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(2)学生虽有一定的动手能力,但容易仅凭经验拿到元器件直接在电路板上进行焊接,往往导致功能测试时纠错困难。随着计算机技术的飞速发展,学生利用计算机仿真软件进行硬件原理图的设计是发展的必然趋势。
(3)学生制作出的电子作品外观布局多样,如何将设计好的电路进行科学PCB制板能力制板,才能方便焊接,且减少相互干扰,是设计最终成功的关键。
(4)学生在焊接技术不够娴熟,使得电子作品调试不能完全达到要求,焊接的好坏,直接关系到电子产品或制作的质量。为了取得好的赛绩,必须着力培养学生电子设计制作的综合能力,即查阅资料、硬件原理图的设计、电路板的布线与制作、焊接功能测试能力。其中硬件原理图的设计能力的培养是教学中的突出难点。
二、Proteus硬件仿真技术改革电子设计大赛教学内容
电子设计大赛采取理论教学与制作训练结合的集训思路对学生进行指导。理论部分进行模块化分解包括:基本元件;传感器;集成芯片部分。教师按此分类进行模块化理论教学,学生通过模块来构建自己的知识结构,形成个体独特的知识体系。制作训练部分包括:电子仪器和Proteus仿真软件的使用;常用的基本单元模块的设计和制作;综合电子制作训练。理论教学和制作训练在时间安排上遵循交替进行原则,并增加了Proteus硬件仿真技术的应用。Proteus是英国Lab-centerelectronics公司于1989年开发的一款电路仿真软件,拥有丰富的元器件、各种虚拟仪器、图形化的分析功能,现已在全球50多个国家得到应用,广泛应用于高校的大学生或研究生电子学教学与实验以及公司实际电路设计与生产。Proteus主要由两部分组成:ISIS原理图设计仿真系统;ARES印制电路板设计系统。硬件原理图的设计能力是困扰学生的突出难题,也是保障电子设计制作成功的重要前提。因此,在电子设计大赛中将主要应用Proteus软件的ISIS原理图设计仿真系统辅助教学。Proteus软件硬件原理图设计及仿真的具体步骤为:新建设计文件并设置图纸参数和相关信息;放置元器件;对原理图进行布线;利用ISIS提供的电气规则检查命令检查原理图,调整原理图布局;电路运行调试。
三、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中的教学实施
Proteus硬件仿真技术作为一种先进的教学手段,贯穿应用于电子设计大赛的理论教学和制作训练教学全过程。
1.Proteus硬件仿真技术在理论教学中应用Proteus软件提供了很多种类的虚拟仿真工具,包括探针、虚拟仪器、信号发生器、仿真图表等。Proteus软件的虚拟仿真模式包括交互式动态仿真和基于图表的静态仿真。采用虚拟演示实验的方法,将Proteus仿真技术引入电子设计大赛理论教学环节,教师可以通过多媒体展示电路的仿真情况,形象地讲解电路理论及原理,使学生清晰观察到电路运行的现象、信号波形以及各种参数曲线,从感性上加深对电路原理与性能的理解,直观地掌握教学内容,提高教学的效果与效率。以非门电路组成非对称型振荡电路为例,电路的基本工作原理是利用电容器的充放电。当输入电压达到非门的阀值电压Vth时,非门的输出状态发生变化。因此,电路输出地脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。通过Proteus软件的交互式动态仿真方式,采用虚拟示波器输出电路中的四处节点波形,从波形结果发现:非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的,输出脉冲宽度tw1=RC,tw2=1.2RC,T=2.2RC。通过调节R和C值,可改变输出信号的振荡频率,改变C实现输出频率的粗调,改变R实现输出频率的细调。
2.Proteus硬件仿真技术在制作训练中应用
制作训练采用循序渐进的方式进行,制作训练初期主要是电子仪器和Proteus软件的使用;从制作训练中期开始,需针对常用的基本单元模块进行设计与制作;制作训练后期,以往届赛题和模拟赛题为训练内容进行综合电子制作。通过分析往届赛题发现,计数显示电路的设计训练是赛前培训的重点之一。现以一款数字显示倒计时定时基本单元电路的设计为例,该电路适用于各种需要定时的场合,如电话定时、路灯定时、某一种状态或过程控制定时等。按照Proteus硬件原理图设计步骤,电路主要由计数脉冲产生电路、减法计数与数字显示电路组成。其中计数脉冲产生电路可以由NE555芯片按照多谐振荡电路进行接线,也可以由简单的门电路产生,还可以由运放电路产生,此处简要地用矩形波信号源表示计数脉冲输入信号。减法计数与数字显示电路主要由可预置4位二进制可逆计数器U1(74HC193)、U2(译码/驱动CD4511)、U3共阴极七段数码管组成。R2与C1组成预置数电路,在通电瞬间对U1(74HC193)进行预置数9。之后,U1的4脚每接收到一个负脉冲,U1计数一次并减一,数码显示由9变成8,当定时时间一到,显示器显示0,并且U1的13脚TCD输出一负脉冲,由该信号驱动各种执行元件,如晶体管、晶闸管、继电器、光耦合器等。本电路作为一款通用基本电路,只需稍作改动就可实现多种功能,例如需要进行两位数显示,只需改用两片74HC193分别对个位和十位进行计数,再用两片CD4511驱动两位数字显示即可;如果需要实现倒计时定时报警功能,只需利用U1(74HC193)的13脚TCD作为触发信号连接驱动蜂鸣器的执行电路即可。采用Proteus硬件仿真技术,在原理图设计阶段就可以进行评估,验证所设计的电路是否达到要求的技术指标,还可以通过改变元器件参数使整个电路的性能最优化,大大节省了设计时间与经费,提高了设计效果和质量。
四、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中实施的效果评价
1.Proteus为电子设计大赛提供了多媒体教学平台
Proteus软件为理论教学提供了先进的实验、演示和电路分析。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性,讲解各种参数改变对电路的影响,帮助学生突破抽象的难点知识的理解,形成扎实系统的知识体系。
2.Proteus为电子设计大赛提供了虚拟实训平台
Proteus软件所提供的一系列元件库,既能实现实验箱固定模块的验证功能,还能根据教学内容进行调整,整个过程不受时间、空间限制,突破了传统实训室的局限性,克服了学校经费不足和仪器设备不足对教学指导的困扰。
3.Proteus为电子设计大赛提供了创新平台
Proteus软件提供的硬件仿真功能,为电子设计大赛注入了活力,培养了学生科学的电子设计方法,有效地提高了学生针对实际问题进行电子设计制作的能力以及创新发挥的能力。
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2012)08C-0020-03
知识经济需要素质教育,实施素质教育的重点是培养学生的创新意识和创新能力。本文研究如何依托电子设计大赛培养大学生的创新能力。
一、电子设计大赛的开展与大学生创新能力培养研究课题的预期目标
一是以电子信息学科为依托,进行机构调整与课程的整合、优化。二是调整实训教学模式,创建一流的电子实训课程体系。三是建立四个层次的实训教学模式:基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练。四是组织课题成员和系部教师参加全国、全区大学生电子设计大赛,力争获得一等奖以检验课题的实战效果。
二、本研究课题主要解决的教学问题
我们走访了多家兄弟院校,听取了一些电子企业对大学毕业生的能力要求,查阅了大量的资料,并和广西电力职业技术学院教授、毕业生讨论与座谈,对当前教学中存在的问题进行深入分析。通过广泛调查研究,大家一致认为目前的教学模式和实训室管理模式已不适应培养21世纪所需的电子类具备创新能力人才的需要,主要表现在:一是教学模式过时。实训以验证性实验为主,缺乏创新能力培养的有效机制。教学中只考虑完成一种实训项目,没有按照学生的特点进行个性化、分层次教学。二是实训课效率低。实训内容陈旧,实训设备落后,尤其缺乏现代现代化水平的教材、仪器和相应软硬件设备。三是管理封闭。课程之间的联系、资源共享等方面存在障碍,设备利用率不高。四是陈旧的考核手段不利于大学生创造力的培养,不利于发掘学生的创造性。五是理论教学脱离实际。针对上述问题,我们提出以下解决方法:
第一,成立电子设计竞赛领导小组,从组织上、制度上保证这项工作的顺利进行。领导小组成员从组长到指导教师分工职责明确,管理规范。
第二,针对当前高职电子技术教育存在的问题,建立基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的实训教学模式,并由此形成一整套基于问题驱动的电子技能训练的方法与课程体系;建立现代电子创新设计实训室,模拟企业工作环境,配备现代化的电子仪器设备,制定开放的管理制度,提供自主命题、自主研究、自主讨论的空间;利用电子协会和电子课外科技活动中心,设立创新设计奖,吸引大批学生参加业余电子产品制作活动,形成广泛的群体基础,通过层层选拔,层层培训,培养拔尖人才;不定期邀请校内外电子专家、教授为大学生作专题报告,拓展学生视野;组织有经验的教师编写《电子实训》培训教材,增加以设计性、系统性为主的实训内容,将反映电子科学技术发展趋势的内容充实到实训教材和教学环节中。强化对学生创新能力的训练功能,提高他们应用新技术、新器件解决系统问题的能力。
