電子信息類實(shí)踐教學(xué)研究
時(shí)間:2022-11-24 11:02:47
導(dǎo)語:電子信息類實(shí)踐教學(xué)研究一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
摘要:大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽作為高校電子信息類專業(yè)的主要學(xué)科競賽項(xiàng)目,其規(guī)模和影響力越來越大。本文根據(jù)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的內(nèi)容和特點(diǎn),指出傳統(tǒng)電子信息類專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)存在的不足,針對(duì)學(xué)生在參與競賽中暴露出的一些問題,探索電子信息類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革,提出一些措施。
關(guān)鍵詞:電子設(shè)計(jì)競賽;實(shí)踐教學(xué)改革;電子信息
電子信息類專業(yè)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行電子信息控制和電子信息處理的一門學(xué)科,主要研究信息的獲取和處理,電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用和集成,屬于工科專業(yè),強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。目前,我院現(xiàn)有電子信息類相關(guān)專業(yè)三個(gè):電子信息科學(xué)與技術(shù)、通信工程、物聯(lián)網(wǎng)工程。全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽(以下簡稱國賽)和湖南省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽(以下簡稱省賽)逢奇偶年交替舉辦多年,其規(guī)模和影響越來越大,得到了大多數(shù)開設(shè)有電子信息類專業(yè)的高等院校的積極響應(yīng),是評(píng)價(jià)學(xué)校電子信息類專業(yè)學(xué)科發(fā)展的一個(gè)重要指標(biāo)[1]。
一大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽內(nèi)容和特點(diǎn)
全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽起源于1994年,湖南省電子設(shè)計(jì)競賽開始于2012年,交替錯(cuò)開每兩年舉辦一次,采用“政府主辦、專家主導(dǎo)、學(xué)生主體、社會(huì)參與”的組織運(yùn)行模式,其競賽規(guī)則、比賽時(shí)間、評(píng)審要求和組隊(duì)規(guī)模都有一定的要求。競賽題目具有實(shí)際意義和工程應(yīng)用背景,主要包含電力電子、高頻通信、信號(hào)檢測和處理、自動(dòng)控制等幾個(gè)方向,綜合應(yīng)用性強(qiáng),必須依靠多學(xué)科知識(shí)才能完成。競賽內(nèi)容涉及到的專業(yè)知識(shí)面廣,其中包括單片機(jī)(微機(jī)原理、可編程邏輯器件、嵌入式系統(tǒng))、C語言程序設(shè)計(jì)、電子電路(模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路)、自動(dòng)控制理論、傳感器技術(shù)和通信技術(shù)等。著重考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和實(shí)踐動(dòng)手能力,也檢驗(yàn)學(xué)生的獨(dú)立工作能力、心理素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)合作能力。
二通過競賽發(fā)現(xiàn)的問題
(一)課堂教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工程應(yīng)用脫節(jié)。電子信息是一門日新月異、更新速度極快的學(xué)科,而目前教材和課堂教學(xué)內(nèi)容往往滯后于市場的發(fā)展,學(xué)生無法接觸到新技術(shù)、新理念和新產(chǎn)品。(二)理論應(yīng)用于實(shí)踐能力較差。沒有將所學(xué)專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)化集成化,在電子設(shè)計(jì)競賽過程中,學(xué)生缺乏實(shí)踐思維,很多學(xué)生不能運(yùn)用課堂所學(xué)的理論知識(shí)去分析和解決具體應(yīng)用問題,不會(huì)將具體應(yīng)用場景理論化和進(jìn)行建模,在競賽中表現(xiàn)為盲目動(dòng)手,毫無理論依據(jù)[2]。(三)動(dòng)手能力、實(shí)踐能力不扎實(shí)。部分同學(xué)對(duì)基本儀器儀表(示波器、萬用表、信號(hào)源等)的操作不熟練,電路布局、元器件焊接、走線等不規(guī)范不美觀,考慮問題不全面。(四)綜合能力較差。對(duì)單元電路論證缺乏系統(tǒng)分析,對(duì)系統(tǒng)電路論證缺乏邏輯性,硬件調(diào)試和程序調(diào)試缺乏經(jīng)驗(yàn)和方法。部分同學(xué)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、文檔編輯能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和心理應(yīng)變能力更需要加強(qiáng)。
