组成原理课程设计总结范文
时间:2023-03-20 04:35:29
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篇1
摘要:本文对计算机专业“计算机组成原理和系统结构”课程的实验目标、实验内容及其课程设计的目标与内容进行了探讨,并提出了考核方法。
关键词:实验;课程设计;实践教学
中国分类号:G642
文献标识码:B
“计算机组成原理与系统结构”课程综合了“计算机组成原理”和“计算机系统结构”两门课程的要求,是应用型本科计算机专业的专业基础课、计算机硬件与结构方向非常重要的一门课程。其实践课主要是为了让学生建立计算机的整机概念,加深对计算机“时空”概念的理解和对计算机系统性能评测的应用,提高应用集成电路的基本技能,培养和提高独立工作能力、实际动手能力、分析和解决问题的能力。
1实验设备
2003年初我院加大实验室建设投入,全面改善实验室条件,添加了30台西安唐都科教仪器公司推出TDN-CM++计算机组成原理与系统结构教学实验系统。该系统通过对各计算机部件和多种模型计算机的设计及实现而高水平地支持“计算机组成原理”课程的实验教学,并通过对指令设计方法、时空并行性、指令并行性等多种计算机体系结构的设计和研究来开展“计算机系统结构”课程的实验教学。
2实验目标和内容
运算器组成实验目标是要求学生加深理解运算器的基本组成、工作原理,熟悉简单运算器的数据传送通路;掌握算术逻辑部件的功能原理及74LS181的功能;掌握移位电路的工作原理和使用方法;掌握运算器中通用寄存器的工作原理和使用方法;掌握运算器中运算结果判断电路的工作原理和实现方法。实验内容主要是验证运算器的8位加、减、与、移位、进位、直通功能;验证4位乘4位功能。按给定的数据,完成几种指定的算术和逻辑运算。其中大部分属于简单的验证式实验。还可以让学生自行探索实验步骤和任务。比如,学生验证完运算器的加运算之后,再让学生自行探索减法的实验步骤并完成相应任务。
存储系统实验目标是要求学生理解计算机主存储的作用,掌握存储器的构成;掌握半导体静态随机存取存储器(RAM)的工作原理及读写方法;掌握用存储器芯片构成主存储器时,如何进行字/片选技术,了解使用半导体存储器电路时的定时要求。实验内容主要是对存储器存储单元进行先写后读,属于简单的验证式实验。还可以让学生自行设计实现存储器容量的扩展。
控制器实验目标是要求学生加深理解计算机控制器中时序控制部件、指令部件、地址部件、操作控制部件的基本组成和工作原理;掌握微程序控制器的基本组成、微指令格式、设计方法、写入过程、执行过程;掌握硬布线控制器的组成原理和设计方法。实验内容主要是微程序控制器中微指令编制、写入、执行过程;硬布线控制器的指令执行过程。属于有一定难度的验证式实验。还可以让学生根据设备本身的系统结构设计微程序、写入并运行。
总线控制实验目标是要求学生熟悉总线的概念、作用及特性;掌握用总线传输数据的控制原理和方法;掌握总线仲裁的方式及方法。实验内容主要是控制总线实现数据由输入设备通过总线向通用寄存器或者存储器传送。属于验证和设计式实验。
模型计算机实验目标是要求学生通过模型计算机实验理解计算机的工作原理、性能评价标准和方法,以及计算机的“时空”概念。建立计算机的整机概念,为后边的模型计算机的设计打下基础。实验内容主要是基本模型计算机实验,复杂模型计算机实验,用CPLD实现模型计算机实验,基于RISC处理器的模型计算机实验,基于重叠技术的模型计算机实验,基于流水线技术的模型计算机实验。属于验证式实验。
3课程设计的目标和内容
在学期快要结束的时候,专门留出来一两周时间让学生进行“计算机组成原理和系统结构”的课程设计,主要内容是模型计算机的设计。要求根据设备情况,自行设计指令系统(包括算术逻辑运算指令、访存指令、转移控制指令、I/O指令和停机指令)的微程序来控制模型计算机实现功能。并且要求各组课程实践人员设计的指令系统各不相同,基于的设备或技术也不相同。比如设计指令系统实现基本模型计算机、基于CPLD的模型计算机、基于RISC处理器的模型计算机、基于重叠技术的模型计算机、基于流水线技术的模型计算机。
4考核方法
实验报告主要包含预习报告、原始记录和总结报告三部分。学生在做实验之前自己组织时间查询资料书写实验预习报告(包括实验的目的、要求、内容和步骤)。在实验室做实验前,指导教师根据预习报告书写情况给出相应等级的成绩并记录在实验报告上(包括教师签名和日期),然后指导教师讲解本次实验的目的、步骤及注意事项。实验过程中,要求学生认真填写实验记录(包括实践/调试过程,实验结果),在实验结束前10分钟由指导教师在实验报告上给出成绩(包括教师签名和日期)。实验结束后学生在实验报告上写出本次实验的总结报告(包括实验结论,实验讨论,实验清单),下次做实验时再交上实验报告,由指导教师填写学生该次实验的最终成绩(包括教师签名和日期)。实验成绩占本课程最终成绩的20%。
课程设计的考核内容分四大项。系统程序设计情况(占20%),主要是针对系统程序的可用性、实用性、通用性和可扩充性。学生动手能力(占20%),主要是针对学生设计思路的开扩性和创新能力。报告总结(占10%),主要是针对学生资料完成、条理清晰情况。答辩情况(占50%),主要是程序能正确运行情况(10%),设计错误的改正情况或按要求改变执行结果(20%),问题回答情况(20%)。由至少两位课程设计指导教师同时参与答辩,并对答辩情况量化。课程设计单独另算一个学分。
参考文献
[1] 钟荣柏. 应用型本科计算机专业课程体系的探讨[J]. 科教文汇,2007,(4).
[2] 柴志雷. “计算机组成与体系结构”教学初探[J]. 考试周刊,2007,(27).
[3] 白中英. 计算机组成原理(第三版・网络版)[M]. 北京:科学出版社,2001.
篇2
关键词 机械基础课程 创新教学 实验 设计
中图分类号:G424 文献标识码:A
Reform Experiments and Design Training and Promote Innovative
Teaching of Machinery Basic Courses
HAN Shangyun
(Guangzhou Public Utility Technician College, Guangzhou, Guangdong 510100)
Abstract Machinery foundation course as a professional basic course of machinery professional, has a strong theoretical and practical, is the successor of students studying professional courses necessary theoretical foundation courses, mechanical foundation courses on innovative teaching mechanical engineering training innovative talents with important effect. Based on the mechanical basis for curriculum reform experiment with design, develop and improve students' innovative design and practical ability, so as to promote innovative teaching mechanical foundation courses.
