時間:2022-08-09 13:19:24
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)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12篇模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】 模擬電子技術(shù) 課程設(shè)計 雙語教學(xué) 教學(xué)改革
【中圖分類號】 G424 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2013)01(a)-0044-02
1 引言
模擬電子技術(shù)課程設(shè)計是電類專業(yè)的一門重要實踐環(huán)節(jié)的必修課,其教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)有著舉足輕重的關(guān)系。雙語教學(xué)是教育部2007年推出的高等教育改革的重要手段之一,我們已經(jīng)在09電子信息工程專業(yè)開設(shè)了模擬電子技術(shù)理論課的雙語教學(xué),效果很好。而模擬電子技術(shù)課程設(shè)計是為能夠應(yīng)用所學(xué)理論知識和技能解決生產(chǎn)實際問題而設(shè)置的,因此學(xué)生必須經(jīng)過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格訓(xùn)練才有可能牢固掌握課程的基本內(nèi)容。電子技術(shù)起源于西方,西方電子技術(shù)的發(fā)展要早于我國。為達(dá)到模擬電子技術(shù)課程設(shè)計的目的和要求,我們一直在探索一種更加適合自己特點并且又能夠與國際接軌的教學(xué)方式,通過實踐教學(xué)改革不斷提高實踐教學(xué)的質(zhì)量。
2 對傳統(tǒng)課程設(shè)計教學(xué)模式的反思
模擬電子技術(shù)課程設(shè)計是一門實踐性很強(qiáng)的技術(shù)實踐課程,該課程設(shè)計是針對《模擬電子技術(shù)》課程對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求進(jìn)行綜合訓(xùn)練性質(zhì)的課程,其目的是讓學(xué)生通過有關(guān)課題的設(shè)計和線路搭試調(diào)試,進(jìn)一步加深對所學(xué)基礎(chǔ)知識的理解,培養(yǎng)和提高學(xué)生實踐動手能力和分析解決實際問題的能力。在傳統(tǒng)的課程設(shè)計教學(xué)工作中課程設(shè)計總是被看作理論教學(xué)的輔環(huán)節(jié),例行的設(shè)計程序是學(xué)生根據(jù)教師已編好的課程設(shè)計指導(dǎo)書在面包板上搭試實驗線路,機(jī)械地測試一些數(shù)據(jù)來驗證所講理論的正確性。在此過程中由于面包板被使用多次,難免有些插孔會變松,一旦導(dǎo)線去后會有接觸不良的現(xiàn)象,以至?xí)斐呻娐氛{(diào)試?yán)щy。對于許多異?,F(xiàn)象絕大多數(shù)學(xué)生除了對預(yù)先設(shè)計好的電路反復(fù)檢查實物電路有無錯誤外[1],就根本不知道問題出在哪兒了,即使有的學(xué)生很幸運的做出來了,也是知其然而不知其所以然。另外我們實踐環(huán)節(jié)所用的很多芯片資料都是英文的,需要有一定的英文專業(yè)述語。因此我們教師的責(zé)任就是必須要在教學(xué)中不斷地探索教學(xué)方法;要考慮如何發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、獨立工作的能力;如何提高學(xué)生應(yīng)用理論解決實際問題的能力和動手制作能力。
3 構(gòu)建新的課程設(shè)計教學(xué)模式的指導(dǎo)思想及其探索
3.1 教學(xué)模式改革
為了改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式所造成的被動局面,須建構(gòu)一種既發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用又能充分體現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知主體作用的新型教學(xué)模式[2]。適量的引入雙語教學(xué),對用到的專業(yè)述語用英文表達(dá),并告訴學(xué)生上網(wǎng)查閱AD芯片、TI芯片、LM芯片和ST等芯片,讓學(xué)生了解如何與國際接軌。我們必須要求課程設(shè)計的主體-學(xué)生明白課程設(shè)計是單獨開設(shè)的一門課程,必須要上好。其次給學(xué)生提供三個以上的不同課題,課題的選擇上既要結(jié)合學(xué)生目前學(xué)到的知識(因為他們才上了電路分析、模擬電子技術(shù)雙語教學(xué)2門專業(yè)基礎(chǔ)課),又要具有趣味性。讓學(xué)生選擇自己感興趣的課題去做,其目的是讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的興趣自主學(xué)習(xí),并同時要求學(xué)生仔細(xì)閱讀課程設(shè)計的任務(wù)書和指導(dǎo)書,明確要做什么、需要用到哪些英文專業(yè)述語、如何去網(wǎng)上檢索可能需要用到的相關(guān)芯片、將如何使用該芯片以及對芯片的器件的要求等等。再將電子工藝融進(jìn)課程設(shè)計之中,即在課程設(shè)計中除了印制線路板不需要做(由于課時與硬件條件的原因,我選用了焊接板)外,要求學(xué)生了解設(shè)計中所用元器件及材料的類別、型號、規(guī)格、參數(shù)和符號;主要性能和一般的選用原則以及所用元器件的測量方法;熟悉電子裝接工藝的基本知識和要求;掌握電子產(chǎn)品的手工焊接、裝配、調(diào)試技術(shù)。提高了對常用儀器儀表及元器件的選用和使用能力,掌握了焊接的技能。在滿足了電子工藝要求的同時還要求學(xué)生具有一定的藝術(shù)審美眼光,即出來的產(chǎn)品具有藝術(shù)欣賞性。
3.2 教學(xué)實施
我在帶09電子信息工程專業(yè)學(xué)生模擬電子技術(shù)課程設(shè)計時已經(jīng)嘗試了上述的教學(xué)方法,結(jié)果另人滿意。例如課程設(shè)計的其中一個課題要求學(xué)生設(shè)計一個簡易的電子琴電路,能發(fā)出八個基本音階。該課程設(shè)計要涉及到模擬電子技術(shù)理論中運算放大器的原理、振蕩電路的原理,功放電路的原理。那么在其中學(xué)生需要掌握small-signal low-power amplifiers、distortion、driving low-impedance loads、……Wien-Bridge circuit、op-amp等重要的專業(yè)述語。使得學(xué)生很方便的閱讀英文相關(guān)資料,同時又進(jìn)一步加深了對于模擬電子技術(shù)雙語理論課程概念的理解。
該課程設(shè)計另外一個關(guān)鍵知識點是如何選頻,RC橋式振蕩電路是由RC選頻網(wǎng)絡(luò)和同相比例運算電路組成,對不同頻率的輸入信號產(chǎn)生不同的響應(yīng)[3]。通過對RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻及相頻特性的分析找出選頻點。起振時>1,=3時,振幅達(dá)到穩(wěn)定且可以自動穩(wěn)幅;按下不同琴鍵即改變RC值;八個基本音階電路的構(gòu)建基于此原理。在輸出級功放選取時,學(xué)生又能夠進(jìn)一步加深對功放知識點的理解,學(xué)生經(jīng)過查閱相關(guān)資料,選擇了低頻集成功率放大電路芯片及其所需的電路,設(shè)計出一個合理的綜合電路圖。在安裝、調(diào)試、測試的過程中,遇到能否通過喇叭發(fā)出八個基本音階問題。聲音是否好聽即悅耳;若發(fā)不出聲音,需要找出問題所在,改進(jìn)電路。這期間學(xué)生必須經(jīng)過反復(fù)的獨立思考、獨立分析問題與解決問題的過程,同時還要有細(xì)心、耐心、恒心,從中培養(yǎng)了他們的動手能力與創(chuàng)新能力。在成功調(diào)試出電路后,有音樂細(xì)胞的學(xué)生還激動地當(dāng)場彈奏了“歡樂頌”,班里其他的學(xué)生也都被這個曲子感染得歡呼了起來。雖然感到模擬電子技術(shù)這門課程非常抽象、難學(xué);課程設(shè)計的過程也是艱苦的,但與有趣的作品結(jié)合起來,結(jié)果是另人欣慰的。
3.3 課程設(shè)計報告撰寫
在課程設(shè)計教學(xué)改革中,對于課程設(shè)計報告撰寫,我又提出了新的要求,即不能像寫模擬電子技術(shù)實驗報告那樣寫得簡單化、模版化。而是要寫成小論文的形式,不需要像寫畢業(yè)設(shè)計論文那樣多的字?jǐn)?shù),大約3000-4000字左右。我告訴學(xué)生論文正文應(yīng)該圍繞主題有其整篇論文的結(jié)構(gòu),即節(jié)、段的層次及其劃分。正文應(yīng)充分闡明對課題的觀點、原理、方法及具體達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的整個過程。內(nèi)容務(wù)求客觀、科學(xué)、完備,要盡量讓事實和數(shù)據(jù)說話。物理量和單位應(yīng)采用法定計量單位等,完全屬于科技論文的寫作,雖然有一定的難度,但這樣為他們今后畢業(yè)設(shè)計論文的寫作起了一個引子和鋪墊作用,讓學(xué)生腦海里有這么一個意識存在。在我的鼓勵下,結(jié)果也是非常令人滿意。
4 結(jié)束語
根據(jù)我校以高級應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式,本次課程設(shè)計對原有的教學(xué)方法與教學(xué)手段進(jìn)行了改革,并且適當(dāng)融入了雙語教學(xué),跟蹤世界的電子技術(shù)發(fā)展,注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng),創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。通過課程設(shè)計,學(xué)生不僅掌握了一個小產(chǎn)品的制作過程,而且掌握了相應(yīng)的專業(yè)英文述語;更加理解和掌握了模擬電子技術(shù)課程的精髓。使學(xué)生將理論知識點運用到實踐中,并通過實踐將理論知識點有機(jī)的融合起來。使學(xué)生從興趣中感知了理論知識,又從抽象的理論知識中獲取興趣,經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生已經(jīng)在參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中發(fā)揮了重要作用。改革也為學(xué)生今后的主動學(xué)習(xí)以及以后的畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉長國.模擬電子技術(shù)課程設(shè)計的探討[J].電子制作,2006.12,55-56.
