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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇通信電子線路論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:高頻電子線路;教學改革;綜合能力培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)05-0062-02
《高頻電子線路》是高等學校電子與通信類專業的一門重要專業技術基礎課,是學生應具備知識結構的重要組成部分,其主要教學目的是為后續的專業課程奠定理論和實踐基礎,在專業課程體系中起著承上啟下的作用。
一、課程特點與學生學習現狀分析
高頻電子線路以現代無線通信系統為綱,采用非線性分析法,分析發射和接收裝置中的各高頻單元電路,分析電路中輸入與輸出信號對應關系及信號頻譜、振幅變化的規律。該課程涉及公式多,概念抽象,電路復雜,分析方法繁雜,并要求學生掌握的基礎知識多,具有理論深、專業性強、綜合性高、工程實踐性強等特點。
近年來,二本高校學生的整體綜合素質有所下降,特別是數學和電路基礎掌握不牢固,理論與實踐脫節,對于復雜難懂的高頻電子線路的學習產生了畏懼甚至厭學的心理。
二、傳統高頻電子線路教學中存在的問題
(一)教學內容局限問題
學習高頻電子線路需要以高等數學,電路分析,模擬電子線路,信號與系統等為前續課程,這些課程間既獨立又相互聯系,而在傳統高頻電子線路的教學中它們之間的銜接問題經常被忽略,給學生學習帶來困難。近年來無線通信的通信體制、調制編碼方式、工作頻段、承載業務類型等方面都發生了很大變化,從而對其射頻電路部分的設計提出了新的要求。傳統高頻電子線路教學中忽視對新內容的補充,與學科前沿的銜接,導致學生難以把握該課程實用性,無法培養濃厚學習興趣。
(二)教學方式單一問題
傳統教學方式一般以理論講授為主,老師講解課本知識點,缺乏啟發和創新,學生被動接受,沒有深層次的思考和理解,難以形象地了解一些概念、工作原理和實際問題。而理論教學上又缺乏體系性,總是圍繞一個個分散的知識點進行,從理論到理論,為理論而理論,缺乏對整體電路的分析。
(三)理論與實踐分離問題
高頻電子線路是一門工程實踐性很強的學科,而傳統教學卻將理論教學與實踐教學相分離,導致理論教學更加抽象難懂,學生實踐能力不足。課堂上實際電子產品及電路的接觸機會極少,實驗又多以驗證為主,或多采用線路是集成好的實驗箱,學生創新性和自主性都得不到良好的培養。
三、課程教學改革措施
(一)理論教學改革
1.優化教學內容:
(1)課程內容的合理調整。隨著電子技術的迅速發展,高頻電子線路的課程教學內容也應不斷進行調整。首先是教材選擇要求保留經典電子線路內容,摒棄目前已淘汰電路形式,增加新技術的介紹及典型的集成電路模塊分析等,通過對比國內眾多優秀教材,選擇張肅文編著的《高頻電子線路》,該教材內容詳盡,理論架構清晰,能較好滿足課程教學要求[1]。再者,由于該課程內容多、課時數少的現狀,在教學內容上必須刪繁就簡,以通信系統中傳輸與處理信號出發,系統模塊化分析每部分電路,加強集成電路的概念和應用,適當引入一些新技術的實際應用。
(2)課程整體性的系統把握。為了達到更好教學效果,擺脫傳統高頻電子線路教學中缺乏系統和工程觀念的教學方式,從通信系統角度出發,將教學內容分為三大模塊:發送設備、信道傳輸、接收設備。發送接收設備按高頻電路部分又可以劃分為三個小模塊:振蕩器、調制和解調、高頻信號放大器。然后通過分析經典電路構成和工作原理的方法剖析各個模塊的功能和基本原理,最后將各個系統模塊結合為一個完整的系統,學生可以更好地理解課程各個章節的聯系和各單元電路之間的連接方式及相互之間影響,建立系統和工程觀念,提高分析和解決問題的能力[2]。
(3)課程重點、難點的適當處理。在有限教學時間內,為了快速讓學生掌握本課程要領,教學過程中要注重對各部分的重點和難點的總結[3]。在分析各部分電路性能時,通過提問,回顧聯系知識點形式反復強調,課堂練習、課后習題形式鞏固和融會貫通重點知識。在講述繁瑣計算的具體電路時,應做到分散難點、將抽象概念簡單化,便于對知識難點的理解。
2.多樣化教學方法:
(1)提問式與啟發式教學法。為了激發學生學習興趣,培養獨立思考能力,采用課前提問方式使學生對要學習章節產生好奇心,迫切想了解接下來學習的內容,自然地引入本節課的知識點。在講授過程中聯系提出問題啟發學生認真思考,利用所學知識點解決問題,提問式與啟發式相結合的教學法充分調動了學生學習的積極性和主動性。
(2)討論、互動交流式教學法。討論是課堂教學的一種重要形式,在老師引導下,學生根據所給有一定難度和深度的討論題目,以小組形式進行討論。討論過程可以各抒己見,相互啟發,增加交流,討論結果及時總結,這樣不僅滿足了知識的傳授,而且啟動了學生的思維活動,加深了知識的掌握,培養了學生獨立思考、分析和解決問題的能力[4]。
(3)對比、歸納教學法。高頻電子線路的學習需要與一系列的前續課程銜接,特別是低頻電子線路,雖然在工作條件、電路結構、應用范圍以及基本原理和分析方法上兩者都存在著差異,但也有著某些聯系。采用對比教學法,將兩者內容融會貫通,完整理解體系概念。再者,該課程章節內容多,但相互間卻有著內在聯系。通過歸納、總結,將分散知識點編織形成知識網絡,便于學生找到規律,從系統角度分析和解決問題。
3.豐富教學手段:
(1)多媒體教學的應用。利用多媒體教學可以節省大量板書和畫圖的時間,增加課堂信息容量;可以生動形象地展示課程內容,使學生易于理解和掌握;可以方便地與已有知識進行比較,便于總結和復習,并有利于資源共享。但使用多媒體過程中不能過分依賴,重要公式的推導、關鍵電路的分析等利用板書突出重點,加深理解。采用多媒體與板書有機結合的方式,使學生在板書和動畫的兩個動態過程中,仔細領會教學的重難點,最大程度上調動學生的學習積極性。
(2)仿真軟件的應用。由于課程內容抽象復雜,涉及復雜電路分析時,純粹依靠講解不能有效地幫助學生理解,將計算機仿真引入到教學中,使教學內容更加直觀,增加學生對理論知識的理解和電路結構的把握,對提高教學的效果和質量有很大幫助。
(3)網絡資源教學的應用。充分利用豐富的網絡資源,積極開展網絡教學,不僅可以擴展教學時間和空間,而且還可以增進師生間的交流。建立課程學習網站就是網絡資源教學中的有效手段之一。通過網站可以進行教學通知,答疑輔導,學習資料共享,知識自測等教學活動,充分發揮學生學習的自主性,進一步幫助和促進課堂教學[5]。
(二)實驗教學改革
實驗教學是課程教學的重要輔助部分,對學生加深知識理解和實踐能力的培養起關鍵作用,因此,高頻電子線路的實驗教學需要多樣性與實用性的統一。針對不同教學過程進行相應實驗教學。如在學習該課程初期,可以通過進行演示性實驗展示每個模塊的功能,加深學生理解;在學完一個模塊后,針對已設計制作好的電路,進行驗證性實驗,觀察實驗結果是否與所學理論一致;當學校資源滿足不了某些實驗要求時,還可以利用仿真實驗作為補充;而實驗教學的最終目的還是為了培養實用技術型人才,所以開放式、設計式實驗是必不可少的。多樣性與實用性統一的實驗教學法使學生有效地把所學知識應用于實際,提高學生技能水平,拓寬了學生專業理論基礎,加深學生對課程理解,培養獨立思維、獨立創造的能力。
(三)考核方式改革
隨著教學內容、方法和手段的變化,考核方式也應與之相適應。考核必須能較為全面地反映出學生對課程知識的掌握程度和綜合素質的培養情況。采用平時成績、實驗成績、期末卷面成績、加分及扣分五項標準相結合的評分辦法,對學生的理論知識、綜合能力、實踐能力進行考察。其中平時成績包括考勤和作業完成情況;實驗成績包括實驗出勤情況、實驗操作和實驗報告三部分,而實驗操作作為實驗成績的主要部分;加分項與扣分項是考核方式中新引入的項目,通過加分項對學生起到激勵作用,激發學生學習的主動性和積極性,通過扣分項督促學生加強自我管理約束能力。多種評定標準相結合的考核形式有助于提高學生對課程的綜合運用能力。
四、結語
高頻電子線路作為電子類和通信類的專業基礎課程,其重要性不言而喻。該課程公式多,概念抽象,電路復雜,分析方法繁雜,在傳統的教學方式下,教學效果并不理想,通過對理論教學和實驗教學等各環節的綜合思考,不斷調整教學思路,更新教學方法和手段,重視實踐教學,充分調動學生的學習積極性,提高教學質量,培養學生綜合創新能力。
參考文獻:
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[2]陳芳妮.高頻電子線路課程教學改革探討[J].浙江科技學院學報,2011,23(4):329-332.