Key words machinery basic course; innovative teaching; experiment; design
1 在教学中增加研究性实验和创新性实验
我国的机械工程技工教育的教学目标就是为了培养具备工程实践能力和创新能力的技术人才,根据这一目标就可以发现,传统的机械基础教学实验注重于课程基本原理的演示、理论验证以及实验操作技术的掌握方面,而忽视了对学生的实验设计、实验技术、创新能力等培养,因此在教学中关于工程实践环节方面相对比较薄弱,而要培养和提高学生的动手能力和创新能力就需要各种试验进行配合。实验不仅仅只是对教材知识的验证和演示,而应该更加关注实验是否能够激发学生的创新思维和提高学生的动手能力。
因此,就可以在以往的实验项目基础上增加一些具有创新性与综合性的实验项目,如3DMC机构组合与创新实验、JPCC平面机构组装实验、轴线结构创意设计实验等。通过这些实验让学生亲自动手进行组装、调试、设计、研究,从而培养学生的综合能力。如在3DMC试验台的开发和研制中,就是按照机构组成原理和创造性思维原理进行设计的,它是具有综合性较强的智能化实验测试设备。这个试验台可以对学生在机械原理、机械设计学习中所萌发的各种创新性思维进行实现。试验台不仅包括了组成机构的高、低副杆组,组成这些杆组的各种构件、机架以及其它的辅助连接件等,也包括了关于机械转动方面的内容,有凸轮机构、齿轮机构、带传动、蜗轮蜗杆传动,通过对实验台的研究提高学生的机械传动方案的设计能力。通关试验台还可以对执行构件和中间任意构件的速度、位移、加速度进行测试通过进行实验,让学生将教材中的知识与自身的思维、动手能力相结合,对实验题目进行分析,对实验方案进行构思和优化,对试验设备进行拆装等,从而逐渐培养和提高学生的分析能力和解决问题的能力,将理论与实践相结合,通过实践让理论知识得到验证、延伸和创新。
2 对课程设计模式进行改革,使设计内容更具创新性
机械基础设计训练一般有课程设计和机械设计创新活动。在机械课程体系中,课程实践是一个非常重要的实践环节,传统的课程设计模式与设计内容已经不符合对创新人才培养的要求,因此需要改变课程设计。如在机械原理课程设计中,将原来使用解析法和图解法在做机构的运动分析改成了机械系统的运动方案设计。可以在完成理论教学后进行课程设计任务,也可以在理论教学完成一定程度就与其同步进行。提前将任务告诉学生,让学生做好准备,查阅资料。这样就可以发现问题,如果遇到不懂的问题就可以自己查阅资料进行解决,或者是教师在进行教学时,就可以针对性地去解决问题,从而提高学生的自学能力以及加深他们对知识的理解。在进行课程设计时,要本着学生是主体,而教师只是辅导的思想进行,提高学生的主观能动性。同时课程内容的设计要具有灵活性,可以让教师给出,也可以让学生自己拟定题目,而学生自定题目就要求他们要进行更多的调研工作,这样就可以了解更多的设计内容。在进行机械系统运动方案的设计时,可以分小组进行,这样学生通过交流合作发挥出集体的力量,同时学生个人也能够发挥出自己的独特见解,这样有利于学生综合素质和创新能力的提高。又如在机械设计中改变课程设计模式时,利用CAD编程代替原来的减速器传统设计模式,这样不仅可以让学生熟悉现代设计理论,同时也可以提高他们的计算机编程水平。在课程设计环节利用计算机仿真软件,可以辅助学生制作虚拟样机操作等。 (下转第107页)(上接第103页)
3 开展创新设计活动与创新型实验开发
在课程设计与创新设计中将实验装置作为相关载体,是课程改革的一项重要任务。在实验室中进行课程设计或创新设计,如通过对3DMC试验台的开发和研制中,完成一些学生的课程设计,通过试验台将学生在机械原理、机械设计学习中所萌发的各种创新性思维进行实现。对于各个基本结构,它们的性能是非常有限的,只是针对基本结构进行创新也是不容易的,如果将多个基本结构进行联合使其成为一个组合机构再进行利用,这样就能够满足人们对机械性能、运动规律和形式的需要。通过利用试验台提供的组合机构供拼装置,对组合机构进行创造和研究,从而让学生认识到各种组合结构的各种性能,为以后的机械创新和工程设计创造良好的条件。可以利用“黑箱”的形式来体现出课程设计内容中对机构的功能要求,在给出的机构创新设计题目中,要求学生对机构的功能要求进行仔细具体的研究,用多个子功能来表现总体功能,并对各个子功能的功能元解进行有效选择和确定实现对机构的功能设计。运用的方案需要具有灵活性,符合对题目的要求,对各个方案进行对比分析并进行交流,不断促进学习的提高。同时学生也可以自己给出题目,但关于构件方面做好要求控制在试验台配置范围内。在进行题目的设计时,要不断地研究,从中找到问题,并从中设计出具有创新性的实验,实现设计与试验的有效结合。
同时开展一些形式多样的机械创新设计活动,来激发学生对创新设计的积极性和主动性。将一些好的作品设计拿到机械创新设计比赛中进行评比,有利于验证设计的成果,同时可以加强技术的交流 。创新设计活动的开展为学生提供了一个展示自我、提升自我的良好平台。在实验室中也可以进行一些创新设计,将一些实验对学生开放,让他们对试验内容进行自主选择,并安排好设计步骤,通过老师的指导下,发挥自己的创造性思维和动手能力独立完成设计。通过这种实验设计,来提高学生的创造能力和实践能力。
4 总结
通过对机械基础课程教学的改革,不断加强实践环节教学,激发学生对学习的兴趣,调动他们对学习的积极性和主动性,这样提高了教学质量,同时也让学生得到了各种机械工程的实践训练,从而有利于培养和提高学生的工程实践能力、动手能力及创新能力等综合素质。
参考文献
[1] 徐建生,吕亚清,张志.基于项目制的《机械基础》课程创新模式[J].教育教学论坛,2013.27:46-48.
[2] 王世刚,林景凡,李西兵.机械基础系列课程创新教学平台的构建[J].科技信息(学术研究),2008.27:360.
篇3
关键词:计算机网络;课程设计;任务编制
中图分类号:G642 文献标识码:B
1计算机网络课程设计的目的
一个完整的计算机网络教学应该包括三个环节:课堂教学、实验和课程设计。课堂教学、实验和课程设计三者是相辅相成的。计算机网络课程设计作为计算机网络教学的最后一个环节,在巩固学生理论知识学习成果,锻炼学生动手实践能力方面具有重要的作用。
安排计算机网络课程设计的目的有两个,一是引导学生将书本上抽象的概念和具体实现技术结合起来,使学习深化;二是消除学生对协议的神秘感,调动学生学习的积极性与主动性。
2计算机网络课程设计的任务编制
我院在2007年由作者执笔,编写了新一版的计算机网络课程设计指导书,对课程设计的任务进行了编制。课程设计基本上按照计算机网络教学大纲安排,安排了5个具有一定代表性的课程设计题目。
实验一,简单网络程序设计。本实验选择了几个简单的网络程序,这几个网络程序或者是我们经常使用的网络命令,或者是网络程序设计中的基础内容。通过从几个简单的网络程序中选取其中的两个实现,目的是希望同学们了解网络编程的基本流程和基本方法,能初步掌握TCP/IP网络协议的基本实现方法,对网络的实现机制有进一步的认识。本实验的几个简单的程序都可以采用Java的网络编程包java.io中提供的编程接口实现,但是因为Java的网络包提供了较高层次的封装,屏蔽了网络编程中需要处理的细节问题,所以采用Java作为实现语言的同学需要把Java的网络包源码加入到自己编写的程序源码中,对Java网络包中相关代码的实现细节进行分析,并在实验报告中得到体现。这几个简单的程序是:(1)Ping程序设计;(2)Echo程序设计;(3)HTTP客户端程序,不要求解释HTML语言;(4)端口扫描程序。
实验二,数据包捕获与分析。网卡的缺省工作模式包含广播模式和直接模式,即它只接收广播帧和发给自己的帧。如果采用混杂模式,一个站点的网卡将接受同一网络内所有站点所发送的数据包,这样就可以到达对网络信息监视捕获的目的。Ethreal是一种开源的网络数据包的捕获和分析软件,本实验通过Ethreal软件的安装使用,监控局域网的状态,捕获在局域网中传输的数据包,并结合在计算机网络课程中学习到的理论知识,对常用网络协议的数据包做出分析,加深网络课程知识的理解和掌握。
