發布時間:2022-04-24 10:57:05
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電子信息類論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
論文關鍵字:單片機89C51 脈寬調制 直流電機 LED顯示
論文摘要:本課題組設計制作了一款具有智能功能的小車,功能強大。小車具有以下幾個功能:可遙控小車的車速,方向,可按喇叭,小車的狀態用LED和數碼管顯示。 而小車的車速和轉的方向則是通過直流控制電機的正轉反轉和轉速來控制,以及PWM的占空比通過轉換成二進制顯示在數碼管上以顯示小車的車速。而本文即是設計了用89C51和74HC138等控制的直流電機實現脈寬調制(PWM)調速系統,硬件電路實現了小車正轉,反轉,加速,減速的功能,給出了程序流程圖程序及仿真結果。
1實習目的及意義
大學畢業實習是完整大學生活的一部分,是本科學生畢業前的一個重要的實踐教學環節,是成長為一名高級專門技術人才所得到專門實踐訓練的重要手段。通過畢業實習可以使學生在畢業前有一定的職業意識、職業素養、職業經驗,可以使學生能較深入地了解本專業的生產技術、生產過程和管理知識,進一步加深對所學專業理論知識的理解,進一步熟悉實際電子產品研發的方法與過程,培養學生分析問題、解決問題的能力以及工程實際能力,為實際工作打下良好基礎。
(1)鞏固、聯系、充實、加深、擴大所學知識基礎理論和專業知識;
(2)提高運用所學知識來解決實際問題的能力;
(3)初步掌握專業設計工作的流程和方法;
(4)學習體會典型電子產品項目開發團隊的角色構成及團隊角色協同工作技巧;
(5)學習典型的電子產品開發技術;
(6)學習體驗課堂理論知識在實際工程項目中的應用,積累項目實戰經驗;
(7)感受電子產品研發對學生知識結構、技術技能、綜合素質的要求;
(8)加速由學生向員工的身份轉變,增強同學的就業能力和信心;
(9)學習體會電子產品企業規范化、專業化、標準化、規模化的電子產品設計、開發流程、典型開發團隊中人員角色設置。
2實習任務及要求
實習題目:紅外遙控小車
實習具體要求:
(1) 可遙控小車的車速、方向、可按喇叭,同時小車的狀態用LED燈和數碼管顯示。
(2) 獨立查資料,同時訂立方案,然后畫出原理圖及其相應的PCB板,并且相關的程序并進行仿真。
(3) 焊接電路板,下載源程序進行調試。
3實習時間及地點
實習時間:2010年3月2日~2010年3月19日(3周)
實習地點:西華大學電氣信息學院專業實驗中心
4實習情況及完成情況
4.1主要芯片介紹
MCS—51系列單片機及其特點
(1)可靠性高:
因為芯片是按工業測控環境要求設計的,故抗干擾的能力優于PC機。系統軟件(如:程序指令,常數,表格)固化在ROM中,不易受病毒破壞。許多信號的通道均在一個芯片內,故運作時系統穩定可靠。
(2)便于擴展:
片內具有計算機正常運行所必需的部件,片外有很多供擴展用的(總線,并行和串行的輸入/輸出)管腳,很容易組成一定規模的計算機應用系統。
(3)控制功能
具有豐富的控制指令:如:條件分支轉移指令,I/O口的邏輯操作指令,未處理指令。
(4) 使用性好
體積小,功耗低,價格便宜,易于產品化。
單片機的發展歷史簡介
(1)第一階段(1971年到1978年),以MCS-48系列為代表,稱4位單片機。在片內:CPU有四位或8位,ROM有4KB或8KB,RAM有64B或128B,只有并行接口,無串行接口,只有一個8位的定時/計數器,中斷源只有兩個。在片外,尋址范圍只有4K,芯片引腳只有40個。
(2)第2階段(1978年到1983年),以MCS-51系列為代表的成為8為單片機:在片內:CPU有8位,ROM有4KB或8KB,RAM有256B或128B,只有并行接口,有串/并行接口,有2個或3個16位的定時/計數器,中斷源有5個至7個。在片外:尋址范圍有64KB,芯片引腳有40個。
(3)第3階段(1983以后),以MCS-96系列為代表,稱16位單片機。在片內:CPU有16位,ROM有8KB,RAM有232B,有串/并行接口,有4個16位的定時器,中斷源有8個,增加了D/A和A/D轉換電路。在片外:尋址范圍有64KB,芯片引腳有48個或68個。
以上MCS-51系列以及優良的性價比,在我過得到了廣泛的應用。
4.2硬件模塊的設計
在本次的設計中,我們涉及的硬件模塊主要包括電源電路、串口電路、晶振電路、復位電路、顯示電路以及紅外收發電路組成。整體的組成框圖如圖4.1所示:
SHAPE \* MERGEFORMAT
圖4.1 硬件組成框圖
4.2.1電源電路的設計
這次的設計我們選擇用USB接口供電的電路圖,是因為用USB接口供電比較方便,并且在此次的設計中,USB僅作供電用,不參與與PC機的數據傳輸。
在電路設計中,用LED燈來顯示電路是否通電,用一個開關制電源的通與斷。電源電路如圖4.2所示:
圖4.2 電源電路
4.2.2串口電路
RS-232C是美國電氣工業協會推廣使用的一種串行通信總路線標準,是DCE(數據通信設備,如微機)和DTE(數據終端設備,如CRT)間傳輸串行數據的接口總線。RS-232C最大傳輸距離為15m,最高傳輸速率約20kbps,信號的邏輯0電平為+3V~+15V。邏輯1電平為-3V~-15V。RS-232信號線和DB-9引腳關系如表4.1所示。
該產品是由德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標準的芯片。由于電腦串口rs232電平是-10v +10v,而一般的單片機應用系統的信號電壓是ttl電平0 +5v,max232就是用來進行電平轉換的,該器件包含2驅動器、2接收器和一個電壓發生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標準,每一個接收器將TIA/EIA-232-F電平轉換成5-V TTL/CMOS電平。每一個發送器將TTL/CMOS電平轉換成TIA/EIA-232-F電平。MAX232是電荷泵芯片,可以完成兩路TTL/RS-232電平的轉換,它的的9、10、11、12引腳是TTL電平端,用來連接單片機的。
在設計中,若要使單片機和上位機進行通信,則必須要考慮接口電路。由于單片機通過串口發送出來的是TTL邏輯電平(0V和5V),而計算機RS-232總線上輸入、輸出數據和控制信號為+12V左右的電壓,單片機要和PC的上位機通信就必須是電平一致,所以發送部分關鍵的部分是電平轉換和串口發送,電平轉換可以用模擬器件進行轉換,但是為了方便起見,本次設計采用的是集成芯片,一個芯片加上它的外圍電路即可完成電平的轉換的工作。結構簡單、方便容易,精確度高。本次所采用的是MAX232,我們要對其外圍電路進行設計。
MAX232是標準的串口通信接口,對于一般的雙向通訊,只需要使用串行輸入口RXD(第3腳)、串行輸出TXD(第2腳)和地線(第7腳)。該電路主要將TTL電平轉換為RS232電平注意:單片機的晶振選11.0592MHz,主要是讓其串口通信的初試化波特率時可更接近9600。MAX232邏輯電平的規定如表4.2, 其電路如圖4.3所示。
4.2.3晶振電路的設計
晶體震蕩電路是為單片機提供穩定的11.0592MHZ的頻率。其電路圖如圖4.4所示:
圖4.4晶振電路
4.2.4復位電路的設計
復位電路可以在單片機不正常工作時,讓其復位,使其跳出錯誤的循環,重新開始進行新的運行。本次設計采用了如圖4.5的設計。
圖4.5 復位電路
4.2.5顯示電路的設計
此次設計我們要用到數碼管顯示電路和LED燈的顯示電路用以顯示小車狀態。數碼管顯示電路采用74LS138譯碼器來選擇控制數碼管的顯示,通過PNP三極管對輸出信號進行放大來驅動數碼管的顯示。數碼管采用共陽極,顯示數據信息通過P2口傳輸給數碼管,這樣就能完成數碼管對小車狀態的顯示功能,其電路圖如圖4.6所示:
圖4.6 數碼管顯示電路
此次電路設計的顯示小車狀態的電路還有LED顯示電路,LED顯示電路采用74HC573鎖存器將P0口傳來的數據用以控制LED燈的亮滅,其電路圖如圖4.7所示:
圖4.7 LED顯示電路
4.2.6紅外收發電路的設計
該模塊使用一體化紅外接收頭,其電路如圖4.8所示。瓷片電容為去耦電容,DOUT即是解調信號的輸出端,直接與單片機的P3.7口相連。有紅外編碼信號發射時,輸出為檢波整形后的方波信號,并直接提供給單片機。
4.3軟件的設計
要對然間進行設計,首先我們應該考慮到紅外接收的波形,在熟悉了紅外接收的波形的基礎上,才好更進一步的對然間進行設計。圖4.9是這次設計所用的遙控板的紅外接收信號的波形圖:
5實習產品的功能及指標參數
本次實習產品是紅外遙控小車,小車的功能:
(1)顯示小車的方向,車速,分別用LED燈和數碼管顯示了其狀態;
(2)當遙控板按下方向鍵時,相應的LED燈會亮,以此表示小車的前行方向;
(3)當按下遙控板的檔位鍵時,數碼管會分別顯示相應的車速1、2、3,同時伴隨著LED燈的閃爍,以此表示小車在變速。
6總結與體會
通過三周的努力我們設計出了紅外遙控小車的設計、制作和調試的任務。雖然沒有真正的小車實物,但我們用了數碼管和LED燈來代替了小車的狀態,通過遙控板對其進行了控制。
在設計的過程中用到了單片機,用到了Protel 99se。在Protel的界面中找到單片機芯片,畫出電源電路,復位電路,晶體振蕩電路,LED接口電路連線后實現PCB的轉換。做課程設計是為了讓我們對平時學習的理論知識與實際操作相結合,在理論和實驗教學基礎上進一步鞏固已學基本理論及應用知識并加以綜合提高,學會將知識應用于實際的方法,提高分析和解決問題的能力。在做課程設計的過程中,我深深地感受到了自己所學到知識的有限,明白了只學好課本上的知識是不夠的,要通過圖書館和互聯網等各種渠道來擴充自己的知識。同時我認為我們的工作是一個團隊的工作,團隊需要個人,個人也離不開團隊,只有在充分的分工合作中才可以事半功倍做到最好,所以必須發揚團結協作的精神。
此次任務中主要做了下面幾點較突出的工作:
(1)通過查閱大量的相關資料,詳細了解了紅外遙控系統的原理,明確了研究目標。
(2)通過本次畢業實習進一步加深了對專業軟件的了解,并能夠靈活運用Protel 99se。
(3)通過此次畢業實習重新復習并進一步學習了單片機;熟練掌握了WORD軟件的使用。
同時此次實習中也存在很多的問題,特別是軟件方面對程序的編寫還比薄弱,編寫出的程序還不能完全實現預期的目標。通過這次設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學的理論知識與實踐相結合起來,從理論中得出結論,才能真正為社會服務,從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。有了這次的設計經驗,相信在以后的學習設計實踐過程中,我們可以做到更好。
一、建設和改革的方向