關(guān)鍵詞:電子技術(shù) 自主探索式教學(xué)
中圖分類號: TN710 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
電子技術(shù)是電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。這門課程理論性強(qiáng),盡管教師投入較多,學(xué)生還是一頭霧水。實踐證明,采取自主探索式教學(xué)有助于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,有助于學(xué)生能力的培養(yǎng)。自主探究型教學(xué)是一種在教師引導(dǎo)下, 教師提出問題,學(xué)生對問題進(jìn)行獨立思考和探索,獲取知識的智能活動。 它能充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體作用, 有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性。
一、演示實驗
“負(fù)反饋”是電子技術(shù)中一個比較重要的概念,它對放大電路也有極其重要的影響。若是空洞地介紹“負(fù)反饋”的概念及其他對負(fù)反饋的作用,學(xué)生很難接受。課堂上首先要讓學(xué)生感性認(rèn)識兩級放大電路的輸出、輸入波形,發(fā)現(xiàn)輸出波形嚴(yán)重發(fā)生失真,此時引導(dǎo)學(xué)生如何獲得較高放大倍數(shù)又不失真地輸出波形。有的學(xué)生提出:“減小輸入波形”“改變靜態(tài)工作點”“在輸出端與輸入端之間加入一條導(dǎo)線”……引導(dǎo)學(xué)生積極地思考并且讓他們真正參與實驗,嘗試實現(xiàn)各自的設(shè)想,這樣學(xué)生能主動地參與到其中,在這種探索式的活動中他們不知不覺地理解了“負(fù)反饋”的概念和意義。
二、仿真實驗
在傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上,引入仿真技術(shù),可以讓學(xué)生自主在仿真平臺上探索電路性能。RC橋式振蕩器是電子技術(shù)中的一難點電路,見圖(1),它由選頻電路、放大電路、正反饋電路電路,穩(wěn)幅電路組成。對于選頻電路,只有當(dāng)信號頻率=159HZ時,選頻電路的輸出信號與輸入信號同相且輸出與輸入電壓之比達(dá)到最大,為1/3,見圖(2)。將以上電路如圖(1)連接起來,便可構(gòu)成自激振蕩電路。通過仿真可知只有當(dāng)放大電路的放大倍數(shù)略大于1/3時,自激振蕩電路才可自動產(chǎn)生頻率為159HZ的信號,且幅度逐漸增大,最后實現(xiàn)穩(wěn)幅。引導(dǎo)學(xué)生觀察如R3作用,發(fā)現(xiàn):R3越大,放大電路放大倍數(shù)越大,產(chǎn)生穩(wěn)幅振蕩所需時間越短。見圖(3)(4)。學(xué)生可通過仿真實驗探索電路性能,完善電路性能,改抽象的理性學(xué)習(xí)為具體、生動的感性學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)積極性大大提高。
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圖(1)RC橋式振蕩電路
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圖(2)選頻電路輸出與輸入波形
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圖(3)R3=10.3KΩ的振蕩波形
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圖(4)R3=10.3KΩ的振蕩波形
三、撰寫專題小論文
在學(xué)習(xí)555集成芯片前,鼓勵學(xué)生通過借助學(xué)術(shù)期刊、 科學(xué)雜志和網(wǎng)絡(luò)資源收集有關(guān)555集成芯片的文獻(xiàn)和資料,讓他們了解芯片結(jié)構(gòu)、工作原理及最新應(yīng)用及其發(fā)展動態(tài)。對搜集的資料歸納整理,撰寫專題小論文。在學(xué)習(xí)555集成芯片時,讓學(xué)生自由地介紹自己的研究成果,此時學(xué)生興趣極高,注意力高度集中,教師再有目的地加以引導(dǎo),有助于學(xué)生理解難點和重點。
在電子技術(shù)教學(xué)過程中, 改變“注入式”“填鴨式”“一言堂”的過于強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用的教學(xué)方式,通過“自主探索”式的教學(xué),將生活實際與專業(yè)需求帶入了課堂,有助于激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生體會到有趣的、有用的電子技術(shù),從而真正掌握知識和思維本領(lǐng)。
參考文獻(xiàn):
[1] 閆慧蘭. “模擬電子技術(shù)” 多元化教學(xué)的探索[ J]. 北京:電氣電子教學(xué)學(xué)報.
【關(guān)鍵詞】模擬電子技術(shù);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;改革
模擬電子技術(shù)是一門理論性、實踐性很強(qiáng)的課程,其任務(wù)不僅要傳授學(xué)生扎實的專業(yè)知識,為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ),同時還要注重學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題能力的培養(yǎng)。
1.改革課程內(nèi)容,構(gòu)建模塊化教學(xué)內(nèi)容體系
根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo),將課程分成半導(dǎo)體器件、電壓放大器、反饋放大器、運算放大器、功率放大器、信號發(fā)生器、穩(wěn)壓電源七大模塊。在教學(xué)過程中把重點放在基本放大電路分析、負(fù)反饋分析、集成電路及其應(yīng)用等方面,對基本概念與方法精講,重點介紹典型電路的基本概念、基本原理和基本分析方法,對電子器件及各種集成電路內(nèi)部的工作原理分析則進(jìn)行壓縮,注重電子電路的組成及結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,重點講解器件的外特性和應(yīng)用,盡量減少繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo),以定性分析為主,定量計算為輔。
2.改革教學(xué)方法,增強(qiáng)教學(xué)效果
模擬電子技術(shù)課程內(nèi)容繁雜,電路種類多,分析方法多,容易使學(xué)生感到?jīng)]有頭緒,在教學(xué)過程中采取比較與總結(jié)的方法,使一些彼此分散的知識點能夠有機(jī)地聯(lián)系起來,加深了學(xué)生對基本概念與基本原理的理解,達(dá)到增強(qiáng)教學(xué)效果的目的。
例如,對于半導(dǎo)體器件:各種二極管、三極管、場效應(yīng)管、集成運放等器件在特性分析方面進(jìn)行比較,使學(xué)生更好地把握不同器件的外部特性,為進(jìn)一步進(jìn)行電路分析打好基礎(chǔ)。同樣,也可以在不相同的電路之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^,如放大電路、反饋電路、振蕩電路、運放電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等。對電路結(jié)構(gòu)、工作原理和電路功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^,可使學(xué)生更好地區(qū)分、理解與掌握不同電路的結(jié)構(gòu)特征與工作原理。微變等效電路法是三極管放大電路動態(tài)分析的最常用方法,正確畫出微變等效電路是對學(xué)生掌握該方法的基本要求,畫微變等效電路的方法可以總結(jié)如下:電容看成交流短路,直流電源也看成交流短路,對三極管則進(jìn)行線性代換,通過以上的總結(jié),學(xué)生就很容易掌握微變等效電路的畫法。
3.采用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)手段
上課時每位授課老師都準(zhǔn)備兩種授課文本,一個是電子教案,另一個是多媒體教學(xué)課件,采用多媒體與板書兩種教學(xué)手段。通過多媒體課件的動態(tài)演示,既節(jié)約了上課的板書畫圖時間,又形象生動地展示了元器件的工作特性以及電路的工作原理,使學(xué)生更容易理解課程的內(nèi)容,能取得較好的教學(xué)效果。根據(jù)經(jīng)驗,一堂課不能完全依靠多媒體而摒棄板書,多媒體教學(xué)雖然節(jié)約了教學(xué)時間,提高了教學(xué)效率,但不利于學(xué)生作課堂筆記,不利于學(xué)生及時消化吸收內(nèi)容,對基礎(chǔ)差一點的學(xué)生來說,可能會因為跟不上老師的教學(xué)節(jié)奏而導(dǎo)致整堂課的聽課效果不好,因此建議采用多媒體課件教學(xué)與傳統(tǒng)的板書教學(xué)相結(jié)合的形式,充分發(fā)揮兩種教學(xué)手段各自的優(yōu)勢。
4.改進(jìn)考核辦法,探索以能力為核心的評價方法
新的教學(xué)模式和新的教學(xué)手段需要改革對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果所進(jìn)行傳統(tǒng)的閉卷考試的評價機(jī)制。以業(yè)績評估標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計考核內(nèi)容,在考核上,應(yīng)更多的以過程為背景,主要測試學(xué)生對每一知識點的掌握情況。考試不僅僅是對學(xué)習(xí)結(jié)果的評價,還要包括學(xué)習(xí)能力,學(xué)習(xí)過程的評價,是一種全面的綜合的動態(tài)評價過程??荚嚪譃槠綍r、期中和期末三部分,平時以讀書報告、小論文、學(xué)術(shù)報告等多種形式對學(xué)生進(jìn)行評價考核,期末采用多種形式相結(jié)合的考核方法,如閉卷與開卷相結(jié)合,筆試與口試相結(jié)合,這套方法能客觀、公正、全面地測評學(xué)生的成績和能力。
5.結(jié)束語
幾年來,經(jīng)過不斷改革積累了一些寶貴的經(jīng)驗,課程的教學(xué)質(zhì)量得到了穩(wěn)步提高,但模擬電子技術(shù)課程改革是一個長期的過程,在今后的實踐中我們還將做出不懈的努力。
參考文獻(xiàn)
[1]余輝晴.模擬電子技術(shù)教程[M].電子工業(yè)出版社,2010.
[2]曹燦云.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)改革的探索[J].科技信息,2011(8).
