论文部分内容阅读
摘 要:针对电子电气类本科专业的培养目标,通过对电工电子实践教学课程体系的研究,提出电工电子实践教学课程体系构建的优化方案。新的课程体系立足确保应用型人才的培养质量,科学地设置实践项目和内容,创建合理的实践平台,构建系列课程模块,全面培养学生的科学研究作风、实验技能以及综合分析、发现和解决问题的能力。
关键词:实践教学 课程体系 工程训练
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)02(b)-0172-02
电子电气学科是一个工程技术性很强的学科,要使电子电气学科的理论和方法有效地服务于人类社会,需通过工程技术将其转化为相应的装置、设备和系统,同时也要通过相应的技术来进行这些装置、设备和系统的管理、维护。实践教学是高校人才培养方案的重要组成部分,是培养学生基本技能、工程能力、创新精神,提高学生综合素质的重要教学环节。通过实践教学,使电子电气类各专业的学生具备较强的工程实践能力和创新研究能力,只有这样才能使学生社会价值极大化。
实践教学模式和教学体系对学生综合能力和创新能力培养起着关键的作用。通过对电子电气类专业电工电子实践教学体系结构的研究,从学科基础实验教学和工程训练需求出发,探索一套同理论教学紧密结合、实验项目设置科学、注重先进性和开放性的电子电气类专业电工电子实践教学课程新体系。
1 电工电子实践教学课程体系构建方案的目标和要求
电工电子实践教学课程体系构建方案的目标应是:立足确保应用型人才的培养质量,科学地设置实践项目和内容,创建合理的实践平台,构建系列课程模块,建立知识、素质、能力协调发展的培养方案和课程体系。为了实现这一目标,电工电子实践教学课程体系的建立应基于如下基本要求。
(1)使学生理解和掌握基本理论和方法。电工电子系列课程的一些基础理论和方法非常抽象,仅通过课堂讲授学生难以理解和掌握。电工电子实验的现实性、直观性,对于学生理解电路原理、电子线路、乃至信号理论等基础课程中的一些定理、公式、概念等很有帮助。
(2)培养学生基本技能和工程能力。中国传统教育偏重知识的传授,而当今的社会更看重学生的实际能力。要使学生利用所学的知识有效地作用于社会,必须使学生具备利用所学知识观察、分析、研究和解决实际问题的能力,实践教学就是学校培养学生基本技能、工程能力的重要途径。
(3)培养创新的意识和创业能力。实践教学贯穿着前人的系统理论,融合了学科的知识、方法和技术。学生在实践教学过程中,受到探索求知的教育,学会探究的方法,培养创新的意识,树立创造的志向,激发创业的热情。
(4)培养学生的科学素质和人文素养。实践教学中的各个环节步骤、工程训练中的各项内容过程,不仅培养了学生的实践能力,还使学生养成实事求是的工作态度,一丝不苟的工作作风,培养学生不怕困难的坚强意志和相互协作的团队精神。
2 电工电子实践教学体系构建的层次模块和主要内容
依据培养计划,立足现有实验教学资源,结合新的实践教学模式,构建包括基础实验模块、系统设计模块、实际应用模块、科技活动模块四个层次模块组成的电工电子实践教学课程体系。
2.1 基础实验模块
基础实验模块是电工电子实践教学环节的基础层次,是对学生基本实验理论和实验技能的训练。该模块主要是电工电子公共基础实验,包括电路分析实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、高频电子线路实验、EDA实验、信号与系统实验和电工电子实习初步等。学生通过实验和实训,学习电路的基本知识,掌握电工电子的基本实验技能,建立对电路元器件、电子元器件、电子仪器的基本认识,熟悉常用电子仪器仪表和计算机的使用和操作方法,掌握基本电子电路的设计和组装方法,学会制版、焊接和常用电器安装技术。
