基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用(精选16篇)
1.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇一
《计算机应用技术基础》实验教学的探讨与实践
作为大学的非计算机专业公共基础课,<计算机应用技术基础>是一门实践性非常强的课程,实验课是其中的重要环节.采用多样化的.实验教学手段是提高实验课教学效果、培养学生计算机应用能力的有效方法.
作 者:李玲 作者单位:北京林业大学信息学院,中国,北京,100083刊 名:科技信息英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年,卷(期):2009“”(27)分类号:关键词:计算机基础 实验教学 手段和方法
2.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇二
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,20世纪80年代以来世界各国先后研制出各种EDA开发工具,其中比较常用的EDA软件包括:Protel99se、Multisim2001、QuartusII等。利用E D A工具电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量工作可以通过计算机完成,并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出P C B版图的整个过程的计算机上自动处理完成。目前E D A技术已在各大公司、企事业单位和科研部门广泛使用,同时目前国内各院校陆续将E D A教学引入到电子类专业课程的教学中。
随着科学技术的进步,电子信息技术的发展日新月异,新观念、新技术、新工艺、新材料、新器件层出不穷,使电子制造技术发生巨大变化,而现有的电子工艺的教学在教学方法和内容两个方面存在不小的差距和问题,远远不能满足新时期高校培养学生实践能力和创新思维能力为目的的教学要求。基于以上的认识,对电子工艺实习在教学内容和教学方法诸方面进行教学改革势在必行。根据学生的实际情况和所在学校的现有仪器设备水平,笔者在电子工艺实习的日常教学当中尝试将E D A技术引入到电子工艺实习的课程教学中去,并在近几年对所教的班级进行了教学改革实践,教学实践表明该培养方式有利于发学生的学习热情和专业兴趣,有利于提高学生的动手能力,有利于培养学生的创新意识和严谨的工作态度。
1 电子工艺实习课程的教学改革
近年我院的电子工艺的教学经过几年的发展,在各个方面有了比较大的进步,但仍然存在一些问题,归纳起来主要有如下几个方面:教学内容陈旧;教学手段单一;实验设备陈旧落后。针对以上问题,结合学校的实际情况,主要在教学内容和方法方面对电子工艺实习课程进行的改革,改革的核心是教学内容改革,主要是引入E D A技术到电子工艺实习课程的日常教学。
1.1 教学内容改革
电子设计自动化(E D A)技术作为综合现代电子技术和计算机技术的最新研究成果,作为电子设计与制造中的主流技术已成为理工科专业学生必备技能之一,然而实际上现有的E D A技术的课程教学却是枯燥乏味的纸上谈兵式的教学,学生没有采用E D A技术亲自动手设计一个电子系统,从器件到印刷电路板,从电路图到电子系统,这样没有能够有效地激发学生学习的兴趣、调动学生学习的积极性和主动性。基于以上认识,笔者借鉴国内一些高校的相关教学经验和先进的教学理念,结合电子工艺实习教学中的存在问题,引入EDA技术到电子工艺实习教学中,将EDA技术和电子工艺实习教学结合起来,即在教学内容上加入基于EDA技术的电路仿真和PCB的设计,让学生自己动手设计并制作一个小型电子作品,学生根据老师提出的功能要求设计电路原理图,使用电路仿真软件对该电路进行电路仿真和功能演示,随后学生自己采用印制电路板C A D软件设计该电路的印制电路板图,并根据设计好印制电路板图完成印制电路板的制作,再进行电路的焊接、安装、调试,真正体验电子产品从设计到制造的全过程。
教学内容改革具体措施包括调整实习课程的教学安排、制作电路板电路内容的安排、引入E D A软件的进行电路仿真和P C B的设计、引入新的印刷电路板(PCB)制作方式等4个方面。
第一,调整实习课程的教学安排,大大压缩电子元器件辨识等的课时,增加学生自学内容部分,在教学内容上加入基于EDA技术电路仿真和PCB的设计,由于采用E D A软件可以在学生的电脑上运行,这样话学生可以在课余时间自己熟悉和学习E D A软件的使用,并最终在老师的指导下完成电路仿真和P C B设计,这样做弥补了课堂课时不够的不足,同时也充分调动学生学习的热情和积极性,以上这些需要指导老师在教学内容和时间安排方面要精心准备。
第二,制作电路板电路内容的安排要根据学生的实际水平针对性选择一些经典的电路提出设计制作题目,电路包括模拟和数字电路,以数字电路为主,为了保证教学实效,老师设计多个题目让学生根据个人兴趣爱好自主选择,题目的复杂度控制要适合学生实际动手水平和实验设备,使每个学生从中都能得到最大锻炼。
第三,根据学生的实际情况有选择性地将E D A技术引入到电子工艺实习,选择采用Multisim2001和P r o t e l99s e实现电路仿真和P C B的设计。其中Multisim2001是一种应用非常广泛的EDA软件,适用于板级的模拟/数字电路的设计和仿真工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力,仿真结果非常接近实际,该软件人机界面友好、操作方便。学生可以利用Multisim2001进行电路设计和电路仿真,再用真实的元器件进行实际电路的安装和调试,避免实际操作中元器件的耗损,而且节约了大量时间。Protel99se同样是一款应用非常广泛、功能强大的E D A软件,具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点,可实现多层电路板的布线设计,是业界应用最广泛的印制电路板(P C B)的设计工具之一,可以说电子信息类专业学生必须熟练掌握的工具。随后的教学实践证明这两个E D A软件是非常适合学生使用,而且该软件在业界的普遍使用,对未来学生的就业也是非常有利的。
第四,引入新的印刷电路板(P C B)制作方式,采用性价比较高的PCB制版实验系统,使学生学习到更多的P C B制作技术,为学生以后的电子设计竞赛和毕业设计打下坚实的实践基础。电子工艺实习有关印刷线路板制作的讲述占据较大的篇幅,是学生动手实验的一个很重要的环节,为了方便P r o t e l99s e设计的P C B图生成电路板,而且制作出相对精细的电路板,改变原有简陋原始的印刷电路板制作方式,引入新的电路板制作实验模式即热转印法,学生将自己设计好的PCB图采用激光打印机打印到热转印纸上,再通过热转印机将PCB的图形转移到敷铜板上,最后经过腐蚀过程就可以制作出精美的印制线路板,过程简单容易操作,一般完成一个电路板的制版过程大约只需半小时左右,而且电路板制作和设备成本都比较低,比较适合大批量的学生制作印刷电路板。
1.2 教学方法改革
改变以往教师为中心被动学习的教学模式为以学生为中心的主动学习模式,教学过程中老师首先讲授基础部分内容,并布置学生课后自学的目标和任务,E D A软件的熟练掌握和电路原理图设计的主要通过学生自学完成。由以课本为中心转变为以“题目”为中心,由以课堂为中心转变为以实验室为中心,把整个学习过程分解为一个个具体目标任务,教师边教边训,学生边学边做,另外加强和学生的互动,采用教师带学生,先进生带后进生、老手带新手相结合方法,学生在教师的指导下和同学的帮助下去寻找完成这个任务的途径,并最终完成这个任务。教学实践已经证明这种教学模式非常有效激发了学生自主性和创造性学习的兴趣和热情,并使学生从中得到最大限度的技能和思维方面训练。
2 教学效果
由于采用的E D A软件人机界面友好方便使用,加上指导老师的精心安排和指导,大部分学生可以在短时间内完成从电路原理仿真验证、印制电路板设计制造直到元器件检测、焊接、安装、调试的产品设计制造全过程。整个的实践过程有效地激发了学生自主性学习和创造性学习的热情,大部分学生能够为了设计和制作自己的第一个电路板作品往往是废寝忘食,这种情形在其他的实践课程是很难看到的,这个过程让学生的硬件设计与制作能力和信心均得到很大的提高,同时培养学生初步的创新思维能力和严谨认真的工作态度。
3 今后发展的思路
以上有关电子工艺实习教学的一些教学改革措施仅仅是一个开始,今后我们在教学内容改革方面还会有进一步措施,具体的思路是:选择一些新兴的、更加实用E D A软件引入到电子工艺实习教学;焊接方面教学方面加入表面安装器件的手工焊接内容,由于表面安装器件的大范围的应用和普及,焊接方面仍然仅采用通孔焊接技术训练学生已经是远远不够的,这样既有利于学生掌握最新的技能,同时又增加了电子工艺实习设计和制作电路板的灵活性;电子工艺实习的制作电路的选择上与后续课程如电子相关专业各类课程设计、毕业设计的内容紧密结合起来,形成一个有机的、系统的电子技术实践教学体系;电子工艺实习的教学和教师的科研相结合,逐步向产、学、研相结合的方向发展。
摘要:针对目前电子工艺实习教学中存在的问题,提出了基于EDA技术的电子工艺实习教学一些改革措施,措施主要包括改革教学内容和教学方法,实际的教学效果表明这些措施大大激发了学生的学习热情和兴趣,提高了学生的动手能力,培养了学生的创新能力和严谨的工作态度。
关键词:EDA技术,电子工艺实习,教学内容改革
参考文献
[1]张立毅.电子工艺学教程[M].北京:北京大学出版社,2006
[2]韦思健.EDA实践——电子工艺课程改革探索与实践[C].北京高校电子工艺实习首届年会论文集,2002
3.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇三
关键词:EDA电子技术实验课程教学
中图分类号:TP2文献标识码:A文章编號:1674-098X(2011)05(c)-0203-01
在学校第一批质量工程项目已完成的情况下,正开展第二批实践课程项目实施工作,《电子技术》是第一批质量工程项目完成后诞生的计算机专业的新课程,《电子技术》是《电路》、《模拟电子技术》和《数字电路》的集合,由于是三门课的集合,实验课时由原来的每门课程8课时(共24课时),调整为现在的总8课时,如何在课时少又要学生真正学到相关的知识增加动手能力,上好实验课尤为重要。在实践中,充分发挥计算机的作用,利用EDA来满足实验课程的需要,弥补实验设备的不足,拓宽学生的视野。
1 EDA的发展
EDA是电子设计自动化的英文缩写(Electronics Desingn Automation)。EDA技术是利用计算机工作平台,从事电子系统和电路设计的一项技术,EDA技术是以计算机科学和微电子技术发展为先导,汇集了计算机应用科学、微电子结构、工艺学和电子系统科学最新成果的先进CAD技术,它是由电子CAD发展起来的,是计算机信息技术,微电子技术、计算机图形学、电路理论、信号分析与信号处理等理论和技术的结晶,随着微电子技术和计算机信息技术的而迅速发展。[1]
目前有代表性的EDA软件,有PSpice、Multisim、EWB等三种流行软件。
2 EWB在实验教学中的应用
电子技术实验分三部分内容:一是电路部分,我们安排实验有(1基尔霍夫定律、 2、叠加定理3.电源等效);二模拟电子部分有(1基本放大电路、2集成运算放大电路、3直流稳压电源);三数字电路部分有(1组合逻辑实验、2时序逻辑实验)。在实验仪器上做之前,先在计算机上用EWB模拟(6学时)。
(1)验证实验-基尔霍夫定律-叠加定理
按实验原理图,用EWB画出电路图,电路如图1所示
基尔霍夫定律验证,通过模拟测量得到:
I1=198.5mA I2=12.41mA
I3=210.9mAI1+I2=I3
通过此电路还可做叠加定理验证,实验步骤略。
(2)数字电路实验
例:举重赛场,三人裁判,只有两人以上通过,最终结果通过,设计一个三人表决器。
根据逻辑问题,列出逻辑表达式如下:
据逻辑表达式设计出逻辑门电路如图2示。
按图2设计的逻辑电路,三个两输入与非门,一个三输入与非门,用7400、7410两个集成电路设计电路实现。
通过以上实验实例,加深了学生对实验的感性认识,同时也得到了锻炼,为用仪器做打好了基础。
3 结语
在电子器件硬件成本高、设计周期长的情况下,掌握“EWB”这个EDA工具软件,特别适合计算机专业的学生,用它来学习电子技术知识,提高对电路的分析能力和创新能力。通过EDA的教学实践,使学生通过“EWB”在仿真实验中得到锻炼。“EWB”做虚拟实验可以跟学生当前所学的理论知识紧密衔接,既有助于夯实基础,又可以帮助学生开拓视野,活跃思维。
“EWB”的虚拟环境非常逼近现实,且在元器件件及仪器仪表的种类上又远胜于实验室里的现实条件,它优良的虚拟现实性可以使学生产生身临其境之感。
学生在掌握“EWB”这样一个“EDA”软件的同时,往往能激发出更大的学习兴趣,奠定进一步学习“EDA”技术的基础,还有利于学生在思想观念上形成学习和应用先进的仿真和设计工具(软件)的意识,可以变被动接受为主动学习。
参考文献
[1] 沈复兴,等.电子技术基础[M].北京:电子工业出版社,2005.
