时间:2023-03-27 16:38:51
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇数字电路分析论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:无线发射FSK射频发射器nRF902
1概述
nRF902是一个单片发射器芯片,工作频率范围为862~870MHz的ISM频带。该发射器由完全集成的频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器,因此,频率漂移很低,完全比得上基于SAW谐振器的解决方案。nRF902的输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。电源电压范围为2.4~3.6V,输出功率为10dBm,电流消耗仅9mA。待机模式时的电源电流仅为10nA。采用FSK调制时的数据速率为50kbits/s。因此,该芯片适合于报警器、自动读表、家庭自动化、遥控、无线数字通讯应用。
2引脚功能和结构原理
nRF902采用SIOC-8封装,各引脚功能如表1所列。
表1nRF902的引脚功能
引脚端符号功能
1XTAL晶振连接端/PWR-UP控制
2REXT功率调节/时钟模式/ASK调制器字输入
3XO8基准时钟输出(时钟频率1/8)
4VDD电源电压(+3V)
5DIN数字数据输入
6ANT2天线端
7ANT1天线端
8VSS接地端(0V)
图1所示是nRF902的内部结构,从图中可以看出:该芯片内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路。
通过nRF902的天线输出端可将平衡的射频信号输出到天线,该引脚同时必须通过直流通道连接到电源VDD,电源VDD可通过射频扼流圈或者环路天线的中心接入。ANT1/ANT2输出端之间的负载阻抗为200~700Ω。如果需要10dBm的输出功率,则应使用400Ω的负载阻抗。
调制可以通过牵引晶振的电容来完成。要达到规定的频偏,晶振的特性应满足:并联谐振频率fp应等于发射中心频率除以64,并联等效电容Co应小于7pF,晶振等效串联电阻ESR应小于60Ω,全部负载电容,包括印制板电容CL均应小于10pF。由于频率调制是通过牵引晶振的负载(内部的变容二极管)完成的,而外接电阻R4将改变变容二极管的电压,因此,改变R4的值可以改变频偏。
将偏置电阻R2从REXT端连接到电源端VDD对可输出功率进行调节。nRF902的工作模式可通过表2所列方法进行设置。
表2nPF902的工作模式设置
引脚
工作模式XTALREXTXO8DIN
低功耗模式(睡眠模式)GND---
时钟模式VDDGNDVDD-
ASK模式VDDASK数据VDD或者GNDVDD
FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK数据
在FSK模式时,调制数据将从DIN端输入,这是nRF902的标准工作模式。
ASK调制可通过控制REXT端来实现。当R2连接到VDD时,芯片发射载波。当R2连接到地时,芯片内部的功率放大器关断。这两个状态可用ASK系统中的逻辑“1”和逻辑“0”来表示。在ASK模式,DIN端必须连接到VDD。
时钟模式可应用于外接微控制器的情况,nRF902可以给微控制器提供时钟。它可在XO8端输出基准时钟,XO8端输出的时钟信号频率是晶振频率的1/8。如晶振频率为13.567MHz,则XO8输出的时钟信号频率为1.695MHz。
在低功耗模式(睡眠模式),芯片的电流消耗仅10nA。在没有数据发射时,芯片可工作在低功耗模式以延长电池的使用时间。电路从低功耗模式转换到发射模式需要5ms的时间,从时钟模式转换到发射模式需要50μs的时间。
图2nRF902的应用电路
关键词:项目驱动;习情境;工学结合
作者简介:赵俊英(1981-),女,满族,河北保定人,天津电子信息职业技术学院电子技术系,讲师。(天津 300350)
中图分类号:G712?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)34-0095-02
在高职高专电子、通信类教学中,“数字电路分析与实践”课程作为专业基础课,是后继专业骨干课程的基础,其教学的效果直接关系到学生对后继课程的学习兴趣及学习能力。[1]建设该课程的精品课程,是推进高职电子技术及通信类人才培养的重要手段和必要环节。
一、课程设计思路
在课程建设中,将理论和实践相融合,将学生所学知识转化为技能,将技能用于实践,注重培养学生把技能应用于实践的能力。本课程的设计思路如下:
1.以培养学生职业能力和职业素养为原则构建教学内容
本课程融“教、学、做”三者于一体,采用“项目驱动”教学方法,构建模块化、组合型、进阶式训练体系。将综合能力分解成若干项小的基本能力,选择能涵盖基本能力要素的训练项目实施基本能力训练。通过模块项目训练,建立对电子电路的整体概念,从而全面掌握电子电路的分析能力,以此提高电子电路应用能力和创新能力。
2.产品调研,选取学习情境载体,设计工作任务
该课程共设计了5个学习情境,每个学习情境都围绕着真实的实际产品展开,每个情境由若干个任务组成,每个任务都按资讯—决策—计划—实施—检查—评估六大步骤实施教学。体现了课程的教学目标与社会需求相一致,教学情境与企业工作相一致,教学内容与企业工作任务相一致。学习内容从“单个到系统”,从“典型到一般”,从“简单到复杂”。技术复杂程度和学习难度逐渐增加,学生自主完成工作的程度逐渐增加,符合学习和技能的培养规律。
3.课程总体框架
“教学相长”是我们长期以来追求的目标,课程要有可持续发展性也是我们追寻的原则,所有这一切都需要学生有学习兴趣、积极性做前提。同样的设计题目可能有不同的实现方案,使用不同的数字电路芯片,设计不同的电路参数,但最终都会实现同样的功能。这样不仅充分发挥了学生学习的积极性、主动性,同时也加深了学生对基础知识的理解,为后继的专业课程学习打好坚实基础。
二、教学内容
1.根据项目和企业需要,分析工作任务,制定课程内容
“电子电路分析与实践”课程是一门理论性、实践性、基础性和应用性都很强的学科,根据市场对人才的专业需求和征求企业对课程内容、课程目标的意见分析,通过与企业专家研讨,并结合工业与信息化部和人力资源与社会保障部无线电调试技师职业资格的取证,以电子电路分析与设计流程为主线,提炼出了典型的工作任务。
2.以项目为载体实现课程内容综合化,具有很强的针对性和适用性
教学内容选择真实产品作为学习载体,这些产品必须包含职业岗位能力培养所需的全部知识,按照学生的认知规律、职业能力培养规律和产品的选择,从简单到复杂、从单一到综合,逐步培养学生的职业能力和自主学习能力。[2]本课程设置的教学情境如图1所示。
3.实践教学贯穿于整个教学活动中