在该模块的实验课程和内容安排上我们的做法是:(1)专业基础课开设独立设课的实验课,确立基础实验课程的重要地位,保证基础实验课程的教学质量,使学生较好的掌握基础理论和基本实验技能;(2)科学的安排实验项目,减少简单实验,抓住重要实验,精选验证性实验,增加设计性实验,构建合理的实验系列项目;(3)合理设计实验内容,使学生从实验中获得最大收益;(4)根据实验项目的特点,在满足实验要求和目的的前提下采用不同的实验方法,除传统的实验装置实验外,还可以用计算机模拟测试分析和计算机仿真设计;(5)在每门基础实验课中指定1～2个实验项目,由学生自己制作实验单元电路,并按要求进行参数测试,使学生掌握基本电子电路的设计和组装方法,学会对单元电路的参数测试和故障排查;(6)安排一周的“电了技能实训”,加强学生对常用电子器件的感性认识和识别能力,了解常用电子测量仪器的使用,掌握一定的电路板制作和焊接技能,培养学生学习硬件电路的兴趣。
2.2 系统设计模块
系统设计实验是系统级的功能实验，包括各种电子系统、信息系统的设计，通信系统的功能及系统构成。该模块的课程包括:通信系统原理实验、可编程器件PLC应用实验、微机与接口综合实验、单片机应用实验、仿真及虚拟实验、DSP技术及应用实验、电子线路课程设计及单片机系统课程设计等。通过该层次实验和课程设计过程，让学生了解电子系统和信息系统设计原理，电子产品设计的具体方法，测试设备的配置和应用，了解基本通信设备、计算机网络设备、会议电视设备等设备结构原理和设计规范。
这一实践环节中,特别注意做到:(1)通过系统设计,培养学生掌握设计一个较为完整的系统一般应经过的环节,提高学生查找资料并提出初步设计方案的能力,学会电子电路计算机辅助设计和掌握“Protel”的使用方法,熟悉测试仪表、仪器的使用及设计电子系统的调试方法,培养学生撰写设计报告的能力;(2)将计算机仿真技术引入系统设计实践教学中,要求学生在实际装配调试前,先进行仿真实验,以验证设计正确与否,这一过程也是对学生差错纠错、故障检测和排除能力的训练。同时,由于仿真设计学生不受规定实验项目和器件条件的限制,能充分发挥其主观能动性和创造性,实验过程不仅充满无尽的乐趣,而且大大提高了系统设计工作的质量和效率。
2.3 应用拓展模块
应用拓展模块是专门为学生步入社会设计的实践环节,主要通过实习和实训完成。该层次实践内容主要有:电子产品的质量保障体系和运行方法;电子产品的元器件及成品的检验检查方法;电子产品的生产工艺的编写和设计过程;电子产品的各个加工环节;电子产品的系统结构与电路的关系;电子产品生产的环境;电子产品生产的国家标准规范行业标准规范应用等。通过校内外实习基地的实际接触,学生能全面了解电子电气工程行业的特点和规律,从一个仅有书本知识的外行变成一个了解行业要求的准内行。
学校建有实习和实训基地,与校外企业合作建有校外实习基地,除安排有实习和实训课程外,还与部分企业联合对部分学生进行“3+1”培养,即在学校学习3年,在企业学习和实习1年,培养企业需求的应用型工程技术人才。
2.4 科技创新模块
学生科技活动是一项全面锻炼学生的创新实践活动,将课堂实践教学延伸到课外,把学生的课外科技活动纳入到创新实践能力培养的过程中,实施个性化实践教学,为优秀学生构筑一个培养研究开发能力的平台。通过组织多种形式的实践活动,提供不同层次的实践内容,提出灵活多样的实践要求,提高学生的主动性。学生经过理论学习,配合实验、实习等训练,已具备了基本的系统的知识,通过科技创新培养,使之具备更强的实力。
