时间:2023-06-02 11:34:08
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电子工程实践,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

作者简介:江友华(1974-),男,江西南城人,上海电力学院电子与信息工程学院,教授;雷景生(1966-),男,陕西韩城人,上海电力学院计算机科学与技术学院,教授。(上海 200090)
基金项目:本文系上海电力学院卓越计划教学改革立项项目(项目编号:20121607)、上海电力学院重点教改项目(项目编号:20121505)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)32-0032-03
本文以社会需求为导向,以工程实践为主线,探索培养学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,构建实践教学与创新教育体系,着重从提高学生工程素质、工程意识和工程能力三方面入手进行教学改革,共同研究和确定培养方案,从软硬件理论设计、基本电路仿真、电子工艺实训、印刷电路板设计和加工、产品测试、系统仿真等由浅入深的分层递进培养模式,提高他们在电子产品制作、设计与应用等方面的综合能力,着力提升学生的工程素养、培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力,让每个学生都能够享受到实践教育的锻炼,从而适应现代电子信息技术的新发展和新需求,解决目前学历教育与企业实际需求相脱节的现状,也与国家中长期教育改革和发展规划纲要决定实施的卓越工程师教育培养计划指导思想吻合。
一、课题背景
本文针对社会普遍认为大学生理论与实践脱节、企业评价大学生实践能力偏弱等现状的基础上,并分析目前高校教育所存在的问题:
1.思想认识上对实践教学重视不够
不论是教育者还是受教育者都存在对实践教学的认识不够,严重制约了加强实践能力培养的具体实施。
2.教师的工程意识和工程实践能力偏低
在工科院校,中青年教师大都是从校门到校门的“双门型”教师,他们学到的理论知识很多,却很少走出校门接受工程训练,导致他们普遍缺乏现代工程意识、工程素养和工程实践经验。
3.实践类课程体系设置的不合理
目前理论课程一般是按照通识教育课程、学科基础课程、专业课程等分层递进模式,但实践课程体系没有同理论课程相对应,采用分层递进模式来实训使得学生跨越式接受,不能充分有效地吸收知识,实际动手能力没有得到锻炼和提高。
4.实验教学设置不够完善
实验教学资源通常是傻瓜式、封闭式试验箱,学生只需要接几根线或测试几个点的电平就可以了,甚至有的同学只要能背诵也可以顺利做出实验,学生被动学习、兴趣不高,根本就没有锻炼学生的工程实践能力。此外,实验教学的学时数也相对偏少,留给学生的自由实践时间也不多。
5.实习等工程实践环节流于形式
许多企业讲求经济效益和害怕影响生产秩序,不愿接收实习学生,使得工科院校的生产实习、毕业实习成了“走马观花”式的参观。
6.创新性、参与性的训练偏少
由于教学实施及学生参与度的不足,大多数学生不能全面地进行实践锻炼。
7.教学方法、教学理念、教学内容固化
大多数教师科研任务重,投入科研的时间大于教学时间,家庭压力大,没有足够精力投入教学,致使教师按部就班地采用原有的教学方法、教学理念及教学内容,不去思考和创新新的教学工具(如仿真软件)、课程内容(科研项目样机、控制板、科研项目模块内容)来加强学生工程实践能力,从而造成教学固化,不与时俱进。
二、培养模式及实施路线
1.以理论教学为引导,构建工程型人才培养的实践教学体系
制订合理的课程体系设置、专业计划和学期课程安排,加强专业课和基础理论课之间的联系与梯度,能够进行辩证施教,能够使学生有效、循序渐进地学习和掌握所学知识。下面以电子制作与设计平台为参考,阐述分层递进培养模式在现代工程师电子制作、设计能力的培养过程。
二年级上半学期的课程设计是电子设计自动化EWB,是为了配合学科基础课课程体系中设置的“电路”、“模拟电路”课程,使学生能够运用电子设计自动化EWB软件进行简单电路的仿真,巩固所学电路理论知识,其目的是培养学生电路理论与实践相结合的知识体系。
二年级下半学期的课程设计是电子工艺实训,是为了配合学科基础课课程体系中设置的“电路”、“模拟电路”、“数字电路”课程,使学生能够认识常用的电子元器件,学会如何查找电子元器件资料;认识线路板的加工生产工艺和过程,并能够进行线路板元件的手工焊接,然后利用万用表、示波器等仪器进行简单的电路调试。其目的是培养学生认识电路、分析电路、调试电路技能。
三年级上半学期的课程设计是PROTEL设计与仿真,是让学生对所学电路知识进一步升华。其目的是培养学生利用PROTEL软件根据给定的电路图进行原理图设计、PCB制作,使学生有电路系统概念及全局知识。
三年级下半学期的课程设计是电子系统设计与实践,是为了使学科基础课、专业基础课、专业必修课融入一体,形成系统知识。其目的是培养学生能够根据实际应用与需求进行电路设计,参数设置,软件编程与硬件制作等综合能力。
四年级上半学期的课程设计是大学生创新电子设计,是为了让学生能够根据其累计的电路知识及设计经验来设计电路,其目的是培养学生的创新意识。
四年级下半学期的课程设计是大型课程设计(毕业设计),使学生能够综合应用所学的各种理论知识和技能,应用全面、系统、严格的技术能力去解决实际应用问题。其目的是培养学生的工程实践能力。
通过分层递进的课程体系,能够以“电子设计自动化EWB”、“PROTEL设计与仿真”、“电子系统设计与实践”、“单片机原理及应用”等课程为目标,将模电、数电、单片机等课程的关键知识点融合在一个典型的真实的电子工程系统中,使学生体会到电子产品设计、开发、改进、完善、提高的过程,初步建立起对工程系统的设计思路和实施方案。
2.以学科竞赛为目标,学生兴趣为动力,提高学生动手能力与创新能力的培养
以学生兴趣为动力、吸引一批、带动一片的模式,提高学生动手能力与创新能力,主要分三种形式来实施。
(1)开放实验室。为满足部分学习兴趣浓、学习动手能力强的学生需要,为学生开放了实践与创新应用实验室,并提供相应的实验设备及电子耗材,并实行开放式管理,学生只要有兴趣、有想法、有时间均可以进入实验室、体验电子制作过程,学生也可以根据自己想法、兴趣进行实验项目设计与制作。
(2)学科竞赛。通过开放实验室的锻炼、社团的准备以及社员的重点培养,挑选出优秀或拔尖学生参加学科竞赛。因为通过全国大学生飞思卡尔智能车竞赛以及电子设计大赛的参与和实践,同学能够学到多学科相结合的技能,包括电子技术、机械结构、算法处理、传感技术、控制理论等,同时在完成各类文档、协同作业等方面得到了充分的锻炼和培养,完成了一个个应用实例,真正达到学以致用,融会贯通,理论和实践能力得到了较好的提升。
(3)大学生科创。为了锻炼和培养大学生的创新能力和创新思维,鼓励大学生科技新秀人才脱颖而出,学校成立了大学生科技创新基金,用于支持大学生科技创新项目。这样,学生在实施项目的过程中能够不断提高自己的专业理论和动手能力,创新思维得到激活,探索精神得到发扬,并在较大程度上带动了整体的学风,起到了良好的“科创”效应。
3.构筑基础、设计、综合三个平台,推进工程实践与创新教育实践的融合,夯实学生工程实践能力
学生所必需的实践能力、工程能力和创新能力的提高同实践条件建设的好坏密切相关。为此,学校按照电子工程师培养的要求构筑基础、设计、综合三个平台,推进工程实践与创新教育实践的融合,构建创新型人才培养的实践教学体系。
(1)以学校工程实践平台为基础。此平台采用学校工程实践平台和企业现场相结合的方式。首先利用学校本身的“电子工程实训”进行集中工程实践培训,请企业辅导教师和本校教师一起授课和辅导,主要讲授电子元器件的识别、参数配置、电路板焊接电子工程师所需要掌握的基础知识。
(2)以企校混合实践平台为设计。企业和学校共同投资建立实践平台,合作企业开发人员常驻该平台并且合作企业有合适的项目。然后以项目为导向,选拔学生组成3~5人的开发实践小组,在校企合作实践平台上进行工程实践,企业教师和校内教师的指导下进行开发实践。在此平台实训环境下,学生可以亲自进行嵌入式硬件设计、软件设计、仿真调试、硬件测试,从而让学生直观、全面地了解嵌入式系统设计的各个步骤和方法,真正加深对电子产品的系统化认识,真正提高了学生的电路设计、制作、测试和软件调试的技能和实战能力,使得学生在信息技术方面具有扎实的理论基础和很强的实践动手能力,具有比较完备的技能,缩短大学生到工程师的距离。
(3)以企业基地作为设计平台。此平台利用企业基地及科研力量、环境等进行集中工程实践培训,请企业辅导教师和本校教师一起授课和辅导,让学生真实地进入企业,真实地感受电子产品的工业化实现,从而可以使学生从软硬件理论设计、印刷电路板设计和加工、产品测试和设计文档建立等不同的角度掌握相关知识,提高他们在电子信息产品设计、制作、测试技术等方面的综合能力,实现“学习、工作无缝连接”。
4.以“虚拟+现实”双模式为依托的电子工程师综合能力的工程实践体系,全方位提高学生工程实践能力
在高等教育“大众化”的情况下,如何满足本科生综合素质和实践能力、团队合作和创新精神的培养需要,以项目为引导的实践与实训将是一条途径。通过有效的、合理的实践与实训可以为电子信息类专业学生提供完全开放的实习和实训环境。“远程虚拟实验中心”可以为电子信息类实验提供不受场地限制、不受时间限制的仿真实验环境。学生可以根据自己的实际情况登记选择实习和实训时间段,提高实践学习的效率。实训基地训练概括了一般电子电路制作的全部过程,从理论到实践、从纸上谈兵到实际动手,循序渐进,逐步实现。让每位同学都亲身体验电子电路设计、制作的成功快乐。开放的目的既可以满足能力较强学生的发挥,多做一些内容;也可以满足能力较差的同学有时间完成要求的实训内容。该工程实践体系由基于Proteus的远程虚拟实验中心实践模块来完成与实施,如图1所示。
通过该实践平台可以有效解决实践能力提高过程中遇到的下列问题,如克服校外实训基地存在的不足、解决实习实训教学安排问题、提供开放性实践环境、提高实践教学效果、降低实践教学成本。
三、结论
在高等教育“大众化”的形势下,如何满足本科生综合素质和实践能力、团队合作和创新精神的培养需要,以企业工程实践为引导的学生实践与实训将是一条途径。本文从以理论教学为引导,构建工程型人才培养的实践教学体系;以学科竞赛为目标,学生兴趣为动力,提高学生动手能力与创新能力;构筑基础、设计、综合三个平台,推进工程实践与创新教育实践的融合,夯实学生工程实践能力;以“虚拟+现实”双模式为依托的电子工程师综合能力的工程实践体系,全方位提高学生工程实践能力等层次进行实施,由浅入深地提高他们在电子产品制作、设计与应用等方面的综合能力,着力提升学生的工程素养,培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力,让每个学生都能够得到实践教育的锻炼,从而适应现代电子信息技术的新发展和新需求。
参考文献:
[1]我国当代大学生创新实践能力培养方案探究[J].中国电力教育,
2013,(16):26-27.