4.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇四
【摘要】针对目前建筑设计技术专业高职教育的基础课程存在的三个主要问题进行改革探索,提出在基础技能培养上增加“适度创新”能力培养的新思路,形成了颇具特色的“单元化教学模式”等改革成果,并推动相关教材以及教学设施建设,具有一定的应用和推广价值。
【关键词】建筑设计技术 基础课程 教学体系 改革与实践
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)02-0213-02
一、引言
据权威机构预测:我国平均每年要新建20亿平方米左右的新建筑,相当于全世界每年新建建筑的40%,建筑设计企业急需大量的设计人员,就上海而言,目前有几千家来自全国和世界的设计企业,设计任务非常繁忙,他们需要大量的设计师和助理建筑师。
济光职业技术学院的建筑设计技术专业是上海唯一一所培养“助理建筑师”的学校,二十年来已经培养了3600余名毕业生,但是,随着社会的进步,绿色节能等新型技术的不断更新,要求学生具有扎实基础又有复合化的设计能力,以适应不断变化的建筑设计市场需求。因此,我们综合考虑当前建筑市场现状以及高职教育特点,提出在设计基础教育中“突出以基础技能为主体,但又要兼顾适度创新能力培养”的总体定位,作为改革的关键和特色所在。
二、教学中存在的问题
2.1建筑设计基础课程与后续课程的教学脱节
在建筑设计基础课程的教学中往往只是注重每门课程的教学,而忽视基础教学课程与后续课程的联系问题,因此,学生在基础课程学习完成后,无法将基础课程的知识贯穿在后续课程的学习中,教学之间形成脱节。
2.2只注重岗位基础能力的需求,而忽视学生的长期发展
高职建筑设计教育主要以解决学生的岗位技能为目的,但是目前过多关注当前岗位能力需求,对于学生的创新教育不够重视,这是一种“不可持续”的教学理念。
2.3高职建筑设计专业的自身专业特色体现不够
建筑设计是一个具有“创新因素”的行业,创新是建筑设计的灵魂。随着社会的进步,建筑设计行业绿色节能等新型技术的不断更新,要求学生具有扎实基础又有复合化的设计能力,但目前在教学中对于这个特色的彰显还不够。
三、教学改革的理念创新
改革以德国“包豪斯”职业教育理论为基础,该理论对设计教育最大的贡献就是基础课,既主张“设计与就业”相结合,又提出“设计与创新”相结合。这里结合包豪斯教育理论,根据国家高职教学指导精神和建筑设计市场特点,将学生当前的就业需求和长期的个人发展需求有机结合,提出“基础技能培养为主体、兼顾适度创新能力培养”的理念,使 “助理建筑师”既适应当前市场需求,又可兼顾个人长期发展。
这个理念为“助理建筑师”培养增加了“适度创新”内涵,建筑设计技术专业的特点是实践性、综合性和创造性,对于从业人员而言,创新能力是不能缺失的。本课程体系在培养基础技能的同时,为助理建筑师增加了“适度创新能力”内涵,既强调岗位基础技能的培养,也兼顾创新能力培养,适度创新能力是建筑设计市场对高职学生的要求,也是学生未来长期发展的必要条件之一。
四、教学改革的主要成果
4.1体现“实践和创新能力培养兼顾”的教学内容
建筑设计基础课程主要包括“建筑初步一”、“建筑初步二”、“建筑设计入门”、“建筑设计绘画”、“计算机绘图”五大部分。针对高职教育培养时间较短、生源素质参差不齐等现状,对教学内容进行了整合与优化,强化了内容的科学性与系统性。
课程内容整合以职业岗位能力培养为目标,首先将教学内容与岗位技能培养一一对应,然后在部分课程中渗透了适度创新教育,各课程结构框架既相互独立,又形成一个整体,目标明确,系统性强,如图1所示。建筑设计基础课程的五大部分之间密切联系,板块之间以适度创新能力培养为纽带并注重各自特色与重点的凸显,理论知识与实践技能并重,基础技能培养与适度创新教育并重。
4.2“单元化”教学模式和“能力本位”考评体系
(1)以能力点为核心的“单元化”教学模式
为了更好地实现“岗位技能”与“适度创新能力”两大培养重点,课程教学总结出以能力点为核心的“单元化”教学模式,这是一种“三位一体”的教学模式,即理实教学合为一体、信息化教学与课程体系贯穿一体、适度创新与扎实基础技能互补一体,每个课程建立若干教学单元,并形成一个体系;模式通过多元的教学方法和手段,结合校内、外实训基地和工作室,以“导、讲、练、查、提、评”等步骤完成每个教学单元,该模式由教学流程、教学方法、教学手段等三方面内容构成,如图2所示。
1)教学流程:根据岗位能力将整个教学过程划分为若干个能力点,每个教学单元有明确的能力点培养目标,从新生入学到学生毕业形成完整的教学链,各能力点教学由团队层层把关,每个单元通过导任务――讲知识――学生练――查问题――提技能――评成果,以“导、讲、练、查、提、评”等步骤完成。
2)教学方法:充分运用单元式教学、示范式教学、启发式教学、互动式教学、参与式教学、情景式教学等多元化的教学方法。一方面,注重实践化教学,如模型制作、实例调研、大师作品分析、企业参观等;另一方面,通过仿真实训进一步提升教学效果,让学生积累宝贵的实践经验。
3)教学手段:积极拓展信息化教学手段,课内,师生利用现代化制图教室、模型实训室、多媒体教室、一体化教室、学校课程网络、互联网等教学平台及教学设施与资源。课外师生借助不断完善的课程网络信息互动平台、电子邮件、电话、QQ等媒介实现课程交流。在线辅导、实地考察、专题讲座等课外教学方式均已成为课堂教学的补充和延续。
(2)能力本位的考核评价体系
课程体系的考核与评价建立了以“能力评价为目标,过程考核为手段,多元评定为方法,综合效果为定论”的能力本位的考评体系,基本摈弃了传统应试教育的考评方法,在学中考,在做中考,用项目成果来评价鉴定学生的基础技能掌握程度以及创新能力。学生成绩将综合学期课堂作业、课堂表现、课外作业、出勤率等多个因素进行全面评定,该考评体系强调学习的过程,按照课程设计过程的不同阶段进行分项评分,再进行综合评定,重视分阶段、分知识点的分数积累,使学生更重视平时学习,力求客观而全面地反映学生的学习情况。
4.3在基础教学中实践“三位一体”校企合作新机制
通过与上海建筑学会、现代设计集团上海建筑设计研究院有限公司、同济大学建筑设计集团等单位合作,探索“高职院校主导、行业协会协调、建筑企业参与”的三位一体校企合作新机制。企业技术骨干以“企业进课堂”、“教师工作室”、“专题学术讲座”等形式,实现课程教学与岗位技能需求的有机对接;同时,与企业合作积极建设校外实训基地10个,发展联合培养人才的校外企业3个,这些校外实训基地与企业已经成为学生认识企业、体验企业的重要途径。
4.4完善的基础教学实训基地和配套的精品课程及教材
(1)理实一体化的创新实训基地
为了使教学活动与行业企业的要求同步发展,也为了使学生获得最新的专业知识和掌握最新的职业技能,本专业以“建设国内一流、特色鲜明的基础教学创新型实训基地”为目标,现已建设了“理实一体的基础教学教室”、“建筑主体与模型制作实训室”、“建筑设计工作室”等,也形成了课程网络教学平台,实现资源共享、信息传播与课程交流。
(2)结合创新教学的精品课程及教材
我们以特色课程与精品课程的建设来深化与推动教学改革,其中,《建筑初步
(一)、(二)》荣获2009年校级精品课程、2010年上海市级精品课程称号;《建筑设计入门》作为一门高职特色课程,荣获2011年校级精品课程、2012年上海市级精品课程称号,同时编写课程配套教材也是建筑设计基础课程教学改革的重要举措之一,已经编写了出版了《建筑设计基础课程》系列教材。
五、应用情况和进一步研究方向
5.1成果应用情况
建筑设计基础课程教学改革为后续专业课程,与以往相比教师反映学生的识图制图与表达能力以及相关软件运用等的基础技能更加扎实,创新能力也有所提升;学生得到设计企业的认可程度也不断提高,普遍受到用人单位的好评; 学生就业率及专业对口率逐年提高,招生人数逐年增加,据学院就业办的相关统计数据显示,在实施基础课程体系教学改革后,建筑设计技术专业08级、09级、10级学生就业率和专业对口率逐年递增,2013年比2011年专业对口率分别提升9个百分点,如图3所示。
5.2进一步研究方向
以“建筑师助理”为培养目标的建筑设计基础课程体系改革紧扣行业现状、以德国包豪斯教育理论为基础,通过在教学理念、教学内容、教学模式等方面的改革,对高职建筑设计教学改革实践有一定的借鉴价值,未来需要在三个方面进一步深入研究:(1)进一步围绕成果核心“单元化”教学模式拓展新的内涵和成果,探索更能体现校企合作办学特色的“工作化”教学模式;(2)在目前国家大力推进建筑工业化和标准化的背景下,将建筑信息模型(BIM)尽早引入到基础教学中来;(2)绿色城市和生态建筑是时代的主旋律,如何在基础教学中培养这个价值观并加强这方面的训练也是研究的重要方向。
参考文献:
[1]荀勇、程鹏环、王延树、吴发红著.高等工程教育――德国工程技术教育的研究与实践.中国水利水电出版社、知识产权出版社,2008
[2]马庆发.当代职业教育新论[M].上海:上海教育出版社,2002.[3]国务院.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)第六章[EB/OL].http://files/moe/moe_745/200612/19288.html.作者简介:
袁铭(1979-),男,讲师,同济大学建筑学博士,国家一级注册建筑师,上海建筑学会会员。
5.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇五
我们不禁要问:这节课学生到底学到了什么,通过这节课教师到底要培养学生哪些信息素养?教师是根据教学目标来设计教学评价和教学方法的吗?信息技术课不应该还是纯粹的计算机技术教育课!
