電子類專業論文范文
時間:2023-04-02 20:14:47
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篇1
在提高普通民辦高校辦學質量這一系統工程中,課程體系與課程內容的改革無疑是一個核心的問題。尤其是專業基礎課的教學與課程平臺的建設對于人才培養起著至關重要的作用。電子信息類的專業基礎課程體系改革建設同樣對其他專業課程體系改革有著重要的指導意義和應用價值。本文依據應用性本科院校人才培養的需求,針對電子信息類的四門專業基礎課,從課程體系建設的角度對教學內容的優化,理論課程與工程應用相結合的具體方法進行了探討和研究?!峨娐贩治龌A》、《信號與系統》、《模擬電子技術》和《數字電子技術》四門課程是電子信息類專業學生的重要專業基礎課,具有理論性強、公式定理多、計算量大等特點。而這四門課程內容循序漸進,聯系緊密,對后續課程的學習意義更是重大。同時著眼于民辦普通高?!皯眯汀撔滦浴钡娜瞬排囵B目標;充分考慮其生源情況,堅持“因材施教、突出實踐、個性發展”的方針;深入研究課程群之間的內在關聯性;優化和精簡教學內容;強調理論課堂引入仿真軟件的教學手段;立體的、科學的開展電類專業基礎課程體系的建設和改革。
二、建設和改革的指導思想
1.課程體系突出“綜合化、應用性”人才培養目標結合民辦普通高校的辦學實際,強調學生素質和能力的培養,使學生在掌握基礎理論、工程實踐、運用現代化技術等方面得到全面鍛煉,注重培養學生的工程應用意識,培養學生用綜合與整體性眼光解決工程技術問題的能力,塑造具有高素質的“應用型、創新型”專門人才。
2.科學的、立體的專業基礎課程體系建設要讓專業基礎課程體系的建設改革取得成效,必須是系統和科學的。一方面對課程理論內容進行優化整合,與時俱進,做好教材建設;其次,結合計算機仿真軟件輔助教學,改善教學手段;另外,加強實踐環節在教學中的地位,減少驗證性實驗,增加綜合性實驗,補充設計性實驗。在課程體系建設中,以“掌握原理”為準則,貫穿“加強實踐、提高興趣、培養技能、積極創新”的理念。
3.注重專業基礎課程間的內在聯系體系內課程建設應盡量減少課程群中課程間的人為隔斷,從課程體系的角度對授課內容進行整合;考慮課程之間的相互銜接,理順課程間的相互關系,制定統一的教學大綱和實踐計劃表。
三、建設和改革的主要內容
1.課堂教學與工程應用的有機結合根據電子信息類四門專業基礎課程的特點,結合三本院校生源的實際情況,突出“綜合化、應用性”,將Matlab與《電路分析》和《信號與系統》;Multisim與《模擬電子技術》和《數字電子技術》有機結合起來。在理論課的教學中引入Matlab軟件輔助分析電路問題讓理論教學變得直觀、易懂,是化解教學窘境的有效手段。通過Multisim仿真軟件來繪制電路,觀察電路的工作過程,讓學生一看就懂,一聽就會,突出重點的同時又解析了難點。利用仿真軟件進行輔助教學,即降低了學生的學習門檻,又提高了其學習興趣,對理論課程教學效果的改善是顯而易見的。同時,對于應用性本科院校,將仿真軟件引入課堂教學,還有更長遠的意義。通過軟件仿真,學生不僅對知識理解更深刻,掌握更牢固,應用更熟練,并進一步加強了理論聯系實際的運用能力,縮短了傳統課程與相關實用技術和科學技術發展前沿的距離;對學生的職業發展之路作了很好的鋪墊。
2.優化整合,統一部署體系內課程建設不能孤立單干、各自為政;應減少課程群中課程間的人為隔斷,從課程體系的角度對授課內容進行整合;考慮課程之間的相互銜接,理順課程間的相互關系,制定統一的教學大綱和實踐計劃表。在教材建設上,削枝強干,注重基本理論和知識性,合理定位內容的廣度和深度;弱化復雜推導和深度計算,突出概念和原理,強調其在實際工程電路中的分析與運用;注重揭示課程內容之間的內在聯系和普遍規律,前呼后應,渾然一體,力求構建一個良好的教材體系。在實踐教學環節,注重營造工程環境,加強集中實踐課程建設;以綜合性實驗為載體,實行跨課程的基礎理論應用訓練的和技能訓練。有助于學生對所學知識的宏觀把握和深入理解,提升了學生分析問題、解決問題的能力。
獨立學院經過十余年的發展,已經形成一批新的高等教育資源,在發展本科教育中發揮了重要的作用。但隨著獨立學院數量和規模的不斷擴大,同質化現象日趨嚴重,人才培養、專業設置等方面的雷同和缺乏特色已成為制約獨立學院發展的主要原因。教育部《獨立學院設置與管理辦法》等相關文件出臺后,母體高校的“光環效應”逐漸減退,獨立學院在專業設置、人才培養等方面遭遇到前所未有的挑戰。為了更好地適應市場和社會需求,有效提高電子信息類專業工程應用能力,眾多高校都在積極研究與探索。
篇2
1獨立學院電子類專業實踐教學現狀分析
實踐教學是以培養學生實踐動手能力、創新能力、項目實踐能力、團隊合作能力為中心理念,通過對實踐性課程進行知識的掌握—基本技能培訓—項目研究和實踐—學科競賽鍛煉—創新精神的培養等階段,促使學生達到知識、技能與素質協調發展的教學活動。美國電子類專業的實踐性課程教學模式具有多元性和廣泛的開放性,其教學計劃中的電子類專業實踐性課程的學時數占總學時數的42%-46%,是美國高等教育的亮點,稱為“多元開放型”教學模式;英國電子類專業實踐課程教學模式是以國家電子技能職業資格來推動的,形成以電子技能實踐、培訓和考證為特色的“資格推動型”實踐性課程教學模式;加拿大電子類專業實踐性課程教學模式則把對學生自我實踐學習能力和自我評價能力的培養與專項電子技能作為確定實踐教學模塊或單元的依據,稱為“能力基礎型”實踐課程教學模式。
在國內,電子類專業教學模式主要有這些形式,“211”教學模式:前2年主要是理論基礎知識和專業基礎知識的學習,到第三學年開始,由專業指導教師對電子類專業的學生進行專項電子基本技能訓練,第四學年主要是專業指導教師帶領學生做畢業設計等。“3+1”實踐性課程教學模式:是讓學生有3年的時間進行理論知識學習、專業基礎知識學習和基本的實踐訓練,然后通過最后一年的畢業設計,來提高學生的實踐應用能力?;旧隙际前凑针娮宇悓I的專業設置、實踐性課程設置體系及管理模式來進行的。因此,獨立學院電子類專業現行的教學模式大多是照搬母體高校的教學模式。但由于獨立學院的學生在生源上一般都是三本,其理論研究能力和自覺學習能力與母體高校的學生有一定差距,何況獨立學院的辦學指導思想和人才培養規格與母體高校是有區別的,所以照搬母體高校的實踐教學模式并不適合獨立學院人才的培養,有必要探尋適合獨立學院自身辦學指導思想的教學模式。
2獨立學院電子類專業實踐教學改革的意義
電子類專業是典型的工科專業,所培養學生的就業目標即為電子類產品的研發、技術支持、銷售等與電子技術密不可分的領域,隨著高校的規?;瘮U招及國家經濟的快速增長,對高校畢業生的創新能力的要求也越來越高,電子類專業更是首當其沖。電子類專業學生除了要具有扎實的理論知識之外,還要有很高的實踐動手能力和創新能力,而這些能力的培養離不開各個層次的實驗教學,因此,實驗教學的地位也越來越重要。探索實踐教學改革的新途徑,使學生在形式活潑、趣味性強、有意義、有成就感的創新實踐教學活動中掌握并運用原來感覺枯燥的理論和實驗,在創新實踐活動中體驗成功的快樂,培養學生創新設計能力和實踐動手能力,以激發學生學習的熱情和項目實踐、項目開發、項目研究的能力。結合社會需求和學生實際情況,探索并總結適合獨立學院電子類專業應用型、復合型、創新型人才培養的實踐教學模式,為獨立學院電子類專業人才培養提供新思路和新方法。
3獨立學院電子類專業實踐教學改革的內容
根據專業人才培養的需要,可將獨立學院電子類專業的實踐教學內容分成三個部分,即實驗課程教學、課程教學實習、畢業論文設計和畢業實習。在整個教學過程中,堅持基礎理論、專業知識與專業技能教學相結合,突出專業核心能力和綜合能力培養,強調素質教育的原則,使學生具有解決實際問題的能力和良好的專業素質