为此,我们积极提倡学生参加科技创新活动,并采取了多种方式,主要有:(1)制定相应的措施来鼓励学生参加课外科技创新活动;(2)组建各类兴趣小组,分层次开展知识讲座、知识竞赛、技术创新等多样化、系列化活动,激发学生内在的学习动力和创新需求,增强学习的主动性;(3)鼓励学生以申请项日的方式申报科技创新课题,经过对设计的先进性、合理性、实用性、经济性进行论证和评审后立项,立项后安排指导教师,并提供相应的实验条件;(4)组织教师以申请项目的方式申报实验选修课的课题,学生自愿选题选修,通过实验选修课的专题培训和实践,帮助学生提高工程实践能力和创新能力;(5)组建专供学生开展科技创新活动的开放式创新实验室,配备各种所需的仪器设备,提供基本器件和材料,安排教师进行指导;(6)配合学生社团开展电子设计等制作竞赛活动,推动学生参加科技创新活动的热情;(7)组织优秀的学生参加全国大学生电子设计竞赛、大学生“飞思卡尔”智能车竞赛、“挑战杯”大学生创新设计竞赛、“博创杯”全国大学生嵌入式设计大赛、TI DSP大奖赛等赛事。参加竞赛既锻炼了学生的科技创新能力,又促进学校实践教学水平的提高。
3 结语
针对电子电气类专业电工电子实验课程体系的现状,从学科专业实验教学和工程训练需求出发,研究提出电工电子实验教学课程体系的构建方案,科学地设置实验项目和内容,建立包含实验课程、工程训练、课程设计和课外科研实践活动在内,覆盖电类各学科的基础课、专业基础课和专业课的多层次模块化的实践教学体系。该体系的特点是:以能力培养为主线,融传授知识、培养能力、提高素质为一体,构建科学、合理的模块式实践教学体系,使电工电子实践教学更有利于培养学生的设计性、综合性和创新性实践能力,有利于培养学生分析问题、解决问题的能力,有利于培养学生的科学作风,有利于因材施教、发掘拔尖学生,开启了一个良好的创新氛围。
参考文献
[1] Lin Qiwei.On Computer Series Curriculum Setting for Electronics and Information Engineering[C].Proc.of ICCSE2007,Wuhan,China,2007:25～27.
[2] 丁守成.理工科电工电子实验教学改革的研究与实践[J].实验技术与管理,2008,25(3):114～117.
[3] 刁呜,王松武.国家级电工电子实验教学示范中心建设的若干理论探讨与实践[J].实验技术与管理,2008,25(6):1～5.
关键词:实践教学 课程体系 工程训练
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)02(b)-0172-02
电子电气学科是一个工程技术性很强的学科,要使电子电气学科的理论和方法有效地服务于人类社会,需通过工程技术将其转化为相应的装置、设备和系统,同时也要通过相应的技术来进行这些装置、设备和系统的管理、维护。实践教学是高校人才培养方案的重要组成部分,是培养学生基本技能、工程能力、创新精神,提高学生综合素质的重要教学环节。通过实践教学,使电子电气类各专业的学生具备较强的工程实践能力和创新研究能力,只有这样才能使学生社会价值极大化。
实践教学模式和教学体系对学生综合能力和创新能力培养起着关键的作用。通过对电子电气类专业电工电子实践教学体系结构的研究,从学科基础实验教学和工程训练需求出发,探索一套同理论教学紧密结合、实验项目设置科学、注重先进性和开放性的电子电气类专业电工电子实践教学课程新体系。
1 电工电子实践教学课程体系构建方案的目标和要求
电工电子实践教学课程体系构建方案的目标应是:立足确保应用型人才的培养质量,科学地设置实践项目和内容,创建合理的实践平台,构建系列课程模块,建立知识、素质、能力协调发展的培养方案和课程体系。为了实现这一目标,电工电子实践教学课程体系的建立应基于如下基本要求。
(1)使学生理解和掌握基本理论和方法。电工电子系列课程的一些基础理论和方法非常抽象,仅通过课堂讲授学生难以理解和掌握。电工电子实验的现实性、直观性,对于学生理解电路原理、电子线路、乃至信号理论等基础课程中的一些定理、公式、概念等很有帮助。