本课程的实践性教学主要分为以下几个层次:任务模块实训、情境教学实践、开放性课题、学期项目、专业实习和顶岗实习。教学内容上包括了学习基础(验证)—提高(综合、设计)—创新研究(研究、应用开发)各个阶段,体现了循序渐进的教学过程。其中,既有课内内容,也有课外内容;既有指定性实训项目,也有学生自选的实训项目。同时结合学生专业社团活动,引导和指导部分学生进行项目的研发和研究,使得实践贯穿于整个教学过程,也贯穿于学生在校学习的整个过程。具体的实践环节如下:
(1)实训课。实训课是指随课堂教学的实践课程,包括任务模块实训和情境教学实践。每个实训模块均设有项目参考程序、必须完成的内容和选做的内容,选做部分是为学有余力和感兴趣的学生设计的,这样设计的目的是对具有不同能力的学生提出不同的要求,使每个学生都能学有收获,学有所长。
(2)学期项目。学期项目是指学生每学期依据所学知识,在教师指导下,以小组团队为单位,做一相关课题,课题可以是论文,也可以是具体项目,随着学生知识的增长,项目要求和难度不断增加,最终要完成完整的电子电路。
在“数字电路分析与实践”课程开设时,学生已经具备了一定的分析能力和设计能力,同时,学期项目的实施也巩固了该课程所要求的模电、电路基础知识。教师也可以提供给学生参考项目,由学生选题,学有余力的学生可以利用VHDL编程语言在PFGA或CPLD上实现电路设计。
(3)专业实习。为了提高学生的动手能力和巩固教学成果,在无线电装接和无线电调试实习中,分别安排了电子电路的装接和模块扩展的实习内容。通过课程实习,使学生初步建立正确的设计思想,学会获取信息的方法,并培养分析问题和解决实际问题的能力。在无线电调试实习中扩展模块的题目由教师指定或学生自主选题,题目要兼顾基础性、知识性、前沿性、实用性、可操作性等。并将该部分内容纳入无线电调试中级职业资格证书的考核内容。
(4)顶岗实习。顶岗实习的主要目的是培养学生吃苦耐劳、团结协作的精神,培养学生理论结合实践的能力,进一步增强学生的学习能力、分析解决问题的能力和应用能力,为学生以后更好的走向社会奠定坚实的基础。许多校内外顶岗实习课题是关于电子产品分析与开发的,这也更加突出了该课程在整个教学中的重要地位。
三、教学方法与手段
本课程的教学模式为“教、学、做、练、鉴”立体化教学模式。教学过程中,坚持“教、学、做一体化”,教师是工作过程的主导,学生是工作过程的主体。因此,学是首要因素。以项目为载体的情境化教学设计引导学生以做中学、学中做的方式在完成典型工作任务的过程中自主地完成学习过程。
考虑高职教育本身的教育规律以及学生的学习基础,任何单一的教学方法都难以达到好的教学效果,为此,本课程以工学结合为切入点,在教学过程中采取了以工作过程为导向的学习过程,综合运用基于工作过程的项目引导教学法、任务驱动法、案例分析法、分组讨论法、角色扮演法等教学方法开展教学。各种教学方法交错使用,互相融合。
1.启发式教学法
教学中注意启发式,[3]杜绝注入式。授课时应注意与学生进行交流:学生跟着教师的思路走(循序渐进,接受知识),教师跟着学生的表情走(察言观色,掌握学生听懂、接受的程度)。启发引导以教师为导向,锻炼学生独立思考问题、解决问题的能力。这是一种较高级的学习方法,能够让学生摆脱被动式学习,启发学生自主创新的精神,这也正是教育改革所要达到的真正目的。
2.项目驱动教学法
以工作任务单和计划、实施、评价工作单为引导,通过学习完成工作所需的知识,来完成工作任务,教学任务由师生共同完成。教学地点由传统的先课堂后实验室的模式改为课堂、实验、实训室一体化模式,学习过程在仿真的工厂实训环境中进行,学生可以在学习、实验、实训中将知识转化为技能,实现与企业岗位的零过渡。
3.项目小组教学法
将学生4~5人分为一组,部分教学内容采用学生分组讨论、互相评判,以小组为单位进行课程的讲授,其他学生进行补充的教学方式。引导学生积极思考、乐于实践。在课外开放实训室,小组共同讨论、解决问题,提出方案并共同完成项目。要求学生不断学习、自我完善,构建学习型项目小组团队。
4.学生自主学习
课堂上,在保证基本教学内容完成的基础上,鼓励学生自己拟订方案、方法,自创项目,经指导教师认可后独立完成,培养学生独立的工作能力和创新意识。
5.师生互动
课堂教学、课堂讨论、课后练习、开放性课题、实验、实训教学有机结合,互为补充。对带有普遍性的难题及时设立适当的习题课予以讲解,不积累问题。并采用课堂交流(提问、讨论)、课间交流、答疑、质疑、作业、辅导学生进行电子制作、电子邮件网上交流、QQ流、电话交流等多种方式与学生交流。
四、师资队伍建设
在本课程建设中,打造一支老中青结合、理论与实践结合的教师队伍是必要的、关键的。对教师的要求要满足以下几个方面:
(1)主讲教师师德好,学术造诣高,教学能力强,教学经验丰富,教学特色鲜明。
(2)所有理论教师均同时兼任理论课程和实践课程的教学工作。
(3)课题组一半以上教师都有过企业工作经历。
(4)课题组教师均要达到本科学历,其中,研究生学历要达到50%以上。
在实际的课程建设中,师资队伍要不断完善,教师应具有紧迫感,不断更新知识,不断探索行之有效的教学方法。
五、总结
本文对高职高专“数字电路分析与实践”课程设置、教学内容、教学方法与手段以及师资队伍建设等方面进行了探讨。结合实际项目,加强实践环节,寓教于乐,提高学生的学习兴趣,是本课程改革值得探索的方向。
参考文献:
[1]曹双兰,吴翠娟.高职高专“数字电子技术”课程教学改革初探[J].中国电力教育,2011,(13):60.
电子信息技术的迅猛发展,使得从事电子工程方向的人员要掌握更多、更新的专业知识。为了适应这种变化,高校如何在有限的总课时内将最核心、最有用的知识传授给学生,单纯靠增加新的专业课程是不能够解决问题的。因此,本文依据海口经济学院电子信息工程专业的教学现状,构建相应课程群体系,并进行实践探讨。
1 课程群的专业内涵
课程群是指内容联系紧密、内在逻辑性强、属于同一培养范畴的一类课程,课程群作为一种新的教学管理体系,打破了课程内容的归属性,弱化课程的独立性,强化课程之间的亲和性,使它们在一个更高的层面上连贯起来[1]。
2 电子信息工程专业课程群建设目标
从企业岗位需求的角度,结合民办本科院校以培养应用型、创新型人才为主的指导思想,研究海口经济学院电子信息工程专业的课程群建设,提出相应具体的改革措施。
课程群建设依据以下几点原则:
1) 明确课程群建设目标,合理进行课程内容的实施与分配,注重实践技能的培养,强化内容的融合、关联和交叉;
2)加强实践类课程群的建设,注重培养学生实践技能和综合素质;
3)从企业需求的人才和专业发展出发,设计更符合社会需要的课程群。
3 我校电子信息专业课程群建设
3.1 理论课程群的改革
通过将课程群里的课程内容进行分解和融合,在整体上进行优化,实现对教学资源的统一协调。因此学生培养计划、教学大纲应根据调整后的要求进行重新编写。
3.1.1 电子技术类课程群