[2]崔智林.从系统工程视野思考创新型人才培养[J].中国高等教育,2009,(3):66-67.
【关键词】多媒体教学 手工绘图 AutoCAD软件 CAXA软件
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)05-0124-02
电子工程制图是电子类专业的基础核心课程之一。课程教学主要着眼于培养学生建立正确的投影概念,具备一定的空间分析问题与解决问题的形象思维能力。通过教学,使学生在掌握正确投影概念与国家标准的前提下,侧重训练与培养学生的读图和利用计算机绘图软件绘制二维和三维图形的能力,最后在专业大类的层面上,落实与工程实际的衔接。课程的体系架构将工程制图所基于的投影理论与现代计算机技术的主要成果,通过对学生“能力”的培养要求很好地整合在一起,既注重了基础理论的学习,又将先进技术的运用作为一个重要指标落实到了实际的课程教学中。课程的主要目标是培养学生多种能力,即:空间想象能力、绘制和阅读工程图样能力和计算机绘图能力。
一、电子工程制图教学存在的问题
传统的教学模式及教学思路是基于向学生尽可能多的传授知识,授课的覆盖面基本上是从制图的基本知识、投影基础、点、线、面到装配图、电气图,完全讲授的方式,内容庞杂,学生一味的倾听,教学效果可想而知。
针对电子类学生的教学效果来看,大部分的学生没有较好的掌握绘图和读图的基本方法,只是在教师讲授时了解了这种方法,课后基本上就不记得了。课堂上学习的基本知识来不及消化吸收,对于绘图的基本思想很难应用到实际工作中去,更谈不上图样的绘制与阅读。也有对知识理解比较透彻的学生,但看到一幅三视图很难想象出来它的实际形状。使学生的理论知识无法与理论完全的联系起来,这都是现在这种纯粹的讲授模式无法避免的弊端。针对这种弊端,也出现了精简传统内容,增强具有现代特色的内容如计算机绘图和创造构型技术等环节。但又由于课时有限,无法把所有的环节都兼顾到,或者是顾此失彼,就使这种教学方法也存在一系列无法避免的矛盾。针对这种现状,就要求在电子工程制图的教学过程中找到并施行一套能够适应学生更好掌握这门专业课程的教学方案。
二、课程改革的方向及实践建议
在教学的过程中,通过与学生交流,了解学生学习的心得,经过分析研究,制定出了一种适合高职学生学习电子工程制图的教学方案。在这个方案中提出电子工程制图课程的教学包含以下几个方面:制图的基本知识和技能、投影基础、基本体的投影、常用电子元器件外形结构和紧固件的画法、电子产品零件图的绘制、电气图和计算机绘图。这几部分相互结合,合理分配实践,多媒体教学与传统授课并存,手工绘图与计算机绘图结合,完成常见电气、电子图形的绘制工作。
教学开始时,要重视第一堂课的效果,这对培养学生的兴趣至关重要。在第一堂课中老师应该简要地向学生介绍该课程的性质和作用,课程目标(知识目标和能力目标),教学方法和考核方式,激发学生学习的积极性。在讲授的过程中以多媒体课件和实际物件的演示,加强学生实践的指导。
在目前高职院校的课程教学中,内容多与学时少的矛盾已普遍存在,这一矛盾在少学时的电子工程制图的教学中显得尤为突出。在教学过程中,将全书重新分成八个项目,制图的基本知识和基本技能、投影基础、基本体的投影、常用电子元器件外形结构图和紧固件的画法、电子产品零件图的绘制、装配图、电气图、计算机绘图,改变传统的章节教学。学生不喜欢抽象、复杂的理论知识,喜欢动手操作,不爱思考。所以采用项目化教学,把枯燥的理论融于项目中。传统的教学过程中为了提高绘图效率引入了AutoCAD,但由于它设置参数较多、操作烦琐,缺乏较强的工程图“导航”功能。在画“立体及其表面点、线的三面投影”、“截交线的投影”、“相贯线的投影”以及绘制三视图方面并无多大帮助,学生用AutoCAD绘图感觉比手工还慢。显然必须要进行教学改革,要进行改革首先要求计算机辅助绘图软件好用易上手,短时间内能基本掌握它;其次,该软件还必须要有较好的人机界面以及符合中国工程制图和操作习惯。要有好用的投影“导航”功能,利用它学生可以很容易地理解工程图的投影关系,明白工程图的阅读和绘制的原理和方法,而且让绘制工程图更简洁。
在教学过程中,用实际案例导入章节内容学习,激发学生学习热情;做到“教、学、做”合一。“教”不仅是把知识装进学生的头脑中,更重要的是引导学生会分析和思考问题;强调学生在学中做,在做中学,在实际绘图的过程中来掌握相应的理论知识与基本技能,以“必需、够用”为度讲授理论知识。在绘制复杂图形的三视图之前,让学生通过捏彩泥来理解观察立体结构,将绘图结果与之对照,很容易理解视图的重要作用。部分章节内容组织学生分组交流讨论,分析、研究电子产品图形,展开充分的对话和沟通,形成合作学习;项目点评与展示,师生共同归纳总结,鼓励学生“自我评鉴”,自我完善。
选项目要与实际相结合,选择实用的、学生感兴趣的、比较熟悉的项目,吸引学生。还要考虑到学生的实际能力,难度适中为好。难度过小,没有挑战性,学生不爱做,也起不到锻炼的效果;而难度太大,学生经过多方努力仍不能做好,容易产生畏难情绪,挫伤学生的学习积极性,变得不爱学习。选好项目后,具体项目的展开步骤:
(1)具体工作情境的设置(绘制的图形)
(2)准备工作(绘图工具、仪器、比例、图幅、图纸、绘图软件)
(3)布局、底稿的设计
(4)修改、定稿
(5)绘制中具体知识点的解决
(6)作品点评和展示
让学生对任务能够产生形象直观的认识并加以联想,明确任务目标,有助于项目的开展。在电气图的教学时所采用的教学方法:
(一)实物展示
教师首先通过多媒体及实物展示几幅电原理图和印制板图,让学生自己分析讨论其特点,由此导出电气图样的相关概念、电气图的类型、特点、构成、绘制步骤等规范要求(由实物导出概念,讨论加讲解,印象更深刻)。
(二)案例制作:电路图的绘制(学生为主体,解决操作问题)
教师介绍此案例绘制的要求,并点出注意事项。学生讨论此案例的设计风格,应用并设计草图;在图纸上绘制电路原理图,教师在一旁加以指导。学生绘制作品底稿完成后,分析每位同学的底稿,教师可参与分析问题所在,不足之处加以修改。
(三)作品展示
学生绘制完成后,每位同学展示自己的作品,并自评。
(四)总结
教师总体点评,给予优劣评价,并指出在这个项目进展过程中普遍存在的问题和需要注意的地方。
三、结束语
通过课堂教学与实践教学,使学生掌握机械制图的基本概念、作图方法以及熟练掌握AutoCAD绘图方法;培养学生对工程问题的分析和识图、绘图能力;培养学生从工程实际中提出、研究、解决问题的能力,培养学生的科学思维方法和创新意识。为学生学习后续的电路方面课程、完成课程设计和毕业设计提供了一定程度上的作用,同时更为学生毕业后从事高级工程技术工作提供了基础。
参考文献:
[1]高慧.画法几何与工程制图课程的教改思考[J].北京:北京工业职业技术学院学报,2004.