三、实施过程
(一)现代电子技术实训教学模式改革思路。在分析电子技术实训教学存在的主要问题后,大家明确了项目的目标:通过改革,探索和建立适合现代电子技术实训的教学模式、管理模式;注重应用型人才的培养,强化实践环节的训练,使实训室成为学生动手能力和技术创新的主要基地之一,培养具有创新能力的学生;通过改革,编写与完善一些实训教学的新教材;培养和锻炼一支高素质的师资队伍。在此基础上,确定本项目对现代电子技术实训教学模式进行研究的思路:
1 全面修订本学科教学计划和实训教学大纲。根据教育部对电子信息科学技术专业教学的基本要求和广西电力职业技术学院电子与信息工程系对课程改革的思路,应对本学科教学计划和实训教学大纲进行全面修订。教学内容的更新也是一个与时俱进的过程,改革的基本目标是减轻学生负担;压缩必修课学时,增加选修课门数,给学生较大的自主选择空间。加强实践教学环节,突出综合应用能力的训练,培养学生的创新能力。
2 提出实训教学改革的整体思路。按基础、综合应用、提高创新三个层次的培养目标组织实训教学,将实训课分为基础实训、综合应用实训和创新实训三种类型。压缩原有大量验证性的基础实训的比例,增加以设计性、系统性为主的实训内容,将反映电子科学技术发展趋势的内容充实到实训教材和教学环节中。强化对学生创新能力的训练功能,提高他们应用新技术、新器件解决系统问题的能力。根据学生的不同类型,贯彻“基本要求、需求选择”两种不同的教学要求,即对大部分学生的教学执行基本教学大纲的要求,对部分学有余力、有进一步需求的学生,创造各种条件进行培养,以满足他们的创新要求。
3 改进教学模式。改革传统教学模式,分层次教学:基础实训以教为主导,强调学生掌握扎实的基础;综合应用实训教师与学生并重,教师着重指导;创新实训以学生为主。
4 改革实训考核体制。将实训从封闭模式向开放模式过渡,在项目实施期间将电子系现有十几个验室改建成实训中心,资源共享,并向全校相关院系师生开放。
(二)参赛队员选拔方式。我们面向全院学生发动宣传,正确引导学生根据自身条件自由报名。由于场地可容纳人数有限,一般参加培训的竞赛学生组数计划为32组,每组3人,同时为了保证参赛选手的可持续性,我们规定每年都有部分一年级的新生加入,采用“以老带新”的方式持续培养。参赛队员一般有如下选拔方式:
1 在学院统一报名,经过笔试、面试两个环节选拔。
2 任课教师、辅导员推荐部分优秀的学生,工作小组三名以上成员考核通过。
3 学生提交个人作品自荐,工作小组三名以上成员考核通过。
通过以上方式的筛选,学生中的优秀创新型人才有了展现的机会。
(三)阶段性的电子设计大赛培训内容与课时实施计划。根据大赛的要求、学生的学习特点、创新能力培养的规律要求,培训内容采用基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的实训教学模式,以训练学生的电子设计与制作能力和创新能力、产品开发能力。
第一阶段是基础性学习。由全体指导教师在课余时间对选拔的参赛队员进行集中辅导授课,强化智能电子产品设计相关的基础知识和技能。
第二阶段是设计性实训。由全体指导教师在课余时间对参赛学生进行分方向类别的专项训练,大致分为电源电路类、功放类、可控放大与滤波器类、仪器类、智能小车和其他运动控制类,使每组学生初步掌握两个方向类别的电子设计与制作的知识和技能。
第三阶段是综合性实训。主要是用历年的竞赛真题来训练参赛学生,并按照相同的要求在三夜四天的时间内完成,以此来激发学生的潜力和检验训练的成果,并找出进一步努力的方向。
第四阶段是产品开发训练。主要是让学生设计和制作一个在现实生活中具有一定实用价值的产品,以此检验学生的技术思维路线、创新思维方法、专利策略意识等在新产品开发中的应用能力。培训的项目安排和课时安排见表1。
经过以上训练,学生的个人能力有了长足的进步,参加大赛时能够从容面对并且取得非常好的成绩。
(四)制定考核评价方法与奖励方法。考核评价方法分为训练过程的考核评价和竞赛过程的考核评价两部分。训练过程的考核评价由广西电力职业技术学院大学生电子竞赛组委会的工作小组制定标准和执行,包括日常工作考核、理论知识考核和项目作品考核三部分内容,其考核结果相当于一门专业课程的成绩,有相应的学分,具体见相关专业的人才培养方案。竞赛过程的考核评价按大学生电子设计竞赛组委会规定的办法和标准执行。奖励方法按广西电力职业技术学院对学生学科竞赛获奖奖励的相关文件执行。
四、电子设计大赛开展以来取得的成果
第一,开展大学生电子设计大赛促进了电子专业教学模式的改革和课程体系的整合与优化,推动了以项目为载体、以任务为驱动的教学方式的改革,培养了学生科学创新、理论联系实际、团队合作、吃苦耐劳的精神,极大地提高了广西电力职业技术学院电子类专业学生解决实际问题的能力。
第二,电子设计大赛所采用的基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的基于任务驱动的电子技能训练的方法,已经推广应用到广西电力职业技术学院电子与信息工程系计算机控制技术、计算机应用等专业,收到了良好的效果。
第三,为了更好地适应课程体系改革的需要,课题组组织编写了《电子技术基础》、《电子技术基础实训教程》、《电子工艺实训教程》、《汽车车身电子控制维修技术》、《自动检测技术》电子类系列规划教材,由北京理工大学出版社出版发行。课题组努力将电子教学做一体化的思想融入教材中,使学生在学习中获得职业过程的训练。该系列教材在国内高职院校使用了三年,发行量超过3万套,使用效果明显,学生受益匪浅。
第四,课题的研究成果带动了广西电力职业技术学院电子与信息工程系专业建设、精品课程建设和教学团队建设。2010年,应用电子技术专业团队被确定为自治区教学团队;智能电子产品设计与制作被评为学院精品课程;2011年,应用电子技术专业被评为自治区优势专业。
0.引言
作为全国最高规格的学生电子类竞赛,全国大学生电子设计竞赛一直引导高校在实验教学中注重培养大学生创新能力、协作精神和理论联系实际的学风。[1]每一届的竞赛都涌现出许多优秀的、动手能力强的电子人才,但另一方面,也暴露了现今高校电子类本科教学的许多不足之处。
在全国大学生电子设计竞赛中,参赛的大多是每所高校最具动手能力的学生。但从交作品的情况看,即便是优秀学生,某些学生的电子设计水平还是明显不足:有的学生拿不出一点成果,既没有硬件电路,也没有软件程序,甚至没有设计论文;有的参赛学生虽然把一些硬件电路板做出来了,却因为程序调试不通过,即使设计论文写得再好,也没有达到题目的基本要求。而从这些学生的参赛过程,可以分析其在电子设计方面存在的主要问题。
1.知识面窄
面对竞赛题目,方案选型、实际产品制作,学生表现出知识面非常狭窄,思维不够活跃,不能够提出多种设计方案来选择。根本原因在于学生甚至个别教师,在教与学过程中都过于注重教科书的个别经典案例,而对实际应用、设计思路却知之甚少,导致面对设计题目时不知所措。论文大全。
因此,电子专业教学中就要加入大量的关于电子设计、应用的内容。应该在保证基础知识的前提下,适当剔除对实际应用意义不大而偏重理论研究的内容,将这些内容留给考研学生或研究生学习。另外,集成技术和芯片封装飞速发展,要求我们在教学过程中强调基本原理、基本分析方法的同时,增加新器件和专用集成电路内容,使基本原理和实际应用有机结合,进而着重分析由功能单元构成的通用集成电路的应用。因此,应该根据社会的需求和电子设计竞赛的内容增加介绍一些新集成电路和可编程器件等教学内容。同时,还可以组织开展一些跟电子设计有关的选修课、讲座以及技能训练活动,以提高学生的专业水平、开拓学生的专业视野。
2.实践动手能力较弱
部分学生虽然做过相关课程的实验、实习,但制作实际产品时却不知从何做起,基本的电子制作技能较差,不能做到布线规范、焊接牢固、懂得排除故障等等。若一个电子设计者不掌握这些技能,那么他不可能把自己的设计成果做成实物来调试,也就不能验证其设计的合理性。论文大全。因此,这些都是把电子产品付诸实际的基础技能。而部分学生缺乏技能锻炼,能力亟待提高。
要解决这个问题,建议压缩纯理论的教学内容,把时间留给学生多做实验、多做实习、多做电子产品的设计,而且学生要有足够的时间把这些实践练习仔细做、重复做。譬如电子工艺实习时,制作电子产品的每一步骤都应该让学生操作:从电子元器件(包括贴片元件)的识别与检测,到印制电路板的设计、制作,再到电子元器件的安装、焊接(包括拆焊),整机调试、测试,最后写出总结报告。整个过程缺一不可,而且应该在实习中安排若干件电子产品,让学生通过这几件产品把每个步骤都重复几遍。只有这样,学生才会练就制作电子产品的功底,在真正设计电路的时候,就会减少因为制作上的失误而导致调试失败、产品完成不了的机会。
3.综合运用知识能力差
一个电子产品的开发,包括方案论证、器件选取、单元电路调试、电路图的设计、电路板的制作、程序编写、调试及系统测试等内容。这一方面要求设计者有很强的系统概念,对整个方案的选取有宏观的把握;另一方面,又要求设计者对每个单元电路有相当的把握。在电子系统的设计中,部分学生会因一个很小的细节问题而导致整个系统最终失败或开发停滞不前。而另外一些学生,虽然对每个知识点都熟悉,但是多个知识点结合起来,关系错综复杂,多个模块组合成一个系统的时候,驾驭能力明显力不从心,综合应用所学知识的能力不强。论文大全。