[關(guān)鍵詞]研究性學(xué)習(xí)方式 研究性教學(xué)策略 教學(xué)改革 模擬電子技術(shù)
[中圖分類號]G427 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1006-5962(2013)03(a)-0013-01
人的發(fā)展是社會發(fā)展的根本目的和基本保障,教育作為實現(xiàn)人的發(fā)展的主要途徑,顯得尤為重要l學(xué)生的主體性發(fā)展不可避免地對傳統(tǒng)的教育觀念和教學(xué)方法形成了強(qiáng)烈的沖擊。作為教育工作者,應(yīng)該研究教育、教學(xué)與學(xué)生身心發(fā)展的規(guī)律,使自己的教育行為符合學(xué)生發(fā)展與社會發(fā)展的要求。為能在有限的課時內(nèi),有效地將最精華的內(nèi)容介紹給學(xué)生,提高課程的教和學(xué)的水平,筆者將研究性學(xué)習(xí)應(yīng)用到《模擬電子技術(shù)》課程教學(xué)中,受到了學(xué)生的普遍歡迎。
1.《模擬電子技術(shù)》課程特點及教學(xué)中存在的問題
1.1課程特點
《模擬電子技術(shù)》是電氣信息類的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是培養(yǎng)學(xué)生掌握“硬件能力”的關(guān)鍵課程之一。其基本作用和任務(wù)是:通過對常用電子器件、模擬電路及其系統(tǒng)的分析和設(shè)計的學(xué)習(xí),使學(xué)生系統(tǒng)地掌握各種功能單元電路的工作原理和分析設(shè)計方法,為電子系統(tǒng)的工程實現(xiàn)和后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下必備的基礎(chǔ)。
1.2教學(xué)中存在的問題
課程知識點多,難度大,不及格率比較高;課程強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實際,注重培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力和工程實踐能力,無法速成。這就要求教育者通過教學(xué)使學(xué)生具有符合時代要求的知識體系,掌握扎實的電子技術(shù)基礎(chǔ)理論知識和基本實驗技能;強(qiáng)化對學(xué)生的工程實踐能力、意識的培養(yǎng),啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
2.研究性學(xué)習(xí)簡介
2.1作為學(xué)習(xí)方式的研究性學(xué)習(xí)
研究性學(xué)習(xí)作為一種學(xué)習(xí)方式,就是以類似科學(xué)研究的過程、方法和形式進(jìn)行的學(xué)習(xí),簡稱研究性學(xué)習(xí)方式。研究性學(xué)習(xí)是與接受性學(xué)習(xí)相對的一個概念,就人的發(fā)展而言,兩者都是必要的。我國新的基礎(chǔ)教育課程體系別強(qiáng)調(diào)研究性學(xué)習(xí),是因為我們過去過多地倚重接受性學(xué)習(xí),而研究性學(xué)習(xí)被完全忽略或退居邊緣。強(qiáng)調(diào)研究性學(xué)習(xí)的重要性是為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,從而使以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力為核心的素質(zhì)教育落到實處。
2.2作為教學(xué)策略的研究性學(xué)習(xí)
研究性學(xué)習(xí)作為一種教學(xué)策略,是指教師通過引發(fā)、促進(jìn)、支持、指導(dǎo)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)活動,來完成學(xué)科教學(xué)任務(wù)的一種教學(xué)思想、教學(xué)模式和教學(xué)方法,簡稱研究性教學(xué)策略。教師的研究性教學(xué)策略與學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)活動是相互依存的。
3.針對《模擬電子技術(shù)》的教學(xué)改革措施
3.1打破傳統(tǒng)教育觀念束縛,提倡研究性學(xué)習(xí)
為了提高教學(xué)質(zhì)量,必須打破傳統(tǒng)教育觀念的框架。傳統(tǒng)教育理論認(rèn)為,學(xué)生是知識的接受者和教師教學(xué)活動的被動承受者。而建立在主體哲學(xué)基礎(chǔ)上的教學(xué)論則強(qiáng)調(diào)樹立正確的學(xué)生觀,其中包括:學(xué)生是具有主體性的人,學(xué)生具有對教育影響的選擇性、學(xué)習(xí)的獨立性、學(xué)習(xí)的自覺性、學(xué)習(xí)的創(chuàng)造性。
研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)中,獲得豐富的知識經(jīng)驗和情感體驗,形成永不滿足、追求卓越的科學(xué)態(tài)度和克服困難、超越自我的意志力;通過綜合能力和素質(zhì)的提高及個性、特長的張揚,獲得一種成功的體驗,從而升華出對自身精神價值的肯定和不斷發(fā)展與完善自我的追求。
3.2發(fā)揮教師主導(dǎo)作用,積極應(yīng)用研究性教學(xué)策略
研究近三十年來電子技術(shù)發(fā)展,明確電子技術(shù)的發(fā)展潮流,以此為基礎(chǔ),確定課程改革基本思路為:堅持以分立元件為基礎(chǔ),以集成電路為主導(dǎo)的原則。
研究教學(xué)內(nèi)容,以半導(dǎo)體元件為基礎(chǔ),以放大電路分析為核心,以電路設(shè)計EDA為拓展,以分析方法為重點,以實踐應(yīng)用為目的。換句話說教會學(xué)生過電子線路四關(guān):器件關(guān)(入門基礎(chǔ)),近似關(guān)(工程估算的分析方法),動手關(guān)(實踐應(yīng)用),EDA關(guān)(設(shè)計開發(fā))。
研究教學(xué)過程的設(shè)計。第一要打好基礎(chǔ),重在入門,“寧淺勿深”;第二要學(xué)準(zhǔn)方法,勤于實踐,“寧實勿虛”;第三要志在提高,掌握EDA,“與時俱進(jìn)”。
3.3改革課堂教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)方式
(1)理解學(xué)生。初次接觸專業(yè)基礎(chǔ)課,學(xué)生普遍反映課程難學(xué),針對這種情況,筆者并不是批評或者嘲笑,而是表示理解,在人格上把學(xué)生看成是與自己平等的成人。
(2)信任學(xué)生,讓他們充分發(fā)揮自己的主體性,積極參與教學(xué)活動。因為學(xué)生是具有主體性的人,是有潛能的人,學(xué)生是年輕的成年人,天生具有爭強(qiáng)好勝不認(rèn)輸?shù)奶匦裕谒麄兊南敕ㄖ?,既然老師能學(xué)好,那自己肯定也能學(xué)會,從而激起了他們的學(xué)習(xí)興趣。
(3)幫助學(xué)生,筆者也幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容,安排適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)資料。
(4)激勵學(xué)生,互動教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生探索。在教學(xué)過程中,筆者打破滿堂灌的教育傳統(tǒng),充分采用師生互動的方式,例如講到集成電路一章時,由于集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,學(xué)生比較發(fā)怵,如果直接講有可能導(dǎo)致學(xué)生的厭學(xué)心理。于是,筆者就先從學(xué)生比較熟悉的手機(jī)說起,問大家手機(jī)都有什么功能,學(xué)生的好奇心就來了,怎么問這個,是否跟集成電路有關(guān)系?待學(xué)生回答之后,筆者又問這些功能怎么實現(xiàn)的?如果用分立元件電路的話,手機(jī)的體積得多大呀!這樣以來,學(xué)生們就對小小的集成電路如此巨大的功能產(chǎn)生了濃厚的興趣。
實驗課分設(shè)驗證性實驗和綜合性實驗,激勵學(xué)生將自己的設(shè)計用實驗器材模擬;課程設(shè)計環(huán)節(jié),讓學(xué)生自己設(shè)計電路,并搭建調(diào)試,取得了較好的效果。
另外,作為課外活動,筆者常以身邊的電子應(yīng)用系統(tǒng)刺激學(xué)生,積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。建議學(xué)生多閱覽電子設(shè)計相關(guān)書刊及網(wǎng)頁,了解電子技術(shù)前沿及新技術(shù)應(yīng)用,為后續(xù)課程打下堅實基礎(chǔ)。
“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程需要在有限的學(xué)時內(nèi)(理論教學(xué)64學(xué)時,實驗20學(xué)時)使學(xué)生獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能。新修訂的課程內(nèi)容體系更加注重理論教學(xué)與實踐教學(xué)的銜接,在保證經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上重點講授集成運放組成的各種信號運算、信號處理和信號產(chǎn)生電路,并延伸到模擬集成電路和模數(shù)混合系統(tǒng)等內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)級的分析與設(shè)計能力。理論教學(xué)應(yīng)簡化器件內(nèi)部機(jī)理的介紹,弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶,強(qiáng)化器件的組合應(yīng)用與接口擴(kuò)展機(jī)制,加強(qiáng)主流新技術(shù)的探討;實踐教學(xué)應(yīng)重點引入研究型和設(shè)計型實踐教學(xué)環(huán)節(jié),為此出版了課程配套的“十一五”規(guī)劃實驗教材《電子技術(shù)實驗與模擬電子技術(shù)課程設(shè)計》。目前,多媒體教學(xué)和電子設(shè)計自動化(EDA)的發(fā)展使得教學(xué)輔助軟件能夠融入課堂,為學(xué)生豐富的探索和實踐提供了現(xiàn)代化手段。適用于該課程的研究型教學(xué)輔助軟件包括EDA仿真軟件Multisim、Proteus和工程計算軟件Matlab、MathCAD。在此基礎(chǔ)上,筆者將EDA仿真作為理論課的工具及學(xué)生進(jìn)行硬件實驗的前提,建立了“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式,以保證研究型教學(xué)落到實處。
教學(xué)方法與教學(xué)手段的改進(jìn)
1.通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平善課程體系
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,世界各國高校都在大力開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)應(yīng)用,然而海量的數(shù)字化資源會使學(xué)生感到無所適從。為此,筆者通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺給學(xué)生提供少而精的數(shù)字化資源,與課堂教學(xué)相輔相成。除了教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和教學(xué)課件,網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺提供的數(shù)字化教學(xué)資源還包括教學(xué)輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國家級電子技術(shù)精品課程和國際一流大學(xué)電子技術(shù)課程的網(wǎng)址,方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺還提供與課程相關(guān)的在線輔導(dǎo)答疑,并通過微博、QQ群、飛信群等網(wǎng)絡(luò)互動方式開展憶阻器、在系統(tǒng)可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術(shù)的專題討論,并讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查模擬電子技術(shù)的相關(guān)專利與應(yīng)用,撰寫調(diào)研報告,促進(jìn)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)。
2.將EDA仿真演示融入理論教學(xué)
