电工电子教学设计(6篇)
电工电子教学设计篇1
关键词:电子科学与技术;实验教学体系;微电子人才
作者简介:周远明(1984-),男,湖北仙桃人,湖北工业大学电气与电子工程学院,讲师;梅菲(1980-),女,湖北武汉人,湖北工业大学电气与电子工程学院,副教授。(湖北武汉430068)
中图分类号:G642.423文献标识码:A文章编号:1007-0079(2013)29-0089-02
电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用,是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1,2]
一、学科背景及问题分析
1.学科背景
21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。
湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。
2.存在的问题与影响分析
电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。
二、建设思路
电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题:
第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。
第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。
第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。
第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。
三、建设内容
微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。
电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。
(1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOSC-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。
(2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。
(3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。
(4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和部级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。
四、总结
本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。
参考文献:
[1]刘瑞,伍登学.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索,2004,(5):6-9.
电工电子教学设计篇2
【关键词】电子设计教学;课改背景;课改思路;课改方法
电子设计自动化是现代电子设计技术的核心,是现代微电子技术和现代电子设计技术的有机结合,为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性,对于现代电子科技的发展有着重要的意义。在电子设计自动化的人才培养过程中,应当明确电子设计自动化的重要性以及其对专业人才的需求方向,传统的教学模式已经不适用现代电子科技课程的教学,必须要对电子设计自动化课程进行教学改革。
一、课程改革的背景
改革开放以来,我国电子信息产业实现了持续快速发展,特别是进入21世纪以来,产业规模、产业结构、技术水平得到大幅提升。近年来,随着电子设计自动化开发工具功能的不断完善,使得现场可编程门阵列技术以空前的规模和速度渗透到各行各业,并成为当今电子设计领域中应用最为广泛的可编程逻辑器件之一,同时使得社会对电子设计自动化的人才需求量也越来越大。
然而在经过企业的专家调研、访谈,毕业生的回访等信息反馈后,发现大家对现在学生的电子设计自动化技术的应用能力表示遗憾。在实际的电子设计工作中,大部分学生都不能将学习到的知识运用到实际工作中去,等学生在工作中才明白电子设计自动化技术对以后的发展和复杂数字系统的设计、产品的升级更新的重要性时已经为时已晚。因此,现代的电子设计自动化教学的主要任务是要建立一个健全的电子设计教学体系,以解决学生只是学习零碎的知识而用不出来的矛盾与尴尬。为了使我院电子信息工程专业的电子设计自动化教育紧跟社会的发展,改变现今高职与社会脱节的现状,必须要对现有的电子设计自动化专业教学课程进行改革。
二、课程改革的思路
进行电子设计自动化教学课改,必须要明确课程改革的思路。在课程教学改革中,应当贯彻以学生为主体的指导思想,引入校企合作、任务领域的开发机制。课程标准修订和课程设计过程中要与企业紧密合作,以企业对新型电子产品设计研发能力的要求为课程核心。电子设计自动化课程改革的思路需要考虑到以下几点:
1、对专业岗位群进行企业调研。在进行课程调研时,要与专业调研相结合,在选取调研对象时应广泛选取不同性质、不同类型、不同规模的企业的工程技术人员进行调研。调研的方法可以采用问卷调查法,通过调研及座谈根据电子信息工程技术、应用电子技术专业人才素质的要求,把所涉及到的职业活动分解为项目,再对工作项目进行分析,获得每个项目的具体工作任务,并对完成此项任务所需要的职业能力作出详细的描述。