在提高普通民辦高校辦學質量這一系統工程中,課程體系與課程內容的改革無疑是一個優秀的問題。尤其是專業基礎課的教學與課程平臺的建設對于人才培養起著至關重要的作用。電子信息類的專業基礎課程體系改革建設同樣對其他專業課程體系改革有著重要的指導意義和應用價值。本文依據應用性本科院校人才培養的需求,針對電子信息類的四門專業基礎課,從課程體系建設的角度對教學內容的優化,理論課程與工程應用相結合的具體方法進行了探討和研究。《電路分析基礎》、《信號與系統》、《模擬電子技術》和《數字電子技術》四門課程是電子信息類專業學生的重要專業基礎課,具有理論性強、公式定理多、計算量大等特點。而這四門課程內容循序漸進,聯系緊密,對后續課程的學習意義更是重大。同時著眼于民辦普通高校“應用型、創新性”的人才培養目標;充分考慮其生源情況,堅持“因材施教、突出實踐、個性發展”的方針;深入研究課程群之間的內在關聯性;優化和精簡教學內容;強調理論課堂引入仿真軟件的教學手段;立體的、科學的開展電類專業基礎課程體系的建設和改革。
二、建設和改革的指導思想
1.課程體系突出“綜合化、應用性”人才培養目標結合民辦普通高校的辦學實際,強調學生素質和能力的培養,使學生在掌握基礎理論、工程實踐、運用現代化技術等方面得到全面鍛煉,注重培養學生的工程應用意識,培養學生用綜合與整體性眼光解決工程技術問題的能力,塑造具有高素質的“應用型、創新型”專門人才。
2.科學的、立體的專業基礎課程體系建設要讓專業基礎課程體系的建設改革取得成效,必須是系統和科學的。一方面對課程理論內容進行優化整合,與時俱進,做好教材建設;其次,結合計算機仿真軟件輔助教學,改善教學手段;另外,加強實踐環節在教學中的地位,減少驗證性實驗,增加綜合性實驗,補充設計性實驗。在課程體系建設中,以“掌握原理”為準則,貫穿“加強實踐、提高興趣、培養技能、積極創新”的理念。
3.注重專業基礎課程間的內在聯系體系內課程建設應盡量減少課程群中課程間的人為隔斷,從課程體系的角度對授課內容進行整合;考慮課程之間的相互銜接,理順課程間的相互關系,制定統一的教學大綱和實踐計劃表。
三、建設和改革的主要內容
1.課堂教學與工程應用的有機結合根據電子信息類四門專業基礎課程的特點,結合三本院校生源的實際情況,突出“綜合化、應用性”,將Matlab與《電路分析》和《信號與系統》;Multisim與《模擬電子技術》和《數字電子技術》有機結合起來。在理論課的教學中引入Matlab軟件輔助分析電路問題讓理論教學變得直觀、易懂,是化解教學窘境的有效手段。通過Multisim仿真軟件來繪制電路,觀察電路的工作過程,讓學生一看就懂,一聽就會,突出重點的同時又解析了難點。利用仿真軟件進行輔助教學,即降低了學生的學習門檻,又提高了其學習興趣,對理論課程教學效果的改善是顯而易見的。同時,對于應用性本科院校,將仿真軟件引入課堂教學,還有更長遠的意義。通過軟件仿真,學生不僅對知識理解更深刻,掌握更牢固,應用更熟練,并進一步加強了理論聯系實際的運用能力,縮短了傳統課程與相關實用技術和科學技術發展前沿的距離;對學生的職業發展之路作了很好的鋪墊。
2.優化整合,統一部署體系內課程建設不能孤立單干、各自為政;應減少課程群中課程間的人為隔斷,從課程體系的角度對授課內容進行整合;考慮課程之間的相互銜接,理順課程間的相互關系,制定統一的教學大綱和實踐計劃表。在教材建設上,削枝強干,注重基本理論和知識性,合理定位內容的廣度和深度;弱化復雜推導和深度計算,突出概念和原理,強調其在實際工程電路中的分析與運用;注重揭示課程內容之間的內在聯系和普遍規律,前呼后應,渾然一體,力求構建一個良好的教材體系。在實踐教學環節,注重營造工程環境,加強集中實踐課程建設;以綜合性實驗為載體,實行跨課程的基礎理論應用訓練的和技能訓練。有助于學生對所學知識的宏觀把握和深入理解,提升了學生分析問題、解決問題的能力。
獨立學院經過十余年的發展,已經形成一批新的高等教育資源,在發展本科教育中發揮了重要的作用。但隨著獨立學院數量和規模的不斷擴大,同質化現象日趨嚴重,人才培養、專業設置等方面的雷同和缺乏特色已成為制約獨立學院發展的主要原因。教育部《獨立學院設置與管理辦法》等相關文件出臺后,母體高校的“光環效應”逐漸減退,獨立學院在專業設置、人才培養等方面遭遇到前所未有的挑戰。為了更好地適應市場和社會需求,有效提高電子信息類專業工程應用能力,眾多高校都在積極研究與探索。
針對民辦普通高等院校,課程體系改革的趨勢是向著“基礎化、綜合化、學研產一體化”發展,適應市場的人才需求變化。“基礎化”就是強調設置最基本的理論知識課,講授基礎性最強的科學、技術和專業工程知識,訓練作為電子信息類專業工程技術人員最基本的技能,這是當前電子信息類專業課程體系改革中的一個重要趨勢,也是應對當前電子信息類工程技術高速發展和工程人才需求快速變化的有效途徑。“綜合化”就是要求電子信息類專業教育應加強交叉學科或多學科的教學,擴大人文、社會科學和管理科學的課程設置,以及加強綜合性的工程設計的理論教學和實踐訓練。高等工程教育培養的是未來的工程師,工程綜合是電子工程師工作最顯著的特征。“學研產一體化”是指應建立教學、科研、生產一體化的聯合體,面向科學研究、技術開發和工業生產實際,調整課程設置,精簡教材內容,改變課堂教學方式,改善傳統教學手段。在專業課程體系改革的道路上,始終以“掌握原理”為準則,堅持貫穿“加強實踐、提高興趣、培養技能、積極創新”的理念,為電子信息類專業教育帶來新的生機。
作者:姚敏單位:武漢東湖學院
1實驗教學內容和形式的研究
為提高實驗教學的質量,針對以上存在的問題,筆者從實驗教學的內容和形式兩方面對計算機網絡實驗教學進行研究和探索。結合計算機網絡課程自身的特點,利用電子信息類專業有限的實驗條件,在傳統的驗證型實驗的基礎上增加了操作型實驗、設計型實驗和研究型實驗。在實驗內容的安排上力求循序漸進,先通過對基礎原理的驗證型實驗和操作型實驗來加深對網絡原理和技術的理解,提高學生的實際應用能力,進而逐步涉及難度較大的設計型和研究型實驗。
1.1驗證型實驗優化和整合傳統的驗證型實驗,將驗證型實驗分為初級驗證型實驗和高級驗證型實驗。主要用于幫助學生理解網絡基本概念如協議、數據幀和算法等,觀察和評價網絡性能指標。初級驗證型實驗主要利用網絡協議分析工具截獲網絡中傳送的數據包,驗證網絡上數據包的基本結構,通過觀察分析數據包的傳送認識和理解協議的運行機制。高級驗證型實驗依托網絡仿真軟件進行,首先由教師給出實驗的仿真優秀源代碼,學生根據教師的講解及關鍵部分的提示對網絡仿真腳本做相應的修改后運行,利用網絡仿真軟件中的可視化工具觀察網絡協議運行過程的動畫演示。在高級驗證型實驗中學生還可以通過修改某一參數觀察網絡各性能指標的變化,分析比較仿真結果,領會協議和算法的含義。以Wireshark軟件抓取網絡上的數據包為例實現初級驗證型實驗。該實驗的硬件配置要求比較低,配備網卡的PC機和局域網環境即可,操作系統Windows2000或者XP都可以。通過Wireshark軟件抓取網絡上的數據包,可以得到封包的詳細信息[3],如物理層的數據幀概況Frame、數據鏈路層以太網幀頭部信息EthernetII、互聯網層IP包頭部信息InternetProtocolVersion4、傳輸層TCP的數據段頭部信息TransmissionControlProtocol和應用層的信息HTTP協議HypertextTransferProtocol等。學生可以通過每層捕獲的數據包清楚地驗證數據包頭部信息的嵌套,數據幀或包的格式,進而理解網絡協議分層的意義。為了提高學生獨立分析能力,而不是被動驗證所學知識,可以用Wireshark捕獲到的實驗數據分析TCP/IP連接的三次握手情況,識別Wireshark截獲到了三次握手的三個數據包。高級驗證型實驗中的網絡仿真軟件目前使用較多的有OPNET、Matlab、NS2和OMnet++等。由于NS2是開放源碼的網絡仿真平臺,不需要額外付費,可以運行在Linux或Windows操作系統上,能夠在計算機網絡各個層次上模擬網絡運行,并支持目前計算機網絡教材中出現的大多數有線和無線網絡協議,所以可選擇NS2作為高級驗證型實驗的主要軟件工具。以NS2為網絡仿真軟件的高級驗證型實驗的硬件配置要求比較低,配備網卡的PC機。如果現有實驗室的PC機已有Windows系統,又想在Linux下運行NS2仿真,可在PC機的現有操作系統上安裝虛擬機,虛擬機上再安裝Linux操作系統運行NS2即可。在運用NS2做高級驗證型實驗時,重點是驗證網絡協議或算法的動態運行和變化過程。由教師給出TCL腳本實現對模擬仿真場景的產生和控制,并對關鍵控制部分進行詳細講解。學生依據圖1所示實驗流程完成實驗。在這個實驗階段,學生一般不具備獨立編寫網絡控制腳本的能力,對NS2網絡仿真軟件使用不熟練,所以學生主要是觀察和驗證已有網絡協議的運行過程,修改關鍵網絡仿真參數,通過觀看動畫演示和分析NS2的跟蹤記錄文件,得到網絡性能如何變化,深層次領會網絡協議和算法。
1.2操作性實驗為提高學生的動手能力,突出電子信息類專業注重學生實踐能力的培養,可在傳統網絡實驗的基礎上增加操作性實驗,適當購置一些計算機網絡實驗的硬件設備,如雙絞線夾線鉗、雙絞線測試工具、小型路由器、網絡檢測設備等,針對性地開設一些必要的計算機網絡硬件實驗,如網絡線纜的制作與測試、網卡等一些常用設備的安裝、設置及使用,路由器的設置、小型局域網的配置等。操作性實驗不僅能增強學生實際操作能力,還能激發學生的學習興趣,真正達到學以致用的目的。操作性實驗包括3個步驟:①布線實驗。主要是掌握雙絞線的制作與連接,使學生明白雙絞線與直通線的不同點,能夠使用測試儀測試網線,制作出合格的雙絞線[5]。②組網和建網實驗。主要是掌握如何利用小型路由器、PC機和在步驟①做好的網線連接形成一個小型局域網。通過這一步實驗,使學生能夠掌握路由器的基本配置、路由器的級聯方法、理解沖突域的概念等。③測試和管理網絡。主要是掌握常用網絡測試命令的應用,如Ping命令、Tracert命令、ipconfig命令等。對學生在步驟②中組成的一個網絡運用基本的網絡測試命令進行網絡測試和管理。在傳統的計算機網絡實驗中,常用網絡測試命令通常都放在驗證型實驗中,學生實驗的目的性不強,通常是把每一個測試命令敲一遍看看結果就結束實驗,大約20分鐘不到就可以完成,實驗的效果不佳。將基本網絡測試命令的運用放在操作型實驗中,可讓學生有針對性地對自己布線和組網成功的網絡進行測試,檢查網絡是否連接成功,如何通過命令修改網絡配置等。這樣學生做實驗的興趣比較濃厚,也達到學以致用的目的。在操作性實驗結束之后建議學生在家里組建自己的有線或無線小型局域網通過ADSL上Internet,也可以鼓勵學生實驗在筆記本上配置無線AP(接入訪問點),手機接入WiFi的方法,進一步鞏固實驗內容。