[2]丁欢.实用电子工程制图课程教学的研究与实践[J].大众科技,2009.
启发式教学对于学生来说起到了一种促进学生学习能力不断进步的作用,启发实践与主要就是老师通过各种教学方式引导学生逐步推导出学习的结论,老师让学生自主地探讨所学的结论性知识,不仅可以使学生认识到得出结论的过程,并能使学生对知识点记忆更加深刻。而启发式教学对于老师在课堂上的应用来说更加的实用与有效,而且这作为一种新式的教育方式对于我国教育事业的发展也有着重要的促进作用。
1.老师在课堂是可以通过相关的实验器材,通过老师与学生不断的推理,从而得出所学的公式,尤其是对于电子信息工程教学,例如:电子信息工程主要就是需要应用到计算机,而老师可以通过程序的编排,将学生引导到一个正确的方向,从而使学生逐步得到所学结论的整个操作过程,这样不仅可以使学生对于每一步程序都熟记于心,更可以提高学生的思考能力。
2.启发式教学就是要在学习中启发学生引导学生更好地学习,因此,兴趣的培养也是老师不可忽视的一点,学生只有了学习的兴趣,才会使学生更加有学习的认真度,例如:老师可以在课堂上先问学生关于这节课要学的问题,通过学生不断的回答问题,来逐步推进问题的难度,从简单的问题开始可以建立学生的自信心,从而使学生有兴趣学习相关的知识,这也是一种启发式教学的具体方式,当然在这期间也需要老师的相互提醒。
3.老师是这个启发式教学实施的关键,因此,老师就要做好准备,从而更好地引导学生学习相关的课堂知识,而这种启发式的教学是一种逐步的过程,是一个层面,一个层面地使学生理解学到的知识点,帮助学生更好地学习,从而提高学生的学习能力,这作为一种新的教学方式对于促进我国教育事业的不断发展起到了重要的促进作用。
二、电子信息工程教学的实践与研究
电子信息工程教学主要就是关于以电子类的信息工程知识,主要就是培养学生的细心程度,知识逻辑理解能力,以及相关知识的学习能力,而电子信息工程教学最主要的就是需要老师的教学,首先老师就要树立学生是课堂的主体,所以老师要明白学生对于课堂学习的重要性,老师要尊重学生对于问题的不同看法,通过新的教学方式帮助学生,促进其电子信息工程的学习能力的不断提升,促进学生的实践能力。
1.当然在电子信息工程教学之中老师在课堂授课中起到主要作用,因此,老师要不断促进其教育教学的水平,首先就是要使学生有学习这门学科的兴趣,老师就需要帮助学生制造课堂的活跃气氛,从而使学生能够更加有兴趣学习相关的知识,例如:在课堂上,老师可以利用相关的视频,以及相关有趣的编写程序来吸引学生的注意力,从而使学生能够自觉地学习,提高其学习的主动性与积极性。
2.老师也可以帮助学生学会学习,老师首先就要了解课堂上每一位学生的学习情况,学生学习的相关知识对于不同的学生来说有着不同的作用,因此,老师就要针对不同学习情况的学生布置不同的学习任务,从而达到因材施教的效果,同样老师也可以通过分组的形式将相同学习情况的学生分配到一组当中,保证了学生学习能力能够得到系统的提高。
3.电子信息工程教学主要就是要培养学生的实践能力,电子信息工程除了要学习相关理论知识之外,更重要的就是要培养其相关的实践能力,只有这样才能不断促进学生的各方面能力的全面发展,为学生未来打好基础。
三、启发式教学对于电子信息工程教学的重要性
一、专业综合实训课程的设计思路
不同于传统实训,专业综合实训着重与学生综合能力的培养,旨在增强学生的职业核心竞争力,为学生进入企业顶岗实习,增强岗位适应度做好铺垫。因此,专业综合实训的开展,首先,要确定综合实训的方法。专业综合实训课程有岗位训练、过程训练、项目训练、仿真训练等模式,结合人才培养目标,该课程选用项目训练式方法开展。该模式以项目小组为单位,每4~6人自由组成一个小组,完成整个项目的实施工作。其次,确定项目的选题。项目选题的合理与否,直接关系到课程开展的效果。以往专业综合实训课程项目的选题比较分散,更多地注重多样性,但通过实施情况来看,效果并不好。其原因一方面是选题的分散使得教师指导时间不足,项目开展较慢;另一方面,学生之间缺少了相互学习以及相互比较的机会,开展动力不足。为了解决以上不足,在选题上,我们结合企业需求,设计了一个综合类题目作为专业综合实训课程题目。最后,时间安排。三年制学生,第六学期要进行企业顶岗实习,专业综合实训课程安排在第五学期末。为了能系统充分地锻炼学生的综合能力,实训时间为4周。在这四周时间里,项目组成员相互协作,最终完成整个项目的设计工作。
二、专业综合实训课程的具体实施
1.充分论证,明确任务本阶段指导教师针对项目选题,进行技术论证设计,编写实训指导书。明确实训任务、实训时间安排、实训考核标准及要求,并完成项目开展所需常用元器件的采购工作,为实训的开展做好准备。
2.教师组织,确立团队该阶段在实训课程的第一天实施,指导教师结合实训指导书,讲解实训的流程。组织学生,以5~6人为一个小组单位,结合自身技术情况,自由组成技术团队,并选出组长。每个团队确保有硬件工程师(两人):硬件电路设计与制作,机械机构等的设计;软件工程师:系统程序编写,调试;整机调试工程师:元器件准备、焊接以及产品的整体调试;技术文档设计师:讨论过程记录、技术文档编写、报告PPT、记录组内成员每天工作情况,图片或视频展示成员工作风采,协调工作进程。团队人员结合自己的职业规划,选择自己喜欢并擅长的职位,开展工作。作为团队的一员,每个职位的表现都将影响到整个项目的最终测评。项目组每位成员,都将在该项目中得到锻炼,强化自己的职业核心竞争力。
3.方案制定,项目实施团队建立后,组长带领项目组成员,结合实训要求、实训任务,通过资料查找、信息搜集等,确定项目实施方案。结合项目方案项目组成员根据自己的职位,制订工作计划。教师针对工作计划进行检查指导,确认无误后,项目组开始项目的设计实施工作。该阶段持续时间2.5周左右,是整个实训时间最长的阶段。该阶段坚持学生为主,教师为辅的指导原则,使学生充分融入团队合作,充分发挥自身价值,完成团队项目。
4.小组竞技,汇报展示智能对战小车设计制作完成后,各项目小组与指导教师,共同协商制定小车对战方案,班级内各小组开展对战比赛,验证并改进小车设计。待整车改进设计成熟后,各班级间开展竞技比赛,验证设计成果,提升团队的荣誉感,带动大家参与的积极性。比赛结束后,班级各团队的技术文档设计师通过视频、PPT等形式进行汇报,展示团队项目实施过程、项目实施成果,见证团队每位成员的付出与团队合作的力量。总之,高职院校专业综合实训课程的开展,在培养学生专业综合能力、团队合作能力,发挥学生主观能动性,提升学生职业竞争力等方面具有重要作用。本文针对人才培养目标提出了专业综合实训课程实施方案,通过课程的实施验证,该方案达到了培养学生职业核心能力的目的。本次课程的探索研究,对于专业综合实训课程的改革发展具有一定参考价值。
作者:刘洋 单位:东莞职业技术学院
关键词:电子信息;汽车电子;教学改革
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.097
0 引言
为了适应汽车电子行业的人才需求,南京航空航空大学金城学院(以下简称“我院”)设立了电子信息工程专业,我院的电子信息工程专业具有较为明确的针对性,它主要面对汽车行业。为了在本科教学中体现我院电子信息工程专业的办学特色,在电子信息工程专业的培养方案中,特别增设了《汽车电子系统》课程。为了适应本专业的培养定位,对《汽车电子系统》课程提出了新的教学目标,通过课程学习,要求掌握传感器、电子控制和通信等技术的内容和它们在汽车上的应用,以及如何利用这些技术来设计制作汽车电子系统,针对教学过程中的问题进行以下改革。
1 “汽车电子系统”课程结构改革
《汽车电子系统》课程开设在大三下学期,根据电子信息工程专业的基础课程和专业培养定位,结合汽车电子技术的主要特点,《汽车电子系统》课程有三个模块组成,即理论教学模块、课内实验教学模块和课程设计模块。
1.1 理论教学模块
新的电子技术不断涌现,为了能让学生学到真正实用的汽车电子新技术,配置课程内容制定大纲时,进行大量的调查研究。重点研究汽车电子技术发展状况和企业对所需人才的知识结构和能力结构要求。通过调查发现,随着法规的日益严格和人们对汽车性能要求的提高,汽车电子系统无论从数量上还是技术复杂程度上都大大提高。据此对课程内容进行优化配置,理论教学内容安排如图1所示。
1.2 课内实验教学模块
《汽车电子系统》是一门实践性很强的课程,光靠课堂任课老师的语言描述是很难达到教学目标的。学生完成课堂教学内容后只有经过实践才能真正理解并掌握所学的内容,提高自己的实践能力,实验课是学生在校内理论联系实际的一种比较有效的手段。
1.3 课程设计模块