实验三,Web服务器的简单设计与实现。本实验要求了解Web服务器的工作原理,设计并实现一个简单的Web服务器,并通过测试。
实验四,聊天程序的简单设计与实现。聊天程序是上网时经常使用的网络程序,本实验要求完成一个聊天程序的简单设计与实现。
实验五,动态网站的简单设计与实现。动态网站的构建已经成为计算机专业学生的一项基本技能,本实验要求学生构建一个动态网站,掌握网站构建的流程、编程方法以及部署、运行等基本技能。
上述实验中,实验一和实验二是必做的内容,而实验三、实验四和实验五只需要选做一个即可。
3计算机网络课程设计的实践
作者从2006年毕业入校以来已经指导了2届学生进行计算机网络的课程设计,在指导课程设计的过程中,总结了普遍存在的以下几个现象,并有针对性地采取了应对的措施。
[1] 学生人数众多。高校扩招使在校学生的数量大大增加,针对这样的现象,我们对参加课程设计的学生进行了分组,每组由3~4名学生组成,课程设计只对组做要求,但是要求明确组内成员的分工。这样既解决了学生人数众多和教学资源相对不足之间的矛盾,又起到了锻炼每一个参与学生能力的目的。
[2] 个体之间差异大。为解决学生个体之间差异很大的问题,我们在小组的组成上做了要求,要求一个组内既有成绩比较好、动手能力比较强的学生,同时也有一些成绩比较差、动手能力相对弱一些的同学,这样通过组内的交流就能共同提高、共同进步。
[3] 懒于动手。相当数量的学生在做课程设计的时候不愿自己亲自动手编写程序,而是通过在网上搜索,寻找相关程序或者从上一届学生手里拷贝。针对这个现象,我们增加了考核措施和激励机制,在验收程序时不仅看实验的结果,而且要让学生讲解程序的原理和设计思路,在课程设计实验报告中也增加相关的内容。在考核的时候,亲自动手做实验、编程序的学生的成绩要远远高于通过下载、拷贝程序的学生的成绩,达到激励学生勤于动手的目的。
结束语:上述是笔者通过编写计算机网络课程设计指导书和指导学生进行网络课程设计的教学实践所总结的一些亲身体会,希望对参与计算机网络实践环节的教师有所帮助。
篇4
关键词:过程控制;Matlab;工程实践能力
引言:自动化仪表与过程控制这门课程是电气工程及其自动化的专业课。教学目标是使学生掌握工业过程控制系统的基本构成、工作原理、一般的分析设计方法和基本的实训技能。了解过程控制新技术,基本掌握现场总线、远程监控及组态软件等技术,理解先进的控制策略等[1]。与其相对应的过程控制课程设计则是检验学生学习过程控制这门课程理论与实践成果的重要环节。先从系统测试,系统建模,再到系统仿真。从单容对象的单回路控制到串级控制。从传统PID控制到先进控制策略。根据控制系统的特性,通过Matlab进行参数整定,并进行设计与仿真调试,最后进行系统实际调试。让学生具有一定的分析问题和解决问题的能力,为从事与本专业相关的科学研究和工程技术等工作打下一定的基础[2]。
一、学情分析
独立学院的学生由于基础一般较差,上课时往往处于听不懂的边缘,久而久之就会产生厌学情绪,直接放弃听课,这种例子屡见不鲜。通过课后与学生交流后了解到,独立学院的学生大多对于动手实践类课程更为感兴趣,尤其是实验环节类课程。而自动化仪表与过程控制这门课程就属于应用实践类课程,所以本课程的某些章节内容就能吸引学生的注意力。但是也仅仅局限于学习了,了解了这门课程的部分内容,并没有达到能使同学们举一反三的目标。
二、改革与探索
(一)教学方法。以往的教学方法均是通过PPT及板书的方式进行授课,较为枯燥乏味,不能营造良好的课堂气氛,学生无法融入其中。为了调动学生的学习兴趣,项目驱动的教学方法就是必不可少的。例如:讲解第一章过程控制系统的组成,这章节的内容是全书的基础,也是全书的引论;以锅炉汽包水位控制系统为例阐述出过程控制系统的四大要素,被控对象,调节器,执行器及反馈装置。让5名学生为一组进行小组讨论,分析出各组成部分的作用,并由1名学生进行解说,另外4名学生进行角色扮演,完成对该过程控制系统工作原理的分析与阐述。
让学生参与其中后,由小组之间互相提出问题,进行分组讨论与演练,达到让同学们主动能动的去学习,去思考问题。除了上述方法外,还可以布置学生自习的内容,第二次上课时以作汇报的方式,让学生自行上台讲解今天的课程内容,最后结束由老师做总结,肯定正确的,纠正错误的观点,并给予相应的评分,作为期末考核的附加分。由此,锻炼了学生的演讲及文献搜集与整理的能力,也激励学生养成自我求真的好品质。
(二)教学手段。所谓教学手段,老师用来教授知识的媒体、设备或是工具。现今大学校园里常见的手段有:黑板,多媒体投影系统及实验教学装置。如何结合这几种设备来更好的完成教学成了重中之重。例如:讲解第二章自动化仪表,多媒体投影系统能将仪表细部进行放大,并能将仪表使用过程通过影片的方式放映出来,直观地让学生了解到仪表的构成及工作原理。但是,学生在学习的当下,学会了相应的课程内容,当学期末或是实验开课时,又需要重头教授课程内容,没有起到直观的教学效果。而将教学视频改为实际的仪表,将普通教室改为实验室,在实验室讲解仪表组成,并立即指导学生进行实训项目,并不断练习,加以巩固,效果立竿见影。对于被控对象建模这章内容,将课堂搬到Matlab机房,通过实训达到学习的目的。
最后,通过课程设计类综合实验,让学生将课本知识与实践知识得到应用,将PLC原理及应用、工业组态软件等课程融会贯通。首先,根据被控对象反应曲线得出其数学模型。然后,通过Matlab/Simulink组件搭建系统模型,通过PID参数整定方法,得出最佳控制参数;最后,将实际设备集成,通过PLC完成系统硬件组态,编写相应的梯形图,根据仿真所得PID参数,实现PID控制,并利用相应的工业组态软件绘制相应组态界面。从工程的角度出发,使学生能具有一定的动手能力,分析和解决问题的能力。
三、结束语
通过对教学方法及教学手段的分析与改革,使学生能积极主动地去学习自己感兴趣的前沿知识以及实践类知识。尤其是课程设计类综合实验,让学生将所学过的相关知识联系起来,从设计的最初到项目的实施,到最后的调试与投用。每一个环节都由相应的组员参与完成,训练学生的团队协作能力,工程实践能力,把学生培养成为更具竞争力的创新型应用技术技能型人才。
参考文献:
篇5
关键词 机械设计基础;创新能力:TRIZ理论
中图分类号 G642.0
文献标识码 A
文章编号 1005-4634(2012)05-0081-03
0 引言
《机械设计基础》是天津城市建设学院非机类专业学生所学的一门专业基础课,主要研究机械的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法,具有较强的理论性、实践性和应用性。现代社会需要具有创新能力的人才,所以结合天津城市建设学院非机类专业特点,并针对本课程特点,提出具体的改革方式来加强学生创新能力的培养。
1 《机械设计基础》课程中存在的问题
《机械设计基础》课程通常采用课堂教学、实验和课程设计方式实施教学。如今的教学中存在以下问题。
1)教学内容多,课时少;
2)教学模式比较陈旧,现代教育手段得不到正确使用;
3)学生的自主性和创新性差;
4)实验教学环节重理论、轻实践;
5)学生对课程设计的重视度不够、依赖性强,无创新性。
总体而言,现在的学生会背书、有技能,但缺乏创新能力。因此,在《机械设计基础》课程教学中,培养学生掌握设计的基本原理和最新方法,还应注重培养学生的创新能力。创新思维的探索在国内外从没有停止过,并已取得许多可喜的成果,如试错法、头脑风暴法、形态分析法、焦点对象法、多角度思考法、检核表法等。但上述创新方法基本以心理机制为基础,且逻辑性不严密。TRIZ是前苏联G.enrich S.Altshuller和他的同事,经过50多年对数以万计的专利文献和自然科学知识进行研究、整理和归纳,最终建立的一整套系统化的、实用的、解决发明问题的理论和方法体系。TRIZ理论的原理、法则、程序、步骤、措施等,来源于人类长期探索与改造自然的实践经验的总结,具有严密的逻辑性,而且应用的有效性较高。ZLOTIN把知识从0级到4级分为了5个等级(0级最低,4级最高),不同级别的知识可以用于解决不同级别的问题,如表1所示。使用TRIZ理论解决问题时,其步骤如图1所示。