1.3設計型實驗電子信息類學生一般要具備一定的網絡應用軟件開發能力,因此設計性實驗是電子信息類學生計算機網絡實驗不可缺少的一部分。設計性實驗的主要目的是讓學生能夠編寫簡單的網絡通信程序,掌握網絡基本編程技巧。計算機網絡課程通常在電子信息類專業的大三和大四開設,此時學生一般都已熟練掌握一門程序設計語言,如C語言和Java語言,學生具備順利掌握網絡編程技巧的基礎。設計性實驗的主要內容是用Socket套接字進行網絡程序設計,讓學生能運用Winsock提供的API函數接口進行面向連接或無連接的網絡程序設計,實現網絡數據傳輸。通過該實驗學生可掌握Socket編程的基本方法,進一步深入理解UDP及TCP協議的工作原理,初步掌握TCP和UDP方式的網絡編程模式。傳統的計算機網絡設計性實驗通常是側重網絡應用層通信的設計,即實現網絡聊天程序,FTP客戶端/服務器端程序開發等[6]。電子信息類專業要求學生掌握一定的網絡底層通信技術,因此其計算機網絡設計性實驗需要側重網絡底層的通信實驗。針對電子信息類的專業特點,設計型實驗主要包括3個部分:①基于Socket的異步串行通信設計。電子信息類的課程設計中會大量用到串口通信測試,可以讓學生設計基于Socket的異步串行通信,通過這部分實驗不僅讓學生了解串口通信的原理,而且有利于學生掌握基本的Socket編程方法。②基于原始套接字的通信設計。電子信息類專業在進行硬件設計特別是嵌入式開發時,通常要對網絡的數據鏈路層和IP層進行開發,而原始套接字可以用來處理數據鏈路層及IP層數據。這部分實驗可以讓學生自己設計Ping程序,完成數據鏈路協議設計和修改等。③基于流式/數據報套接字的客戶/服務器通信設計。這部分實驗是傳統的計算機網絡設計性實驗的主要內容,目的是讓學生掌握基于TCP和UDP方式的網絡通信設計,如設計FTP客戶服務器程序。
1.4研究型實驗研究型實驗主要對學有余力的學生利用課余時間進行的自主研究實驗,采取2~4人為一組的形式,旨在提高學生運用所學知識解決實際問題的能力,以及培養學生的團隊協作能力。在高級驗證型實驗中學生已對網絡仿真軟件有了一定的了解和熟悉,通過高級驗證型實驗學生能了解網絡協議的動態工作工程,分析網絡性能。研究型實驗可以在高級網絡驗證實驗的基礎上進一步讓學生深入了解如何修改和設計自己的網絡協議,并觀察、測量和比較其性能的變化。以NS2網絡仿真軟件為例,圖2給出了NS2的網絡仿真模型,由上至下可以針對網絡層、數據鏈路層(包括介質訪問控制層)和物理層分別展開研究。(1)在網絡層上,重點研究動態路由。在有線網絡環境中,研究動態路由的路由信息更新過程。以距離矢量算法的動態路由為基礎,研究當鏈路狀態發生改變時,靜態路由和動態路由之間的差異。在無線網絡環境中,在分析無線Adhoc網絡路由協議(如DSDV、AODV以及DSR)性能的基礎上,進一步修改和設計無線網絡路由協議。(2)在數據鏈路層上,重點研究鏈路層協議。在研究以太網基本協議(如滑動窗口協議、停止等待協議、CSMA/CD協議等)的基礎上嘗試修改鏈路層協議以改善網絡在某方面的性能(如吞吐量、延時、數據包投遞率等)。(3)物理層上,重點研究無線傳播模型和能量模型對無線網絡性能的影響,從而為不同網絡環境設計不同的無線網絡的上層協議。
2結語
計算機網絡是一門理論和實踐結合非常緊密的課程,計算機網絡實驗教學具有十分重要的地位,電子信息類專業的計算機網絡實驗有必要獨立設課,規范實驗教學,并針對電子信息類專業培養目標更新實驗教學內容,因地制宜地引入多種實驗教學形式方法。通過實驗教學內容和形式的具體實施,筆者完成了兩個電子信息類專業教學班的實驗教學任務,對比沒有實施上述實驗教學的班級學生,發現這兩個班學生思維更加活躍,對計算機網絡的基礎理論掌握更加熟練。下一步,將重點考慮培養學生網絡通信協議的獨立開發能力和綜合實踐能力。
作者:李曉卉單位:武漢科技大學信息科學與工程學院
1構建合理完善的實踐教學體系
圍繞專業綜合改革目標,建立分層分流人才培養方案的課程體系.根據學生的學習認知規律,實施按層次、分階段組織實踐教學.將實踐教學內容分為4個模塊:認知類實習實驗模塊、基本技能訓練模塊、專業綜合能力訓練模塊和創新能力訓練模塊.建設新目標下的實驗室和實驗教學模式,以適應培養創新型、復合型人才的需求.不斷完善各類實驗室開放形式,創造條件讓學生較早地參加科研和創新活動.同時不斷深化教學內容和教學方法與手段的改革,將仿真技術與各模塊融為一體,充分利用軟件操作的便捷性,探討問題的關鍵所在.
1.1實踐教學體系的模塊化、層次化建設
堅持“以實踐與創新能力培養為優秀”的實踐教學觀念,優化實踐教學內容,改革實踐教學方法和手段.結合專業綜合改革,在相同知識平臺基礎上,將教學內容聯系較為密切的課程,整合成系列課程群,按群建立以能力培養為主線,分層次、多模塊、相互銜接、科學系統的實踐教學體系.實現與科研、工程、社會應用密切聯系,基礎與前沿的有機結合的良性互動.引入現代技術,改造傳統的實踐教學內容和技術方法.建立新型的適應學生能力培養的考核方法和教學模式.在專業綜合改革的基礎上,整合拓展,完善實踐教學過程的層次化,在實踐教學體系中主要完成:
(1)基礎型訓練——實踐教學的基礎,加深學生對基本知識的理解;
(2)綜合設計型訓練——實踐教學的關鍵,增強學生理論聯系實際能力;
(3)拓展應用型訓練——實踐教學的提高,促進學生對交叉學科的知識綜合性;
(4)工程創新型訓練——實踐教學的升華,培養學生對系統的工程能力和創新精神.
1.2理論、實踐和仿真并舉
將仿真技術逐步滲入到電子信息類理論課程以及相關的實踐類教學中,在課程內容設置上理論教學與實踐教學相輔相成、相互滲透.在實驗教學中,加強實驗教材建設,編寫集電子電路、通信與信息類處理、計算機控制三位一體的電子信息類專業實驗教材,突出軟件仿真技術在實驗中的應用.在具體過程中,硬件實驗與軟件仿真并舉,加強對系統設計工具軟件的實訓,突出對知識綜合運用能力、系統設計能力、創新能力、團隊協作能力與工程實踐能力的培養.
1.3以大學生電子設計競賽促進實踐教學
伴隨科學技術迅速發展,專業之間相互交叉與滲透,而電子設計競賽內容具有明顯電子技術、信息類技術、計算機技術等的綜合特征,需要理論與實踐的緊密結合,強調系統總體方案的設計和具體電路的實現,朝著新技術和新應用方面發展.傳統下的課程體系已經不能適應這種需求,必須更新教育理念,在專業綜合改革框架下,構建新的實踐課程體系,以滿足專業學科在新環境下要求.鼓勵學生申報開放項目,自主選擇指導教師,在教師的宏觀指導下完成課題研究,為參加電子設計競賽打下基礎.對積極愿意參加電子設計競賽的同學,則組成參賽小組,指派理論水平高、實踐經驗豐富、創新意識強的教師給予指導,提高綜合實踐能力.十多年來,我們在競賽中獲得優良成績,有力推動實踐教學改革.
1.4實踐教學保障體系的進一步完善
實踐教學保障體系的基礎是擁有一支實踐經驗豐富,勇于創新的實踐教學隊伍.以現有的兩個教學團隊《現代電子技術教學團隊》、《信息類與控制教學團隊》為基礎,整合兩個團隊的師資力量,打造一支教學理念先進,教學管理有力,實踐環節特色突出,教學、科研成果豐富,朝氣蓬勃、開拓創新的一支優秀電子信息類專業實踐教學團隊.實踐教學保障體系的優秀是實踐教學管理制度,為保證正常的實踐教學秩序,必須加強實踐教學工作的規范化管理.實踐教學由實驗、實訓、實習、畢業論文(設計)等環節有機構成,強調每個環節都重視實踐教學的管理和監督,并積極探索創新管理監督模式,是提高實踐教學質量的關鍵.如成立由教學經驗豐富、責任心強的高級職稱教師組成的教學督導組,督導實驗課中的備課情況、課程教學計劃的執行情況、實驗報告的批改情況;實訓中的電子電路制作的方案、調試、驗收情況;專業實習中的計劃、實施過程、實習報告的撰寫和鑒定情況;畢業論文(設計)的選題、開題、論文(設計)規范性的指導情況等.對教師實施教學過程及時提出針對性的意見和建議,以提高實踐教學效果,形成長效管理機制.
2實習、實訓基地建設
建立一個集實踐教學內容、形式、手段、考核、教材建設和隊伍建設等為一體的電工電子實驗中心,能為學生能力培養提供便利.圍繞專業綜合改革目標,在分層分流人才培養方案的課程體系下,根據學生的學習認知規律,按層次、分階段實施實踐教學.
2.1實驗室建設
不斷深化教學內容和教學方法與手段的改革,將仿真技術與各模塊組成有機整體,采用現代儀器方法和技術,將理論教學與實踐教學緊密地聯系在一起,重點培養學生的知識綜合運用能力、實踐動手能力、創新意識和創新能力.通過實驗與多媒體及計算機軟件仿真相結合,體現現代教育技術在電子教學實驗中心實施的實驗教學.以培養和提高學生的科學實驗素質和創新能力為目標,積極開展實驗教學改革,努力提高實驗教學質量,進行實驗教學改革.精選實驗項目,按照基礎型、綜合型和設計性等實驗類型,分層次開設教學實驗,因材施教.改革教學方法,利用現代教育技術加快實驗教學手段的現代化,并努力將科研成果轉化為實驗方法和內容.依托優勢學科讓學生及早參加科學研究,通過科學實驗培養學生理論聯系實際的學風、嚴謹的科學態度和分析問題、解決問題的能力與創新精神.充分重視實驗室向學生開放工作,把實驗室開放工作作為教學改革的重要內容.堅持“面向全校、因材施教、形式多樣、注重實效”的基本原則,有效利用現有實驗室條件或創造必要的條件,統籌規劃實驗室開放工作,制定相應的實驗室開放制度.本著實驗教學改革的精神,積極開展實驗室開放工作,采用多種形式向學生開放.不斷完善各類實驗室開放形式,創造條件讓學生較早地參加科研和創新活動.在時間和空間上全方位開放實驗室,吸引學生利用課余時間(假期)到實驗室參加實驗研究、進行科技制作和發明創造等活動,培養學生動手能力和創新實踐能力.
2.2電工電子實驗中心建設
經多年努力,已經形成一個實驗形式上開放與計劃安排相結合,實驗內容上基本是內容與創新相結合的新型實驗教學與管理模式,是一個提高學生的實驗技術水平、增強動手能力、逐步養成從事科學研究的基本素質和良好習慣的綜合性平臺.在這個綜合平臺上,建設新目標下的實驗室和實驗教學模式,以適應培養創新型、復合型人才的需求.
2.3實習基地建設
校企合作是高校培養創新型人才的一種新型人才培養模式,是促進高等教育改革創新,全面提高人才培養質量的重要舉措.通過校企共建實習基地,實現應用型人才培養的目標.在實踐基地中,完成對大學生的技能訓練,培養實踐動手能力.學生在企業導師的指導下,有望直接參與企業的產品研發和技術活動,增強創新意識.目前我院已與杭州大華,武漢眾友,江蘇洪澤瑞特,揚中綠楊電子、蘇州固緯、福建冠捷電子、淮北東磁電子、淮北礦業集團等企業建立長期穩定的專業實習基地,收到良好實習效果.
3結束語
在專業實驗中,以多媒體技術仿真技術為主線,采用“層次化、模塊化、相互銜接、整體統一”的模式,不斷優化實驗項目.堅持因材施教,提供一部分拓寬與提高的選做實驗項目,為學生的自主研究與發揮留有足夠的空間,以滿足部分學生興趣特長和個性發展的需求,促進創新人才的成長.在專業實踐教學中,以實驗教學為基礎、課程設計為主線、電子設計競賽和工程訓練為依托的教學模式.結合仿真技術特點,從課程、課程群、逐步過渡到以系統設計、模擬分析和系統實現為主的方式,強化EDA技能訓練和突出工程應用培養,以滿足加強素質教育、培養復合型、應用型人才的要求.