[3]王雯霞,馬華紅,吳景艷.對《高頻電子線路》教學改革的探討[J].科技創新導報,2011,(08):194.
【關鍵詞】航空;設備;可靠性;技術
1引言
隨著我國整體科學技術的不斷發展,以及近年來在航天事業上的巨大發展,在航天產業中具備極大影響的電子通信設備其可靠性越發的受到人們的重視。目前眾多的電子通信生產企業在其生產理念上,已經逐漸建立起了以切實檢驗手段來進行產品質量保障的體系,可靠性、質量已經成為設備使用者的最重要的關注點。在此背景下,論文圍繞航空電子通信設備的可靠性,分三部分展開了細致的分析探討,旨在提供一些該方面的理論參考,以下是具體內容。
2航空電子通信設備可靠性設計的重要意義
2.1是通信電子設備使用壽命的直接影響因素
首先基于航空事業其本身的特點,往往使用的周期很長,這也就要求航空電子設備具備很長的使用周期。而電子通信設備的可靠性設計便是電子通信設備使用壽命的最直接影響因素。從整體上觀察,電子通信設備的設計、安裝以及使用和后期的維修過程,可靠性都參與其中,因此也可以說目前在通信電子設備設計上可靠性已經成為一個設計的重點所在。
2.2是信息時代人們對電子通信設備的基本需求
隨著我國科學技術的整體抬頭,目前市場上的電子通信設備也越發的多元化和多樣化。而隨著通信電子設備數量的增多,在航空事業方面對通信電子設備的選擇要求也就相應提升,除了要求通信電子設備滿足基本的通信功能之外,在使用感受以及可靠性等方面,也提出了更多的要求,因此航空通信電子設備的可靠性設計是時代背景下的一個客觀要求。
3航空電子通信設備可靠性的主要影響因素
3.1制造技術及制造條件的影響
在航空電子通信設備可靠性方面的影響因素,首先便是生產航空電子通信設備的制造技術以及制造的條件。就目前的航空電子通信設備發展趨勢進行觀察,便捷化、智能化以及多功能化是未來的發展趨勢,而要實現這一趨勢就必須在航空電子通信設備的生產環節,保障一個良好完整的生產體系。目前存在著一部分生產廠家,在生產中并不具備完備的生產的條件,進而難以保障航空電子通信設備的生產質量,在可靠性方面就會存在一定不確定性。
3.2惡劣天氣的影響
因為航空電子通信設備的使用往往位于外界,而地球的環境十分多變,在太空更是會受到諸多的宇宙因素影響。雷電天氣、雨雪天氣等都會對航空電子通信設備產生一定干擾和破壞,影響設備的正常工作狀態,而這些因素便會對航空電子通信設備的可靠性產生一定的影響。3.3外界電磁的影響航空電子通信設備在使用原理上,電磁波是其最為主要的一環,但是在航空電子通信設備使用時常常會受到一些外界電磁的影響。地球本身就是一個巨大的磁場,而這些電磁場中的電磁波所產生的輻射,便會對航空電子通信設備的正常工作產生一定的影響,進而對航空電子通信設備的可靠性造成了影響。
4保障航空電子通信設備的可靠性措施
4.1不斷優化、簡化電子線路
不斷進行航空電子通信設備電子線路的優化和簡化,便可以極大化的減少外界磁場對航空電子通信設備可靠性的影響。而在航空電子通信設備可靠性設計時,必須在滿足基本的航空電子通信設備功能以及質量的基礎上,通過不斷地進行技術創新,實現制造流程的優化,從而達到航空電子通信設備電子線路的簡化和優化,具體而言可以從以下幾個方面入手:①在元器件的使用通道設計上,可以設計為幾個元器件共同使用一個通道,進而實現線路通道的減少[1];②在元器件的使用數量上,可在保障基本功能之上,通過技術創新,盡可能減少對元器件的使用數量;③在設備組成上,盡可能使用軟件對硬件進行代替;④對于設備中的一些模擬電路可使用數字電路進行代替。但在整體的線路簡化、優化的過程中必須注意,不能為了最大化的簡化路線,而導致元器件在使用過程中出現集成電路板被過載燒壞的現象,更不能將一些成熟性不足的技術和設計方案使用到航空電子通信設備電子線路的優化和簡化中。
4.2深化低耗功率設計
目前在航空電子通信設備可靠性提升設計方面,低耗功率設計已經得到了一定的應用,但是從整體上進行觀察,低耗功率設計還有很大的進一步深化空間,因此在提升航空電子通信設備可靠性方面,可以進一步對低耗功率設計進行深化。從航空電子通信設備性能上進行觀察,航空電子通信設備正逐漸朝著高密度化以及微型化的方向發展,而這一趨勢直接導致了航空電子通信設備中元器件數量的增多以及集成電路在能耗方面的提升,進而在航空電子通信設備的使用過程中持續發熱的現象越發凸顯,而這一問題就可能會導致,航空電子通信設備使用可靠性受到影響。因此在目前已有的低耗功率設計基礎上,還需要進一步深化低耗功率設計,保護航空電子通信設備電路安全,也提升航空電子通信設備的可靠性[2]。
4.3依托維修性設計提升設備可靠性
除了設計制造環節提升航空電子通信設備可靠性之外,面對航空電子通信設備機械化工作環境和惡劣天氣導致的航空電子通信設備損壞,還需要通過維修性設計,在航空電子通信設備的后期使用上提升其可靠性。具體而言,航空電子通信設備的制作人員必須保障航空電子通信設備在故障出現后的檢查和拆卸十分方便;此外對于航空電子通信設備的一些元器件必須是可以在市場上買到的,不能大量使用一些不再生產和使用的元器件。
5結語
綜上所述,隨著我國航天事業的整體抬頭,以及通信電子設備的不斷多元化和多樣化,人們逐漸對通信電子設備的可靠性提出了新的要求,而通信電子設備的可靠性設計本身,也直接對通信電子設備的使用壽命產生影響,也是時代背景下的一種必然要求。航空電子通信設備可靠性方面,制造技術及制造條件、機械化工作環境、惡劣天氣、外界電磁都會對其產生影響,基于這些影響因素以及結合航空電子通信設備的特殊性,不斷優化、簡化電子線路、深化低耗功率設計、依托于維修性設計提升設備可靠性是切實有效保障航空電子通信設備可靠性的具體措施,值得相關企業充分合理地參考使用。
【參考文獻】
【1】潘慶國.基于Labwindows/CVI的某型通信控制盒測試系統的設計與實現[D].成都:電子科技大學,2014.