2 《机械设计基础》课程改革措施
充分考虑天津城市建设学院教学的实际情况和本课程特点,基于TRIZ,对《机械设计基础》课程提出具体的改革措施。
1)优化教学内容,构建培养创新能力的教学体系。(1)选取来源于现实生活的教学素材,并使教学内容贴近非机类各专业方向;(2)传统和现代技术手段相结合,注重教师的引导作用,采用学生的融入式教学;(3)融入TRIZ理论,如讲解齿轮机构在当今国内外的发展状况时,引导学生采用TRIZ理论中40个发明原理中的问题模型进行分析:应用最广的是直齿渐开线齿轮,但其寿命短、承载能力有限。因此,人们尝试在同样厚度的齿轮上,增加接触线长度的斜齿,即斜齿轮。但斜齿轮在传动过程中,易产生对传动系统不利的轴向分力,所以,诞生了人字齿轮,可是人字齿轮的加工复杂。同时,讲解齿轮机构的设计及其在生活中的应用时,穿插TRIZ理论及其有关的创新实例,并让学生在课堂及课后应用TRIZ理论进行思考,启发学生在原有基础上不同角度的创新。
2)优化实验内容,培养学生创新能力。(1)组织学生拆装与专业相关的机器,为学习专业课打下良好基础;(2)开设创新性和综合性实验…,如机构创意设计实验,主要对常见的机构进行创意组合,由学生自己设计机构用途和机构简图,再根据其机构简图搭建机构,并分析其合理性。在实验中,学生可使用TRIZ理论中的合并、分割、嵌套、替代等发明原理,解决设计的机构如何达到机构功能的要求;(3)从各自专业出发,鼓励学生构想出一些新的机构、机器或对现有机器的不合理部分提出改革设想,然后进行设计并付诸实施。
3)改革课程设计的教学模式,加强学生创新设计能力的培养。(1)组成兴趣设计小组,让学生在设计过程中对现有的问题提出创新性解决方案;(2)TRIZ理论中的39个标准工程参数与机械产品有着非常密切的关系,所以,课程设计中要以学生为主,教师只起指导作用,引导学生将TRIZ理论中的39个标准工程参数应用到课程设计中,为以后的实践性工作打下基础;(3)重视答辩。
4)构建第二课堂,培养学生的创新能力。结合专业优势,鼓励学生积极参与教师课题和各级挑战杯及创新大赛。(1)参与教师课题,使学生接触学术发展的尖端知识,并增加他们的求知欲和探索欲;(2)对于各种竞赛活动,采用自主研究模式,即由教师指导学生应用TRIZ理论提出问题和解决问题,搜集资料制定研究计划,最后提交研究成果(论文或生产成品)。自始至终,指导教师不应直接参与其中,更不应把自己的观点强加给学生,只在必要时给予一定的技术指导。
在参加天津市高校第二届机械创新设计大赛的时候,学生提出问题:出门需带东西多时,只有拉杆箱和塑料袋为伴,可是塑料袋提东西重了手会疼,拉杆箱拖东西轻松,但是不方便携带。这个问题属于TRIZ理论中的物理冲突,即为了实现某种功能,一个子系统或元件应具有一种特性,但是同时出现了与该特性相反的特性。现在要求既能载重物,又要携带方便。在TRIZ理论中,Mann曾经提出:解决物理冲突的分离原理与解决技术冲突的发明原理之间存在关系,对于一条分离原理,可以有多条发明原理与之对应,如表2所示。
所以,上述问题属于时间分离,根据表2中的发明原理15动态化:使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整,以达到优化的性能。按照此原理,学生设计了多功能小拖车,铝合金材料,折叠前尺寸为95×35cm,折叠后尺寸为40×35cm,如图2所示。小拖车功能如下:
(1)拉杆的伸缩设计(如图3)。伸缩设计可自由调节拉杆长度,当老人使用时,调节到拐杖的长度,用于老人暂时的站立休息;
(2)底板旋转设计(如图3)。底板沿水平面旋转90度与拉杆成一条直线,拖车可被折叠;
(3)底板腿的伸缩设计(如图4)。底板腿的伸缩设计使拖车折叠成小板凳,走路累的时候可以坐在上面休息。
3 结束语
将上述改革措施应用到天津城市建设学院各专业的《机械设计基础》课程教学中,经过近两年的实践,取得了良好的效果。
1)充分调动了学生学习《机械设计基础》课程的积极性和求知欲,提高了教学质量;
2)提高了学生分析问题与解决问题的能力,为专业课程的学习打下了良好的基础;
篇6
【关键词】电大;计算机专业;课程设计;实施过程
电大是我国高等教育的重要组成部分,与普通高校(也就是通常所说的“正规大学”)一起承担培养各类专门人才,提高劳动者素质的任务。电大属于高等职业教育,以培养技术应用型人才为目标,培养我国改革开放和现代化建设急需的专门人才。它所实施的是以就业为导向的职业能力系统化课程,实践性是其的基本特征之一。
计算机专业的课程体系中部分课程的实践性较强,故实践教学是计算机专业教学的一个重要环节,它使学生的理论知识与实际工程相结合,使学生动手能力得到培养。而课程设计是实践教学的关键环节。课程设计是专业理论联系实际的桥梁,是学生综合运用本课程和其他课程的基本知识,融合贯通,独立思考解决实际问题的初次尝试,也是培养应用性人才的重要手段,,课程设计体现了“以学生为中心、以教师为指导”的协作学习环境。学生在教师的组织指导下,围绕某一实践设计题目,按照课程设计任务书的具体要求,通过查阅资料、分析资料、确定方案,掌握相关课题的原理、设计、调试技术并撰写设计报告,进行一次综合性、系统性的“练兵”。可以说,课程设计为学生毕业设计乃至将来毕业后的实际工作奠定了坚实的基础。甚至可以把课程设计看成是一个小型的毕业设计,所应用到的知识应略高于课堂上所讲授的知识,教师应该重点培养学生的自学能力、创新精神和团队合作意识,而不是单纯对课堂知识的巩固。通过课程设计,可以提高学生综合运用知识的能力、计算能力、分析问题与解决问题的能力,也可以培养学生学习的自主性、探索性和创造性以及团队合作的精神。
对于我们电大的学生来说,由于教育目标和和正规大学本科生教育不一样,所以教育方法也不能把对本科生的要求、规范生搬硬套过来,必须针对这样一群学员建立自己的体系,
为此我从以下几个方面进行探讨:
一、课程设计当前存在的问题
经过对往年课程设计工作计划及相关材料的审阅,发现我校实践教学环节中的课程设计主要存在以下问题:
1.重视程度不够。电大的培养计划中普遍都是以一些考试课程为主,学生也主要重视这些课程。而课程设计环节多为考查课,学生认为“不出意外,都能通过”,抱着得过且过的态度。部分学生不太重视或有畏难情绪,互相抄袭现象严重。
2.课程设计计划内容不合理。课程设计计划目标不明确,没有明确的计划实施细则,往往由教师布置具体设计内容及要求,设计选题也没有专门的要求。
3.课程设计教学过程不规范。没有对课程设计教学过程的管理提出明确要求,教师上课和课程设计的考核规范不明确,从而使课程设计教学过程缺乏规范,极大地影响了课程设计的教学效果。
4.课程设计课效果不明显。由于没有明确的课程设计教学计划和教学规范,直接导致课程设计教学效果不明显,使课程设计对人才培养目标的实现没有起到良好的支持作用。
5.时间安排上,通常没有安排在课程教学完成之后,与课程教学内容在时间上有脱节现象,导致时间长了学生再进行相关设计时又必须重温之前学习的内容,在一定程度上耽误了真正设计的时间。
二、解决问题的总体思路
针对以上存在的主要问题,我们应从思想上引起高度重视,召开课程设计说明动员会,进行有关课程设计实践教学重要性的教育,端正他们对该教学环节的正确认识,使学生明确课程设计的指导思想、目标要求及方法步骤,课程设计的纪律、要求及评分标准,课程设计任务,使学生对课程设计做到胸中有数,能自觉、积极、认真地着手进行课程设计。学校应组织相关人员在深入研究课程设计与本专业应用性人才培养目标适应性基础上,制订专业、详细的课程设计工作计划,确定课程设计的教学目标、总体要求、时间安排、主要内容、教学任务安排、考核标准、质量控制措施等内容,让教师有据可依,认真按照具体要求并结合教学实际来组织设计过程并最终完成设计、进行考核,学校安排人员进行组织监控、意见反馈和成绩考核。