作者:楊一軍陳得寶方振國李崢王江濤李素文單位:淮北師范大學
1課堂教學
1.1明確教學內容,突出重點難點
《微機原理與接口技術》作為一門技術基礎課,其中需要記憶的內容較多,而且比較抽象,不好理解,所以學生普遍反映難學,隨著所學內容的增多,越學到后面越覺得亂,理不出個頭緒來,更談不上好好理解并加以應用了,經常是顧此失彼,窮于應付。我們認真地分析了學生所反映的問題,從本專業的特點、學生的素質及教材系統性出發,主要以8086/8088為主,從CPU的組成、內存單元的存儲原理、尋址方式入手,講述指令的組成及應用,實驗部分強調基本接口電路的原理與編程及系統設計的基本方法。
在每一章節講授之前,先指出重點和難點,重點部分精講,要求學生全面掌握。例如:在講8086/8088結構一節時,存儲器地址分段是本章的重點和難點,講課時應配以大量圖表形式進行重點闡述并輔以例題和練習題加深理解,而關于計算機硬件和軟件一節,學生在前修課程中已經學過,只是粗略復習一下即可。其他章節也采用類似的方法。這樣,學生知道每一章節的重點、難點,學習有了目標,大大提高了學習效率,增加了學習本課程的積極性。
1.2有選擇地運用多媒體教學,提高教學效果
課堂教學是教學過程的基礎,也是教學過程的主體。課堂教學的效果決定了授課過程是否成功,決定了這門課程能否達到授課目的,也影響到學生的學習興趣。為加強課堂教學的效果,教師可以采用邊理論教學邊進行演示實驗的方法,使學生在輕松有趣的學習中掌握理論。例如,在講解芯片引腳圖和芯片的內部結構圖時,可在課件中通過點擊相應文字或按鈕來控制這些圖片的顯示或隱藏,并在圖片旁邊顯示文字說明或語音提示,從而增強圖片的可讀性;又如,匯編語言指令和數據尋址方式是課程的基礎知識,可在課件中用動畫效果來模擬原本無法看到的指令執行過程和數據流動方向。在此課程中,類似的情況還有很多,采用多媒體教學一方面可以加快教學速度,彌補教學時數的不足,另一方面圖文并茂,動感演示,無疑會激起學生的學習興趣,課后閱讀時容易產生聯想。
1.3利用形象比喻法,加深內容理解
本課程有一些概念比較抽象,學生初次接觸時會覺得很難弄明白,例如:堆棧、存儲單元、寄存器、各種尋址方式等等。在教學時,不妨把這些內容和現實中的事情聯系起來,比如:在講解堆棧“后進先出”工作方式時,可以將“堆棧”比喻成火車站,先到的火車排在最后,最后到的火車排在最前,出站時,后到的火車必須先走,先到的火車才能出發。又如,在講存儲器物理地址和邏輯地址時,可用學校的教室做比喻,每一個教室是一個存儲單元,有且只有一個唯一的教室編號,而該教室又屬于某一個教學樓,即存儲器的段,在該段里通過偏移量找到該存儲單元比喻成在該教學樓里找到該教室。類似的例子還有很多。實踐證明,凡是比喻恰當的地方,學生就容易掌握,只要我們認真地去探索和聯想,課本中許多枯燥、抽象的問題都能與生活中的事情聯系起來,從而使它們變得生動形象,易于理解和接受了。
2實驗教學
微機原理與接口實驗是電子信息類專業學生今后從事系統設計、研究、開發和應用的一門重要實踐課程,學習最終結果是要求學生具有開發嵌入式系統能力。要達到這樣的目的,除了課堂講授原理外,還要靠實踐加深理解,要通過對一些典型軟件、硬件進行設計,編寫程序、調試,直到正常運行,才能讓學生具有基本的微機開發能力。我們在實踐環節上主要作了以下一些探索:
2.1注重實驗的選擇
在傳統教學中,匯編語言的實驗占用了大部分課時,而實際效果卻并不理想。為此,在實踐教學過程中讓學生掌握匯編語言的調試過程即可。重點學習與輸入輸出相關的指令,并通過實驗熟練掌握。中斷和接口技術對于電信類學生而言,可在今后的實際中直接進行應用,因此在實踐教學過程中需要有重點的學習。
2.2注重實驗方法的運用
在實驗課程中,適當采用逆向教學方式,例如在中斷技術的教學中,可以讓學生先做實驗。在實驗中,學生們只要將電路按規定連接好,并輸入預先編好的程序即可。然后再在課堂教學中在對實驗的原理和實驗中出現的問題進行講解和分析,學生參與共同討論。由于學生通過實驗已經建立起感性認識,因而在理論學習上就容易理解和接受了。
2結束語
從我系學生的平時反映及成績來看,本文所提倡的教學方法收到了良好的效果。通過對“微機原理與接口技術”課程教學方法的探討,我們深刻地認識到只有通過教學改革才能提高教學質量,才能培養出能盡快適應社會的應用型人才。我們只要堅持不懈地努力下去,不斷總結,相信一定可以取得較滿意的效果。
一、實驗課教學模式的改革
我們將低頻、高頻、數字邏輯電路等實驗課的內容進行整合和優化,成為“電子線路設計與測試”課程,面向信息學院開課。該課程分為三個層次:基礎性實驗-綜合設計性實驗-設計研究性實驗”。各個層次的教學內容和教學方法是:(1)基礎性實驗:開設一定數量的驗證性實驗,包括模擬電路、數字電路以及高頻電路三門課程的基礎實驗。運用EDA進行仿真、比較實驗與仿真的結果。(2)綜合設計性實驗:以集成電路和可編程器件為主,由學生自行設計、裝調電子電路,培養學生工程設計能力,啟發學生創新設計思維。(3)設計研究性實驗:打破多門課程界線,進行綜合性、研究性課題設計,如電子系統的設計,CPLD/FPGA的數字應用系統設計,嵌入式系統設計,電子系統自動化設計與仿真。
采用“三開放”的教學方法,即(1)時間開放:學生可以通過上網預約實驗時間和實驗室,實驗儀器1人1組。(2)內容開放:學生完成基本的實驗后,可以擴展實驗內容。(3)元器件開放:與實驗相關的所有元器件發給學生,由學生保管。學生每做完一個實驗課題,教師收集學生實驗中的問題,組織同學課堂討論,還可以在課堂上提問,師生共同討論。理論與實踐相結合,學生以自學為主,實驗為主,教師現場指導的方法進行教學,同時還用多媒體課件給學生講授20學時的理論課,介紹電子線路的設計方案、設計思路,新器件和EDA技術的應用以及實驗測試方法等問題。
二、實踐到理論再到實踐的教學方法
1.先理論后實踐的缺點
電子類課程理論較難掌握,相當一部分學生成績較差,分析其原因,課程理論知識比較難只是一方面,最重要的是學生學習興趣不高,覺得理論知識沒有用處。而參加電子設計大賽的同學學習卻非常輕松。由于比賽的題目多數都是和實際應用相結合,甚至要求設計一種全新的產品,學生在制作過程中會深刻體會到理論知識在實際應用中的作用,實際問題的解決要靠理論知識來支撐。教師無數次地強調理論知識的重要性也沒有學生一次實際經歷給他們的印象深刻。
2.實踐到理論再到實踐的作用及效果
低年級的同學參賽前沒有學習電子類課程,相關的知識也只是中學階段和課外自學獲得的,并沒有系統性地學習。因此在實際制作過程中,會遇到很多問題無法解決,使他們帶著問題學習理論課程,問題解決后,也已掌握大部分的理論內容。因此,在電子課程的教學中,我們采用實踐到理論再到實踐的教學方法。具體實施如下:
教師在先實踐后理論的教學中要起主導作用。主要是調動學生的積極性和學習興趣。在指導實踐過程中,教師對電路原理只做簡單的講解,告知學生如何應用相關組件,并強調在后續的理論課程學習中會學習相關的理論知識。在理論課程教學中,以學生制作過的電路等為實例,結合課程內容詳細講解其工作原理,讓學生懂得電路為什么能實現相應的功能。在開始的實踐引導下掌握好理論知識,再將理論知識應用到實際中去,是我們的教學目的。理論后的實踐是學生自主應用理論知識的過程,這時我們給學生提供的只是場所,由他們自由發揮自己的想象力和創造力,目的明確地設計和制作小產品。
3.與項目教學法相結合
我們在先實踐后理論的教學中緊密聯系項目教學方法,以實現一定功能的機器人設計和組裝作為主要項目,結合電源設計、功放設計和收音機組裝等純電子線路設計,對學生進行基本的電子實踐訓練。教師全程參與到教學過程中去,從純粹的知識傳授者轉變為教學過程的組織者和指導者。
在初始階段,教師是學生學習的指導者,根據教學目標由教師或師生共同確定教學項目。教師要幫助學生完成信息的收集、計劃的制定與論證。由于我們是機電專業,強調機械電子相結合,我們給學生推薦的項目是機器人設計和組裝,機器人是典型的機械電子產品,既有機械設計部分,又有電子控制部分,能讓學生對機械電子結合有很深的感性認識,能夠很好地滿足教學要求。
設計制作過程中,教師對學生遇到的問題進行引導解決,對于部分自主學習能力較強的學生,可以鼓勵他們自主學習,自行解決問題。解決一個問題學習到的知識遠比純粹的理論講授印象深得多。
設計制作結束后的評價,以制作結果的性能可靠性作為主要的評價依據,還參考制作過程中對遇到問題的主動解決能力。這種實踐主要以激發學生興趣和學習主動性為目的,因此并不作為成績記錄,讓學生無須擔心最后的成績,可以盡情發揮自己的想象力,在教師總的要求下,做出有自己特色的產品來。
三、結語
在實際教學中采用實踐到理論再到實踐的方法,極大地提高了學生的學習興趣,開拓了學生視野,激發了學生的思維,使得理論教學變得比較容易,學生的成績有了顯著的提高。但是我們的教學目的不是僅僅為了掌握理論知識,先實踐后理論是為了提高學生學習效率,教學的最終目的還是為了實踐,因為學生工作后面對的就是對知識的實際應用。
摘要:《微機原理與接口技術》是電子信息類專業學生的一門必修課程,此課程內容多、細、零散且抽象不易理解,學生反映難學,為此,對此課程的教學方法提出了幾點體會。
關鍵詞:微機原理與接口技術;教學方法;形象比喻法
1引言
隨著我國微機事業的發展,目前微型機在我國工業過程控制、智能化儀器儀表、機電一體化、辦公自動化等領域已得到迅速發展。許多現代通信設備都融合了當今最前沿的計算機技術,這就要求我們培養的通信類人才必須了解和掌握計算機在通信領域的應用技術。為培養綜合性人才,我系將《微機原理與接口技術》作為電子信息類專業的主要課程,主要闡述微型計算機的基本組成結構和應用系統設計,以及匯編語言程序設計。通過本門課程的學習,學生可以獲得微機軟硬件方面的基本理論、基本知識和基本技能,從而培養學生工程應用能力,為深入學習計算機控制技術、智能儀器的設計打下良好基礎。但是,在以往的教學中,學生普遍反映該課程“難”、“活”、“繁”,屬于“困難課程”之一。從如何提高微機原理課程教學質量、增強教學效果,促使學生個性化發展等方面,談談在教學上的一些體驗和認識。
2課堂教學
2.1明確教學內容,突出重點難點
《微機原理與接口技術》作為一門技術基礎課,其中需要記憶的內容較多,而且比較抽象,不好理解,所以學生普遍反映難學,隨著所學內容的增多,越學到后面越覺得亂,理不出個頭緒來,更談不上好好理解并加以應用了,經常是顧此失彼,窮于應付。我們認真地分析了學生所反映的問題,從本專業的特點、學生的素質及教材系統性出發,主要以8086/8088為主,從CPU的組成、內存單元的存儲原理、尋址方式入手,講述指令的組成及應用,實驗部分強調基本接口電路的原理與編程及系統設計的基本方法。
在每一章節講授之前,先指出重點和難點,重點部分精講,要求學生全面掌握。例如:在講8086/8088結構一節時,存儲器地址分段是本章的重點和難點,講課時應配以大量圖表形式進行重點闡述并輔以例題和練習題加深理解,而關于計算機硬件和軟件一節,學生在前修課程中已經學過,只是粗略復習一下即可。其他章節也采用類似的方法。這樣,學生知道每一章節的重點、難點,學習有了目標,大大提高了學習效率,增加了學習本課程的積極性。