课内实验大多采用这样的方式进行,学生根据老师提供的实验步骤先搭好实验系统,再按步骤观察各电子控制系统的工作过程,以及测量各重要的传感器信号和控制信号,根据观察结果和测量结果验证课堂所学的知识。对于电子控制系统是如何设计制造出来的,学生还处于理论认识阶段。为此,在实践上增加课程设计环节,任课老师给定学生任务书,让学生按照任务书的要求和所学习的汽车电子知识完成课程设计。
2 “汽车电子系统”教学方法改革
好的教学方法是实现课程教学目标的重要保证,“汽车电子系统”课程教学过程中,主要采用实物现场教学法、任务驱动教学法和项目研究性教学法三种教学方法。
(1)现场实物教学法。对汽车的某一部分进行电子控制,先必须对控制对象的结构有一定的认识,对于控制对象结构和电子控制系统的各个组成部分的结构,以及控制系统的工作过程等知识的学习,单靠语言和多媒体当中的图形,学生很难理解,更不能对结构和工作过程有个直观的把握,将教学过程转移到实验室,利用实际的电子控制实验平台进行现场实物教学,使教学内容更直观生动。
(2)任务驱动教学法。老师将每一次课的上课内容作为一个任务,每一次课上完后,给学生提出下一次课学习需要完成的任务。让学生利用课余时间,预习下节课所上的内容,通过预习,让每一位学生准备好自己在预习过程中的问题。学生带着问题来听课,每节课开始时抽查一部分学生,了解他们在预习的过程中遇到的问题,这些问题就是这次课所需要完成的任务。通过这种任务驱动教学法,老师在讲授的过程中能进行有目的的教学,让学生从被动的接收知识转变为主动探索解决问题,提高学习的效率。
(3)项目研究性教学法。在讲授某电子控制系统时,模仿企业完成项目的过程,把某一电子控制系统看成是一个项目,在老师的引导下,让学生以工程设计人员的身份,尝试着如何利用所学的基础知识和相关构造知识,研究如何利用电子技术设计这个电子电子控制系统。再进一步进行功能描述和方案设计,最后老师在从电子控制系统的前景调研、功能描述、方案论证、中间环节的样机开发、功能验证,再到最后的标定、测试等过程进行全方位的介绍。
3 “汽车电子系统”课程考核方式改革
以往的本科生主干课程要求必须采用闭卷考试的方式。闭卷考试以考察学生的理论知识为主,强调记忆力和理解力。这样就把学生引导到追求高分上去,不能体现学生分析问题解决问题的能力,更体现不出学生的创造性。课程结构多元化,教学方法多样化,这就要求考核方式也要随之改变,考核内容更加多元化。将学生自主学习情况、创新活动及表现、学习过程情况、对专业知识的理解情况和团队合作情况等纳入考核评价体系。该门课程考核采用期末成绩占50%,实验成绩占20%,课程设计占30%的比例权重进行成绩的评定。
关键词:电子设计竞赛电子信息工程创新能力培养
中图分类号:G642
高等教育包括理论教学和实践教学两个组成部分,教育部在关于进一步深化本科教学改革、全面提高教育教学质量的若干意见中提出了要重视实践环节[1],提高学生的实践能力,培养创新型人才。目前,在我国高校中实践教学没能与理论教学紧密结合,在教学中占有绝对主导地位的是纯理论教学,“重理论,轻实践”的现象普遍存在。
全国大学生电子设计竞赛是四大学科竞赛之一,是由教育部和前电子工业部共同倡导和主办的[2]。我院于2000年首次派出代表队参赛,共取得全国二等奖一次,全省一等奖一次,二等奖三次、三等奖多次的优异成绩。以上这些优异成绩凝聚了老师心血和同学们的汗水,更证实了我院近几年来,改革实践教学内容、管理体制、加强实验室建设等实践教学改革方面的教育教学改革的效果,吸引学生参加课外科技活动和各类竞赛,充分调动学生学习的积极性,完成对具有实践能力和创新精神的应用型人才培养的目的。
我们的实践教学改革与创新能力培养之路也是伴随着参与电子设计竞赛工作逐渐展开的。竞赛要求参赛者在规定的时间里,全国大学生电子设计竞赛的题目涉及到80%的专业课程知识,因此竞赛题目具有实用性强、综合性强、技术水平高、技术水平发挥空间大的特点。每组参赛队员协作完成从题目选择到方案论证、从软件设计到系统整体调试、从电路的独立涉及到电路安装调试完成、最终的论文写作等全部工作。涉及实践性教学环节有:专业实验课、课程设计、生产实习等;因此若想取得好成绩,必须在每个教学环节都有好的教学效果,特别是实践教学环节要脚踏实地,切实有效的培养学生的工程能力。相关的经验和做法总结如下:
1 结合实际构建实践教学新体系
根据我院培养人才的需要,积极探索和改革实践切实可行的教学方法与内容,构建适合学分制相配套、开放式教育特色的实践教学体系,以建立创新人才培养模式为前提,创新人才培养为主导思想,将实践教学改革融入到教学改革的总体中,强化实践教学对学生创新意识的培养,强调实践教学对实践能力及综合素质的培养起着不可替代的作用,与人才培养方案的修订相结合,建立不断更新和改革实践教学内容和机制,构建系统化的实践教学模式。统筹规划,逐步形成毕业论文(设计)、社会实践、课程设计、生产实习,认识实习、基础性实验与综合性实验以及研究性实验等多种实验方式共存的实践教学体系,并根据学生的不同情况,逐步分层次开设实验课程,因材施教,在大学不同学习阶段设置不同类型的实验课程。由单一性质实验向综合性实验转变,由传统的验证性实验向设计性实验转变,形成适应现代创新人才培养教育理念的实践教学培养模式改革,逐渐实现实践教学体系系统化、实现实践教学考核过程化。多年来我们坚持务实方针,脚踏实地的构建和完善我们的实践教学新体系,并经过检验效果是良好的。
2 深化实践教学改革
为建立创新人才培养模式,我专业首先确立以“理论、实践、研究”三位为一体为主导思想的新的教学模式,在这一主导思想的指导下,确定实践教学的两个重要目标是:学生创新能力的培养和学生全面素质的培养。根据这两个重要目标打破传统教学模式,开展实验内容与实验课程体系改革。
根据我院电子信息工程专业确定的培养目标,整合实验内容,创建新的实验教学体系。对实验教学体系的层次划分为四个逐步递进的层次。首先,是培养学生最基本的工程能力和工程素质的基本工程概念和基本工程理论的学习;其次,是对电子信息工程专业动手能力的训练。第三层是工程应用能力的训练和专业技术结构理论的学习;第四层次是以实现工程应用和创新为目的,对电子信息工程专业领域的内容进行综合训练和学习。通过以上逐层递进式培养,为今后从事相关工作打下坚实的基础。
3 大力开展课外科技活动,建立起高校科技创新平台
为了给学生们的科研活动提供便利的场所。我们还在校内实验场地非常短缺的情况下建立了开放式实验室,无条件地向参加各类科技和创新活动的学生开放实验室,为同学们的科技活动提供了场所。为了形成良好的专业学习氛围,我院还注重学生梯队的培养。能够充分利用本院的师资力量,首先培养一大批专业能力较强的学生骨干,发挥学生骨干专业导向作用。通过开放实验室的训练,为参加各类设计大赛选拔人才、输送人才,促进专业的建设和专业的发展。
利用本院的科研优势和师资力量,专门组织师资力量为学生的课内外实践活动提供指导,使学生较早地参加科研和创新活动。学生在低年级就能够参加学院老师主办的科研活动,如2011年获得全国大学生电子设计竞赛二等奖的三位参赛选手,均参加过教师的科研任务。
学院定期举办“院电子设计竞赛”,专门组织、聘请校内外相关领域专家出题和进行集体评审,赛制完全模仿全国竞赛的比赛形式,这些比赛既锻炼了学生的比赛经验,也受到学生们的普遍欢迎。
4 重视创新教育
创新是一个民族的灵魂,电子设计竞赛正是培养学生创新精神的好途径。为了培养学生创新能力,在校内建立了电子设计训练基地,在电子设计训练基地,免费为学生提供常用仪器仪表,实训基地的运行模式是由专业教师指导、学生自主管理。学生可以任选课余时间进行实验、实训。同时,基地的实验实训活动面向不同年级学生、灵活多样,全天候对学生开放。如学生可以根据兴趣爱好自选实验,也可以选择学生科研实践项目竞赛等。以上是我们在实践教学改革上的一些想法和做法,特别强调的是参与全国大学生电子设计竞赛,让我们教育工作者有了危机意识,从而形成了动力,同时这项赛事也为学生们提供了施展才华的空间,通过参与全国大学生电子设计竞赛能够发挥学生在高校教学中的主导作用,激发学生们学习学习的积极性,调动学生们参与实践活动的主动性,促进学生们创新精神的培养。
我们专业过去在全国电子设计竞赛中取得的成绩,更多的得益于我们学院多年来以培养创新人才为目标,深化实践教学改革的结果,为此我们将继续重视实践教学改革,坚定不移的走实践教学改革之路。
参考文献:
[1]潘蕾.充分发挥实验室作用培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索,2001,20(4):107-109.