三、课程设计实施的具体过程
1.选择合理的、有吸引力的课题
好的开始是成功的一半,选择一个合适的题目是课程设计成功的首要条件。首先,题目要符合教学实际,既要尽量覆盖相关课程理论知识,又要有一定的实用价值,这样,让学生感到学有所用,认识到该课程的重要性。内容上要富于现化科技色彩,与现实生活联系密切,具有一定的实用性和趣味性,这样的题目对学生的吸引力大,可激发学生设计与创造的激情。如《图像处理》课程可让学生自己设计的影集、楼盘出售的楼书等。其次,课程设计的题目范围要广,应保证每个学生的设计内容有所不同;题目的难易度要适中,要形成一定的梯度,同时要有一定的挑战性。课题的难易使学生在选题时量力而行,基础好的学生可选择难度较大的题目,原则上应由二至四名学生选择一题,分工合作,使每个学生都有需要独立完成的内容,这样可促使每个学生都积极动手进行课程设计,减少不认真设计和盲目抄袭的现象,使课程设计真正达到锻炼和提高学生能力的目的。基础一般的学生可选择较为简单的题目。这样既可满足学有余力学生的强烈的求知欲,又不会使基础差的学生感到太难以致出现厌学情绪,真正体现因材施教的原则,也可充分发挥学生的潜力。与之相配套的措施是在成绩评定时可根据课题难度的不同,适当提高或降低评分标准。
2.课程设计过程中充分发挥教师的指导作用和学生的主观能动性与合作精神
课程设计是一次培养学生独立分析问题和解决问题能力的重要机会,在整个设计过程中,学生是主体,老师的任务在于引导和启发。教师在整个实践课程的实施阶段应该做到全程跟踪,才能切实得到效果。全程跟踪的主要目的不是为了督促和检查学生,而在于参与到学生的设计当中,了解学生的思路,解决学生的困难,提供给学生更多有参考价值的意见,将学生的被动学习转化为在老师引导下的主动探索性学习。当学生在设计中遇到问题时,指导教师应鼓励他们多方位、多角度地去思考,尽可能找到比较好的解决问题的方法。教师只是在必要时妥善地将学生的思维引导到正确的轨道上来,这样既可培养学生独立思考的好习惯,又可以培养他们敢于创新和独立思考的能力。通常的课程是以向学生传授知识为主,采用的是“注入式”的教学方法,学生的主体地位没有得到体现,学习积极性得不到充分调动。课程设计的教学方法应以“启发式”替代“注入式”,由传授知识转为教会学生如何学习,让学生由“学会”变成“会学”,激发学生的学习欲望,引导学生自主、主动地获取知识。课程设计实施过程中的及时跟踪,不仅仅是针对技术层面引导学生,通过跟踪,还可以监督学生在小组合作中是否做到了积极协助他人和独立完成任务,是否在课程设计中保持了做人的诚信,而没有投机取巧甚至是剽窃他人的成果。
课程设计进行时,可对学员分组合作来共同完成设计任务。每个小组安排3-4人,将设计内容分解,小组中每人安排一定的工作量,小组成员分工合作共同完成,各成员承担的工作既相互独立,又相互关联,必须认真完成各自的任务,又要及时和小组其他成员经常沟通,获得有用信息,才能完成全部工作。这样会调动小组中每个成员的积极性和增强他们责任感,从而既激发了他们的主观能动性,同时又在团结合作中感受到了合作的责任和乐趣。
3.提交课程设计成果,典型作品点评,按评价方案进行认真评价总结
我认为,对学生的测评应该由终结性评价走向过程性评价,要鼓励学生积极参与自我评价,相互评价。学生完成设计后向教师提交设计成果,提交的方式采用个人总结展示并自我评价来完成。自我评价主要让学生客观公正地评价自己在课程设计过程中的努力程度和收获;在此基础上,听取小组对小组各成员的评价,可以让大家了解小组成员与其他成员的团队协作精神和对本组课程设计的贡献;然后再最后进行总结性评价。主要通过3个方面来评定:课程设计报告(含课程设计总结)的质量、成果的演示及自我评价的效果以及课程设计过程中的态度及小组合作的表现,分别占教师评价的60%、30%、10%。随后,教师从学生的作品中选取3到5个典型设计进行点评,重点分析该设计的优点和不足,并详细说明理由,最后指出改进方法和措施。
前面谈到过,在提交设计成果时主要是学生自己讲述设计的特点。这虽然锻炼了学生的能力,但学生的总结很可能比较片面或者不成熟,因此需要教师最终给出一个更为科学的总结。总结是对课程设计的归纳、提高和深化的过程,可以使学生对知识的理解更深刻。通过总结,学生和教师都有机会反思整个课程设计的过程,总结经验教训,从而更有利于师生各自今后的学习。
四、结束语
课程设计是涉及一门课程甚至几门课程的一个重要的综合性实践教学环节,是该课程基本理论与工程和科研实际相联系的训练,它包含了对理论知识的复习深化,也结合了对科研和工程设计的方法、程序的初步尝试,是培养应用性人才总目标的有相当影响的一个步骤。所以,不断探讨课程设计的内容和形式,提高课程设计的质量,则是每位教师必须研究和探讨的问题。只有联系本校实际,不断创新,才能使课程设计达到更好的效果,为社会培养真正有用的人才,这方面仍有许多在理论和实践方面的问题需要研究探讨,可谓任重而道远,需要我们与时俱进,不断学习、实践、总结、研究,为实现教育目标多作贡献。
参考文献
[1]刘敦文,沈志男.创新教育与高校课程设计教学创新[J].黔东南民族师范高等专科学校学报,2003(6).
[2]刘素平.实践教学与创新人才培养[J].南京理工大学学报(社会科学版),2003(6).
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地方应用型本科院校的转型发展,以培养产业转型升级和公共服务发展需要的一线高层次技术人才为主要目标,以推进产教融合、校企合作为主要路径,通过试点推动、示范引领,引导和推动部分地方本科高校向应用技术类型高校转型发展,促进地方高等教育更直接、有效地为产业升级、技术进步和社会管理创新服务。地方本科院校转型为应用技术大学,不仅是地方本科院校的现实选择,也是高等教育结构调整的内在必然[1-3]。
1 不断改革教学方法,吸引学生积极参与
教学项目首先要解决理论与实践相结合的问题,因为理论与实践同属一个整体并同等重要。杜威说,一克经验要好于一吨理论,因为每条理论只有在实践中才有意义。真正的改变取决于教师,要从育人的角度思考教学活动,通过相应的形式训练学生的各种能力。
1.1 改革教学方法,积极调动学生
一是项目教学法,通过组织案例教学把难以描述的理论,用形象的演示表达出来。二是扩展小组法,两人合作、4人小组、8人小组讨论,得出小组认为最适合的答案。三是站位法,将同一问题选择不同答案的学生进行列队,并选出代表进行讨论,从而加深对问题的理解与掌握。四是旋转木马法,通过内圈、外圈学生的互相讲解来训练学生的自主学习能力,使教师不是单独的演奏者。五是卡片复习法,在卡片上写上重要知识点,让学生随机抽取,并根据所抽卡片内容进行回答,教师在学生回答的时候,要多观察学生的行为,并综合评价。
1.2 采用六种模式、三项能力训练
结合本课程实践性强的特点,课程组采用“六种模式”“三项能力”立体式教学法,通过理论教学使学生掌握单片机的结构及原理,在教学过程中采用项目驱动教学法,使学生对所学理论有深入的理解。通过实验教学、课程设计,学生对单片机的部分功能、应用系统设计有更深入的理解。通过第二课堂实物制作提高学生的实战经验,真正实现学生的教、学、做一体化设计。通过本课程的学习,不仅培养学生的理论学习能力,更要培养他们的实践动手能力、创新设计能力。采用的立体式教学法模块图见图1。
1.3 精选授课内容,采用C语言教学
应结合单片机实际应用情况,精选讲授教材内容,修订理论教学大纲及实验大纲。虽然汇编语言以其精简、高效等特?c成为单片机系统开发的主要工具,但由于代码可读性差、移植性不好,在教学内容上主要以讲授C51语言编程为主。C51是目前单片机编程非常流行的语言,可移植性好,其编译软件不断优化,加上已有的C语言基础,学生很容易理解和掌握新的单片机应用技术。在实际教学过程中教师采用以C语言教学为主的方法并结合keil c51 uvision4软件开发平台,重点讲解C51的开发设计的流程。