二、 现实教学目标设计的误区及其根源
(一)误区: 1、重形式轻目标。由于教师没能很好的理解新课标,一味的追求教学方法的出新,导致教学设计中出现“重形式轻目标”的现象,教学过程不能体现设计的教学目标。“重形式轻目标”的典型案例:
老师激动地说:梦想是美丽的。梦想是神奇的。今天,我们就来放飞自己的梦想!板书课题:下书汉字:梦在网上飞!
复习上节课内容:请会的学生上来演示并表扬其操作。
“今天,我们利用网络资源和Power Point 软件来进行一次活动。”教师明确本节课目标任务。课件出示活动题目:××班“梦之路”电视台优秀节目展播。“下面,请各小组的同学开始设计制作你们组的节目。同学们,加油啊!老师期待着你的成功!”教师激情四射地鼓励学生。(以上环节耗时约7分钟)而后,学生便分组开始了各自的活动,讨论、设计、操作忙得不亦乐乎。教师则微笑着巡视于各组之间。(此环节历时约20分钟)
教师指挥暂停操作。 “各组的作品都完成了吗?”“完成了!”孩子们齐声回答。“很好!下面请你们来展示一下各组制作的节目。”四个小组开始分别展示:
第一组的作品是《新闻快递》。一名学生充当节目主持人,另一名学生操作电脑展示,小主持人脱稿演说,落落大方,颇有些央视“国嘴”的风范。
之后上场的第二组、第三、第四组分别以“世界各地”、“好朋友专栏”和“智力世界”为内容做了精彩的展示。(这时整节课已过去了37分钟)
展示过后,教师点评说:“同学们,今天你们做出了如此精彩的作品,老师为你们骄傲!”话锋一转,“除了本节课我们用到的以外,你们知道网络还有哪些功能吗?”“资源共享!”“发送邮件!”“传递信息!”……学生们自由地回答着。“同学们,你们说的很对。”教师小结,“最后,老师想送给大家一句话:努力——梦想成真!好,下课!”
这节课给人的第一感觉是很好的:轻松愉悦的课堂气氛,丰富多彩的自主活动,无所禁锢的教学模式,卓有成效的小组合作学习。教师适时地激励与评价,加上学生精彩的课堂表现,似乎是一节无懈可击的好课!事实真的如此吗?抚案自忖,这样行云流水,一气呵成的一节课结束后,学生究竟学到了什么呢?即便是综合练习课,学生也应当有所提高,有所发展。只有切实解决了学生现有水平与教学任务之间的矛盾,才算是真正达到教育的目的,一个没有明确的教学目标的课堂教学,无论教学形式多有创意,课堂气氛多好,都是一次失败的教学行为。
2、重知识轻素养
在新的课程标准中,教学目标由知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度组成,三个层面的目标相互渗透、有机联系,共同构成信息技术课程的培养目标。
然而在教学过程中我们经常会看到“重知识轻素养”的教学设计,以单一的知识技能目标代替信息技术的整体性目标。下面“关于计算机、网络的应用和计算机病毒”的教学目标就是一个典型的案例:
1、使学生了解计算机的应用和Internet的应用;
2、使学生了解计算机病毒的定义、特征及防治
细读“教学目标”,我们不难发现:这个目标中只有单一的知识技能目标,仍然是老一套的“计算机”教学模式。
由于单一的教学目标,教学过程结束后,学生可能掌握了计算机及网络在生活、军事、科技等领域的应用,知道计算机病毒所造成的危害,但这些都只是学生在知识层面的了解和掌握,在谈话中,我们发现很多学生想着有一天自己也设计一个计算机病毒,让全球的计算机系统瞬间瘫痪,这是一个多么危险的教育信号,这难道不是这节单向知识传播教育的失败吗?
6.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇六
摘 要 介绍运用三维数字化技术进行的教学方法改革,阐述三维数字化技术在机械制图课程中的应用和对于制图能力的帮助。能更好地培养学生的创新意识和实践能力,不断提高教育教学质量。实践证明,三维数字化技术的应用对教学质量的提高起到重要作用。
关键词 三维数字化技术;教学改革;机械制图;空间思维能力
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2014)10-0098-02
Mechanical Drawing Teaching Reform and Practice based on 3D Digital Technology//ZOU Zechan,CHEN Zhongshi
Abstract This article is to introduce the use of three-dimensional(3D)digital technology to reform teaching methods,and describe the applications of 3D digital technology in mechanical drawing courses,which can better develop students awareness of innovation and practical ability to continuously improve the quality of teaching.Practice has proved that the 3D digital technology to improve the quality of teaching plays an important role.Key words 3D digital technology; teaching reform; mechanical drawing; spatial thinking ability
2012年教育部出台的《教育信息化十年发展规划》明确指出,以教育信息化带动教育现代化,是我国教育事业发展的战略选择。教育信息化的根本不是将信息技术引入学校,而是要将信息技术充分融入到课堂教学之中。传统信息化技术与三维数字化技术充分融合运用,是教育信息化的大势所趋。近年来,数字化技术在教学之中的应用越来越广泛[1-3]。
机械制图是高职院校机械类专业的一门主干技术基础课。机械制图以形体构造和图形表达为核心,以形象思维为主线,培养学生空间想象能力、形象思维能力和图形表达能力等工科基本素质,为培养高职技能型应用型人才打好基础,以适应现代设计与制造的发展。然而,随着近年来高职招生录取分数线的下降,为提高教学质量,进一步深化机械制图课程建设,深化教学改革,积极探索和实践是十分必要的[4]。机械制图教学现状分析
大部分学生在入学后第一学期开始学习机械制图时感到枯燥和吃力。从投影理论入手去分析各种零件图甚至装配图,是很难想象复杂的实体形状的,学生学习积极性也很难调动起来,从而影响教学效果。
在传统课堂教学中,对挂图或实物木模的微小的内部结构,坐在后面的学生无法看清,同时模型实物和投影视图之间的转换比较麻烦,因此采用黑板加粉笔、挂图加实物木模的教学方法,效果不够理想。而替代了传统教学中板书及挂图的多媒体课件教学法,对三维零件的实时动态观察、剖切、虚拟装配及装配体的爆炸动画显示等效果基本没有,已不能满足对人才培养的需求。随着计算机技术的发展及其在教育中的应用,基于三维数字化虚拟技术的教学方式有助于教学质量的提高。运用三维数字化技术进行的教学方法改革
刚入学的新生没有丰富的空间思维能力,应结合当时教学的内容,利用三维数字化设计软件将备课时准备的数字化模型打开,以任意方向和任意角度对零件图形进行实时动态观察,将所讲的知识点通过不同的实际案例直观地呈现给学生,同时利用动态剖切、模拟装配及仿真动画功能,图形更加生动逼真,更能帮助学生培养空间思维能力和设计思想的表达能力,激发学生的学习兴趣,增强教学效果。
目前普遍使用的三维数字化技术软件有SolidWorks、UG、Pro/E、CAXA、CATIA、Inventor等。在众多软件当中,SolidWork作为一款功能强大的三维设计软件,可以实现参数化建模、虚拟装配、运动仿真、干涉分析等,并能自动生成精确的各种二维工程图样,因为它的操作直观、简单易学、界面友好、基本功能全面,已经成为较为普遍的应用软件。