2、以工作过程为导向,设计学习情境实施的教学资料、教学方法与组织。在教学方法上,不拘泥于某几种教学方法,而是根据学生的个性特征及教师的教学特点,运用各种各样的教学方法达到教学的目的。在教学组织上,采用模拟项目开发的方式,按照企业管理方式进行项目管理,让学生身为“准员工”体会工作环境和工作过程,强化学生的自我管理能力和组织能力、锻炼学生的合作、沟通能力和责任心。
3、根据行动领域设计学习领域及学习情境。结合电子设备装接工的国家职业标准,确定了“电子设计自动化”这一行动领域对应的学习领域学习目标与学习内容,再按照学生学习规律与职业成长规律将学习领域划分为5个学习情境,构成5个学习情境组成的学习情境库,方便对不同基础的学生组织教学。
4、融入电子制图员、助理电子设计师职业标准、企业标准、电子设计的主流器件、新技术、新工具等“六新”,结合企业操作技能要求和工艺标准,确定课程标准。然后,根据典型工作任务的特点,将各教学内容进行知识的解构。按照职业成长规律与认知学习规律,以项目的形式,将课程分解为若干学习情景,将之前解构的各知识点重构到相应的学习情景中,真正实现“用什么,学什么”。
三、改革的方法
明确了电子设计自动化课程改革的思路后,就需要采取相应的措施方法来实施改革。笔者提出以下几点改革方法建议,以供参考。
1、调查研究法。可以成立专门的课程改革团队,深入行业企业一线进行人才需求调研、岗位工作知识能力素质要求调研、学生岗位工作适应性调研、专家访谈、毕业生访谈等,收集课程改革第一手材料,然后进行数据汇总、处理和分析,把用人单位对学生的要求与课程改革有机地结合起来,使课程改革与建设方案更加符合社会需要,更具有针对性和可操作性。
2、探索实践法。探索实践法主要是指在实际的教学组织过程中,按照课程改革方案不断优化教学方法,提高学生学习效率和教学效果,特别是提高教学质量的自我监控能力,以实践的方式探索适合高职信息工程类专业学生电子设计自动化课程的教学方式及方法。
3、试点对比分析法。通过试点班级、试点教师实施课改教学,记录课程教学的过程以及出现的问题,主要包括学生的主动学习意识和课程的参与度,学生的学习态度和学习效果,教师的教学组织是否合理,讲义的内容组织是否合理,教学资料是否充分等;然后进行纵向的历史对比分析和横向的试点与非试点对比分析,找出课程实施中的问题,并研究提出解决问题的方法和措施。
四、课程改革的特色
针对我院的实际教学情况以及设施条件,结合当前社会对电子设计自动化人才的需求,在实行电子设计自动化课程改革时,应当建立起具有本院特色的课程改革体系,因材施教,以使本院学生更好的融合所学电子设计自动化知识在实际工作中的应用。
1、工学结合,“教、学、做”合一。以职业能力为核心、融入职业标准,以真实工作任务为载体,创设“教学做”一体化的教学情境,实行行动导向的教学模式。
2、提出虚实结合、软硬结合、实验室与网上虚拟实验实训结合的新的实践教学体系。充分利用网络的虚拟实验实训室,开展虚拟平台的仿真教学。实现教学资源的校内、校外共享。
3、学习与工作接轨,能力培养贯穿始终。体现课程设计与教学活动的“渐进性、真实性、实用性、先进性”,学生学习的过程就是实际的工作过程,实现了与实际工作的零距离接轨。
电工电子教学设计篇3
关键词:电子设计;教学改革;大学生创新;考核机制;微课程
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1009-3044(2016)30-0126-03
TeachingReformandExplorationofElectronicDesignCourse
MAHong-xing,FANRong,ZANGLing,DINGLi-ming
(BeifangUniversityofNationalities,Yinchuan750021,China)
Abstract:Electronicdesigncourseplaysanimportantroleinelectronicinformationengineering,informationengineering,automationandotherprofessional,aswellasthedesignandcompletionofelectronicinnovativeprojectsofuniversitystudents.Facedwiththeproblemsintheteachingprocessofelectronicdesign,wehavecarriedoutreformandexplorationintheteachingcontent,thearrangementofclasshoursandtheexaminationsystem.Thesereformsmakethecourseandthecircuit,electroniccircuits,digitalcircuits,SCMandothercoursesoftheoreticalteaching,andcollegestudentstodeclaretheprojectandthecompletionoftheprojectismorecloselylinked.Fromtheviewoftheteachingeffect,theelectronicdesigncoursesafterreschedulednotonlypromotestherelatedcoursesofstudy,butalsohelpsthestudents'practicalability,innovationability.