3.1實驗課程教學改革
電子類專業實驗課程教學包括電路分析基礎、模擬電子技術、柱子電子技術、高頻電子線路、微機原理及應用、單片機原理及應用、電子測量技術與儀器等課程的實驗。在實驗中,通過教師演示和學生自己動手,提高學生學習理論課程的積極性和學習效果。學生通過理論聯系實際,鞏固基礎理論知識,學會基本的實驗方法,實驗課程教學顯得尤為重要。實驗課程教學要始終以培養學生實踐能力和創新能力為中心,構建驗證性、綜合性、設計性實驗比例合理的實驗體系,除了壓縮淘汰陳舊的實驗內容外,還要減少驗證性實驗的比例,提高綜合性實驗和創新性實驗的數量和質量。
3.2課程教學實習
電子類專業的課程教學實習包括焊接技能訓練、萬用表的裝配與使用、計算機安裝和維修、收音機的裝配與調試、彩色電視機電路調測和維修、印刷電路板設計等項目。這一環節一般采用集中學習的形式,在相應課程的理論教學中間或結束后進行,是基礎的實踐教學環節。學院要以創新人才培養為目標,切實推進實踐教學實習課程改革,通過基礎技能的實訓,使學生掌握從事電子產品設計生產所必需的焊接、安裝、調試和檢測等技能。另外,還要加強學生計算機應用能力的培養,要求學生掌握與專業相關的應用軟件,并以此為工具,為專業服務,如用計算機分析實驗數據,編寫一些實用程序等。
3.3畢業論文設計和畢業實習
畢業論文設計和畢業實習是綜合專業技能訓練階段,通過這一環節進一步培養學生綜合應用所學知識的能力,完成就業前的職業技能綜合訓練,是實踐教學的高級階段,也是學生實踐技能培養中最重要的階段。學院要按照實際工作崗位的任務、職責和能力的原則來確定該學生的實習計劃,教師應對學生畢業實習、畢業設計的課題方向、難度和工作量做出評估,主動協調學生與企業的關系,促進畢業設計的順利完成。鼓勵學生在生產實踐中尋找課題,允許他們自由選擇指導老師,自行制訂方案和挑選合作者,包括有關業務聯系、業務洽談、設備選購、人力組織等,使學生具有走向社會、融入社會、處理好方方面面關系的能力,提高學生就業能力。
4獨立學院電子類專業實踐教學改革的措施
4.1轉變實踐教學理念
獨立學院管理人員要轉變觀念,進一步重視實踐教學,重視實踐教學人才。實踐教學不能停留在對理論課程重點、難點知識的驗證上,而是要在培養學生實踐動手能力,獨立運用課本知識解決實際問題能力,進而培養學生創新意識、創新能力等方面下大工夫。特別是像電子專業這類純工科專業,學生的動手能力、創新能力直接影響著其畢業后的就業問題,而解決好學生的就業問題,培養出符合國家、社會需要的高層次人才正是教育的本質所在。因此無論是獨立學院管理人員還是普通教師,都要樹立實踐教學和理論教學同等重要,教學和科研同樣重要的理念,都應該把更多的精力放在學生動手能力和創新能力的培養上。
4.2加強實驗室和實習基地建設
實驗室和實習基地建設是提高實踐教學質量的基本保障,是提高學生動手能力和創新能力,增強學生專業技能的基礎平臺。獨立學院要整合有效資源,建好電工電子技術實驗室、通訊實驗室、電子測量實驗室等專業實驗室,通過合理選擇儀器設備和科學的管理,開出實用的實驗項目,使他們發揮最大的效能。同時,選擇專業對口、有一定規模、迫切需要電子專業技術人員的企事業單位進行合作,建立校內外實習基地。與地方政府共建電子設計公共技術平臺,借助政府的資金和技術,為學生提供培訓和實踐的機會,為學生提供廣闊的實踐教學平臺。
4.3加強學生素質拓展教育
學院加大力度開展素質拓展教育,充分利用第二課堂,鼓勵學生參加社團活動,指導學生參加大學生創新性實驗計劃項目和科技創新項目的研究。開展形式多樣的院級科技競賽活動,選拔和指導學生參加省級和國家級電子設計大賽、機械設計大賽、程序設計大賽和數模競賽等科技競賽,提高學生專業興趣,增強學生的創新意識和創新能力,全面提高學生綜合素質。鼓勵學生參加各類專業技術培訓,考取從業資格證書,提高學生就業競爭力。
篇3
【關鍵詞】“成就式”教學模式 成就感 電子類專業
筆者通過近幾年的調研與觀察發現,電子類專業學生對本專業“厭學”現象比較普遍,且有逐年遞增的趨勢。部分學生的專業知識學習過程是“被動”學習,學習態度也極不認真,沒有鉆研精神;部分學生雖然會“主動”學習,學習態度認真刻苦,但其對自己未來的專業職業前途感到迷茫且沒有自信。文章就產生這些心理狀態的原因進行了分析,提出了“成就式”教學模式,以期激發學生對專業學習的興趣及對專業知識的好奇心。以“數字電子鐘邏輯電路”為例
一、設計思路
數字電子鐘是一種日常生活中學生常接觸的一種電子產品,人們使用的比較頻繁,把數字電子鐘作為練習項目,容易調動學生的學習積極性。數字電子鐘利用數字電路來顯示時、分、秒的計時裝置,它具有顯示直觀、走時準確、無機械傳動裝置等優點,因而比傳統的機械鐘更實用,得到廣泛應用。
二、學情分析
(一)學生已經熟悉了數字電子鐘的電路組成圖以及具備了石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發生器的工作原理。
(二)學生熟練校時電路;清零裝置;六十進制的秒、分計數器及二十四進制的時計數器;以及秒、分、時的譯碼顯示部分等的應用與安裝。
三、教學目標
(一)知識目標
1.會用中小規模集成電路設計一臺能顯示時、分、秒的數字電子鐘。2.掌握秒、分為00――59 六十進制計數器,時為00――23 二十四進制計數器使3.掌握由晶體振蕩電路產生1Hz的標準脈沖信號使用方法。
(二)能力目標
培養學生動手能力,可手動校準。只要將開關置于校準位置,即可對分別對分、時進行手動脈沖輸入校準或連續脈沖校準調整。
四、項目教學過程
(一)第一階段:確定項目
確定項目的課題是該專業課程的關鍵知識模塊,并且能體現課程的重、難點。以完成該課程的教學任務及學生掌握一定的技能為目標。
1.主項目:數字電子鐘邏輯電路
2.子項目:(1)1Hz標準脈沖電路;(2)(單次脈沖,連續脈沖電路;(3)秒、分、時計數電路;(4)譯碼、顯示電路;(5)整點報時電路
(二)第二階段:項目的準備:
1.項目計劃準備:教師要公布教學計劃及項目任務,并負責輔導學生解惑答疑,有需要時要對任務進行示范;學生要根據自身特點選擇項目任務。2.實施計劃準備:教師負責人員分配,分成小組,每組6-7人,確定一名組長,并負責一個子項目的任務;學生的任務成員分工、任務分解、查閱資料、搜集數據、研究學習方法。3.知識技能準備:教師要與學生一起學習數字電路結構框圖設計方法,學生要積極配合。
(三)第三階段:項目的實施
1.振蕩電路的設計與制作;本振蕩器由集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器,1MHz的振蕩器經6次10分頻得到1Hz的標準脈沖,供時鐘計數器使用,學生自行完成電路連接,R為可調電阻,微調R1可以調出1MHz。
2.分頻電路的設計與制作:先對時鐘信號進行14級分級,選用CD4060,然后再進行二級分頻,二級分頻器可采用中規模集成電器74Ls390就得到1Hz的時鐘信號。有學生完成電路的連接。
參考文獻:
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作者簡介:
篇4
【論文關鍵詞】 電工電子 仿真 實驗室建設
【論文摘要】電工電子類實驗是職業中學電工電子類專業課程的重要組成部分,教學的質量高低在很大程度上取決于專業課演示實驗和學生分組實驗的實際開出率。由于電子技術的飛速發展,學校在實驗設備的配備上很難跟得上實驗教學的要求。在這種情況下,如何尋找實驗教學的突破口,直接影響了實驗教學任務能否順利完成。通過教學實踐和探索,發現利用虛擬仿真軟件可以很好地解決這個問題。
