电子系统设计实践的教学创新.docx

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1、电子系统设计实践的教学创新电子系统设计实践是电子信息类专业高年级本科学生的一门 必修课程。通过本门课程的学习，学生可以获得电子系统设计的基本 技能，从而培养学生电子工程应用、设计和创新能力。课程本身综合 性强，需要在模拟电路、数字电路、单片机原理及应用、传感器及检 测技术、单片机接口技术、电子EDA等各门理论课和相应的实验实践 课的基础上进行实践，知识点多，对学生的专业知识要求较高。据调查，成都理工大学电子类专业本科大3学生对电子系统的理 解及其设计能力实际情况如下:一般知道一些最基本的单元电路知识, 但不深刻；多数学生从未阅读过一个完整的电子系统硬件电路图、从 未真正设计并实现过哪怕一个单元

2、电路，更不用说系统电路和没有自 己编写过一个功能程序，更不用说系统程序。因此，本校电子信息类 本科学生知识点分散，缺乏综合设计能力。如何将课程特点与学生的 实际情况结合起来，优化电子系统设计实践教学的总体规划、教学方 式、教学过程成为该实验课程教学改革的重要切入点。1本课程的总体规划为了达到让学生将多门课程建立有机联系从而灵活运用的能力， 以及将所学知识综合应用解决实际问题的能力，即具有综合能力和创 新能力。实践教学体系应考虑：（1）通过实践教学体系的训练，学生将 专业知识进行融合、贯通，建立一套与学生自身发展目标（培养目标） 相一致的知识技能培养结构体系；实践教学体系要紧贴工作和应 用需求，

3、让学生明了工作中专业知识以外的知识，例如PCB生产流程 工艺，电子系统设计能力综合应用等这些实际工作中不可缺少的环节 1。根据以上要求，构建了电子类本科电子系统设计实践教学体系。该体系由基础实验、提高设计层实验、实际应用层实验、科技活动层 实验四个层次组成，如图1所示。基础实验主要指常规的验证性实验，主要满足理论课教学中的实 验要求，让学生加深对所学知识的了解，培养学生的专业兴趣;提高 设计层实践主要是以基本技能和初步设计、制作能力为主的课程设计, 让学生了解电子产品设计的具体方法，学会电子系统设计实践中的规 范设计;实际应用层实践是指结合实际生产和生活需要，设计和调试 相应的产品，根据实际应

4、用修改完善实验设计等;科技活动层主要是 指实践创新活动，如电子制作、各层次的电子竞赛、设计交流、参加 教师科研课题等。根据以上教学体系层次设计要求，设定的电子系统 设计实践内容如表1所示。2以培养实践能力为核心的教学方式2.1多种形式的课堂教学课堂教学方法主要有传统教学法（如口授、板书、挂图等）和多媒 体教学法（如投影、幻灯、录像等），两种教学方法有机结合可以让学 生在短时间内掌握电子系统设计实践的基础3 6。目前，我们设 计增加了以学生主讲的课堂讨论教学法。传统教学法有利于引导学生 的思路，也有利于课后整理笔记，还可根据需要将电子元器件实物、 电子装置等加入到教学过程中，有助于学生对知识的理

5、解与掌握。但 缺点是短时间内传达的信息量有限。多媒体教学法具有综合处理文字、 图像、声音、动画的能力，是传统教学手段和现代电教媒体结合的产 物，提高了学习的积极性，使教学简捷高效、生动有趣、内容丰富， 减轻了教师的负担也加强了学生的主观能动性，普遍受到了教师和学 生的欢迎。但多媒体也有一些缺点，比如讲课时画面滞留时间短，不 利于课堂笔记和课后复习；节奏太快，某些学生跟不上。课堂教学以 教师授课，学生被动接受为主，学生的思维能力和学习思路需要和教 师高度一致，才能达到理想的效果。但学生的个体差异和当时的精神 状态差异，他们的思路难以达到和教师的教学思路一致。基于此，在 教学中，我们每次课前安排学

6、习内容，指定学习方向，由学生组织教 学内容，课堂上留一部分时间（如30分钟）由学生主讲，同学和教师 补充和讨论，形成了以学生主讲的课堂讨论教学法。该方法使学生的 主动性得到提高，讨论的内容也更丰富，且讨论的设计来自于学生， 教师可以从中了解学生的掌握和欠缺的知识点，可以有针对性的补充 教学内容。以上几种方法结合使用，扬长避短，可以有效提高电子系 统设计实践课的教学效果。2. 2精心选择实例采用实例教学法7,主要是以问题为基础，以要解决的问题为 单位，按预习、精讲、讨论步骤进行教学。它能提高学生分析和解决 问题的能力，培养学生实际工作的能力。这是多数实践课采用的有效 方法之一。但是，在教学过程中