[2]郭云林.重视电子竞赛推进教学改革[J].电气电子教学学报,2003,25(1):63-66.
【关键词】 计算机网络技术 电子信息工程 应用 实践
在当前,计算机网络技术迅猛发展,将其用于电子信息工程,可以推动电子信息工程的快速发展。因此研究计算机网络技术应用,并将研究成果在电子信息工程中进行实践,将会给人类生产生活带来更多的便利和机会。
一、计算机网络技术介绍
所谓的计算机网络,是将计算机技术和通信结合起来,在网络协议许可情况下,将各自独立并分散的计算机联合起来,这样就能够实现信息传递和共享信息。在这个过程中,需要有介质来达到连接网络目的,这种介质包括电缆线、光纤和双绞线等。在资源共享可以实现的情况下,数据的集中处理和整合就能通过网络技术得以实现[1]。有了计算机网络技术作为支撑,那么电子信息工程中文件传递就更为安全和准确,电子信息工程的安全,为用户图片、视频和文字的高效安全传播提供了可能,同时传输还具有准确、快速性。
二、电子信息工程介绍
从当前发展来看,电子信息工程包括数据信息的采集与处理,电子信息系统的建立和应用,而且有着越来越广的应用范围,和越来越重要的应用意义,所以电子信息工程使人们的生活更为快捷方便,生活质量也更高。电子信息工程包含信息、网络和通信等技术,具有内容庞大、功能复杂的特点[2]。电子信息工程包括的内容非常广,但是信息处理是它的首要任务,对于信息处理的工作人员来说,整合、处理信息系统的工作要做好做到位,将现代电子技术加以全面利用,并充分的与计算机网络技术糅合在一起,对于发展电子信息工程至关重要。另外,保存现有产品优点,同时进行新产品开发,朝着更合适的路径发展电子信息工程,会给人们的生活带来更大的便利,使人们生活质量得以进一步提高。
三、计算机网络技术的应用与实践
第一种应用便是信息传递。实现轻松快速的信息传递是计算机网络技术的重要设计目标之一,而这恰恰是电子信息工程所最需要进行的工作。借助计算机网络技术实现信息传递,相比于其它的传递信息的手段,具有非常显著的优点:操作简单、速度快、信息安全有保障。
第二种是应用计算机保障电子信息工程的安全。近些年来,电子信息工程伴随这计算机技术的发展也得到了前所未有的快速发展,但是同时又有着诸多的安全隐患,在一些特殊情况下,还可能会受到恶意攻击[3]。这种情况下,计算机网络技术所具有的防火墙功能就能为电子信息工程的安全保驾护航,保护电子信息工程的信息安全、功能正常和进一步的发展。同时,计算机网络技术还能够监控电子信息工程的电子信息和设备,这样不仅能够实现问题的尽早发现,还能够减少人力物力的消耗。
第三种应用是与电子信息工程相结合,为设备开发提供便利。一般的设备开发对信息的需求比较少,因此在没有计算机网络技术的支持下也能实现。然而,现在的新设备由于其复杂和精密性要求比较高,就需要大量的信息支撑,这时就需要网络信息工程能够提供大量的数据,同时计算机网络技术如果能应用于电子信息工程,提供一个海量的数据库帮助设计人员进行新设备开发,这样就能节省大量的人力物力[4]。因此,将计算机网络技术应用与电子信息工程,提供数据信息用于设备开发具有非常广阔的前景。
第四种应用是帮助电子信息工程实现资源共享。电子信息工程在计算机网络技术的实践帮助下,相关人员借助有效的网络协议,实现网络连接,能够更好的进行资源共享,同时,借助通畅的计算机网络技术还能实现电子信息在不同设备间顺利传输。当前发展阶段,电子信息工程在计算机网络云技术的发展推动下,也得到了空前的迅猛发展。在云技术的发展推动下,虚拟空间有大量数据存储,为合法登陆的用户提供了高效提取数据、传递数据和共享数据的功能。
第五种是计算机广域网数据应用。这是一广泛应用于电子信息工程的技术,它能够提供的服务范围很广,可以包括不同的城市,地域,是借助网络连接的计算机网络技术。由目前的发展状况看,广域网用户持续增多,这就要求带宽技术更为先进。光纤带宽是否能得到保证,对于抵抗干扰能力的提升,传输质量的提高和噪声的减少,以及远距离传输是否能实现都至关重要,所以为了保证带宽满足要求,广域网都是用光缆作为关键线路。
结语:计算机网络技术在电子信息工程中具有很好的应用与实践前景,它的应用与实践能够推动电子信息工程的发展,提高电子信息工程的安全和创新能力。目前,计算机网络技术的发展还并不完善,,因此,伴随着计算机网络技术的进一步发展,电子信息工程也将迎来更为快速的发展。
参 考 文 献
[1] 徐慧敏.关于电子信息工程的现代化技术探讨[J].信息与电脑(理论版),2016(05) :51~52
[2] 赵可佳.浅析计算机网络技术在电子信息工程中的实践[J].电脑与电信.2015,14(07):571~572
【关键词】电子信息工程 特色专业 专业建设
随着国家的快速发展,高等教育越来越普及化,国际化进程的加快,更增加了电子产业在国内发展的重要性。近年来电子产业已成为国民经济中的重要支柱,强劲的增长势头给社会提供了众多的工作岗位,但目前我国在电子信息方面的建设还不够优秀,造成了社会上众多该职位的空缺。因此建设电子信息工程特色专业也成为我国如今的必须,在目前我国该特色的建设之中,还有很多的方面需要进行探索与改革。本文主要通过电子信息工程特色专业在近几年的建设,提出了一些建设的方案以及展示了建设之后显著的成效。
一、电子信息工程专业建设方案
(一)优化培养方案,打造优秀的师资队伍
电子信息工程专业在未来的应用中将会十分的广泛,该行业的需求将涉及到各个行业,所以现在电子信息工程特色专业的改革建设是十分必要的。要想培育出优秀的学生,并且要具有极强的应用能力,首先要求培训教师的优秀性,所以打造一个优秀的师资队伍是基础的,并加强对学生的管理,制定出完美的培养方案。要加强师资队伍的建立,首先需要对教师的电子信息和电子信息工程专业的实际应用能力提出更高的要求,还要加强学校内部教师的学习与校间教师的交流,更要建立一个不同层面上、不同专业背景的教师队伍,以满足学生的多呈次需求。
(二)改善教育体系,培养应用型人才
多年的教育体系,已经不适合现在教育的特点,根据目前教育过程中出现的问题及社会的需求,制定出一套新的适合现在的教育体系,从根本上解决目前的问题,培养出更多的应用型人才,更加适应社会的需要。在改善教育体制的同时,也要注意教学过程中出现的问题,及时的加以改进,将教育体制进行更加的完善。在加强学生培养的同时,更要大力推进理论与实践的教育,让学生进行相应的锻炼,培养出自己的经验。
(三)开展多类实验,提高学生学习兴趣
电子信息工程特色专业的建设,更要通过开展多重类型的实验进行,来激发学生们的学习兴趣,在传统实验的基础之上,要让学生们自己设计实验,并让学生们自主完成实验的主要部分,按要求写出实验报告,也可以写下心得及实验的收获体会。我们还可以通过采用组成团队的方式鼓励学生们之间的互相学习,让三到四个学生为一个团队,以小组的形式进行实验,让他们进行必要的讨论,充分了解实验的过程,体会到实验的兴趣。
二、电子信息工程特色专业建设的成效
(一)教学科研等成绩上的提高
在电子信息工程特色专业建设的过程中,师资队伍的加强及教育资源的增加给在校学生的成绩及教学和科研上的成绩带来了很大的提高。在进行电子信息工程改革的这些年中,电子信息专业的教师获得了众多的奖项的同时,学生们也凭借着优秀的教育教学资源获得了众多的优秀奖励。在电子信息工程进行改革建设之后,所有的学生都会在大学阶段受到优秀教师的实践训练及工程基础知识的教育,并且培育的学生都具备了在电子行业中电子信息产品开发、制造、生产、维护及管理等能力。随着改革建设的进行,教师们融有研究方法和成果的教学方式,极大的提高了学生们学习的兴趣,并可以帮助学生讲新的研究方法进行应用,加强了学生的锻炼,更有效的帮助了成绩的提高。
(二)学生综合能力的加强