電工電子類實驗是職業中學電工電子類專業課程的重要組成部分,教學的質量高低在很大程度上取決于專業課演示實驗和學生分組實驗的實際開出率。本文以中等職業教育電工電子實驗在教學中的作用為基礎、結合目前中等職業教育電工電子類實驗課開出率的現狀和原因分析,以及仿真實驗在實驗教學中的優勢等方面,探討利用仿真軟件組建電工電子仿真實驗室的可行性和實用性。
一、實驗課對教學的重要性
教師的演示實驗對學生起著潛移默化的直接示范作用,為學生學習電子技術概念和規律提供了直觀的環境,通過指導學生觀察和分析實驗現象,使學生獲得直觀的感性認識,從而更好地理解和掌握電子概念和規律。成功的演示實驗可以引起學生濃厚的學習興趣,而學生的分組實驗是最具體的,需要學生開動腦筋,動手操作,比用其他方法更能有效地激發學生的學習興趣,更有利于學生觀察現象,并從中發現問題而獲取知識,更能加深學生對知識的理解和掌握。所以,加強實驗教學是學習電工電子技術,推行職業教育,掌握技能的重要措施。
二、實驗教學現狀及主要原因分析
現實中,總有很多實際情況影響教師演示實驗和學生分組實驗的開出率,從而直接影響了教學效果。究其原因主要還是因為學校已有實驗設備陳舊落后,或者數量跟不上學生規模的發展,使分組實驗難以組織和進行。學校經費不足,對損耗損壞的儀器設備無力及時補充。實驗設備管理有難度,儀器設備人為損壞或學生操作失誤損壞多。
三、中等職業教育電子類專業實驗課程簡介
1.電工基礎實驗:常用電工儀器儀表的使用 、晶體管簡易測量等。
2.數字電子技術實驗:基本邏輯門電路、組合邏輯電路等。
3.模擬電路實驗:電子儀器實驗、晶體管的簡易測試、整流、濾波和穩壓、單級交流放大器、穩壓電源制作等。
4.高頻電子技術實驗: 通頻帶展寬電路、LC振蕩器 、調幅與檢波系統 、非線性波形變換、調頻與鑒頻系統、FM 接收機組裝等。
5.電子設計自動化實驗:1位全加器輸入設計 、多路選擇器設計 、8位硬件加法器設計、7段數碼顯示譯碼器設計等。
6.C語言程序設計實驗:C語言程序的運行環境和運行、C語言程序 、數據類型、輸入與輸出、綜合程序設計等。
7.電子組裝工藝與設備實驗:波形合成法測頻率、信號發生器的使用、頻率特性測試儀的使用、元器件的識別與測量、檢測等。
8.單片機原理與接口技術實驗:清零程序 、MCS—51實驗系統的使用、數據傳送程序 、數據排序實驗等。
9.電子CAD實驗:PROTEL99軟件的安裝、基本操作、原理圖編輯入門、原理圖設計、元件庫編輯 、印制電路板的編輯、PCB元件庫編輯、電路仿真等。
四、仿真軟件功能簡介
根據上述電子類專業實驗課程內容選擇仿真軟件。
1.電子仿真軟件Multisim。它有十分豐富的電子元器件庫,可供用戶調用組建仿真電路進行實驗;它提供18種基本分析方法,可供用戶對電子電路進行各種性能分析;它還有多達17臺虛擬儀器儀表和一個實時測量探針,可以滿足一般電子電路的測試和實驗。較新的版本NI Multisim10軟件則不僅僅局限于電子電路的虛擬仿真,其在虛擬儀器、單片機仿真等技術方面都有更多的創新和提高。功能相當強大,能勝任各種電子電路的分析和仿真實驗。
2.Proteus的ISIS。是一款Labcenter出品的電路分析實物仿真系統,可仿真各種電路和IC,并支持單片機,元件庫齊全,使用方便,是不可多得的專業的單片機軟件仿真系統。該軟件的特點是可全部滿足單片機軟件仿真系統的標準,并在同類產品中具有明顯的優勢。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統的仿真、RS-232動態仿真、C調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統仿真的功能;有各種虛擬儀器,如示波器、邏輯分析儀、信號發生器等。該軟件功能極其強大,可滿足學校C語言程序設計實驗和單片機實驗教學仿真要求。
3.FX-TRN-BEG-C是三菱公司新推出的中文版PLC教學軟件,是一個能提供各種控制要求、仿真運行各種控制程序的教學平臺。它利用3D虛擬空間設計,模擬出各種真實場景,操作簡單、效果明顯。例如,交通信號燈控制、正反轉控制、分揀和分配線控制、舞臺裝置控制、升降機控制等等,每一個場景都惟妙惟肖。學生可以在任何一個場景中按照控制要求進行編程,繪出梯形圖,并對PLC進行仿真運行操作,觀察運行結果是否符合設計要求,完全能勝任中等職業教育PLC實驗教學要求。
五、仿真實驗在實驗教學中的優勢
1.彌補了實驗經費不足的缺陷
傳統電工電子類專業實驗需要有儀器設備和元器件的支持。有些實訓器材價格昂貴,如單片機實訓箱、PLC實訓裝置,有些實驗耗材大,有些實驗設備易損壞等等,都制約著學校實驗項目和數量的開出。在這種情況下,仿真電子實驗實訓很好地彌補了因實驗器材和經費不足造成的這種遺憾。而且,仿真實驗一般不用考慮儀器的更新換代,只需通過軟件的升級就能保證仿真設備的先進性。一些因需要價格昂貴或特殊設備而無法開展的實驗,也可以通過仿真輕易實現。 2.投入少,幾乎無損耗的實驗過程,維護成本低
傳統的電工電子實驗中,如果因為人為原因或者別的因素造成短路或電壓過高、儀器檔位選擇錯誤等,都很容易燒毀元器件,甚至燒毀貴重儀器。使用仿真技術可以從根本上避免實際儀器價錢高、易損壞、維護難的問題。甚至即使是人為地大幅度增大電源電壓、人為選擇錯誤量程,都不用擔心儀器會損壞,把對儀器設備的投入轉化成計算機軟硬件的投入,把儀器設備的維護轉變成對計算機軟硬件的維護,極大地減少了投入成本和維護成本。更不用擔心學生在實驗過程中會觸電造成人身安全事故。這些都是傳統電工電子類實驗不可能做到的。
3.豐富的測量儀器和元器件庫
除了常規實驗常用的萬用表、雙通道示波器、函數信號發生器、掃頻儀等,還有邏輯分析儀、邏輯轉換儀、失真分析儀、頻譜分析儀、網絡分析儀等??朔话銓W校儀器品種、數量不足的問題。元器件庫,包括基本元件、半導體器件、運算放大器、TTL和CMOS數字電路等,并且用戶可以通過元件仿真編輯器自行創建或修改所需元件模型,還可以進行元件模型的擴充和更新。更重要的是不再需要購買實際元件,極大地減低了實驗成本。
4.有利于學生開展探索性研究性實驗
傳統的電工電子實驗教學,由于實驗條件的局限性,實驗老師在課前會把本節課所需的儀器設備和元器件準備好,然后學生按照實驗的要求和步驟進行實驗,這樣的實驗,學生很少有自我發揮的機會,這也不符合目前以學生為主體的教育理念。在仿真實驗中,實驗成本下降了,儀器儀表和元器件的選擇范圍擴大了,更利于以學生為主體,開展一些設計研究性實驗和探索性實驗,更有利于培養學生的創新能力。
六、結論
隨著計算機技術的飛速發展,一般的電工電子實驗都可以通過計算機輔助分析和仿真技術來完成。計算機仿真在實驗教學中的應用,越來越體現出它相對于傳統電工電子實驗的優勢。通過教學實踐證明,用仿真軟件進行實驗教學是可行的,結合了目前計算機仿真最新技術組建而成的電子仿真實驗室,為電工電子專業教學創設了良好的平臺,能極大地激發學生的學習興趣,完全可滿足電工電子技術課程多層次實驗教學的需要,使學生的創新、創造能力得到全面的鍛煉和發揮,滿足現代仿真教學的需要。
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篇5
論文摘 要 :《電工基礎》是中等職業學校電子類專業基礎電學理論課程。學生學習時普遍感到抽象難懂,枯燥無味,教師感到難教,教學效果差?!峨娮蛹寄芘c訓練》則是電子類專業實訓操作較多,學生較為喜歡的課程。本文旨在對專業教學中,相關聯課程的有機結合教學提供參考。
我國職業教育課程是按照科學門類劃分各分支學科內容的,在課程設置上具有很強的學科性和系統性, 造成我國職業教育專業基礎理論在內容上的重復。在這方面,很多專業教師都有發現,實際教學中如何處理好這樣的矛盾呢?