电子技术类课程群的知识结构是以电路分析为基础,要求学生掌握常用的电路元件,熟悉常见的电路模型,能够熟练应用电路分析的基本方法分析基本电路。对基本、实用的模拟电路与数字电路进行分析和设计,使学生掌握电子电路的基本工作原理和分析与设计方法 [2] 。我校把《电路分析》《模拟电子技术》《数字逻辑电路》三门课程合并成一门《电路与电子技术》,分成2个学期教授,在数字电子技术课程中引入 EDA 的内容,将EDA和 数字电路有机地结合起来。课程中各门课程中的内容进行融合,精简课时。比如不再讲授一阶电路的冲击响应、拉普拉斯变换,加强讲解一阶电路时域和频域特性,以及稳态和瞬态特性。模拟部分不再讲授数字部分 “门电路”和“A/D、D/A 变换”等内容。
3.1.2 信号处理类课程群
信号处理类课程群中的各门课程在教学安排上时间前后连接,在内容方面相承前启后,逐步深入。《信号与系统》是信号处理、分析的基础,是《数字信号处理》重要的先导课程,内容包括连续时间信号和离散时间信号,以及线性时不变系统的基本理论和分析方法;《数字信号处理》 则是在《信号与系统》的基础上学习DFT(离散傅里叶变换)、FFT (快速傅里叶变换)、FIR和 IIR(数字滤波器)设计等数字信号处理的方法,是《DSP 原理与应用》的先修课程[3]。《DSP 原理与应用》可以编程实现《数字信号处理》的基本理论,主要涉及 DSP的软硬件设计、应用系统的开发方法。
例如在《信号与系统》课程中包含离散时间信号的时域分析和变换,那么在数字信号处理课程中就可以适当删减。如果在《信号与系统》课程中讲过了Z变换,那么在《数字信号处理》中可以简单复习,而加强滤波器设计内容的讲解,同时在《数字信号处理》课程中对信号处理基本理论也是简单回顾,不再花课时讲解。重点介绍在实际应用中的使用,减少复杂公式的推导,以理解概念、定性分析为主,突出MATLAB软件仿真和DSP硬件的实现。
3.2 课程群实践教学环节的改革
实验教学内容需要与理论教学内容紧密结合,更需要尽可能地锻炼学生分析问题、解决问题的思维和能力。因此,在开设基础实验的基础上,增加综合设计环节,对学生开放实验室,激发学生进行自主学习。在课程群课程体系和教学内容改革的基础上,构建层次实践教学新体系。
3.3 课程资源的网络化建设
“网络化时代的到来必然会引起教学的变革,变革的趋势是学生自主学习将加强,学生对教师的依赖将降低” [4]。因此,课程群建设要为学生留有自主的学习空间,进行教学资源网络化建设。每类课程群所涉及的课程教学大纲、进度表、教案、课件、授课录像等教学资源逐步实现上网。部分课程已经建立网上试题库、试卷库,进行教考分离,建立网络交互型高校电子信息类虚拟实验平台,教师与学生能够在网上互动答疑。课程群建设最大限度地实现了教学资源的共享化。
3.4 课程群的教学团队建设
课程群教师队伍由“课程负责人 + 骨干教师 + 任课教师”组成,在课程群背景下,应以科学发展观作为教学指导来建立教学团队与教学骨干,我们的教学团队是以双师型为主的“工程型”教学团队,多人有企业工作的经历。通过教学骨干培养对教学资源进行高效开发,并对教学内容及方法进行改革,以此促进教学团队间的教学研讨及经验交流。
注重以老带新,采用多种多样的师资培养模式,形成老、中、青相结合的教学科研队伍,比如选派青年教师到企业挂职锻炼,学习新知识、掌握新技术,挂职结束后进行严格的答辩。教学骨干每年都有机会到国内外做访问学者和到重点院校进修。组织专业教师参加学术会议、专业技能培训等活动,以提高科研与学术水平。鼓励教师参加国家、省、市级科研项目的申报,以科研促进教师教学水平的提高。
以教师在科学研究方面的相关科研成果作为确立教学团队中教学骨干的激励机制,有海口经济学院科研资助与教学科研奖励办法,比如针对省级期刊、核心期刊、检索期刊的论文有不同程度的资金奖励。并进行科研工作量按学时计量的方式对教师进行奖励和督促。
关键词:数字逻辑设计;电子设计自动化;可编程逻辑器件;教学改革;实践教学
作者简介:何乐生(1977-),男,白族,云南昆明人,云南大学信息学院,副教授;余鹏飞(1975-),男,云南昆明人,云南大学信息学院,副教授。(云南 昆明 650091)
基金项目:本文系2013年云南大学本科实践教学能力提升项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)02-0115-02
“数字逻辑设计”是计算机及其相关专业承前启后的重要专业基础课,该课程介绍计算机的基本结构——数字电路的原理以及设计方法,是“计算机组成原理”、“计算机体系结构”等后续专业核心课程的必要基础。
在就业形势严峻的背景下,社会和学生都对课程的内容及其实用性提出了更高的要求。计算机专业学生往往将自己未来的职业规划定位于软件开发,因此认为“数字逻辑设计”课程没有太大用处,出现轻视的思想。另外,大部分高校仍以已经过时的小规模通用集成电路作为主要教学内容,进一步加深了学生对“数字逻辑设计”课程无用的错误认识。怎样合理地将基于EDA技术的现代数字逻辑系统设计方法引入课堂和实践教学;将“数字逻辑设计”课程内容和计算机专业学生感兴趣的东西结合,提高学习积极性,为将来从事相关领域的工作打下必要的硬件基础,成为了“数字逻辑设计”课程改革必须解决的问题。[1-3]
一、目前教学工作中存在的问题及其成因
近年来,以数字技术为核心的半导体技术获得了飞跃式的发展,其功能和复杂程度呈几何级数增长。与之对应的是设计技术的规模化和正规化,软、硬件开发人员的职责划分越来越明显。作为偏软件方向的计算机专业的课程,“数字逻辑设计”的教学内容、体系、方法以及实验环节也应随之改变,以培养具有独立工作能力,满足行业需求的高素质人才。与此相反地,当前该课程依然沿用几十年来形成的精英式的大学教育思路,过于强调知识体系和理论深度,而放松对学生运用新知识进行综合设计的能力的培养。另外,“数字逻辑设计”与“电子工程”、“通信工程”等偏硬件专业的“数字电路”课程过于相似,强调电路的物理基础,轻视从宏观的系统层面对数字系统认识,导致教学效果不理想。笔者总结具体原因有以下几点。
1.教学内容脱离工程实际和学生实际情况
在严峻的就业形势下,学生都很关心学习所学课程到底能做什么,为自己提供怎样的竞争力。随着EDA技术的高度发展,基于CPLD和FPGA等可编程逻辑器件的数字系统设计技术已成为主流技术。然而目前大部分教材仍然采用传统理论教科书的编写方式,以“讲理”为主,过分强调双极性工艺的74系列门电路的实现方式,对EDA技术涉及不多。如果教师仍然采用“填鸭式”教学方法教授已经过时的知识,自然无法调动学生的积极性。
2.对不同专业的差异化教学问题注意不足
在软、硬件设计分工差异化的大背景下,应该将“数字逻辑设计”的教学重点放在系统级的设计,而对于门级电路的设计则只需要达到“知其然”的程度。在教学内容、教学体系、教学方法以及实验等具体教学环节上,应与“电子工程”、“通信工程”等偏硬件专业保持合理的差异化。