本課題來源于試驗室建設,研究對象為信號的調制與解調的matlab仿真。
2、研究的目的和意義
2.1、目的
我選擇了《信號的調制與解調的MATLAB仿真》這個課題作為畢業設計其主要目的是通過此次課程設計進一步學習和鞏固通信原理及其相關知識,并學會利用所學的知識能,在設計過程中能綜合運用所學知識內容,進一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;對信號的調制與解調原理及其實現有較深的了解;為即將進入社會參加工作打下堅實的基礎;掌握收集資料、消化資料和綜合資料的能力等等。
2.2、意義
從事電子通信業而不能熟練操作使用MATLAB電子線路設計軟件,在工作和學習中將是寸步難行的。在數學、電子、金融等行業,使用MATLAB等計算機軟件對產品進行設計、仿真在很早以前就已經成為了一種趨勢,〖您正瀏覽的文章由實習報告網整理〗這類軟件的問世也極大地提高了設計人員在通信、電子等行業的產品設計質量與效率。眾所周知,實際過程中信號傳輸都要經過調制與解調這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調制信號具有頻譜較低的頻譜分量,這種信號在許多信道中不宜傳輸。因而,在通信系統的發送端通常需要有調制過程,反之在接收端則需要有解調過程。
3、國內外的研究現狀和發展趨勢
3.1、研究現狀
MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一種面向科學與工程的計算軟件,通過MATLAB和相關工具箱,工程師、科研人員、數學家和教育工作者可以在統一的平臺下完成相應的科學計算工作。
MATLAB本身包含了600余個用于數學計算、統計和工程處理的函數,這樣,就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發。業內領先的工具箱算法極大的擴展了MATLAB的應用領域,所以MATLAB自推出以來就受到廣泛的關注,信號處理工具箱就是其中之一,在信號處理工具箱中,MATLAB提供了濾波器分析、濾波器實現、FIR濾波器實現、IIR數字濾波器設計、IIR數字濾波器階次估計等方面的函數命令。
3.2、發展趨勢
由于我們所面對的工程問題越來越復雜,過去所依賴分析的技術已逐漸不敷使用。利用電腦來分析及解決工程問題已是當今工程師的必要工具。使用MATLAB軟件進行科學計算,能夠極大加快科研人員進行研究開發的進度,減少在編寫程序和開發算法方面所消耗的時間和有限的經費,從而獲得最大的效能。
4、研究的主要內容及設計成果的應用價值
4.1、研究的主要內容
1、信號調制與解調的原理
眾所周知,實際過程中信號傳輸都要經過調制與解調這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調制信號具有頻譜較低的頻譜分量,這種信號在許多信道中不宜傳輸。因而,在通信系統的發送端通常需要有調制過程,反之在接收端則需要有解調過程。但是在計算機中的模擬和實現都是采用數字化的方法的,如果將采樣的頻率放的高一些,數字的所造成的失真就不容易察覺了,采用計算機對信號進行處理的話,非常的方便,這也是數字代替模擬的的原因之一。
2、信號調制與解調的基本方式
在信號調制中常以一個高頻正弦信號作為載波信號。一個正弦信號有幅值、頻率、相位三個參數,可以對這三個參數進行調制,分別稱為調幅、調頻和調相。也可以用脈沖信號作載波信號。可以對脈沖信號的不同特征參數作調制,最常用的是對脈沖的寬度進行調制,稱為脈沖調寬。數字信號調制的三種基本方式,有振幅鍵控(ASK)、頻率鍵控(FSK)和相位鍵控(PSK)。
在信號的解調中首先已調信號中檢出調制信號的過程稱為解調或檢波。幅值調制就是讓已調信號的幅值隨調制信號的值變化,因此調幅信號的包絡線形狀與調制信號一致。只要能檢出調幅信號的包絡線即能實現解調。這種方法稱為包絡檢波。檢波后的信號,再經低通濾波,濾除高頻信號,即可獲得所需調制信號,實現解調。
3、信號調制與解調的MATLAB教本程序編制
利用MATLAB本身包含了600余個用于數學計算、統計和工程處理的函數,就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發,而且信號與系統,通信系統工具包可以很容易的使用MATLAB開發語言——M語言快速的實現信號調制與解調這一過程的仿真。
4、整個系統的實現過程
首先利用MATLAB編制教本文件,對信號調用相應的函數進行各種調制,產生各類已調波及對其進行解調,同時進行頻譜分析,然后利用SIMULINK工具箱對其進行解調仿真,通過改變參數并觀測結果為系統的設計和改進提供了良好的依據。
4.2、信號的調制與解調的MATLAB仿真的應用價值
調制與解調是信號處理應用的重要問題之一,而系統的仿真和設計是設計過程中的重要步驟和必要保證。利用MATLAB可以很方便的進行通信系統的分析和仿真,尤其對于我們電子信息專業的教學與設計非常有利,另一方面還可以為開設《高頻電子基礎》和《信號與系統》等課程提供模擬信號的調制與解調的計算機虛擬試驗。
5、工作的主要階段、進度
(1)、2007年秋季學期第11周前
接受畢業設計任務書,學習畢業設計(論文)要求及有關規定。
(2)、2007年秋季學期第12~20周
閱讀指定的參考資料及文獻(包括10萬個印刷符號外文資料),基本完成開題報告、外文翻譯等任務。
(3)、2007年春季學期第1周〖您正瀏覽的文章由實習報告網整理〗
進一步修訂完善開題報告、外文翻譯,使其在內容及格式上符合畢業設計(論文)規范要求。
(4)、2008年春季學期第82周到第6周
完成各單元電路設計,protel輔助分析。
(5)、第6周至第12周
完成電路制作,調試。
(6)、第13周
完成畢業設計,全部成果交指導老師批閱。
(7)、第14周
畢業答辯
6、最終目標及完成時間
完成硬件設計,提供protel電路原理圖及pcb印制版圖,最終達到硬件軟件能準確無誤的應用的目標。
完成時間:第15周
7、現有條件
現有protel軟件及制作硬件的必要設備,可以完成本課題的研究與設計。
參考文獻
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6.郭勇等PROTEL99SE印刷電路板設計教程。北京:機械工業出版社。2004年6月。一版
7.許自圖電子電路彷真平臺與教程。武漢:華中科技大學出版社。2003年1月。一版
(廣東白云學院電氣與信息工程學院,廣東廣州510450)
摘要:人才培養應適應時展的要求,為了培養經濟社會發展所需要的電子信息類應用技術型人才,廣東白云學院將CDIO工程教育理念和“3+1”人才培養模式結合起來,從人才培養目標的定位與規格要求、專業課程體系的設置、實踐教學體系的設置、課外活動教學內容設置與企業實踐教學內容設置等幾個方面對電子信息工程專業人才培養方案進行重構。
關鍵詞 :CDIO;“3+1”;人才培養模式;電子信息工程
DOI:10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.03.002
中圖分類號:G640文獻標識碼:A文章編號:1671—1580(2015)03—0003—03