教师根据教学时的实际情况,利用三维SolidWorks软件,从数字化处理的教学资源中随时添加一些日常生活中看到的模型,一步一步地示范建模和讲解,使学生对该软件的操作和建模过程有更直接的认识,使学生的空间概念更实际。这种理论联系实际的教学过程生动有趣,激发了学生的学习兴趣,启发了学生的积极思维,同时可以使学生对现代工程设计方法有切身的体验,有利于后续课程的学习。三维数字化技术在机械制图教学中的应用
投影理论、基本视图 点的正投影和零件的多面投影是机械制图教学的重点。将上课前准备的实体模型导入SolidWorks软件中,工程图模块直接转换成三视图,可使学生轻松地理解投影理论和视图概念。采用标准视图中的前视、后视、左视、右视、上视、下视、正视等轴测图,可以使学生形象、直观地看到演示模型的空间结构、与视图的投影关系及各种视图的形成过程,有利于学生对投影理论及视图的理解。
基本体、组合体 利用特征建模中的拉伸、旋转、扫描或放样创建基本形体,使学生可以逼真地看到各种基本体的形成过程和建模方法。同时,可以由零件直接生成工程图,让学生更深刻地了解三维实物与二维投影图之间的关系,将“教、学、画”融为一体,是教学内容和教学方法的改革,培养了学生的学习能力和创新能力[5]。
组合体第三视图的补画是教学的重点和难点,经常出现学生多画线或少画线的现象,是由于学生对诸多细节没有掌握和理解。因此,在讲解组合体的形体分析时,利用SolidWorks软件的设计特征树及回放功能,可以完整清楚地演示组合体中各个基本体的形成和组合过程,培养学生的空间想象能力。
截交线、相贯线 传统教学中很多课时花费在截交线和相贯线的作图上,尤其是回转体组合相贯线的空间形状分析想象困难,教学效果不理想。利用SolidWorks软件可灵活逼真地讲解相贯体的种类、空间位置和截交形状。组合体的相对尺寸变化时会产生截交线和相贯线的变化,比如两圆柱直径比值的改变,会引起交线的性质、弯曲程度和走向发生变化,学生很容易观察到相贯线的变化趋势。通过SolidWorks软件,学生对实体的内部和外部结构能有更直接的认识和理解,使教师的教学更加轻松。
剖视图 剖视图是机械制图教学中机件表达方法的重点,利用Solidworks的工程图将三维零件模型自动生成详细的工程图,可完成各种形式的剖视图。教学中,在零件的三维视图下,以直观的三维旋转动态形式进行剖切,随时改变剖切平面的位置,全剖视图立即生成,能够促进学生对复杂零件内部结构的想象,激发学生的学习兴趣,取得较好的教学效果,这是传统教学或者课件无法实现的。
零件图 在三维数字化设计中,零件模型是产品整个设计周期的承载体。在零件图章节的教学部分,应将二维零件图和三维实体零件结合起来,充分利用SolidWorks的工程图功能,直接将零件生成基本视图、标准三视图、剖视图(全剖、半剖、旋转剖、阶梯剖、局部剖等)、断面图、局部放大图、尺寸标注等各种视图,有利于培养学生识读较复杂零件图的能力,为适应以后工作岗位的要求做好准备。这部分内容结合典型的实际零件图,进行三维实体造型,培养学生三维造型能力与工程应用能力。
装配图 讲授装配图时利用SolidWorks软件的装配功能,根据不同装配约束关系和位置要求,将一个一个零件装配成部件或产品。同时制作成的装配动画可以演示零件的具体装配过程,装配的爆炸视图和生成的爆炸线可以展示整个装配的位置关系和装配关系。这样可以使学生更好地理解装配图的工作原理,提高阅读装配图的能力。结语
将三维数字化技术引入机械制图教学中,实现教学方法的改革与创新,既可以改变以往学生学习机械制图过程中表现出的枯燥无趣现象,又能将学到的知识内容与机械行业生产设计与制造实际联系在一起,将现代计算机技术与课程基础知识有机结合,极大地提高了学生的学习兴趣和空间想象能力,同时提高学生三维数字化设计能力。实践证明,三维数字化技术的应用对教学质量的提高起到重要的作用。
参考文献
7.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇七
关键词:EWB,仿真,限幅,放大
EDA(Electronic Design Automation:电子设计自动化)技术,是一种对电子线路系统或芯片进行自动化设计与开发的计算机辅助设计技术。EDA技术的发展为电子系统设计和电子产品开发提供了全新的手段,也为电子技术人员的培养提供了全新的教学手段。EWB是EDA技术中常用的软件之一,是掌握EDA技术的入门基础。
EWB是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的专门用于电子线路仿真的“虚拟电子工作台”,Electronics Workbench软件,它可对模拟、数字及混合电路进行仿真,目前已在电子工程设计及教学等领域得到广泛的应用。
(1)如图1所示,体现了《电路分析基础》中的基本定律:欧姆定律和基尔霍夫定律,用在电压和电流的电量分析上,学习和应用者结合参考方向和分流、分压关系进行电路分析,与日常生活接洽,家用电器间多是并联的分流结构。
1)直观显示出各并联器件上电压相等、串联器件上电流相等。2)每一二端元件本身伏安关系符合欧姆定律。3)在12V直流电压源作用下,各电流满足基尔霍夫电流定律;闭合的绕行回路满足基尔霍夫电压定律。4)日常用电都是经过变压器变压后的220V,我家里的户内控制箱:总开关400V~、各分开关220V~。5)日常生活中用电高峰期经常遇到电压不稳的状况,当高功率的某电器超出额定值时,会发生跳闸现象。
(2)《模拟电子技术》中的二极管的限幅应用,利用的是二极管的单向导电特性,正向导通状态、反向截止状态。如图2为上限幅电路结构和波形,图3为下限幅电路结构和波形。现实中二极管主要用做限幅、整流、显示等,使用中注意辨别极性。常见的普通二极管和稳压二极管,通过外封装上的色环识别其阴极,在LED显示屏中常用的是红、绿、蓝三种发光二极管,引脚长正短负,从侧面看进去两引脚在内部结构中形状小的为正。
(3)《模拟电子线路》中的三极管放大电路,根据三极管的连接方式分为三种组态:共发射极、共基极、共集电极。因为三极管的非线性引起的失真,称为非线性失真。工作点的不合适将引起饱和失真和截止失真;输入信号过大,超出线性工作范围将引起双向失真。在实际应用中一定要选择合适的工作点,确保核心放大器件工作在线性区,可以不失真的放大信号。
如图4所示,共发射极放大电路可以放大电压信号,其输出端电压与输入端电压相位相反,大小之比大于1。在实际应用中,共发射极电路用来实现反相器或倒相器,多设计在中间级,体现信号电压放大。
如图5所示为共基极电路,输出电压与输入电压相位相同,多用在高频放大信号。
如图6所示为共集电极电路,输出电压与输入电压相位相同,大小接近,在输出级做射随器,用于功率放大和电流放大。
(4)常见仪器仪表中的正弦波(图7)、方波(图8)等波形发生电路。
1)正弦波振荡电路:
a频率与RC选频网络有关,根据公式f=1/(2πRC)计算得到近似为1592赫兹。
b输出电压最大值10.7V左右。c利用两个反向并联的二极管,保证输出波形正负半周对称,实现稳幅,借助并联的电阻,改善波形的失真。
2)简单过零电压比较器实现方波输出(图8):
a输出电压的大小与集成芯片的输出正向和负向饱和电压有关,且受到两个反向串联的稳压二极管的影响,导致输出限幅。
b输出只有两个状态,且在输入为零的位置上发生跳变。
(5)实验实践中常见的直流稳压电源。通过变压器将电网电压降压为需要的交流电;利用二极管的单向导电特性将正负半周交替出现的交流电变为单一方向下的交流电;采用电容滤波将单一方向下的交流电变为比较平滑的直流电压,如图9所示;借助稳压电路使得输出电压稳定。以下采用的是EWB升级版multisim2001实现的仿真。(图9)
(6)结束语:EWB是EDA技术中的常用基础软件,具有界面直观、操作方便等优点。通过电路仿真,可以熟悉常用仪器仪表的使用,基本指标的的测量与调试方法,进一步培养综合分析和开发、创新能力。
参考文献
[1]钟欣.基于EWB的电子电路仿真分析和设计[J].中国高新技术企业,2008,(11).
[2]王树昆等.EDA仿真环境的研究与应用[J].山东省青年管理干部学院学报,2006-01-10.