3.实践教学内容陈旧,无法满足社会对计算机人才的需求
当前实践教学内容多为验证74系列芯片的功能,而计算机相关专业的课程定位应是“理解计算机底层工作原理”,这种基于中小规模集成电路的验证性实验显然与专业定位不吻合。
4.连线式的数字电路实验箱(板),无法使学生建立对现代数字系统的感性认识
高等学校实验设备多采用“傻瓜式”的设计思路,即将实验电路尽量“功能化”和“模块化”,学生只需要在不同功能模块之间连线即可完成硬件设计。诚然,这在降低了实验难度的同时,提高了实验速度,降低了教师讲授实验课和维护实验室的难度。但 “连线式”的设计使学生不明白实验箱(板)上分离的一个个插孔是如何构成系统的,更无从谈到对计算机系统的感性认识。[2]
5.课程考核方式不科学
部分学生采用死记硬背的方式“对付”期末考试,常常出现“高分低能”现象。评价方式在无形中造成学生对实践环节学习的轻视心理,部分学生的学习以成绩合格为目标,忽视能力的获得。
二、“数字逻辑设计”的教学改革方案
综合考虑上述问题,笔者所在的教学团队认为,合理地取舍原有教学内容并将EDA技术引入教学,是提升教学水平和学习积极性的有效手段,并进行了一系列教改尝试。
1.结合学科发展和学生实际情况,合理优化课堂教学内容,提升其实用性
如前所述,数字系统设计已经进入电子设计自动化的“EDA时代”,作为计算机专业的课程,更有必要对传统教学内容有所取舍,做到“有所为,有所不为”。一方面,在保证为后续课程提供必要基础知识的同时,对于陈旧过时的理论加以扬弃;另一方面,必须对于近年来出现的,改变行业面貌的新技术有所涉及。
在传统教学内容的选取上,应秉承“必须”和“够用”的原则,[4,5]对后续课程较难理解的“组合、时序逻辑电路分析、设计方法”、“半导体存储器”等内容应保留较多的课堂教学时间,而对于“门电路的实现方法”、“竞争与冒险”等内容,则应大幅度地降低课堂教学时数。总体来讲,基本取消了74系列中小规模器件的课堂教学时间,而将时间用于进行“原则性”和“说理性”的教学,旨在帮助学生建立“计算机是由什么东西构成的”、“设计计算机时采用了什么原理”等系统性的基本概念。
在EDA新技术的扩展方面,教学团队根据计算机专业学生喜欢编程的特点,在教学中引入了硬件描述语言和可编程逻辑器件(PLD)两方面的内容。硬件描述语言Verilog HDL在语法上接近C语言,而C语言是计算机专业先修课程,学生掌握起来较容易。课堂教学采用了传统内容和描述语言穿行的方式,既保证了教学进度,又能防止学生出现“硬件描述语言和实际电路脱钩”的通病。可编程逻辑器件的教学,则安排在传统教学方案中进行“门电路实现”的学时进行,并将可编程逻辑器件的教学重点放在介绍CPLD和FPGA的原理及其常见问题。根据学生实际情况,还引入数字电路在计算机系统中的应用实例,以提升学生的学习兴趣。例如:加法器、乘法器的实现,点阵LED显示屏的显示与控制,PS/2鼠标键盘控制等内容,不但能帮助学生建立学以致用的学风,而且能够很好地回答学生“‘数字逻辑设计’课程有什么用”这样的问题,提高了学习积极性。
2.根据计算机相关专业学生实际情况,改革实践教学内容和手段
基于实验箱的实验存在诸多问题:首先,不利于学生建立系统观念,而将思路束缚于微小且具体的局部问题。其次,将“培养动手能力”这一广义的命题,狭隘地局限为“能够正确地完成连线”,不符合能力培养的要求。且在实际实验过程中,由于实验设备长期使用,往往由于接触不良等非关键因素造成实验失败,使学生失去学习兴趣。针对实践教学中凸显的问题,教研组采取了以下措施。
首先,将ModelSim和Multisim等EDA仿真软件引入实践教学。由于数字电路的仿真技术已经非常成熟,仿真结果和实际实验结果基本相同。采用软件仿真工具能够将学生从大量的连线工作中解脱出来,把精力集中在“数字系统的设计”本身,提高了实践教学的效率,且方便学生实现更为复杂的逻辑设计。
其次,采用FPGA作为实际动手的实验平台,开发了一种符合计算机专业“数字逻辑设计”教学需要的低成本FPGA实验板——Innovator_FPGA。在实践教学环节中,首先指导学生利用该实验平台,在Quartus II环境中首先采用原理图输入方式完成基本的验证性实验,以熟悉开发工具;然后采用硬件描述语言分别实现加法器、减法器、逻辑移位器等CPU必须的逻辑功能;最后指导学有余力的学生将上述模块综合为一个ALU(算术逻辑单元)。通过训练,学生们发现“数字逻辑设计”与自己天天打交道的计算机有着如此密切的联系,为将来的“计算机体系结构”课程打下了坚实的基础。
3.引导学生通过多种途径学习,改革课程考核方式,培养自学能力和创新能力
电子信息技术发展迅速,任何人都无法在大学阶段获取一生所需的所有知识,学生必须培养自己的自学的能力。教师引导学生采取以下方式自学:
(1)通过网络学习交流,推荐以下网站:可编程逻辑器件网(.cn)、周立功公司网站()、水木清华(\学术交流\电路设计)以及Altera公司官网论坛等。
(2)参与各种竞赛和学生课外科技活动,包括:全国大学生电子设计竞赛、挑战杯和Atlera大学生论文竞赛等。
(3)鼓励学生参与国家级、省级和校级的学生科技立项活动。
另外,课程考核是引导学生培养创新能力的指挥棒,也是帮助教师纠正教学方法的重要手段。在参考兄弟院校经验的基础上,[4-6]教学团队逐渐形成了自己的考核方式:成绩分为课程设计(占30%)、机考(占30%)、笔试(占40%)三个部分。其中课程设计部分要求学生在Innovator_FPGA实验板上设计具有一定功能的数字电路模块,最后根据设计理念的创新性、功能的实现程度和书面报告三者综合,给出课程设计成绩。机考部分要求学生在实验室现场完成一个简单模块的设计,以检验其软件仿真和调试能力。笔试部分则在减少客观题型的基础上,增加电路设计、HDL程序设计等主观性题型的比例。
三、结论
在进行课程改革的数年间,在上述一系列综合措施的促进下,学生的学习热情和创造激情得到了释放。同学们纷纷在实验室和宿舍利用廉价的实验套件开展学习、竞赛和科研活动,取得了一定的成绩,获得全国大学生电子设计竞赛国家级和省级奖项数十项,另外还获得国家级大学生科研立项三项,挑战杯科技作品竞赛获奖多项。越来越多的同学通过“数字逻辑设计”课程的学习建立了现代数字系统的概念,提高了自己的创新能力和综合素质。
参考文献:
[1]官骏鸣,汪虹.计算机专业《数字电路技术》课程教学改革[J].黄山学院学报,2011,13(3):108-110.
[2]于玉婷.EDA技术渐进式教学方法探讨[J].电脑知识与技术,
2011,7(11):8354-8355.
[3]吕燚,邓春健,黄杰勇.利用EDA技术全面改进数字电路课程教学[J].福建电脑,2008,(6):208-209.
[4]邹海云,高胜东,邓娜.《脉冲与数字电路》课程教学改革研究[J].实验科学与技术,2007,(1):71-74.
