电子信息工程专业综合课程设计实践与探讨论文
摘 要:本文介绍了北京城市学院电子信息工程专业综合性设计性实践课程“综合课程设计”的教学实践与探讨,介绍了该课程设置思路、课程内容和基本要求及安排、注意事项、以及对该课程的思考,指出综合运用知识的能力是应用型人才的重要能力之一,综合性设计性实践课程教学对教师的要求较高,要做到收放结合、“教学相长”。
关键词 综合课程设计 综合能力 综合性 设计性 实践课程
电子信息工程专业是学院重点专业,本专业自2003年成立以来一直在积极探索应用型本科培养模式,积极进行实践教学改革,作为北京市教委教学改革项目“电子信息工程应用型本科课程体系初探”的成果之一,电子信息工程专业制定了新的教学计划,在教学计划中增加了一门“综合课程设计”课,目前已经有电子信息工程专业05、06、07级三届近400名学生完成了该课程,从后期的毕业设计过程中学生的表现来看效果很好,基本达到了预期的目标。本文就是对该课程的教学实践进行总结和探讨。
1 课程设置思路
“综合课程设计”是一门综合性设计性实践为主的实践课程,安排在第四学年上半年,主要目的是让学生对大学期间所学的电子专业基础知识和专业知识进行一次综合运用。具体来讲是通过完成一个“麻雀虽小五脏俱全”的小课题全面训练学生的综合实践能力,让学生了解完成一个具体实际课题的全过程,通过本课程设计进一步理解电子技术、单片机技术、EDA技术等方面的相关知识,并可综合运用这些知识解决一定的实际问题,使学生在综合运用所学知识的能力上以及分析问题、解决问题、查阅文献、书写报告能力上得到一定的提高,同时为即将到来的毕业设计和就业做好准备。
当时安排这样一门课还有一方面的考虑:电子信息工程专业的学生每年都有机会参加全国的或北京市级的电子设计竞赛,参赛前一般都要进行一定时间的赛前培训,通过培训和参赛,学生们受到了一定的专业综合训练,但毕竟不是所有学生都能参加竞赛,课程设计这种形式提供了一个平台,让所有学生受到一定的综合训练。
2 课程内容和基本要求
课程设计教学在多媒体实验室进行,以学生动手动脑为主,原则上教师主要工作是进行真对性辅导及组织课堂讨论,适时组织学生进行交流,培养学生正确、条理地讲述清楚技术问题的能力。
学生每组3人分组完成课题,主要是为了培养团队合作精神,在完成课题过程中,涉及到课题选取、方案选择、电路设计、电路仿真、元器件参数确定、元器件购置、电路板制作与电路焊接、电路调试、设计报告撰写等各个环节,此外教师还会就一些实际课题中经常面对的问题(如驱动能力问题)进行专门介绍和讨论,学生通过实际动手过程,对这些问题的理解就更清晰更深刻了。
3 各阶段具体安排、要求如下
3.1 课题选取题目的选取原则:内容上可以涉及到电子线路、单片机、EDA技术等方面的知识,包括硬件和软件内容(涉及相关程序设计开发平台和工具软件:QuartusⅡ、Keil、wave、Protel 99SE、Multisim、Protues等),其中核心控制部件可以采用单片机,也可以使用可编程逻辑器件,内容不要过于复杂,以保证30-36学时之内能够完成,教师可以给出一些参考课题,如“简单点阵列LED显示控制系统设计”、“A/D转换控制电路设计”等,但同时鼓励学生自己寻找合适的课题进行研究,一般学生更乐于自己选取感兴趣的课题。
3.2 方案选择
题目确定后,需要进一步查阅资料,了解对比多种方案,确定自己的总体设计方案及设计工具和环境的选取,制订好任务进程表,按照学生的兴趣和能力对组员安排具体分工。
这个过程学生需要下一定的功夫,这部分工作做得越是细致,对课题的理解就越充分,对困难的预计也越充分,解决问题的方法就会越具体,后面的问题就会越少。
3.3 电路设计和调试
用相应的工具软件及实验设备进行电路设计和仿真,包括单元电路设计、元器件参数确定、系统电路设计、程序设计和仿真,元器件购置、电路板焊接及单元电路调试、系统电路和程序调试,在此过程中进一步对设计电路或程序进行修改和完善。调试通过后,绘制出完整的电路板图。这个过程遇到的问题最多,在电路设计和程序设计过程中牵涉到多门专业知识的综合运用,是培养学生分析问题、正确判断和解决问题能力的过程。
3.4 文档归整
在课程设计的整个过程中要求学生随时注意保存并整理设计资料,要求学生记课程设计日志,记录每次课题进行过程中的工作内容、遇到的问题及解决方法;教师给学生讲解设计报告内容和格式要求,每组同学提交一份包括设计、分析、总结的完整报告并进行分组答辩。