基金項目:廣東白云學院教研教改項目。
收稿日期:2014—10—07
作者簡介:龍諾春(1964— ),男,湖南邵陽人。廣東白云學院電氣與信息工程學院,高級工程師,研究方向:嵌入式系統,智能控制技術。
余麗紅(1985— ),女,湖北咸陽人。廣東白云學院電氣與信息工程學院,講師,研究方向:信息處理。
林春景(1963— ),男,福建普田人。廣東白云學院電氣與信息工程學院,教授,研究方向:教育教學方法。
科學技術的不斷發展進步使工程科學技術知識變得越來越豐富,結構體系變得越來越龐大,同時,時代進步和經濟社會發展對人才的要求也在不斷提高;另一方面,社會生產方式的變革及產業結構的調整必然要求高等教育機構對人才培養模式進行調整,以適應新形式下社會對人才的需要。從我國高校來看,“985”高校和“211”高校培養研究型人才、學術型人才,人才培養定位清晰,但大多數地方高校定位模糊,大多采用“985”高校和“211”高校的人才培養模式,沒有專業人才培養特色。一些地方高校辦學條件的不到位和師資力量的不足使得培養的學生很難適應新形式下的人才要求,導致出現生產一線人才緊缺和大學生就業難的問題,形成了用人難和就業難的兩難局面。
廣東白云學院電子信息工程專業教學團隊在原有人才培養模式的基礎上,采用CDIO工程教育理念和“3+1”人才培養模式相結合的方法,研究應用技術型人才培養模式,重構電子信息工程專業人才培養方案,以適應經濟社會發展對電子信息類人才的需求。
一、CDIO教育理念與“3+1”人才培養模式概述
(一)CDIO教育理念。CDIO(Conceive-構思、Design-設計、Implement-實現、Operate-運行)工程教育理念的核心內容主要包括三個方面:一個愿景、一個教學大綱和12條專業人才培養標準。CDIO的愿景是利用現代工業環境,以真實的產品或系統為載體,培養具有深厚專業技術知識和較強工程能力的高素質高級工程技術人才。CDIO的教學大綱反映了這個時代世界工程教育發展目標的主流要求,對工程師應該具備的知識和能力以逐級分別細化的方式表達出來,形成對學生和教師都具有重要指導意義的具體化、可觀測的目標體系。[1]CDIO的12條標準分別考察專業培養理念、課程計劃的制訂、設計實驗和實踐場所、教與學的方法、教師提高以及考核和評估等最根本的、體現CDIO工程教育特色的要求。[2]
CDIO工程教育理念主要面向工程技術人才的培養,它以現代工程實際為背景環境,以工程項目產品或系統從構思、設計、實現到運行(包括改良)乃至廢棄的生命周期全過程為載體,培養學生的科學和技術知識獲取能力、終身學習能力、交流溝通能力、團隊協作能力、開發創新能力和系統掌控能力等,促進學生知識、能力和素質的全面提高。
(二)“3+1”人才培養模式的特征。“3+1”人才培養模式的主要內容是:采用工學結合和校企合作模式,在學校內進行三年的基礎理論教育和基本技能訓練,在企業進行一年的實踐教學,進行工程能力和職業能力訓練,兩個教學環節相輔相成,有機結合,強調培養學生的技術應用能力、實踐動手能力、開發創新能力、系統管理能力和自主學習能力。
二、電子信息工程專業人才培養目標的定位與要求
人才培養模式是高等學校為學生構建的知識、能力、素質結構以及實現這種結構的方式,它從根本上規定了人才特征并集中體現了教育思想和教育觀念。[3]人才培養模式包含兩個方面的內容,一方面是人才培養應達到的目標和規格,即培養什么類型的人才;另一方面是實現這種人才培養目標和規格而構建的教學過程和運行機制,即以什么方式方法培養人才。因此,我們研究人才培養模式,首先就要明確定位人才培養目標及規格要求,然后構建與培養目標相符合的教學過程和運行機制。
(一)人才培養目標的定位。構建人才培養模式,人才培養目標定位是關鍵。地方高校應根據自身特點和地方區域優勢,將人才培養目標定位于立足地方,面向一線,為地方區域經濟社會發展需要培養生產、建設、管理、服務一線的應用型技術人才。廣東白云學院電子信息工程專業的人才培養目標定位是:立足廣東,面向珠三角地區電子信息行業一線,培養素質高、基礎扎實、實踐能力強、具有創新創業精神和團隊協作意識的能從事產品開發、工程設計、生產、管理、服務工作的電子信息類應用型技術人才。
(二)人才培養目標的要求。人才培養目標的制定以人才培養目標定位為前提,培養工程技術人才。一方面,要注重基礎知識和素質的培養,厚基礎、重素質;另一方面,要突出工程能力和創新意識的培養,即要培養學生運用專業技術知識解決實際問題的能力和創新能力。電子信息工程專業培養目標的要求主要包括以下幾個方面:
1.掌握本專業領域相關學科所必需的自然科學基礎理論知識,具有自主學習和終身學習的基本能力。
2.掌握本專業的基礎理論知識、必要的專業知識和實驗方法,具有專業知識基本應用能力和實踐操作技能。
3.掌握分析問題和解決問題的基本方法,熟悉電子工程項目和電子產品開發、設計、生產和管理流程,具有掌控和管理能力。
4.掌握文獻檢索、資料查詢的一般方法,了解電子信息領域的前沿技術和最新發展動態,具有創新和創業的基本能力。
5.熟悉人文社會科學知識,進行思想品德修養和素質修養,具有較好的團隊合作精神、人際交往能力,具有工程師的職業道德和責任感。
三、電子信息工程專業人才培養方案的構建
人才培養方案是人才培養的依據。廣東白云學院電子信息工程專業教學團隊在原有人才培養方案的基礎上,對電子信息工程專業的人才培養方案進行重構。
(一)專業課程體系設置。電子信息工程是以電子科學與技術學科為基礎,集計算機科學與技術、信息與通信工程兩門工程學科于一體的專業,涵蓋的知識面比較廣泛。課程體系是專業人才培養方案的核心內容,應根據專業特點確立本專業的課程體系。根據廣東白云學院的定位和電子信息工程專業的人才培養目標以及“能力本位,就業導向”的理念,基礎學科以“夠用為度”為原則設置,相關主干學科課程和專業技術課程以“能力為本”為原則設置,以“3+1”人才培養模式構建專業課程體系。課程體系共由五大模塊組成:
1.人文社會科學知識課程。思想政治理論、法律與德育、語言與寫作、體育與心身健康、形勢與政策、職業與修養等方面的課程。
2.自然科學知識課程。高等數學、工程數學、大學物理等基礎課程。
3.專業基礎知識課程。電路基礎、模擬電子線路、數字電子線路、高頻電子線路、信號與系統、通信原理、電磁場與電磁波、微處理器原理與應用、計算機應用基礎、C語言程序設計等課程。
4.專業技術知識課程。廣東白云學院電子信息工程專業以行業對人才的需求為依據,分電子工程和嵌入式系統兩個方向。專業技術知識課程按專業和專業方向進行設置。專業課程有電子工藝、感測技術、計算機網絡、嵌入式系統原理與應用等課程。電子工程方向有數字信號處理、DSP原理與應用、EDA技術與應用、微波技術與天線等課程。嵌入式系統方向有計算機操作系統、嵌入式程序設計、嵌入式系統開發、Android應用程序開發等課程。
5.公選平臺課程。主要包括文學、經濟、管理、藝術類方面的基本課程。
人文社會科學知識課程和自然科學知識課程屬公共基礎教育課程,旨在培養學生的基本科學素質,同時,為學科基礎知識和專業技術知識的學習打下基礎;學科基礎知識課程是專業技術知識課程學習的基礎,主要培養學生的基本專業素質;專業技術知識課程按專業方向進行設置,突出專業特色,培養電子信息工程專業學生的專業能力;公選平臺課程主要培養學生的綜合素質,使學生具有對工程項目和系統的掌控能力。同時,在設置課程體系時,根據課程性質要求設置必修課、限選課和公選課,選修課程主要促進學生的個性發展。