学生出现此问题,归根结底是因为他们缺乏电子设计的锻炼。所以,可以改变以理论带动教学的传统思维,尝试以典型产品来带动电子技术理论课程的教学,能使理论与实践结合,提高教学效果。譬如以电子时钟作为主题,当学生学习数字电子技术时,教师引导学生利用数字集成电路芯片设计一款电子时钟;当学生学习单片机技术时,教师引导学生采用软件和硬件相结合的思想重新设计一款电子时钟,用与之前完全不同的电路结构实现同样的功能;随着课程的继续,在基本的电子时钟的基础上逐步加入闹钟、整点报时、语音报时等等功能。用这种方法推广到以多个典型产品来带动教学,学生就既能掌握到理论知识,又能掌握到设计技术,更对基本的电子产品烂熟于胸,这不止对其比赛,对其以后的工作或深造也是极为有利的。
4.眼高手低
全国大学生电子设计竞赛极能检测学生的电子设计功底。若学生在课外不花大量时间浸在电子设计的世界中,很难锻炼出设计实际产品的能力。很多学生在校学习过程中,老师布置的作业、实验、实习、小设计等都能很好地完成,考试也能高分通过,就觉得自己能自如地参与竞赛。但实际上,在有限的四天三夜的竞赛时间里,真正能踏踏实实做出实物,调试成功的却凤毛麟角。这反映出学生缺乏对自身能力的审视,眼高手低。
针对此情况,可以开展校内电子设计大赛,这样既可形成学习气氛,提高学生的实际动手能力,让学生有审视自身能力的机会,也可为学生提供施展才能的空间,为更多的优秀学生脱颖而出创造条件,更能为全国大学生电子设计竞赛选拔优秀学生。其次,建立电子设计竞赛训练中心,定时开展课外活动,让学生在教师的指导下根据自己的兴趣,自己或组队选题、设计,进行电子制作,培养学生自主学习和合作能力。
5.结束语
“重理论轻实践”一直是高等教育中的问题。[2]大学生电子设计竞赛再一次证实了问题的存在,也正在促进各大高校的教学改革。而教学改革又会提高竞赛的水平。竞赛与教改,必将互相要求、互相促进,共同为培养优秀的电子人才而持续发展。
【参考文献】
[1]侯蕊,刘国通.电子设计竞赛对高职实践教学改革的启发[J].中国电力教育,2009,(147:145-146
中图分类号:TM1-4
近年来,我校学生分别参加了“全国大学生电子设计竞赛”、“全国职业院校技能大赛”、等多项比赛。经过我们努力,我们取得了可喜的成绩。通过比赛,我们深刻认识到参加电子设计竞赛不但提高了学生的水平,同时也是对我系电子专业实践性教学环节工作的检验。为了全面提升电子专业学生的实践动手能力和综合创新能力来适应各类电子设计大赛对高职学生的要求,应用电子技术专业的实践性教学体系改革刻不容缓。
1 改革传统的教育教学模式
我校应用电子技术专业于1999年开始进行招生,在早期的教学过程中,我们专业教师就根据本专业的特点和实际需要,对教学计划进行适当的微调。2006年,我校电子专业成功申报河南省教学改革省级试点专业,我们对“应用电子技术专业教学计划与大纲”进行了大范围的调整。
根据“以提高人才质量为宗旨,以培养综合能力为目标,以强化职业技能为核心,以就业为导向”的高等职业教育改革指导思想,适时对教学计划做出微调以适应电子信息技术的快速发展。如:2008年,对电子课程设计课程进行了重订,由原来的纯理论教学变为理论加实践操作的教学,使学生要通过本课程的学习,对电子系统的设计过程有个系统的了解,即:理论设计、绘制原理图、制造电路板、焊接元器件、调试电路以及完成课程设计报告。从改革的总体效果看,学生也从实践教学过程中学到了“实实在在”的知识,激发了学生的学习积极性,提高了学生的实践动手能力。
在教学模式上将理论知识和实际操作紧密结合起来,使枯燥的理论知识变得易于接受和理解,大大提高了学生的学习兴趣。要求各门专业课尽量安排在相应的实验实训场所上课,利用实物教学、网络教学,力争教学方案的最佳化,从根本上改变了传统的教学模式。比如单片机、可编程序控制器完全安排在实验室中,随讲随做,对学生进行实践训练。极大地增强了理论与实践教学的直观性和生动性,提高了课堂教学的效益,吸引了更多学生的主动参与,活跃课堂气氛,取得了较好的教学效果,显著提高了教学质量。
通过以上三个环节来综合提高学生的生产劳动技能,取得了良好的教学效果。除此之外,我们还开设了综合开发应用实验选修课来锻炼一部分动手能力比较强的学生,提高他们的学习积极性和创造性。
通过这些改革,学生的实际动手能力和工程设计能力明显提高,毕业生受到了社会的欢迎和好评。参加过电子设计竞赛的学生,他们在系统设计、方案论证、整机装调、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,他们的自信心增强了。他们在毕业设计和科研中,独立工作的能力较强,受到了教师的欢迎和好评。
2 “五环”实践教学体系
按传统教学方法培养的学生,在实践性环节上发生诸多的问题,比如:单元电路正确却无法实现系统联调;理论设计正确却无法在工程上实现功能等等。这种问题的症结点在于电子设计既不是单纯的理论设计也不仅仅是实验设计,而是实践性很强的有特定工程背景的项目。
根据认识规律和学科规律而设计的“五环”实践、实训教学体系。“五环”指的是五个实践环节(基本技能训练、专业技能实训、专业综合实训、顶岗实习和毕业设计)。“五环”教学体系环环相扣、层层递进。
(1)基本技能训练:重点培养学生读图能力,电子元器件的识别、检测技能,仪器仪表的使用技能,电子元器件的焊接与拆卸技能。
(2)专业技能实训:通过EDA电路设计、电工学、数字电子技术、模拟电子技术、单片机、可编程控制器等课程的实训,培养学生按原理图组装功能电路的能力,选择正确仪器、仪表获取关键数据、波形的技能,进行电路参数调整、完成电路整体调试的能力。
(3)专业综合实训:安排一个月的专业综合实训,主要培训学生分析和解决系统问题的能力,整机电路的组装和调试技能,维护、维修技能。
(4)顶岗实习:本专业安排了10个月的顶岗实习,重点培养学生职业综合能力。
(5)毕业设计(论文):要求学生从生产、工程和实际生活中寻找设计题目,独立完成电路设计、元器件选择、印刷电路版制作、元器件焊接、整机调试等环节。本专业安排了三个月的毕业设计,培养学生的创新能力、独立工作能力。
实践教学环节在整个教学时数中所占的比重较大。应用电子技术专业授课学时总量为2600学时,理论授课学时数为1158学时,占学时总数的46%;实践教学(实验、实训、实习、毕业设计等)多达1405学时,占学时总数的54%。整个课程体系的设置中体现实践教学的重要性,为培养学生的实际动手能力和应用技能提供了保障。
3 引入虚拟仿真技术
众所周知,现代电子技术的发展为计算机技术的发展提供了物质基础,计算机技术的发展又为电子信息技术的发展提供了前进的动力,二者是相互促进、相互渗透、共同发展的。
为了将可编程技术及系统模拟仿真技术应用引入教学,我们开设了追踪电子技术发展前沿的“在线系统可编程技术”及“虚拟与仿真技术”等课程;同时,尽可能将各种EDA软件穿插于各门相关课程中,如Protel、Workbench、QuartusⅡ、MATLAB、labview等软件的应用,大大开阔了学生的视野,提高了学生的综合设计能力,提高了设计效率。
4 实践教学与电子设计竞赛紧密结合
全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动,推动高等学校信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。[4]
电子设计大赛,积极推动了我系对电子专业实践性教学环节的教学改革。在平时的实践教学中综合设计环节中,引入电子设计大赛的赛题,电子设计竞赛试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点;所涉及的电类专业的课程有:模拟电路、数字电路、C语言程序设计、单片机原理、电子设计、EDA技术等;
电子设计竞赛成绩作为检验教学改革是否成功的标准。通过近几年的比赛,我们取得了可喜的成绩,2011年,获得参加全国大学生电子设计竞赛河南赛区二等奖1个、三等奖3个,获得全国职业院校技能大赛河南赛区二等奖1个,三等奖1个;2012年,获“毕杯”全国大学生创新设计竞赛全国一等奖,获全国职业院校技能大赛电子产品检测与维修项目全国第三名;从获奖情况不难看出,专业实践教学环节改革的效果在电子设计竞赛中得到了检验,切实提高了学生的实践水平。
我们将不断的调整专业的实践教学体系以适应电子设计大赛对学生知识水平的要求,从而满足不断发展的信息化时代对毕业生的更高需求。
参考文献:
[1]北京北京理工大学.“全国大学生电子设计竞赛获奖作品”[M].2004,8.
[2]深圳职业技术学院.“应用电子技术”教学计划与大纲.
新建地方本科院校电子类专业学生实践创新模式的构建
模拟电子技术是电子信息类各专业必修的专业基础课,具有很强的理论性和实践性[1].课程涉及半导体基础、放大器、反馈、信号的产生及处理等多方面内容,要求学生有较扎实的电路分析基础和物理基础.作为专业基础课,开课时间一般是在大二上学期,此时学生对专业尚迷茫,加之课程的强理论和工程实践性,使课程教学推进困难.因此,在创新应用型人才培养的模式下,如何调动学生积极性,转听讲为互动交流;如何直观地传授模电课程,为学生今后的专业发展打下基础等,一直是教师探讨的问题.本文针对课程教学存在的问题,从专业相关活动的举办到应用在课堂上进行教学改革,旨在提高学生的自主学习性.
