方的效果 ,主导着大部分学生的学习 。目前 ,使用较普遍的仍然是闭卷笔试 。应该说 , 闭卷考试在基础理论类课程教学中 , 在强化学生学习和掌握知 识的作用不可替代 。但对于实践性很强的电子技 术这样的课程来说很容易出现高分低能 。因此我们将电子技术这类课程的结业成绩分为两部分 : 一 是闭卷笔试成绩占总成绩的 60 % - 70 % ,上交的实 践作品制作占 40 % - 30 % 。以上这些改革措施的全面实施取得了丰硕的 成果 , 2007 年我校有 16 支学生代表队参加全国大学生设计竞赛 ,其中有 2 支代表队获全国二等奖 、3 支代表队获省一等奖 、1 支代表队获省二等奖 、3 支 代表队获省三等奖