Keywords:electronicdesign;teachingreform;collegestudents'innovation;examinationsystem;microcurriculum
1引言
电子设计课程是电子信息工程、信息工程、电气工程及其自动化、自动化、测控等专业的一门必修专业课程,通过该课程的学习,学生可对电路、数字电路、模拟电路等课程的理论深入学习和强化,培养出学生电路设计中的分析能力和解决问题能力;同时,对诸如单片机、微机原理等其它后续专业课程的学习打下扎实的实践基础;另外,也是相关专业大学生创新能力培养中不可或缺的一门承上启下的课程,是学生由理论过渡到实践,再到创新的课程,可促进大学生创新能力的培养与提高;也为相关专业的学生从事电子系统设计和开发应用打下坚实的基础[1-5]。
2当前电子设计课程教学存在问题
目前,电子设计课程中存在着诸如课程衔接不够,或者重复教学,或者滞后于实际需要等诸多问题,归纳起来,主要有下面这些方面。
第一,为了提高教学质量,培养学生的动手能力与创新能力,学院在电路、电子线路、数字电路的实践教学中安排有大量的实验器材、也投入了很多人力和物力,也曾在数字电路中做过相关改革,如在数字电路实验课程中加入电子作品制作等,但因诸如经费问题、课时问题、学生不易理解和掌握等问题而未坚持下来;电路与模拟电路的相关实验,因其特殊性,只能在实验室环境中进行相关实验,无法很好地加以拓展。
第二,电子设计课程在培养方案中是安排在大二第二学期和大三第一学期,此时学生已经将电路、电子线路、数字电路等相关课程修完,初步具备了电路设计的基本知识,但是学生在学习这些课程的时候,由于受课时限制等原因,这些课程基本上都属于理论教学,学生设计与仿真电路的环节很少,或者几乎没有。因此,在电子设计课程教学过程中,还要花费较多的学时做一些基本电路的仿真,但由于这些课程开设有前有后,在实际教学过程中发现学生已经对自己所学的电路、电子线路、数字电路等课程的内容有所遗忘,再次讲解又会耽搁教学时间,实际教学效果不好。
第三,学校在大二已经开展大学生创新项目申报工作,由于学生在申报之前接触的电子基础知识的欠缺及电子作品制作流程的不了解,学生比较困惑于创新项目的申报与完成,最终导致学生所申报的创新项目题目要么比较简单,要么比较难于实现,要么不切实际,严重影响了大学生创新的积极性,导致创新项目质量不高,创新力度不够,学校陷入投入经费虽然大,产出却很小的困境。
3电子设计课程教学改革
O置电子设计课程的目标是使学生在学习电路、电子线路、数字电路的基础上,掌握电子电路系统的分析与设计的方法和流程,熟悉现代电路系统设计过程中常用的辅助工具及其使用方法,培养学生电子电路系统的设计能力和创新意识,促进大学生电子类创新项目的申报、制作和完成,提高大学生的创新能力。因此,要根据电子设计课程的目标,在其课时安排、授课内容、考核机制、教学模式等方面进行改革与探索。
3.1课时安排
目前,电子设计课程教学课时为32个课时,涉及的内容有两大块,第一为电子电路的仿真,包括电路、模拟电路、数字电路、单片机电路及综合电路的设计与仿真;第二为电路板的制作。
但在实际教学过程中发现,在做电路、模拟电路、数字电路时,由于电子设计课程安排在电路、模拟电路、数字电路之后,学生在设计与仿真电路时,已对原理不甚清楚,特别是综合电路设计时,电路设计原理掌握不到位,电子设计课程的任课老师还得安排一些课时来使学生继续学习电路方面的基础知识,严重影响电子设计课程的教学任务,达不到学生在电路设计方面技能的提高,实际教学效果不是很好。另外,电子设计课程最终要锻炼学生的电路设计能力,因而在实际教学过程中会加入一些综合电路的设计,由于课时及经费问题,都流于电子设计软件中电路的仿真与PCB制作,并有形成实物,也与大学生创新项目关系不大。