(二)專業實踐教學體系設置。電子信息工程的專業特征和行業需求表明工程性和實踐性是本專業的主要特點,而實踐教學是培養學生實踐能力和創新精神極其重要的教學環節。[4]在構建電子信息工程專業實踐教學體系時,應符合專業培養目標和人才培養規律。實踐教學體系可分為課程實驗與應用綜合訓練兩個教學環節。大多數課程有實驗教學環節,實驗學時按總分時的25%~50%分配,有些課程采用一體化教學。課程實驗按驗證性、設計性、綜合性三個層次進行設置,重點是設計性、綜合性內容教學。課程實驗要求學生掌握實驗原理、實驗過程和實驗基本操作方法。應用綜合訓練主要是對素質和能力的培養,應安排在適當的時段。電子信息工程專業的應用綜合訓練按訓練項目和開發項目分類。訓練項目主要有電工實訓、電子線路CAD訓練、程序設計綜合訓練等,培養學生的基本素質和基本專業能力;開發項目主要有模擬電子線路課程設計、數字電子線路課程設計、微處理器原理與應用課程設計、嵌入式系統原理與應用課程設計、電子系統綜合設計(電子工程方向)、嵌入式系統綜合設計(嵌入式系統方向),培養學生的小應用系統設計與系統調試等基本能力。
(三)專業課外活動教學項目設置。課外活動是教學過程中的重要環節,是人才培養模式的重要組成部分。電子信息專業應設置大學生課外活動項目,讓學生在課外環境下通過各種項目訓練激發學習的積極性和主動性,完善知識結構,拓展成才空間,促進其個性的發展。課外活動教學項目的設置應使實踐與理論相統一,賦予課外活動項目一定的學術含量和科技含量,同時,還應做到課外與課內相貫通,整合利用教學資源,既要考慮到課內向課外延伸的活動項目,又要考慮到充分利用校外的社會資源開展活動,真正實現“教”與“學”的相互促進和融合。課外活動教學項目以基本素質和能力的培養為目標,可以從語言溝通和交際能力、知識拓展和整合能力、團隊合作和協調能力、規劃運作和操控能力、創新創業能力等五個方面構建。
(四)企業實踐教學方案構建。企業實踐教學是應用技術技能人才培養的關鍵環節。企業實踐教學體現了在現代工程實際環境下,以產品或工程項目為載體的“做中學”的CDIO工程教育理念,同時,也符合工學結合、校企共同育人的“3+1”人才培養模式。企業實踐教學是學生在完成本專業通識教育課程、專業基礎課程和專業課程的學習,掌握足夠的基礎知識和專業知識,具備基本實踐能力的基礎上,在企業現場進行的實踐性教學活動。企業實踐教學的目標是培養學生的綜合素質和專業技能,使學生能快速、有效、創造性地解決實際工作中的問題,對新技術、新業務有較強的適應能力,具備可持續發展的潛力。[5]通過企業實踐教學,能夠使學生及時了解行業發展的動態,彌補校內教學的不足,拓展學生的綜合能力和職業能力,進一步完善學生向職業人過渡的知識能力結構,培養學生終身學習的能力。根據綜合素質和技能構成,企業實踐教學包括:行業、企業調研,職業能力拓展課程學習,職業品德教育,生產(專業)實習,畢業實習,畢業設計(論文)等六個環節。值得一提的是,畢業設計(論文)應按學生在企業實習的內容進行選題,真題真做。
為滿足廣東省特別是珠三角地區經濟發展對電子信息類人才的需求,廣東白云學院電子信息工程專業教學團隊根據CDIO工程教育理念,以“3+1”人才培養模式,從區域經濟發展和產業結構調整發展對人才的素質要求、知識結構要求、能力要求等方面分析、研究了電子信息工程專業的人才培養模式,確立了該專業的人才培養目標,重構了電子信息工程專業的人才培養方案。基于CDIO 理念的“3+1”電子信息工程人才培養模式是一種應用型人才培養模式,具有一定的實踐意義。
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參考文獻]
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大學生電子設計大賽是目前大學生關注的比賽之一,如何提高學生比賽成績,是每個指導教師、參賽學生一直共同關注的重點。本文根據電子大賽期間,學生在完成電路時候經常出現的問題,指出賽前培訓的重要性,提出賽前需要通過對學生進行理論培訓,電路設計、電子器件認識、電路焊接工藝,來提高學生設計電路、實現電路的能力,以使學生在比賽中獲得更好的成績。
關鍵詞:
電子大賽;理論培養;焊接工藝
一、導論
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,是主要面向全國電子類學科大學生賽事,目的在于推動教學改革、培養實用型人才,同時也有助于培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作、提高學生電子設計制作的能力,為選拔人才也創造了條件。比賽自從開辦以來,一直備受全國高等院校和學生的重視,被認為國內“含金量”最高的比賽之一,比賽成績在某種程度上已經成為標志著學校教學水平的高低。而參加比賽獲獎的學生在求職過程中,也經常受到用人單位的青睞。全國大學生電子大賽是一種半開放的比賽,比賽時間為4天3夜。比賽期間[1],同一個隊伍的隊員之間可以商討設計思想,確定設計方案,進行分工協作,以隊為基本單位獨立完成比賽任務。指導教師不允許對參賽學生進行指導,參賽隊員也不可以與其他人員探討任何問題,隊員可以查詢相關資料設計電路并完成作品。比賽內容涉及范圍比較廣,包含高頻、低頻電子線路設計、單片機等控制電路,幾乎包含了電子類專業所有的專業課程,沒有深厚的理論基礎和對電子元器件扎實的認識,很難在短短的4天中完成比賽,賽前培訓則成為完成比賽內容提高比賽成績的關鍵。如何進行賽前培訓、提高比賽成績,已經成為指導教師及參賽學生討論的重點問題。本文根據電子大賽和教學內容,對學生的培訓可以從幾個方面進行考慮,主要包括是理論培養、電路設計訓練、電子元器件認識、焊接工藝練習等。
二、理論培養
良好的比賽成績與對電路理論知識的掌握情況是分不開[2,3]。首先需要熟練掌握基礎知識。電子設計大賽的電路設計與參加考試不同,對知識的認知不能停留在僅僅會做習題的層面上,需要深刻理解教材中每一個電路設計的原理,如三極管、電阻、電容、電感等元器件在電路中發揮的作用,其數值變化對電路的影響等。例如,三極管的三個工作狀態飽和、截止、放大,如何設計參數,使其工作在不同的工作狀態,實現所需要的功能,這些都需要學生對電路知識有深刻的認識才能夠設計出相關的電路。然而,電子大賽比賽時間一般為9月初,大四的學生已經學習了電路與電工基礎、模擬電子線路、單片機、高頻電子線路等課程等相關的電子技術專業課,從所學習的課程上可以看出,完全具有獨立完成電子大賽題目的電路設計的能力。但是由于時間的關系,大四的學生對以前所掌握的部分知識存在遺忘的現象,這些都需要學生利用業余或者假期時間重新復習以前學習過的相關知識,以便在比賽的時候能靈活運用理論去設計電路。由于電子大賽與電子線路等課程相關的內容比較多,單靠學生自己很難在業余時間復習學會相關的知識,并且,學生習慣于考試的方法學習,對于電路的設計,幾乎沒有任何經驗,很難把握住理論學習的重點。為了提高學生的理論水平,學校應該組織在電路設計上有經驗的教師,對參賽學生進行輔導,以加深對理論知識的認識與理解。
三、電路設計訓練