1.4 精挑实战案例,贯穿教学过程
在单片机课程教学过程中,应将单片机应用系统设计作为教学主线贯穿始终[4]。在第一次讲单片机概述时,教师先向学生演示一些与实际相关的应用系统,如课程组设计的单片机开发板、多功能万年历、智能移动小车、竞速赛车、工厂智能监测控制系统等。通过演示,学生建立起单片机应用系统的初步概念,认识到单片机在生活、生产中确实具有重要的实际应用,使他们产生学习好该课程去探索应用系统的积极性。
在随后各章节的学习过程中,要时刻注意强调系统设计的概念,如在讲授单片机计数器时,教师以简单的测控系统为实例,向学生详细分析如何利用单片机的软、硬件实现对外部设备转速的实际测量。在课程后期,以两个较为复杂的应用系统为实例,系统地向学生讲解单片机应用系统从模拟仿真、硬件设计、软件设计、系统调试、直至脱机运行等系统开发的全过程。
这种一开始就从实际应用系统上的分模块逐步扩展讲解,到最后综合设计的教学方法,其教学目的非常明确,有助于学生从学习该课程起就建立单片机应用系统的整体概念,然后像解剖一样,逐渐地学习系统中的每一个原理、功能、应用。这种由简到繁的方法使学生的学习由被动变为主动,设计的思路由模糊变得清晰,培养了学生独立开发与应用的能力。
2 鼓励学生参与实践,不断提高应用能力
2.1 采用教、学、做一体化教学模式
为了培养学生的实践动手能力,教师在教学中采用教、学、做一体化的模式[5]。在课堂讲授重点知识时,采用自行研制的多功能单片机教学板进行演示,课下分组借给学生实践。例如,在讲到I/O口的时候,先从点亮1个发光二极管开始演示讲解,让学生掌握控制灯亮灭的原理与过程;课下让学生练习利用并行口控制8个LED流水灯练习项目,通过这个项目的训练使学生能够理解I/O口的结构、原理、驱动LED灯点亮的方法和循环指令等基本知识;完成这个任务后,继续让学生进行调节灯的明暗程度以及用按键控制灯等任务。随着实践任务的逐步加大,学生的好奇心也在不断增强,也愿意尝试完成新的任务,就会逐步引导学生探索单片机的神秘世界。同时,学院提供开放实验室,供单片机爱好者进行自主设计,逐步激发学生的创新潜能。
2.2 精选实验内容,提高实践效率
课程实验是学生实践教学的重要组成部分,为了提高学生的实践效果和效率,教师提前给学生布置好设计内容和任务。在实验课时,由于大部分学生利用Keil C51和Proteus仿真软件提前做了编程和仿真实验,对整个内容有了直观的认识,因此在实验室学生主要进行软硬件调试,同时解决在仿真、调试过程中出现的问题,部分能力强的学生还可以进行该实验的扩展训练。通过实验编程仿真,降低了单片机的学习成本,开拓了学生学习的空间。
2.3 重视实践环节,强化课程设计
单片机原理与应用课程设计是相关专业学生在学习完该课程后进行的实践教学环节,通过课题分析、方案论证、软件仿真、硬件焊接、软硬件联调、现场答辩、撰写课程设计报告等环节培养学生的综合设计能力。单片机原理与应用课程设计的题目可以在给定的几个题目中选取,也可以结合应用点自行设计。课程设计的实战训练,不仅锻炼了学生的单片机编程能力,也培养学生的应用系统设计能力。通过课程设计的训练,能够选拔出素质高、具有创新精神的学生,加入学院的科技制作协会,经过专门的集训后,根据每个人的特点,分成不同的开发小组。经过团队设计的作品经考核后,可以参加不同类型的国家级、省市级科技制作竞赛活动。学生部分课程设计作品见图2。
2.4 开展第二课堂,巩固教学效果
由于本课程具有实践性强的特点,特别适合学生开展第二课堂活动[6]。在活动中,教师逐步要求学生利用单片机知识,开发设计并实现一些单片机应用小制作。通过学生的第二课堂活动,丰富了部分学生的业余创作,促进其对理论知识的理解,同时营造良好的学习氛围。第二课堂活动既培养了学生的独立动手和查找资料的能力,又培养了他们的团队合作精神。多届任教学生的反馈表明第二课堂活动对他们影响很大,部分学生第二课堂作品见图3。
3 参与科技制作活动,积累项目实战经验
学生通过学习理论知识并自己动手完成任务,能够深刻理解单片机内部结构原理并掌握编程的技巧,远比直接听教师讲、看教师做效果好。通过项目驱动教学法,学生知道整个项目的开发步骤和流程;通过教学实践,学生学习该课程的积极性随之提高;通过不断提出任务的要求,学生自己修改程序,实现新的功能要求。这样由简入繁的学习方式,使学生在学习过程中不仅掌握了理论知识,也获得并积累开发单片机应用系统的经验[7]。
经过大家的努力,该课程于2011年成为校级网络课程,2012年成为校级重点建设主干课程,2014年成为校级精品资源共享课程,2015年成为河南省精品资源共享课程。课程组教师非常重视学生的实践动手能力培养,提供场所和元器件供学生实践制作。近5年来,学生共获得国家级奖励20项、省级奖励35项,其中,在2015年第十届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛中获得国家二等奖,在2012瑞萨超级MCU模型车大赛中获得国家二等奖,在第六届、第八届中国大学生物联网创新创业大赛获得国家二等奖,在第七届、八届全国信息技术应用水平大赛获得国家二等奖,在第十一届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛获得一等奖等。
4 注重学生学习过程,改革课程考核方法
课程组本着加强对学生学习过程的监管,进行了课程考核方法改革。平时成绩除了考勤、作业外,还增加了第二课堂实践项的成绩。实验成绩由基础实验、扩展实验、应用实验、综合性实验组成。理论成绩由平时测验和期末考试组成,期末考试采用试卷库随机抽取,考试命题以教学大纲为依据,重点考查基础知识、基础理论和学生分析问题、解决问题以及实际应用的能力,注重考题对启发学生创新思维和培养学生创新能力的引导。命题质量、内容、题量、覆盖面、难易程度均符合教学大纲,并附有标准答案及评分标准,评分标准客观、准确,采用流水作业阅卷,阅卷严格规范。同时,设立加分项,鼓励学生参加科技创新比赛,对于获得不同级别奖励、申请专利、的学生增加附加项,鼓励他们参与科技??新制作。最后,结合学生的几项成绩,客观评价学生的综合成绩。
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关键词:网络工程;培养方案;人才培养;课程体系;实践教学
中图分类号:G434文献标识码:A文章编号:16727800(2012)008021202
作者简介:赵卿松(1972-),男,硕士,武汉工程大学计算机科学与工程学院副教授,研究方向为计算机网络、数据库技术。
1专业培养方案的体系结构
根据素质教育和专业教育并重的原则,课程体系的设置以“低年级实行通知教育和学科基础教育以提升学生素养,高年级实行有特色的专业教育以提升学生的实践动手能力、创新精神和创新能力”为准则,构建理论教学平台、实践教学平台和创新教育平台。
理论教学平台由三类课程组成:通识教育课程、学科基础课程和专业课程。通识教育课程由公共基础课和素质教育课两个模块组成;学科基础课程按照学科大类安排学科基础课程;专业课程则分为专业主干课和专业选修课两个模块。
实践教学平台由实训、实验和实习组成:①实训包括:军训、综合课程设计等;②实验教学以课程内实验为主,并开设一定比例的综合性、设计性实验等;③实习包括:认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)等环节。
创新教育平台由课程创新教育、学术创新活动和实践创新活动组成。课程创新教育包括学科前沿课程和创新教育课等;学术创新活动包括学科竞赛、课外科技活动和创新性实验计划项目等;实践创新活动包括以取得职业资格证书或企业培训合格证为目的的各类专业技能培训活动等。
2专业培养目标及课程体系
