保障设计性实验、综合性实验和创新性实验的开展
摘 要:为了达到教育部关于注重实验内容更新,体系设计科学合理,符合培养目标要求,创造条件使学生较早参加科研活动和创新活动的要求,河北大学物理学院新开设了电信专业基础实验课程。通过“虚实结合、软硬结合、传统与现代结合”等实验技术手段,保障设计性实验、综合性实验和创新性实验的开展。
关键词:实验教学 课程内容改革技能实训 电子工程设计 创新能力
Abstract:In order to meet the Ministry of Education’s requirements-focusing on updating experi-mental http://www.51lunwen.org/xxguanli/contexts, designing scientific and reasonable system, and encouraging the students to partici-pate scientific research activities and innovation at an earlier time, the curriculum of basic experiment isnewly held for the telecommunication majors. The experimental techniques of“combining virtual withactual laboratory environment, software with hardware, tradition with modernization”are adopted toguarantee the design of testing, integrated testing and innovative testing.
Key words:experimental teaching; curriculum reform; skill practice; electronic engineering and de-sign innovation ability
改革开放以来,我国的高校普遍加强了外语和计算机的教学,同时也加强了理论课的教学。目前,我国的高等院校培养的大学生有3个特点:一是外语水平普遍较高;二是计算机操作以及编程能力普遍较强;三是理论基础知识普遍较深。但由于实验条件较差和观念导向上存在误区,对实验课教学这个薄弱环节还没有引起足够的重视,这导致了我国的大学生动手能力差的弱点。而社会对于人才的实践和动手能力的要求越来越高,那些在学校受到良好实验技能训练的学生,在毕业择业时就有竞争力,这是一个摆在我们每一所高校面前不容忽视而又迫切需要解决的问题。为了适应21世纪我国经济和社会发展对人才培养提出的要求,国家教育部一直在关注这一问题,并把加强实验教学放在我国高等教育改革的战略高度来认识。如何进行实验课程教学改革,建立培养学生创新能力的新机制,积极迎接新世纪对大学教育的挑战,根据学院实际情况,我们设立了电信专业基础实验课,取得了较好的效果。
一、电信专业基础实验课的培养目标
电子信息科学从根本上来说是工程技术学科,培养学生的创新能力、综合能力和动手能力是关键。实验课是在培养学生上述3种能力上起着极其重要的作用。因此,我们新开设了电信专业基础实验课程,并从实验的内容和手段上进行了探索。专业基础实验课的目的就是培养学生的工程意识,提高综合运用知识的能力。要求学生在示范课题的基础上,自行设计、制作实验装置,自行拟定实验步骤,提出实验目的并自行达到目的。培养学生综合运用电子技术基础、单片机原理及其接口电路、通信原理、高频电路以及各种仿真软件和电子设计自动化软件的能力。电信息专业基础实验与传统的课堂教学有很大的区别,学生要遵循电子系统设计的普遍规律,从器件的选择到电路的设计,再到最后的调试。这门课程在电子技术基础实验和电信息专业实验之间起到承上启下的作用。体现电信新专业基础实验灵活多样、开放、创新、综合、跨领域、跨专业的设计理念,涵盖多门课程。通过与企业建立光电信息研发基地,为创新、设计的产品提供推广渠道。培养学生的创新意识,提高学生在电信息技术方面的实际应用能力。使学生提前进入社会,了解市场动态,提高学生就业的竞争力。