8.电子EDA技术及发展与应用 篇八
【关键词】EDA;电子系统;CPLD/FPGA;VHDL
1.引言
电子设计自动化(Electronic Design Aut-omation)的缩写即是EDA。EDA技术是把计算机技术应用在电子设计过程的一门技术,从而实现了电子设计的自动化进行,现今EDA技术已经广泛用于电子电路的设计仿真以及集成电路版图设计、印刷电路板的设计和可编程器件的编程等工作中。EDA技术是一门综合的学科,它代表了未来电子设计技术的发展方向,打破了软硬件之间的隔阂。
我们依据计算机辅助技术介入程度的不同,将电子系统设计分为以下三类:
1.1 人工的设计方法
此种设计方法从提出方案到验证方案等等均需要由人工来完成,并且方案的验证必须搭建实际的电路来完成验证。这种人工的设计方法缺陷在于:开销特别大,但是效率却极低,并且周期比较长,还有一点就是现在的产品不是单单靠人工就能够完成的。
1.2 计算机辅助设计CAD
1970年以来,计算机开始被应用于Ic版图设计以及PCB布局布线,后来发展为可对电路功能和结构进行设计,并且在原来的基础上增添了逻辑仿真、自动布局布线等等的功能。可以这么说CAD技术的应用取得了可喜的成果。但我们也不能过于乐观,因为各种各样的软件层出不穷,每一种设计软件只能够解决一部分的问题,这就造成了软件不能完全脱离人去设计,智能化程度不能够满足人们的需求。
1.3 EDA电子设计自动化
1990年以后是EDA时代的到来。伴随着电子计算机的不断发展,计算机系统被广泛的应用于电子产品的设计和电子产品的测试以及电子产品的制造等各环节当中。由于电子产品的性能不断提高以及精密度的增加,产品的更新所需要的时间越来越短。相应的,电子产品的设计和电子产品的测试以及电子产品的制造也必须跟上更新的步伐。同时EDA也是CAD向前发展的必然产物,是电子设计的核心内容。
2.EDA的基本特征
作为现今社会电子设计最前沿的技术,电子设计工程师可以通过EDA从协议、算法等等开始对电子系统进行设计,这样可以使计算机完成大量的工作,并实现了从电路设计以及性能分析至设计出PCB版图整个过程完全在计算机上实现自动化处理。EDA设计工程师采用从系统设计入手,对功能方框图进行划分以及对结构进行设计。设计工程师对系统硬件功能的完成需要依靠EDA软件和硬件描述语言。
另一方面,电子设计的仿真和调试是在高层次上进行完成的,这样做的好处是方便在初期发现一些错误,主要是结构设计上的,这样可以有效地减少设计资源的浪费,同时避免了做大量的逻辑功能仿真工作,使设计能够取得一次性成功。又由于电子产品日趋复杂,集成度又显著提高,现存的中小型规模的集成电路已经不能够满足我们的要求,这就导致了电子电路设计由小规模芯片转向了大规模甚至超大规模芯片,产生了具有高集成度和低功耗等功能的可编程ASIC器件。
3.EDA的应用
随着EDA技术的迅猛发展,EDA技术主要在以下两个方面发挥了巨大作用。首先,在科研方面的应用:
主要是应用仿真工具,比如PSPICE、VHDL等,利用这些工具进行电路的设计以及电路的仿真;还用虚拟仪器对产品进行测试;在仪器中应用CPLD/FPGA器件;从事一些ASIC或者PCB的设计等等,总之EDA技术在科研方面获得了广泛的应用。取得了显著地经济和社会效益。其次,在教学方面的应用:可以这么说几乎设置有电子信息这个专业的院校,无论理工科还是文科类的高校,几乎都设有EDA的课程,设置这门课程的目的在于,让同学们了解EDA的原理,能够学会利用HDL对系统逻辑进行描述,同时掌握用其进行仿真实验的操作方法,达到无论是做毕业设计还是以后参加了工作,都能够进行简单的设计。为此我国每2年举办一次大学生电子设计的竞赛,这也是在考察学生的EDA技术水平,可以这么说,EDA技术已经是电子领域里不可或缺的一门技术。
4.EDA的常用软件
EDA软件很多,大体上分为PCB设计软件、IC设计、电路设计以及仿真工具等,下面简单介绍在我国应用比较多的几个软件。
4.1 电子电路设计以及仿真工具
电子电路设计以及仿真工具有:SPICE、EWB等等。
(1)SPICE工具是由美国加州大学研发出的电路分析软件,由于其广泛的被使用,同时功能足够强大,被认为是国际上对电子电路性能模拟的一个标准,具有文本输入和电路原理图的图形输入两种功能。
(2)EWB工具是加拿大Interactive Image Technologic Ltd公司研发的电子电路仿真工具。这款软件可以提供多种类型的虚拟仪器,可以像操作实际仪器一样对其进行操作。并且软件可以提供的元器件种类繁多,器件比较齐全,它在功能上模仿了SPICE,但是没有SPICE那么多的分析功能。
4.2 PCB设计软件
PCB设计软件包括Protel、Cadence PSD、OrCAD、PowerPCB等等,其中Protel在我国应用最广泛,它是由澳大利亚Protel Technology公司研发的电路板设计软件。许多理工类高校都设有这么课程,而且电路公司几乎没有一个不使用它的,它能够全方位的对电路进行设计,并且Protel具有易于使用、界面友好等优点,电路设计和PCB设计是其最有代表性的功能。
5.EDA的发展前景
21世纪后,大规模的FPGA、CPLD器件的涌出,使得EDA软件持续更新,EDA技术取得了更大的发展。如果想参与世界范围电子市场的竞争,提高竞争能力,那么EDA技术是需要熟练掌握的,只有這样电子企业才能够生存和发展下去。
参考文献
[1]李雪梅,张建辉.电子EDA技术及发展与应用[J].乐山师范学院学报,2004(05).
[2]顾青华.谈电子EDA技术的应用与发展[J].信息与电脑(理论版),2010(08).
[3]王晓丽.可编程逻辑器件CPLD/FPGA的发展[J].科技信息(科学教研),2007(28).
9.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇九
课题组根据专业需要对康复治疗技术专业基础医学教学内容进行重新优化整合,增加了与运动和神经相关的学时,缩减了相当多的如生物化学、微生物免疫等课程的学时,使改革后的内容更加合理、科学,针对性增强。当然,基础医学知识点也相对更为集中,但其连贯性有所减弱。由于专科学生的自学能力不足,自控力较弱,相当一部分学生认为只要会操作就能上岗,过于重视专业课和实操课而轻视基础课,导致学生对理论知识的理解难度增加。鉴于此,课题组计划开展案例讨论课,用临床真实案例帮助学生巩固记忆,串联所学基础知识,并给学生一个查缺补漏的机会。该案例讨论课是被列于人体解剖学等基础课程之外的独立课堂,遵循教学内容与职业标准紧密衔接的原则,采用临床真实案例,学生提前进入病房,参与科室会议室模拟专家会诊,以案例答辩形式进行最终考核。该课堂在2012 级、2013 级、2014 级学生中分别试行,参与学生均表示讨论课使他们发现自己存在某方面的不足,提高了基础知识的内化吸收速度和程度,锻炼了他们综合分析和举一反三的能力,同时加强了团队协作能力并开拓了眼界。
一、案例讨论课的特色
( 一) 激发学生的求知欲
基础医学知识较枯燥并且抽象,该学习阶段开展临床案例讨论课容易引起学生的注意力和调动学生的积极性。生动的案例和实景查房给学生强烈的视觉冲击,条件允许时,学生对患者可以进行简单的问诊和康复评估,使其有机会接触常见的医患关系,培养其作为未来治疗师( 士) 的同情心和自信心。
( 二) 提高学生总结分析的能力
临床真实案例帮助学生巩固知识的记忆、串联所学的基础知识,给学生一个查漏补缺的机会。如在帮助一位强直性脊柱炎的患者康复的案例中,学生或许能够将之前所学的脊柱的结构、关节的运动、炎症的表现等相关知识点顺利地整理起来,然而关于纤维化和骨化、异常免疫应答这些相关知识点,学生可能已经淡忘或根本没印象,导致学生对该病的产生原因揣摩不透而影响康复治疗。因此,案例讨论课在学生明白其应该注意哪些知识的掌握方面产生了很大作用。
( 三) 提升学生知识迁移能力
学生在临床前期通常不具备扎实的医学基础和归纳问题的能力,讨论时容易反复纠结于一些表象而偏离讨论的主题。如果在讨论课前制定了明确的学习目标和讨论要点,课上由教师引导学生围绕核心知识点进行讨论,完成任务单。那么通过一次课堂讨论学生可以接触十多个相似病例,逐渐达到触类旁通,讨论课也同时训练了学生提炼问题和归纳核心信息的自我学习能力。同时也有助于教师业务水平的提高。案例讨论课对教师有极高的要求,他们必须认真设计、管理案例学习资源,并以恰当的方式提供给学习者,必须能够高度把握教学内容,针对学生的疑惑,具备准确、到位地解析和归纳的能力。
( 四) 提高教学效率和质量
教师的有效引导和适当的评估能提高讨论课的效率和质量。承担讨论课的教师必须具有“双师”( 教师和医师或康复技师) 资格,教龄在5 年以上。他们教学经验丰富,拥有较全面的医学基础知识和康复知识。
( 五) 提高考核效率
讨论课的考核评估与传统的笔试不同,除了课上得分和平时任务单的得分之外,采取研究生答辩方式,现场抽签分析典型案例,回答考官提出的相关问题。这样的评价效果更加客观新颖,学生3 人一组参加最后答辩,在提高考核效率的同时也激励了组员之间的团队协作精神。
( 六) 促进课程的整合和优化
案例更新及时。康复治疗技术不断在发展,人们的康复理念在发生变化,康复设备也在逐年更新。因此,对临床案例的收集整理也是年年更新,紧扣专业特色。更新案例可对我校的课程体系改革和教学内容整合和优化提供及时的反馈性信息,推进深一步的改进。
二、案例讨论课内容的设计
