電子信息類實踐教學研究
時間:2022-11-24 11:02:47
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摘要:大學生電子設計大賽作為高校電子信息類專業的主要學科競賽項目,其規模和影響力越來越大。本文根據大學生電子設計競賽的內容和特點,指出傳統電子信息類專業課程實踐教學存在的不足,針對學生在參與競賽中暴露出的一些問題,探索電子信息類專業實踐教學改革,提出一些措施。
關鍵詞:電子設計競賽;實踐教學改革;電子信息
電子信息類專業是應用計算機等現代化技術進行電子信息控制和電子信息處理的一門學科,主要研究信息的獲取和處理,電子設備與信息系統的設計、開發、應用和集成,屬于工科專業,強調實踐能力的培養。目前,我院現有電子信息類相關專業三個:電子信息科學與技術、通信工程、物聯網工程。全國大學生電子設計競賽(以下簡稱國賽)和湖南省大學生電子設計競賽(以下簡稱省賽)逢奇偶年交替舉辦多年,其規模和影響越來越大,得到了大多數開設有電子信息類專業的高等院校的積極響應,是評價學校電子信息類專業學科發展的一個重要指標[1]。
一大學生電子設計競賽內容和特點
全國大學生電子設計競賽起源于1994年,湖南省電子設計競賽開始于2012年,交替錯開每兩年舉辦一次,采用“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”的組織運行模式,其競賽規則、比賽時間、評審要求和組隊規模都有一定的要求。競賽題目具有實際意義和工程應用背景,主要包含電力電子、高頻通信、信號檢測和處理、自動控制等幾個方向,綜合應用性強,必須依靠多學科知識才能完成。競賽內容涉及到的專業知識面廣,其中包括單片機(微機原理、可編程邏輯器件、嵌入式系統)、C語言程序設計、電子電路(模擬電路、數字電路、高頻電路)、自動控制理論、傳感器技術和通信技術等。著重考查學生綜合運用知識的能力和實踐動手能力,也檢驗學生的獨立工作能力、心理素質和團隊合作能力。
二通過競賽發現的問題
(一)課堂教學內容與實際工程應用脫節。電子信息是一門日新月異、更新速度極快的學科,而目前教材和課堂教學內容往往滯后于市場的發展,學生無法接觸到新技術、新理念和新產品。(二)理論應用于實踐能力較差。沒有將所學專業知識系統化集成化,在電子設計競賽過程中,學生缺乏實踐思維,很多學生不能運用課堂所學的理論知識去分析和解決具體應用問題,不會將具體應用場景理論化和進行建模,在競賽中表現為盲目動手,毫無理論依據[2]。(三)動手能力、實踐能力不扎實。部分同學對基本儀器儀表(示波器、萬用表、信號源等)的操作不熟練,電路布局、元器件焊接、走線等不規范不美觀,考慮問題不全面。(四)綜合能力較差。對單元電路論證缺乏系統分析,對系統電路論證缺乏邏輯性,硬件調試和程序調試缺乏經驗和方法。部分同學團隊協作能力、文檔編輯能力、計算機應用能力和心理應變能力更需要加強。
三實踐教學內容和方法的改革
(一)注意學科教學的前沿和發展狀況,注重教學內容的面向工程化。大學生電子設計競賽內容主要涉及到單片機、電子電路(模擬電路、數字電路、高頻電路)、自動控制理論、傳感器技術和通信技術等。就本人已經主講的六年的“單片機原理及應用”課程,其原來課程配套教材圍繞Intel生產的8位MCS-51單片機為主,配套編程語言為匯編語言。然而,實際上Intel公司早就把單片機核心技術賣給ATMEL公司,自己不再生產單片機芯片,市場上產品化所用的單片機更是以AVR、PID、STM32為主,其中最明顯的變化就是程序存儲器不再是ROM而是Flash結構,單片機編程語言以方便易懂、移植性好的的高級語言C語言作為主流。由于學校更著重的是基礎教育,與企業公司和研發機構聯系不多,接觸新技術比較困難,而大學生電子設計競賽提供一個這樣的平臺,其題目和要求的難度和深度促使高校相關學科老師和學生去尋求最新的電子元器件和集成電路、更優化的算法、更流行的解決方法和設計理念去分析問題、解決問題,在學校中培養學科教學內容在實際項目當中的運用,使其面向工程化。(二)廣泛開展學生課外科技活動,積極參加各種學科競賽。