结合本校的实际情况及社会对网络专业人才的需求,以培养“高级应用型网络人才”为目标,具备计算机科学与网络技术的基础理论知识、具备网络规划设计及计算机网络应用系统开发能力、具有网络维护与管理专长、能从事网络工程领域的科学研究、技术开发、管理维护等工作。
课程体系是专业培养方案的核心内容,是培养目标的具体体现,很大程度上决定了学生的知识结构。按照学校整体的人才培养特色,结合学院目前的学科发展状况,按照“宽口径、厚基础、重实践、有特色”的培养原则,在课程设置方面认真考虑了以下几点:
(1)由于网络工程是多学科交叉融合的新兴专业,因此,在计算机科学技术、数字通信技术、信息处理等方向上,设置了对应的专业核心基础课程,以提高学生的适应性。
(2)课程设置强调了公共基础和学科基础的重要性,对重要的基础课程给予了充足的学时。
(3)将方向的选修课程分为网络规划设计及管理、网络信息处理两部分,以适应社会对网络工程专门人才的需求。网络工程专业课程体系如表1。
表1网络工程专业课程体系
作为工科专业,公共基础课程的设置与其它工科专业类似,开设大学英语、数理、政治理论基础和计算机基础等课程。学科基础课程除了电类基础和计算机软硬件系统基础外,增加了网络工程导论、计算机网络和数字通信原理等课程,以补充学生在数字通信领域上的基础知识,为进一步学习网络工程的后继课程打下良好的基础。针对网络规划设计方向,在专业主干课和专业选修课中设置了现代通信技术、网络操作系统、网络规划设计、现代网络技术、网络系统集成、网络设备等课程,以培养学生在网络组网和网络规划设计方面的能力;针对网络信息处理方向则设置了网络编程、网络协议、网络互联技术、Linux系统管理、Linux程序设计、Java程序设计等课程,以培养学生在网络应用程序设计与开发方面的能力。
3实践教学环节
3.1课程内实验
所有的学科基础课程、专业主干课程和专业选修课程都设置了一定比例的实验,课程内实验以加深、巩固对基本原理的理解和掌握。课程内实验以实验项目的形式来组织,每个实验项目占2学时或4学时,实验项目分为基础性实验项目、设计性实验项目或综合性实验项目,一般设计性或综合性实验项目的学时数占课程内实验学时的30%~40%。
基础性实验项目主要是对课程所涉及到的基本原理与过程、基本方法进行实验验证,以消除学生对课程基本原理理解上的抽象性和神秘感。综合性实验项目以基础性实验项目的掌握为基础,综合运用课程涉及到的知识,以增强学生对课程基本原理的掌握并融会贯通,适用于数字通信原理、网络操作系统、网络规划设计、现代网络技术、网络系统集成、网络设备等课程学习过程中进行,为后继的综合课程设计打下基础。设计性实验项目也是以基础性实验项目的掌握为基础,提出实验任务与要求,由学生自主设计完成实验任务的方案、实验步骤和方法,适用于程序设计、计算机网络、网络编程、网络协议、数据库系统原理等课程学习过程中。通过设计类实验项目的锻炼,学生可以初步了解网络应用系统开发的思路,掌握网络程序设计的基本方法,培养学生的创新能力。
3.2综合课程设计
综合性的课程设计是一个重要的实践环节,其目的是进一步培养学生理论联系实际的能力和专业知识综合运用的能力。从第四学期开始至第七学期,开设了基础软件综合设计、基础硬件综合设计、网络工程综合设计、网络通信综合设计、网络应用综合设计等综合课程设计。每个综合课程设计集中安排在学期末,占2周时间,为了更好满足学生的兴趣,采用教师给出多个设计题目供学生选择这种双向选择的方式。同时要求课程设计指导教师的最多指导学生的人数不能超过30人,以保证教师对学生的指导效果。
为培养学生的论文书写能力,要求学生书写完整的综合设计报告,包括课题背景、设计简介及设计方案论述、详细设计、设计结果及分析、总结等内容;为保证综合设计的质量,安排了综合设计答辩环节,答辩中由学生先对设计的内容进行阐述和演示,然后答辩教师针对设计内容随机提问,以考察设计完成情况。综合设计成绩评判由平时表现、完成情况、报告质量和答辩情况等内容按照一定比例组成,能比较客观地评价学生完成综合设计质量。
3.3实习与毕业设计
为让学生接触社会,体验未来就业单位的工作环境和实际项目开发过程,从三年级上学期开始分别组织3次实习,即认识实习、生产实习和毕业实习。
认识实习安排在第五学期初,占2周时间,参观IT企业或事业单位的科研环境或办公网络环境,见识不同厂家或品牌的网络设备(如交换机、路由器、服务器等)及网络应用系统的应用情况或研发过程,以增强学生对专业的兴趣,为后续专业课程的学习增加感性认识。
生产实习和毕业实习安排在第七学期和第八学期初,各占3周时间,为了保证实习的效果,与IT企业或思科认证培训机构合作,建立了多个校外实习基地,让学生参与到组网工程、网络管理与维护和网络软硬件系统开发等项目中。特别是在与思科认证培训机构的合作过程中,充分利用他们的师资与设备资源,很好地克服了我校网络组网设备不足的缺陷,为学生提供了一个理论与实践相结合的平台。
毕业设计为网络工程专业学生在毕业前提供了一次综合性专业技术实践锻炼,毕业设计课题围绕网络规划设计与网络信息处理两个方向展开,毕业设计周期为14周左右,包括选题、开题、课题任务的完成、书写毕业设计论文和论文答辩等环节。我们将校企合作方式也引入到毕业设计环节中,对部分学生实行校内和校外指导教师共同指导的方式,真题真做,以达到在完成毕业设计任务的同时,解决企业某方面实际问题的目的。
4结语
网络工程专业是在计算机科学与技术、通信等专业基础上经过发展逐步形成的专业,作为一个实用性强、服务面广的专业,在人才培养过程中不能简单地套用传统计算机专业的人才培养模式,需要根据专业特点不断地摸索、循序渐进和逐步完善。
参考文献:
\[1\]王春枝,李红.网络工程专业培养方案探索与实践\[J\].计算机教育,2010(23).
篇9
得了良好的效果。
关键词:电子技术;实践教学;教学改革
中图分类号: G642. 0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)02(c)-0000-00
我校地处新疆南疆沙漠边缘,是传统的农业院校,《电子技术基础》是新兴电气、计算机、通信专业的核心基础课,包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程,实践教学包括实验和课程设计两个环节,其相关知识直接影响后续课程的学习,对学生的就业和工作也有着深远影响。长期以来,实践教学一直处于理论教学的“教辅”地位,不利于学生综合素质、动手能力的培养,严重制约着我校电气、计算机等专业的教育发展。随着南疆工、农业的发展,用人单位对学生的工程实践能力越来越看重,更倾向于聘动手能力强的人才。这就要求教师转变观念,结合实际教学情况和各方面的反馈信息,结合新的教育理念,对《电子技术》实践教学进行教学改革。
1、 实验教学改革
1.1实验内容改革
原有的电子技术实验课存在验证性实验多和实验内容陈旧的弊端。为此,全系教师根据各方面反馈的信息,不断调整和充实实验内容。从原来的试验中选出少量经典实验,以保证电子技术实验的基本知识、基本技能和基本方法,又增加了综合性实验和创新性实验,以锻炼和提高学生的动手、思维能力。最终确定的实验内容:模拟电子技术部分包括晶体管共射极单管放大器、负反馈放大器、集成运算放大器的应用、OTL功率放大器、直流稳压电源;数字电子技术包括TTL集成逻辑门测试、常用组合逻辑电路的测试及其应用、触发器及其应用,常用时序逻辑电路测试及其应用、电子秒表,另外,还有一些偏重于自创性和设计性的选修实验内容,譬如彩灯控制电路设计、步进电机驱动控制系统设计、温度控制电路、电池电量检测报警电路等,以满足那些感兴趣和动手能力强的学生。
1.2 实验教学方法改革