普通高等學校課程體系建設上[4],受到高等學校師資、投入等各方面的影響,電子類的教學還是以理論授課為主,同時開放對應的實驗、課程設計等實踐教學環節,學生對電路的認識還停留在實驗上,很少能夠形成電路設計的概念。面對一個電路設計,不知道如何從何處入,這就需要從簡單的電路設計入手,培養學生設計電路的能力。如何貫穿所學電路知識設計電路,是參賽的關鍵。電子大賽的電路設計是絕對不是靠一門課程可以設計出理想的電路完成比賽任務的,它是需要依靠多門課程知識內容的集中體現。電子大賽的電路設計通常需要由多個小單元電路組成。如遇到顯示溫度、采集信號等內容則需要使用單片機等器件來實現、如果采集的信號幅度過小則需要對其進行放大達到下一級電路的輸入要求。因此將電路知識融合貫穿起來才能完成整個電路的設計。總所周知,無論多么復雜的電路,都是由簡單的單元電路組合起來,實現復雜的電路功能,因此,根據學生所掌握的本科知識,先給出若干單元電路題目進行設計,如加法器、振蕩器、乘法器等電路設計,讓學生自行設計。隨著軟件技術的發展,已經存在一些電路仿真軟件,如EWB、Proteus等,學生可以依據這些軟件將自己設計的電路進行仿真實現,驗證自己的設想是否正確。采用這些軟件實現電路仿真,不僅可以使學生的設計電路時候的一些想法得到實現,也可以降低成本,同時學生也可以很容易修改參數,觀察每個單個電子元件在電路中發揮的作用,這在實物電路中是很難實現的。
四、電子元器件的認識與焊接工藝
電路設計采用仿真軟件實現,可以對學生起到一個鍛煉作用,但是這些仿真電路畢竟與實際電路的設計畢竟存在一定的距離,我們必須把仿真電路轉換成實物電路,才能提高學生對真正電路的認識。對于很少接觸實際應用的本科生來說,首先培養學生對電子元器件的認識,如電阻、電容、電感等型號、阻值、電容數值等的認識,如何分清三極管、二極管的管腳;認識常用的運放芯片,比如OP07等,對于比較不熟悉的芯片,學會如何查找芯片的參數,芯片輸入的電壓范圍等,以便用于在設計電路的時候可以依據參數,選擇性能比較合適的芯片用于電路中。其次,電路焊接問題一直是困擾學生電路成功參賽的主要原因,經過了2~3天的電路設計及仿真實現,學生基本上完成電路設計,在實現作品的時候,學生焊接完的電路板,經常會出現電路不能正常工作、或者輸出信號與設計初衷不一樣的情況,甚至無任何信號輸出,電路的焊接往往是出現問題的主要原因,虛焊、焊點過大、電子元器件被燒壞等問題都嚴重影響電路正常工作,即使比賽結束前可以正常工作的電路,到了比賽現場測試的時候,也經常會出現電路無法正常工作,或者是電子元器件被燒的情況。當然電路無法正常工作的原因有很多,焊接技術不過關是常見的原因,由此,需要加強對學生平時對焊接工藝的訓練,提高作品成功由于焊接問題導致的比賽失敗。另外,熟練的掌握示波器、萬用表、直流穩壓電源、信號源等基本儀器也是需要對學生進行培訓的重要環節。比賽賽場通常不是在本校進行,而常用的儀器種類有分為很多種,國內的儀器面板也幾乎都是專業英文標識,在緊張的比賽環境中,順利操作這些儀器儀表進行測量也不是很容易的事情,因此需要訓練學生熟練掌握常用儀器的使用方法,掌握儀器面板每一個按鈕的英文含義,熟練掌握儀器的操作和按鈕含義以后,即使遇到不熟悉的儀器,也可以很快學會使用方法。
五、賽前模擬練習
實戰模擬訓練是賽前不可缺少的一個重要環節。由于電子大賽需要面向電子、通信、自動化等專業學生參賽,因此,每年電子大賽的題目大致包括幾個方面:電源、放大器相關的內容、通信、控制等幾個大方面的設計。指導教師可以依據自己所帶學生的專業方向設計一些相關題目進行模擬訓練。經過理論、電路設計等方面系統的培訓,參賽學生已經基本掌握了電路設計的相關知識。在這種情況下,參賽學生也需要參與幾次模擬訓練以達到組員之間相互配合的目的。每組參賽隊員為3人,比賽中也通常涉及基礎電路設計、單片機設計、電路焊接、最后完成比賽報告。合理的分工合作能夠數順利完成電路設計,如果在比賽配合出現問題,則有可能導致在規定時間內無法完成比賽,指導教師可依據學生掌握知識的情況,對學生進行分工。如將基礎知識掌握比較全面的學生作為組長,負責電路整體設計、單片機編程比較好學生的負責單片機控制、文筆比較好的同學負責論文報告的寫作。這種賽前實戰模擬訓練還有一個重要的目的,學會排查問題電路。在電路的設計和焊接過程中,會出現各種問題,一般來說,即使是指導教師在短時間內發現問題也是很困難的事情,這些問題出現在賽場上,只能依靠學生自己解決問題,對于對電路的初學者來說,這種問題也是經常發生,焊接的電路也很難一次成功,學會排查電路故障時參賽學生必須掌握的基本內容。針對存在問題的電路,當某一部分電路出現問題的時候,首先需要要做的是需要是檢查電路設計的是否正確,確信電路設計正確后,再依照電路圖檢查電路連線問題,如果都沒有問題,則需要依照電路從前往后每一個焊點都需要采用萬用表或者示波器測量電壓或者波形。這也需要對電路的原理極為熟悉,清楚了解電路中每一處的電壓的大小、每一處電壓波形形狀等相關參數,以判斷電路出現的問題所在。
六、結論
本文僅僅是從以上幾個方面來討論如何在賽前對學生進行培訓,以提高學生參加比賽的成績。但是,畢竟比賽各種意外都會發生,在短時間內完成電路的設計、購買元器件、完成電路作品,即使參加培訓的學生也會由于經驗不足,參數設計等問題等會有很多意外發生,影響比賽成績。加強平時對學生的訓練、增加電路設計經驗是靠平時一點一滴積累起來的,只有打下深厚扎實的基礎,才能在比賽中取得良好的成績。
參考文獻:
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關鍵詞:電子信息;創新能力;實驗實踐;教學改革
21世紀是以信息科學為關鍵技術的知識經濟時代,信息產業是我國重點發展的產業,而電子信息工程專業是培養電子信息技術高級技術人才的主要專業之一[1][2]。地方性院校在電子信息專業人才培養方式上,既不同于清華大學等一流大學,也不同于深圳職業技術學院等國內一些優秀的職業技術學院,如何在缺乏政策、資金、地域優勢,教學手段相對落后的情況下,構建面向區域經濟、行業經濟的應用型、工程型人才培養體系是急需研究的問題。本文針對地方院校電子信息工程的一般性特點,探討了實驗、實踐教學環節改革在電子信息專業教學中的重要作用,培養學生成為具有扎實的專業理論基礎、并有較強的工程實踐能力及創新精神的、在某一專業方向具有技能專長的應用型和工程型技術人才。
一、課程設置保基礎、重實踐、強能力
如何培養當今社會所需要的工程應用型人才、工程教育如何適應市場經濟發展及地方與行業的需要,如何建立適應區域經濟需求的專業方向,課程的設置是解決這些問題的落腳點。地方院校電子信息專業在課程設置上應遵循:保基礎、重實踐、強能力,面向工程應用的原則。
課程設置主要有:基礎課程群、專業基礎課程群、專業必修課程群以及專業選修課程群。專業基礎課程力求保證學生具有較扎實的電子學科系統的基礎理論和知識;專業必修課程使學生在電路系統、軟件技術、信息處理、網絡與通信等幾個方面受到基本的、規范的專業教育;專業選修課課群則根據技術經濟發展不斷優化、更新,使學生能夠了解和跟蹤先進的電子信息技術。實踐教學環節改革旨在培養學生工程觀、系統觀、強化綜合實踐能力,使能從事電子與信息系統的設計、開發、應用。
二、建立適應時展和適應區域經濟需求的實踐教學體系