一、《電工基礎》課難上的反思
學生因素:①知識基礎因素。就目前全國職業中專生源來看,就讀生的知識基礎普遍不夠扎實,偏科現象較為突出。初中物理電學知識不過關的學生占有較大比重,其中女生更為突出。②學習習慣養成因素。沒有良好的學習習慣,不會合理安排學習時間,學習意志力差。③學習興趣因素。部分學生由于初中成績差,教師沒有給予足夠的關注,因此,對學習本身不感興趣。
教師因素:①業務能力因素。教師對教材把握能力有差別,尤其是青年教師,對《電工基礎》教學大綱沒有進行認真徹底的學習、研究,對《電工基礎》各章節在教學中的處理不能很好地把握一個度,造成知識講授得過深過難。這樣必然會造成教學的盲目性,缺乏針對性。②教學方法因素?!耙越處熤v授為重心”的教學方法仍然存在于現實教學中,這種單一教學方法不利于學生學習熱情的激發,加上學生知識基礎差,使原本直觀、具體的問題變得抽象,難于理解。③其他因素。目前,職業學校的學制多數為三加一或二加一,甚至是一加一(前者是學生在校學習年數,后者為見習、實習年數),學生的在校學習時間大大縮短,這也使各專業課程要壓縮授課時間,《電工基礎》自然也不例外。
二、如何才能提高學生對《電工基礎》的學習興趣,并結合《電子技能與訓練》把理論知識有效地運用到技能的訓練中
1.努力鉆研本專業關聯課程知識,開拓視野
專業課教師要加強學習,不斷地更新自己的知識結構,拓寬知識面,豐富自身的專業知識。教師更要注重相關聯專業課程的學習,專業教師對所教課程理解得越透徹、越深刻、越全面,擁有相關、相近的專業知識越多,知識的講解就越簡潔、越精彩、越輕松。
2.吃透教學大綱,協調制訂教學計劃
要認真學綱?!峨姽せA》課程的授課內容,要側重基礎性、實用性、實踐性。相關課程任教老師要互相了解對方的教學進度及教學內容,根據實際的需要進行調整,兩者有機結合。
3.創新教學方法,理論與實踐緊密結合
職校生最大的特點是文化基礎差,分析問題和解決問題的能力較差,而定性的理解能力和模仿能力較強。《電工基礎》純理論只會增加他們的痛苦和厭學情緒。因此,教師基礎理論教學中要善于采用重復、停頓以及抑揚頓挫等多種方式的講解,努力使學生在聽的過程中產生到實踐中去嘗試應用的強烈愿望。從這個角度來看,在教學過程中應多講解定性的內容,多讓學生了解和掌握元器件、電路的基本性質和使用特點,少做定量的分析計算。
4.尊重個性差異,努力實踐“因材施教”
教學中充分尊重學生個性,尊重學生差異,因材施教。盡可能做到使每一位同學的積極性和潛能都發揮到極致,讓每一位學生都能愉快地學習,主動地探索。
5.重視理論與實訓操作相結合,做到評價方法多元化
更新傳統評價標準。專業教師在平時教學中應多方面、有針對性地對學生進行能力訓練,而在進行考評時則要把學生的學習態度、進取精神、課堂協作、實訓實操能力、自主探索能力等列入評價標準之中,做到評價方法多元化。
專業相關聯課程若能做到有機結合,特別是理論課程與實踐課程的有效結合,既能提高學生學習興趣和學習效率,也將提高教育教學過程的實效性,值得我們去做更多更加深入的探究。
參考文獻:
周南星.電工基礎[M].北京:中國電力出版社,2006(9).
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論文關鍵詞:EDA,實驗系統,模塊
1 引言
隨著電子技術的發展及電子系統設計周期縮短的要求,EDA技術得到迅猛發展。
EDA是ElectronicDesign Automation(電子設計自動化)的縮寫。EDA技術,就是以大規模可編程邏輯器件為設計載體,以硬件描述語言為系統邏輯描述的主要表達方式,以計算機、大規模可編程邏輯器件的開發軟件及實驗開發系統為設計開發工具,通過使用有關的開發軟件,自動完成電子系統設計的邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優化、邏輯布局布線、邏輯仿真,直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作,最終形成集成電子系統或專用集成芯片的一門新技術[1]。
目前,幾乎所有高校的電類專業都開設了EDA課程,為加強教學效果,通常都使用專門的EDA實驗箱來輔助教學,但是實驗箱采用了一體化結構,所有的電路和器件都在一塊電路板上,在功能上難以根據需要進行擴展,不利于學生的創新設計,復雜系統難以實現;實驗箱體積較大,不便攜帶;EDA 實驗箱、單片機實驗箱、DSP實驗箱、ARM實驗箱中很多功能模塊的硬件電路是相同的,但不同實驗箱上相同模塊不能共享,存在資源浪費。由于實驗箱的上述缺點,很多高校都紛紛開始設計開發自己的實驗系統模塊,提高實驗箱的利用率,提高學生的工程創新能力[2][3]。
2 EDA實驗系統開發的特點
EDA實驗系統的開發具有以下特點:
(1)實驗內容由單一性向綜合性發展
早期開發的EDA實驗系統主要是學生用來學習EDA課程、下載程序、進行仿真的工具;使用實驗系統是老師用來培養學生設計數字電路的能力、幫助學生學習和掌握開發語言的手段。因此EDA實驗系統僅在電子類專業的EDA課程中使用,系統所提供的實驗內容僅限于簡單的數字電路設計,包括計數器、編碼譯碼器的設計、數碼管的顯示等。隨著EDA技術的發展,電信、通信等專業紛紛引入EDA實驗系統,在“通信原理”等課程的實驗教學中被廣泛應用于實踐[4],實驗內容也從單一的基本數字電路的設計發展到集EDA技術實驗、單片機實驗、DSP實驗等為一體的綜合性的實驗平臺[5]。因此,EDA實驗平臺逐漸面向電子信息類相關專業的學生進行課程的學習,課外競技活動,電子類設計比賽,并逐漸用于教師進行科研。
(2)系統結構從一體化向模塊化發展
早起開發的EDA實驗系統在結構上采用一體化的實驗箱設計,所有的電路和器件都在一塊電路板上[6]。這樣,系統的使用雖然可以幫助學生掌握軟件的應用,但也使學生對硬件電路不了解;另外,系統在功能上難以根據需要進行擴展,不利于學生進行創新設計,復雜的系統則難以實現。因此在后來的EDA實驗系統的開發上,大都都采用了模塊化的結構[7][8],即FPGA、單片機等做在一塊核心板上,其IO口以插針形式引出,以方便和外圍電路的連接;外圍電路則以模塊的形式單獨做在不同的電路板上,比如數碼管顯示模塊、按鍵模塊、LED顯示模塊等;根據不同的實驗摘要的模塊搭建自己設計的電路,從而提高學習興趣,增強實驗教學的效果;此外,模塊化的設計還方便老師對學生設計的重復實現,有利于教學水平的提高雜志鋪。
(3)核心芯片由單一化向豐富化發展
早期開發的EDA實驗系統由于僅用于EDA課程的學習,其核心芯片大都為Altera公司的FPGA等可編程邏輯器件,開發語言環境主要為界面友好、操作簡便的Maxplus Ⅱ和Quartus Ⅱ。隨著EDA技術向不同學科不同專業的滲透,核心芯片逐漸發展為FPGA、單片機和DSP器件的綜合使用,開發語言也逐漸開始使用C語言或匯編語言等。這樣,實驗系統能提供的實驗內容和規模均有所增加,除了基本的數字電路設計實驗模塊以外,還可以增設調制解調模塊、幀同步模塊、信號波形產生模塊等,擴大了實驗系統的使用率,使實驗設備向大型化、先進化發展。
(4)使學生的學習由被動向主動發展
電子技術的發展日新月異,早期的實驗平臺由于其電路設計的封閉性,實驗內容只停留在驗證實驗上,很難加入自己設計的外圍電路。而模塊化數字電路開放實驗平臺由于其接口電路的開放性,有能力的學生可以自行設計外圍電路達到提高的目的,對于成功的設計還可以加到以后的實驗教學中,成為具有自主知識產權的模塊。
另外,由于整合了單片機、DSP等芯片的功能模塊,實驗內容得到很大擴展,學生在實驗過程中可以拓寬知識面,主動去學習了解實驗所需要的知識,學習的主動性得到很大的提高,并且,由于實驗由簡單的驗證實驗向綜合的大型設計過渡,學生在實驗過程中更容易理解數字電路設計中硬件的概念以及工程的概念。