EDA技術(shù)是電子設(shè)計領(lǐng)域的一場革命,改變了以變量估算和硬件實驗為基礎(chǔ)的電路設(shè)計方法。在理論教學(xué)中引入重點內(nèi)容的EDA仿真演示,有利于快捷地將理論性和應(yīng)用性融于一體,實現(xiàn)理論教學(xué)的拓展,并為實踐教學(xué)打下基礎(chǔ)。由于學(xué)時與場所限制,教師需要在備課時充分考慮課堂投影演示與本機(jī)顯示的不同,精心設(shè)計演示范例與互動環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生思考,由學(xué)生得出結(jié)論,并事先做好演示范例的中間版本以便重點演示關(guān)鍵步驟。例如,筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負(fù)反饋前后各種參數(shù)、輸入輸出信號波形、頻率響應(yīng)特性的異同,學(xué)生通過直觀的比較加深了對負(fù)反饋作用的理解。此外,筆者在布置書面作業(yè)時還鼓勵學(xué)生對作業(yè)中的疑難問題進(jìn)行仿真,并在作業(yè)本上寫出心得體會。
3.強(qiáng)化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維
現(xiàn)行的理論教學(xué)往往只講器件和基礎(chǔ)電路,很少涉及如何由各種元器件通過某種聯(lián)結(jié)組成一個實用系統(tǒng)。筆者在緒論課中就結(jié)合實際闡明電路系統(tǒng)的組成及各部分的作用,并給出簡圖;之后課程中每一個新內(nèi)容都會回到系統(tǒng)簡圖上來,逐漸深化、細(xì)化,并引導(dǎo)學(xué)生尋找反例,這樣不但使學(xué)生建立了系統(tǒng)的概念,而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下,學(xué)生對各種電路無須精確的理論計算,但要掌握近似估算的方法,弄清楚電路系統(tǒng)的設(shè)計思路及其局限性、性能指標(biāo)的折衷考慮。要注意各章節(jié)之間的相互配合和銜接,堅持培養(yǎng)學(xué)生“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維,強(qiáng)化以集成運放為基礎(chǔ)的知識體系,使學(xué)生建立系統(tǒng)觀念、工程觀念,學(xué)會定性分析與辯證的思維方法。
多層次的實踐教學(xué)
1.利用Multisim軟件開展虛擬實驗
研究型教學(xué)是理論和實踐有機(jī)結(jié)合的一種教學(xué)方式。然而由于學(xué)時、實驗條件的限制,課內(nèi)實驗的教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo),利用EDA軟件開展虛擬實驗?zāi)軌驈浹a(bǔ)當(dāng)前課內(nèi)實驗的不足。目前EDA軟件的種類很多,其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件,特別適合于模擬電路系統(tǒng)的虛擬實驗。
學(xué)生可以通過這些儀器觀察電路的運行狀態(tài),查看電路的仿真結(jié)果,許多設(shè)置、使用和讀數(shù)與實際的測量儀器類似。因此,課內(nèi)實驗是首先在EDA實驗室安排了一節(jié)課的Multisim認(rèn)識實習(xí),隨后按教學(xué)日歷分為基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、課程設(shè)計三個階段。各階段都增加了相應(yīng)的仿真設(shè)計內(nèi)容。在課內(nèi)實驗之前,筆者要求學(xué)生預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容并進(jìn)行Multisim仿真及課外研究,再進(jìn)入實驗室通過儀器設(shè)備進(jìn)行實際的硬件操作。虛擬實驗和硬件實驗不可重此輕彼,而應(yīng)軟硬結(jié)合。筆者通過實驗課件的演示減少講解時間,讓學(xué)生有更多的時間用于實際操作與硬件調(diào)試。這種“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式將仿真考核和課外研究作為實驗成績的重要部分,增強(qiáng)了學(xué)生對理論知識的理解與掌握,提高了學(xué)生的仿真能力、設(shè)計能力和系統(tǒng)調(diào)試能力。
2.重視綜合實驗和課程設(shè)計
研究型教學(xué)需要一種類似科學(xué)研究的氛圍以及一對一的師生互動。綜合實驗和課程設(shè)計能夠較好地彌補(bǔ)理論教學(xué)大班授課的不足。有限的學(xué)時在一定程度上制約了實踐教學(xué)的深入開展,為此筆者壓縮了前期驗證型基礎(chǔ)實驗的次數(shù),在實驗課程的后期安排了三次融合整學(xué)期知識點的綜合實驗,幫助學(xué)生強(qiáng)化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維。期末的課程設(shè)計則由指導(dǎo)教師布置若干難度適中的研究課題,要求學(xué)生從查閱資料開始自主進(jìn)行電路設(shè)計,對設(shè)計的電路進(jìn)行仿真分析,經(jīng)教師審查后方可選購器件,安裝調(diào)試電路,測量各種參數(shù),進(jìn)行實驗分析,提出改進(jìn)意見,并根據(jù)規(guī)范格式書寫課程設(shè)計報告,完成一次較完整的工程研究訓(xùn)練。鼓勵學(xué)生進(jìn)一步拓展課程設(shè)計內(nèi)容并發(fā)表科技小論文,在課程設(shè)計中表現(xiàn)突出的學(xué)生將被選拔參加各種課外科技活動和競賽。
結(jié)束語
關(guān)鍵詞:教學(xué)體系;教學(xué)模式;教學(xué)實踐;應(yīng)用型人才
引言
電工電子技術(shù)課程是非電類專業(yè)學(xué)生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,它涉及電路分析、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識,是非電類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)電學(xué)知識的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。在信息時代的今天,電工電子技術(shù)的發(fā)展日新月異,不僅信息量大、知識面廣,而且所傳授的知識具有基礎(chǔ)性、先進(jìn)性和很強(qiáng)的工程應(yīng)用背景,電工電子基本技能已經(jīng)成為各專業(yè)學(xué)生的重要基本技能之一,學(xué)好本門課程將為學(xué)生學(xué)好后續(xù)專業(yè)課程起到?jīng)Q定性的作用。電工電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容既要完成知識的傳授,更要把人才培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生的主觀能動性有機(jī)結(jié)合;既要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,考慮到不同專業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ),又要更好地服務(wù)于社會。如何在課程的教學(xué)過程中處理好“繼承與創(chuàng)新”、“內(nèi)容多與學(xué)時少”、“學(xué)好與用好”之間的關(guān)系顯得尤為重要。本論文提出了八點改革措施,為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、推動教學(xué)改革、建立與遼寧經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用型專業(yè)體系、推進(jìn)產(chǎn)教融合、現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合提供有價值的借鑒。在近幾年的國內(nèi)外各高校電工電子技術(shù)課程教學(xué)改革過程中,都始終把學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)貫穿始終,但每個高校的教學(xué)體制和專業(yè)設(shè)置各不相同,學(xué)生個體素質(zhì)也有差異,先進(jìn)的教學(xué)理念可以借鑒,但具體實施過程還得參照我校具體情況而異。
1課程教學(xué)體系
目前,電工電子技術(shù)課程教學(xué)學(xué)時減少與教學(xué)內(nèi)容急劇膨脹的矛盾在不斷加劇,原有的課程體系已不能滿足各專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng),深化課程體系改革,對應(yīng)落實應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)生的能力需求,體現(xiàn)行業(yè)、企業(yè)的發(fā)展動態(tài)與需要,體現(xiàn)行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步和社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的新要求,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),整合課程體系,形成支撐應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程模塊。由于每個專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和對該課程的需求各有差異,根據(jù)我校實際情況,按專業(yè)需求,將教學(xué)內(nèi)容分為五大模塊,制定不同的教學(xué)大綱,讓各專業(yè)根據(jù)自己對人才培養(yǎng)的不同需要合理對模塊進(jìn)行不同組合,已有效支撐應(yīng)用型人才培養(yǎng)的新要求。1.1模塊一基本模塊。電工電子技術(shù)課程的傳統(tǒng)內(nèi)容中大部分還是基本內(nèi)容,即為非電類專業(yè)的基礎(chǔ)性內(nèi)容,如長期起作用的電路基本定理、定律及基本分析方法,或當(dāng)下還在起作用的如繼電接觸器控制系統(tǒng),由分立器件組成的放大電路也應(yīng)在此模塊中,因為它畢竟是集成電路的基礎(chǔ)?;緝?nèi)容中的基本點要講清講透,如直流電路的基本知識點是基爾霍夫定律和歐姆定律,正弦交流電路的基本知識點是基爾霍夫定律的交流形式以及單一參數(shù)的正弦交流電路;三相交流電路的基本知識點是對稱的三相電壓和對稱的三相電流;模擬集成運算放大電路的基本知識點是理想運算放大器的“虛短”和“虛斷”;數(shù)字集成電路的基本知識點是各種基本門電路和觸發(fā)器的邏輯特點和邏輯功能等。1.2模塊二針對我校機(jī)械工程與自動化學(xué)院各專業(yè),包括機(jī)電、機(jī)設(shè)、機(jī)制、過程、工業(yè)工程等,除基本模塊中講解的內(nèi)容以外,還應(yīng)重點選講磁路部分和電機(jī)部分,但不是按照電類的要求重點講解電機(jī)繞組的結(jié)構(gòu)、內(nèi)部電磁機(jī)理、矢量圖和等效電路等,而是重點突出機(jī)械類各專業(yè)常用的三相交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、機(jī)械特性、起動、調(diào)速、制動以及銘牌數(shù)據(jù)的計算等知識點。示意圖如圖1所示。1.3模塊三針對我校汽車與交通工程學(xué)院各專業(yè),包括車輛、汽服、物流、交通、交工等,除基本模塊中講解的內(nèi)容以外,由于汽車類專業(yè)的學(xué)生要對車載電池、充電樁、驅(qū)動電機(jī)、控制器、變頻調(diào)速器和各種電源等設(shè)備要熟練掌握,所以還應(yīng)重點選講交直流電動機(jī)、驅(qū)動電機(jī)、可編程控制器、可編程邏輯器件、電路中的反饋以及電力電子技術(shù)等知識點,對于非電量的電測量方法也應(yīng)掌握。示意圖如圖2所示。1.4模塊四針對我校土木建筑工程學(xué)院各專業(yè),包括建環(huán)、建筑、道橋、給排水等,除基本模塊中講解的內(nèi)容以外,還應(yīng)重點選講建筑電氣相關(guān)知識,如感性負(fù)載功率因數(shù)的提高意義及方法、安全供用電常識、電工測量、常用傳感器的電測量法、松下、歐姆龍、西門子等系列可編程控制器等知識點。示意圖如圖3所示。1.5模塊五針對我校材料科學(xué)與工程學(xué)院各專業(yè),包括焊接、材料、材成、材物等,以及針對我校化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院各專業(yè),包括環(huán)境、環(huán)科、應(yīng)化、化工等,講解內(nèi)容為基本模塊即可,還可以適當(dāng)在基本模塊中再精煉些,如受控源電路、電路的暫態(tài)分析、直流穩(wěn)壓電源等可以作為選講內(nèi)容,因為這些專業(yè)的學(xué)生將來跨到電類或機(jī)類專業(yè)的機(jī)會和可能性不大。
2課程教學(xué)模式
傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師、課堂和教材為中心的“填鴨式”教學(xué)模式,學(xué)生處于被動接受知識的地位,學(xué)生的個性和創(chuàng)造力難以發(fā)揮。以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和鍛煉學(xué)生發(fā)散性思維為目的,教學(xué)模式應(yīng)滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的新需求,積極探索問題導(dǎo)向、案例教學(xué)等適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)模式,并能充分利用現(xiàn)代教育信息技術(shù)改革教學(xué)方法,積極探索現(xiàn)場教學(xué)、遠(yuǎn)程教學(xué)、模擬教學(xué)等適宜應(yīng)用型人才培養(yǎng)的多種教學(xué)組織形式,提出了綜合教學(xué)模式,有效地促進(jìn)了師生交流,取得了較好的教學(xué)效果。2.1鋪墊法例如,在講解晶體管工作特性時,從多方面反復(fù)強(qiáng)調(diào)放大、飽和和截止三種工作狀態(tài),與后續(xù)數(shù)字電路內(nèi)容的學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合,前后呼應(yīng)。2.2圖解法與解析法相比,圖解法是一種比較形象、直觀、便于理解的一種教學(xué)方法,例如,將其應(yīng)用在交流電路的相量法當(dāng)中,可以較方便地比較兩個正弦量之間的大小和相位關(guān)系;將其應(yīng)用在放大電路中,可以形象、直觀地表明各信號交流分量的傳輸、相位和有無失真等現(xiàn)象。2.3表格法簡明易懂、含義明確、詳略得當(dāng),例如,在講解數(shù)字集成電路各種邏輯門電路的邏輯功能時,采用表格的形式進(jìn)行對比分析將使學(xué)生很快地理解和記憶邏輯門的動作特點和規(guī)律。2.4對比法對可比性內(nèi)容,如單相交流電路和三相交流電路、RC和RL電路的暫態(tài)分析等,只需重點抓住一個講深講透,同時指出異同點,其余完全可以讓學(xué)生自行分析,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力。2.5循環(huán)提問教學(xué)法課堂上,采用不斷循環(huán)提問的啟發(fā)式教學(xué)方法來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷處于思維狀態(tài),從而提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。2.6多媒體課件演示法有一些比較不好理解的內(nèi)容可以采用多媒體課件演示法,使復(fù)雜問題簡單化,也使得課堂教學(xué)生動有趣。課件的制作要按照“發(fā)現(xiàn)問題分析問題解決問題得出結(jié)論舉例應(yīng)用”這一標(biāo)準(zhǔn),依照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,做到科學(xué)系統(tǒng)性和邏輯性并存。2.7遠(yuǎn)程教學(xué)法在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天,充分利用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)資源,利用發(fā)達(dá)的手機(jī)通訊軟件,如QQ、微信等,可以在線、實時地答疑解惑,達(dá)到讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性學(xué)習(xí)相結(jié)合的目的,還可以增進(jìn)師生情感,為課堂氣氛的活躍和講課、聽課質(zhì)量的提高奠定了良好的基礎(chǔ),讓學(xué)生體驗隨時隨地輔導(dǎo)答疑的樂趣,體驗多樣性的教學(xué)手段,使得學(xué)習(xí)不再枯燥乏味,而變得生動有趣,課余時間也能感覺到老師就在身邊。
3改革實踐教學(xué)
傳統(tǒng)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的方式和內(nèi)容比較固定和單一,專業(yè)特色不明顯,不利于學(xué)生后續(xù)專業(yè)工程設(shè)計能力的培養(yǎng),提出基于專業(yè)導(dǎo)向的改革,構(gòu)建以基本操作能力、自主設(shè)計能力和綜合創(chuàng)新能力為主的三級實踐教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生達(dá)到知識應(yīng)用能力和科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。基本操作能力是通過驗證性實驗逐步掌握電子儀器設(shè)備和電子元器件的使用及實驗的基本測量方法;自主設(shè)計能力是學(xué)生自己獲取知識、自主設(shè)計實驗的能力,以便使其逐步掌握較復(fù)雜、系統(tǒng)的功能電路的設(shè)計過程;綜合創(chuàng)新能力是按興趣方向選擇教師提出的命題或自由選題,利用課余時間進(jìn)行安裝調(diào)試和測量,確定最終設(shè)計電路的能力。根據(jù)學(xué)科特點構(gòu)建實踐教學(xué)體系,合理安排實訓(xùn)、實習(xí)、社會實踐等環(huán)節(jié),形成加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力和就業(yè)能力培養(yǎng)的有效機(jī)制。
4多元化考核評價機(jī)制
采取課堂討論、筆試、實際操作、現(xiàn)場答辯以及實踐論文等多元化考核方式,改變學(xué)生過分注重理論知識的學(xué)習(xí)、忽視綜合能力的培養(yǎng),注重對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考核和實踐能力的評價,建立促進(jìn)學(xué)生實踐能力和綜合素質(zhì)提高的多元化評價方式。
5網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和精品資源共享課建設(shè)
依托遼寧工業(yè)大學(xué)教改項目《電工與電子技術(shù)微課教學(xué)方法研究》,建立并不斷更新電工電子教學(xué)網(wǎng)站,完成電工電子多媒體教學(xué)視頻、習(xí)題課資源共享視頻、實驗視頻和部分電工電子課程微課視頻的錄制,實現(xiàn)課程資源的最大共享。
6教材建設(shè)
積極選用適合應(yīng)用型專業(yè)教學(xué)需要的教材,或具有與企業(yè)聯(lián)合編寫的參考教材并具有明顯的應(yīng)用型專業(yè)特色。
7校企合作
與行業(yè)、企業(yè)、實務(wù)等部門共建校外實踐教育基地,建立企業(yè)專家進(jìn)校的工作機(jī)制,讓學(xué)生體驗到學(xué)有所用、學(xué)有所成,有效地促進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)和應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)。
8師資隊伍實踐能力的提升
任課教師不僅要具有扎實的理論功底,還應(yīng)具備一定的工程實踐能力,以提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。教師要加強(qiáng)和企業(yè)之間的聯(lián)系,要走出去,深入到生產(chǎn)第一線,了解先進(jìn)工程設(shè)備和技術(shù)的使用,了解企業(yè)真正需要我們高校培養(yǎng)什么樣的應(yīng)用型人才,探索與企業(yè)共建共管共享的長效機(jī)制,有效地促進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)和應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)。
9展望
電工電子技術(shù)課程2004年被評為遼寧工業(yè)大學(xué)精品課程,電工電子實驗中心2007年評為遼寧省高校實驗教學(xué)示范中心,以本課題組成員為骨干力量的“電工電子技術(shù)教學(xué)團(tuán)隊”于2008年被評為遼寧省高校教學(xué)團(tuán)隊。課題組成員多年來一直堅持不懈地進(jìn)行教學(xué)改革與實踐,雖然我們?nèi)〉昧艘欢ǖ慕虒W(xué)改革成果,但為了有效地促進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)和應(yīng)用技術(shù)的開發(fā),其教學(xué)改革還有很多工作要做。(1)如何在沒有后續(xù)課程支撐的前提下,更好地解決電工電子課程內(nèi)容多而學(xué)時少的矛盾,仍然是擺在我們每個任課教師面前的一道難題。(2)目前電工電子實踐教學(xué)方法尚顯單一,要進(jìn)一步改革實踐教學(xué)手段,充分利用多媒體、EDA仿真技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)手段,提高實踐教學(xué)效果和效率。(3)開發(fā)更多的和專業(yè)相結(jié)合的實驗和實訓(xùn)項目,給少數(shù)能力較強(qiáng)的學(xué)生提供更多鍛煉的平臺。(4)派更多的學(xué)生和教師深入企業(yè)一線,掌握企業(yè)現(xiàn)實需求,讓學(xué)生和老師都學(xué)會有的放矢。10結(jié)語遼寧是老工業(yè)基地,重工業(yè)基礎(chǔ)雄厚,工科類學(xué)生在省內(nèi)的需求較大,同時伴隨著電工電子技術(shù)的快速發(fā)展,本學(xué)科的知識更新較快,對學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和能力要求更高。為配合我校實施應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要,結(jié)合電工電子課程的實際特點和我校學(xué)生的實際情況,有必要進(jìn)行新形式下的電工電子課程教學(xué)改革,對解決當(dāng)前我省高校電工電子課程教學(xué)中普遍存在的問題、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、推動教學(xué)改革等目標(biāo)、有效地促進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)將起到一定的積極示范作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電子技術(shù);概念;現(xiàn)象;抽象;形象
電子中的概念是反映電子現(xiàn)象和過程的本質(zhì)屬性的思維方式,是電子技術(shù)事實的抽象。它不僅是電子技術(shù)基礎(chǔ)理論知識的一個重要組成部分,也是構(gòu)成電子技術(shù)規(guī)律和公式的理論基礎(chǔ)。論文百事通學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)的過程,其實是在不斷地建立電子技術(shù)概念的過程。因此概念教學(xué)是學(xué)生學(xué)好電子技術(shù)的基礎(chǔ),更是學(xué)好電子技術(shù)的關(guān)鍵。在實際教學(xué)中如何才能讓學(xué)生有效地掌握、理解并運用好高中電子技術(shù)概念呢,從實際教學(xué)的經(jīng)驗中體會到,采用靈活多變的教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,變抽象為形象,可以提高概念教學(xué)的效果。
一、聯(lián)系、聯(lián)想記憶法
電子技術(shù)中有很多抽象的概念,例如:電場、電力線,磁場、磁力線。電場、磁場看不到但卻實存在(可以利用實驗證明),而電力線和磁力線不存在為了分析問題方便而畫出來的(可以看到)。利用電力線或磁力線的方向表示電場或磁場的方向,利用電力線或磁力線的疏密來表示電場或磁場的強(qiáng)弱。
半導(dǎo)體中載流子的運動也是如此:一般我們看不到,為了分析方便往往把空穴和自由電子畫出來。空穴帶正電荷,自由電子帶負(fù)電荷,主要靠空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為空穴型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體;主要靠自由電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為電子型半導(dǎo)體或稱為N型半導(dǎo)體??昭ㄍǔS脠A圈O表示,P去掉尾巴就是O;電子帶負(fù)電N就可以想成三個負(fù)號。通過總結(jié)空穴、電子,P型半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體就比較容易記了。
二、教學(xué)實驗演示法
電子技術(shù)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,在進(jìn)行概念教學(xué)時,演示實驗法是一種行之有效的教學(xué)方法,一個生動的演示實驗,可創(chuàng)設(shè)一種良好的電子技術(shù)環(huán)境,給學(xué)生提供鮮明具體的感性認(rèn)識,再通過引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)象特征的概括形成自己的概念。
如“整流”概念的教學(xué),用直流電源和單向半波整流電路演示,讓學(xué)生體會到外加電源的正極接二極管的正極,電源的負(fù)極接二極管的負(fù)極,二極管受正電壓,二極管導(dǎo)通,電路中通過大的電流IF;反之外加電源的正極接二極管的負(fù)極,電源負(fù)極接二極管的正極,電路中幾乎無電流通過。從而揭示了二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>
三、電教圖像剖析法
有些高中電子技術(shù)概念,無法實驗演示也無法從生活中體驗。如PN結(jié)的形成,空穴和電子的擴(kuò)散運動、漂移運動等。可以用圖像、電教手段(如FLASH動畫)展示給學(xué)生觀看。電子技術(shù)圖像通過培養(yǎng)學(xué)生的直覺,從而培養(yǎng)學(xué)生的高層次的形象思維能力,建立起電子技術(shù)概念的情景;電教手段能以生動、形象、鮮明的動畫效果,模擬再現(xiàn)一些電子技術(shù)過程,學(xué)生通過觀看、思考,就會自覺地在頭腦中形成建立電子技術(shù)概念的情景。這種方法符合“從生動的直觀,到抽象的思維”的基本認(rèn)識規(guī)律,是現(xiàn)代教學(xué)中提高概念教學(xué)效果的一種重要手段。