案例讨论课是一门独立于“康复治疗技术专业基础课程”之外的课程,与基础课程基本同步开设,学生有机会接触患者,参与讨论相关案例,因此属于实践课的范畴。讨论课案例的选择尽量保证其全面性、典型性及真实性,同时考虑现阶段学生的知识结构和接受能力,以康复科、疼痛科、骨伤科案例为主,全科案例、心理咨询室案例为辅。所选案例既能充分调动学生的学习兴趣,又能贯穿基础理论知识的重点与难点。基础医学各教研室根据课程标准共同进行筛选、整理、加工出主题案例,同时注意体现整个治疗过程的细节。每个主题案例的提示问题基本囊括讨论要点,数量为5 的倍数,设计紧扣核心知识点,富于启发性和实用性。如右侧股骨开放性骨折导致的外伤休克术后康复案例,解剖学可以问股骨的结构、血管神经走向,组织学可以问骨痂的形成特点,生理学可以问微循环的特征,微生物学可以问感染容易由哪种病原菌引起,病理生理学问休克的特点,影像学可以问下肢X 线、血管造影检查结果等。也可以出现跨学科的、有一定难度的问题,但不要太多以避免打击学生的积极性。整理好的病例统一收入校本教材“案例讨论课”中作为主题案例,每年更新一次。学生的每次讨论课设置1 - 2 份主题案例,另外的随机案例视病房当时情况而定。
三、案例讨论课的实施
( 一) 开设时间
基础医学课程一般在第一学年开设,案例讨论课的开课时间为第一学年下半学期,持续到基础医学课程全部结束或延长至专业课开课,随意性较大。这样做的目的一方面为了保证学生有一定的知识积累,另一方面能及时巩固所学内容,减少遗忘,同时在基础课与专业课之间起到良好的衔接作用。讨论课随意性较大,同时也要考虑到学生数量、师资设备的分配等问题。
( 二) 开设地点
案例讨论课开设地点由教室转移到我校附属医院病房、康复训练大厅或作业治疗室等地方,会议室至少能够容纳30 人,设有书写板和多媒体系统。学生在每次上课前20 分钟随主治医师或康复治疗师查房,查房目标明确,只针对本次讨论课的主题进行。学生查房时认真听,注意记录,在患者允许条件下可以进行简单的动手操作。此举使学生有了当治疗师的感觉,由意境转化成角色,产生了巨大的教育感染力。查房后在会议室集合,分组讨论,最后教师总结讨论结果并下发任务单。
( 三) 组织形式
案例讨论课没有固定的学时,只要将“案例讨论课”中的主题案例讨论完即可。每堂课时间为45 分钟。每个讨论组固定学生30 人,教师1 人,5人为一固定小组。讨论课不计考勤但不允许迟到和早退。每次讨论课由教师制定明确的学习目标,在课前一周将主题案例及提示问题共同发至讨论组群邮箱,学生自行下载并熟悉案例。要求学生对患者的症状、损伤程度、发展过程及康复方向进行推理判断,写出发言提纲。可以查阅相关教材和资料,组内成员也可以相互交流或请教专家学者。前半节课每小组代表对提示问题进行抽签发言,其余组员自由补充。由带教教师对该组成员的问题回答情况进行打分,其他小组的同学如对发言的结果提出质疑,并就自己的讨论结果提出看法,教师可根据其回答情况对该组适当加分。该激励措施往往使学生的讨论课气氛活跃,各持己见,甚至达到针锋相对的局面,此时,教师只需控制课堂秩序,不必详细解释原因。后半节课主要讨论查房时见到的随机案例,同时就之前未达成一致结论的问题进行深入讨论,指导教师适时参与其中,帮助学生理清思路,巩固所学知识。最后教师进行总结并下发任务单,总结的关键在于对主题案例的总体理解与把握。任务单是每位参与讨论的学生课后提交的一份有关讨论结果的`综合报告( 针对每个主题案例的发病机制) 。案例讨论课的成绩计入平时成绩中,最终整合入每位学生的期末总评成绩。
( 四) 考核方式
案例讨论课的成绩组成包括: 课堂回答问题得分,任务单得分和案例答辩得分。该课程的目的在于帮助学生进一步掌握所学基础知识的同时拓展其知识面,因此,考核的重点在平时,每次课的回答问题情况占总成绩的50%,任务单的书写情况占30%,最后的答辩得分占20%。今后计划将案例讨论课的成绩列入实习分配的参考范围中,优先考虑安排表现突出的学生进入三级甲等医疗机构实习。
四、案例讨论课的效果评价
首届案例讨论课在2012 级康复专业学生中开展,针对其课堂效果,组织了三次专家座谈会,大部分教师或治疗师对这种案例讨论课持满意态度,也提出了一些不足之处。比如: 不计考勤减少了对学生的约束力,课前查房有时会因为病患原因而拖延时间,学生底子薄弱对于一些有难度的提示问题往往避而不答,等等,但这些缺陷是可以弥补和逐步改进的。同时在开设案例讨论课的学生中展开问卷调查, 97. 1%的学生对讨论课非常满意,100%的学生认为其生动有趣,明显调动了学习的积极性,83. 5%的学生认为讨论课提高了自己总结、归纳知识点的能力,同时自学能力大幅度提高,62. 9% 的学生赞同讨论课增强了其团队协作意识, 49. 8%的学生认为讨论课可以提高自己的创新能力,92. 6%的学生认为此类课堂有设置指导教师的必要,除了2. 4%的学生认为没有开设讨论课的必要,其余学生均表示希望增加讨论课的学时。
五、展望
10.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇十
1、构建食品加工技术专业实践教学体系的指导思想和基本思路
1.1指导思想
加强实践教学,应建立一个相对独立的实践教学体系。建立实践教学体系,并不是忽视理论教学,更不是削弱理论教学,而是从根本上理顺整个教学体系中理论教学与实践教学二者之间既有相对的独立性,又是密不可分的一个整体的关系。它们之间决不是主体与从属的关系,必须根据培养规格和培养目标的要求,明确各实践教学环节的教学目的与要求,摆正其在教学过程中的作用和位置。
1.2基本思路
构建食品加工技术专业实践教学体系的总体思路是:把实践教学与理论教学置于同等重要的地位,根据人才培养目标要求,围绕素质、能力培养,以实践技能训练为目标,以实践教学内容体系改革和实践教学环节的合理时空组合为中心,以实践教学管理体系改革和实践教学条件体系的完善做保证,形成一个相对独立、整体优化并与理论教学有机统一的食品加工技术专业实践教学体系。
2、食品加工技术专业实践教学体系的主要内容
2.1实践教学目标体系
该专业实践教学的目标是:通过系统的实践训练,强化理论教学内容;训练基本专业技能;加深对专业、行业、社会的认识。通过实践教学过程,使学生完成从感性认识到理性认识、再从理性认识到实践的飞跃。
实践教学目标体系包括:认知目标、技能目标、思想品质目标。
2.2实践教学内容体系
该专业实践教学内容体系包括:劳动课系列、认知实习系列、课程实验教学、课程综合实习、毕业顶岗实习、专业技能训练等,社会实践报告《食品加工技术专业实践性教学体系的研究与应用》。
认知实习是实践教学的前期感性认识阶段,包括专业劳动和社会实践活动。可由专业教师指导,安排学生到食品厂劳动,在第一学期的某个生产季节安排1~2周时间。集中和分散进行均可。社会实践活动安排在寒暑假进行,可进行社会现象、食品行业发展状况及人才需求调查,了解社会经济发展、食品行业生产、企业经营状况等内容,增加感性认识,稳固专业思想。
专业技能训练,一般安排在专业课开设的第二、三学期,可分模块,在专业课教师或食品厂技术员指导下进行,同时与食品检验工、营养师等考工相结合。
课程综合实习,一般安排在第四学期,此时绝大部分专业课已经开设,学生已经具备了一定的理论水平。毕业顶岗实习,一般安排在第三学年,这样既能锻炼学生的实践动手能力,又可为学生将来的就业作好铺垫。
2.3实践教学管理体系
实践教学管理体系主要包括:实践教学内容管理、实践教学运行管理、实践教学质量管理等。实施过程中责任到人,实行目标管理。
2.4实践教学条件体系
实践教学条件体系包括:实践教学的师资队伍建设、实践教学的课程教材建设、实验室的课程实验条件或单元操作的实验条件、校内教学实习基地的建设情况、校外实习基地的情况等。
3、实现实践教学体系的主要措施与手段
3.1修订培养方案,优化专业课程设置
11.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇十一
关键词: EDA实验教学综合性实验应用
中图分类号:G4 文献标识码:A文章编号:1673-9795(2012)1(b)-0000-00
1 引言
实验教学是高等教育中重要的教学环节,有非常重要的地位。而提供多种综合型、设计型和创新型的实验内容及全开放的实验环境是研究型大学培养高质量本科生应具备的条件。电子信息类系列课程是电类专业学生极其重要的技术基础课和专业课,这些课程的实验能否有效高效开展,对电类专业学生的高质量培养起至关重要的作用。因此要在电子信息类系列课的实验教学中处理好传授知识与培养能力的关系,把重点放在培养学生能力和提高学生科学素质上。[1]
现今EDA技术已成为电子技术类课程的重要组成部分。它是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言HDL完成设计文件,然后由计算机自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术对于电子技术基础类课程的理论和实验教学意义巨大。
2 已有的成果基础
广州大学松田学院作为教育部“使用信息技术工具改造课程”项目中的《EDA工具提升电子信息类基础课程质量》项目的参与院校,已在09级电子信息工程、电气工程及其自动化等专业的《数字电子技术》和《EDA技术与应用》两门课程中采取了应有措施,使两门课程有机结合起来。在《数字电子技术》的教学中融入EDA技术,让学生能更好更快的掌握数字电路的分析和设计方法,注重理论与实验教学的交叉结合,在掌握理论知识的同时,能结合实践进行具体的应用。理论与实践紧密结合,能极大提高学生的实践能力。通过该项目的开展,学生在掌握EDA设计数字电路和数字系统方法的同时,也培养独立设计能力和一定的创新能力。EDA在数字电子技术课程的教学发挥了其优势,培养了学生的学习兴趣,提高了学生的实践能力和创新能力。
3 存在的问题
(1) EDA仅在数字电子技术课程教学中起到了相应的作用,存在局限,因电类专业存在多门课程,怎样在多门课程中体现其作用,是现在教学中不能忽视的问题。电类专业基础课和专业课之间的衔接与联系在教学中不紧密,各自形成虽完整但相对封闭的知识体系。我们注重学生动手能力的培养,在课程中加强实践性教学环节,每一门课程的实践性教学环节部分彼此之间却较独立并缺乏有机衔接。因而整个课程体系的理论课程体系的系统教学并未形成,实验课程体系的系统教学也未形成。学生在学习过程中,就会觉得所学的知识没有系统化,整个专业的知识体系结构无法形成,因而学习方法和学习兴趣方面都难以提高。