[5]李雪梅.在数字电路教学中引入现代EDA技术[J].物理实验,
【关键词】微世界;PSpice;电子教学;模拟仿真
【中图分类号】G420 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)01―0127―03
一 微世界理论及其在模拟仿真中的应用
微世界(Microworld)一词最早由Papert提及,特指Logo的学习环境。Logo语言主要作为激发学习者思考、创造、认知发展的学习环境。利用简单的电脑几何作图,学习者可以学习基本的程式设计、逻辑思考、几何空间概念与解决问题的方法。它能够让学习者用很简单的指令,学习控制“海龟”的移动,并观察其移动的轨迹和特性;借由将“操作海龟”转变成自己的物件来创造出自己个人的视觉世界,进而产生有趣的逻辑问题与几何现象,探索逻辑与几何观念问题,最后提出假设加以验证并解决问题[1]。
微世界是一种模拟真实世界现象与环境的发现式学习系统(环境)。它只是提供某一个学科知识领域的微小但完整的“世界”,将微世界作为向学习者传递知识和技能的一种环境或一种载体[2]。创建微世界环境的目的是为了向学习者提供一个可供自由探索、完全自主控制的学习环境,在该环境中学习者可以对学习进行自我组织,自行确定学习内容与目标,从而达到帮助教师讲授某个教学难点,或帮助学生学习某个知识技能点和探究新知的效果。
当前微世界的教学或学习环境大多是借助计算机化建模技术构造的,从这个意义上讲,可以将微世界看作是一个有效整合计算机科技与模拟环境的认知学习支援工具。由于微世界具有仿真模拟真实环境的特点,它已经被逐步应用到数学、计算机、经济学等各种不同的领域:20世纪90年代开始在中国广泛应用的“几何画板”工具解决了平面几何、物理矢量分析、作图和函数作图的难题,把抽象的内容以形象的方式呈现给学习者;台湾学者张基成以微世界在自然科学学习上的应用为着眼点,开发出名为《小小旅行家微世界探险》的微世界学习环境,其设计理念正是提供模拟真实世界现象的发现式与探索式的经验学习环境,借助于模拟与实验活动,促进学习者主动发现与探索问题的认知历程,从而激发学习者高层思考、多元创造、主动积极学习与解决问题的能力[3]。
二 PSpice在教学中的应用
在电子技术教学中经常会遇到这样的情况:学生对专业中所涉及的实用技术有浓厚的观察和动手兴趣[4],但对课堂教学却十分厌恶。究其原因主要就是教学时因为学时的限制和实验设备的局限性,使教师无法全部采用边讲理论边做实验的教学模式,以至于学生的好奇心被磨灭,甚至使学生对模电这门课产生畏惧,认为“模电就是魔鬼电路”。
由于微世界要求学生对模拟的环境可操纵、可建构,因此将基于微世界理论的仿真软件引入到电子线路课堂教学中进行辅助教学可以大大改善教学的效果。比如现在比较流行的PSpice软件,它允许学习者利用它提供的元件构造各种模拟电路和数字电路,并可以动态测试电路的性能,帮助学生在理论学习过程中及时印证所学的内容,理解电路的复杂变化工程,达到理论与实践相结合的目的。
PSpice是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美国加州大学伯克利分校于1972年开发的电路仿真程序。随后版本不断更新,功能不断增强和完善。PSPICE可以对众多元器件构成的电路进行仿真分析,能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电路分析。其主要分析功能包括直流分析、瞬态分析、蒙特卡罗(Monte Carlo)分析和最坏情况(Worst Case)分析等,用它还可以观察到变量的各种波形数据列表,功能强大[5]。
下图是PSpice A/D的运行界面,PSpice A/D (included in OrCAD with PSpice v10.5)是一个全功能的模拟与混合信号仿真器,它支持从高频系统到低功耗IC设计的电路设计。PSpice的仿真工具已和 OrCAD Capture及Concept HDL电路编辑工具整合在一起,让工程师方便地在单一的环境里建立设计、控制模拟及得到结果。
在电子技术实验教学中,除了要求学生掌握一些常用仪器的使用方法和参数测量方法外,一般要求学生通过所做实验进一步掌握有关元器件及电路的各种性能,通过直观的实验巩固所学的理论知识。然而对于复杂电路,学生在短时间内很难把握电路输出及各种性能指标。由于PSpice的仿真计算精确,利用PSpice仿真软件进行电子电路的分析验证几乎与真实实验室环境下的实验调试结果一致。PSpice有文本和图形两种输出方式,有利于学生对电路的全面理解,而且具有完全不耗材和元器件资源、仪器仪表资源丰富及设计调试安全等特点。
三 教学应用实例
1 教学问题
我们结合一个具体的教学实例来对PSpice在模拟电子教学中的应用进行详细阐述。如图2a是一个乙类互补对称功放电路(参照PSpice帮助文档中功率放大器电路仿真例题及联系),基于该电路要解决如下问题:
第一,Vi幅值为5V,频率为1KHz的正弦波。作瞬态分析,观察输出Vo形的交越失真。进一步作直流扫描分析,求失真所对应的输入电压范围。
第二,为减小和克服交越失真,在两基极间加上补偿二极管及相应电路,以供给T1和T2两管一定的正向偏压,构成甲乙类互补对称功放电路(图2b)。再作瞬态分析,观察输出Vo交越失真是否消除。
第三,求图2b的最大输出电压范围。
2 教学过程
在PSpice中可以通过以下步骤来分析该电路:首先进入Schematics主窗口,绘出图a所示电路,并设置好参数,接着按以下步骤进行解题:
第一,设置瞬态分析(Transient)功能。得瞬态波形如图2c所示,可看出Vo有交越失真。再设置直流扫描分析(DC Sweep),信号源Vi的扫描范围为-2V~+2V。得电压传输特性如图2d所示,由图中看出,输入电压在-0.68V~+0.68V范围内出现失真。
第二,将电路改成图2b的形式,重复(1)的步骤,可得电路的瞬态波形和传输特性分别如图2e、2f所示,可看出Vo已无交越失真。
第三,设置直流扫描分析,电压源Vi的扫描范围为-10V~+10V。得电压传输特性如图2g所示,由图中看出,最大输出电压范围约为-5V~+5V。
3 讨论
根据上述教学实例,我们可以看出基于微世界理论的PSpice模拟仿真软件在辅助教学中可以起到如下作用:
(1)将实验室引进课堂,提高教学效率
微世界倡导的学习模式是情境式、经验式、自我调节式的“在做中学”。在有关电子技术的部分教学中,实验耗时多,实际操作难度大,难以在课堂时间内穿插演示,而人的记忆具有随时间推移遗忘率增大的特点,如果理论与动手的时间间隔较长,学生的学习效率就会降低。例如在上述“乙类互补对称功放电路”教学中通常采用分段式教学,论教学和实验部分分开进行,但这样会造成知识在传授过程中的断点。应用PSpice辅助教学就能直接在课堂上快速、完整的建构出实验原理图,并且能够展现完美的仿真实验过程,及时显示实验结果。
(2)调动学生学习的主观能动性,培养学生的分析、应用和创新能力
微世界学习环境的出现为学生问题的解决提供了崭新的平台,促进学生在学习后将知识迁移到实际环境中,学生可以借助于微世界建立问题空间的模型,通过假设验证等类似科学家探究问题的方法来解决遇到的问题。例如在该教学实例中,学生可以在PSpice中添加或修改各种元器件以探索解决乙类互补对称功放电路出现的交越失真问题的方法。它可以加强学生与学习环境的交互,使学生明确问题的性质,进而作出明确的表征,并通过建模调试到反思和总结,在遍遍错误和重新寻找解决办法的反复过程帮助学生解决问题。同时学生还能对问题所涉及的相关知识有更深刻的理解,达到将所学知识融会贯通的目的。
(3)可以恰当运用反例教学,培养学生发现与解决问题的能力,优化教学效果[6]
微世界可以培养学生观察现象、发现问题、寻找资料、提出假设、设计实验、执行实验、验证结果与讨论结果等系统化程序的能力。在传统电子技术的实验课中,对实验时接线的要求非常严格,万一接错线可能会烧坏元件甚至烧坏仪表,不仅造成实验材料的浪费而且还有一定的危险性。而将PSpice引入教学后,学生则不必畏首畏尾,可以把电路图故意接错,设置短路、断路、漏电等故障:如在电路中接一指示灯进行故障仿真时会出现指示灯被烧坏或不亮等现象,此时再加上教师的及时解释和强调,将会给学生留下深刻的印象,从而大大减少实际操作中的线路故障率,节约实验材料,提高实验效率,改善和提高学生掌握正确的测量方法和熟练使用仪器方面的能力。PSpice给学生提供了模拟真实情景的问题情境,是学生应用知识、解决问题的一种良好的训练工具。
四 结语
简言之,基于微世界理论的PSpice软件具有逼真再现真实电路并能自行操作的显著特点,将其作为一种教学媒体和教学环境引入电子技术的课堂可以给学生留下深刻的印象,显示出传统教学不可比拟的优势。它能有效地激发学生的学习兴趣和求知欲,激励学生积极主动的学习思考,从而达到认识事物、启发思维、激发想象、引导感情的目的,提高了学生分析问题和解决问题的能力,提高了学生实践和动手能力,培养了学生勇于探索不断创新的能力,促进了电子技术课堂面貌的革新,使电子技术不再枯燥。但同时也应看到电子实验培养学生动手能力的重要性,电路的焊接和调试的实际操作是该软件无法实现的,因此完全依赖微世界而舍弃实际操作是不可取的,在实际教学中必须将两者合理结合,充分发挥仿真软件在电子教学中的魅力,达到最佳教学效果。
参考文献
[1] 张基成.电脑微世界认知学习环境――探索与发现问题之心智工具[J].视听教育双月刊,1999,(1):30-39.