二、电信专业基础实验课程内容
在实验内容的选取上,我们采取“软硬结合,虚实结合,传统与创新结合,共同促进发展”的原则。根据学院的实际情况,电信专业基础实验分为6个单元,总共需要72个学时。
第一单元开设了电子设计自动化软件Multisim2001的使用。这个单元共12个实验学时,利用计算机进行电原理图的绘制,利用Mul-tisim2001对元件进行设计编程,原理仿真分析,学会使用Multisim2001的虚拟仪器使用,在电路和信号与系统中应用Multisim2001进行仿真分析,用以弥补课堂教学的不足,使学生掌握计算机辅助设计、分析技术在电子设计自动化技术中的应用。
第二个单元进行PCB制版和焊接技术的训练。主要是学习Protel软件在制作印刷电路板方面的应用,要通过设计一个稳压电源让学生掌握Protel原理图设计、元件参数设置,PCB自动布线、手动布线等工艺。亲自用激光打印机、热转印机和钻床做出电源的印刷电路板。在正式往PCB板上焊接元件之前,每个学生必须进行焊接技术的综合训练,焊接质量不过关,不能在线路板上进行焊接。这一单元需要15个实验学时来完成。
第三个单元是新型集成电路和可编程逻辑器件的使用。通过对MAX038或ICL8038单片高精度函数波形发生器的使用,制作出能产生高精度的正弦波、方波和三角波信号,体会单片高精密函数信号发生器的高频率、频率范围宽、使用方便等特性。最终把输出波形确定10MHz正弦波,作为后面锁相环实验的高频信号源。可编程逻辑器件(GAL)的使用主要是拓展数字电路的应用范围,为以后的专业实验(CPLD/FPGA的应用)打下一个良好的基础。
第四个单元是单片机应用技术实验。通过进行UBS接口实验、单片机与PC机并行口通信实验和多路延时控制系统的设计实验,使学生开阔视野,学会在自动控制、通信等领域中应用单片机技术解决实际问题,为将来进行毕业论文和就业打下一个良好的基础。这一单元共需要12个学时。
第五个单元是电子线路综合应用实验。通过进行简易数字频率计设计和照明灯声光控制系统设计实验,使学生加强综合运用模拟电子技术、数字电子技术以及传感器技术知识的能力,能够解决工程实践领域中的问题。为电信息的专业实验做好准备,这一单元需要12学时。
第六个单元是信号的锁相和信号的调制解调实验。通过锁相环实验和AM收音机的焊接、调试、统调实验,使学生学会信号处理技术,了解电子产品的装配、调试过程,掌握元器件的识别及质量检查,培养学生严谨的科学作风。这个单元也是对动手实践能力的一个检验,需要12个学时。
三、教学效果和今后的设想
通过开设电信专业基础实验课程的实践,我们深刻体会到,电子科学技术是当今信息时代的标志和关键,是培养高素质人才不可或缺的基础。仅有课堂上的知识是不够的,仅仅会使用鼠标是不行的,基本的动手能力和综合运用各种知识才是一切工作和创造的必要条件。由于在专业基础实验中得到了良好的锻炼,部分本科生的毕业论文质量有了很大的提高。如有的学生设计的数字式火花放电实验装置被应用到了普通物理实验中去,使加速度实验效果得以提高。还有的学生在实验中开发、设计出的数控温度调节器等一些小产品,由于成本低、质量可靠,在研发基地就被采用,准备批量生产,有多名学生被用人单位看中。大部分同学在实验总结报告中都认为新开设的电信专业基础实验使他们综合运用力热光电机算一体化的能力得到了前所未有提高,对实验内容都特别感兴趣,激发了大家自主学习的热情。目前,非电类的学生要求学习、掌握电子技术应用、开发的积极性非常高,因此在满足电信专业学生的基础上,我们还要面向广大学生开设选修课,条件成熟后开放实验室,使学生的综合素质和创新能力得到提高。进一步加强与企业建立的光电信息研发基地,培养学生的创新意识,提高学生在电信息技术方面的实际应用能力。提高学生就业的竞争力。对于实验课的内容,我们也要做到与时俱进,不断完善,使学生随时了解到新的元器件、新的技术,实现培养创新实践能力这一教学目标。要以培养学生创新能力、创业能力为重点,加强基础,突出理论与实践相结合,突出实践教学,转变人才培养模式和机制,建立以学生为中心、以教师为主导的启发式教学运行机制,营造良好的学习氛围,使学生全面发展。
参考文献:
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