由此可见,电子设计课程一方面要达到教学目的,提高教学质量;另一方面要与大学生电子创新项目的完成相辅相成。因此,可将电子设计课程的内容分解为多个部分,将每一部分都嵌入到相关课程中,如表1所示。
这些课时安排也不要绝对,可根据实际需要来适当调整,但实际教学中,最终的电子设计课时不能少于14学时,否则达不到教学目的。
3.2教学内容
由于电子设计课程更加侧重于电路的设计与仿真,注重实践,因而实际电路设计与理论有些出入,可由于电子设计的基础内容为电路、电子线路、数字电路,这些课程教学过程中由于理论授课课时紧张,而实验又以最基本的实验为主,不会或者很少加入电路设计与仿真,致使学生基本处于电路的理论分析阶段,对电路的设计与仿真理解与掌握不够,因此在电子课程教学过程中又要花费大量的课时来对电路、电子线路、数字电路中的一些基础电路再次进行仿真,最终影响电子设计课程的其它内容教学。
授人以鱼,不如授人以渔,针对这种情况,在实际教学中,我们对其内容进行下面的修改。
第一,结合表1中的课时安排,我们对电子设计课程的相关内容做了相应调整,将基础电路的设计与仿真嵌入到相关课程的理论教学中,使得学生在理论学习的教程中,注重实际电路的设计与仿真,从而将电子设计课程的基础电路设计与仿真溶入到其它课程的理论教学中,使得学生理论与实践学习同时进行,并使电路仿真来促进各门课程的理论学习是,从而达到实践与理论相互促进,学生的电路设计与仿真不在囿于课时限制,变成一种自主学习行为。
第二,根据第3学期的大学生创新项目申报工作,在实际教学内容中加入创新项目申报讲座内容,重点讲解如何进行创新项目的选题,申报,注意事项及电子作品制作流程。通过这样的讲座形式,使得学生知道在后续课程中会有相关课程来引导创新项目的完成工作,不在困惑于创新项目的申报,从而选题更合理,申报更有目的性,创新质量更高。
第三,电子设计课程中,增加综合电路的设计与仿真制作。该项内容重点围绕学生的创新项目,包括电路的设计、仿真、PCB制作、电子作品实物等。
通过教学内容的改革,使得电子设计课程教学不再是因教学而教学,更注重于实际、并将所学课程前后连贯起来。通过这样的教学,使得学生学以致用,提高了学生的学习积极性。
3.3考核机制
原有电子设计课程的考核以课堂考勤及期末课堂考试为主,不注重学生的学习过程。考核机制改革后,更注重学生的学习过程,过程分值参见表1所示,其各分值又根据情况细化,如表2所示。
通过考核机制改革,学生的学习成绩取决于整个课程的学习态度及学习过程,考核方式由最终的考试为主,转向学习过程考核,杜绝了一部分学生临阵磨刀的作法,在一定程度了更体现出了以人为本的思想,使得考核更为客观,公平。
4课程改革效果及不足
通过上述教学改革,选取两个行政班进行电子教学改革实验,一个班为普通教学班,一个班为改革班,教学效果如表3所示。
通过上表,可以看到,普通教学班在电路、电子线路、数字电路等课程的教学过程中,成绩平均分要低于改革班,究其原因是,在这些课程的学习教程中,由于加入了仿真实验课时,促进了学生的学习兴趣,一部分学生会额外增加学习时间,理论与实践相互促进。更为关键的一点是,在大学生创新项目的申报工作中,学生的创新项目题目难度适中,并且都能完成最基本的功能,几乎没有撤项的情况出现,而在普通班的创新项目完成度不是太好,有部分项目完成不了,需要撤项。
5结论
电子设计课程在电子信息及其相关专业中扮演着重要的角色,更在大学生电子类创新项目的完成中起着重要的作用。面对电子设计课程实际教学过程中存在的问题,在教学内容、课时安排及考核机制方面进行了改革与探索,使得电子设计课程的教学过程与电路、电子线路、数字电路、单片机等课程的理论教学相结合,并且与大学生创新项目的申报与完成的联系更为紧密,有助于大学生的实践能力,创新能力的培养。
参考文献:
[1]刘颖,侯建军,黄亮.“电子技术课程设计”精品课程建设与改革实践[J].电气电子教学学报,2008.30(2):3-4.