四、興趣引導(dǎo)法
興趣是最好的老師,實際生活,生產(chǎn)實踐及現(xiàn)代高科技中一些有趣的電子技術(shù)現(xiàn)象會吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,活躍學(xué)生的思維,提高學(xué)生的理解能力,有利于知識的掌握。
如對放大概念的認(rèn)識,以門鈴的工作過程為例。可以先不加放大三極管時接好電源和音樂片,門鈴發(fā)聲,聲音很小只能在耳邊才能聽到;接著接好電源、音樂片,門鈴發(fā)聲,聲音比較大,整個班都可以聽到。使學(xué)生親身感受到門鈴發(fā)出聲響的明顯變化的現(xiàn)象。說明和分析什么是放大的概念,通過學(xué)生對“放大”現(xiàn)象切身的體會來理解掌握這一概念。利用振蕩電路組成的閃光燈電路即提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于學(xué)生對電路的分析對知識的掌握。
五、循序漸進(jìn)法
循序漸進(jìn),通過復(fù)習(xí)舊知識引入新知識,是實際教學(xué)中常用的一種教學(xué)方法。通過復(fù)習(xí)已掌握的電子技術(shù)概念,并對此概念加以擴(kuò)展,延伸,或使其內(nèi)涵、外延發(fā)生變化從而得到新的概念。
材料化學(xué)專業(yè)主要課程
在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理等基礎(chǔ)理論知識及相關(guān)實驗技能的基礎(chǔ)上,本專業(yè)主要學(xué)習(xí)材料科學(xué)基礎(chǔ)、結(jié)晶化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理、現(xiàn)代材料分析技術(shù)、材料研究與測試方法、材料性能學(xué)、材料化學(xué)、材料工藝學(xué)以及材料基礎(chǔ)實驗、材料化學(xué)專業(yè)實驗等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課,接受計算機(jī)課程模擬及應(yīng)用,實驗技能、信息獲取、工程設(shè)計、科學(xué)研究等方面的技能培訓(xùn)。該課程體系設(shè)置使學(xué)生既掌握了材料化學(xué)方面的扎實寬廣的基礎(chǔ)理論知識又具備材料專業(yè)特長。主要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié):包括生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)論文等,一般安排10--20周。
材料化學(xué)專業(yè)就業(yè)方向
本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可在無機(jī)材料、高分子材料等材料及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域從事質(zhì)量檢驗、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、教學(xué)及技術(shù)管理工作。
從事行業(yè):
畢業(yè)后主要在石油、新能源、電子技術(shù)等行業(yè)工作,大致如下:
1、石油/化工/礦產(chǎn)/地質(zhì);
2、新能源;
3、電子技術(shù)/半導(dǎo)體/集成電路;
4、制藥/生物工程;
5、原材料和加工;
6、其他行業(yè);
7、建筑/建材/工程;
8、環(huán)保。
從事崗位:
畢業(yè)后主要從事研發(fā)、工藝、材料工程師等工作,大致如下:
1、研發(fā)工程師;
2、工藝工程師;
3、化驗員;
4、質(zhì)檢員;
5、材料工程師;
6、銷售工程師;
7、技術(shù)員;
8、實驗員。
1.掌握數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等方面的基本理論和基本知識;
2.掌握材料制備(或合成)、材料加工、材料結(jié)構(gòu)與性能測定及材料應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)知識、基本原理和基本實驗技能;
3.了解相近專業(yè)的一般原理和知識;
4.熟悉國家關(guān)于材料科學(xué)與工程研究、科技開發(fā)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的政策,國內(nèi)外知識產(chǎn)權(quán)等方面的法律法規(guī);
5.了解材料化學(xué)的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動態(tài),以及材料科學(xué)與工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r;
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)主要課程 主干課程:《高等數(shù)學(xué)》、《普通物理學(xué)》、《模擬電子技術(shù)》、《脈沖數(shù)字電子技術(shù)》、《醫(yī)用傳感器》、《數(shù)字信號處理》、《微機(jī)原理及應(yīng)用》、《醫(yī)學(xué)圖像處理》、《醫(yī)用儀器原理》、《醫(yī)學(xué)影像儀器》、《檢驗分析儀器》。
以及《臨床工程學(xué)》、《正常人體形態(tài)學(xué)》、《生物化學(xué)》、《生理學(xué)》、《診斷學(xué)》、《內(nèi)科學(xué)》、《外科學(xué)》等。實踐課程:電子工藝實習(xí)、認(rèn)識實習(xí)、金工實習(xí)、生理學(xué)實驗、電子技術(shù)綜合實驗、專業(yè)實踐綜合訓(xùn)練、生產(chǎn)實習(xí)、論文綜合訓(xùn)練等。
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)就業(yè)方向 本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可可以在醫(yī)療儀器企業(yè)的研發(fā)機(jī)構(gòu)、生物醫(yī)學(xué)工程及相關(guān)學(xué)科的科研單位、大型醫(yī)院的設(shè)備中心、高等院校等地方工作,也可以做國家公務(wù)員。相關(guān)行業(yè)(如IT,儀器儀表等)。
從事行業(yè):
畢業(yè)后主要在醫(yī)療設(shè)備、護(hù)理、制藥等行業(yè)工作,大致如下:
1 醫(yī)療設(shè)備/器械;
2 醫(yī)療/護(hù)理/衛(wèi)生;
3 制藥/生物工程;
4 新能源;
5 電子技術(shù)/半導(dǎo)體/集成電路;
6 其他行業(yè);
7 計算機(jī)軟件;
8 儀器儀表/工業(yè)自動化。
從事崗位:
畢業(yè)后主要從事算法工程師、售后工程師、銷售工程師等工作,大致如下:
1 算法工程師;
2 售后工程師;
3 銷售工程師;
4 硬件工程師;
5 維修工程師;
6 注冊專員;
7 技術(shù)支持工程師;
8 產(chǎn)品經(jīng)理。
20世紀(jì)70年代,英特爾公司(Intel)的戈登?摩爾(Gordan Moore)預(yù)言:芯片上晶體管的數(shù)量將每隔18個月至兩年就會翻一番。這即是電腦行業(yè)在幕后稱之為的“摩爾定律”,這一定律至今依然在發(fā)揮著作用。但是,如果“摩爾定律”一直有效,那么小小芯片上的晶體管數(shù)量將繼續(xù)呈指數(shù)級的增長。可以想像不久的將來芯片將承受怎樣的負(fù)擔(dān),這就需要將整個系統(tǒng)集成在一個小小芯片上的SoC(System on Chip)技術(shù)。這個激動人心的技術(shù)將曾經(jīng)占據(jù)整個房間的龐大的計算機(jī)變得如今只有小拇指的指甲那么大小。正如很多專家所言,自從以半導(dǎo)體和集成電路為基礎(chǔ)的計算技術(shù)出現(xiàn)以來,片上系統(tǒng)(SoC)技術(shù)已經(jīng)成為最重要的一項技術(shù)。
本書是為迎接新一代半導(dǎo)體技術(shù)來臨的巨大的設(shè)計挑戰(zhàn)而匯集的論文集,這些論文幾乎涵蓋了SoC技術(shù)的所有相關(guān)主題。具體為:1.為了使器件模型不斷地降低成本,還必須滿足其準(zhǔn)確性,就需要擴(kuò)展各種不同的新技術(shù),ColinMcAndrew的論文就是面向二極管的模型,Matthias Bueher和Christian Enz的論文解決了MOS管的模型。2.解決過程參數(shù)的概率性偏差,這些偏差表現(xiàn)為電路的行為偏差,也就是在大規(guī)模生產(chǎn)當(dāng)中被稱為參數(shù)出現(xiàn)誤差,Colin McAndrew的論文的另外一個貢獻(xiàn)就是研究了在電路模擬當(dāng)中的概率性偏差,這在計算效率和物理分析方面很重要,最終可能會決定設(shè)計是否可以生產(chǎn)。3.電路部件的設(shè)計復(fù)雜性,在新技術(shù)快速涌現(xiàn)的當(dāng)代,對于每一種新技術(shù)都相應(yīng)重新設(shè)計電路顯然不現(xiàn)實,也為成本要求所不允許,Jose Franca的論文試圖設(shè)計出將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、放大器和濾波器集成在一起,成為一個能夠匹配很多應(yīng)用的系統(tǒng)。4.隨著芯片上晶體管數(shù)量的增加,單位面積里所聚集的晶體管數(shù)量將越來越多,密集的晶體管單位面積上的發(fā)熱將越來越巨大,這就提出了當(dāng)今非常熱門的問題――低功耗,R.Leung的文章就涉及這個方面,試圖解決高速NO緩沖器的低功耗問題。5.T.Yanagawa,S.Bampi和G.Wirth的文章很翔實和理性的預(yù)測了2010年的微電子技術(shù)對將來的微電子和集成電路半導(dǎo)體技術(shù)產(chǎn)生的影響。
本書適合學(xué)習(xí)和從事微電子和計算機(jī)專業(yè)的研究生和工程技術(shù)人員閱讀,同時也適合相關(guān)專業(yè)讀者參考。
丁丹,碩士生
(中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所)
關(guān)鍵詞:研究性教學(xué);電子技術(shù);創(chuàng)新能力
中圖分類號:G647 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)33-0073-02
“電子技術(shù)”是一門理論性和實踐性較強(qiáng)的非電類專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課程,包含模擬電子和數(shù)字電子兩部分,既強(qiáng)調(diào)知識的綜合性、實用性,又強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力、綜合分析和解決生產(chǎn)實踐問題的能力,但是在教授“電子技術(shù)”課程的過程中,存在以下幾個問題:
對于非電專業(yè)學(xué)生,模擬電子部分的非線性思維的建立需要一定時間,求解問題在工程上不需要像數(shù)學(xué)計算那樣嚴(yán)密的精確。
對于數(shù)字電子,學(xué)生缺少對實用電路的綜合認(rèn)識,缺乏對能完成實際功能的數(shù)字電路的設(shè)計調(diào)試的能力。
為此結(jié)合模擬電子和數(shù)字電子兩部的不同特點,分別開展了模擬電子和數(shù)字電子部分研究型教學(xué)的實踐與探索工作。
一、研究型教學(xué)的總體思路
研究性教學(xué)的理念是在教學(xué)過程中不斷引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),讓學(xué)生在掌握知識的同時培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。研究性教學(xué)的目的不僅是使學(xué)生掌握系統(tǒng)的科學(xué)知識,更重要的是使學(xué)生綜合運用知識去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題,得到思維訓(xùn)練,學(xué)會知識的應(yīng)用,學(xué)會研究與探索。
對于電子技術(shù),開展研究型教學(xué)的總體思路是將科學(xué)研究的基本要素(提出問題、查閱文獻(xiàn)、猜想與假設(shè)、方案設(shè)計、分析論證、科學(xué)思想和交流與合作等)結(jié)合課程核心的教學(xué)內(nèi)容,包括基本概念、重要的分析方法和實際電路的仿真實現(xiàn)以及拓展環(huán)節(jié)以研究型獨有的教學(xué)模式(論文研究、基于問題的學(xué)習(xí)、案例分析研究和實際電路仿真訓(xùn)練等)進(jìn)行教學(xué)。通過研究性的探討形式將課程內(nèi)容內(nèi)化構(gòu)建到自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中;使得學(xué)生除了掌握課程的核心框架和知識體系之外,還可以獲得學(xué)習(xí)過程本身的價值,經(jīng)歷并體驗開展科學(xué)研究的規(guī)律,同時達(dá)到提升各方面能力目標(biāo)。[1,2]