1教学现状分析
在实际教学中,学生反映模拟电子技术学习普遍存在几个问题:(1)学生对电子类从业应具备的技能比较迷茫,不清楚模拟电子技术与后续相关课程的联系;(2)课程理论性强,学生学习时相对被动,以听为主,无法与教师讨论,枯燥乏味时直接放弃;(3)由于电路基础和物理基础相对薄弱,所以学习半导体基础如二极管、三极管时,过半学生对非线性器件的特性不能理解,造成后续章节如二极管的稳压原理、三极管的放大原理等学习效果不佳,以致于进入恶性循环.究其原因:(1)学生对专业的从业方向不了解,不能把握应用的学习目的;(2)模拟电子技术课程较难,理论推导多,大部分教材较为深入;(3)模拟电路涉及到了非线性器件的应用,要在掌握器件特性的基础上学习电路,对学生来说确实较难.为了让学生对课程产生兴趣,把握学习课程的目的,发挥主观能动性[2],扭转“我听老师讲”为“我跟老师切磋”的互动交流模式.一方面,学生得以学以致用,另一方面,督促教师改变“依书教书”的习惯,提高自己的专业水平.如此循环,形成良好的学风和教风,提高课程的整体教学水平.因此,对模拟电子技术课程教学进行了改革探索.
2教学改革思路
在分析模拟电子技术教学现状的基础上,提出发挥学生的主观能动性,改变“你教我学”的局面,结合专业培养计划和课程体系,鼓励学生多参加活动,包括:(1)开展“精英讲坛”,邀请企业界精英人士分享创新创业或者职业发展历程,为学生带来从业方向的指导,系统把握专业学习的目标;(2)与企业联合形成实践基地,组织学生到企业短期学习,认识专业的分工合作、部门设置和岗位职能等,系统上认知就业所需的职业技能;(3)组建校园小家电义务维修队,将所学知识与日常结合,学习系统的模块布局,认识二极管、三极管及放大器等的应用,切身感受电路就在生活中;(4)发挥学院科技协会的带头作用,定时举办科技节,宣传参加竞赛的重要性,并定期举办焊接、院级电子设计/挑战杯等赛事,组建种子队,备战全国电子设计大赛.提出一条以应用为基本出发点,以科技竞赛、实践项目为引导,实现教学互动的良好局面的教改思路.
2.1应用是基本出发点
电子技术应用在海陆空无孔不入,小到生活中可见的手机家电,大到航天船舶,更深入的是物联网智能时代[3].作为电子信息类的学生,不仅是既有领域的继承者,更是未来领域的开拓者.模拟电子技术课程的学习,就是使学生获取入门钥匙.模拟电子技术课程内容给出的是基本单元电路的原理和参数处理过程,缺乏系统的功能应用[4-5].学以用为先,结合多年的工程经验,以直流电源系统[6]为例(见图1),系统地给学生展示电子技术的应用.该系统用来产生1.2~5V的直流电压源,输出电流为1A.系统涵盖了模拟电子技术的大部分内容,包括差分放大电路(EA)、低通滤波(typII)、比较器(PWM)和互补输出级(MP&MN)等.在讲述相应的课程内容时,结合模块电路在系统中的功能进行讲解,并结合EDA工具[7](如Multisim等),仿真给出模块的输入输出波形,使得模块功能可观可测.讲述差分放大时,让学生设计差分电路(见图2a),涉及到了器件的对称性和电流源的设计;当讲述集成运放时,以低通滤波器(见图2b)和比较器(见图2c)为例,让学生明白集成运放线性和非线性应用的区别;当讲述功放时,引入互补输出级(见图2d),让学生明白功放管的工作原理、极限参数的依据,顺带地复习了大功率管的相关参数及器件选择;当讲述反馈时,以系统的电源稳定输出调节,让学生直观地明白反馈的自我调节原理;从整个系统的实现,学生可以了解到直流电源的产生和输送原理.因此,从应用的角度,全局把握系统功能,分化模块作用,直观上明白所学基本单元的用处.
2.2科技竞赛、实践项目是引导
目前,各大高校都在探索如何实现创新创业应用型人才的培养[8-10].从完善模拟电子技术“理论课——实验课——实训课”的课程设置到开放创新创业实验室,让感兴趣、想做事的学生能切实地将想法实现;从举办焊接大赛、院级电子设计大赛到组织学生参加省级或全国电子设计大赛,让学生在有限的时间里完成项目制作,真切体会所学得以所用的成就感;和企业联合建立实践基地,为学生提供假期、毕业实习机会,从实战项目中得到能力的提升,如器件识别、器件使用、测试方法和设计过程等,学会做事的基本流程,从项目管理上学会把握进度,责任落实到人.以2016年校电子设计大赛的赛题“简易信号发生器的设计”为例,来说明学生如何在赛事引导下实现专业知识的应用.题目的要求是产生一个频率、幅度可调的信号发生器,包括三角波、方波和正弦波.从开题到作品上交,为期3天,成果需包括实物和论文以及现场答辩,学生以3人一组,分工合作.题不难,但是时间短,需要学生平时对专业知识的把握以及如何应用有个较清晰的思路.结合专业知识以及平常所教,学生需对题目进行仔细分析之后,通过文献查阅,方案比较,然后选购器材、焊板调试,并根据结果做出论文以及答辩PPT.其中获奖学生的信号发生器方案见图3.该方案涉及到了集成运放的应用及反馈原理,包括积分电路(方波到三角波的变换)、正反馈振荡(方波的产生)以及带通滤波(方波到正弦波的变换),融合了模电的基本知识.通过该方案的仿真和调试,以及论文和答辩的理论阐述,相信学生对模拟电子技术的相关应用可以更直观、更身有体会.学生疲于学习,很多时候源于没有成就感.从应用出发,加之科技竞赛、实践项目的引导,学生能够获得阶段性的成就感,树立专业学习的信心,从而有了和教师讨论和沟通的驱动力.学生向教师求知,而非教师在灌输,这样的良好互动局面,是学生热情学习的环境.
3结语
结合多年的工程经验,将应用带入教学中,同时将从业方向信息与学生分享,并鼓励学生在课程设计时,不用局限于题目,只要有新想法,都可以拿来实现.每次的实现都是一次锻炼的机会,厚积薄发,就可以在以后的竞赛中更有实现作品的能力.该教学方法在学生的反应中收效很好,真切体现出学生是为了探索和解惑而学习,而非为了应付学分,充分发挥了学生的主观能动性,提高了学生学习的自主性.
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“普通教育有高考、职业教育有技能竞赛”,近年来职业教育技能竞赛成为我国职业教育改革与创新的重要举措,是新时期职业教育改革和发展的重要助推器,是各职业院校展示其教学成果的重要形式。同时技能竞赛对职业院校人才培养的导向作用凸显,对学生创新能力的培养与提升产生了非常积极的作用。
一、技能竞赛的定义及特征
1.技能竞赛的定义
职业教育技能竞赛简称技能竞赛,是指行业行政主管部门、社会团体、职业院校或其他组织,依据国家职业技能标准,结合生产和经营工作实际开展的以突出操作技能和解决实际问题能力为重点的,由有关单位组织举办的群众性竞赛活动,并对优良技能者公开表扬。其目的是对学生的职业技能水平和教师的专业教学质量进行考评,了解职业教育或职业训练的成效。职业技能竞赛应严格执行国家有关法律、法规,坚持社会效益为主和公开、公平、公正的原则,在紧密结合职业技能培训、职业技能鉴定、业绩考核、技术能鉴定的基础上开展,一般分为国家级、省级、地市级、校(院)级四级。
2.技能竞赛的特征
综合各级各类职业教育技能竞赛可以看出,技能竞赛主要具有如下三大特征:
一是技术技能性。高职教育的培养目标是培养能够适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高端技能型专门人才。遵从此目标,职业教育课程传授的主要内容是技术知识,同时还要突出操作技能,强调实践动手能力。职业教育技能竞赛一方面考核技术知识,另一方面更多的是考核其操作技能。从比赛项目的设置来看,大多为社会急需的技能型紧缺专业,充分体现了技能性。
二是激励竞争性。职业教育技能竞赛作为一项比赛活动,不但会产生激烈的竞争,而且会有强烈的激励动力。参赛者以夺取胜利为目标,鼓舞斗志,最大限度地承受强负荷,产生内在的驱动力,发挥机体潜力,朝着所期望的目标前进。因此技能竞赛一方面对比赛获胜者给予相应的刺激,促进其技能水平发挥;另一方面对比赛后进者能够起到激励作用,督促其更加努力,以达到提高技能水平的目的。
三是先进导向性。现代职业教育是先进的教育,在内容、模式、设备等方面均要体现其先进性。近年来教育部等11个单位联合举办全国职业院校技能大赛,与产业发展升级紧密衔接,注重新技术、新工艺、新方法的应用,如“3G基站建设维护及数据网组建”、“光伏发电系统安装与调试”、“物联网技术”等项目先后纳入,这就为职业院校教育教学改革树立了风向标。要求职业院校及教师、学生必须适应社会进步和经济发展,更新教学内容,切实加强实践操作技能才有可能在比赛中获胜。同时还能够引导高职院校改善实验实训室条件建设和师资队伍建设。
二、以技能竞赛为平台,创新人才培养模式
1.从顶层设计入手,把技能竞赛纳入各专业人才培养方案
多年来,四川信息职业技术学院树立了“以赛促教”的人才培养观,始终把技能竞赛作为促进教学质量提升的重要手段之一,融入到学院的专业建设、课程建设等教学内容中去,并将竞赛成绩计入系部教学工作考核,常抓不懈。竞赛后认真总结,透过比赛项目汲取技能竞赛内容和标准,研究教育主管部门对专业教学方向和探寻新技术的要求,从而一方面加强对原有教学内容和项目的改造与提炼,使课程教学内容与实际应用紧密结合,另一方面将竞赛标准和技能规范纳入各专业人才培养方案,达到竞赛成绩和人才培养质量双丰收的效果。
2.从第二课堂补充,与学生素质拓展“雄鹰”计划紧密结合
近年来,学院重视素质教育,大力推行素质拓展“雄鹰”计划,根据社会实践、科技创新、文体艺术、社团活动等内容进行量化管理,将12个素质学分纳入专业人才培养方案,紧密结合专业特点,科学合理设定学期素质训练项目,按项目制订详细的量化标准,有效服务人才培养目标。因此学院在素质教育体系中将一些专业涉及面广、难以具体结合某一门课程的职业技能竞赛纳入学生素质拓展“雄鹰”计划中去,作为课外兴趣小组、社团或团学活动内容,这样既丰富了活动内容又提高了学生职业技能水平;既强化基本技能和职业技能,提高学生对专业学习的兴趣,又培养了学生的团队合作精神,从而全面提高了学生综合素质。
3.从实施层面着眼,形成人人参赛、逐级竞赛的机制
高职教育是大众教育,为了克服技能竞赛由少数师生参与的窘况,学院一方面在课程教学中将专业教学过程中的阶段测试利用分组竞赛形式完成,考察学生对阶段培养目标的掌握情况,形成了课程教学中的分组竞赛,实现“人人参与”;另一方面要求每个系部每年必须面对全院学生组织一次以上大型技能竞赛活动,同时积极倡导、大力支持参与行业行政主管部门、社会团体组织的国家级、省级技能竞赛,从而建立起覆盖全体师生的参与制度,形成“人人参赛、逐级竞赛”的职业教育技能竞赛机制。
对教师而言,把参加技能大赛作为其职业生涯规划和技能提高的重要内容,通过两种方式:一是组织教师直接参加技能竞赛,二是聘请教师担任学生技能竞赛指导老师,使技能竞赛尽可能覆盖每位专业教师,同时将技能竞赛经历和成绩纳入教师考核内容。 对学生而言,参加技能竞赛是操作技能提高、职业素养提升的重要环节。学院利用课程教学分组竞赛及校内组织的院级大赛,实现“好中选优”,不仅考查了学生对专业操作技能、技术知识的综合运用能力和掌握水平,而且为市、省级竞赛选拔好了优秀选手。另一方面通过市、省级竞赛前的集训淘汰赛,实现“优中选强”,最终确定大赛人选。通过层层选拔、逐级竞赛的方式逐步形成了师生积极向上、人人争先的良好氛围。
4.从制度上保障,保证技能竞赛的顺利实施
为了规范技能竞赛管理,提高参与各级各类专业技能竞赛的积极性,学院陆续出台了《四川信息职业技术学院专业技能竞赛训练管理暂行办法》、《四川信息职业技术学院关于“以证代课、以证代学分”的规定》等一系列制度。
学院把专业技能竞赛参赛队训练纳入教学管理中,专业技能竞赛参赛队训练实行系(部)领导下的教练员负责制。队员因训练和比赛且各门课程受影响学时达1/5者,任课教师应按规定根据其比赛成绩给予学期考试成绩相应加分。队员参加专业技能竞赛参赛队的训练,可以获得相应的选修课学分或素质拓展学分。对于参加比赛获得奖项的队员,根据获奖证书的等级可对训练和参赛期间所耽误的课程进行加分。同时在全院大专各年级试行“以证代课、以证代学分”的制度,即将各种职业资格证书和国家级、省级考试合格证书、行业认证证书、各级职业技能竞赛获奖证书等折算成一定的学分,可用于代替相关课程。