(2)培养学生基本技能和工程能力。中国传统教育偏重知识的传授,而当今的社会更看重学生的实际能力。要使学生利用所学的知识有效地作用于社会,必须使学生具备利用所学知识观察、分析、研究和解决实际问题的能力,实践教学就是学校培养学生基本技能、工程能力的重要途径。
(3)培养创新的意识和创业能力。实践教学贯穿着前人的系统理论,融合了学科的知识、方法和技术。学生在实践教学过程中,受到探索求知的教育,学会探究的方法,培养创新的意识,树立创造的志向,激发创业的热情。
(4)培养学生的科学素质和人文素养。实践教学中的各个环节步骤、工程训练中的各项内容过程,不仅培养了学生的实践能力,还使学生养成实事求是的工作态度,一丝不苟的工作作风,培养学生不怕困难的坚强意志和相互协作的团队精神。
2 电工电子实践教学体系构建的层次模块和主要内容
依据培养计划,立足现有实验教学资源,结合新的实践教学模式,构建包括基础实验模块、系统设计模块、实际应用模块、科技活动模块四个层次模块组成的电工电子实践教学课程体系。
2.1 基础实验模块
基础实验模块是电工电子实践教学环节的基础层次,是对学生基本实验理论和实验技能的训练。该模块主要是电工电子公共基础实验,包括电路分析实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、高频电子线路实验、EDA实验、信号与系统实验和电工电子实习初步等。学生通过实验和实训,学习电路的基本知识,掌握电工电子的基本实验技能,建立对电路元器件、电子元器件、电子仪器的基本认识,熟悉常用电子仪器仪表和计算机的使用和操作方法,掌握基本电子电路的设计和组装方法,学会制版、焊接和常用电器安装技术。
在该模块的实验课程和内容安排上我们的做法是:(1)专业基础课开设独立设课的实验课,确立基础实验课程的重要地位,保证基础实验课程的教学质量,使学生较好的掌握基础理论和基本实验技能;(2)科学的安排实验项目,减少简单实验,抓住重要实验,精选验证性实验,增加设计性实验,构建合理的实验系列项目;(3)合理设计实验内容,使学生从实验中获得最大收益;(4)根据实验项目的特点,在满足实验要求和目的的前提下采用不同的实验方法,除传统的实验装置实验外,还可以用计算机模拟测试分析和计算机仿真设计;(5)在每门基础实验课中指定1～2个实验项目,由学生自己制作实验单元电路,并按要求进行参数测试,使学生掌握基本电子电路的设计和组装方法,学会对单元电路的参数测试和故障排查;(6)安排一周的“电了技能实训”,加强学生对常用电子器件的感性认识和识别能力,了解常用电子测量仪器的使用,掌握一定的电路板制作和焊接技能,培养学生学习硬件电路的兴趣。
2.2 系统设计模块
系统设计实验是系统级的功能实验，包括各种电子系统、信息系统的设计，通信系统的功能及系统构成。该模块的课程包括:通信系统原理实验、可编程器件PLC应用实验、微机与接口综合实验、单片机应用实验、仿真及虚拟实验、DSP技术及应用实验、电子线路课程设计及单片机系统课程设计等。通过该层次实验和课程设计过程，让学生了解电子系统和信息系统设计原理，电子产品设计的具体方法，测试设备的配置和应用，了解基本通信设备、计算机网络设备、会议电视设备等设备结构原理和设计规范。
这一实践环节中,特别注意做到:(1)通过系统设计,培养学生掌握设计一个较为完整的系统一般应经过的环节,提高学生查找资料并提出初步设计方案的能力,学会电子电路计算机辅助设计和掌握“Protel”的使用方法,熟悉测试仪表、仪器的使用及设计电子系统的调试方法,培养学生撰写设计报告的能力;(2)将计算机仿真技术引入系统设计实践教学中,要求学生在实际装配调试前,先进行仿真实验,以验证设计正确与否,这一过程也是对学生差错纠错、故障检测和排除能力的训练。同时,由于仿真设计学生不受规定实验项目和器件条件的限制,能充分发挥其主观能动性和创造性,实验过程不仅充满无尽的乐趣,而且大大提高了系统设计工作的质量和效率。