2.2有選擇地運用多媒體教學,提高教學效果
課堂教學是教學過程的基礎,也是教學過程的主體。課堂教學的效果決定了授課過程是否成功,決定了這門課程能否達到授課目的,也影響到學生的學習興趣。為加強課堂教學的效果,教師可以采用邊理論教學邊進行演示實驗的方法,使學生在輕松有趣的學習中掌握理論。例如,在講解芯片引腳圖和芯片的內部結構圖時,可在課件中通過點擊相應文字或按鈕來控制這些圖片的顯示或隱藏,并在圖片旁邊顯示文字說明或語音提示,從而增強圖片的可讀性;又如,匯編語言指令和數據尋址方式是課程的基礎知識,可在課件中用動畫效果來模擬原本無法看到的指令執行過程和數據流動方向。在此課程中,類似的情況還有很多,采用多媒體教學一方面可以加快教學速度,彌補教學時數的不足,另一方面圖文并茂,動感演示,無疑會激起學生的學習興趣,課后閱讀時容易產生聯想。
2.3利用形象比喻法,加深內容理解
本課程有一些概念比較抽象,學生初次接觸時會覺得很難弄明白,例如:堆棧、存儲單元、寄存器、各種尋址方式等等。在教學時,不妨把這些內容和現實中的事情聯系起來,比如:在講解堆棧“后進先出”工作方式時,可以將“堆棧”比喻成火車站,先到的火車排在最后,最后到的火車排在最前,出站時,后到的火車必須先走,先到的火車才能出發。又如,在講存儲器物理地址和邏輯地址時,可用學校的教室做比喻,每一個教室是一個存儲單元,有且只有一個唯一的教室編號,而該教室又屬于某一個教學樓,即存儲器的段,在該段里通過偏移量找到該存儲單元比喻成在該教學樓里找到該教室。類似的例子還有很多。實踐證明,凡是比喻恰當的地方,學生就容易掌握,只要我們認真地去探索和聯想,課本中許多枯燥、抽象的問題都能與生活中的事情聯系起來,從而使它們變得生動形象,易于理解和接受了。
微機原理與接口實驗是電子信息類專業學生今后從事系統設計、研究、開發和應用的一門重要實踐課程,學習最終結果是要求學生具有開發嵌入式系統能力。要達到這樣的目的,除了課堂講授原理外,還要靠實踐加深理解,要通過對一些典型軟件、硬件進行設計,編寫程序、調試,直到正常運行,才能讓學生具有基本的微機開發能力。我們在實踐環節上主要作了以下一些探索:
3.1注重實驗的選擇
在傳統教學中,匯編語言的實驗占用了大部分課時,而實際效果卻并不理想。為此,在實踐教學過程中讓學生掌握匯編語言的調試過程即可。重點學習與輸入輸出相關的指令,并通過實驗熟練掌握。中斷和接口技術對于電信類學生而言,可在今后的實際中直接進行應用,因此在實踐教學過程中需要有重點的學習。
3.2注重實驗方法的運用
在實驗課程中,適當采用逆向教學方式,例如在中斷技術的教學中,可以讓學生先做實驗。在實驗中,學生們只要將電路按規定連接好,并輸入預先編好的程序即可。然后再在課堂教學中在對實驗的原理和實驗中出現的問題進行講解和分析,學生參與共同討論。由于學生通過實驗已經建立起感性認識,因而在理論學習上就容易理解和接受了。
4結束語
從我系學生的平時反映及成績來看,本文所提倡的教學方法收到了良好的效果。通過對“微機原理與接口技術”課程教學方法的探討,我們深刻地認識到只有通過教學改革才能提高教學質量,才能培養出能盡快適應社會的應用型人才。我們只要堅持不懈地努力下去,不斷總結,相信一定可以取得較滿意的效果。
摘 要 民辦院校面對其培養特點和學生就業壓力大等因素必須對大四階段的畢業設計進行相應的改革。重視題目申報環節,轉換選題模式、加大過程管理,提高平時成績的比例,同時輔以相應的激勵措施,增強教師和學生的主觀能動性,能夠保證本科畢業設計(論文)的質量。
關鍵詞 畢業設計(論文) 題目申報 選題模式 過程管理
畢業設計(論文)是一項衡量學生對四年來所學專業知識的一個綜合性考察環節,是體現教師業務能力,學生知識運用能力的重要階段。作為民辦高校,對本科的畢業設計環節也予以了重視,但也只是照搬許多公辦院校模式,結果沒有凸現民辦本科培養的特點,再加上就業壓力大,使學生對畢業設計環節不夠重視。針對這些問題,有必要從提高畢業生和輔導教師的工作積極性出發,對現有的畢業設計模式進行改革。
1 目前的現狀
(1)題目申報;(2)選題;(3)動員大會;(4)見面。以上幾點看似很全面,但在各個環節上卻考慮不夠全面。主要表現在:題目申報時部分內容不足以體現學生的應用能力;選題帶有強制性在里面,沒有考慮到學生的興趣;動員大會沒有起到動員目的而是走形式。總之,學生的積極性沒有調動起來,教師的責任心也沒有得到提高。鑒于以上現狀,本文旨在各方面提出改革。
2 改進措施
合理利用民辦院校有兼職教師的優勢,發揮他們的實際工程應用能力,要求畢業設計具有專業性、實踐性、可行性、創新性等方面的特點,學院制定積極有效的激勵措施,提高學生和教師的積極性和主動性。
2.1 申報題目
電子信息類畢業設計的題目大體可分為三類:工程型、科研型和理論型。針對民辦院校應用性的培養模式,對于純理論型的題目應一律不許申報。其中題目申報類型可以包括:
(1)鑒于本校電子競賽的優勢,可以將大賽中的內容進行延伸由暑假已參加大賽的學生自主選題。(2)根據教師科研課題的分支,擬定題目。(3)對電子信息類專業還可以根據其自身專業的性質,加強學生對EDA技術的掌握和熟練應用,教師可以提供相應電子系統的設計和仿真的題目。
2.2 選題環節
(1)選題模式。據統計,目前許多高校的畢業設計環節都存在選題不當的現象。就選題模式來說,大部分高校主要采用以教師選題為主、學生選題為輔的傳統選題方式。這種模式可以發揮教師的優勢,但沒有考慮學生的興趣,脫離學生的主觀愿望和客觀實習條件,使學生不能或不愿積極主動地學習。因此,在選題環節,應充分體現學生為中心的原則,以充分調動學生積極性為前提。可以把教師所擬題目按類型分類,進而根據學生的興趣讓學生自己來選題。同時學生也可以根據平時授課過程中各教師的研究方向結合自己的特長,自選題目。(2)選題時間。盡早將題目告知學生讓學生可以盡早了解設計內容。(3)選擇原則。在以往選擇過程中,有部分教師帶8-12人,弊端很多,如教師管不過來,學生應付較多,論文質量很差等。因此,在選題時,每個教師最好控制在4個學生左右,最多6人。
2.3 管理措施
加強過程控制可以提高自覺性和主動性,杜絕抄襲。為了進一步加大畢業設計改革的力度,必須加大中間環節的督促與檢查,增加相應的激勵制度。主要表現在:
(1)加大對指導教師的監督與激勵。目前學院對畢業設計的檢查工作通常都是針對學生的,對指導教師的檢查相對薄弱。要保證畢業設計質量,必須加大對指導教師的監督,包括:工作態度,責任心,與學生見面輔導的次數和學生對指導教師的評價等。在分院進行中期檢查時應讓輔導教師對所帶學生的進度及存在問題及時給予綜述和闡述,并將其存檔,在畢業設計結束時將其作為評價教師工作量的一項重要指標,這樣對教師的責任心和教學水平都是一種促進。
(2)加大對學生的監督與指導。畢業設計的主要參與者是學生,所以加大對學生的監督與指導是很關鍵的。首先學生應第一時間向指導教師提供其聯系方式,包括電話、QQ、電子郵件等及時、快速地將設計中遇到的問題與老師進行探討。同時,盡可能地保證見面輔導,將這兩種方式結合起來使用才能更加適應當前畢業生的實際情況。通過對學生和教師進行問題探討次數和提出問題質量進行記錄和評價,可以提高并督促畢業生高度重視畢業設計,同時也可作為成績評判的參考依據。
(3)提高平時成績在畢業設計成績中所占比例。重視并強調平時成績的重要性可以大大提高學生對畢業設計的態度。
目前我院畢業設計成績的評定是按照指導教師、評閱教師、軟硬件驗收和答辯小組等四部分組成,其比例分配是3:2:2:3。這樣的組織方法基本上能夠保證畢業設計結果的客觀性和公正性,又能夠對過程進行監控,分布還算合理,但仍然存在一個普遍性的問題,即對學生中期檢查和指導教師中期或設計后期階段所提交的學生設計過程中學習態度等方面沒有被體現出來,而且作為電子信息類等工科學生來說,軟硬件驗收階段很能反映出來學生平時的學習過程,其所占比例較小,這樣的評分標準對工作態度的激勵性是不足的。同時在執行時發現學生對此驗收環節不夠認真,有應付的想法,這些都應在成績比例中有體現。
提高平時成績和中期檢查成績的比例可以使畢業生養成定期總結和階段性小結的良好的慣,能夠及時發現學習過程中的問題,及時積極地予以反饋和改正。還能夠有效與指導教師進行交流,方便教師及時調整階段性目標和工作方法。這樣可以有助于提高畢業設計的質量。同時還可以建立形式多樣的成績評價體系,來提高學生對其的重視度,如可以用學生在論文設計過程中發表的論文或產品等材料替代畢業設計(論文)。
3 總結
鑒于畢業生就業壓力大,改革目前的畢業設計模式,重視題目申報環節,轉換選題模式、加大過程管理,提高平時成績的比例可以滿足當前大學生大四畢業設計階段的需要,通過檢查輔導記錄、教師綜述及學生評價等手段提高教師的責任感。同時輔以相應的激勵措施,增強教師和學生的主觀能動性、積極性和責任心,使學生能夠很好地處理畢業設計與就業之間的關系,保證本科畢業設計(論文)的質量。
電子信息類專業學生工程素養培養模式的構建
隨著近年信息產業的迅猛發展,工程素養作為目前電子信息類專業培養規格中的優秀指標之一,已受到越來越多的高等教育者的關注,尤其是地方性本科學校正在接受更加嚴峻的挑戰,且很多國家都將工程科技人才培養提升到國家戰略的高度。雖然電子信息工程類專業學生的培養取得了不少成績,但由于多種原因,學生的工程素養培養大打折扣,無法滿足社會對人才培養的要求,學生的就業壓力也日益加大。本文結合當前實際,探討電子信息類專業學生工程素養培養模式的科學合理構建,以有效地培養學生的工程素質,迎合社會發展需求,為盡快提高辦學水平和質量奠定良好的基礎。
一、工程素養的定義
眾所周知,工程素質是工科學生最重要、最基本的素質之一,主要包括四個方面的內容:有良好的數學、自然科學和相應的人文科學知識基礎;有比較扎實和比較寬廣的技術學科基礎;接受過必要的工程意識和工程實踐的訓練;有分析解決工程實際問題的初步能力。北京大學資深教授、全國大學生電子設計競賽組委會主任沈伯弘先生曾結合清華大學、上海交大及哈佛大學、普林斯頓大學等國內外著名高校的培養模式,明確指出了當代大學生應具有的工程素質的基本涵義:是在基本技能的基礎上,具有一定的獨立學習能力、設計與創新能力、初步的研發能力,能適應新世紀社會對人才需求的一種綜合體現。因此,工程素養就是一個工程師應具備的基本知識、基本理論和基本技能,一定的工程實踐訓練、嚴格有素的工程意識和工程習慣及綜合的工程能力。
二、學生工程素養薄弱的原因分析
1.對工程素養的認識不夠全面
很多人對其根本涵義的理解仍停留在傳統意義上,甚至在一定程度上存在誤解,認為只是基本技能的綜合訓練,而忽視了其優秀的設計與創新內容,或把設計與創新和工程素質割裂開來,也沒有包含工程意識和工程習慣等內容。這就無法適應21世紀現代化建設對培養高素質、高層次的創造性人才的要求。
2.工程素養培養模式較單一
現行的工科教育模式本身也具有嚴重的弊端,主要是專業面過窄過細,在培養方式上,重專業輕基礎、重知識輕能力、重技術輕素質,培養出來的學生只能在很窄的專業范圍內發揮作用,缺乏對知識和技術的綜合、重組和創新能力。在培養過程中,教學的相對獨立始終是一個通病,教學缺乏實用性和時代性,尤其是實踐環節,設計和創新成分少,只停留在實驗教學的層面,且現有的校外實踐過于形式化,起不到實際作用。