為了更好地開展學生課外科技活動和參加各種學科競賽,學院成立了電子競賽指導小組,小組成員由學院具有實踐經驗的年輕教師組成。依托創新訓練中心,聯合其它學院每年上下學期開展校內電子設計競賽,同時作為國賽和省賽的遴選工作;宣傳和鼓勵學生參加國家級、省級和校級創新性實驗的申報,聯合院團委組織開展“挑戰杯”大學生創新創業科技競賽活動申報、評審工作,以及“電腦鼠走迷宮”、“畢昇杯”等活動。經過多年的努力,學院學生參加電子設計競賽的熱情逐漸高漲,參加各類學科實踐競賽的人數增多,積極性也加強,參與競賽是對電子信息類學生一次鍛煉和展示自我能力的機會[3]。(三)改進課堂教學方法,引導學生思考和把握解決問題的步驟和方法。在電子信息類專業教學中,應有意識地提出問題特別是實際工程問題的介入,吸引學生,繼而提出與為題相關的課程知識點,展開討論。在課堂教學中,教學內容源于教材,但不局限于教材,鼓勵學生查找相關資料,完善自己的知識體系。大學生電子設計競賽強調學生綜合知識的運用能力和資料的整合能力,這就要求電子信息類專業教學過程中淡化概念的條文背誦,強調概念的理解、相互聯系和運用、強調自學能力。應使學生學完之后懂得如何應用,應用時知道要查找什么資料,如何查找,哪里查找.強調知識的實用性、總體性和有機聯系性。(四)重視課程配套實驗教學,培養學生的實驗基本技能和實驗態度。本科實踐教學環節的課程設置和實驗教學內容相對比較老化,缺乏靈活性,且書本知識與實踐環節的聯系相對單一,實踐內容多為課本理論知識的測試性、驗證性、模仿性內容,學生對理論知識的融會貫通能力幾乎沒有,學生的學習主動性及積極性相對比較差[4]。本人主講的兩門課程,附帶的實驗共有7個,其中驗證性實驗5個,設計性實驗2個,實驗內容都與程序設計相關。對于驗證性實驗,除了根據實驗要求得到實驗結果外,另外提出若干個問題,對實驗結果和實驗附帶程序進行分析,每組參與實驗的學生隨機得到一個或者幾個問題,通過研究程序、分析數據、查閱資料、相互討論等方式最后求得解答。對于設計性實驗,針對一組的每個學生,將實驗要求作一點點小的變動,這樣,避免一旦某個學生程序成功,其他學生利用現成成果坐享其成的現象,迫使每個學生真真正正參與實驗過程中去[5]。(五)優化師資隊伍,實施階梯型培訓措施。教師必須不斷地擴充自己的知識,查閱最新最先進的技術資料和算法實現,加強高校院系之間的溝通和交流,提高自身的實踐能力、科研能力和組織能力,與各儀器供應商生產商保持緊密聯系,跟社會和市場電子信息類技術保持同步。同時,由于參與競賽學生的年級和專業不一樣,形成理論基礎和動手能力的差異性,僅僅靠幾個教師是沒有辦法形成普及化指導,這就需要高年級指導低年級,軟硬件各有優勢的相互學習,形成“學生指導學生,老生指導新生”的模式,既能加強學生之間團隊能力和溝通能力,又能減輕指導教師的負擔,形成良好的學習氛圍[6]。
四結束語
總之,大學生電子設計競賽對我院電子信息類專業的教學改革指明了方向,而教學改革發過來推動大學生電子競賽的發展和成果,二者相輔相成,相互影響。通過參加電子設計競賽的經驗,可以明確自身的強項,也發現了教學中存在的缺陷,這為進一步推進實踐教學改革指明了方向,通過近年來對實踐教學的改革,培養了學生的實踐能力,提升了競爭力,取得了長足的進步.未來也需要將提高實踐教學水平作為一項長期工作來抓,不斷提高教育教學質量。
作者:鄒孝 劉美容 馬天雨 單位:湖南師范大學
參考文獻
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[3]楊民生,伍宗富,任艷惠.以電子設計競賽促進自動化實踐教學改革研究[J].教育教學論壇,2012(37):123-124.
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[6]湯莉莉,王紅心.基于應用型人才培養的獨立學院電子信息類專業實踐教學模式研究[J].教育現代化,2015,(15):83-84.
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