[2] 张伟.微世界教育应用探索[J].远程教育杂志,2003(5):7-10.
[3] 张基成,岳修平,吴明德 等.微世界学习环境[C].第八届国际电脑辅助教学研讨会大会论文,1988.
[4] 何克抗,郑永柏,谢幼如.教学系统设计[M].北京:北京师范大学出版社,2003.
论文关键词:多媒体,引导,交互性,兴趣
〈〈电路分析〉〉是一门基础课程,对后面的模拟电路,数字电路及其它的专业课程都起到了基石的作用,非常重要。但由于这门课程的内容抽象,复杂,偏重于逻辑分析,又是学生接触专业启蒙课程,学生对许多的抽象概念都联想不到,特别是三相电路分析、电容、电感的过渡过程等内容,这些内容在学生的脑海中是一片空白,而且做实验又看不到现象,这就使学生学习起来就更加困难,有可能使部分学生对本课程失去信心,甚至会让一些学生对本专业都会失去兴趣。要想让学生不失去兴趣与信心,就必须让学生所学的知识形象化,趣味化。如果再象以前一本教材、一支粉笔、一块黑板讲到尾,肯定是效果不佳,因此采用现代化的教学手段是必不可少的。根据我多年在〈〈电路分析〉〉的电教经验兴趣,要运用多媒体教学须注意如下几点:
一.多媒体教学对教师本身的要求。
1.教师应对所教课程非常熟悉
只有老师对所教课程非常熟悉,对教材作了深入的研究,并有丰富教学的经验,你才能知道学生对哪些内容难以理解,怎样运用多媒体教学帮助学生解决难题,哪些知识点可以运用多媒体进行形象、趣味性教学。比如在讲基尔霍夫电流定律时,一般讲课是会举水流的例子,但学生听了印象不一定深刻,但我运用动画做三条或多条小溪的水流,流到一起汇成一条小河,再配上一些轻音乐,让学生观察一段时间,再引申到电流定律中,这样学生印象就深刻多了。
2.教师能熟练运用多媒体软件和仿真软件。
要上好多媒体课就要选择好一种多媒体制作软件,在〈〈电路分析〉〉中,由于大部分都是形象的画面来表述哪些抽象的事物。电流、电压、三相交流电、磁场等这些抽象的概念就可以用flash来形象化、
直观化、动作化,而基尔霍夫定律,欧姆定律,叠加原理等这些实验性的内容我就可以用ewb仿真软件进行模拟仿真,对于过渡过程这些参数性的〈〈电路分析〉〉就可以用matlab进行过程分析,这样综合交叠的运用辅助软件,可以使学生从视觉感观及逻辑分析上都投入到课堂中来。
二.教师要对学生进行充分的了解
作为一名老师只有对学生的学习进行了充分的了解,你才能采取不同的教学方法,有针对性的进行教学。我所任教的是一所高职院校,高职院校学生来源不同,有高中,有中专,也有初中起点的五年制大专学生,针对不同的群体就要采用不同的教学方法,侧重点也不同。
对于高中起点,他们的逻辑思维强一些,但动手操作就相对弱些。因此在做课件时就把公式推导省略些,多加入些模拟实验,比方说怎样组织实验,怎样得出结论兴趣,多让他们观察过程与现象,培养他们的形象思维与动手方面的能力。
对于中专起点,他们的动手操作能力就要强一些毕业论文开题报告。课件要多演示些原理性的内容,例如,过渡过程是怎样产生这种曲线规律的。这在课件中就可以多展现一下。
对于初中起点五年制大专生,就要细化,内容不能深,要强调直观与操作,原理性的直接给出结论并应用。
三.多媒体制作时,要以学生为主导,注意交互性,强调形象化
在制作多媒体课件时要以学生为主导,不能采用那种灌入式的教学方法,要引导学生主动去思考去钻研,同时制作出来的课件要把抽象的转化为具体可视的。下面我将一堂课分三个部分进行简要的介绍。
1.导入
一堂课的导入是非常重要的,导入的好坏直接影响学生对本堂课的学习兴趣及学习效果。例如,我在上谐振回路时是这样导入的:先用FLASH做一个黑匣子,黑匣子引出两根线接到一个灯泡上,另外两根线接在一个信号发生器上,并联一个电压表(电压固定不变),信号发生器的频率可以用鼠标控制,在演示时用鼠标改变频率,当达到某个频率时,灯泡最亮,同时黑匣子讲话“这个频率最适合我,我可以让小灯泡发出最大的光”在其他频率时提示“不行,我还可以更强”,同时老师提醒学生观察输入电压表(固定不变)这样就吸引学生,同时他们也会思考,为什么输入电压不变而灯泡的亮度会变,为什么黑匣子会说“这个频率最适合我”是怎么一回事,这黑匣子到底代表什么,这样会使学生产生浓厚的学习兴趣,注意力会更加集中。
但有一个好的开端还是不够的主要还要摘要在课中解决的问题上。
2.采用问题教学法
即教师在课堂上形成一种问题情境,启发学生自己去探索、寻找答案兴趣,从而激发学生的学习积极性。
例如在讲电阻的串联、并联和混联电路时,我就用FLASH画出一些电路,然后用鼠标指向哪部分电路,就会有个话外音提问:“请问该部分的几个电路是串联、并联还是混联”,给出一个选择框,要求学生去选择。如果选择正确,就用鼓掌声音鼓励学生,如果选择错误,就提示:串联、并联和混联的概念,再要求学生重新选择一遍,这就使得学生不断的加深对概念的理解,并运用到具体的电路中。
3.小结
小结可以使学生对整堂课学过的知识有一个整体印象,加强学生的学习效果。比方我在做有效值的小结时就用FLASH做个小动画。有一个小孩子将一个交流波赶进一个容器里,同时他又回过头来将另一个直流电赶到一个同样大的容器里,然后将两个容器放在一起进行比较,恰好两者一样多。图下面就有一个问题“请问这个直流电就称为交流电的什么值”,这就会使学生自然而然联想到有效值的定义,加深了印象。
四.多媒体教学效果统计
下面是我对任教的三个班在运用多媒体教学前、后的效果比较
没有运用多媒体教学时统计
调查内容
好
较好
一般
差
整节课听课心情
10.3
26.4
58.8
4.5
整节课听课注意力
20.3
40.5
33.5
5.7
对重点难点理解
33.7
42.6
20.2
3.5
对本节内容掌握情况
21..6
45.8
30.2
2.4
对本节内容记忆效果
30.5
34.7
28.4
6.4
课堂气氛
36.7
42.9
20.4
针对“大学生过剩”与“技工严重缺乏”的就业结构型矛盾,解决问题的核心是教学方法和培养目标的改革。今后,中国将以建设现代职业教育体系为突破口,对教育结构实施战略性调整,加大技术技能型人才的培养。从国家层面,本次高校改革调整的对象是1999年大学扩招后“专升本”的600多所地方本科院校。这些高校将率先从培养学术型人才向职业教育转变。嘉应学院于2001年升为本科院校,在改革院校之列,应做好规划应对学校即将到来的人才培养目标和办学定位的转型。
2电子信息工程专业培养方案改革目标
广东省高端新型电子信息产业发展方向包括了软件和集成电路、数字家庭以及高端消费类电子产品。本次电子信息工程专业培养方案改革应契合产业发展方向,针对智能家电、智能家居、智能医疗和智能安防领域,培养应用型本科人才。此次电子信息工程专业培养方案改革的目标是培养学生动手能力,强调与产业的对接,强化学生的就业能力。为实现该目标,需要对目前电子信息工程专业培养方案进行修订。
3电子信息工程专业培养方案改革思路
3.1培养学生的职业定位
