高職應用電子技術專業綜合課程設計改革

朱 斌 譚 勇

摘 要:綜合課程設計是高職應用電子技術專業的重要課程。從提高學生專業素養和解決工程問題的能力出發,對綜合課程設計課程的教學模式、課程體系、教學方式等進行了改革和探討。實踐證明,學生的協作意識和動手能力得到了較大提高,這些方法對高職教育教學具有實際的指導意義。

關鍵詞:高職教育 綜合課程設計 教學改革

目前,許多職業技術學院的應用電子技術專業開設了綜合課程設計課程,綜合課程設計是高職應用電子技術專業的重要實踐教學環節,在專業培養目標實現過程中有著不可替代的作用,知識涉及電子技術、電子工藝、EDA技術、單片機原理、傳感器技術、自動控制等多門課程,對培養和訓練學生養成科學嚴謹的工作作風,提高學生的職業能力、設計思維能力和創新能力非常重要。

傳統的教學模式、課程體系和教學方式難以做到對思維能力、表達能力、團隊合作能力、繼續學習能力、職業發展能力和實踐能力等關鍵綜合職業能力的全面提升,必須進行改革。

一、改革教學模式,更新內容體系

1.教學模式改革

由于綜合課程設計是一門綜合性、實踐性很強的課程,電子產品及其實現又具有多樣性,因而除了要達到專業課課程設計的要求外,還應特別注重培養學生解決實際問題的能力,注重發揮學生的創造性。對該課程進行教學模式改革必須基于課程的特點和教學目標,為此,課題組實施了以學生為主體的“層進循環互動式”教學模式,構筑一種既能發揮教師主導作用,又能激發學生認知主體作用的新型教學模式。

“層進循環互動式”教學模式將整個設計過程分為六個環節:基礎理論教學、選題及方案論證、電路設計、印刷版設計與制作、組裝與調試和總結報告撰寫?！皩舆M”即學生在每一個設計環節通過指導老師認定達到該環節的設計要求后,方可進行下一環節的設計工作,如果未達到要求,則繼續進行本環節的設計?！把h互動”指在課程設計的各個環節,指導教師與學生之間以進度報告的形式進行探討,學生將設計過程中遇到的問題反饋給教師,指導教師針對問題進行指導?！皩舆M循環互動式”教學轉變了以往單純的教師講,學生聽的教學模式,收到了很好的教學效果。學生反映,這種教學模式豐富了學習和探究的體驗,提升了合作與分享的個性品質,培養了研究之風和團隊意識。

2.更新內容體系。

課題組在更新內容體系方面,倡導以培養學生的創新思維和創新設計能力為出發點,以培養學生的設計思維能力和實際動手能力為目標。

(1)課程內容體系的出發點。課題組將培養學生的創新思維和創新設計能力作為課程內容體系的出發點。課程內容體系的改革思路是:強基礎,寬視野,勤動手,培養創新意識、思維與能力。在完善課程內容體系的過程中,團隊人員不斷進行創新教育的理論研究,達成了培養創新人才的基本共識:知識是基礎,創新是關鍵,實踐是根本。

(2)課程內容體系的目標。課題組以培養學生的設計思維能力和實際動手能力為目標。實踐是工程最本質、最重要的屬性,高等職業教育要回歸工程,必須加強實踐,重視實踐教學在工程能力培養方面的主導作用。在實踐方面,必須培養學生選擇設計方案和器件的能力、分析電路的能力、電路設計及調試能力。改革現行“綜合課程設計” 的教學現狀,突出學生的主體地位,面向工程實際,修訂培養方案、更新教學內容,優化實踐教學環境,提高教學質量。

二、完善課程教學體系

以往,綜合課程設計在教學過程中存在著諸多弊端:過分注重課堂教學,忽視學生的實踐能力、知識的綜合運用和科研能力的培養;注重了教師在教學中的作用,忽視學生學習過程中的主動性和創造性;以設計報告定成績的單一考核方式。完全由教師指定實驗題目,實驗室規定元器件的綜合課程設計缺乏完整的過程訓練,也缺乏一個全面的基本技能、思維方式和創新思維的訓練過程。造成的不良后果是:學生只重視設計報告的撰寫,抄襲嚴重;不重視設計原理的理解和實踐能力的提高;限制了學生的選題,也就限制了學生的思路。這種教學不利于對學生的創新意識、創新能力和創新思維的培養,甚至在某種程度上還束縛了學生的能力、才能的充分發揮,為此,對“綜合課程設計”的教學體系進行了以下改革。

1.修訂培養方案

綜合課程設計課程很可能與少數專業課程在同一學期開設,這在一定程度上加大了設計難度,學生會因為自身基礎理論知識的缺乏產生畏難情緒,不利于學生主動性和創造性的發揮,也使得“綜合課程設計”課程的教學質量難以保證,所以課題組對培養方案中的開課時間做了適當的調整,對課程的理論課時進行了調整,即減少理論授課課時,增加實踐課時。

2.改革設計選題

改革教師指定設計題目的弊端,采取學生自主選題和教師命題相結合的形式。教師命題分三個層次,學生根據自身情況選題。第一層次,基礎型。教師布置題目后,學生根據所學的理論知識經過分析和綜合基本上可以獨立完成設計內容。第二層次,提高型。設計內容由幾部分組成,主要部分由教師給出原理框圖。第三層次,綜合型。其題目來自工程實際,難度大。它要求學生應用所學的模擬電子技術、數字電子技術、單片機技術、傳感器技術和自動控制理論等知識解決實際問題。學生經歷從查找資料,到設計方案的確定、選擇器件、安裝調試、查找故障等電子系統設計的全過程,可以得到系統的訓練。實踐發現:能完成這部分綜合型設計題目的學生大約15%左右,這部分學生可以集中起來參加各類電子設計大賽。