工科類專業的核心是要培養學生的實踐能力、創新能力和工程素養[3][4][5]。要達到這個目標就必須大力加強實踐教學,建立多層次、多類型的實踐教學體系。建設開放性實踐教學環節,主要通過增加開放性、綜合性、設計性、創新性實驗,進行多學科綜合課程設計,面向工程實際的畢業設計(論文),開展豐富的大學生課外科技活動等培養學生分析問題、解決問題的實際能力,逐步培養創新精神和工程設計能力。
1.學科實驗課
實驗教學在高等工科教育中占有非常重要的地位,它不僅是對理論教學的論證、補充,更是培養學生理論聯系實際,增強動手能力和創新能力的重要手段。現在的綜合實驗臺,雖提高了實驗效率,但學生的失去了動手參與的機會,這樣的實驗激發不了學生的興趣,更談不上有什么創新性。實踐教學改革目標要求在實驗課中減少驗證性實驗項目,增加綜合性和設計性實驗項目。實際教學中在單片機應用、電子線路、C++編程等課程要求設計性、開發性試驗或編程題目達到80%以上,并要求每學生每門課程至少提出一個創新性題目,并進行方案設計,實驗室提供相應制作條件并計入學科成績,這對促進學生的積極性,加強工程實踐能力培養起到積極作用。
2.綜合課程設計
課程設計是實踐教學環節中非常重要的一個部分,學習某一專業學科基本分析、計算、設計方法的過程。但是縱觀現階段電子技術發展,電子系統越來越復雜,硬軟件結合緊密,學科知識綜合交叉,僅用一門學科知識很難完成實用性的設計;因此有必要對專業基礎課、必修課進行分門別類,組合成群,進行綜合性課程設計,才能加強課程設計的全面性、有效性。實際教學中我們把電子信息專業基礎平臺組成四個課群,開展四項綜合課設,促使學生綜合運用所學知識,了解各個學科相互聯系,理解電子系統的組,建立了系統工程觀念。
(1) 電子技術綜合課程設計。電子技術基礎包括模擬電子和數字電子技術和通信電子技術,是電子信息技術類專業的重要專業基礎課,通過模擬、數字、數模混合電路的綜合設計,通過使用開發板、計算機仿真、實際制作相結合的手段,進一步使學生掌握、融合電子線路基本理論、方法。綜合性的電子技術課程設計題目主要有:數顯溫度計、電壓表、電流表的設計、超聲波測距系統的設計、簡易數字存儲示波器設計、數調信號發生器、數字頻率計、數碼功率放大器等等。
(2)單片機及應用課程設計。單片機在電子系統中的應用極為廣泛,其難度適中、應用開發成本低,設計過程具有創造性,與其他學科結合緊密,特別適于地方院校電子信息專業學生學習和應用。在完成電子技術基礎、通信線路、單片機、傳感檢測等課程后,學生已具備了較多的電子方面的知識,選擇一個與單片機應用相關的項目,設計出進而完成一個實際產品的設計,可培養學生的電子系統觀、工程意識,使課程設計更接近實際產品設計。采用的單片機以51為主,兼顧其他如6805系列,PIC單片機、AVR單片機、MSP430單片機等。電子信息專業中,信號處理課程是主要的專業課程(包括數字信號處理、數字圖像處理、語音信號處理等),但是由于課程的概念比較抽象,許多理論是基于較為繁瑣的數學理論和數學推導,容易使學生感到乏味很難與實際結合起來,達不到預期的效果。考慮實際硬件制作的難度和成本,根據我校學生的實際情況,主要采用軟件Matlab等進行仿真的方法進行課程設計。本課程的教學重點并不在于提高學生的軟件編程能力,而是要求學生掌握信號處理課程的基本概念、基本方法和基本技能及基本應用。因此,我們采用仿真軟件來滿足“信號處理”課的教學的需要。如: FIR數字濾波器的設計、數字圖像處理算法、語音信號的編碼、合成、識別等都可通過Matlab仿真實現。
(3)應用軟件編程的課程設計。電子信息專業軟件類課程有基礎層次的《面向對象程序設計》、《軟件技術基礎》、《數據庫原理》和專業選修課《C++與可視化程序設計》、《JAVA語言》等課程。眾所周知,計算機語言系列的課程是實踐性非常強,為此在綜合設計中突出實用性,需用所學的一門以上的語言對一些小型項目進行模擬開發,目的在于訓練學生綜合應用所學程序設計知識,獨立完成項目設計問題、加深軟件系統理解,提高編程水平,實際教學中題目主要包括:信息管理系統設計、可視化工控程序設計、開發網絡小游戲、網頁制作等。
3. 畢業設計
畢業設計是培養學生理論聯系實際、綜合分析解決實際問題能力的重要實踐教學環節,是對學生在校四年學業中的基礎理論知識、運用工具知識、實際動手能力、知識創新等綜合知識能力的綜合訓練,對培養工程實踐能力具有重要意義。對此,畢業設計的選題要盡量來源于生產實踐實際和科研課題,做到“真題真做”。實際課題有助于學生主動學習,激勵學生的獨創精神,培養學生的創新能力。此外為調動了學生學習的積極性和創造性,鼓勵學生根據自己的就業意向、興趣、社會需求自擬畢業設計課題。面向工程實踐畢業設計題目類型主要有:①硬件設計部分,以各類單片機為主的系統設計;以DSP為主的信號處理硬件設計;儀器儀表信號采集處理的電路設計,通信系統設計等,智能建筑弱電系統設計;面向工控的PLC應用系統設計等。②軟件部分:管理數據庫設計;網絡通信編程;基于Vis)ual C++的工控軟件、組太設計;語音、數字圖像處理與仿真;此外畢業設計嚴格做到一人一體,要求使用當前先進理論和技術,選擇流行的硬件芯片、軟件和開發工具,是畢業設計過程與企業人才需求接軌。
三、豐富大學生課外活動、組織學生參加各級各類電子競賽
建立學生創新中心,參加電子設計競賽。為了豐富大學生生活,增強學生實踐能力,我們由專業教師組建了大學生創新中心,還邀請企業的工程師作為兼職輔導老師,我院地處河北,緊鄰京津,創新中心根據這一區域經濟發展和技術要求,設立了不同的產品設計和研究課題學生還可以根據自己的興趣、愛好進行一些小制作、小發明。我們還積極開展第二課堂活動,激發學生興趣,積極參加全國、全省的電子設計競賽,學校和院系也可以經常組織一些中小型的競賽活動,如、無線電通訊比賽、網絡設計比賽、網頁制作等。
定期進行專題講座。定期開展學術講座,內容涉及到《智能信息處理》、《高速DSP技術及其應用》、《ARM嵌入式系統設計》、《無線通信系統開發》、《虛擬儀器及其應用》、《電子設計自動化》等技術,使學生普遍獲得了較大的信息量,更加深人地了解了電子信息技術。
建立健全校外實踐基地,加強產學研合作。高素質人才的培養離不開優越的條件和優良的環境,在完善基礎實驗設施的基礎上,建立健全校外實踐基地,建立與企業和科研單位的廣泛的聯系,共同承擔人才培養、有計劃地組織參學生參觀、實習和生產勞動,擴大學生的視野,增加他們與社會接觸的機會,了解科學技術的最新發展動態。
作者單位:河北建筑工程學院
參考文獻:
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1精細化管理及其特征
精細化管理是一種理念[4],并非某種具體管理模式和方法,它倡導凡事應堅持一種認真的態度和科學的精神,堅持“沒有最好、只有更好”的理念,提倡人們養成用心做事、重視細節,把小事做細、把細事做透的良好職業態度和職業習慣.精細化管理是一種追求,并非某種具體標準,它啟迪人們要打破常規和經驗定勢.用創新思維對工作流程、組織系統等持續改進、不斷優化.精細化管理是一個過程,并非某種既定目標.管理層次從低級到高級,方式從粗放到精細,行為從不習慣到習慣,由淺入深,循序漸進,是一個長期、復雜、艱巨的過程,不能一蹴而就.其運行過程循環往復,層次水平螺旋提升.