以电子信息工程专业为例,研究型高校中电子信息工程专业的学生参加工作后主要从事系统软硬件底层开发。硬件相关工作方面:学生通过传感器、变送器和执行元件等基本原理的学习,能够从事相关基础元器件的研发工作。软件相关工作方面,学生通过操作系统、处理器内部体系结构和接口电路工作原理的学习,能够编写硬件的底层接口程序,从事一些基础的研究工作。高职高专学校培养的电子信息工程专业学生,需要熟悉生产设备的工作过程,能够应用和操作设备生产出合格的产品。应用型高校中电子信息工程专业的学生层次处于上述两种类型学校学生的中间,必须要实现差异化培养,具有自身不同于研究型和高职高专学生的特色,在产业结构中寻找自己的定位,这样才能保证在未来的就业竞争中取得优势。应用型高校培养的电子信息工程专业学生应该熟悉传感器、变送器和执行元件的工作原理,了解元器件的性能参数以及影响其工作的因素,能够根据客户提出的设备的性能指标和不同要求,“选择”传感器、变送器和执行元件,通过合理的组合连接,形成生产设备,或是能够测量某些物理参数的仪器和仪表,或者是智能家居中的控制系统、安防系统等等。该类型学生主要从事的是系统集成工作。从目前我国产业发展结构来看,大部分企业还是生产型的,从事研发的企业和研发方面提供的工作岗位相对较少,所以对从事底层设备研发的人才需求有限,而对系统集成人才需求较大。
3.2工作岗位分析
根据以上分析,确定嘉应学院电子信息工程专业的改革思路。智能化是电子信息技术发展的一个必然的趋势。未来的仪器设备会根据预先设定的程序和算法运行,脱离人的控制,具有一定的智能性。基于此,确定培养的学生的未来的职业定位为智能电子产品设计工程师。广东省电子行业发达,提供的相关产业岗位较多,95%以上的学生会在广东省内就业。就业的学生主要从事智能电子产品的设计、调试和安装工作。作为智能电子产品设计工程师,就业之初可以做为企业研发部门的软件、硬件工程师,随着相关经验和技术的积累,以及自己本人的不断努力和学习,有部分优秀的智能电子产品设计工程师可以成长为产品的项目工程师。如果掌握企业的核心技术,则可以成为企业的技术负责人,只要努力,职业提升空间较大。
3.3课程模块设置
学生要想在将来能够胜任智能电子产品设计和系统集成工作,需要掌握的知识要点包括信息采集、数据处理、信号转换变换、总线接口和软件编程等方面的知识。需要学习的模块设置为基础模块、提高模块和产业对接模块。针对学生将来从事的智能电子产品设计工作,要求学生学习的课程体系如下:基础模块包括了电路分析基础、模拟电子技术、数字电路与数字逻辑、信号与系统、传感与检测、数字信号处理、虚拟仪器设计和C语言程序设计。提高模块包括了应用电子设计自动化、嵌入式系统、微机与单片机原理和数字信号处理技术及应用。产业对接模块含有数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。基础模块电子系统工作的基本原理和基本的分析方法,为提高模块的学习打下基础。提高模块中的课程主要学习由8位,16位和32位处理器内部体系结构和编程方法和系统硬件描述语言,这些是智能电子产品的核心。而产业对接模块开设的课程主要要求学生能够根据所学知识设计满足生产和人民生活需要的智能电子产品系统。
4电子信息工程专业培养方案框架
4.1通识教育课程模块
该模块包括国防教育、思想政治理论课、语言与技能课、体育和全校性公共任选课,总计57学分,1004学时。具体课程为军事理论与训练、思想道德修养与法律基础、廉洁修身、基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要、形势与政策、大学英语I-IV,含口语与写作)、大学计算机基础、健康与心理教育、大学语文(含应用写作)、大学生职业发展与就业指导、创业教育、体育(含选修),公共任选课。通过通识教育课程的教授使学生掌握一定的外语、法律和国学知识,具有一定的人文情怀,成为一个道德和人格上成熟的人。
4.2专业课程教育模块
该模块包括专业必修课、专业选修课、毕业实习和毕业论文(设计),总计105学分,1498学时。其中专业必修课包括学生必须了解的本专业的一些基础知识。其中学科基础课电子类工科学生必须学习的本学科的基础知识,含30学分,总计548学时,主要课程有:大学物理及实验、高等数学、工程数学、概率论与随机过程、工程制图与AutoCAD、电子工艺训练、电路分析基础、电路分析基础实验。专业基础课是学生学习后续专业课程的基础,是本专业不同于其他专业的基础课程组合,通过专业基础课程的学习学生可掌握本专业的基础知识。含18学分,总计287学时,主要课程有:C语言程序设计、数字电路与数字逻辑、数字电路与数字逻辑实验、通信电子线路、模拟电子技术、模拟电子技术实验、电子技术课程设计及见习。专业课程组合则是本专业的一些较为重要的课,按照不同专业方向开设不同的专业课,总计13学分,204学时。智能电子系统方向主要专业课程有智能电子系统方向、信号与系统、微机与单片机原理、嵌入式系统。专业选修课是本专业的一些特色课程,包括专业限选课18学分,28时,课程主要课程有:数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用。专业任选课10学分,170学时,主要课程有计算机网络、印刷电路板设计、Matlab程序设计、电子设计自动化、智能家居系统设计等。毕业设计是本科教学最为重要的环节,需要学生应用所学知识设计符合生产实际的能够实现一定功能的智能电子系统。毕业实习是学生毕业前进行的直接参与企业生产实践的活动,相当于入职前的岗前培训,均为8学分,8学时。
4.3职业教育模块
该模块均为选修课程,包括心理学2学分,32学时;教育学2学分,32学时;教师职业技能2学分,32学时;教育实习4学分,4周。学生可以在修完此模块后申请教师资格证,扩大就业面,从而拓宽就业途径。
5电子信息工程专业培养方案改革内容
5.1调整专业方向,强调产业对接
紧密结合广东省十二五规划中高端新型电子信息产业发展规划内容和专业的发展方向,根据专业技术技能型人才培养需要,将专业方向调整为智能电子系统方向。为实现专业调整和改革的最后一公里,最终摆脱学生所学知识与到企业工作后所需能力相脱节的现状,开设与企业生产实际相近的课程,如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。提高学生的学习兴趣的同时,真正做到与企业生产实际的对接,让学生到企业工作后可以尽快进入角色,找到自己在企业的一席之地。
5.2突出专业基础课和专业方向课的核心地位
针对学生到企业工作后主要从事智能电子系统设计相关技术的工作,专业基础课中的核心课程设置为:数字电路与数字逻辑、通信电子线路、模拟电子技术、电子技术课程设计及见习、C语言程序设计。专业方向课中的核心课程设置为:数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用、嵌入式系统课程设计及见习。强化学生在智能电子系统设计方面的专业技术知识,为学生将来在本行业从事技术工作打下坚实的基础。让学生在此基础上,能够有较大程度的职业上升空间,使开设的专业课程更有利于学生将来在专业技术方面的成长和发展。由于专业选修方向的调整,增加了相应课程,如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居系统设计。删除了理论性较强的相应课程,如信息论基础和数字图像处理。
5.3进一步强化实践教学环节