研究型教學(xué)體系應(yīng)十分強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性地位。學(xué)生不僅是文化知識的被動接受者,而且是知識的積極探索者,師生共同參與知識的研究與傳播,科學(xué)的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展,共享探索的成果與經(jīng)驗。因此,設(shè)計的研究型教學(xué)體系應(yīng)該寓學(xué)于研,在課堂教學(xué)中為學(xué)生創(chuàng)造探究式學(xué)習(xí)的機(jī)會,提供參與科研的條件,使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、研究活動中逐步建立基于教師指導(dǎo)下的探索研究的學(xué)習(xí)模式,訓(xùn)練基本研究能力,學(xué)會提出問題特別是有創(chuàng)見的問題。
在電子技術(shù)課程中進(jìn)行了研究性教學(xué)的探索和實踐中把分成三個階段:準(zhǔn)備階段是教師提煉合適的研究型專題;學(xué)習(xí)階段是使學(xué)生獲取知識,訓(xùn)練思維和培養(yǎng)能力;第三階段是實施階段。
二、研究型教學(xué)的模式的準(zhǔn)備
根據(jù)電子技術(shù)大規(guī)模集成技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,“電子技術(shù)”課程教學(xué)中理論性逐漸弱化,實踐性不斷增強(qiáng),由此對現(xiàn)代電子技術(shù)課程教學(xué)模式提出了新要求[3]。
準(zhǔn)備階段是研究型教學(xué)模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié),要提出合適的研究探討專題,并選擇合適的教學(xué)模式,既能把要研究的課題突出,又能把培養(yǎng)學(xué)生的特定能力融入其中。
針對模擬電子部分,根據(jù)各章節(jié)掌握的內(nèi)容重點可以提出以下專題:
(1)半導(dǎo)體器件:針對基于三極管輸入、輸出特性曲線,介紹線性元件與非線性元件、線性電路與非線性電路理論。
培養(yǎng)目標(biāo):通過查閱文獻(xiàn)、分析討論的形式使學(xué)生順利地從線性思維過渡到非線性思維。并在研究性的學(xué)習(xí)中力圖培養(yǎng)學(xué)生:發(fā)掘、梳理和分析有關(guān)信息資料的能力;提煉或提出有價值問題的能力。
(2)基本放大電路:以分壓偏置式靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路的數(shù)學(xué)解析與工程近似解為例進(jìn)行計算復(fù)雜度對比。
培養(yǎng)目標(biāo):幫助學(xué)生建立工程思維,實際應(yīng)用中,如果使用工程近似的方法,將快速獲得近似解,扭轉(zhuǎn)他們從精確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)酱致?、估算的思維習(xí)慣。
(3)集成運算放大器:通過實際運放到理想運放的對比,介紹從實際器件到理想器件簡化問題的方法。
培養(yǎng)目標(biāo):通過查閱文獻(xiàn)、分析討論的形式使學(xué)生通過運放各個實際參數(shù)理想化的過程,培養(yǎng)學(xué)生從實際到理想的思維,簡化問題的能力。
(4)放大電路中的反饋:通過Multisim仿真各種正反饋和負(fù)反饋放大電路的對比。
培養(yǎng)目標(biāo):不同仿真電路的對比分析,使學(xué)生探究放大電路中的反饋的實質(zhì),自己總結(jié)分析負(fù)反饋和正反饋具有的不同能力,對放大電路的不同的影響。
(5)直流穩(wěn)壓電源:直流穩(wěn)壓電源的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀,可以結(jié)合日常實用的電器,例如目前手機(jī)電池的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀的調(diào)查報告。
培養(yǎng)目標(biāo):通過查閱文獻(xiàn)、分析討論的形式使學(xué)生探究科技發(fā)展中發(fā)現(xiàn)問題解決問題再發(fā)現(xiàn)問題再解決問題的發(fā)展歷程,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題解決問題的思維方式。
針對數(shù)字電子部分,融合組合邏輯電路和時序邏輯電路可以提出以下專題:
(1)元器件的市場調(diào)研,列如74LS00兩輸入與非門芯片的市場調(diào)研。
培養(yǎng)目標(biāo):可以讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)和市場上親自購買芯片,培養(yǎng)學(xué)生在實踐中探究器件的分類和挑選,內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)性能探究和好奇,提高學(xué)生極大的興趣和自主動手能力。
(2)多個實用性數(shù)字電路設(shè)計,例如數(shù)字電子鐘的設(shè)計,通過分析問題,發(fā)現(xiàn)問題,解決問題最終實現(xiàn)設(shè)計電路的完成。
培養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)了學(xué)生的調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、分析論證、制定方案、設(shè)計或?qū)嶒?、分析總結(jié)等方面的綜合能力;
以上各種專題的設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生在掌握電子技術(shù)課程的知識體系的基礎(chǔ)上融入自己獨有特點,把學(xué)習(xí)過程中的變被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹骄啃詫W(xué)習(xí)。
三、研究型教學(xué)的模式的學(xué)習(xí)
要想把以上的專題進(jìn)行順利,達(dá)到學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo),可以采用多種教學(xué)模式。
1.采用任務(wù)驅(qū)動模式教學(xué)過程
教學(xué)是知識獲取建立在真實事件或者真實問題之上。具體的教學(xué)過程是由教師提出預(yù)先設(shè)計好的、發(fā)生在身邊的真實問題,用一根主線將問題的解決過程以及課程的知識點融入其中,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下、自主地探索中循序漸進(jìn)地引出相關(guān)的知識,使學(xué)生置身在提出問題、思考問題和解決問題的動態(tài)過程中進(jìn)行研究和學(xué)習(xí)[4]。
2.采用啟發(fā)模式教學(xué)過程
在教學(xué)中注意充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,不采用傳統(tǒng)的“灌輸”式教學(xué)方法,而是采用教師啟發(fā)、引導(dǎo)的方式,循序漸進(jìn)地誘導(dǎo)、啟發(fā)、鼓勵學(xué)生對問題和現(xiàn)象進(jìn)行思考、討論,再由教師總結(jié)、答疑。對于一些容易混淆的概念,一些知識點在個案中的運用分析,都可以采用啟發(fā)式的教學(xué)方法。既有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極、主動性,又有利于培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。
3.采用討論模式教學(xué)過程
在教學(xué)中,對于一些有爭議的疑難問題、一些可能有所創(chuàng)新或具有獨特見解的新課題等,都可以采取討論式教學(xué)方法。討論式教學(xué)形式,既可以是小組討論、專題匯報、小組辯論、也可以通過小組討論后派代表在全班演講,并且作為平時成績的一部分,以激發(fā)學(xué)生的積極性。討論式教學(xué)法使學(xué)生變被動聽課為主動學(xué)習(xí),既有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性,又有利于學(xué)生分析問題、解決問題能力的提高和表達(dá)能力、團(tuán)隊合作能力的培養(yǎng)。
4.采用互動式教學(xué)法
教學(xué)中強(qiáng)調(diào)采用互動式教學(xué),克服學(xué)生被動學(xué)習(xí)的局面。課堂上不僅僅是教師提問學(xué)生,同時鼓勵學(xué)生向教師提問。一改往日教師滿堂灌的傳統(tǒng)授課方式,在講課中通過提問問題,激發(fā)學(xué)生參與討論和積極思考的主觀能動性,形成教學(xué)互動,同時實現(xiàn)寓教于樂。
授課教師還要注意將最新的學(xué)術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化到教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,這里的學(xué)術(shù)研究成果有兩種:一是學(xué)術(shù)界的最新研究成果,二是課程教師的學(xué)術(shù)研究成果。講授前者,能夠使學(xué)生了解電子技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與前沿;后者則授以學(xué)生分析方法,把教學(xué)內(nèi)容提升到研究性的程度。
四、研究型教學(xué)的模式的實施
實施方法。首先,教師更新教學(xué)內(nèi)容,實施大課堂精講,使學(xué)生獲得本學(xué)科基本的理論知識。其次,按照自由結(jié)合或特長優(yōu)勢等原則,將人數(shù)眾多的班級學(xué)生分為不同的小組,并從每個小組中抽取一位學(xué)生組成一個團(tuán)隊,以這些小組和團(tuán)隊為單位開展接下來既需要合作又相對獨立的學(xué)習(xí)活動。接著,精心提供覆蓋面廣、難度適宜的科研項目,供各小組選擇進(jìn)行課程設(shè)計。然后,各小組成員進(jìn)行文獻(xiàn)搜集、方案制定、軟件實現(xiàn)、模擬仿真、設(shè)計優(yōu)化、研究總結(jié)、成果展示等工作,在充分發(fā)揮自己主觀能動性、教師必要指導(dǎo)以及研究生團(tuán)隊的幫助下,自主完成項目設(shè)計。最后,從研究報告、多媒體演示、源程序及效果四個方面對各小組的項目設(shè)計進(jìn)行綜合評價。
通過實際的電路設(shè)計與仿真,也加強(qiáng)了學(xué)生的工程意識,培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和設(shè)計能力,還讓學(xué)生體會到理論與實際應(yīng)用的聯(lián)系與區(qū)別。有的學(xué)生做完一個題目還不過癮,自己又加大難度要求多做題目;還有不少同學(xué)由課程設(shè)計題目中找到了科技創(chuàng)新點和完成科技創(chuàng)新的信心。近三年的本科生科技創(chuàng)新項目申請中我們課堂的學(xué)生申請非常踴躍;由課程設(shè)計延伸出的1組校級項目,5組院級項目均已順利結(jié)題,現(xiàn)還有一組正在申請國家級項目支持。
五、總結(jié)
研究性教學(xué)模式本質(zhì)上是以科學(xué)研究主導(dǎo)教學(xué)過程的教學(xué)方法,該方法能夠通過科學(xué)研究的知識應(yīng)用過程,讓學(xué)生在科學(xué)探索中獲得知識、提高專業(yè)技能,實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐檢驗并重的教學(xué)理念,達(dá)到高校高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的?!半娮蛹夹g(shù)”課程中研究性教學(xué)模式的應(yīng)用,能夠有效提高該課程的教學(xué)效果,為電學(xué)類應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定良好的專業(yè)基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞:智能科學(xué)與技術(shù);畢業(yè)生情況;北京科技大學(xué)
從2004年國內(nèi)開始招生至今,全國已有不少高校設(shè)立了智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。我校是較早設(shè)置該專業(yè)的院校,于2007年在信息工程學(xué)院設(shè)置其為第7個本科專業(yè),并開始招生。2009年9月,學(xué)生進(jìn)入相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí),第一屆學(xué)生于2011年7月畢業(yè)。日前,該專業(yè)學(xué)生已經(jīng)完成本科階段的學(xué)習(xí)。
在專業(yè)開設(shè)過程中,我們完成的主要工作如下。
1) 調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)院校智能科學(xué)與相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案。
2) 形成智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的知識體系和能力要求。
3) 制定2010版智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)大綱。
同時,在辦學(xué)過程中,我們選擇了腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)概論,人工智能基礎(chǔ),微機(jī)原理及應(yīng)用、課程設(shè)計(微機(jī)原理),可視化程序設(shè)計、智能計算與應(yīng)用四個課程組進(jìn)行教學(xué)模式改革。