(2)另外,在实验实践教学体系中,所设的几门设计课程之间也相对独立,没能有机结合。《电子技术与工艺课程设计》、《EDA课程设计》、《单片机原理与应用课程设计》等实践课程没有完美衔接,使得学生在课程设计过程中产生混淆,不能完全掌握和理解这些课程的作用及其联系与区别,在一定的程度上限制了学生学习兴趣和实践能力的提高。
4 解决的思路與方法
4.1思路
电类专业课程体系各自完整却相对封闭,但都有实验教学环节。可针对此特点,通过有机组合将这些课程的实验环节等较独立的课程衔接起来构成完整的知识系统。在《EDA技术与应用》课程中,学生学会电子电路的设计方法,可设计出满足实际要求的功能电路;然后在后续的《电子电路CAD》课程中,将先前课程中设计的电路,通过PTOTEL软件绘出原理图并设计出PCB板,最后安装元件焊接,完成电路板的制作;另外在《单片机原理与应用》中,学生又学会用单片机实现电路设计,这时可让学生将原来课程中设计的电路改用另一方式来完成设计;还有的其它一些课程同样涉及到控制芯片这一内容,但都需要外围电路然后构成一个完整点电路系统,这个电路系统最后做成PCB板都可以用EDA技术中的电路板制作方式或PROTEL软件中的方法。将多门课程的知识内容综合应用,在实验教学中增加综合性实验或者创新性(设计)实验,提高学生的实践动手能力和创新能力。
4.2 操作方法
(1)将思路应用于实际教学的过程中,笔者与一线同仁多次开展讨论会,讨论如何安排每门课程实验环节的内容,一定要将相关课程的实验实践环节紧密联系起来,不能像以前那样相互之间无衔接、各管各的,先上完课程的实验内容一定要紧接着下一门开设课程的实验内容。笔者及同仁已经针对这一项内容组织开展了多次研讨。在2009级的《EDA技术与应用》课程上课之前,学院科研课题《基于EDA的电类课程实验教学改革的研究与应用》的课题组成员(即相关课程的教师)进行了第一次讨论;在对《EDA课程设计》任课教师下达设计任务前,开展了第二次讨论;在《EDA课程设计》完成后开展了第三次讨论。在后面其他课程的教学进行中还将多开座谈会进一步展开讨论与研究,以结合多门课程确定综合性实验的项目内容。
(2)在教学过程中将讨论研究的结果应用于实际的实验教学环节。迄今为止,整个研究课题中涉及到《EDA技术与应用》(含有实验)和《EDA课程设计》两门课程已在2009级的电子信息工程和电气工程及其自动化两个专业中完成了相应的教学。在《EDA技术与应用》课内实验中的涉及到的电路和系统的以及《EDA课程设计》中学生自己设计的电路系统都将作为后续课程《电子电路CAD》和《单片机原理与应用》等的实验环节的内容来让学生做实验。如在EDA课程课程设计中设计交通灯控制系统,该设计一般采用层次化设计将VHDL和图形设计相结合来完成,最后可通过软件进行功能和时序仿真最后编程下载已形成器件和电路系统;前面过程完成后可在电子电路CAD课程中利用PROTEL 99 SE软件绘出整个系统的原理图然后设计出相应的电路板(PCB板);最后学生还可动手将相应的PCB板做出来再到实验室进行硬件调试。同样,一个交通灯控制系统学生也可在单片机原理与应用的课程设计中利用单片机来完成相应的的设计最后也可以制出整个系统的电路板。
参考文献
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12.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇十二
随着科学技术的发展,各种电子产品的出现,极大丰富、满足了人们的生活内容。电子产品的大规模普及,与EDA技术有着密切关系,作为一种先进的电子产品设计技术,利用编程语言,对硬件进行描述,在设计过程中,直接修改编写的程序,利用计算机模拟,不需要取得硬件电路的支持,就能实现设计功能。EDA技术的出现,不仅极大的缩短了电路设计和系统设计的研发周期,更节约了研发成本,通过编程语言,实现硬件功能,大大降低了电子产品的研发经费。目前,EDA技术,已经成为现代电路与系统设计中重要的技术之一,为电子产品的发展,做出了贡献。
1 EDA 技术概述
如今,EDA技术的应用越来越广泛,涉及电子信息多个领域,对于社会发展,起到了重要作用。EDA技术作为一项从现代电子系统发展而来的设计技术,经历了若干次变革发展。EDA技术是随着电子计算机发展而来的,与电子计算机的发展联系紧密,通过电子计算机,搭建EDA工具平台,用编程语言实现硬件描述。在EDA工具平台上,使用编程语言,可轻松实现电路的各项功能,自动完成逻辑优化、仿真等功能。EDA技术最大的特点,就是利用软件方式,实现系统硬件功能。
EDA的开发设计工具,市场上种类繁多,各有其相应的优缺点。目前,市场上较为流行的是AItera公司提供的开发集成环境QuartusⅡ,作为一种与结构无关的开发设计环境,为广大开发者,提供了极其便捷的使用环境。利用开发集成环境QuartusⅡ,能轻松满足EDA设计中的所有流程,而且,由于其良好的设计,多平台设计环境,给特殊的电子设计,提供了基础保障。在EDA设计中,常用的硬件描述语言分别是VHDL和Verilog,相比较而言,VHDL更为常用。VHDL语言,描述功能强大,能实现电路行为描述和系统描述。而且,VHDL语言理解容易,学习难度小,降低了开发设计的门槛。
EDA技术的设计方法,是一种自顶而下的设计方法,基于硬件描述语言实现设计。自顶而下的设计方法,从系统需要实现的功能入手,进行模块的划分和结构设计,使用硬件描述语言对系统行为进行描述。设计人员在电子产品设计中,可以将芯片能否实现的问题,暂不考虑,而将主要精力放置产品研发阶段。因为EDA技术可以进行模块划分和结构设计,所以,在实际的设计工作中,可以将研发任务并行分配,对于提高研发工作效率,有着重要意义。
当前,随着社会的飞速发展,各种新技术和新工艺层出不穷,而且,因为社会的发展,人们需求变化加大,电子系统的设计越发复杂,要求也不断提高。因此,原有的电子电路设计方法,已经不能满足设计需求,而EDA在电子设计方面的优秀表现,给电子设计发展,带来了良好机遇。如今,EDA技术已经在逐渐取代原有传统的电子设计方法,促进了电子电路和系统设计的发展。
2 EDA 技术在现代电路和系统设计中的应用和实践
现代电路和系统的设计工作,需要充分利用EDA技术,通过其强大的功能平台,使用硬件描述语言,完成设计工作。当前,ISP技术与器件,是一种新的电路和系统设计技术,其显著特点在于,ISP硬件灵活程度高,软件修改易实现,代价小。
2.1 ISP 技术特点概述
在电路设计过程中,具有灵活多样的输入方式,可以根据不同需要,进行不同输入,包括原理图输入、VHDL或Verilog输入等,满足多种输入方式,提高了设计速度。在设计工程中,电路系统功能仿真和时序仿真,方便、快捷,可以迅速把已经完成的电路设计,下载到相关器件中去。而且,ISP技术能够实现软件重组,根据所需功能,在系统内部进行编程。先进的设计方法,不能仅仅停留在实验室,ISP技术的实现,对于大规模生产制造,有重要意义。先进的E2CMOS工艺,给ISP器件带来了极其显著的特点,功耗低、密度高,已经书写完成的程序,可以进行擦除,重新编程,而且信息保存质量高。这些特性,都能给ISP技术在未来的发展,提供充足动力。ISP技术,已经在计算机硬件、多媒体图像、电子测试仪等方面,得到了广泛应用。
2.2 运用 ISP 技术进行电路和系统设计
一般的设计流程,首先需要完成电路和系统的层次化设计工作,之后,产生图形输入和文本输入,利用ISP设计软件,开始完成设计工作。以Lattice公司的设计软件为例,描述设计过程。在完成层次化设计、确定输入文本和图形之后,在软件中建立一个新项目,选择好容器,开始进行编译仿真。如果所得结果与设计目标一致,说明设计逻辑是正确的。然后,完成相关器件的管脚分配,重新进行编译,至此,完成设计工作。如果在编译仿真阶段,出现结果与预期结果不相符,说明层次化设计阶段,存在问题,导致文本和图形输入不正确。遇到这种情况,需要设计人员根据设计需求,重新进行层级化设计,重复上述过程,直到编译仿真的逻辑正确。
3 结束语
13.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇十三
关键词:虚拟仪器技术;学导式教学法;教学改革
中图分类号:g642.0 文献标识码:a 文章编号:1002-4107(2016)02-0004-02
虚拟仪器技术是电气工程、自动化、计算机应用等领域的一项新兴技术,目前已经得到了广泛应用,并正在快速发展之中。为了帮助学生掌握这一新兴技术,现阶段国内高校理工科学校以及部分医学院校都普遍开设了相关的课程。
从2010年开始,空军工程大学将虚拟仪器技术相关知识纳入到了课程知识体系中,并从2012年开始,单独开设“虚拟仪器技术及应用”课程。根据人才培养方案,学校将“虚拟仪器技术及应用”课程定位为一门各专业通用专业基础课、工具课,一般在三年级下学期或四年级上学期开设。经过前面基础课程的学习,此时的学生对专业方向有了较为深入的了解,并具备基本的专业知识,教学效果应该不错。然而,我们在课程教学过程中却发现教学效果并没有达到预期目标。通过与学生的深入沟通,我们认为其原因主要有以下几方面。第一,学生对课程学习目的不明确,没有认识到所学知识对培养职业能力的重要作用。第二,学习内容偏向软件知识,对硬件系统搭设重视不够或者有意回避。第三,教学形式上,仅有部分学生能主动参与到教学活动中,学习积极性没有得到充分调动。第四,由于学时限制,要求在短时间内系统地传授知识,加之没有区别不同的教学目标,造成部分学生在面对大量新知识时无从下手,甚至畏难放弃。以上问题直接影响到学生对虚拟仪器技术的掌握,影响到教学目标的实现,有必要及时解决。
通过进一步讨论分析,参考其他课程的改革经验[1-4],我们认为解决上述问题的关键在于对教学活动进行改革,激发学生的内动力,提高学生学习兴趣。为此,在教学过程中,我们根据课堂教学及实践教学两大环节特点,对教学组织及教学内容进行了一些改革,引入了新的教学方法,改革了课程教学内容,重新设计了实践教学的组织形式,通过多种手段,锻炼学生的实践动手能力,培养学生分析问题和解决问题的能力,养成自主学习习惯,从而全面提高学生的综合素质。通过本文所介绍的方法,学生的学习积极性得到了明显提高,学习效果得到了显著提升,效果显著。