3.任課教師的工程素養不足
當前,高校很多教師是從學校到學校,自身的知識結構多為理論知識,很少接受工程訓練,也缺乏工程實踐經驗。教學過程中,只從書本到書本的教師很難說能幫助學生建立更多的工程概念,且對學術前沿較少涉及,無法激發學生的工程興趣。
4.培養工程素養的工程氛圍較淡
一方面,課堂授課內容多為理論教學,學生參與實踐的機會較少,參與面也不廣;另一方面,學校的實驗室并未最大限度地對學生開放,更沒有單獨的學生創新實驗室。
三、工程素養培養體系的構建
1.以卓越工程師計劃為契機,建設高水平工程型師資隊伍
“卓越工程師教育培養計劃”期待培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的各類型工程技術人才,高校可以行業企業對人才的標準與要求為導向,強化學生的工程實踐與創新能力。教育部陸續公布了兩批“卓越工程師教育培養計劃”高校名單。然而,學校的師資隊伍并不符合“卓越工程師教育培養計劃”培養需求,這就要求學校人事部門建設高水平工程型師資隊伍,優先聘用有工程經歷的優秀教師,鼓勵企業專家參與高校教學任務,并創造條件鼓勵校內教師到企業工作;同時,改革工程型教師的評聘與考核制度,將對他們的評聘與考核從側重評價理論研究和,轉向評價工程項目設計、專利、產學合作和技術服務等方面。
2.以加強教學改革為中心,提高學生的工程能力
學校教務部門應主要從課程體系、專業課程教學方法和實驗教學環節以及課程設計等方面進行改革。學校教務部門引入“以科學方法論為主線”的新課程體系,包括科學方法論、人文科學基礎、自然科學基礎、主修專業課,增加了“唯物辯證法”“科學方法論”等類似課程。一方面,在制訂專業計劃時給予統籌安排,將對學生工程素養的培養列入任課教師的教學任務,配套建設強化工程概念的新教材。另一方面,教師也應意識到對學生進行工程素養教育的
迫切性和重要性,自覺實踐培養學生的工程素養,利用自己的專業知識讓學生充分地了解將來可能會從事的職業,同時,向他們多傳授課本以外的專業知識。實驗教學按照從低年級到高年級三個層次的拓展能力和素質訓練計劃進行:大學一、二年級強化基礎;三年級培養專項技能與工程實踐;四年級訓練綜合能力,增加設計型和綜合型實驗內容比重,開放實驗室,鼓勵學生在感興趣的研究領域做探索。課程設計要求學生從解決現實生活中的實際問題出發。
3.以“產學研”聯合培養為抓手,多渠道推進工程素養培養
“產學研”結合要求高校從學校內部培養走向開放和多元的校企合作培養,教育部和行業部門都在積極促成此事。這一合作培養模式可以多樣化,合作可以全方位,共商人才培養方案、共建課程體系和教學內容、共創教學實驗室、共施培養過程、共督培養質量。充分發揮學校和企業的優勢,提供各自的條件,互為補充,共同培養學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力。如,與企業建立校外實訓基地,提供生產管理的真實氛圍,社會交往情景和職業情景,可以促進教學相長,提高學生從事和勝任職業崗位的能力,在學以致用中進步和成長。
4.以職業指導體系為主線,增強學生的工程思想、職業道德和社會責任感
當前的職業生涯規劃課教學,由于任課教師對學生所學專業知識的匱乏,多數停留在職業規劃理論的教學上。而建立一套職業指導內容體系,對于樹立學生工程思想有重要作用。對于一年級的學生,注重專業教育,了解專業培養目標,幫助學生了解所學專業以及專業可覆蓋的一些職業,將來可能會從事的職業,這些職業對從業人員的素質結構要求以及發展前景。如,電子工程師、軟件工程師等。同時,告訴他們這些職業的工作內容,將來還有可能遇到的挑戰等。對于大二學生,要根據專業要求及其人生規劃、職業規劃,培養其職業素質。深入專業學習,探索專業發展方向,了解外部工程環境,營造一個工程環境,培養學生的工程意識。如,介紹與本專業相關的公司、新聞、著名人物等,同時,讓學生了解電子設計大賽、程序設計大賽、挑戰杯、數學建模等相關大賽,并引導學生積極參與,投身其中。對于大三學生,提升專業素質,明確就業方向,鼓勵更多的學生參與到教師的課題研究中,引導學生實地參觀學習,開展職業角色模擬演練等。對于大四學生,引導學生到生產單位實習,把前期積累的專業知識應用到實習過程中,在實際工作中進一步提升工程素養。
總而言之,構建電子信息類專業學生工程素養培養模需要具備較豐富工程經驗的教師、教務部門的統籌安排、社會工程企業單位的支持、學生的自覺配合和積極參與,各個環節緊密相扣,缺一不可。
摘要:傳統的講授法教學已經不能完全滿足現代的教學需求,尤其是是在突出能力訓練方面。要讓學生實踐能力更強,更加貼近工作情境,就要采用多樣化的教學方法。本文就項目教學法進行了研究,就項目教學法在電子信息這類課程的改革過程中起到的作用進行了闡述。
關鍵詞:項目法;教學手段;教學改革;教材編寫
一、高職電子信息類課程改革目的
1.1高職電子信息類課程現狀:高職電子信息類課程,突出工作技能的培養。但是學校與企業聯系深度不足,未達到共體開發的合作程度。所以,很多時候仍然沿用老的教學模式和教學方法。學生在學習中對知識的理解感到吃力,對最新技術與工作流程了解不足,存在一定的弊端。1.2教學改革的目的:首先重新確立培養目標,要培養的是新一代社會人才,定位要準確,不是研究型而是應用型人才。應該注重素質培養、技能培養、工作需求培養。其次,要打造新的課程體系,讓課程體系煥發活力,與企業合作,培養的主體不再是學校,而是學校與企業雙主體模式。課程更加符合企業工作需要,知識理論以夠用為主,培養自學能力,具備進一步自學的能力即可。再次,配套教學軟硬件環境,打造實驗室、實訓室、實驗基地、教學平臺、素材庫如此等等,不一而足。1.3教學手段與改革的關系:豐富教學手段,讓課堂生動多彩,讓內容更加具體化,能夠讓課程形成體系。也能夠展現教學改革的具體作用。對于電子信息類課程更是如此,電路設計、模塊展示、仿真操作等等,都可以成為新的教學手段。而最為突出的就是項目教學法,尤其適合于電子信息類課程。
二、項目教學法研究
項目教學法已經嘗試融入到實際教學當中,取得了較為理想的效果。很多課程紛紛采用。但是在實際的采用過程中,只是用了其中的幾個分支點,并不是真正的完成項目法教學,收效自然也大打折扣。項目法教學的思想:將實際的某個工作,轉換成一個相對系統的完整的小項目,其中應該包含多個知識點,這些知識點是為完成工作服務的,也是為課程中包含的。項目法的實施不再強調講授,而是讓學生有任務有目的的去學習,研究,參與到工作流程中來。在遇到困難時候進行討論,嘗試解決任務中的問題,將教師的指導和建議轉化為執行方案。完成任務、分析過程、總結經驗。特點是:首先是教師身份轉換,教師不再是知識講解者,而是任務的布置者。任務的參與者。但要起到指導方向的作用。學生的學習過程轉變了,變成了對知識的需要,自主的去從課本、網絡、團隊中獲取知識,了解流程。成績的評定也改變了,要觀察整個過程中學生的表現,團隊的表現以及團隊彼此之間的認可度。而不是單純的用試卷來衡量成績的高低。設計原則項目教學法的設計原則主要包括:以學生為中心,充分發揮教師的協助作用。選出適當項目,開發項目課程。首先,項目課程:若干個項目組成項目課程,項目可以是一組典型的工作任務,綜合覆蓋若干個實際工作任務;也可以針對某一典型的工作任務,完整地經歷生產某一產品的工作過程;也可以解決某個單個或局部的問題。一門項目課程,縱向上可以分成若干個項目,其邏輯關系有:遞進式、流程式、和并列式,等等。橫向上每個項目可以分為若干個模塊,一個項目與其對應模塊是分解的關系,從大的典型產品到小的典型產品(設備、故障、服務),每個模塊4至8個學時為宜。其次項目課程下的模塊內容:以工作任務中的職業能力培養為目標,主要內容包括工作任務、技術實際知識、技術理論知識、拓展性知識、工具材料、教學要求、技能考核要求、學習時數,等等。其中技術實踐知識是指完成某項工作任務必須具備的操作性知識,如操作步驟、工藝、工具設備等。技術理論知識,是指完成該工作任務必須具備的理論性知識,用于解釋“為什么要這樣操作”,其基本要求是以滿足工作過程為基本原則,要避免以工作任務為參照點,重新裁剪原有理論知識體系的傾向。技能考核要求要全面反映職業資格標準和崗位規范要求,并有機嵌入專業課程標準之中。
三、項目教學法在電子信息類課程改革中的作用
3.1能豐富課堂內容,提升課堂質量:電子信息類課程例如單片機、電路基礎、模擬電路、PLC、數字邏輯等等多種課程當中都適用于項目教學法,所以可以提升教學的效率,讓課堂生動多彩,高質量的完成40到50分鐘的教學內容。3.2項目式教學能夠讓學生貼近工作崗位要求:項目式教學可以將工作崗位的實際工作融入當中,學生在完成任務的同時,也完成了企業具體工作崗位的某個工作過程。將這些工作過程進行融合,小任務組合成大的任務,就形成了企業工作崗位的主要任務,讓學生與工作任務不斷貼近。3.3促進素材庫的完成進度:任務教學,采用新的教學方式,沒有配套的教材與教輔。教師精心研究的每堂課的講義與具體任務單,回饋單等資料,就是新的任務教學法則的教材的主體內容,只需要簡單的豐富與添加,就可以形成新的符合要求的教材與教輔,完善素材庫建設。
作者:王永強 單位:哈爾濱職業技術學院
電子類實驗是電子信息類專業必修的實踐性技術基礎課程,是模擬電子技術和數字電子技術相結合的基礎實踐課程,主要是培養學生理論聯系實際的能力,提高綜合素質和工程實踐能力。加上我校地處湘西,該地區的產業結構不完善,同時電子信息類專業知識更新速度快,而實驗基地的改建、創建及實驗內容的更新速度受經費和師資力量影響,遠遠趕不上知識更新的速度。因此,探索建立一種以培養學生創新能力為優秀內容的電子類實驗教學體系和方法,則顯得愈來愈迫切和重要了。
1傳統電子信息類實驗教學模式存在的問題
(1)教學模式陳舊,不適宜時代的要求。傳統電子信息類實驗教學仍是以教師為中心的教學活動,學生是被動的實踐者,絕大多數實驗還必須嚴格按照規定好的操作步驟進行,這樣的實驗教學模式嚴重束縛了學生創新思維擴展的空間,抑制了他們實驗的主動積極性和創造性。
(2)實驗教學內容單一,以驗證理論內容為主。傳統電子類實驗教學項目大多為驗證性實驗,實驗完全圍繞課堂理論內容進行,主要用來驗證理論教學中的定律、公式和結論,設計性綜合性、設計性實驗很少。這樣做,實際上就失去了實驗教學的主要作用。
(3)實驗經費缺少,實驗教學得不到重視。傳統的教學模式,只注重課堂理論知識的傳授,忽略了實驗教學環節,由于教學經費缺少和教學理念的落后等諸多方面的因素,得不到應用的重視,因而實驗教學的重點不在學生實踐能力,和創新能力的培養上,而實驗只是為了加深理論課程的掌握和理解,實驗教學就成了理論教學的延續,沒有充分體現出實驗實踐的教學含義和目的。
(4)實驗教學的評估考核方法不夠科學。與其他許多課程相同,電子信息類實驗課程的考核成績評定主要是以實驗結果數據為依據,對學生在實驗過程中體現出的創新性、創造性思維以及實踐應用能力無法進行正確、有效合理的評價,缺乏科學的考查實驗設計和操作能力的評價考核指標。
2實驗教學改革思路與方法