學生在設計實驗時,可能會用到一些實驗系統沒有開發出的模塊,這時,學生需要自己設計該電路模塊的電路圖以及制作PCB板,直至實際制作出該功能模塊。這樣,學生除了掌握編程、還需要去學習怎樣設計并制作電路板、學習該模塊與核心板的接口電路設計等相關知識,因此,在實驗過程中,學生的積極性和主動性得到提高。同時,由于實驗的規模逐漸增加,同學之間需要團結合作才能共同完成一個實驗,因此也鍛煉了同學之間的團結合作精神。
3 結論
一個好的EDA實驗平臺,能培養學生開拓創新精神和團結協作精神、很強的實踐操作能力、工程設計能力、綜合應用能力、科學研究能力以及獨立分析問題和解決問題的能力。我國高校現階段所研制開發的EDA綜合實驗平臺,能有效整合和優化多個電子類實驗課程的功能,為單片機和 EDA技術等課程提供了綜合實驗平臺,為高校培養創新性人才提供良好的實驗條件和氛圍。隨著電子技術的發展以及EDA技術的不斷深入發展,EDA實驗平臺的開發也將會日益完善:大規模可編程器件將被使用;實驗系統將向體積小、功耗小的便攜式嵌入式系統發展。
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篇7
【關鍵詞】校企協同;大類招生;創新能力;實踐教學
Research on the Innovation and Practical Ability of Undergraduate Based on the College Enterprise Cooperation Model
YUE Xue-jun ZHANG Hui LING Kang-jie LI Hai LI Ling-yan CAI Kun GAN Hai-ming
(College of Engineering,South China Agricultural University,Guangzhou Guangdong 510642,China)
【Abstract】With the rapid development in universities, it has brought some problems including students majored in electrical engineering have low participation in teaching,the content of teaching far away from the practical needing,and paying more attention to theoretical test rather than practice.After establishing the construction of school-enterprise cooperation platform and specializing management of the staff in the training base,the School of Electronic Engineering of South China Agricultural University has built up a multiple win-win mechanism.Based on student interest and the actual needs,and graduate design meeting industry practice,we have cultivating the compound talents.The practice results show that these training plan has improved the innovation ability of undergraduate and enhance its employability.
【Key words】School enterprise cooperation;Classified recruiting;Innovative ability;Practical teaching
采用校企協同模式是我國高等教育改革和發展的重要途徑之一,是培養新時代技能應用創新型人才的根本之路[1]。因此,樹立科學的質量觀,注重教育內涵特色發展,以服務為宗旨,以就業為導向,不斷深化教育教學改革,不斷培養高素質創新型人才,充分調動行業企業參與學校人才培養模式,構建和實施工學結合、頂崗實習、畢業選題與企業實際相結合的校企協同培養模式,不斷適應日益嚴峻的就業競爭態勢需要,進一步推動校企深度合作發展[2]。
1 當前創新人才培養模式上存在主要問題
近年來,隨著我國高等教育事業的不斷發展,各高校在電子類學生能力的培養建設方面都進行了卓有成效的改革嘗試,但伴隨教育規模的迅速擴大,教育數量與質量的矛盾日益凸顯,在課程教學過程中存在著一些嚴重制約學生職業能力提升的問題。而電子工程類專業的核心課程實踐操作性都非常強,課程實踐效果直接影響學生的專業技能。目前課程教學中存在的主要問題如下:
1.1 教學過程學生的參與性差
很多學校的課程教學模式,仍以教師為中心,偏重于講授為主;而作為與職業技能培養相關的課程的如果僅僅是用教師填鴨式的理論教學,學生參與少,終究是紙上談兵,無法培養學生的實踐能力和職業技能,更談不上培養適應經濟社會需要的電子類技術技能人才,同時還會使學生失去學習的激情。
1.2 課程內容脫離實際崗位需求
目前許多高校課程教學中仍沿用傳統的教學理論體系,實踐采用仿真教學,教學內容無法與時俱進,導致實際工作崗位需要研發設計能力、操控和維護先進設備的能力、質量控制和檢測的能力、現場管理的能力、對前沿技術的追蹤能力以及團隊合作能力沒能得到鍛煉,學生畢業后無法迅速進入崗位角色,教學內容與實際工作需求黏合度不夠。
1.3 考核重視理論,實踐形同虛設
一直以來我國教育習慣用試卷來檢驗學生對知識的掌握程度,作為實踐性強的電子類核心課程也沒擺脫這種考核模式。這種“重理論輕實踐,重知識輕應用”的誤導,致使學生缺乏對問題的分析和解決能力,對具體項目的操作能力更是欠缺。動手能力、實踐能力、實際操作能力成為電子工程專業大類學生的核心競爭能力,起著相當大的作用。
這些單一的培養模式,管理模式,評價手段限制了學生個性的發展,已不適“以人為本”的教育理念。創新環境的缺乏,激勵機制的不健全,影響和制約了創新型人才的培養[3]。
2 校企協同模式探究
協同理論由德國物理學家哈肯于20世紀70年代創立,強調復雜系統內各子系統之間的互動產生超出各要素單獨作用的效果,從而形成整個系統的聯合行為,達到“1+1>2”的效果[4]。
協同創新通過具有不同特征和利益訴求的主體之間良性互動,產生系統疊加的非線性效用,實現了主體間優勢互補,進而創造出新的價值。作為一種“共贏”的姿態,它是在創新理論和協同理論基礎上升華的一項更為復雜的創新組織方式。
高??煞譃閮蓚€層次:一是,高校主體內部知識共享層級;二是,高校與其他主體的產學研協同創新。基于協同創新理念構建校企合作的平臺與模式,即校企協同創新是高校協同創新的核心和重點。校企合作是高校和企業利用不同的教育環境、教育方法和教育理念,培養符合行業需求的高素質人才的特殊教育模式。協同創新,協同是手段,創新是目的。高校和企業,作為社會組織的兩大主體,校企合作一方面能夠促進經濟要素優化配置,另一方面能夠滿足合作雙方最關切的利益訴求[5]。
在良好的校企合作中,高等院??梢燥@著提高科技成果的轉化率,為企業獲得穩定資金支持,培養高素質、實用創新型大學生人才。根據企業和社會實際需求,及時推進學科建設,走在時代前沿,大大提高大學生的就業率。企業在校企協同中,借助高校的科研力量,實現創新資源共享和優化配置,縮短研發周期,降低研發成本及風險,獲得高素質優秀人才,提高社會聲望等[6]。高校在企業支持下,獲得資金和資源的支持,人才充分得到實踐。
在大類招生的背景下,校企協同模式具有更多的內涵和實際價值,主要包括戰略性、動態性、利益多元化等特性[7]。
3 搭建校企協同平臺,多途徑增強本科生創新實踐能力
3.1 搭建校企聯合創新平臺