7、应注意确定以学生为中心的新型教育理念，强调自主学习，切忌随意选择实例或组织无目的的讨论，以免 浪费时间，影响教学质量。实例教学法具体实施方法如下：(1)合理选择实例。首先，要选择合适的实例，以不脱离学生的 水平为标准;其次，要能通过实例的整体性把所学过的电子电路知识 串起来，起到复习以前学过知识的作用；再次，就是力争做到通俗易 懂，不能把实例讨论变成学术讨论。(2)组织有效讨论。学生应做到课前预习，将学生分成若干小组 进行预讨论，上课时选派代表发言，届时教师应随时解答学生代表提 出的问题。(3)重点讲授思路。在课程的后半段，由教师进行重点讲授，着 重讲授所讨论电子系统实现的各种方案的可行性、优

8、缺点，分析需严 谨周密，注意与实际应用紧密结合。(4)评价讨论结果。教师总结讨论的优缺点并进行讲解，使学生 逐渐掌握讨论实例的方法、步骤和技巧，教会学生们勇于创新，不依 赖权威，要有新的见解，避免固定思维、笼统思维，对实例要有个体 化认识。2. 3精心设计实验在学生掌握了电子系统设计的基本理论和应用技术，并得到了基 本的动手能力训练，已具备了一定的电子产品设计能力之后，在专业 方向设计阶段，我们放开了实践内容限制，让学生根据自己的兴趣爱 好，自主命题，设计制作个性作品。通过学生自己给自己设任务、下 指标、选器件、定方案、做仿真、搞制作，完成电子产品的全套设计 流程，得到真正的工程训练。要达到这

9、样的目的，除了课堂讲授外, 还要靠实践加深理解，要通过对一些典型软件、硬件进行设计，编写 程序、调试，直到正常运行，才能让学生具有基本的电子系统开发能 力。我们在实践环节上主要作了以下一些探索。1)充分利用仿真工具进行设计时，要充分发挥计算机和EDA软件 在电子系统设计各层次的强大的模拟仿真能力，在不需要任何实验仪 器和元器件的情况下，为学生提供了一个展示设计能力的平台，充分 发挥学生的想象力和创造力。这样既可以节省人力、物力和时间，方 便了学生，同时减轻了实验室的负担，极大地提高了实验室的利用率; 又可以扩展学生的思维空间，激发学生学习的主动性和创新欲望。经 过多方比较，精选了 EWB、Pr

10、oteus、Pspice等多款EDA仿真软件作 为主要仿真工具。2)充分发挥学生的自主创新能力为了真正锻炼学生的实际动手 能力，要求学生在确定最佳设计方案后，必须要到实验室进行焊装、 测量和调试，把实际的设计作品做出来。在学生的有限系统设计能力 条件下，要达到的较好的电子系统设计实践的锻炼目的，在安排设计 性实验时，需要做到以下5点：(1)对学生的自主选题要有时间上和经费上的限制，让学生初步 认识什么是工程项目管理。(2)对学生的选题难度要给予客观分析和评价，太容易达不到锻 炼目的，太难了学生完成不了，对学生信心和创新热情都会产生不小 的负面影响。(3)及时给予指导，让学生的工作方向不发生大的

11、偏移，确保设 计的最终成功。(4)同时，通过教师与学生能经常进行近距离的交流，教师的耐 心和鼓励教育能激发学生的兴趣与自信，有利于提高设计的质量，提 高学生的业务素质。(5)在系统的制作和调试过程，让他们设法采取各种措施解决所 遇到的实际问题，不断调整参数，修改和完善设计方案，得到真正的 实训。通过做出实物，强调了设计、安装、调试等不同过程，学生实 际动手能力得到锻炼。2. 4认真检验教学效果建立健全的考核机制，采取良好灵活的考核方式。考核方式可采 取理论考试、实验设计、动手能力、课题答辩、作品演示等，从多角 度综合评判。考核分基本设计考核和创新设计考核。基本设计考核反 映学生在基础知识和基本设计能力的综合表现，创新设计考核反映学 生在某方面的特长和优异表现。这样更能客观地反映学生综合设计能 力，强调个性发展，更好的鼓励创新。另外，还可将电子设计竞赛选 拔和该课程的教学考核结合起来，进一步激发学生的学习和创新热情。 同时，详细分析考核结果，了解学生的薄弱环节，调整教学方法或教 学思路，更好地达到培养目标。3结束语电子系统设计实践课程教学的改革与实践，极大地解决了传统教 学中存在的问题，激发了学生学习的兴趣，调动了学习的主动性，提 高了教学质量6o从学生的平时反映、考试考查成绩，以及参加电 子制作和电子竞赛的成绩来看，电子系统设计实践课程教学方法的改 革在我校收到了良好的效果。