[2]杨志忠.电子技术课程设计[M].北京:机械工业出版社,2009.
[3]王波,张岩,王美玲,等.电子技术课程设计教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2013(10):380-382.
电工电子教学设计篇4
Abstract:Takingcorecourseofelectronicproductprocessingtechniqueandmanagementofappliedelectronictechnologymajorasexample,thispaperexpoundshowtodescribelearnfieldcoursefromabilityandstudycontent;explainsprinciplewhichstudysituationdesignshouldbefollowed,takingimprovedstudysituationfromoriginaldesigningofstudysituation;describesteachingdesignofstudysituationfromstudyobjective,maincontent,teachingmethodssuggestion,teachingimplementationdesign,teachingmaterialtool,assessmentandevaluation,takingastudysituationasexample,andexpoundsstudysituationtaskletterandguidingtextdesign.Theeffectisverygoodthroughthepracticaltest.
关键词:学习领域课程;学习情境;教学实施设计;教学资源
Keywords:learnfieldcourse;studysituation;teachingdesign;teachingresources
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1006-4311(2013)05-0222-02
1学习领域课程描述
学习领域课程,也就是工作过程系统化的课程,对学习领域的课程明确提出了理论与实践的一体化,提出了通过解构与重构来掌握工作过程知识的问题。学习领域课程中所提出的工作过程,意在用一个动态的结构把技能与知识紧密结合起来。
在对学习领域课程进行描述时,既要有能力方面的描述,也要有理论知识方面的描述。下面以应用电子技术专业核心课程“电子产品生产工艺与管理”为例进行叙述。
1.1学习领域课程能力描述
1.1.1专业能力了解产品的生产工艺特点,根据现有加工条件分析加工的可能性和限制因素,正确选择装接材料与装接工具;能够识别检测元器件,按照工艺要求进行器件成形操作,进行元器件的插装与导线加工;能够手工或使用设备完成焊接、补焊、装配,会使用常用工具、仪表进行质量检验;能根据工艺流程及劳动组织特点,制定生产工作计划,编制装接工艺卡,阐述装接规划并获取客户的认同;能完成对手工装接工具及半自动流水线生产设备的维护与维修;能从质量与经济的角度考虑设计电子装接工艺流程,能合理预算装接成本,预测产品质量目标;能关注劳动保护与环境保护,能够合理评价生产工艺与组织管理,提出优化方案。
1.1.2方法能力具有谦虚、好学、自学的能力、理解能力与表达能力;具有勤于思考、做事认真的良好作风;具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术的能力;具有合理利用与支配资源的能力;具有较好解决问题的方法、制定工作计划的能力;具有较好的逻辑性、合理性的科学思维方法能力;具有良好的职业道德。
1.1.3社会能力培养学生的沟通能力及团队协作精神;培养学生分析问题、解决问题的能力;培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风;培养学生的质量意识、安全意识和环保意识。
1.2学习领域课程内容描述“电子产品生产工艺与管理”学习领域课程主要学习内容为:常用电子元器件的识别与检测、印制电路板的制作、元器件插装与导线加工、焊接与拆焊、电子产品的装配、整机产品的性能检验与调试、装配流水线的生产管理。
2学习情境教学设计