研究設立校企合作機構,健全試運行機制,搭建校企合作平臺(校企共建技術中心,產業園及學生工作室等),以營造校企合作環境,建立“高校――企業”共同體。以企業生產需要為主導,學生參與研發輔助工作,通過與廣州創龍電子科技有限公司、廣州維德科技有限公司、廣州廣嵌電子科技有限公司及旗下的粵嵌教育集團協同培養電子工程大類的專業學生,在校企聯合創新平臺對電子工程類學生培養體制改革的研究和試點實踐。學生可利用該平臺的設備和資源,在導師的指導和企業生產需要條件下,深入開展形式多樣的科學研究和創新發明。一方面既可以增強本科生理論聯系實際的能力,提高創新能力,增強學校學院的研究水平。另一方面,部分科研成果可直接轉化為生產技術,提高企業生產效率,達到“共贏”格局。
3.2 建立和健全本科生培養試行機制
華南農業大學電子工程學院在校企合作過程中結合學生課程進度,研究具有戰略合作高度的管理計劃,對校企合作地位明確定位,通過建立和健全本科生培養試行機制,切實推進校企合作教育。
1)建立安全管理制度。對于學生的人身安全,由院校針對實現全事故制定相應的應急預案,降低實習安全管理風險。對于企業內部技術問題,校企簽訂合作協議,對企業技術、生產工藝、管理等方面進行嚴格保密和限制。校企共建技術中心、實訓基地、產業園等場所由專人專職管理,責任分工明確,流程規范,最大限度減少事故發生。
2)明確雙方合作定位和切入點,建立校企聯合培養機制。對于培養內容,項目規劃要合理分配資源,避免教學培養過程色不明、職責混淆不清的問題。建設校企協作平臺形成一種常態化、規范健全的長效運行機制,對于合作項目,要建立有效評價體系和經費保障機制。定時定量評價合作效果,及時反饋,同時與生產進程對接,做到有問題及時發現,有價值成果及時應用。
3)完善清晰的校企合作產權制度,建立研究成果分享和分配機制。對于創新成果,要及時申請專利,撰寫論文,申報成果鑒定,切實保護創新成果,保護創新主體的利益,激勵進一步深入研究,對于企業使用創新成果,要分清權責,可以采用股份合作制,技術入股等形式開展研究成果共享。明確分配方案,促進企業積極開展新技術、新工藝的商業轉化與社會推廣,切實保障校企合作的基礎。
4)構建可操作的與政府合作保障機制,積極謀求多方面合作與交流。政府作為校企合作的權威指導者和專門監督機構,對推行校企協同合作,考核合作效能具有重要價值。依據政府構建的校企合作方面的法律法規,激勵約束機制上,制定相應可操作的實施辦法。在政府搭建的校企合作平臺上,尋找合作伙伴,多方面加強與外界交流,多角度深入企業的生產需要,緊跟政府的指導,謀求“高校――政府――企業”三維合作空間[8]。
5)建立與就業為導向的實習制度。學院學校要深入考察企業需要,緊跟時展要求,及時將生產一線的技術革新,更新到實習教學內容中來。整合企業和學院優勢,依托企業先進的生產設備和工藝流程,應針對學生學習與實踐的特點,建立以就業為目的的實習實訓機制,理論聯系實際,更好指導實踐創新[9]。
4 建立以畢業論文為導向的校企合作模式
本科生畢業設計是大學生培養計劃中至關重要的一環,是保證學生實踐能力和鍛煉創新能力的重要環節。該環節可以通過綜合運用專業理論知識,讓學生掌握專業設計工作的流程和方法,培養學生的動手能力、創新能力和實踐能力。根據電子專業設置的課程體系及教師研究方向情況,結合企業實際需求,建立學生畢業選題與企業行業相結合制度,體現教學模式過程的實踐性與開放性??梢匝埿F蠛献鲉挝慌c電子專業教師共同商討并確定學生畢業設計的內容、形式以及開展辦法。為了驗證研究的畢業設計方案效果,與校企合作單位商討選派一定數量的大四學生到企業進行畢業設計[10],利用企業的一些實際項目作為學生的畢業論文設計課題,讓本科制導師、企業技術人員、本科生共同解決企業產生、技術、管理上的難題,使得教師的科研得到實踐情景支撐,進一步提高下一屆的本科生畢業水平,實現了人才培養的持續發展。
5 結語
創新對于一個國家、一個民族來說,具有重要價值和意義,科技是立國之本,創新是強國之路。在當今瞬息萬變的國際競爭環境中,校企協同創新面有著極大的復雜性、不確定性和緊迫性[11]。基于校企協同作用的本科人才培養模式提高了本科生的創新實踐能力,增強了本科生的就業競爭力。
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篇8
《通信原理》課程知識范圍廣泛,涵蓋大量的通信技術概念及原理,每節課授課內容信息量較大。采用傳統的課堂板書形式教學,不僅需要大量的時間書寫文字及公式推導,還需要繪制圖表及框圖以幫助學生理解記憶,這無疑消耗了有限的課堂授課時間,影響教學效率。為此,課堂授課環節可以采用多媒體輔助教學,在課前可以參考課程教材輔助所自帶的多媒體參考課件,同時結合自身授課內容及進度精心準備并制作該課程的多媒體教學課件。在多媒體課件中對授課內容進行提煉,取其精華,去其冗余。特別針對一些繁雜的概念性的解析,課件中主要顯示其必要的提綱性文字,再結合口述、舉例等方法予以解析;此外,針對理論公式的詳細推導、系統框圖等,也可以減少中間推導的冗余過程,而在重要的推導環節增加必要和詳細的說明,以幫助學生的深入理解。運用多媒體課件教學的過程中,一方面不僅可以大大節約文字書寫及圖表繪制的時間,極大的提升課程的教學效率,且可以選擇性的增補教學大綱外的必要的教學信息,幫助學生學習的過程中將知識活學活用,舉一反三。另一方面,在多媒體教學過程中,部分抽象性的文字敘述可以輔以教學錄像、網絡圖片或flas等,使其內容形象化、具體化、生動化。多元化的多媒體課件教學演示過程不僅可以動靜快慢結合、圖文聲像并茂,且可以使復雜抽象的概念原理簡單化和形象化,既提高了學生對通信系統基本原理的感性認識,又起到了活躍課程氣氛的效果,從而有效的激發學生對《通信原理》課程專業知識的學習興趣。
2.中英文結合雙語教學,使學生熟練掌握專業英語,與國際化接軌
自上世紀90年代,我國高等學校通信類專業已引入了包括Wiley、WorldScience等出版社國外系列經典教材,包括A.Goldsmith等編著的《WirelessCommunication》、J.G.Proakis等編著的《PrincipleofCommunicationSystems》等。上述教材已先后為國內多所985重點大學通信、電子類的本科生教學所采用并日益普及。另一方面,隨著我國通信事業的長足進步。目前,我國的電信科學研究院、中國移動通信研究院等科研院所與華為、中興等國內通信設備提供商在通信行業的標準化協議制定、基站關鍵技術解決方案及終端服務等領域已逐步取代了索尼-愛立信、諾基亞-西門子等傳統科技巨頭,其關鍵技術的科技含量無論在亞洲抑或歐美市場都極具競爭力。與國際接軌,意味著無論在民企、私企、國企或是外資企業,通信業務相關的關鍵核心技術標準化協議及基本原理、樣機使用、維護等說明均采取英文版本??梢哉f,沒有良好的專業英文功底,甚至將很難適應于學生日后畢業進入企業所面對的技術工作需求。為了幫助學生在學習專業基礎知識的同時,盡快的適應、學習并掌握通信行業的英文資料學習、查閱等需求,在課程的授課環節中,采取了中英文結合的雙語教學模式。為了能讓學生逐步適應雙語教學的進度,在課程實踐中,采用循序漸進的方式。首先,在課程的教學及課件制作過程中,適量引入一些知識、概念的專業英文名稱及系統流程概念的中英文對照,例如,正交頻分服用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplex,OFDM)、多輸入多輸出(Multi-InputMulti-Output,MIMO),大規模天線(LargeScaleAntenna)[2]等技術概念的中英文解析,并鼓勵學生在課后通過互聯網或電子圖書館等方式進一步查閱相關技術的特點及擴展知識。在熟悉相關技術專業名詞及概念后,在逐步過渡到全英文多媒體課件教學,使學生在學習理論知識的同時,提升相應的專業英文技能。從期末學生的反饋意見及教學實踐過程來看,大多數學生在中英文雙語授課的模式中,不僅學習到了通信系統的基本理論知識,同時也能較好的掌握相關的專業英語。
3.新技術專題報告,填補教科書空白,使學生了解國內外通信技術的前沿動態