经过长时间的建设培训,电子信息工程专业在近年来的就业率、签约率以几乎到达了100%,这表明了近年来电子信息市场对专业人才的需求量,更充分的表明了近几年对电子信息工程的改革具有了显著的成效,明显的增强了学生的综合能力,在多方面都得到了极大的提高。同样伴随着学生参加各种竞赛的增多,学生获奖的次数也渐渐在增加,并且一个班级内就有数十名学生获得大学生竞赛奖及数学建模竞赛奖。并且近几年中,学生参与大学生实践创新活动,并在这些活动中,部分同学取得了优异的成果,得到了极大的鼓励,这将是他们在今后生活中的一个重要转折点,并因此收获了如何做事成功的秘诀。还有学生撰写论文的兴趣不断提高,刊发了学术论文数十余篇,包括大学生电子竞赛和全国电子专业人才设计与技能大赛中均比以往获得了更好的成绩,极大的增加量电子信息工程特色专业的建设信心。
(三)学生的学习兴趣普遍增加
通过电子信息工程特色专业的改革,完善了教育的体制,增多了专业上的实验,增加了学生学习的兴趣,改变了传统实验过程中的单调性,让学生对学习充满了兴趣。在和传统的实验学习过程相比,在创新过后的实验课程充分的调动了学生的学习热情,从学生们学习的主观性中可以看出电子信息工程在改革建设之后的显著效果。同样在建立了团队合作之后,学生们的自主动手能力及学习讨论能力也有明显的增加,这些都充分的调动了学生们学习的积极性,提高了学习的效率,并在团队中不同学生特长之间的借鉴学习,在很大程度上也提高了各个学生本身的成绩。这样的团队合作形式,不仅提高了学生们的课程成绩,更重要的是增加他们的学习乐趣,这必在今后的学习路上给予极大的帮助。
三、结语
电子信息工程特色专业的建设历时多年,通过不断的探索和实践的改革,取得了显著的效果,得到了全校师生的认可。在学生学习兴趣增加的同时,更使学生们的动手能力得到了极大的增强,保证了学生们的应用能力。教育模式的改革、师资队伍的加强建立,改善了目前课程中所出现的问题,对课程教育及实验教育进行结合,使教学的成果显著得到了提高,为学生的学习提供了很好的教育平台。此次电子信息工程特色专业的建立为今后其他专业的建立提供了很好的借鉴,取得了很好的建设效果。
参考文献:
关键词:电子信息工程;创新;实践能力;培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0056-02
创新是当今时代的主题,创新是一个民族进步的灵魂。21世纪的中华民族要想实现经济的腾飞必须拥有而且持续不断地拥有大批富有创新精神和创新能力的人才。电子信息发展日新月异,新技术不断涌现,电子信息工程专业大学生掌握的知识和具备的能力必须跟上时展的步伐。电子信息工程专业实践性强,必须把学生的创新实践能力培养摆在首位。目前,由于教师队伍能力水平相对较低、实验室条件落后、实验内容更新滞后、创新教育培养体制等问题[1],致使我国在创新型人才培养方面远远落后于西方发达国家。在电子信息工程专业教学的过程中,寻求多种途径提高大学生的创新实践能力是发展的必然。
一、创新实践能力培养的途径
以培养学生的创新实践能力为核心,深化创新型人才培养途径研究,全面提高人才培养质量。
1.建设高素质的教师队伍。学生创新能力培养的前提是要有一支具有创新精神的高水平教师队伍,能因材施教,鼓励学生独立思考,在教学中,能融入反映时代特色的新技术和新趋势。对于师资队伍的培养我院一直采取引进与自培相结合的方式。①“按计划、宁缺勿滥”的原则引进优秀博士毕业生,壮大教师队伍。同时,采取“一对一”新老结合方式,分配老教师指导新教师的教学和科研活动。②制定在职教师学习计划,选送青年教师到国内知名院校做访问学者、攻读博士学位,提高能力和学历水平,改善学历学员结构,优化师资队伍。③选派骨干教师参加学科教学会议和国内外学术会议,扩大对外交流,提高教师的教学改革视野及学术水平。④派教师参加新技术进修培训,促进教学质量的不断提高,达到重点培养,全面提高的目的。⑤建立“产学研”教师培养机制,选派青年教师深入油田相关企业开展产学研合作,制订短、长期培训计划,分期分批安排专业教师到企业参与企业工程实践及科研工作,提升专业教师的工程实践能力。
2.建立科学的实践教学体系。①分层次建立专业基础实验平台、专业方向实验平台、综合实践平台、自主创新实践平台“四大平台”。构建体现“创新实践能力培养为核心,四年不间断”的创新型人才培养的实践教学体系。②重新分配实验资源,按照基础、专业、综合、创新“四个层次”整合实验室。成立2个基础实验室、4个专业实验室、1个综合实验室、1个创新实验室。每个实验室至少能容纳30个(1个班)学生同时上课。加大实验室投入,配备比较齐全的仪器设备,保证各项实验内容的完成。③扩大“电子创新设计开发基地”和“测试计量技术及仪器仪表工程技术研发中心”的实验室面积,让更多学有余力的学生在创新开发基地和研发中心进行各种创新设计活动。
3.更新实践教学内容。①在《低频电子线路》、《脉冲与数字电路》等专业基础课实验教学中,以验证性实验为主;在《数字信号处理》、《单片机原理及应用》、《DSP技术及应用》、《数字图像处理及应用》、《电子系统设计》等专业课中增加设计性、综合性的实验项目的比例[2]。②课程设计、毕业设计结合电子竞赛、教师科研项目选题,增加具有创新意识的设计内容。③实习实训内容在原有组装声控灯、小型稳压电源、收音机、电视机的基础上,增设有基于单片机的电子设计内容[3],以提高动手能力和创新能力。
4.改革实践教学方法。①研究实验课教学方法,引入Multisim、Proteus、Matlab等仿真软件,大部分实验项目采用仿真和实验相结合方式。学生课前利用软件仿真,课上将实验操作结果与仿真结果对比分析,逐步完成实验,提高分析问题、解决问题的能力。②研究课程设计、毕业设计教学方法,采用相似的教学方法和措施进行改革与实践。提前3周设计题目并进行选题,学生也可以自主提出设计题目。题目的方案设计与论证、系统设计与调试等由学生自己完成,教师给于必要的指导,让学生充分发挥自主性、能动性、创新性。③改革实践类课程成绩评定的方法,注重实践操作过程的考核。④合理利用现代化教育手段。在实习实训、课程设计和毕业设计教学中坚持定时在教室、办公室进行传统答疑的同时,增加网上答疑,采用电子邮件答疑、QQ群答疑、飞信答疑等多种形式,及时解决学生在学习上的困惑,提高学习的效率。
5.实行教师指导跟踪制度。在学生大学期间的学习过程中实行“四年不间断的教师跟踪指导”制度。①大一新生入学之后分组,3人一组分配指导老师,实行本科生导师制培养方式。教师定期与学生联系,在学生大学生活、专业学习、创新能力等各个方面进行全面指导。在大二期间,由导师指导,申报参加国家级、校级大学生创新性实验计划项目。②大三学生开始实行科研团队培养制度。采用双向选择方式,学生根据老师的科研方向和自己的爱好提出申请,教师进行综合考察选择学生进入课题组,参加科研活动。本科生参加科研能促使学生带着问题查阅最新文献资料并进行实践,加深对知识的理解,接触学科发展前沿,拓宽视野和知识面,培育实践能力和创新精神。③在大四毕业班,针对毕业设计,重新分配导师。其中部分课题聘请校外大庆油田等油田企事业单位专家作为兼职导师,联合指导本科生毕业设计。
6.开展课外科技活动和各级各类电子竞赛。开展“科技创新文化节”活动,针对不同年级的学生,开展不同形式的活动。对一年级的学生,重点通过参加学术报告会、参观“电子创新设计开发基地”和“测试计量技术及仪器仪表工程技术研发中心”等活动激发学生的创新实践学习兴趣。对于高年级学生,重点开发项目,一般学生自由组合参加挑战杯大学生课外科技作品竞赛。开展校级电子设计竞赛,选拔优秀学生重点培养,参加国家级、省级大学生电子设计竞赛、国际物联网创新创业大赛、“飞思卡尔”智能汽车大赛等。
二、结束语
我院以培养具有创新精神和创新能力的创新型高级工程技术人才为目标,建立创新实践教学平台,以创新能力培养为核心,创造有利于创新型人才培养的环境。采取多种途径有效地提高了学生的创新实践能力,也提高了学生的就业竞争力。
参考文献:
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[2]王光义.实验教学理念与创新能力培养[J].实验室研究与探索,2008,27(8):76-78.