2.1学习情境规划一门学习领域的课程要通过M个学习情境来完成。本课程选择了5个学习情境。课程设计时要求每一个学习情境都是独立的,并且是一个完整的工作过程,是同一个范畴的东西,这样才能进行比较,否则就丧失了其比较的意义。如果学习情境不属于同一个工作范畴,并且把工作过程的步骤作为学习情境,是不合适的。
学习情境的设计要考虑到每一个学习情境都是一个完整的工作过程,各学习情境之间具有平行、递进和包容的关系,以项目的方式,产品作为载体,项目的选取也考虑到了由简单到复杂,由单一到综合的原则,在教学设计上考虑到学习的认知规律和职业成长规律,从老师全面指导的封闭型逐步到学生独立完成工作过程的开放创新型。几个学习情境的设计是同一范畴不同的难度,在课程实施时,伴随着学习情境难度的增加,教师讲得却会越来越少,学生自主学习的分量越来越多。因为在这样一个系统化的课程设计中,以学生为中心,通过教师的引导,学生越来越成为主体,学生的能力越来越强。
学习情境的名称描述属于实体性、职业写实性的描述,要有极大的开放性。这使得学生能通过同一个范畴的具体的学习情境的比较和鉴别,进而在“具象”中懂得“范畴”,形成概念。能使其以后在面对超出五个工作过程之外的新的实际工作情境时从容应对。因此,学习情境从职业写实性的描述提炼归纳成职业概念性的描述。图1是经改进后设计的学习情境。
从现在设计的学习情境描述来看,这样的学习情境就具有极大的开放性,可替代性。学习情境载体的形式是以项目的方式,是概念性的归纳,学习情境载体的内涵是产品,是开放的,可替代的。每一个学习情境都是一个完整的工作过程,符合由简单到复杂,由单一到综合的规律。五个学习情境的设计,是基于工作过程系统化的项目。在这样一个工作过程系统化的设计中,学生的能力也会逐步从经验层面上升到策略层面,这也正是高职“高”的一个体现。“电子产品生产工艺与管理”学习领域课程学习情境规划如表1所示。
2.2学习情境教学设计对于每个学习情境从学习目标、主要内容、教学方法建议、教学实施设计、教学资料工具、考核与评价六个方面进行描述。工作过程系统化的课程改革,重点应放在学习情境的教学设计上,关键是教学实施设计。应在教学模式、教学内容、教学方法和教学手段上进行改进,融“做、学、教”为一体。教师的作用应该从传授为主,转变为指导为主;学生的角色也应该从被动的听为主,转变为主动的练为主。最大限度地强化学生的能力培养,使学生在学和做中构建自己的专业知识,引导学生将专业知识用于解决实际工作之中,符合认知规律和高职教育规律,达到教学目的,这也是培养学生创新能力的必然要求。
以学习情境五为例,进行如下描述:①明确学习目标。②确定主要内容。③教学方法建议(如图2所示)。④教学实施设计。
教学实施详细设计如表2所示。
上述对基于工作过程的“电子产品生产工艺与管理”学习情境教学设计,目前,已在实际教学工作中加以应用。由于任务驱动,实际动手的机会多了,学生们学习的自觉性和主动性明显增强,经过三届学生的教学实践,学生对这种行动导向的授课方式非常感兴趣,学习的积极性和主动性明显增强了,学习的效果也大大改善。学生在考取电子设备装接工职业资格证书时全部通过。证明教学设计合理,成果显著。
参考文献:
[1]姜大源.世界职业教育课程改革的基本走势及其启示.职业技术教育,2009(2).
电工电子教学设计篇5
【摘要】在分析医学电子实验课教学现状的基础上,针对目前医学电子实验中存在的问题,进行改革探索,设立开放型实验室,突出设计性实验理念,进行电子产品设计开发培养学生的创新能力,并介绍了相关实施方案。
【关键词】医学电子实验;教学改革;开放型实验室;电子产品设计开发
医学电子学基础是影像专业学生的专业基础课,其实验课程是该门课的重要组成部分。医学电子学实验过程是学生实践应用能力和创造能力的培养过程,从中可以树立起严谨、认真的科学工作作风,并且有助于锻炼和提高学生科学实验技能,对于学生以后从事医学科学研究将有很大的帮助。
电子学实验教学在现实中存在一些问题,诸如传统的“填鸭式”教学模式[1,2]:所有的实验都是由教师安排好实验仪器,讲解清楚实验原理,甚至还设计好记录数据所需的表格。学生无需动脑筋思考,只要按照教师的安排去做,就能成功地测到数据,完成实验。这种僵化的教学模式在很大程度上抑制了学生做实验的积极性和主动性,难以开拓他们的思维,难以唤起他们分析问题和动手解决问题的渴望,不利于学生创新意识和创新能力的培养。实验必须与现代科学技术接轨,才能使现代科技进步的成果渗透到传统的经典课程内容之中,才能激发学生的学习积极性与热情。为了培养学生创新能力和实践能力,确立学生在实验教学中的主体地位,可变传统的验证性实验为设计性实验[3,4],来调动其主观能动性。