三實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和方法的改革
(一)注意學(xué)科教學(xué)的前沿和發(fā)展?fàn)顩r,注重教學(xué)內(nèi)容的面向工程化。大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽內(nèi)容主要涉及到單片機(jī)、電子電路(模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路)、自動(dòng)控制理論、傳感器技術(shù)和通信技術(shù)等。就本人已經(jīng)主講的六年的“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程,其原來課程配套教材圍繞Intel生產(chǎn)的8位MCS-51單片機(jī)為主,配套編程語言為匯編語言。然而,實(shí)際上Intel公司早就把單片機(jī)核心技術(shù)賣給ATMEL公司,自己不再生產(chǎn)單片機(jī)芯片,市場上產(chǎn)品化所用的單片機(jī)更是以AVR、PID、STM32為主,其中最明顯的變化就是程序存儲(chǔ)器不再是ROM而是Flash結(jié)構(gòu),單片機(jī)編程語言以方便易懂、移植性好的的高級(jí)語言C語言作為主流。由于學(xué)校更著重的是基礎(chǔ)教育,與企業(yè)公司和研發(fā)機(jī)構(gòu)聯(lián)系不多,接觸新技術(shù)比較困難,而大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽提供一個(gè)這樣的平臺(tái),其題目和要求的難度和深度促使高校相關(guān)學(xué)科老師和學(xué)生去尋求最新的電子元器件和集成電路、更優(yōu)化的算法、更流行的解決方法和設(shè)計(jì)理念去分析問題、解決問題,在學(xué)校中培養(yǎng)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容在實(shí)際項(xiàng)目當(dāng)中的運(yùn)用,使其面向工程化。(二)廣泛開展學(xué)生課外科技活動(dòng),積極參加各種學(xué)科競賽。為了更好地開展學(xué)生課外科技活動(dòng)和參加各種學(xué)科競賽,學(xué)院成立了電子競賽指導(dǎo)小組,小組成員由學(xué)院具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的年輕教師組成。依托創(chuàng)新訓(xùn)練中心,聯(lián)合其它學(xué)院每年上下學(xué)期開展校內(nèi)電子設(shè)計(jì)競賽,同時(shí)作為國賽和省賽的遴選工作;宣傳和鼓勵(lì)學(xué)生參加國家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的申報(bào),聯(lián)合院團(tuán)委組織開展“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科技競賽活動(dòng)申報(bào)、評(píng)審工作,以及“電腦鼠走迷宮”、“畢昇杯”等活動(dòng)。經(jīng)過多年的努力,學(xué)院學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)競賽的熱情逐漸高漲,參加各類學(xué)科實(shí)踐競賽的人數(shù)增多,積極性也加強(qiáng),參與競賽是對(duì)電子信息類學(xué)生一次鍛煉和展示自我能力的機(jī)會(huì)[3]。(三)改進(jìn)課堂教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生思考和把握解決問題的步驟和方法。在電子信息類專業(yè)教學(xué)中,應(yīng)有意識(shí)地提出問題特別是實(shí)際工程問題的介入,吸引學(xué)生,繼而提出與為題相關(guān)的課程知識(shí)點(diǎn),展開討論。在課堂教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容源于教材,但不局限于教材,鼓勵(lì)學(xué)生查找相關(guān)資料,完善自己的知識(shí)體系。大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽強(qiáng)調(diào)學(xué)生綜合知識(shí)的運(yùn)用能力和資料的整合能力,這就要求電子信息類專業(yè)教學(xué)過程中淡化概念的條文背誦,強(qiáng)調(diào)概念的理解、相互聯(lián)系和運(yùn)用、強(qiáng)調(diào)自學(xué)能力。應(yīng)使學(xué)生學(xué)完之后懂得如何應(yīng)用,應(yīng)用時(shí)知道要查找什么資料,如何查找,哪里查找.強(qiáng)調(diào)知識(shí)的實(shí)用性、總體性和有機(jī)聯(lián)系性。(四)重視課程配套實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能和實(shí)驗(yàn)態(tài)度。本科實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的課程設(shè)置和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相對(duì)比較老化,缺乏靈活性,且書本知識(shí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的聯(lián)系相對(duì)單一,實(shí)踐內(nèi)容多為課本理論知識(shí)的測試性、驗(yàn)證性、模仿性內(nèi)容,學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的融會(huì)貫通能力幾乎沒有,學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及積極性相對(duì)比較差[4]。