长期以来,电子技术实验课采取实验室教师讲解,学生现场连线,教师帮助调试的教学方法。因为学生对实验内容生疏、实验时间有限、接受能力参差不齐,经常是实验做了,一问还是感到茫然,起不到实验课应有的作用。为了解决这个问题,我们采取项目教学法。把每次要做的实验看做一个教学项目,提前一个周末布置下去,让学生提前预习实验内容,上网查资料,并利用理论课堂介绍的PROTEUS软件进行仿真,为了避免浑水摸鱼的现象,每个学生的仿真电路图发给教师检查。实验课上,教师把主动权让给学生,不需要讲解,学生对要做的实验内容和原理已经非常清查,他们更多的是带着好奇心,看看他们设计仿真的电路图在硬件上是否合理,所以一到实验课,都是急不可待地动手做起实验来,调试电路,教师要做的就是对于现场出现的问题进行具体指导。采取这样的项目教学方法,避免了传统的填鸭式疲惫教学,让学生在挑战中完成了实验,满足了他们的成就感,增加了他们的学习兴趣。另外,为了调动学生学习的积极性和主动性,电子技术实验室实施开放式教学。
1.3教学手段革新
EDA技术是现代电子技术的标志,是电子技术教学内容手段改革的必然趋势【1】,利用该技术可以实现硬件设计的软件化,提高实验效率。所以,我校电子技术实验课程中引入了PROTEUS仿真软件,来完成电路的功能设计、性能分析、时序测试和调试功能。因为仿真软件为电路设计提供了多种分析方法,拓展了实验的深度和广度,为硬件电路的实现提供了正确的理论依据和设计方案,使课程实验朝着“方案设计-软件仿真-电路设计与制作-系统调试”这一工程实践的流程发展【2】。通过这种“虚实结合”、“软硬兼施”的实验教学手段,提高了我校学生的电子综合设计能力和工程实践技能。
1.4多元化考核方式
实验课程成绩由3部分组成: 平市实验成绩(占30%),综合实验成绩(占20%),实验操作考试(占50%)。其中,平时实验成绩评定采取实验全过程的评价方法,即实验预习占20%(教师课前检查),实验操作过程占50%(教师现场记载),实验报告占30%(教师课后评阅)。综合实验评分包括实验项目方案设计和原理电路设计、实验完成情况及实验过程中分析问题和解决问题的能力、总结报告的撰写等3方面。在实验操作考试中,学生随机抽题,主要考核学生在电路设计、接线调试、仪器设备使用、数据测试、实验结果分析等方面的能力,这就督促学生认真做好每一个实验。
2、课程设计改革
电子技术课程设计的教学目标是让学生掌握电子系统设计的一般方法和设计流程,熟悉现代电子电路系统设计过程中常用的辅助工具及其使用方法,着重培养学生电子系统设计能力和创新意识,学生分析问题和解决问题的能力[4]。电子技术课程设计与以往相比,还是采取3人一组、教师指导、以学生为本,激发学生学习兴趣的教学模式,其改革主要表现在教学内容、教学手段和考核机制几个方面。
我校电子技术课程设计开课一般在14-15教学周,教师可提前4周,在第十周让学生进行选题,以留出购买元器件的时间。在选题过程中,学生不仅可以选择教师提供的课程设计题目,还可以自拟题目,自拟题目需要指导教师审核,以确定学生自拟的题目能够达到教学计划的要求。课程设计的题目来源于工程实际,要具有综合性、先进性和实用性,并且每年都有新的补充。结合我系教师的工程实践经验,目前开设题目有数字温度计、交通灯控制器、音乐彩灯控制器、数字频率计、出租车计价器、声光控楼梯照明开关设计、直流稳压电源设计、水箱自动供水电路设计、OTL音频功率放大器设计、数字抢答器设计、篮球24S计时器设计等二十多个题目。
为了更好的达到教学效果,把EDA技术引入到电子技术课程设计的教学中。学生在完成电子系统的初步设计方案后,先进行PROTEUS仿真,验证所涉及的方案的逻辑功能,修改方案中的原理性错误,然后在进行安装调试。并且,对所做项目采取模块化设计,各单元电路逐级进行设计、仿真、调试,这样有利于检查和排除故障。根据电子产品设计流程,结合我院新近PCB板实验设备,电子技术课程设计增加了原理图和印制电路板图的绘制。设计方案仿真通过后,要求学生使用PROTEL软件进行设计方案的原理图绘制和PCB板绘制,使电子技术课程设计的教学内容更接近于工程实践。最后,在教师指导下,学生进行焊接、调试,完成整体项目。
结合工程实际产品设计的一般流程,根据各个环节在设计电子技术课程设计的所占比重,课程设计成绩由设计方案成绩(占20%)、软件仿真成绩(25%)、硬件调试成绩(占35%)和总结报告成绩(占20%)四部分组成。
3结束语
通过近几年电子技术实践教学改革的进行,充分激发了学生自主学习的主动性,提高了学生的实践动手能力、培养了学生的创新精神、团结协作能力,同时学生的科技总结报告撰写能力也得到了锻炼,为学生整体素质的提高奠定坚实的基础,也为学生参加电子竞赛储备了深厚的理论和实践知识。
[1]杨慧敏.电子技术课程实践环节的探索与改革[J].实验室研究与探索.2004,23(3)61-63
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针对学生存在的问题,首先应解决学生仪器使用不熟练的问题,以示波器为例,学生做物理和电子技术等实验时已经使用多次,但是还有同学操作不熟练,不知道有些功能怎么用。所以说首先让学生学会熟练使用示波器等相关的教学辅助仪器,特别强调是熟练,让每个学生都有信心,实验仪器都会熟练使用,只要电路连接正确就能得到实验波形和数据。其次是必须要求提前预习实验内容,仔细看实验指导书,认真听教师讲解,不能盲目动手操作。在实验课的时间安排上,尽量做到讲完理论内容马上就做实验,学生学了理论内容是对所学知其然,有了实践结果就知其所以然了,这样才能起到强化理论知识的作用。另外,教师在学生操作过程中的耐心指导,及时提醒也是特别重要的。
实验过程中要不断地引导学生发现问题、分析问题和解决问题,使学生真正达到每个实验要求达到的实验目的,这样才算真正完成了教学任务。教学过程中总结出几点管理方法,在实际应用中也非常有效。把实验成绩分成三个部分,预习报告、课堂中的实际操作、实验报告[3]。上课之前先检查预习报告并提出相关问题,根据预习情况给予成绩;学生在实际操作过程中根据动手能力和表现情况随时给出课堂表现分数;规范实验报告的书写,根据书写实验报告的要求和实验结论、分析、心得体会是否详细、真实、准确等情况给予实验报告分数,坚决杜绝抄袭现象。三者的综合,是该学生本次实验的最后分数。第一次实验特别重要,必须严格要求每一个学生都亲自动手操作,只在一旁观看的或者不认真的操作的,不予通过,直到学生自己真正认真正确完成实验内容方可离开教室。这样学生对后续课程的学习态度会格外认真仔细。
重新编写实验教材很多高校的实验教材是生产实验箱的厂家提供的,根据培养学生实践动手能力和创新能力的指导思想,从新编写的实验指导书包括验证性实验、设计性实验和综合性实验[3]。其中验证性实验基本涵盖了高频实验课程中的经典内容,如调谐放大器、功率放大器、振幅调制与解调等。验证性实验内容中增加实验原理的说明,加强实践与理论的结合,避免理论与实践脱节。设计性实验,在原有验证性实验内容的基础上增加学生自主设计的内容。充分利用实验箱上的扩展资源,外扩自行设计的面包板或印刷电路,为不同专业班级的学生灵活的安排实验内容。考虑到学生设计、安装、调试方便,我校采用固定时间开放实验室和创建大学生创新中心等办法,使学生有时间有空间真正动手操作,同时也充分利用实验室资源。综合性实验,加入小课题、小项目、和小产品的制作和研究。
增开课程设计在学期末增加了高频电子线路课程设计,要求学生在所学知识的基础上,自行查找相关资料,结合通信领域的先进技术,出相应的电路原理图,并运用仿真软件进行设计、分析和仿真,经过老师确认后到电工、电子实训基地去制版,电路板制作完成后,通过测试,电路最终达到设计要求,可以制作组装成产品。课程设计由教师提出相关要求或学生自己选定题目,由学生查找资料、设计制作、书写设计报告,答辩等环节组成。课程设计结束后学生都能看到自己亲手制作的小产品,教学效果特别好。通过原理电路设计、电路板设计、安装,单元电路调试及系统总调的设计过程,可以培养学生分析问题、解决问题的能力,同时掌握高频电子线路单元电路及系统电路的设计方法及应注意的问题,熟悉电子线路设计和开发的整个过程,为学生今后学习和就业打下坚实的理论及实践基础。