三、以赛促训、以赛促学,培养学生创新能力
在高职学生中,培养独领的技能高手容易,但要做到各显身手就需要充分发挥技能竞赛的引领作用。通过技能竞赛的组织、培训、参赛等一系列环节,学院建立起了有效的人才脱颖而出的激励机制,为获奖选手营造了荣誉感、铺就了成才路,并在学生中形成了追求真知、崇尚技能、勤奋创新的浓郁学习氛围。
近几年来,学生先后在国家级、省级比赛中屡创佳绩,获得2007年全国大学生电子设计竞赛一等奖;2008年中国成都国际软件设计大赛“应用软件设计开发”第一、三、五名,2008年四川省大学生电子设计二等奖、三等奖;2009年获得“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛一等奖,2009年全国大学生电子设计竞赛四川赛区一等奖、二等奖;2010年四川省职业院校学生技能竞赛计算机网络组建与安全维护获一等奖,2010年四川省“TI杯”电子设计竞赛获一等奖二项,2010年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛专科组全国一等奖、四川省一等奖、二等奖;2011年全国大学生电子设计竞赛四川赛区“TI杯”电子设计竞赛省一等奖2项、二等奖1项、三等奖1项,2011年信息技术应用水平大赛“3G移动通信技术”全国一等奖等。学院学生累计在国家级、省级比赛中获得奖项130多项,获奖人员440余人次。2007年以来,学院是四川省内连续两年获得大学生数学建模竞赛全国一等奖的唯一一所高职院校,是获得大学生电子设计大赛全国一等奖的两所高职院校之一,是连续三年获得四川省大学生电子设计大赛一等奖的唯一一所高职院校。
同时近年来学院学生通过技能竞赛获取或直接考取Linux工程师(中级)、联想LCSE工程师、DCN网络工程师证书、教育部NIT-PRO软件工程师、人事部软件工程师(初级、中级)等行业认证证书已累计达到300多人次,并呈现逐年上升趋势。
中图分类号:G641 文献标识码:A
为了更好地贯彻落实成功素质教育办学理念,培养更多高素质人才,武昌理工学院信息工程学院(以下简称:信工学院)在近几年来“一谈、二互、三自、四导”(一谈:即素质导师与学生“面对面”谈心和谈话;二互:即学生之间开展互相学习,互相帮助;三自:即学生自我教育、自我管理、自我服务;四导:即素质导师开展政治思想引导、学习生活辅导、心理情感疏导、就业创业指导)学生教育管理模式的基础上,不但探索新的学生教育管理内容、方法和途径,在学生中开展“树立三种先进典型,培养学生成功素质”(即:培养特长学生典型,培育创新学生典型,培植成功校友典型),取得了初步成效。
一、“树立三种先进典型,培养学生成功素质”的重要意义
在学生中开展“树立三种先进典型,培养学生成功素质”教育活动,对学生教育管理具有十分重要的作用。一是从社会层面来讲,当前社会竞争激烈,对高素质成功人才的要求很高。用人单位希望大学毕业生“专业素质扎实、非专业素质过硬、个性特长突出、创新创业能力强”,一走出校园就能很好地适应社会。树立三种先进典型可引导和推动学生自觉培养创新素质、特长素质,增强社会适应能力,有利于培养社会需要的高素质人才。二是从学校层面来讲,能适应大学成功素质教育理念下的素质学分制的要求。学生在校期间的五大素质(即:观念素质、品格素质、知识素质、能力素质、方法素质)状况,通过素质学分的形式体现出来。通过树立三种典型提升学生的成功素质,可使学生自觉按照学校素质学分制要求,努力修满有关素质学分,顺利获取毕业证书,并真正达到大学生毕业的素质要求。三是从个人层面来讲,这项活动有利于推动大学生个性发展与全面发展的有机结合。学生的成长进步,与其在校期间的奋斗历程密切相关,掌握科学的方法,刻苦努力学习,取得优异成绩,使自己在综合素质全面提升的前提下,个性特长得到充分发展。在学生中开展“树立三种先进典型,培养学生成功素质”活动的出发点和落脚点是在成功素质教育理念的正确指引下,促进大学生个性发展与全面发展有机结合。坚持典型引路,培育和选树不同的先进典型,发挥典型引领示范作用,通过典型传递“正能量”,达到促进每个学生全面发展和个性发展相统一的目的。
二、“树立三种先进典型,培养学生成功素质”的实践探索与初步成效
(一)培养特长学生典型,彰显学生的特长优势
“谁赢得青年,谁就赢得未来。”(此处的青年泛指在校大学生)真正了解青年,正确认识青年,科学对待青年,是赢得青年的基础和前提。信工学院素质导师根据所带班级的实际情况,按照“三步走”的工作步骤,积极培养学生兴趣爱好和个性特长。
1. 选拔优秀学生
一般来讲,大一新生进校后,自我表现欲望强烈,绝大多数都能积极参与到校、院、班各级各类文、体、艺各项活动。素质导师通过学生在集体活动中的综合素质表现情况,初选出在网络、书法、演讲、创作、实践、文体等方面有特长的优秀学生。
2. 培养个性特长
我们在初步选拔的基础上,进行“优胜劣汰”,最后精选出一批个性特长突出的学生,在素质导师中选定指导老师,作为某个专项的引导者和领路人,有重点、有针对性地进行教育和培养。
3. 推荐先进典型
我们在加强对特长生教育管理的同时,鼓励学生将个性特长发挥到极致,大力推荐他们积极参与班级、学院、学校、省部级各项赛事活动,在活动中彰显特长优势。
通过近三年来的努力,学院共培养了451名有个性特长的学生。各类个性特长突出的学生典型不断涌现。比如:软工1201班刘文才同学,专业基础扎实,个性特长明显。该同学荣获第四届“蓝桥杯”全国软件技能大赛三等奖,公开发表科研论文《关于可导函数积分公式的探究》,组建“武昌理工学院计算机编程协会”;网工0901班马作伟,专业特长突出,获2011年全国大学生电子设计大赛湖北赛区二等奖,第六届全国信息技术应用水平大赛优秀奖,2012年全国大学生电子设计大赛湖北省三等奖,2012年蓝桥杯全国大学生软件设计JAVA组湖北省二等奖,2012蓝桥杯全国大学生软件创业大赛湖北省三等奖,其电子设计类代表作品有:多媒体数码相机、基于自由摆的平板控制系统之动态打点、智能小车。同时,在非专业领域通过自学PS,PR,AU,AE,FLASH等多媒体编辑软件,创作了一系列个人多媒体作品,代表作有:仙剑4中天河与神秘人的对话,仙三龙葵结局视频配音等,仙剑奇侠传三外传问情篇主题曲;电信0901班陈俊,参加“2011高教社杯”全国大学生数学建模竞赛,完成论文《交巡警服务平台的设置与调度》,并荣获全国一等奖,2011年12月,作为学生代表参加在北京人民大会堂举行全国大学生数学建模竞赛20周年庆典暨“2011高教社杯”颁奖仪式,2012年,获得武昌理工学院“校长奖”;自动化1103班方敏,勤奋钻研,苦练内功,专业学习非常出色,获2013年全国大学生电子设计大赛湖北赛区一等奖,2013年第八届全国信息技术应用水平大赛二等奖。他们充分展示了个人兴趣爱好、彰显了个性特长和优势。
(二)培育创新学生典型,树立学生标杆和榜样
“榜样的力量是无穷的”。无论是道德模范的“助人为乐”、“见义勇为”、“诚实守信”、“敬业奉献”、“孝老爱亲”,还是专业学习上出类拔萃的标兵,都是我们学习的楷模。素质导师按照“三步走”的工作步骤,着力培养创新创业能力强的先进典型。
1. 发现优质苗子
素质导师常规教育管理工作要扎实,“选苗”是关键。我们要求素质导师要“眼观六路,耳听八方”,注重在众多的学生群体中,遴选出有创新意识、创新精神、创新思维的学生,进行创造性的学习和思维。
2. 跟踪调查分析
我们在选的“佼佼者”中,通过“明察暗访”、“点对点、面对面、心与心”的接触和交流,对他们进行跟踪了解,不断熟悉和掌握他们的思想动态、行为举止,进而对他们进行必要的、有针对性的帮扶和教育。
3. 培养教育管理
工作实践中我们深深地体会到:创新就是要不拘陈规,敢为人先。而往往这种学生思维活跃、行动敏捷,为人、处事有着自由、散漫、放纵等不良习惯。因此,必须要加大对创新型学生的教育和管理力度,力求使他们成为创新型人才。
通过近三年来的努力,我们发现和培养了119名具有创新精神的学生,创新型学生典型不断涌现。比如:机电1201班王汉桥,2013年“陆空飞行器”模型参加湖北省大学生挑战杯比赛,荣获二等奖,积极申报国家新型专利,在陆空飞行器领域取得新进展,以寝室为实验基地,自制遥控飞机,进行航拍演习,成为“第四届大学生成功素质展示节”上的一大科技创新亮点;电信1002班张华华,在校期间品学兼优,多次获奖学金,开发编程特长突出,具有创新精神,曾获国家专利,在2012年和2013年的大学生电子设计大赛和ITAT信息技术水平应用大赛中屡获佳绩;电信0902班付勇,在校期间努力钻研专业知识,勇于创新,曾获得2011年湖北省大学生电子设计竞赛二等奖,2012年湖北省大学生电子设计竞赛三等奖,第六届全国信息技术应用水平大赛单片机开发与应用一等奖,第七届全国信息技术应用水平大赛电子系统设计二等奖。同时,2012年底获得了一项国家专利:垂直升降电梯智能门控装置。
(三)培植成功校友典型,拓展学生就业渠道
学院不仅重视对学生专业素质的教育,而且十分注重对非专业素质和特殊素质的培养。按照“三步走”的工作步骤,几年来,素质导师在“一谈、二互、三自、四导”学生教育管理模式下,培养出了一些高档次、有价值的成功校友,已经成为学院影响力、竞争力及品牌建设的一个重要标志。
1. 关注校友工作
学院确立在校学生就是校友的理念,要善待每一位在校学生,才能赢得明天的校友。素质导师依据校友理念,高度重视毕业生就业创业工作。在校友工作方面,以感情为基础、以联络为纽带、以服务校友为永恒主题,专门开设校友来访、校友论坛、优秀校友信息库,发掘优秀校友,特别关注校友的成长和进步。
2. 关心校友生活
我们的校友中,不乏有些学生怀有“奉献、友爱、互助、进步”的志愿者精神,自愿去西部和农村偏远地区工作,不怕苦、不怕累、不畏艰难,奋战在艰苦的工作一线,他们的精神和事迹很感人,他们是信工学院的骄傲。我们会经常了解关心他们的学习状况、生活环境、工作进展、前途进步。
3. 关爱校友情感
“母校是可以容忍自己一天骂八遍,不许别人骂一次的地方”。我们的校友走出校门,更是满怀感恩之心、感恩之情、感恩之意,经常有校友通过电话、短信、微博、QQ群等载体与我们进行交流互动。良言一句,十年难忘,真心关爱我们的校友。
通过近几年的努力,我们的校友遍布在祖国的大江南北,奋斗在各个行业,有的已成为行业领域的“排头兵”。比如:2005届成功校友谢砾,现任红桃K集团电子商务有限公司常务副总裁,2013年9月建立“电商云工场”,入选“2013武汉十大新闻人物”候选人,成为全国大学生创业的典范;2006届成功校友胡瑾加入香港本地历史最悠久、信誉优良的金融集团新鸿基金融集团SHKF(香港上市编号86),并成立资通资本投资集团有限公司,为香港以及内地人士提供金融以及资讯平台服务;2013届成功校友桂鑫,创办武汉星力源科技有限公司并任总经理兼执行董事,武汉市星力源科技有限公司注册资金50万元,是一家集计算机系统集成、软硬件开发及各种品牌电脑批发与零售于一体的有限责任制公司,如今公司正在他的带领下日益壮大,净利润达60万元,公司业务也得到了长足的发展,开拓了武汉大学、华中师范大学、武汉工程大学等高校采购渠道以及湖北省环境保护厅、武汉健民药业集团等企事业单位采购渠道并获得好评,同时也得到了广大消费者以及下游经销商的一致认可。
总之,信工学院率先在学生中开展“树立三种先进典型,培养学生成功素质”的探索与实践,对学生增长知识、锻炼能力、培养素质、丰富内涵,起到了积极的促进作用。此举是创新民办高校教育管理的一种新模式;是探索民办高校教育科学管理的一种新举措;是提升民办高校教育管理的一种新平台。信工学院结合学校开展的“典型示范工程”实际,通过先进典型感染、教育、引导广大学生紧紧围绕“同心共筑中华民族伟大复兴中国梦,培育践行社会主义核心价值观”的指导思想,以“等不起”的紧迫感、“慢不得”的危机感、“坐不住”的责任感,振奋精神,团结一心,扎实工作,开拓进取,攻坚克难,着力培养“专业素质扎实、非专业素质过硬、个性特长突出、创新创业能力强”的成功学子。
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关键词:
电子大赛;理论培养;焊接工艺
一、导论
全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是主要面向全国电子类学科大学生赛事,目的在于推动教学改革、培养实用型人才,同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力,为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来,一直备受全国高等院校和学生的重视,被认为国内“含金量”最高的比赛之一,比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中,也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛,比赛时间为4天3夜。比赛期间[1],同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想,确定设计方案,进行分工协作,以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导,参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题,队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广,包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路,几乎包含了电子类专业所有的专业课程,没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识,很难在短短的4天中完成比赛,赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩,已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容,对学生的培训可以从几个方面进行考虑,主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。
二、理论培养
良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2,3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同,对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上,需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理,如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用,其数值变化对电路的影响等。例如,三极管的三个工作状态饱和、截止、放大,如何设计参数,使其工作在不同的工作状态,实现所需要的功能,这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而,电子大赛比赛时间一般为9月初,大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课,从所学习的课程上可以看出,完全具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系,大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象,这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识,以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多,单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识,并且,学生习惯于考试的方法学习,对于电路的设计,几乎没有任何经验,很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平,学校应该组织在电路设计上有经验的教师,对参赛学生进行辅导,以加深对理论知识的认识与理解。
三、电路设计训练
普通高等学校课程体系建设上[4],受到高等学校师资、投入等各方面的影响,电子类的教学还是以理论授课为主,同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节,学生对电路的认识还停留在实验上,很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计,不知道如何从何处入,这就需要从简单的电路设计入手,培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路,是参赛的关键。电子大赛的电路设计是绝对不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的,它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知,无论多么复杂的电路,都是由简单的单元电路组合起来,实现复杂的电路功能,因此,根据学生所掌握的本科知识,先给出若干单元电路题目进行设计,如加法器、振荡器、乘法器等电路设计,让学生自行设计。随着软件技术的发展,已经存在一些电路仿真软件,如EWB、Proteus等,学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现,验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真,不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现,也可以降低成本,同时学生也可以很容易修改参数,观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用,这在实物电路中是很难实现的。
四、电子元器件的认识与焊接工艺
电路设计采用仿真软件实现,可以对学生起到一个锻炼作用,但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离,我们必须把仿真电路转换成实物电路,才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说,首先培养学生对电子元器件的认识,如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识,如何分清三极管、二极管的管脚;认识常用的运放芯片,比如OP07等,对于比较不熟悉的芯片,学会如何查找芯片的参数,芯片输入的电压范围等,以便用于在设计电路的时候可以依据参数,选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次,电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因,经过了2~3天的电路设计及仿真实现,学生基本上完成电路设计,在实现作品的时候,学生焊接完的电路板,经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况,甚至无任何信号输出,电路的焊接往往是出现问题的主要原因,虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作,即使比赛结束前可以正常工作的电路,到了比赛现场测试的时候,也经常会出现电路无法正常工作,或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多,焊接技术不过关是常见的原因,由此,需要加强对学生平时对焊接工艺的训练,提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外,熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行,而常用的仪器种类有分为很多种,国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识,在紧张的比赛环境中,顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情,因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法,掌握仪器面板每一个按钮的英文含义,熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后,即使遇到不熟悉的仪器,也可以很快学会使用方法。
五、赛前模拟练习
实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛,因此,每年电子大赛的题目大致包括几个方面:电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训,参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下,参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人,比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、最后完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计,如果在比赛配合出现问题,则有可能导致在规定时间内无法完成比赛,指导教师可依据学生掌握知识的情况,对学生进行分工。如将基础知识掌握比较全面的学生作为组长,负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的,学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中,会出现各种问题,一般来说,即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情,这些问题出现在赛场上,只能依靠学生自己解决问题,对于对电路的初学者来说,这种问题也是经常发生,焊接的电路也很难一次成功,学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路,当某一部分电路出现问题的时候,首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确,确信电路设计正确后,再依照电路图检查电路连线问题,如果都没有问题,则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉,清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数,以判断电路出现的问题所在。
六、结论
本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训,以提高学生参加比赛的成绩。但是,毕竟比赛各种意外都会发生,在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品,即使参加培训的学生也会由于经验不足,参数设计等问题等会有很多意外发生,影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的,只有打下深厚扎实的基础,才能在比赛中取得良好的成绩。
参考文献:
[1]汤勇明,堵国樑,贺晋,等.大学生竞赛组织和创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报,2009,31(4):76-77.