(1)堅持“以實踐與創新能力培養為優秀”的實驗教學觀念,要不斷更新教育教學理念,樹立創新教育教學的方式和方法,建立符合受教育者全面發展規律、激發教育者創造性的新型教育模式,努力創造有利于創新人才成長的良好教育環境。構建實踐教學與理論教學有機結合的實驗教學體系,優化實驗教學內容,改革實驗教學方法和手段。在注重基本型實驗的基礎上,加強綜合性、設計性、研究創新性實驗教學,培養學生的實踐能力和創新能力。
(2)構建先進的實踐教學體系、內容和方法。從人才培養體系整體出發,建立以能力培養為主線,分層次、多模塊、相互銜接、科學系統的實踐教學體系,與理論教學有機結合,與科研、工程、社會應用密切聯系,形成良性互動,實現基礎與前沿的有機結合。引入現代技術,改造傳統的實踐教學內容和技術方法,加強綜合性、設計性、創新性內容。建立新型的適應學生能力培養的考核方法和教學模式。原則上,每門實驗課程的教學內容都包含了基本(必做)+拓寬與提高(選做)兩大部分,具體體現為:在一些實驗課中,既設置了一部分基本的必做的實驗項目,以滿足基本的教學要求,同時還設置了一部分拓寬與提高的選做的實驗項目,為學生的自主研究與發揮留有足夠的空間,以滿足部分學生興趣特長和個性發展的需求,促進創新人才的成長,總之需進一步優化實驗項目,減少重復的驗證性實驗,增加綜合性、設計性實驗,堅持因材施教,提供選做的實習實驗項目,擴大學生選做實驗項目的自由度;在另一方面,開展實踐教學課程體系、內容和實踐技術、方法、手段改革研究,擬定實驗課程教學規范,編寫實驗教材和實習、設計指導書。重視實踐教學過程,抓好教師課前試講、試做,學生課前預習、實驗操作、儀器設備使用、實驗數據和結果的處理、教師實習實驗指導、學生實習實驗報告、教師教學效果分析等環節,注重學生實踐能力和創新能力的培養,努力提高實習實驗教學質量;在高年級綜合性的實驗實踐項目中,已全部以選做項目為實驗內容,即從一開始就要求學生自主選擇項目,而其中既有基本的必做內容,又有可以自主拓寬和提高的選做內容,學生研究和創新的余地更大。
(3)建設先進的實踐教學隊伍管理模式和管理體制。重視教學隊伍建設,制定相應政策,采取有效措施,鼓勵高水平教師投入實踐教學工作。建設實踐教學與理論教學隊伍互通,教學、科研兼容、結構合理的實踐教學團隊。建立實踐教師知識、技術不斷更新的科學有效的教育培訓制度,形成一支由學術帶頭人或高水平教授負責,教學理念先進,學術水平高,教學科研能力強,實踐經驗豐富,勇于創新的實踐教學隊伍。依據學院和電子學科的特點,整合實踐教學資源,建設面向多學科、多專業的實踐訓練中心。實行中心主任負責制,統籌計劃、調配、使用實踐教學資源和相關教育資源,廣泛實現資源共享。建立實踐教學的科學評價機制,引導教師積極改革創新。建立實踐教學開放運行的政策、經費、人事等保障機制,完善實踐教學質量保證體系,創建學生自主、開放的實踐教學環境。
(4)運用現代化的教學手段,采用多樣化的實驗教學方法。增設電子虛擬仿真實驗,給實驗室配備PROTEL、PSPICE、MULTISIM等電子設計仿真軟件,用以引導學生學習利用新技術新方法來分析問題,同時又便于學生開展各種基礎性和綜合性設計實驗活動。利用仿真軟件進行實驗的數據和技術指標都是真實有效的,不需要附加額外條件,并且與實際電路運行相同,無需太多的抽象思維,與在實驗室工作一樣,可以任意設計電路、模擬仿真電路工作,并得到實驗數據,這種在計算機上完成電子技術實驗的方法,既大大的激發學生的學習積極性,使原來枯燥的理論教學變得生動形象,又使得從感性認識上升為認識變得非常直觀。在利用電路設計軟件進行虛擬性實驗時,還可以模擬出理想條件和極限狀態下的實驗現象,同時又沒有燒壞設備器件的后顧之憂,從而充分地讓學生嘗試各種電路,然后比較各自的優缺點,最并終選擇最合理的方案。這在幫助他們理解所學理論知識的同時,也極大地增強了他們開展創造的積極性和勇氣。采用多樣化的實驗教學方法,激勵學生的個性化發展。在新的教育形勢下,實驗中心將優良的教學傳統與現代化的教學手段相結合,具體做法是學生利用網絡預習系統進行網上預習,利用網絡課件與教學視頻進行網上聽課和課后復習。通過規范化的基本操作演示課件和基礎性實驗教學課件以及網絡自測系統,規范了材料科學與工程實驗基本操作,統一了教學的基本要求。啟發式的實驗教學方法:在加強基礎教學的同時,為了鍛煉學生的綜合能力,培養創造性的人才,中心連續幾年在本科生中進行了綜合性、設計性實驗,教師只提出問題,要求學生從計算選定實驗裝置制定實驗方案實驗數據處理完成實驗報告完成多媒體匯報撰寫論文,獨立完成全過程,使學生得到了全面的鍛煉。對綜合設計性實驗的教學,打破傳統教學中“學生被動接受”的弊端,引入“指正式”、“啟發式”、“討論式”、“問題探究式”等多種新的教學方法,使學生逐步形成以自主式、合作式、研究式相結合的學習方式,將實驗教學由“封閉式”變為“開放式”,由“有解實驗”變為“求解實驗”,由“知識積累”變為“智能開發”。有效地提高了學生的學習積極性和學習質量。
作者:楊輝媛 張銀行 單位:湖南吉首大學物理與機電工程學院
摘要:我國在加入WTO之后,經濟全球化也在不斷進步和發展,社會上很多企業都面臨非常激烈的競爭,各類企業為了尋求發展不斷探索企業的發展方式,其中以信息化發展方向為主,很多企業都已開展相應的研究和嘗試。企業信息化發展對于企業來說有著重要的意義,在提升企業自身發展能力的同時,也能夠推動社會經濟的提升。尤其是對于電子信息類企業來說,企業信息化是生存發展的重要前提,讓企業認清發展的方向和道路,開展一系列方針政策來加強企業的發展力度,電子信息類企業只有正確實施信息化戰略,幫助企業尋找合理的發展道路,才能夠使企業得到穩定、可持續發展。然而,當前很多企業并沒有正確認識到信息化的重要性,仍然按照傳統方式進行發展探索,導致企業的發展非常緩慢。這種模式在當前信息化時代中必將被淘汰,而只有信息化戰略才是企業發展的必要途徑。因此,本文主要描述信息化在電子信息類企業中實施的必要性,分析信息化為企業帶來的發展方向,并且探討信息化在電子信息類企業中的實施戰略。
關鍵詞:電子信息類企業;信息化實施;必要性;戰略
網絡技術和電子商務在當代的發展,使得企業的生存和競爭面臨巨大的機遇和挑戰。當下是一個由信息技術創建的生存環境,電子信息類企業要想突破市場挑戰,抓住機遇,就要及時實施信息化戰略,不斷提升企業管理水平和競爭力。因此,電子信息類企業要不斷引進信息技術,加強企業信息化建設力度。我國政府在企業信息化建設方面提出的方針為政府推進、市場引導,以企業為主體,突破行業,展開區域。這種政策的推動使得電子信息類企業在很大程度上增強了信息化建設,但是據數據顯示,電子信息類企業通過實施信息化戰略而成功發展的只有20%以內,而失敗的企業卻有一半,與理想中的效果完全不符,并且也浪費了企業大量人力、物力和財力。電子信息類企業在我國社會經濟發展中起著重要作用,近年來社會經濟結構的不斷調整也拓展了電子信息類企業的發展空間,很多企業為了加強自身的發展逐漸開始重視并實施企業信息化。
1信息化在電子信息類企業中實施的必要性
1.1信息化是電子信息類企業生存的必要前提
電子信息類企業在發展過程中若不能摒棄傳統的發展手段,就將會在競爭激烈的社會中失去生存能力,這是很多電子信息類企業所面臨的問題。甚至有很多企業面臨資金不足的情況,以及人才和發展理念等方面的問題,這些都會使得企業發展止步不前,但是,很多電子信息類企業又具備很強的適應性,在很短的時間內改變自身的發展制度。電子信息類企業對企業信息化戰略的實施,能夠將自身專政管理制度改變,提升管理質量,為企業帶來更大的經濟效益;實施更加優化的監督體制,也能夠加強企業在各方面發實施力度,保證企業各部門都提高工作效益;利用網絡突破地域和時間的限制,實現與客戶之間良好的溝通和交流,優化企業的服務質量,同時還能夠擴大企業的宣傳力度,使更多人對企業有足夠的了解,從而以企業自身優質的產品來獲取更多的銷售量;擴大現代信息技術的使用,在工作時合理地使用信息技術來提升工作效率、降低工作成本,并且積極研發企業優秀技術和產品,最大化加強企業競爭力和穩定,以達到持續生存和發展的目的。
1.2信息化是國民經濟健康發展的需求
電子信息類企業在國民經濟發展中起著推動作用。首先,電子信息類企業的長期穩定發展能夠使其擴大發展規模,這就改善了人們的就業問題,滿足了部分人的就業難度;電子信息類企業在發展過程中遵循多樣化的發展原則,在當前人們消費多樣化的市場格局下能夠滿足消費者在各方面的需求;電子信息類企業的發展需要引入高科技,也就是要緊跟科技時代的發展,需要培養高科技人才和創新型人才,企業只有不斷創新才能得到更為穩定的發展,因此,電子信息類企業能夠為國家和社會培養科技人才來推動社會的進步。同時,科技創新無論是對于企業還是社會、國家來說都是非常重要的發展道路,一個國家只有不斷創新科技才能持續發展。因此,電子信息類企業對于國民經濟的健康發展來說十分必要。國家也已經提出了有關企業信息化工程建設問題,需要電子信息類企業進行參與來促進國民經濟發展。
2電子信息類企業對信息系統的應用戰略
2.1信息系統的類型和功能
信息系統是用來處理信息流的一體化系統,主要組成有計算機軟硬件、網絡設備、通訊設備、信息資源、信息用戶以及規章制度。在電子信息類企業中信息系統又能夠分為5種類型,包括數據處理、管理信息、決策支持和專家系統以及虛擬辦公室。信息系統的功能有輸入、存儲、處理、輸出和控制5種。其中輸入功能是指企業中要使用某系統時的管理過程,主要取決于使用系統的目的和能力;存儲是指將企業內重要的資料和信息進行保存,方便企業今后的使用和檢查;處理是指數據倉庫技術和聯機分析處理,是對企業的數據進行管理的監督;輸出是為了企業對某資料的使用,這種功能則是為了保證企業在過程中的最佳輸出能力;控制是指對企業內有關系統組成的各種信息進行處理和控制,保證企業在對信息加工、處理和傳輸以及使用的安全過程。
2.2電子信息類企業有關信息系統的具體使用
電子信息企業制造的電子品種度、批量多,并且還存在一些臨時插單情況,導致生產內部管理秩序混亂,而信息系統能夠將分別管理各訂單的生產情況,在存儲相關生產信息和品種后,管理人員能夠根據數據來進行生產上的合理控制,保證品種和質量的合理性。企業在生產過程中存在間斷性,每個階段和工序都會存在一定的時間段,產品的生產過程也會被分解為多個階段完成,信息系統將要完成的階段分別進行紀錄,并分別在階段中制定相應的任務量,規范生產過程和質量。企業的業務模型是了解客戶需求,并加強溝通交流,尋找合理的解決方法以滿足客戶。通過使用信息系統的網絡方式,消除與客戶之間地域和時間上的距離,進行隨時隨地的溝通,向客戶展示產品成果,并介紹產品的功能和質量,來完成業務溝通。另外就是對高科技的應用,在電子類企業中,科技作為非常關鍵的部分獲取了很大重視。而信息系統的適應涉及到如計算機軟硬件技術、網絡技術等都是當前時代下的先進技術,在企業中的使用能夠通過計算機控制增強企業的生產效率,同時也會給加大企業的經濟發展,擴大生產規模。在企業對原材料進行采購的過程中,對于檢驗原材料問題也能夠使用科技手段,從而為原材料的質量做出一定的保障。
3結語