我校物理教研室承担着电子学实验教学工作,我们已经深刻认识到了实验教学的根本目的是培养学生的探索精神和自主学习能力,帮助学生养成应用科学思维去认识物理世界的良好习惯,并最终达到综合能力全面提高的目的。为了改善实验教学的教学效果,培养学生的动手能力,养成在动手中锻炼实事求是的作风,我们在医学电子实验课程的教学模式上进行了大胆的改革和实践:将电子学实验室建成开放型实验室,面向本科生开展科研活动。实施方案具体如下:
1组织计划工作
经过讨论研究,结合教研室的学科特色和现有的先进的电子实验综合装置、传感器实验综合装置等设备条件,决定在本科生中开展“电子产品设计开发”科研活动。为了使活动能够顺利开展和取得切实的成效,教研室特别指定了3位老师专门负责该项工作,并制定了工作计划。电子产品设计开发是一项专业性很强的设计工作,要求学生具备电子学和计算机方面的知识,因此参加活动的对象暂定为影像专业大三学生,活动过程与“医学电子学”课程相关进行,当“医学电子学”课程讲授完了基本电子元器件知识后,可挑选8~12名对电子产品设计开发活动感兴趣的学生,成立“电子产品设计开发活动科研团队”,活动时间定为两个学期。
2活动过程以及内容
活动共分4个阶段,通过由浅入深循序渐进的过程,引导学生进入到由小小的电子元件组成的复杂电路设计领域,并完成设计开发工作。
第1阶段:学习“电子产品设计开发”基本知识。当“医学电子学”课程讲授完了基本电子元器件知识后,科研小组开展第一次活动:由指导老师向学生介绍设计电子仪器的基本原则、方法、步骤以及电子线路计算机辅助设计软件;详细的解剖一台医学仪器,使学生们了解电子仪器设计的基本知识;研究常用的电子元器件,电路板及多种医学仪器,使学生认识到很多小元件可组成一件简单的电子产品。只有完成从构想、参数计算、电路设计到制作成品的一系列过程,才能制成一件完美的产品。通过第一阶段的活动,可激发学生的创新激情和对"医学电子学"课程的浓厚兴趣。
第2阶段:产品原理图设计。讲授完“医学电子学”课程的基本电路和大部分应用电路后,指导老师给学生布置电子产品设计任务。学生可利用假期,通过杂志、图书、网络等工具,多方面搜索资料,结合已学过的知识,通过对比选择确定各自的电路设计方案,并完成原理图设计、参数计算、编写设计计算说明书等各项工作。指导老师审阅原理图和设计计算说明书后提出意见,学生可进行修改完善,并购置元器件准备下一步的设计工作。
第3阶段:使用电子设计自动化软件(ElectronicDesignAutomaticEDA)Protel99进行电路板设计。第二学期开学,首先由指导老师组织一次统一的活动,向学生讲授Protel99的基本功能和基本使用方法。然后由学生独立上机实习,将自己设计的电路原理图输入计算机并完成电路板图的设计工作。电路板图的设计工作中,学生可能会遇到很多困难,指导老师要随时协助解决,直至完成最终完成电路板图设计工作。
第4阶段:电路板焊接、调试和整机设计装配。先将电路板图送到专业厂家加工成实际的电路板。在指导老师帮助下,学生将元器件与取回的实际电路板进行焊接、调试,并进行外观设计。完成这一系列的工作后,合格电子产品就面世了。
3结果及总结
参加科研活动小组的学生们掌握了电子产品设计开发的全部过程,学会了电子产品设计开发的基本知识和基本技能。部分同学完成了无线话筒、电子针灸器、电子抢答器等电子产品的设计工作,有的同学还制作调试出了电子针灸器样机。所得成果激发了学生们的创新激情,他们也直接体会到了现代科技进步的成果渗透到传统的经典课程内容之中的快乐。更重要的是此项活动帮助同学们建立了严谨的科学态度,培养了他们的创新能力、理论联系实践的能力、动手能力,拓展了知识面、开阔了眼界,促进多了多方面知识的积累;同时培养了他们做事情的恒心。
对于影像专业的学生来说,以后接触的影像设备都属于高科技的医疗电子产品,要想成为一名优秀的影像诊断医师,除了要有扎实的医学知识以外,熟练地掌握电子技术也是必不可少的。
总之,进行新的电子学实验教学模式探索改革,目的是为了更好地适应人才培养的需要。适当开展开放性、设计性实验,可增加学生发挥想象力和创造力的空间,并把学生带到当今科技的某些前沿阵地,开拓学生的眼界;同时设计性实验促使学生去验证自己的设计结果、设计产品,学生则更直接体验到成功的喜悦,而这又会进一步激发学生的实验兴趣、学习热情和创造热情,从而形成一个良性循环。
【参考文献】
1吴艳茹,顾洪恩.改善普通物理实验教学效果的几点考虑.大学物理教育专刊,2003,1:195~196.