2.3 应用拓展模块
应用拓展模块是专门为学生步入社会设计的实践环节,主要通过实习和实训完成。该层次实践内容主要有:电子产品的质量保障体系和运行方法;电子产品的元器件及成品的检验检查方法;电子产品的生产工艺的编写和设计过程;电子产品的各个加工环节;电子产品的系统结构与电路的关系;电子产品生产的环境;电子产品生产的国家标准规范行业标准规范应用等。通过校内外实习基地的实际接触,学生能全面了解电子电气工程行业的特点和规律,从一个仅有书本知识的外行变成一个了解行业要求的准内行。
学校建有实习和实训基地,与校外企业合作建有校外实习基地,除安排有实习和实训课程外,还与部分企业联合对部分学生进行“3+1”培养,即在学校学习3年,在企业学习和实习1年,培养企业需求的应用型工程技术人才。
2.4 科技创新模块
学生科技活动是一项全面锻炼学生的创新实践活动,将课堂实践教学延伸到课外,把学生的课外科技活动纳入到创新实践能力培养的过程中,实施个性化实践教学,为优秀学生构筑一个培养研究开发能力的平台。通过组织多种形式的实践活动,提供不同层次的实践内容,提出灵活多样的实践要求,提高学生的主动性。学生经过理论学习,配合实验、实习等训练,已具备了基本的系统的知识,通过科技创新培养,使之具备更强的实力。
为此,我们积极提倡学生参加科技创新活动,并采取了多种方式,主要有:(1)制定相应的措施来鼓励学生参加课外科技创新活动;(2)组建各类兴趣小组,分层次开展知识讲座、知识竞赛、技术创新等多样化、系列化活动,激发学生内在的学习动力和创新需求,增强学习的主动性;(3)鼓励学生以申请项日的方式申报科技创新课题,经过对设计的先进性、合理性、实用性、经济性进行论证和评审后立项,立项后安排指导教师,并提供相应的实验条件;(4)组织教师以申请项目的方式申报实验选修课的课题,学生自愿选题选修,通过实验选修课的专题培训和实践,帮助学生提高工程实践能力和创新能力;(5)组建专供学生开展科技创新活动的开放式创新实验室,配备各种所需的仪器设备,提供基本器件和材料,安排教师进行指导;(6)配合学生社团开展电子设计等制作竞赛活动,推动学生参加科技创新活动的热情;(7)组织优秀的学生参加全国大学生电子设计竞赛、大学生“飞思卡尔”智能车竞赛、“挑战杯”大学生创新设计竞赛、“博创杯”全国大学生嵌入式设计大赛、TI DSP大奖赛等赛事。参加竞赛既锻炼了学生的科技创新能力,又促进学校实践教学水平的提高。
3 结语
针对电子电气类专业电工电子实验课程体系的现状,从学科专业实验教学和工程训练需求出发,研究提出电工电子实验教学课程体系的构建方案,科学地设置实验项目和内容,建立包含实验课程、工程训练、课程设计和课外科研实践活动在内,覆盖电类各学科的基础课、专业基础课和专业课的多层次模块化的实践教学体系。该体系的特点是:以能力培养为主线,融传授知识、培养能力、提高素质为一体,构建科学、合理的模块式实践教学体系,使电工电子实践教学更有利于培养学生的设计性、综合性和创新性实践能力,有利于培养学生分析问题、解决问题的能力,有利于培养学生的科学作风,有利于因材施教、发掘拔尖学生,开启了一个良好的创新氛围。
参考文献
[1] Lin Qiwei.On Computer Series Curriculum Setting for Electronics and Information Engineering[C].Proc.of ICCSE2007,Wuhan,China,2007:25～27.
[2] 丁守成.理工科电工电子实验教学改革的研究与实践[J].实验技术与管理,2008,25(3):114～117.
[3] 刁呜,王松武.国家级电工电子实验教学示范中心建设的若干理论探讨与实践[J].实验技术与管理,2008,25(6):1～5.