[2]龚仁喜,孟小碧,秦钢年.创新型人才培养与实验教学改革的探索与实践[J].实验技术与管理,2006.
为了全面提高高等教育质量,大力提升人才培养水平,国家教委于2007年初正式启动实施了“高等学校本科教学质量与教学改革工程”,提出了“实践教学与人才培养模式改革创新”等六个方面的建设内容[1]。国家教委1993年提议在高等学校的相关专业中组织开展大学生电子设计竞赛,丰富大学生的课外生活,提高大学生的创新能力,培养大学生的协作精神和理论联系实际的能力。实践证明,这种普及性的课外设计竞赛,推动了我国高等学校大电类专业课程体系和课程内容的改革,已成为我国高等教育改革和发展的辅助手段。通过电子设计竞赛培养大学生针对实际问题进行工程设计与制作的能力,营造鼓励独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境,使学生创新智慧竞相迸发。
一、竞赛促进教学改革的推进
《电子技术基础》和《单片机原理与应用》是本科电类、近电类专业的必修课程。为了提高学生学习兴趣,激发学生创新意识,将电子设计大赛与课堂教学结合起来,将大赛作品融入到课堂教学中,活跃了课堂氛围,提高了学生的学习兴趣,巩固了学生对理论知识的理解和掌握。
1.电子竞赛促进了理论教学改革的推进。由于电子信息技术的迅猛发展,使得电子类专业课程内容更新快,而教材建设往往落后于科学技术的发展,只有把最新的技术和成果充实到教学中,才能使学生掌握本领域内的最新发展动态。在课程教学与实验实践中不断将先进的技术、器件及时引入,如我们将传统的分立元件教学内容作为学生自学章节,重点放在集成电路的应用、电子设计自动化(EDA)等方面的教学内容,这些内容接近工程实际,有利于学生动手能力的培养,并将Protel、Matlab、MAX-plus等软件开发工具穿插于各门相关课程或实践环节的教学中。在理论授课时通过实用设计性电子电路的例子,加深学生对理论知识的理解和掌握。模拟电子技术基础是一门理论性和实践性都很强的课程,在课程讲解时若及时给出与课程内容紧密结合的实例,不但有助于学生深入掌握理论内容,更有助于理论联系实际,培养学生分析问题、解决问题的能力,比如讲光敏器件的工作原理时,插入光控开关的实例,讲三极管工作原理时插入三极管在压力测量、遥控开关中的应用电路,讲功率放大器的工作原理时插入扩音器的实例等等。分析历届电子设计竞赛试题,每届一般是6~8道设计题,其知识面涵盖了电子技术(模拟电子技术和数字电子技术)、单片微型计算机、无线电技术、EDA、电力电子技术、FPGA等专业知识,而且设计指标逐年提高,难度逐年加大,新技术、新器件不断增多。我们针对不同的课程选取往年的竞赛内容作为教学案例,加深了对理论、概念的理解,增强了记忆,教学效果得到显著提高。学生通过对“数字电子钟”的设计,掌握了单片机的最小系统构成,放大电路的调试,单片机软件的编程等,达到全面提高学生理论知识和工程素养的目的。
2.电子竞赛促进了实践教学改革的推进[2]。理论教学和实验教学是高等教育两个不可缺少的组成部分,实验教学不但能加深对理论教学的理解,而且对学生的动手能力、创新意识和能力的培养至关重要。但目前的实验教学存在着诸多弊端,从实验内容上看,验证性实验过多,综合性、设计性实验偏少,先进的实验项目更少,从实际操作上看,学生多、设备少,学生动手的时间不足,这样的实验教学模式严重削弱了学生学习的主动性,阻碍了学生创新能力和实践动手能力的提高。大学生电子设计竞赛的举行为电子技术实验教学改革和实验内容的更新提供了千载难逢的良机。针对实验教学存在的弊端,我们对实验教学内容进行改革,将实验内容由易到难分为三个层次:①基础验证性实验。这部分实验用来验证课堂上所讲授的基本理论和方法,其目的是让学生理解基本电子器件的工作原理,其内容包括实验目的、实验电路、所用仪器设备、实验内容及步骤、思考题等。学生按照一定的流程完成验证实验之后,基本上具备调试和测量简单电路的能力。②提高性实验。这部分实验是已知实验电路和实验内容及要求,让学生独立完成实验步骤及测试方法的拟定,实验设备的选择等。这部分实验以简单的应用性、集成电路为主,使学生学会电子电路的测试方法。③综合设计性实验。这部分实验是提出实验题目、实验内容及要求,让学生独立完成电子电路设计、元器件选择、电路的安装和调试、拟定实验步骤和测试方法等,课题组将历届电子竞赛内容作为综合设计性实验,取得了可喜的成绩,以电子竞赛的内容为基本素材,设置了综合型、设计型、创新型实验。学生完成综合设计型实验后,基本上具有综合应用知识的能力以及解决实际问题的能力。
二、电子竞赛提高了毕业设计的水平[3]
毕业设计是高等院校培养学生创新精神和实际动手能力的一个重要教学环节,是学生综合运用所学知识进行科学研究和工程设计的初步训练。由于学生数量多、指导教师少、毕业实习场地少,毕业设计(论文)的题目陈旧,学生能动性的发挥和独立思考创新的空间受到限制。为此,将历届电子设计竞赛中的创新设计的内容进行延伸,适当增加内容提高难度,使学生对自己构思的作品进一步深化,独立完成作品。在这一过程中,要求学生利用专业知识对原有方案进行分析论证,设计出改进方案。整个过程是以学生为主题,指导教师起到画龙点睛的作用。经过最近几年的尝试,收到了明显的效果:①提高了学生毕业实习的兴趣。结合竞赛内容安排毕业实习,克服了指导教师指定题目,学生被动接受,发挥空间狭小的弊端;②毕业设计时间有了保证。学生在大三期间结束比赛后,即可提前进行毕业设计,将比赛内容进行延伸,充足的时间是高质量论文的必要条件;③学生得到了综合锻炼。学生在以往竞赛的基础上,将自己的作品继续完善,不仅巩固了理论知识,而且还利用了目前相关领域中先进的研究成果。
三、在科技竞赛中培养学生的创新意识和实践能力
通过参加各类竞赛及科技制作,对学生在综合应用知识、发挥个人潜能、提高分析问题和解决问题的能力等方面都起到了很好的促进作用,而且培养了学生的创新精神、实践能力和协作精神。课题组以此为目标,尝试以竞赛为实践载体培养学生创新能力的实践方法,取得了良好的效果。①营造了创新的氛围。坚持从新生入校起就接受科技创新良好氛围的熏陶,通过大学生课外科技作品展示和经验交流来激发学生的热情;通过介绍学院雄厚的师资力量和科研成果来激发学生的自信;通过“高科技与现代电子”系列科技讲座来激发学生的创新精神和科研动力,为学生创造了良好的创新氛围。②搭建了创新平台。依托学校学科和师资队伍优势为科技竞赛的实施提供支持。其次,依托学校广阔的科研平台为学生科技创新提供支持。再次,依托组织优势为学生科技创新提供支持。学校成立了大学生电子综合创新活动室、课外科技活动室等,保证了学生科技创新活动健康、有效地开展。③将学生的创新活动与申请专利相结合,积极引导学生申请专利。目前,部分学生在课外科技活动中成绩突出,将作品转化为专利,部分专利已经转化为生产力。学生在这一过程中,体会到了科技带来的乐趣。
大学生综合能力的提高和创新能力的培养是一个长期的过程,科技竞赛的实施是这种能力培养与提高的有效途径。实践证明,将课程、竞赛、实验、课程设计、毕业设计、专利申请等有机融合有利于创新人才的脱颖而出,此外,配合电子设计课程的教学与电子竞赛的开展,创建了山东农业大学电子设计竞赛网站,创办了大学生“机电之光”大学生课外科技活动协会,形成了一定的辐射效果。
参考文献:
[1]教育部财政部.关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[Z].教高[2007]1号.