2顾洪恩,吴艳茹,等.大学物理“教”与“学”中的素质修养.大学物理教育专刊,2003,2:1~4.
电工电子教学设计篇6
关键词:教学设计;教学活动;教学方法
电子产品生产工艺与管理是一门实践性很强的课程,为了使学生进一步掌握电子产品生产工艺与管理方面的基本理论、基本知识和基本技能。笔者基于行动导向教学法设计了本教学方案。本教学方案包括:教学目的与对象、教学内容的安排、教学时间的分配、教学活动的组织与调控、教学方法的选择与应用、教学评价方式与手段的应用等。
一、单元教学设计流程
课程的单元教学设计是所有课程教学的基础,具体流程包括教学目标的确定、学习者分析、教学内容的安排、教学方法与策略、教学媒体与手段、教学环境与情境及教学评价与反思。
二、教学案例的设计
1.教案
(1)设计思想。电子产品生产工艺与管理是电子技术应用专业学生从事电子行业必须掌握的基本技能。在课程设计理念上,要充分体现职业性、开放性和实践性。为此,在课程教学思路设计上,部分内容通过案例分析讨论、现场教学和情境教学法帮助学生解决共性的理论认知问题,更多的则是通过在校内的电工电子综合实训中心和校外建立的实训基地进行强化实践教学学习,着力培养学生的职业能力。实训体系由单元化实训任务和综合性实训项目构成。
(2)教学内容分析。通过学习电子元器件引线加工成型与插装技术,掌握电阻、电容、晶体管、导线、开关、接插件等元器件的引线成型工艺,掌握电子元器件的插装工艺。
(3)教学内容处理。学生需要在教学活动中充分发挥自主参与的主动性。所有任务实施计划、人员分配、材料配置都将由学生独立完成,在教学过程中,教师起指导、咨询作用,让学生有充分的机会自行处理任务实施中出现的各种问题。教学目标为:①知识与技能目标:初步具有查阅电子元器件手册并合理选用元器件的能力,会使用常用电工工具,初步具有制作元器件引线的加工成形的能力,初步具有进行元器件插装的能力。②过程与方法目标:了解电子产品生产工艺的认知方法,培养学习兴趣,形成正确的学习方法,有一定的自主学习能力;具有一定的交流、分析、解决问题的能力。③情感态度与价值观目标:树立辩证唯物主义观点,养成实事求是的科学态度和良好的职业道德;具有创新精神和团队精神。
(4)学情分析。本课程主要针对电子技术应用专业一年级学生。学生在学习该课程之前要熟悉常用电工工具的使用,基本电子元器件的识别与检测,基本电工电子知识与技能等。
(5)重点和难点分析。重点:掌握电子元器件的加工工艺和插装要求。难点:电路的整体安装、安装时人员的配合、工具的使用、异常情况的排除等。
(6)教学策略选择与设计。学生进行自由分组组合,原则上每组人员在3~5人。学生分工角色有组长、检验员、物料员、作业员等。
(7)教学环境及资源准备。教学环境:具有多媒体教学条件的实训场地。实训工具:尖嘴钳、镊子、电子元器件若干。
2.教学设计
(1)情境创设。职业岗位角色:技术工人;行动虚拟情境:模拟电子产品生产线;设备与工具:尖嘴钳、斜口钳、镊子等。