根据应用型本科教学工作面临的形势和特点,提出加强和改进实践教学工作的几项措施:一是加强实践教学师资队伍建设,鼓励教师从事实践教学工作;二是推进科学研究与实践教学的有效结合,不断提高教师的实践教学水平;三是加大经费投入,通过优化、整合加强实验教学示范中心和工程训练中心等实践教学平台建设;四是推进产学研合作,建设好大学生实习和实践基地;五是实施好卓越工程师计划,培养和造就高层次工程型人才。实践教学是学校进行人才培养的重要组成部分,可以有效提高人才培养质量,是与课堂教学相辅相成和互相促进的重要方面。
6结语
论文摘要:电子信息类毕业生就业曾有过耀眼的辉煌,但近几年来,其就业形势大不如前。其主要原因有人才市场容量不足的问题,也有毕业生整体就业能力下降的问题。本文从电子信息工程专业学生应具备的专业能力入手,对专业能力实现的几个层次,改革学生评价体系,全面提升学生素质,增强学生就业能力等方面进行了探索。
当前大学生就业是社会关注的热点,高校就业工作面临着越来越大的挑战,如何做到大学生充分就业、合理就业,不仅需要高等学校在就业工作上更新观念,加强指导,同时还需要大学生对就业问题进一步加深认识、理性思考,切实提高自身的就业能力。大学生就业能力是大学生成功地获得工作、保持工作以及转换工作时所具有的能力,是一种与职业相关的综合能力的组合。大学生就业能力培养不仅是高等教育发展的需要,也是社会经济发展的需要,具有重要的理论与现实意义。大学毕业生作为劳动力市场上一个特殊劳动供给群体,其就业能力是指大学毕业生在校期间通过专业及相关知识学习、积累,对自身潜能进行开发而获得的能够实现自我职业生涯目标、满足社会需求、实现自我价值的技能和能力。就业能力是一种综合能力。关于就业能力具体包括一些什么能力,至今仍没有定论,但总的说来可以划分为专业能力和非专业能力,本文以电子信息工程专业为例,从本专业应具备的专业能力入手,探索如何提高学生的专业能力,从而提高学生的就业能力。
一、电子信息工程专业能力
电子信息工程专业作为新兴专业,顺应了知识经济、信息时代的教学、科研和生产发展的需要。但随着我国经济和科学技术的快速发展以及开设电子信息专业的院校逐步增多,未来毕业生的就业形势会更加严峻,竞争会更加激烈。毕业生的质量是电子信息专业竞争成败的关键。从培养规格看,本专业学生应具备各方面的能力,由此我们将培养规格中的各种能力进行分类,整理出与之相对应的各门课程,具体分类如下:
1.工程计算基础能力。主要包括:数学计算及应用能力、建模能力、时域、频域分析,主要涉及的课程有:高等数学、大学物理、工程数学、信号与线性系统。
2.外语应用能力。包括:听、说、读、写能力,本专业英语文献阅读能力,主要涉及的课程有:大学英语、eda技术与应用等。
3.计算机应用能力。主要包括:计算机基础应用能力、程序的设计能力、典型微机系统的分析和应用能力,主要涉及的课程有:计算机应用基础、计算机语言、c语言程序设计、eda技术与应用、微机原理与应用、单片机原理与应用、单片机技术及应用综合训练。
4.电子工程基本分析与应用能力。主要包括:常用电子仪器使用能力,电子电路分析、应用能力,单片机应用能力,eda应用能力,阅读与绘制电气图能力。主要涉及的课程有:电装实习、电气绘图与电子cad、电路原理、模拟电子技术基础、数字电路、电路原理实验、模拟电子技术实验、数字电路实验、单片机原理与应用、eda技术与应用、模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机技术及应用综合训练。
5.电子信息产品的分析、设计、安装、运行维护等应用能力。主要包括:工业标准的理解能力,电子信息产品分析、方案的理解及初步的设计能力,方案实现和系统测试能力,电子设备维护检修能力,跟踪新技术能力。主要涉及的课程有:工程制图与cad、科技信息检索、通信电子线路、电视技术、电子测量、家用电器技术实训、传感器与检测技术、计算机网络与通信、通信电子线路实验与设计。
6.专业综合能力。主要包括:根据实际应用需求,综合运用所学知识进行电子系统方案设计与实现,创新意识和实践能力,获取新知识的能力。主要涉及的课程有:数字电视、家用电器技术实训、无线电调试中级工实训与考工、毕业设计。
7.技术技能能力。主要包括:获得无线电调试工技术技能能力和考工证书。主要涉及的课程有:测试技术与仪器、大屏幕彩色电视接收机、数字图像处理、无线电调试高级工实训与考工。
8.研究与创新能力。主要包括:培养学生独立思考、探求真理的科学精神,培养学生的创新意识和创业精神,提高学生的科学研究能力,巩固和扩展学生所学的基础理论、专业知识和基本技能,提高学生运用理论知识分析、解决问题的实践能力。主要涉及的课程有:电子应用基本模块训练、数字化测量的实践训练、常用控制系统的设计实践、科研实践、产品开发。
二、专业能力实现的三个层次
1.基础训练。主要通过课堂实验、电子工艺实习等环节,训练学生识别选用电子元器件,使用常用电子仪器仪表,测试简单电路、掌握焊接安装工艺等。通过对电子元器件的识别、性能测试和对各种电路性能指标测量,巩固学生所学电子技术理论知识,学会正确使用仪器仪表和科学测量电路方法,为后续实训环节打下基础。
2.模块训练。就是对某一门或几门课程进行专项实训,也就是课程设计,目的是提高学生的实践动手能力,使学生能掌握一些专项技能,积累一些实际电路知识和工程知识。通过以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的实际应用电路的设计、制作安装、检测与调试,训练学生的基本技能,并为后面的综合训练做好准备。
3.综合训练。主要采用项目、大型设计竞赛、毕业设计等形式。项目主要是在教师指导下,申报校级或院级项目,或是参与教师课题等;大型设计竞赛指的是,参加全国大学生电子设计竞赛、重庆市盛群杯单片机竞赛等;毕业设计是在教师指导下完成最后阶段的教学实践环节。目的是训练学生综合运用知识的能力。通过查阅资料、选择方案、设计电路、制作电路板、安装调试、撰写报告等环节,系统地进行电子电路工程实践训练,从而进一步提高学生分析问题、解决问题的工程应用能力和创新能力。
三、改革评价体系,全面提升学生素质,增强就业能力
目前,各类企、事业单位对毕业生的要求不断提高,对应聘者的要求不仅仅是专业能力,还包括人际交往、组织协调、沟通、适应、团队合作、创新等能力。因此,要求学生对自己所学专业的基础知识牢固掌握的同时,要积极参与社会实践,将所学知识与社会实践紧密结合,只有积极参与社会实践,参加各项活动,才能得到各方面能力的锻炼。为此,必须改革大学生评价体系,改革以前在评优评先中只看学习成绩的做法,增加学生个人素质评价等相关内容,才能全面提升学生素质。如学生个人素质主要包括:基础文明素质、政治素质与道德修养、社会实践与调查、科技文化艺术和体育活动、社团活动和社会工作和课外读书活动等内容。本文以电子信息工程专业为例,就本专业学生应具备的专业能力,以及专业能力的实现的几个层次进行了探索。为全面提升学生素质,提高就业能力,还应包括人际交往能力、组织协调能力、沟通能力、适应能力、团队合作能力、创新能力等非专业能力,对如何提高这些非专业能力还有待进一步探索,也期待同行的指点。
参考文献:
[1]高见芳.关于高职电子专业能力的培养探索[j].当代教育论坛,2010,(10):61-62.
[2]曲秉春,金喜.在提高大学生就业能力的对策研究[j].经济纵横,2009,(9):43-44.
[3]郑太发,李儒俊.关于提升大学生就业能力问题的几点思考[j].纺织教育,2009,24(4):72-74.