綜上所述,盡管很多電子信息類企業對信息化建設有了一定的實施,但是卻沒有運用到整個工作流程中,而企業對信息化的制定和實施也要根據自身的真實情況,在選擇建設信息系統時才能夠更為合理地發揮其作用。另外,企業發展少不了人才的參與,在建設信息化的過程中要加強對信息系統的實踐能力,培養專業人才對科學技術進行完善和創新,從而使得增強企業競爭力,更好地促進國民經濟發展。
作者:顧天天 單位:連云港杰瑞電子有限公司
【摘要】電子信息產業是我國國民經濟的支柱,而電子信息產業的發展與壯大離不開電子信息人才。然而,當前我國電子信息類人才培養機制制約了該產業的發展,其主要問題在于:教育觀念和教學模式落后,以及工程實訓平臺缺乏。本文主要探索電子信息類應用型人才的培養機制,重視人才的工程技術能力,從而滿足行業領域需求。
【關鍵詞】教育觀念;卓越工程師;應用型人才
一、前言
電子信息產業屬于科技密集型產業,且近些年來,物聯網等交叉學科取得了一定的突破,電子行業對從業人員的知識儲備和專業能力提出了新的挑戰[1]。我國傳統的電子專業培養方式必然導致學生難以適應這種新的發展形勢[2]。美國一直把科學、工程和技術視為高等工程教育的重點,其工程教育取得了巨大的成功,在眾多高科技行業中占據壟斷地位[3]。英國皇家工程院的《面向產業的工科畢業生》報告指出,英國工程教育需要加強產業與工科學生培養之間的聯系,因為產業界亟需“具有真實產業環境實踐經驗”的工程畢業生。新中國成立的很長一段時間里,我國高校采用蘇聯模式培養學生,工科院校則采用單科性工學院為主的模式[4]。教學計劃由基礎課,技術基礎課,專業課三類課程組成。優點是針對性強,但缺點是專業劃分過細、知識面過窄。我國教育部聯合工商部等部門結合當前的發展趨勢,提出了“卓越工程師教育培養計劃”[5],這是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大教育改革項目。國內眾多高校紛紛制定相關的培養方案與之配套。比如,哈爾濱工業大學組織了一批試點專業對各自行業的人才培養現狀進行初步的調研,然后量身制定出“卓越計劃”專業的培養標準、校內和企業綜合培養方案。類似的舉措很多,其優秀目的都是突出行業需求,為企業和國家培養寬口徑復合型的電子類專業人才[6]。
二、工程人才培養問題
對高等教育而言,人才培養的目標是不斷地提高人才培養質量。我國電子應用工程人才培養的主要問題在于:教育觀念和教學模式落后,以及工程實踐平臺缺乏[7-8]。(1)教育觀念和教學模式落后我國當前工程教育課程體系的教育觀念和教學模式問題眾多,主要表現為:培養模式趨同;課程安排斷層,專業課程安排滯后;課程設置針對性差;文化課程遭受輕視。(2)工程實訓平臺缺乏現行的工科教育體系在培養學生實踐能力上,存在以下問題:通識課程、專業基礎課程與專業課程之間聯系不緊密;工程應用能力培養不足;忽視了創新精神和創新能力的培養[9-10]。學生的創新能力體現在自主性、能動性和創造性方面。當前,趨同化的人才培養方案和課程體系忽視了學生的個性發展,使得學生缺乏創新能力。高校人才培養模式不應僅僅是增強學生的科學文化知識,更應該培養學生的自主性、能動性與創造性。
三、工程人才培養措施
(1)改進髙等工程教育理論技術科學作為主要學科基礎,以培養工程師為目標,實質上就是一種綜合教育過程,從而獲得解決工程中實際問題的能力。隨著電子信息行業的快速發展,工程領域上的更新換代速度不斷加快,而基礎知識則表現出相對穩定的特點。因此,必須有針對性地提升電子專業學生解決實際工程問題的能力。電子應用型人才的教、學與訓應該以培養學生創新和實踐能力為重點。(2)確立應用型工科人才的培養目標我國高校存在培養目標過于籠統和趨同化,缺乏特色。高校應該結合自身和社會對人才的需求,明確培養目標,從社會需求、時代變革、社會提供的資源和學校自身的師資、教學條件、學科特色等條件分析,從而明確工科人才的培養目標。以電子類專業為例,電子類專業的基本培養目標包括以下三點:一是扎實的工程專業基礎;二是能夠在解決工程實際問題的能力;三是具備與工程相關的綜合素質,包括團隊合作、人文科學等其它有助于解決工程實際問題的素質。(3)優化工科應用型人才課程體系重視通識課程、專業基礎課程與專業課程之間的關聯性與綜合度,優化課程結構,打造優秀課程群。尤其重視自然科學理論課程,工程科學理論對工程技術的進步開拓和引導起到很大的作用。倡導多元文化,建設個性課程。兼顧培養方案的系統性和靈活適應性,構建合理的課程體系,為培養不同發展方向的人才提供多通道發展。(4)建立“工學交替”多方式的實踐體系工學交替模式指的是以學校的教育資源與企業的職場資源為平臺,學習與工作交替進行的一種產學研合作教育模式。實踐貫穿于學生的整個學習生涯,細分為在校內進行理論知識學習的理論學期與在校內進行針對性實訓、科研訓練及在校外企業進行實訓的工作學期。工程教育的本質是工程實踐。以“理論與實踐結合”為理念,構建實驗教學模式、生產實習模式、企業輪訓模式的多種實踐方式的體系;建立“共同參與、優勢互補”的校企合作培養機制,創建校企科技創新能力的培養平臺。
四、總結
以“凸顯行業需求”為突破口,不同高校、不同層次人才的培養目標又是各不相同的。同一所高校也要充分考慮學生的個性發展,不能將學生的創造力扼殺在搖籃里。為此,培養電子類應用型人才任重而道遠,需要百家爭鳴百花齊放。
作者:王忠華 王浩 單位:南昌航空大學信息工程學院
隨著高職院校教育教學改革的不斷深入,各種新技術層出不窮,計算機技術、網絡技術及多媒體技術的發展起到了巨大的推動作用,基于網絡的教育成為了課堂教學一部分,甚至成為課外的主要教學組織形式。網絡教學平臺的出現,為課堂教學和課外教學均提供了很好的輔助作用,打破了傳統教學模式在時間和空間上的局限性。網絡教學平臺可以為精品課程、共享課程等提供平臺服務,使多種教學資源得以共享,同時可以實現學生課外學習中的師生互動。在網絡教學平臺的設計過程中,既要考慮到不同課程的通用性,又要考慮到課程的專業特色的特色。文章主要研究的是電子類課程的網絡教學平臺的設計與實現,筆者已完成《C程序設計》教學平臺的設計與開發,并將此平臺運用到多門電子類課程中,實現了以學生為主體,教師為主導的“教”與“學”活動,實現了互動式的網絡教學環境。學生可以通過網絡教學平臺完成完整的學習過程,包括交流、提問、練習和考試,進行自主學習與協作探究,從而達到促進學生主動“學”的作用。教師可以利用該平臺來講解、演示,突破重點和難點,從而達到輔助教師“教”的作用,還可以作業,檢查作業、解答學生問題,考核學生學習情況等,網絡教學平臺的使用,極大提高了師生互動的積極性,促進了學生課外拓展能力的提高,使得教學手段更加多樣,測試、評價方式更為方便。
1研究內容與設計
1.1研究內容
1)本課題遵循“整合資源、共建共享、服務學生”的原則,以課程《C程序設計》為切入點進行個案研究,通過網絡信息技術對課程建設、教學設計、教學交流、學生作品、行業資訊及經典編程展示等,建設滿足現代職業教育、企業培訓、在職人員繼續教育需要的共享資源、相互交流的開放式平臺,創建具有高等職業教育特色的網絡化、智能化、互動化和信息化的教學資源平臺。2)以數據庫為支撐,建設多媒體課程平臺,平臺中的數據包含文本形式的教案課件、圖片、視頻、動畫形式的教學過程演示,課程教學軟件等,同時集成在線測試、在線論壇等功能,集成為開放性、共享型網絡資源平臺。3)以持續更新的方式,建立拓展性多媒體教學資源。平臺建設主要采取自建和共建相結合,重點突出教學項目、技能訓練、在線測試、在線論壇等課程模塊的教學資源建設,為教學活動提供內容豐富、形式多樣的優質多媒體教學資源。同時堅持校企合作的建設思路,把握行業企業的技術發展趨勢,持續建設滿足職業崗位發展的資源內容。
1.2研究目標
隨著現代教育技術水平的提高,教學手段和教學方法都有了很大改進。電子教案、電子課件等多媒體素材作為主要的教學手段和方法,在一定程度上提高了課堂教學的效率,使課堂容量得到了增加。但是課堂容量的增加、教學節奏的加快也帶來了一些問題,學生在課堂上對知識的掌握不夠深刻,這是教育教學改革中遇到的新問題,也是本課題研究的目標。傳統的課堂教學與網絡教學相結合,主要教學內容在課堂完成,課后交流、習題、作業、測驗及答疑等通過網絡教學平臺來實現,這種混合模式是目前高校教學的主要組織形式。
2研究方法與技術線路
2.1研究方法
1)問卷調查法和訪談法。全面了解學生對該門功課在學習方面的需求和存在的困難。了解老師在教學過程中遇到的問題,在知識點呈現方式上做出改變,通過動畫、視頻等形式加以補充。2)個案研究法。本課題通過信息類課程《C程序設計》為切入點進行研究,設計開發適合本課程的網絡教學平臺,進而再提煉改進構建適合電子信息類課程的通用教學平臺。3)快速原型法。通過此方法快速建立平臺模型,后期在根據新的需求等進行不斷改進和完善。
2.2技術路線
本課題采用個案研究法,以《C程序設計》的教學平臺搭建著手,首先對相關班級做調查與分析,了解學生學習過程中的困難和需求,整理出本課題的需求分析;其次根據內網和外網的訪問流量進行預測,考慮平臺的性能需求;結合需求分析,對平臺各模塊的功能進行詳細設計;全面系統地整理、制作和收集相關學習資料,然后通過管理平臺;最后進行平臺的各種測試,已發現問題并及時修正。在技術實現方面,平臺的構建采用B/S多層體系結構,.NET架構,數據庫采用的是SQLServer。采用B/S架構對客戶端要求較低,除了有瀏覽器之外,其他不需要安裝任何軟件,這樣學生在登錄平臺時沒有限制,只要有電腦即可。《C程序設計》網絡教學平臺主要功能模塊有:課程介紹、理論教學、實踐教學、等級考試、動畫演示、學生作品、習題作業、經典算法、在線測試及交流討論等。其中理論教學部分主要包含學生學習過程中可直接參考的電子教案及PPT等內容;實踐教學部分是課程實驗及實訓部分,通過此部分可以提高學生動手實踐能力;學生作品部分主要呈現學生實現較好的程序,以供其他同學參考;等級考試及經典算法是針對本門課程設置的,學習本門課程后學生可以參加等級考試,所以專門設置了針對等級考試的輔導模塊,而經典算法主要介紹程序設計類課程中的算法思想及具體實現方法;動畫演示模塊主要是經典算法及程序執行過程的動畫演示,可使學生的學習更加直觀,掌握起來更加容易。在線測試和交流討論是平臺中兩個相對獨立的模塊,是單獨開發的考試系統及論壇,學生可以登錄后分別進行自我測驗及交流討論。另外在平臺首頁還設有課程動態、業界資訊、學習資料、常見問題、教與學(展示教學圖片及視頻)等模塊,進一步豐富了課程信息。本平臺可直接適用于程序設計類課程及《數據結構》等課程,若擴展到其他電子信息類課程,只需將等級考試及經典算法兩個模塊修改為課程相對應的功能模塊即可。
3總結與展望
當前的基于WEB的網絡教學平臺已成為高校教學的輔助手段,主要用于專業課程的網絡教學和課程建設,在網絡教學環境下提高學生的自主學習能力。除此高校教育外,網絡教學平臺可在遠程教育、培訓等多種在線學習形式中扮演著重要的角色,在現代教育中發揮著重要作用。在技術實現方面,網絡教學平臺的設計多以B/S架構為主,基于ASP或JSP技術,數據庫一般采用SQLServer數據庫。隨著云計算的不斷發展,其優勢會被更多地運用到網絡學習中,基于“云計算”開發網絡教學平臺必將成為網絡學習的主要方式,并能提供更加強大的功能及多樣化的服務。
作者:王超 郭靜 張亮 單位:揚州工業職業技術學院