教師選題時還要考慮以下幾點:

(1)選擇具有實用性和趣味性的課題,從學生的實際水平出發,幫助學生選擇適合自己的題目,使題目與理論知識密切相關,又具有較強的趣味性和實用性,與生產實際相結合。

(2)選擇能綜合應用理論知識的課題。要求學生綜合運用本課程的基本理論和知識,獨立完成一項實際課題。通過查閱資料、線路設計、選擇元器件、電路安裝調試,使學生所學的基本理論和知識充分運用于解決實際問題。

(3)課題內容要注重集成電路和新技術、新產品的應用,課程設計可以彌補教材的滯后性。

(4)在電路設計中,應盡量采用集成電路,特別是集成運算放大器和某些專用芯片(如模擬乘法器、鎖相環)作為電路的重要構件,體現現代電子電路設計是各種集成電路構件組合的先進設計理念,尤其是將模擬電路、數字電路與微處理器相結合,以數字電路為主,軟硬件結合,以硬件電路設計為主,符合現代電子電路結構的發展方向。

(5)結合專業需要、專業特點的課題,為了拓寬學生的知識領域,使學生對專業有所認識和了解,提高學生對專業的興趣和學習的積極性,在課程設計中引入了一些結合專業特點的課題。

(6)鼓勵學生自主選題,充分發揮學生的能動性,鼓勵學生積極創新。積極鼓勵學生選擇具有一定挑戰性、難度較大的設計題目,當然學生也可根據自己的興趣和愛好,自定設計題目和任務,教師審定合格后便可實施。

3.優化設計方法

綜合課程設計以往的做法是根據電路的技術指標和性能要求,設計初始方案,確定原理框圖,計算各元件參數,畫出電路圖,然后進入實驗室搭接線路,先接好各單元電路,然后進行整體調試、調整參數。這種方法不利于規模較大的電子系統設計,容易損壞器件,設計調試周期長,難以適應社會需求。因此,在進行理論設計時要求學生盡可能采用EDA計算機仿真技術進行輔助設計及仿真,充分利用學校的EDA實驗平臺和實習基地的資源,使學生掌握EWB、OrCAD及PROTEL等軟件的使用方法,并在設計完成時提交仿真的電路模型及仿真結果。這種做法使學生掌握了電子系統的全過程,減小了儀器儀表及元器件的損壞,在提高動手能力的同時,學生的理論分析和應用能力也得到了提高。

4.改革考評方式

以往,綜合課程設計主要以設計報告確定成績,抄襲情況屢禁不絕,不重視綜合課程設計的現象普遍存在,因此必須對考核方式進行改革,實行課程設計全程考核機制,即在整個設計過程的每個環節,導師都對學生的設計態度、設計完成情況等各個方面作出全面合理的評價,每個環節的成績作為平時成績。設計報告成績作為卷面成績,電子作品成績作為實驗成績。電子作品成績和設計報告成績對不同層次的課題,用難度系數加以區分,綜合型難度系數最高,提高型次之,基礎型最低。最終的設計成績為各次成績的平均值乘以相應設計課題的難度系數得到,評分標準見表1。

教師按設計任務書要求,驗收作品,提出意見和建議并評分。作品驗收主要檢查設計系統的功能是否實現,并就設計的相關問題以答辯的形式對學生進行考核,培養學生的技術表達能力。設計作品所占的比例應該結合學生的具體情況動態調整,起步階段可適當調低,避免要求過高導致學生成績普遍偏低,然后逐年加大比例,鼓勵學生做出實實在在的作品。

三、改革傳統教學方式

通過這幾屆在高職應用電子技術專業開設“綜合課程設計”的實踐,摸索出以下規律,對高職應用電子技術專業人才的培養方面具有一定的指導意義。

1.精講多做

任課教師在課堂上主要講授電子系統設計的方法和介紹仿真軟件的使用,教師結合專業綜合課程設計的教學特點跟蹤電子學科的發展方向,及時學習新理論,掌握新器件的使用及新技術的應用,課堂講授時間不宜太多,而應該留出更多的時間讓學生自己獨立地在做中學,實際動手更有直觀感。

2.知識系統化

以往,常有同學抱怨大學四年“沒有”學到東西。主要原因是大學幾年來學習的知識相對零亂,學生自己沒有去梳理導致知識不夠系統化。開設專業綜合課程設計可以讓學生在實踐過程中,不自覺地去梳理大學所學的知識,并逐漸使之系統化,各方面能力也得到了相應的提升。

3.讓教學貼近實際

如何讓專業課教學更貼近工程實際,一直是工程教育努力的方向。目前高校的專業課教學存在與工程實際脫節的問題,高職應用電子技術專業綜合課程設計可以使專業課教學更貼近工程。

4.重視實做

仿真不能代替硬件工作,應從電子器件手冊開始,了解其元器件性能使用范圍、特點,而在實際電子系統的調試過程中需要解決干擾信號、接觸不良等問題,這是在計算機仿真中是無法碰到的,而在實際電子系統設計中經常碰到并需要解決的問題。

創新是建立在自主學習能力的基礎之上的,通過改革,一方面培養學生的學習主動性,另一方面使學生的求真務實的科學精神得到加強,良好的意志品質得到鍛煉。素質教育的核心是培養學生的創新思維和創新能力,實踐課程的改革應緊扣培養學生自主創新能力這一主題,通過具體措施的實施,極大地調動學生的學習積極性和創造性,使學生的個人內在潛能得到更充分的發揮。通過這次改革,高職應用電子技術專業學生的創新實踐能力得到了普遍提高,在2008年參加的省部級和國家級相關設計大賽中均取得了較好的成績。

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