1首屆畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)
因為是首屆學(xué)生,我校大多數(shù)課程安排參考了國內(nèi)兄弟院校的課程設(shè)置,也參考了我校自動化專業(yè)的部分課程設(shè)置。學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)主要由5個方面組成[1],如圖1所示。
1) 數(shù)理基礎(chǔ)課程群:工科數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、概率與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)學(xué)實驗、大學(xué)物理、物理實驗、應(yīng)用力學(xué)基礎(chǔ)、離散數(shù)學(xué)等。
2) 電工電子技術(shù)課程群:電路分析基礎(chǔ)、電路實驗技術(shù)、模擬電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)實驗等。
3) 機(jī)電技術(shù)基礎(chǔ)課程群:工程制圖基礎(chǔ)、程序設(shè)計基礎(chǔ)、信號處理、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、現(xiàn)代檢測技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、DSP處理器及應(yīng)用、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)等。
4) 專業(yè)主干課程群:信息論與編碼、控制工程基礎(chǔ)、腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)概論、人工智能基礎(chǔ)、機(jī)器人組成原理、計算智能基礎(chǔ)、模式識別基礎(chǔ)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、智能控制及其應(yīng)用。
5) 實踐創(chuàng)新課程群[2]:計算機(jī)應(yīng)用實踐、電子技術(shù)實習(xí)、MATLAB編程與工程應(yīng)用、Linux系統(tǒng)與程序設(shè)計、自動控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)、微機(jī)原理課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)、專業(yè)(生產(chǎn))實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(論文)等。
除了專業(yè)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生還參與了很多課外科技活動和競賽,并取得了良好成績,內(nèi)容如下。
1)“基于Matlab的智能五子棋人機(jī)博弈系統(tǒng)”在北京科技大學(xué)第十一屆“搖籃杯”課外學(xué)術(shù)作品競賽中獲三等獎。
2) 第八屆校機(jī)器人隊隊員在第八屆亞太機(jī)器人大賽國內(nèi)選拔賽中獲十六強(qiáng)。
3) 在全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽中獲成功參賽獎。
4) 在智能車校內(nèi)賽中獲二等獎。
5) 在北京市機(jī)械創(chuàng)新大賽中獲三等獎。
6) 在北京市大學(xué)生電子設(shè)計大賽中獲二等獎。
7) 在“飛思卡爾”智能車競賽的校級賽中獲三等獎。
8) 在校級機(jī)器人競賽中獲季軍。
9) 在全國大學(xué)生節(jié)能減排大賽科技類中獲三等獎。
10) 在北京科技大學(xué)計算機(jī)博弈錦標(biāo)賽中獲最佳程序設(shè)計獎。
11) 在北京科技大學(xué)“閃我風(fēng)采”Flash大賽中獲最佳細(xì)節(jié)獎。
在參加課外競賽及各種活動之余,首屆智能班還自組織了以小組為單位的指紋識別考勤計時系統(tǒng)編程比賽,歷時一個月,比賽結(jié)束后評出了最優(yōu)編程獎。然后返回給每個小組,再討論再修改,最終確定了最優(yōu)版,申請了國家軟件著作權(quán),于2010年5月份獲得審批。此次比賽成果是全班學(xué)生辛苦勞動的果實,凝聚了24位學(xué)生的智慧和努力。圖2展示了該系統(tǒng)的計算機(jī)軟件著作權(quán)登記證書。
2首屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計情況
2010年底,首屆學(xué)生進(jìn)入本科畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)。在大家的共同努力下,全部學(xué)生通過了本科畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計的題目如表1所示。
3首屆畢業(yè)生去向
智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)首屆24名學(xué)生是2009年9月進(jìn)入大三學(xué)習(xí)專業(yè)課的。目前,我們統(tǒng)計的畢業(yè)生去向,專業(yè)第1名放棄了保研指標(biāo),選擇出國留學(xué),另外有4人保送本校讀研究生。選擇考研的學(xué)生還有12人,另外有3人選擇出國留學(xué),還有2人選擇就業(yè),如表2所示。
4經(jīng)驗和教訓(xùn)
我們對2007級智能科學(xué)與技術(shù)首屆畢業(yè)生的總體情況還是比較滿意,通過一系列教學(xué)改革,取得一定的成效,內(nèi)容如下。
1) 人工智能基礎(chǔ)。此課程為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的理論基礎(chǔ)性課程,具有涉及的面比較廣、內(nèi)容較多、變化較快的特點。我們結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展,在保證課程完整性的同時,盡可能增加學(xué)科發(fā)展的前沿內(nèi)容。
2) 微機(jī)原理及應(yīng)用、課程設(shè)計(微機(jī)原理)。微機(jī)原理及其應(yīng)用是一門實踐性很強(qiáng)的課程,特點是計算機(jī)軟硬件結(jié)合非常緊密,需要經(jīng)過大量的實踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)。在充分分析本門課程特點的基礎(chǔ)上,我們對該課程作了如下教學(xué)改革:自行研制開發(fā)了一套實驗裝置,開發(fā)了配套的實驗項目,編寫了相應(yīng)的實驗講義。圖3是我們使用的微機(jī)原理與單片機(jī)實驗裝置。
在教學(xué)方法上,教師讓學(xué)生在學(xué)習(xí)已有實驗項目的基礎(chǔ)上,做一些由簡單到復(fù)雜的新改動,直至最后設(shè)計出新的應(yīng)用電路,并用相關(guān)器件實現(xiàn)。為了鼓勵學(xué)生親自動手制作電路板,教學(xué)團(tuán)隊花費近3 000元,購買了各種電子元器件和電路制作工具,包括單片機(jī)芯片、集成穩(wěn)壓電路芯片、各種傳感器、小鍵盤、電阻電容、印刷電路板、萬用表、電烙鐵等,保證每位學(xué)生都能設(shè)計并制作完成一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。在課堂管理方面,我們實行小班授課,每班不超過30人。學(xué)生都很遵守課堂紀(jì)律,幾乎沒有遲到早退現(xiàn)象,為該門課程的學(xué)習(xí)營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。
3) 可視化程序設(shè)計。小班在實驗機(jī)房上課,課程將講解部分與上機(jī)練習(xí)結(jié)合起來,教師對每一個知識點進(jìn)行講解后,讓學(xué)生立刻練習(xí),提高學(xué)生的動手實踐能力。通過教師的課堂講解和學(xué)生的課堂練習(xí),使學(xué)生達(dá)到融會貫通的程度。
4) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析。針對智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)對計算機(jī)軟件能力要求高的特點,我們壓縮了計算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法分析兩門課程的學(xué)時,保證學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng),并編寫了相應(yīng)教材。
5) 根據(jù)國內(nèi)外高等教育的最新發(fā)展,我們對研究思路、內(nèi)容、方法進(jìn)行必要調(diào)整。英國、美國、馬來西亞等國近幾年開設(shè)了AI相關(guān)專業(yè),并且多數(shù)與機(jī)器人結(jié)合。在2010版教學(xué)計劃中,我們也將機(jī)器人作為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的實驗平臺和設(shè)計實現(xiàn)對象,為此探討設(shè)立機(jī)器人組成原理課程[3],并在準(zhǔn)備教材。我們還與南開大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)合作開發(fā)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的系列教材[4]。
另一方面,我們在辦學(xué)過程中也感覺到一些問題,和南開大學(xué)[5]的問題較為類似。
1) 專業(yè)宣傳方面的問題。
2) 沒有形成統(tǒng)一的教學(xué)指導(dǎo)委員會,各學(xué)校還處于單兵作戰(zhàn)階段。
3) 學(xué)校的重視程度不夠,經(jīng)費投入有待加強(qiáng)。
4) 師資結(jié)構(gòu)對其他學(xué)科的依賴程度較大,還未形成完整的師資隊伍,多數(shù)教師來自其他專業(yè)。
5結(jié)語
通過兩年的專業(yè)課學(xué)習(xí),首屆智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的全體學(xué)生在各方面都取得了不錯成績。多門基于專業(yè)課程開設(shè)的課程設(shè)計不僅增強(qiáng)了學(xué)生的動手實
踐能力,還加深了學(xué)生對專業(yè)知識的理解及掌握程度,很好地將理論學(xué)習(xí)與實踐教學(xué)結(jié)合起來。特別是在畢業(yè)設(shè)計階段,學(xué)生的論文題目都很有新意,充分體現(xiàn)出智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的“智能”特點,而且學(xué)生在論文答辯環(huán)節(jié)全部順利通過。首屆畢業(yè)生中,出國和保研率達(dá)到54.17%,就業(yè)率達(dá)到45.83%,有很好的發(fā)展前景。通過研究首屆畢業(yè)生情況,我們認(rèn)為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個很有發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè),能夠?qū)⑷斯ぶ悄芸茖W(xué)、計算機(jī)技術(shù)、智能控制等專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)術(shù)領(lǐng)域綜合起來,培養(yǎng)出具有綜合能力的優(yōu)秀畢業(yè)生。
總結(jié)首屆畢業(yè)生情況,我們將在隨后的教學(xué)過程中進(jìn)行如下改進(jìn):結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展,盡可能增加學(xué)科發(fā)展前沿的內(nèi)容;針對學(xué)有余力的學(xué)生,布置學(xué)科前沿的自學(xué)內(nèi)容;在教學(xué)中嘗試以作業(yè)的形式安排實驗內(nèi)容[6]。同時,我們繼續(xù)保持小班授課方式,營造出良好的學(xué)習(xí)氛圍。在考核方面,結(jié)合平時、考試和答辯3種形式,來客觀、公正地評定學(xué)生,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。通過總結(jié)已有的教學(xué)經(jīng)驗,吸取教訓(xùn),發(fā)展優(yōu)勢,我們相信智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一定會一步一步成為更加完備的、更有優(yōu)勢的、更具時代特征的新型專業(yè)。
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The Situation of the Major in Intelligence Science and Technology
in University of Science and Technology Beijing
LIU Jiwei, SHI Zhiguo, WANG Zhiliang
(College of Information Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)