本人主講的兩門課程,附帶的實(shí)驗(yàn)共有7個(gè),其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)5個(gè),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)2個(gè),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都與程序設(shè)計(jì)相關(guān)。對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),除了根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果外,另外提出若干個(gè)問題,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)附帶程序進(jìn)行分析,每組參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生隨機(jī)得到一個(gè)或者幾個(gè)問題,通過研究程序、分析數(shù)據(jù)、查閱資料、相互討論等方式最后求得解答。對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),針對(duì)一組的每個(gè)學(xué)生,將實(shí)驗(yàn)要求作一點(diǎn)點(diǎn)小的變動(dòng),這樣,避免一旦某個(gè)學(xué)生程序成功,其他學(xué)生利用現(xiàn)成成果坐享其成的現(xiàn)象,迫使每個(gè)學(xué)生真真正正參與實(shí)驗(yàn)過程中去[5]。(五)優(yōu)化師資隊(duì)伍,實(shí)施階梯型培訓(xùn)措施。教師必須不斷地?cái)U(kuò)充自己的知識(shí),查閱最新最先進(jìn)的技術(shù)資料和算法實(shí)現(xiàn),加強(qiáng)高校院系之間的溝通和交流,提高自身的實(shí)踐能力、科研能力和組織能力,與各儀器供應(yīng)商生產(chǎn)商保持緊密聯(lián)系,跟社會(huì)和市場電子信息類技術(shù)保持同步。同時(shí),由于參與競賽學(xué)生的年級(jí)和專業(yè)不一樣,形成理論基礎(chǔ)和動(dòng)手能力的差異性,僅僅靠幾個(gè)教師是沒有辦法形成普及化指導(dǎo),這就需要高年級(jí)指導(dǎo)低年級(jí),軟硬件各有優(yōu)勢的相互學(xué)習(xí),形成“學(xué)生指導(dǎo)學(xué)生,老生指導(dǎo)新生”的模式,既能加強(qiáng)學(xué)生之間團(tuán)隊(duì)能力和溝通能力,又能減輕指導(dǎo)教師的負(fù)擔(dān),形成良好的學(xué)習(xí)氛圍[6]。
四結(jié)束語
總之,大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽對(duì)我院電子信息類專業(yè)的教學(xué)改革指明了方向,而教學(xué)改革發(fā)過來推動(dòng)大學(xué)生電子競賽的發(fā)展和成果,二者相輔相成,相互影響。通過參加電子設(shè)計(jì)競賽的經(jīng)驗(yàn),可以明確自身的強(qiáng)項(xiàng),也發(fā)現(xiàn)了教學(xué)中存在的缺陷,這為進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革指明了方向,通過近年來對(duì)實(shí)踐教學(xué)的改革,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力,提升了競爭力,取得了長足的進(jìn)步.未來也需要將提高實(shí)踐教學(xué)水平作為一項(xiàng)長期工作來抓,不斷提高教育教學(xué)質(zhì)量。
作者:鄒孝 劉美容 馬天雨 單位:湖南師范大學(xué)
參考文獻(xiàn)
[1]姚有峰,趙江東,汪明珠.從電子設(shè)計(jì)競賽談電子類實(shí)踐教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2009,26(7):131-132.
[2]何莉,張里.電子實(shí)踐教學(xué)與電子設(shè)計(jì)競賽改革探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2013,11(5):275-277.
[3]楊民生,伍宗富,任艷惠.以電子設(shè)計(jì)競賽促進(jìn)自動(dòng)化實(shí)踐教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇,2012(37):123-124.
[4]付艷平,韓德復(fù),王光野.實(shí)驗(yàn)課傳統(tǒng)教學(xué)與管理的缺陷[J].長春師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,29(2):34-36.
[5]關(guān)維國,曹洪奎,馬永紅,等.應(yīng)用型電子信息類專業(yè)創(chuàng)新教育模式的研究[J].教育現(xiàn)代化,2016,(05):46-48.
[6]湯莉莉,王紅心.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的獨(dú)立學(xué)院電子信息類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式研究[J].教育現(xiàn)代化,2015,(15):83-84.