無線通信領域的新技術新原理發展迅速,每年在IEEE數據庫中針對無線通信領域的理論創新科技論文多達數以萬計。針對通信領域技術標準化協議的日新月異,《通信原理》本科教材的知識內容略顯陳舊,例如,即便國內不少高校均使用的新版教材《通信原理》(國防工業出版社,第六版)中,仍未涉及到當前國內外業已廣泛商用化的第四代無線通信系統的理論框架及原理。為了填補教科書新知識新技術的空白,同時激發學生對當前通信領域最新前沿技術動態的了解與掌握,在課程教學過程中,采取專題技術報告的形式,結合授課教師的科研領域,為學生詳細講解相關的新技術、新知識,激發學生對當前通信行業尖端高新技術的求知欲。例如,筆者在該課程授課過程中,針對新一代無線通信網絡的協議與構建等領域,邀請了中山大學—思科中國(Cisco)網絡工程研究院高級工程師為學生舉辦了一次專題知識講座,講座的內容圍繞新一代無線通信網絡,包括自組織網絡、傳感器網絡、認知無線電網絡等技術原理,并結合實際工程應用為學生做了多角度的講解。講座結束前,專家與學生分享了上述通信網絡技術熱點問題及相應的文獻查閱方法,幫助有興趣繼續深造的學生進一步深入學習相關知識內容。通過反饋,大多數學生在專題講座后加深了對通信行業前沿技術的了解,并明確了自己未來的努力方向,這一教學形式深受學生廣泛好評。
4.結語
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武漢大學動力與機械學院副教授周圣軍認為,科研技術成果應轉化為產能,企業創造利潤再促進技術創新,通過市場、產品、技術傳統供應鏈的突破與整合,這樣才能形成產業良性循環,電子行業才能永葆生命力,人類后現代文明才能長遠發展。
一門心思學電子
改革開放以后,國內計劃經濟體制逐漸被打破,市場開始活躍起來。中國各行各業猶如蓄勢待發的艦船,瞄準時機,轟轟然開啟了“破冰之旅”。在這種發展際遇下,國內外高新電子科技企業間融合的腳步一步步加快。同時,市場對一系列電子產品的旺盛需求,也催生了電子產業的迅猛發展。
電子信息類專業也隨著市場白熱化發展程度“人氣”一路高漲。本身對電子產品非常感興趣的周圣軍高中畢業后即選擇了武漢理工大學電子科學與技術系?!爱敃r信息電子類專業比較熱門,而且高中時我就對晶體管器件結構、太陽能電池工作原理就有強烈的好奇心,而且微電子技術是現代信息技術的核心”。
2005年本科畢業后,周圣軍師從郭順生教授,開始了碩士階段的學習與研究工作。也是在這一階段,他接觸到LED,進入到半導體照明領域。隨后在一次半導體照明產業研討會上與劉勝教授的見面,讓周圣軍決定在這位教授的指導下攻讀博士學位。在上海交通大學攻讀博士學位期間,周圣軍從事大功率LED芯片的設計與制造技術的研發工作。獲得博士學位之后,周圣軍在上海交通大學丁漢教授的指導下從事博士后研究工作。在第三代半導體材料與半導體照明研究領域,周圣軍在Applied Surface Science、Applied Optics、Applied Physics A、Optics Express、Optics & Laser Technology、Physica Status Solidi和Science in China等國際權威期刊以及ICNS、ECTC和ICEPT等國際學術會議上發表了SCI檢索論文15篇、EI檢索論文24篇,上述論文受到中國、美國、德國、法國、瑞典、日本、韓國、印度等國內外研究機構和三安光電、東芝(Toshiba)等著名企業研究人員的關注和引用。
到2014年,已在國內完成博士后研究工作的周圣軍,在劉勝教授的推薦下,來到美國密歇根大學安娜堡分校,學校濃厚的學術氛圍及安靜的校園環境,讓他潛心研究利用納米壓印技術提高GaN基藍光LED和AlGaN基深紫外LED芯片的出光效率。1年之后,他回到了湖北武漢,成為武漢大學動力與機械學院的一名教師。
回顧十余年的微電子工程研究,周圣軍坦言,“在慢慢接近心中的電子世界”。在癡迷中選擇,在熱愛中成長,在堅持中發展――這樣形容他,毫不為過。
兩次走出“象牙塔”
作為莘莘學子中的一員,周圣軍原本也可以像其他人一樣埋頭實驗室,在安靜無擾的“象牙塔”中度過幾年的學習時光。但機遇垂青,讓他看到了更精彩的世界。
研二時,憑借優異的學習成績與較高的科研天分,周圣軍加入佛山國星光電科技股份有限公司開展校企聯合項目,與該公司副董事長余彬海博士一起從事LED封裝測試設備的研發和產業化工作?!皩嶒炇遗驳搅似髽I,能夠嗅到整個市場上的風吹草動”,既充滿挑戰的興奮,又持有害怕失敗的緊張。
周圣軍深知,自己的“武器”就是實驗室中的各項設備,每天都在高度緊張的狀態下與各種精密儀器打交道。功夫不負有心人,經過將近兩年的探索,周圣軍提出采用曲線擬合法和查表法快速、高精度的計算LED芯片發光波長的新方法,使LED發光波長的計算精度達到0.1nm,基于此成果研制的表面貼裝LED在線測試分選設備被成功應用于國內外眾多LED封裝公司的產線,創造了良好的經濟效益?!翱吹阶约貉邪l出來的技術應用于企業的生產線,轉化成了一個個可以摸得著、看得見的產品”,周圣軍當時激動不已。
在此期間,在LED光學、電學和色度學參數的測試方法上,周圣軍均取得了突破性研究進展,部分學術成果在美國物理學會旗下的國際儀器儀表領域權威期刊Review of Scientific Instruments上發表,吸引了國內外同行廣泛關注。由于周圣軍的研究成果在LED光學、電學和色度學參數的測試理論上取得了突破性進展,并且取得了良好的經濟效益,他的碩士學位論文獲得了湖北省優秀碩士學位論文。
隨著學習及科研的持續深入,周圣軍在大功率GaN基藍光LED芯片設計與制造技術方面的造詣更上一層。2011年,他受邀擔任廣東量晶光電科技有限公司研發主管,負責該公司大功率GaN基藍光LED芯片的研發和產業化工作。這是他第二次“牽手”高科技企業,迎接市場的挑戰,同樣取得了令人矚目的成績。
在大功率LED芯片的核心技術方面,經過近3年的持續性攻關,周圣軍帶領的研發團隊研發的大功率藍光LED芯片的發光效率達到160 lm/W,168H加速壽命實驗條件下(85℃/85%RH),大功率LED芯片的光衰小于2%,并實現了產品的批量生產。
與在校園實驗室單純做研究相比,周圣軍認為這兩段經歷讓他明白了,“技術必須為人類造福,只有合作才能共贏”。
“合作才能共贏”
一人難挑千斤擔,眾人能移萬座山。10余年學習科研經驗,尤其是近5年的從業經歷,讓周圣軍對“團隊合作”有著強烈的感觸。
在廣東量晶光電科技有限公司擔任研發主管期間,周圣軍帶領來自美國、英國、德國、新加坡以及中國大陸和臺灣地區的博碩士研發團隊對大功率LED芯片的核心技術進行攻關,讓他在真實的市場產業化面前,強烈地感受到“合作”的力量?!捌髽I把不同背景的研發人員聚集起來,建立統一平臺,為了一個共同的目標而奮斗”。最終,他們攻克了難關,研發出了大功率LED芯片的核心技術。
周圣軍認為,在攻克某個關鍵技術時要講求團隊合作,同樣在新時展態勢下,市場、企業、科研人員更要聯合起來,才能多方共贏?!凹夹g創新不是閉門造車,要擁有國際視野,尋找未解決的核心技術,然后一起攻克它”,誠然,以市場為導向,以企業資本為驅動力,才能支撐科研人員的研究腳步,從而加快產業化進程的步伐。
“企業盈利,才有能力擴展研發隊伍,研發出來的技術再促進企業發展”,就這是周圣軍眼中的“良性循環?!?/p>
身處企業,技術要與市場接軌。人在校園,人才要與企業接軌。2015年,回歸武漢大學不久的周圣軍,開始著手組建科研團隊。在這個“良性循環”系統中,他要做好的是“人才培養”環節?!叭瞬攀强萍及l展的根基,以國家、市場需求為導向進行人才培養是極其重要的”,他認為“理論基礎扎實,實踐經驗豐富的人才是時代所需”。
篇10
【關鍵詞】數字電路課程;實踐平臺;工程設計;實驗
1概述
在教學過程中,具備數字系統設計實踐工程能力,涉及相關數字系統課程體系教學與實踐,在各高校的電氣、電子信息類專業中,數字電路是一門專業基礎課程,隨著數字技術應用領域的不斷擴大,在后續專業課程中,顯而易見,隨著電子產品數字化部分比重增大,它在數字系統設計中基礎性地位越來越突出。