2實驗室的精細化管理
2.1實驗室建設
最近幾年,我院除學校正常投入以外,持續得到了10余項省部級以上本科教學質量工程項目的資助,如首批教育部卓越工程師培養計劃(通信工程專業和計算機科學與技術專業)、國家特色專業(通信工程專業和物聯網工程專業)、國家綜合改革試點專業(通信工程專業和物聯網工程專業)、教育部—IBM產學合作專業綜合改革項目(云計算技術與應用)、江蘇省品牌專業(物聯網工程專業)、國家級校企共建的工程實踐教育中心項目(河海大學—江蘇國光信息產業股份有限公司工程實踐教育中心,河海大學—廣州周立功單片機科技有限公司工程實踐教育中心)、省級校企共建的工程實踐教育中心項目(河海大學—常州移動物聯網工程實踐教育中心).在實踐中提出把大項目化整為零,劃分為若干個學院級別的子項目,由課程負責教師或學科負責教師擔任子項目(相關實驗室建設或改擴建)負責人,要求他們組織相關人員(子項目參與人)在充分調研論證的基礎上,制定翔實的項目實施方案及項目實施進度表.為充分調動參與教師積極性,年終工作量測算時,我院會根據項目驗收情況對子項目負責任人和參與人認定合適的工作量分值.這樣,學院從領導班子到子項目負責人,再到參與人,一級督促一級,層層抓落實,可有效提升建設項目資金使用效率,避免浪費.
2.2實驗教學管理
為有效培養學生的實踐創新能力,把實驗教學從內容和形式上劃分為“三層次實驗”,即基礎性實驗、提高性實驗和研究創新性實驗[5].為提高實驗教學質量,我院制定了完善的實驗教學管理辦法.基礎實驗是學生發展的基礎,主要包括電路分析、模擬電子技術、數字邏輯與系統、C++、數字信號處理、微機原理、單片機技術與應用、高頻電子線路、軟件工程、DSP技術、EDA技術、嵌入式系統設計等12門實驗課程.為確保基礎實驗教學質量,我院采用“五環過程管理辦法”[6],在實驗預習、實驗操作、記錄審簽與器材檢查、實驗報告、實驗考核與實驗室開放等5個環節中,均對教師和學生提出明確要求,環環相扣,使每一環節均落到實處.提高性實驗內容要具有設計性、綜合性和應用性,實驗題目要與企業科研或生產相關,面向全體學生,按照大綱要求開出“課程設計”和為自愿參加專業綜合實踐的學生提供場地、設備和指導.我院對課程設計采用“六環過程管理辦法”[7],在課題布置與要求、方案論證與設計、原理電路仿真與改進、實際電路安裝與調試、學生作品驗收與研討、課設報告寫作與評閱等6個環節中,均對教師與學生提出了明確要求,每一環節師生均有抓手,切實提高了學生的實踐能力.而對于專業綜合實踐則采用“七環過程管理辦法”[8],對“雙向選題、方案論證、每周交流、中期檢查、限期整改、驗收答辯和成績評定”等7個環節均給出明確要求.研究創新性實驗須有企業導師參與,作品要達到學院實物驗收標準,主要包括面向全體學生,按照大綱要求開展畢業設計實踐創新活動,和為申請參加大學生創新訓練計劃和教師科研課題的學生提供科研服務與指導.對于畢業設計,采用“十環過程管理辦法”[9],對“畢設布置、課題論證、開題報告、每周交流、中期檢查、限期整改、實物驗收、論文答辯、成績評定、畢設評優”等10個環節均制定了明確的管理辦法.按照精細化管理的理念,我院大力支持教師開展實踐教學改革研究工作,改進實踐教學方法,使實驗教學管理辦法進一步改進和優化,“沒有最好,只有更好”.近5年我院教師在實驗技術與管理和實驗室研究與探索上,50余篇;近3年承擔省級及以上教研課題15項;獲省級教學成果獎4項.這些研究成果為實踐教學管理的進一步精細化奠定了理論基礎.
2.3實驗室專任教師考核
實驗室專任教師業績考核是隊伍建設的一個重要方面,也是實驗室管理中需要重點解決的關鍵問題.而傳統的實驗室專任教師的考核多以定性為主,定量為輔,隨之而來的是干多干少一個樣,獎金分配是“大鍋飯”,這樣不利于調動實驗室專任教師的積極性.我院從實驗室專任教師的崗位任務出發,建立了一套科學、規范的實驗室專任教師考核辦法,提高了實驗室專任教師的工作積極性.
2.3.1物聯網工程學院實驗室現狀
我院現有2個省級實驗教學示范中心(江蘇省電子信心技術實驗教學示范中心和江蘇省計算機基礎實驗教學示范中心)、1個物聯網技術綜合實驗教學中心、1個大學生創新創業實踐基地,總面積5300m2,設備2623臺(件),總值1053萬元,面向物聯網工程、通信工程、自動化、電子科學與技術、計算機科學與技術等11個本科專業,通信與信息系統、檢測技術與自動化裝置、物聯網技術與應用等3個碩士專業,開設12門專業基礎實驗課程,以及提高性和研究創新性實驗課程,實驗、實訓項目個數185個,現有實驗室專任教師17人,其中高級實驗師7人,碩士以上學歷8人,在讀博士1人.
2.3.2實驗室專任教師考核辦法
傳統的實驗室專任教師的考核多以定性為主,定量為輔,是由于實驗室專任教師的工作量考核是一個復雜的問題.實驗室專任教師的工作既有實驗教學,又有實驗室管理與建設,還有科研和社會工作等;具體到我院實驗室專任教師,他們工作內容跨度大,有專業實驗室崗位、有基礎實驗室崗位,還有計算中心實驗崗位;服務面向專業多,共有11個本科專業和3個碩士專業;職稱和級別差別大,有初級實驗師(11—12級)、實驗師(8—10級)、高級實驗師(5—7級);學歷層次差距大,有在讀博士、碩士、本科和專科.所以用簡單粗放的方式進行量化考核比較困難,長期以來,對他們的工作量考核,多數定性而不定量.我院首先界定實驗室專任教師的崗位任務包括實驗教學、實驗室建設、實驗室管理、科研、社會工作等,然后以學院文件的形式對各項工作給出了量化方法和權重,最后給出了各個級別崗位的總分要求,體現了按勞分配的原則,從而激發了實驗室專任教師的工作熱情與責任感,使學院的實驗教學和實驗設備管理工作充滿生機與活力.在考核實踐中,對于超過總分要求的給予表揚獎勵,對于達不到總分要求的給予幫助,要求在下一年多承擔一些工作.
2.4實驗設備管理工作的量化
我院明確實驗室設備管理由實驗室專任教師負責,并規定了設備管理要求:實驗室專任教師協助實驗教師完成所管轄實驗室的實驗教學任務,排除實驗過程中的設備故障;做好所管實驗室的安全衛生、統計報表、實驗設備維修保養;做好實驗材料的準備和補充;做到實驗儀器設備賬、物相符;設備維護、保養、修理、調劑、報廢及時;儀器設備完好率在95%以上;完成實驗后清理入庫和安全檢查工作.實驗設備管理工作量(S)按課程類別(課程實驗、課程設計、綜合實踐、認識實習、畢業設計等)和門數計算.
3結語
經過幾年的探索與實踐,我院實驗室精細化管理取得了較好的效果,學生的實踐創新能力穩步提高,僅2014年本科生就獲得13項國家級競賽獎,72項省部級以上競賽獎,受理專利22項,專利授權13項,軟件著作權頒證21件,12篇.精細化管理是一種理念,一種追求,一個過程,“沒有最好,只有更好”.
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[8]朱昌平,朱陳松,路龍惠,等.通信工程專業綜合實踐“七環節”過程管理辦法[J].實驗技術與管理,2007,24(12):11G14.
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