[2]郭云林.重视电子竞赛推进教学改革,电气电子教学学报,2003,(2).
一、课程体系的改革
(一)课程体系要合理。首先,要加强相关课程的教学深度和力度,将理论联系实际,用实际问题来加深学生对理论的进一步理解,全面提升学生的水平,加深学生对编程概念的理解[2]。其次,针对学生已经有的相关理论基础,积极调整教学计划,适当增加学生的实践课学时,以满足学生实践课程中的动手需求,增加学生动手练习的时间。最后,在课后对学生开放实验室,增加学生自由上机时间,并同时安排相关老师进行实践辅导,使学生在发现问题的同时可以理解解决问题,做到问题不过夜。(二)编程动手进课堂。在课程的安排上,将编程课程完全安排进入实验室完成,增添电子教学设备,利用实验室现有的超越电子教室,对编程过程进行更加清晰直观的讲解。听完讲解后,学生可以立即动手进行编程实践,学生可以立即发现自己的问题和步骤,并立即找到老师进行解决,实现问题不留堂。同时,在校园网FTP共享新版本的相关编程软件,使得学生在学习的最初了解和使用的就是最新的编程环境,紧跟上时代步伐。(三)考试成绩编程见。将编程课程的期中和期末的考核由纸质的试卷改为在线的上机考试。除了有常规的选择题型以外,将与程序相关的其他题型均以程序运行结果为给分点,结果正确则有分,不正确则无分,学生在考试过程中就对自己的程序是否得分已经有所了解,同时也促使学生由不想动手、不爱动手,变成不得不动手,因为不动手则不得分。
二、教师素质的提升
由于引进新的教学软件系统,且增加了大量的学生实践环节,这就要求教师熟悉教学软件,且具有快速解决学生问题的能力。由于教师的年纪不同,年轻的教师软件上手快,但是教学经验不足,年纪大的教师教学经验丰富,但是软件上手较慢,针对以上问题将开展如下方法改革。(一)软件系统培训。聘请专业的软件开发人员,对软件进行有效的培训,使教师能较好的完成对教学软件的使用,并在教师上课过程中配备专门的实验维护人员进行设备维护,在出现问题的同时立即解决,尽可能不占用学生的课堂时间[3]。(二)教师实战培训。由于大多数教师常年工作在授课一线,对当前社会的软件行业了解不够全面,所以定时聘请专业的软件公司开发人员对理论教师和实验教师进行实战培训,可以使得教师们对实战前沿有更好的了解。(三)互通有无。定期举办研讨会,对相关学科的教学进行讨论,加深先修课与后续课程之间的联系,集体听课,对课程的讲授和存在问题进行分析,使得以强带弱,强者更强,达到一个良性循环的过程。
三、师生间的沟通
电子设计竞赛作为电子专业教学改革的风向标,在创新型人才的选拔上作用凸显。培养符合大赛要求的创新型人才不仅需要精通专业知识,还需要具备很好的综合素质,为了做到有的放矢地进行选拔工作,需要从以下几个方面考虑:
(一)专业兴趣是成功的基础
兴趣是学习的原动力,进行电子设计竞赛人才选拔首先就应当考虑学生对应用电子的兴趣,这种兴趣可能是多方面的,比如对科学技术的向往、对自身能力的肯定等等。在兴趣的驱动下,学生才会自觉地钻研课外知识,积极主动地去处理各种问题,并以极大的毅力坚持下去。
(二)勤奋是竞赛人才的必要条件
通常老师以为凡是聪明的学生就一定是好的竞赛人才,其实这是不准确的,聪明加勤奋才是竞赛人才的必要条件。以往很多有灵气的学生,开始对竞赛的兴趣很浓,也有一定的进步,只是在漫长的准备竞赛过程中极易受外界干扰,不能持之以恒,甚至中途退出,造成了竞赛指导老师的被动性,这就需要加强对竞赛人才责任意识的培养。
(三)学生要有扎实的焊接基础
以往的比赛中,学生设计好的产品在软件仿真阶段能完成所有既定功能,可是到了制作环节却怎么也调试不好成品,最后的原因往往是某一个焊点或电路连接处出现了问题,这种情况在分秒必争的竞赛期间造成了很大的损失,所以要在焊接基本功上让每一个学生重视起来。
(四)要有充足的人才储备
作为每两年举办一次的全国电子设计竞赛,时间间隔较长,人员更换较大,所以每次竞赛时都要考虑下次竞赛人选的培养。因此,在培养本次竞赛人员训练的同时,应该有一部分大一或大二的新生参与整个比赛过程,但不作为竞赛队员,为将来他们参加比赛做好经验和心理方面的准备。
二、电子创新型人才培养的主要方式
竞赛人才的共同特点是对应用电子学习兴趣浓厚、反应灵敏、学习主动、接受能力强、抽象思维质量高,因此培养竞赛选手的指导思想是因材施教。在全程的竞赛准备过程中,学生的主动学习是主导,指导教师的作用是培养学生对产品设计制作保持浓厚的兴趣,调节其积极性,克服学习中的盲目性,指导学生进行课外知识扩展、健全知识体系,培养学生的创造性思维并促使学生全面发展。
(一)课外知识扩展、健全知识体系
大学生电子设计竞赛是以电子电路(含模拟和数字电路)应用设计为主要内容,可以涉及模-数混合电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机(主要用于开发)的应用,题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分。作为竞赛指导老师要充分强调以上知识的重要性,同时还要让学生充分意识到其他学科的同等重要性。比如2009年竞赛题目中“声音引导系统”、“宽带直流放大器”都涉及到了数学计算,因此指导教师应兼顾竞赛人才的专业发展和各科全面发展的关系,使学生丰富文化底蕴,增强科学素养,最终达到健全学生知识体系的目的。
(二)培养创造性思维
竞赛中的题目通常都有不同的解决方法,比如2009年我们制作的“模拟路灯控制系统”就有两种方案可以选择:方案一采用一片AT89S51单片机外接多路路灯;方案二采用三片单片机进行主从通讯。在竞赛培训期间要求对每一个题目都要进行多种方案的制作,在这个过程中不仅能够开阔学生的思路,而且有助于培养学生的创新意识。
三、竞赛人才选拔和人才培养的具体措施
(一)参赛选手培养程序
学校在组织大学生科技竞赛时,遵循“两个导向”原则:一是科普性导向,即竞赛要面向广大同学,使更多同学了解竞赛并参与进来;二是科研性导向,即举办专业性强、水平高的科技竞赛。因此学校针对不同的学生,分层次开设竞赛选修课。如面向没有电子设计基础知识的学生开设电子设计基础班,采用大班教学形式,一般120-140人左右,以普及竞赛基础知识、激发学习兴趣;而对于具有电子设计基础知识的学生则开设电子设计提高班,采用中班教学形式,一般60-80人左右,以提高竞赛能力为目的;另外,对达到电子设计提高班水平且有初步参赛意向的学生开设电子设计竞赛班,采用小班教学形式,一般为40-50人左右,以培养竞赛选手为目的。通过竞赛班的实战练习,学生对竞赛的内容、设计思路有所了解,也具有了一定的竞赛技能。根据学生在竞赛班中的成绩排名,择优录取,组队时兼顾学生不同的技能特长,做到优势互补。
(二)开展大学生竞赛网络课程建设
网络应用于教学领域,给学生提供了大量便捷的学习机会和丰富的教学资源,使学习活动更加自主化、个性化。竞赛网络课程网站建设要求包含教学文件、实践教学、课堂教学多媒体课件、课外自学课件、课堂作业习题、课外综合习题、模拟考试平台、在线讨论区、历届学生竞赛获奖成果等内容。针对竞赛网络课程网站的建设,学校明确要求网站内容每学期必须有更新,作业和试题每学期要有30%的内容调整;在线讨论必须经常关注,及时答复;每次竞赛完成后,相关内容应在4周内完成上传。
(三)加强指导教师团队建设
在教学业务方面,通过开展各种形式和规模的教学研讨,集体讨论教学大纲、编写教材、完善教学文件、探索教学方法、改革考核方式。通过指导教师的共同参与,确定了各类课程不同的教学目标、教学内容和人才培养定位,鼓励并支持指导教师开展各项科研工作,以教学为基础,以科研促进教学,全面提升竞赛水平。采取“1+1”指导教师培养方式,即每位副高级以上职称的教师带一名新指导教师,通过教学工作的老中青结合,发扬传帮带的教学指导功能。同时,“1+1”培养方式也保证了指导教师队伍的稳定。
(四)面向竞赛学生开设竞赛练习课
练习课采取集中和分散相结合的方式进行。集中练习借鉴“商品超市”和“菜单选择”的管理理念分成不同的课程模块,如计算机程序编程、设计规划、论文撰写、信息处理、案例分析、实战练习等模块,竞赛学生可以根据各自需要选择部分课程模块重点练习。集中练习课由经验丰富的竞赛指导教师主讲,在学生自主选择的基础上,对最终参赛的选手进行所有模块的综合练习。分散练习以学生自主学习为主,在自学过程中,碰到疑问或困难时,竞赛指导老师负责答疑指导。
(五)加强竞赛技巧练习
学校通过开设练习课,分模块对学生进行长期竞赛练习,在竞赛相关技巧练习中,有三个技巧需要重视和加强。