[3]牟海维,吕秀丽,王永涛,张勇,韩建.电子类大学生校内实习和创新教育基地建设的探讨与实践[J].实验技术与管理,2010,27(4):9-11.
1.设置实验项目
在本课程的实验项目中设置了12学时必开实验,包括验证型实验和设计型实验。主要目标概括为以下四点:
(1)掌握电路性能仿真方法,提高对电路的设计、分析、调试、故障排除的能力。
(2)掌握虚拟仪器仪表的使用方法。
(3)掌握电子线路原理图设计的过程、方法及技巧。
(4)掌握印刷电路板图设计的过程、方法和技巧,训练电路设计方面的综合工程素质。具体项目设置为:Multisim10界面设置及原理图绘制(2学时验证型)、Multisim10虚拟仪器仪表使用(2学时验证型)、Multisim10分析功能及电路特性仿真(2学时设计型)、AltiumDesigner原理图设计(2学时设计型)、AltiumDesignerPCB步线练习(4学时设计型)。
1.考核方式
考核内容为学生实验完成情况和实验报告两项。关于实验完成情况,考核学生是否参加实验、实验过程中是否认真、是否完成(独立完成)并得到正确结果;关于实验报告,考核学生的实验报告是否正确、完整、无误,实验报告的内容应包括实验目的、实验内容、实验中遇到的问题及解决办法,并附实验结果及分析,最后在实验报告上给出考核分数。对实验完成情况记实验成绩分,对实验报告记实验报告分。两项成绩之和为实验课成绩,占课程总成绩的50%。
二、上机考试设计
1.考试方法
配合本课程的教学目标,期末考试采用上机操作考试,开卷,一人一机,上交电子答卷word文件。老师对电子答卷进行评阅,记录成绩。考试题目类型为综合型大题,考查软件操作、模拟/数字电路分析与仿真、常用仪器仪表使用、元器件辨识、原理图和PCB图绘制的基本技能,考核范围全面,难度中等偏上,符合教学大纲的要求。
2.考试内容
试卷一般包括三道大题,覆盖了本课程两个电子线路CAD教学软件的主要内容,包括基础部分和应用部分,考查了学生的基本操作技能和虚拟设计及测量的工程素质。第一大题为Multisim模拟电路操作题,主要考察软件Multisim的基本概念学习情况及模拟电路的仿真与分析能力,包括一些基本物理单位的使用、基本虚拟测量仪器仪表的使用等,例如:绘制单管放大电路、对电路输出变量进行测量以及电路频率特性测量等内容;第二大题是Multisim数字电路操作题,考察软件Multisim的使用情况,包括数字电路的元器件、常用虚拟仪器仪表及常用分析和仿真方法等,例如:按要求绘制异步预置计数器电路图、电路元件设置、添加逻辑分析仪进行波形测量等内容;第三大题是AltiumDesigner上机操作题,主要考察软件AltiumDesigner的学习应用情况,包括原理图输入、元器件库使用、PCB板绘制的基本规则和方法等,例如:计数显示电路原理图绘制、PCB图绘制、PCB板参数设置等内容。
三、结论
关键词 电力电子技术;工程应用;教学改革
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)22-0098-02
Teaching Research of Course of Power Electronics Technology for Engineering Application//ZHAO Tao, SHEN Yaibin, XU You, XU Kaiyun
Abstract In this paper, according to the requirement of the society for the power electronic technology professionals, the teaching re-
form of the course of the power electronic technology have been im-
plemented from several aspects such as course contents, teaching methods, project design, practical innovation training, and gradua-tion project. The engineering application ability and consciousness of innovation of students is improved. Better results in teaching have
been achieved.
Key words power electronics technique; engineering application; teaching reform
1 引言
电力电子技术是对电能进行变换和控制的一门技术,是自动化及相关专业的一门重要的专业基础课[1-2]。随着科学技术的发展,电力电子技术应用已渗透到国民经济各部门。对电力电子技术的人才的需求越来越迫切,除了对相关理论知识的要求外,更强调对工程实践能力、工程设计、工程应用能力的要求。这些要求具有普遍意义,反映了对这类人才的通用标准。本文根据电力电子技术专业人才需要掌握的能力的要求,就如何提高学生工程应用能力、创新能力,从教学方法、教学手段、课程设计及大学科技活动和毕业设计等方面进行教学改革与实践。
2 面向工程应用的问题导向法
电力电子技术课程内容涉及知识面广、概念多。要在有限的教学学时内把电路、波形讲透,让学生都能理解,是件不容易的事情。此外随着信息技术的不断发展,知识也呈现碎片化的特点,其获取也越来越容易。在这一背景下,教师的角色需要由过去的知识传播者转变为引导者和激励者;过去是告诉学生所不知道的知识,现在应该引导学生运用正确的思维方法,自主获取知识,并使之系统化。为此,教学内容、教学方法和教学手段都应有所改变。
首先要激发学生的求知欲,将过去冰冷、枯燥和抽象的知识点融入工程应用中;发现问题、提出问题及解决问题,学生寻求解决问题的过程,也是获得知识的过程。在这一过程中,计算机仿真是不可或缺的学习手段。基于PSPICE、MATLAB、PSIM和MathCAD等软件,采用虚实结合教学方式,充分利用软件资源,提高学生求知欲及解决问题的能力[4-5]。利用仿真软件搭建仿真电路进行仿真实验,仿真实验不受时间、场地的限制,学生可以观测任意一点的电压和电流波形。为了取得良好的仿真实验效果,必须较好地掌握仿真原理、仿真操作和调试方法等。正确的仿真波形也是对学习的一种鼓励和奖赏。
3 基于工程项目的课程设计
课程设计是完成电力电子技术课程教学的重要环节。其目的是使学生掌握基本电力电子器件的性能和应用方法,以及基本电力电子电路的设计思路,培养学生在电力电子技术领域中独立分析和解决问题的能力。
目前,有不少院校开设了电力电子技术课程设计,但课题多是进行理论计算和设计,主要完成参数计算、电路设计和仿真等。严格地说,该类课程设计对学生实践能力、工程应用能力的培养效果有限。电力电子技术课程设计实际课题开设较少的一个主要原因是实验安全性和设备耐用性差。而课程设计一般为开放性的,其主要任务之一是让学生完成焊接、调试电路,不宜采用课内实验用的集成的实验装置。因此,如何在课程设计过程中保障学生的人身安全和设备安全,是实施课程设计的一个难}。
南京工程学院自动化学院于2013年重新开设电力电子技术的课程设计。为了解决上述难题,针对电力电子技术应用最为广泛的DC-DC变换和DC-AC变换的两种变流电路[6],
结合数字化控制的发展趋势,开发了开放式的DC-AC变换和DC-DC电能变换通用实验平台。图1给出AC-DC电能通用实验平台结构图,学生通过该平台,可以进行SPWM逆变器设计,也可以实现直流电动机的四象限的控制,掌握交―真―交变流电路的结构,单、双极控制,SPWM调制等控制技术。
拟定课程设计课题,主要考虑5个原则:1)注意内容的先进性、综合性和实践性,反映电力电子技术发展的新水平;2)应适合实践教学和启发创新;3)内容不应太简单,难度要适中;4)能够结合工程实际应用,并且具有一定的实用价值;5)成果最好具有相对的完整性和可考核性。表1为电力电子技术课程设计的部分课题。
由于课题贴近工程应用,学生兴趣比较大,能够独立完成电路设计,主电路和驱动电路的制作、焊接和调试,及磁性元件的计算与选择。经过三届学生的实践情况,取得良好效果,为后续的课程和毕业设计打下坚实的基础。
4 三位一体实践能力培养
电力电子技术工程应用人才培养的定位最终要落实到培养过程之中。具体来说,就是以现代电力电子技术为工程应用背景,结合计算机技术、控制理论及其他相关理论和技术,开设不同层次不同类型的选题。通过课程设计、课外科技活动和毕业设计,三位一体培养学生工程应用能力,做到点、面结合。图2给出教学、科技创新和毕业设计三位一体的能力培养框图。
以电力电子装置典型的工程项目为对象,分解为核心模块、提高及创新模块、系统模块、辅助模块。课程实践环节可以完成核心模块的设计和调试,科技创新和毕业设计可以完成提高及创新模块、系统模块。辅助模块通过相关课程完成。对学有余力的学生通过科技创新和毕业设计环节,进行系统设计及算法研究,保证项目的连续性。三位一体的设计大大激发了学生的创新精神,拓展了学生的视野,提高了学生的综合设计能力,在各种竞赛上取得优异成绩。实验内容与课程设计、毕业设计相互关联。学生工程实验能力得到提高。
5 结束语
经过几年的实践表明,以工程应用为导向的电力电子技术教学重构,打破了以理论知识传授为主要特征的课程模式,以电力电子技术工程应用为核心,建立分类分层的课程实践、科技创新和毕业设计三位一体的实践能力培养模式,既突出优秀学生能力培养的点,又兼顾多数学生基本工程实践能力的面,以点带面。改变学生的被动学习与被动实践,为学生主动学习能力和主动实践能力的培养提供机会,提高学生的综合素质,对学生实践动手能力的培养及就业和深造等都有较大帮助。参考文献
[1]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].5版.北京:机械工业出版社,2009.