3.5 课程考核
结合学生课程设计过程中的综合表现、设计报告及答辩三方面,按一定比例给出总成绩。
4 注意事项
关于选题:学生选题最容易出现的`问题是对课题难度估计不足,选题容易过大,需要教师把好审题关,与每组学生进行充分讨论与沟通,让学生充分考虑设计细节。
关于分组:学生在自愿组合分组时容易造成“强强联合”、“弱弱联合”的局面,需要按照学生基础程度对各组进行微调,让所有学生在课程设计过程中都能有所收获。
关于进度计划:最容易出现的问题是课题进程前松后紧,以至于最后没有时间更深入地探讨、理解课题。需要注意随时提醒学生,养成不拖沓的习惯。
关于设计报告:注意平时素材的积累,每次课上都会对日志进行讲评,为写好设计报告打下基础,同时按照学生实际需要对word等写作工具的使用技巧适当地进行介绍和讨论,使设计报告更完美。
5 关于“综合课程设计”的思考5.1 综合运用知识的能力是应用型人才的重要能力之一实践教学是应用型人才培养的重要环节,而综合型设计性实践教学更是其中重要的一环,对培养学生创新精神和实践能力具有重要的地位和作用,本课程的特点在于知识的综合运用。
本课程所需的基础知识在基础课、专业基础课和专业课中都学习过,比如电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理及接口技术、EDA技术、印刷线路板设计、科技文献检索等,相关程序设计开发平台和工具软件QuartusⅡ、Keil、wave6000、Protel 99SE、Multisim、Proteus等绝大部分都在课程进行过程中使用过,但很多学生对每一门课程的认识和理解都是孤立的,他们不习惯将各门课程联系起来构成整个专业课程体系,这对于将来学生踏入社会后的思维习惯都是有影响的,因为社会是多维的,很多问题都不是简单孤立存在的,要综合运用许多相关知识才能解决一个具体问题。要使学生养成这种“综合”的习惯,解决办法就是在平时的实践课程中加入综合性设计性内容,包括本门课程内容的综合,再有就是开设这类需要对多门先修课程内容的“综合课程设计”课。
5.2 综合性设计性实践课程教学对教师的要求较高相对于教学计划中的大部分课程来说,本课程首先要求任课教师对本专业课程体系有完整的概念,了解其结构和各门课程之间的相互关系,具备一定的综合运用本专业多门专业基础知识能力。
其次教学要求要随着新技术的更新随时进行适当调整,如随着计算机技术和仿真软件的不断完善和发展,“综合课程设计”要求中对于电路仿真方面的要求不断提高:05级没有要求电路仿真、06级要求做到部分电路仿真、07级要求全部完成仿真后再完成实际电路调试,因此本课程在了解当今行业新技术,跟踪元器件、应用软件的实时更新并将其运用到教学中等方面对任课教师有更高的要求。
5.3 综合性设计性实践课程教学要做到收放结合本课程虽然是以学生动手动脑为主,即放手让学生去做,但教师真对性的辅导及适当的理论分析与讲解是必不可少的,因此教学中要做到收放结合。
如对电路原理分析、元器件参数确定、驱动电路问题、工具软件学习以及文档写作问题(计划书、日志、设计报告等)等,都需要教师根据课题进程的需要及时组织讲解及课堂讨论。
5.4 综合性设计性实践课程教学中“教学相长”非常重要有的学生通过查阅各种参考文献往往会找到新元器件、新软件或新版本软件等,也可能对课题提出某些新见解,这对教师来说是非常有意的,所谓教学相长就是这个道理。教师教学过程中一定要注意保护这些学生的积极性,遇到学生提出的新思路,要先了解清楚学生的想法,再与学生一起分析实现的可能性、可能出现的困难和问题,不可以为了图方便将学生强行固定在教师自己比较熟悉的思路框架中,也就是说不要压制学生的思维,不要让学生反复重复已经掌握的东西,而是要鼓励引导学生积极创新。
6 结 语
电子信息工程专业“综合课程设计”是专业实践教学体系中的一个有特色的环节,也是培养应用型人才的创新精神和实践能力的一种尝试,对于学生来说是对大学期间所学知识的综合应用过程,也是新知识的学习过程。目前已经有电子信息工程专业05、06、07级三届近400名学生完成了该课程,对学生的锻炼效果是明显的。在课程进行过程中也发现了学生的一些问题,如对参考资料生搬硬套、焊接技术不过关、重视完成实际电路而不重视设计报告、不重视总结分析,认为只要做出电路就行了等等,在今后的教学中需要认真总结经验,继续尝试新的教学方法和模式,逐步解决这些问题。
【电子信息工程专业综合课程设计实践与探讨论文】相关文章：