因此,培養適合現代電氣、電子、信息技術發展的卓越人才,創新數字電路的課程幾次理論與工程實踐教學迫在眉睫。
根據我校近幾年電氣、電子課堂教學的實踐情況,數字電路課程應該以面向應用的數字電路設計為核心,在熟練掌握基本電路教學內容的基礎上引入先進的數字系統設計方法的課程教學和實踐內容。
工程實踐過程中,逐步從自底向上的設計方法逐步轉變到自頂向下的設計方法中來,以教師科研應用來拓展,以全面培養優秀數字設計卓越技術人才[1]。
2探索構建數字電路教學中的多層次的創新實踐平臺
2.1多層次的數字電路創新實驗平臺構思。
面向卓越人才培養的數字電路課程創新實踐教學,可以分層次進行在各個教學階段逐步推進,包括:面向基礎的數字設計的基本原理與工程創新實驗教學模塊、面向應用的數字電路課程設計教學和結合科研項目的創新實踐平臺[2][6]。
多層次的數字電路創新實驗平臺架構如圖1所示。
2.2數字設計的基礎原理與實驗教學。
數字電路基礎原理和實驗教學是數字系統設計的課程體系的基礎入門階段,是培養數字邏輯代數與邏輯電路的重要過程,大類可分為時序邏輯電路和組合邏輯電路,其中時序邏輯電路主要包括:鎖存器、觸發器和計數器,組合邏輯電路包括,編譯碼器、多路復用器、比較器、加(減)法器、數值比較器和算術邏輯單元等。教學的目的是訓練學生掌握組合和時序邏輯電路堅實理論基礎,使學生掌握數字電路的基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實驗技能,不但要注重基本數字電路與系統設計理論的理解,同時讓學生在學習中逐步了解面向應用和現代科技進步數字電路新的設計理念[2][3]。
2.3面向應用的數字電路課程設計實踐教學。
隨著電子設計自動化技術(EDA)和可編程器件(CPLD)的不斷發展和應用,以EDA技術為主導的數字系統理念已經成為企業工程技術的核心。數字電路課程設計主要培養學生利用中小規模數字集成電路器件和大規??删幊唐骷M行數字電路設計和開發能力。在卓越工程師培養背景下,結合前階段數字電路課程理論教學和實驗教學的實際情況及EDA技術的發展狀況,適時進行數字電路課程設計和EDA技術課程的綜合銜接,以及課程深度融合[4]。主要內容包括:
2.3.1基于Multisim等相關軟件的數字系統仿真實驗??梢詷嫿ㄌ摂M數字實驗系統,不但較好地模擬實物外觀外,還可以利用系統提供的實驗平臺開展實驗的設計、仿真,進行實驗內容的邏輯驗證。
2.3.2基于通用和專用數字芯片的數字系統設計。其主要特點是有很好的直觀性和具體性。
2.3.3基于硬件描述語言(HDL)的數學系統硬件描述。采用硬件描述語言實現數字邏輯設計,基于EDA環境仿真和驗證??梢越Y合上述(1)和(2)的優點,采用硬件設計軟件化技術應用于數字電路課程設計的實驗教學中,通過綜合性實驗的自行設計和實驗,對實驗內容、實驗規模、實驗方法進行了綜合創新設計[5]。
2.4結合科研項目的數字設計實驗創新平臺。
在高等院校,教師即承擔教學任務,同時有各自的科學研究方向,同學們可以根據自己的研究興趣,加入教師的科研團隊,形成教學與科研互利的良性循環。面向卓越工程師培養的數字系統設計,可以借助橫向或縱向科研項目形成綜合教學體系。比如:搭建在線可編程門陣列(FPGA)創新實驗平臺,形成數字電路、電路線路課程設計、可編程邏輯器件以及集成芯片系統設計,形成面向數字系統設計的課程體系[3]。同時,應用高校與知名企業建立的校企合作平臺,把企業界的研究信息和研發需求引入到教學平臺,開拓了學生的研究思路和視野,提升了學生設計復雜數字系統的能力;目前,我校正在與國際知名的半導體公司Xilinx、Altera和Cypress陸續建立卓越人才大學培養計劃,利用大學設置小學期,在FPGA和PSoC開發平臺上進行了面向實際應用的數字系統設計,在實踐平臺上不僅有學校的任課教師,還有知名企業派來的一線工程師指導同學們的實踐,相比改革前,取得很好的實踐效果,同學們的數字系統設計水平得到了提高,同時在編程、接口、通信協議等方面也有了深刻的認識。
對于優秀的學生,借助全國各種形式的大學生電子(信息)設計競賽這個創新平臺,組織他們積極參與,激發他們的學習研究興趣和創新意識,綜合所應用的數字系統設計知識,發揮競賽團隊的協作精神。每年,我們都有部分優秀學生通過努力,創新設計的作品獲得專業認可,并取得了良好的參賽成績,也使得數字設計課程體系的建設上了一個新的臺階。
3基于創新平臺的課程體系優化與實踐
卓越工程師培養要求的數字電路系統設計課程體系協調好相關電氣、電子類專業上下游相關理論課程、實驗綜合性設計同時得到協調發展。如何實踐論文所提到的創新實驗平臺,應該引進現代數字設計理念,重點把EDA軟件、設計工具、開發平臺與傳統的數字電路基礎理論教學相銜接。我們在這幾年對數字系統設計課程體系、創新實踐教學內容等方面的進行了改革與探索,取得了一定的成效。經過這幾年的實踐,我們逐步構建了面向應用的數字系統設計課程優化體系[5],如圖2所示。
4不斷探索數字電路理論教學內容的改革與實踐
4.1以數字電路設計為目的強化基本邏輯電路理論教學。
在進行復雜數字系統設計之前應該熟練掌握這些常用基本組合和時序邏輯電路,包括電路的功能、電路的描述以及電路的應用場合等。
樹立電路設計思想首先需要熟練掌握一些基本的邏輯功能電路。其次,樹立電路設計思想需要理論講解與實踐相結合,逐步熟悉硬件描述語言的描述方式。數字系統設計強調采用硬件描述語言來對電路與系統進行描述、建模、仿真等[2][3]。
4.2掌握面向應用的數字系統工程設計方法。
學生在掌握數字電路基本概念和一般電路的基礎上,進一步掌握數字系統設計的方法、途徑和手段。其主要內容包括:數字系統與EDA的相關概念、可編程邏輯器件、硬件描述語言、電路元件的描述、數字系統的設計方法、開發環境與實驗開發平臺以及應用實例的介紹等。這些課程內容涉及面較廣,為了提高教與學的效果,探索總結了以下的教學重點內容,并作為教學實踐中的教學切入點[1]。
隨著電子技術不斷發展與進步,現代數字系統設計在方法、對象、規模等方面已經完全不同于傳統的基于固定功能的集成電路設計[1][2]?,F代數字系統設計采用硬件描述語言(HDL)描述電路,用可編程邏輯器件(PLD)來實現高達千萬門的目標系統。這一過程需要也應該有先進的設計方法。根據硬件描述語言的特性和可編程邏輯器件的結構特點以及應用的需要,在教學過程中闡述了先進設計方法。例如:采用基于狀態機的設計方法設計復雜的控制器(時序電路),應用或設計鎖相環或延時鎖相環來處理時鐘信號,應用自行設計(IPcore)軟核來提高數據吞吐量[1][2][3]。
4.3深化數字電路實驗教學改革。
實驗實踐教學過程中,注重基礎訓練與實踐創新相結合的實驗教學改革思路,加強學生工程思維訓練、新平臺工具的使用、遇到邏輯問題的綜合分析能力,理論與實踐相結合的分析能力。在實踐過程中的提高創新性和綜合性能力,面向應用的數字電路創新平臺建設,需要不斷提高課程試驗、實驗和實踐過程在教學中的比例,在符合認知規律的同時,逐步加強來源與實際需要的綜合性數字設計實驗。
5結語
數字電路是電氣、電子信息類專業的一門重要的專業基礎課程,論文針對當今卓越工程師培養的要求,以及在教學過程中遇到的主要問題,探討了面向應用的數字電路課程創新實踐平臺。提出了多層次的數字電路創新實驗平臺結構和面向應用的數字系統設計課程優化體系。目的在于,通過課程及相關課程體系改革與創新,使得學生更快、更好的適應現代數字技術發展的需求。
參考文獻
[1]孔德明.《數字系統設計》課程教學重點的探討,科技創新導報,2012.1,173-174.
[2]任愛鋒,孫萬蓉,石光明.EDA實驗與數字電路相結合的教學模式的實踐,實驗技術與管理,2009.4,200-202.
[3]葉波,趙謙,林麗萍.FPGA課程教學改革探索,中國電力教育,2010,24,130-131.
[4]秦進平,劉海成,張凌志等.電類專業數字系統綜合實驗平臺研制,實驗技術與管理,2012.6,75-78.