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国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)明确指出:把提高质量作为重点,以服务为宗旨,以就业为导向,推进教育教学改革。实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式。传统的学科体系人才培养模式存在理论和实践严重脱钩的弊端,学生缺乏相应的职业技能训练,走向工作岗位后学不能致用的现象十分突出,学到的知识根本无法应对实际工作。构建适合我国国情,地区和学校实际的校企合作人才培养模式,推动高校与企业深度合作,互利共赢,共育高素质复合型人才,是一个重要而迫切的课题,值得深入研究。文章从校企合作共建专业的顶层设计出发,借鉴国内外职业教育校企合作的有益做法,以校企合作为主线,提出了应用型高校电子信息工程专业五过程校企合作人才培养模式,力图为深化高等教育教学改革和应用型人才培养提供建议和实践参考。
二、校企合作共建专业的体系设计
(一)实行学院+公司校企合作的管理机制
实行校企二元结构一体化的管理体制:学院和集团公司在董事会领导下实行院委会和公司管理一体化,学校董事会实施决策权,企业与学校依据市场运作模式实现教育、生产和管理的协作统一,使得校企二元结构管理运行的紧密结合。
(二)建立专业+产业+企业人才培养机制
依托企业,借助企业人力、物力和智力,把它作为学院对接产业、产学结合、工学结合的一个终端。根据创新培养模式,引入企业的真实项目,形成产教融合,工学结合的教学平台,培养社会所需的高素质复合型人才。通过校企合作的新模式,改革传统的课堂灌输为教学做合一的情景教学工学结合的真实项目实施,师生在校内工学一体化基地参与企业真实项目的设计和实施,在完成项目的过程中完成教学任务,使学生在对接产业,产学结合的平台中得到了锻炼和提高。
(三)建立专业实训基地的体系架构
与公司合作共建实验实训基地,实现产学对接,形成校企资源共享、互惠双赢的有利局面。校企合作校内实训基地市场化的运作分为实训基地建设的专家咨询调研、公司注册运作、基于产学对接工学结合的生产、产品检验市场运作等四个部分。
1. 专家咨询调研
在珠三角、湖南省地域,尤其是长株潭、星沙经济开发区,开展多种形式的调研活动,对调研结果进行分析和总结,定期召开行业、企业和学校专家会议,根据国家和区域经济发展规划和支柱产业政策,确定校企合作实训基地产业+企业+专业运行模式的实施方案。
2. 公司注册运作
选择设备设施先进的公司进行工商注册,实施市场化运作。选定核心产品,建立生产性的工作室、情境教室、实行课余开放制度,为学生开展科技创新和竞赛活动、自主创新创业活动提供技术咨询、服务、培训和场地、设备、设施支持。
3. 产品市场運作
注重市场调研,通过市场调研了解消费者的需求特性,完成企业与消费者信息的互通,充分利用移动互联网等新兴媒体手段,大力发展电子商务,突出抓好线上线下多维度立体品牌策划、推广、营销等工作。
三、专业和人才培养模式改革与建设
面对应用型高校这一新的教育类型,如何破解培养什么样人才和怎样培养这样的人才难题,创新人才培养模式,这是高等教育目前所必须解决的问题。围绕校企合作人才培养模式这一中心,作为高校电子信息工程专业一定要解决好以下几个方面的问题:
1. 电子信息工程专业具体培养什么样的人才,教学要达到何种目标。
2. 创新人才培养方案。
3. 建立合理的符合人才培养目标,满足企业、行业等需要的课程体系。
4. 如何组织实施教学。
5. 怎样评价培养的学生等。
为了解决以上问题,我们结合电子信息工程专业的教育教学改革,提出了五过程教学模式,即确定培养目标建立教学体系创新人才培养模式实施人才培养方案评价培养结果,指导专业实行规范化的教学,提高人才培养的质量,如图1所示。
(一)确定培养目标
本专业面向电子信息产业,适应生产、服务和管理第一线需要,培养掌握电子信息产品安装、调试、检测、维护等基本知识和技能,具有团队精神、创新意识和较强的动手能力,可从事电子信息产品的制造、装配、推广、管理、维护等工作,德、智、体、美全面发展,具有职业生涯发展基础的高素质应用型高技能人才。毕业生主要面向电子类企业/单位,从事电子类产品设计开发、生产制造、维修保养等岗位。
(二)建立教学体系
根据电子信息工程专业的行业特点,以及该行业、企业发展所需知识和能力要求,以就业为导向,突出实践动手能力在培养方案的核心地位,按照目标岗位的需要选择知识,以职业技能为中心将理论与实践教学融为一体,构建符合高技能人才培养目标和专业相关技术领域职业岗位任职要求、基于工作过程的项目教学法教学体系,如图2所示。
(三)创新人才培养模式
在人才培养模式改革中,坚持以就业为导向,服务区域经济和社会发展,贯彻工学结合,校企合作的思想,准确把握电子信息工程专业的核心内容,在充分调研、分析的基础上,构建了电子信息工程专业的2211人才培养模式,其内涵是指:
第一阶段:第一、二学期完成专业基础课教学,培养学生的基本素质和基本能力。
第二阶段:第三、四学期完成专业平台和核心课程的教学,培养学生的专业能力。
第三阶段:第五学期进行专业综合训练,培养学生专业综合能力。
第四阶段:第六学期进行职业素质课程、顶岗实习、毕业设计等活动,培养学生的职业能力和综合素质。
(四)实施培养方案
随着工学结合人才培养模式改革的深入,工学交替、顶岗实习等实践性教学比重大幅增加,实践教学呈现多样化特点。为实现人才培养目标和质量标准,迫切需要制订相应管理制度和管理规范,保证实践教学质量。为此,我们将进一步完善创新以下机制制度:
1. 创建《校企合作管理办法》,负责学生各项实习的全面管理,共同制定实习计划,落实实习任务、实习指导教师,做好安全管理等工作。
2. 完善《校内实训基地管理办法》,明确管理职责,提高实训基地使用效率。
3. 完善《学生顶岗实习管理办法》,完善顶岗实习的组织管理、运行管理、考核鉴定管理等;明确校企共管的责任、义务。
(五)评价培养结果
近三年来,湖南信息学院在电子信息工程专业实施五过程校企合作教学模式,其培养的人才质量要让社会、企业、行业及相关用人单位检验与评价。为此,我们对培养的毕业生进行跟踪调查,调查表明用人单位和毕业生普遍认为,在人才培养模式、专业建设、教师队伍、办学条件、教学方法和管理等方面,积累了丰富的经验,能够与社会需求紧密结合,在同类高校中具有较强的竞争力。