一、引入新的教学方法
根据“虚拟仪器技术及应用”课程特点,参考其他课程的实践经验,我们引入了“学导式”教学法[5-6]。将整个课程教学分为课前预备、学生自学、集中解惑以及演练交流等环节,通过各环节之间的有机配合,构成了课程教学闭环。根据各环节的任务及特点,分别明确了教师、学生在不同环节中的主体地位、任务以及教与学的方法。具体有以下一些体会。
第一,牢固树立以学生为教学主体的理念,并在整个教学活动中坚持;在教学准备中应该从学生的实际学习情况入手,进行精心准备,在教学过程中应充分发挥学生自身作用,帮助他们实现自我完善、自我突破。
第二,在教学准备过程中,教师除了完成常规的课程内容准备外,还要进行资料文献收集整理、自主实验组织、学生大作业辅导检查等其他工作,教师的工作量会有较大的增加。
第三,采用学导式教学法对教师的能力素质提出了较高的要求,由于绝大部分的教学时间都是以学生为主导,教师无法开展预先准备,这就要求教师的基本功扎实,对相关领域的知识掌握充分,具备驾驭课程教学的能力。
二、革新教学内容及目标要求
作为一门正在快速发展之中的新兴技术,虚拟仪器技术的教学内容对于学生来说比较新颖,在短时间内系统学习具有一定的难度。此外,作为一门工具课,如果只单纯介绍虚拟仪器技术本身知识,可能会造成学生为了学习而学习,降低学生学习的主观能动性,不利于培养学生的专业能力。为此,必须对课件教学内容进行革新以适应学生学习需求。主要做法包含以下几个方面。
(一)注重课程间的联系
帮助学生理解虚拟仪器技术在其他课程中的应用以及对于培养专业能力中的作用,及早建立较为全面的专业知识框架。在教学过程中加强对虚拟仪器新技术、新系统、新应用的介绍,加强对日常生活中的应用的介绍,提高学生对虚拟仪器技术的感性认识,激发学生学习兴趣。此外,还注意加强对虚拟仪器技术在任职岗位中应用的介绍,使学生提早了解在今后岗位中虚拟仪器技术的应用情况,帮助学生迅速明确学习目的,提高学习内动力。
(二)设置多层次的课程学习要求
将课程学习目标分别设置为:初级:具备基础虚拟仪器编程能力,会读虚拟仪器程序,理解程序所实现的功能以及系统实现思路;中级:会利用虚拟仪器技术实现软件或硬件功能模块,理解系统设计目标,会具备根据系统目标自主完成模块设计、模块调试、模块交付等工作;高级:会根据任务进行系统整体设计,相对自主进行系统设计、任务分工、系统集成等工作。
在教学实践中,学生的选择出现了较为明显的纺锤形分布,即大多数学生选择第二级目标,其他两种目标选择的人较少,说明大多数学生对自己有准确的定位。通过设置上述三个层次的目标允许学生根据自己的整体目标为本门课程的学习设置不同层级的学习目标,根据学生的不同特点,分别为每种层次规定了明确的教学内容以及能力目标,使每一个学生都能找到适合自己的学习目标,避免了由于设定不切实际的学习目标而导致的学习兴趣不高的问题。
(三)构架模块化教学内容体系
按照教学内容之间的相互联系,将内容分为软件、硬件两大部分。在软件部分,设置了程序结构、数据操作、文件操作、图形展示、数据通信等知识模块;在硬件部分,设置了仪器控制、数据采集、硬件系统调试等知识模块。按照学生的认知规律,由易及难,从局部到整体。在教学过程中既强调知识模块之间的相互关联,又注意知识模块之间的相互独立,适当地对所用的其他模块知识进行回顾,避免由于没有掌握一个知识模块而影响到整个课程的学习。
三、实践教学环节
第一,将课程实践条件建设放到学科专业条件建设的大局中。实践条件建设水平的高低,直接决定着本课程的教学效果。为了解决实践条件建设问题,我们积极参与学科专业条件建设工作,将虚拟仪器技术思想贯穿于实验室建设整个过程中,搭建了从信号源到数据分析的完整的实践链条。极大地改善了教学实践条件,激发了学生的学习兴趣。
第二,针对学时数偏少的实际,将实践环节向实验室以外进行扩展。为了充分调动学生学习积极性,自觉将课外时间用于课程学习,我们自筹资金10万余元采购了便于学生使用的ni elvis以及mydaq套件,配置了方便携带的标准信号源,使学生能够根据自己的时间灵活安排,做到随时随地开展课程实践活动。此外,对于一些价格便宜的器件,有意识地安排学生自行购买,培养学生器件选型能力,同时也促使他们珍惜实践机会,提高实践能力。对于教师来说,需要注意加强与学生的课后沟通,及时了解学生的实践学习情况,对一些共性问题在学生集中时及时讲解。
第三,强调在实践环节中培养学生的自主学习能力。改革课程考核方法,将重点放到考核学生解决实际问题能力上。在学生具备虚拟仪器技术基本知识后,及时引导学生从日常学习、生活中寻找力所能及的、能够利用虚拟仪器技术加以解决的问题,以解决这些问题为目标,在教师的帮助之下,相对独立地完成形成研究小组、完成任务分工、制定解决方案、查阅相关资料、采购设备器材、搭建硬件系统、调试软件程序、展示研究成果等环节。在实践中锻炼学生解决实际问题的能力,培养自主学习习惯,品尝解决问题的快乐,激发学生学习的主动性。
在“虚拟仪器技术及应用”课程教学过程中,我们引入了适合于教学内容及教学对象特点的教学方法;对课程内容进行了优化,设定了不同层级的教学目标;充实了实践环节重视培养学生的主动性、创造性。除了上述三个方面的举措之外,我们还采取了加强课程互动设计,改革了课程考核评价方式,充实了教辅资料等措施共同推进课程教学。
为了验证教改效果,我们在两个教学期班共106名学生中进行了问卷调查。其中,有90%的学生认为课程教学目标符合学生实际,有86%的学生表示积极参与了课程学习,有82%的学生表示基本掌握了虚拟仪器技术。对比改革前的结果,均有较大幅度的提高,表明学生对教学改革措施普遍接受,学生学习内动力受到了激发,教学效果得到了显著提升。
14.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇十四
课题
——2011年7月-2013年4月第二阶段工作计划
一、指导思想
现代化的教育手段能够帮助学生打破课堂的束缚和课本的限制,教师在设计课堂教学的时候可以充分利用形象、直观的多媒体现代化教学辅助手段,加大课堂容量,优化教学过程,激发学生的兴趣,提高教学效率。教师可以共享农远精品资源,减轻一些课业负担。充分利用现代化的教育资源,是教学又一重要渠道。
面对未来,我们现在的教育更提倡开启和增强学生的主体意识和创新能力,培养和发展学生的能力,塑造和弘扬学生的人格。信息技术具有资源共享等功能,为学生提供多感官与学习活动,从而拓展了想象力,开拓了学生的思维能力和创造能力,培养了学生自主学习能力。通过以前的实践反思特制定新一轮整合实施计划。
二、课题研究的目标
1、通过信息技术中的多媒体技术、网络技术,丰富初中数学教学的内容;改革的传统教学形式,构建高度交互的课堂教学模式;丰富教学媒体,使学生在轻松、和谐的教学环境下获取知识,培养学生自主探究学习的能力;培养学生的信息意识和信息素养,提高学生处理信息的能力;学生利用网络和信息资源进行学习,培养学生的合作精神、创新精神。
2.通过理论研究和教学实践活动,使自己能够系统地理解并掌握信息技术与初中数学课程整合的基本理论和基本原则,在理论水平和教学水平上明显提高,能够熟练运用信息技术进行课堂教学,提高教学效果。
三、研究的内容
1、信息技术与设趣激情、培养创新能力的整合。
(1)、信息技术与设趣激情的整合。调动学生的学习积极性、主动性、创造性,关键是创设情境,激发学生学习兴趣。现代信息技术以其本身的特有的功能而具备了趣味性的特点,对激发学生的学习兴趣有着极高的价值。利用信息技术的动画、图像、解说、文字、音乐等多种信息,能使学生通过电脑手段,观其境、闻其声、触景生情,充分调动了积极性、主动性,能更好、更快、更难地把握教学中的重点、难点。
(2)、信息技术与培养创新能力的整合。在数学教学中,学生创新能力包括学生自己提出问题,探索新规律,得出新结论,直至提出新理论的能力,培养学生创造性是创新教学的归宿。
2、信息技术与自主学习的整合。
开启和增强学生的主体意识和创新能力,培养和发展学生的能力,塑造和弘扬学生的人格。使学生成为教育活动和自身发展的真正主体,在未来的竞争中立于不败之地,信息技术具有资源共享等功能,为学生提供多感官参与学习活动,从而拓展了想象力,开拓了学生的思维能力和创造能力,培养了学生自主学习能力。在教学中体现学生自主学习,在合作中学,在实践中学。使课堂教学能充分地面向全体学生,广大学生在合作学习中互相关心,增进同学间的友爱,使学生不仅学会知识,而且学会做人,也使教师在课堂中成为学生合作的伙伴、讨论的对手、交心的朋友。
3、网络技术与学生学习方式的整合基于Eeb环境下的提供和信息技术的介入,优化数学课堂教学结构。利用计算机的网络管理特性培养学生的合作精神并促进高级认知能力的发展,开展合作式学习;利用计算机的超文本特性与网络特性的结合,培养学生的创新精神并促进信息能力的发展,开展探究式学习。
四、整合的措施方法:
主要采用行动研究法和经验总结法,辅之以问卷调查法、文献法、调查研究、探索实验等方法。以行动研究的方法为主,积极参与由校领导、教研组长、骨干教师、学生组成的科研群体,通过调查研究一提出问题、发现问题——制定方案——共同实施——阶段评价——补充修正——推进实施——终结评估等环节,稳步推进实验进程。注重研究实验的过程,在研究实验过程的每一个环节、每一个方面,都要善于发现和把握好新的问题,针对存在的问题,即时研究,寻求解决的办法,干字当头,积极实践,大胆探索,善于总结提高。
五、具体活动安排:
2011年10月——2012年10月
1、共同商讨并制定课题研究方案
2、组长、组员制订本学期的课题研究计划。
3、学习有关理论书籍,提高教师的教育教学水平。
4、开展问卷调查,了解学生对多媒体课堂教学的兴趣、态度、方法等。
5、对调查结果和学习水平测试进行了客观的分析。
6、在调查、测试的基础上,确定研究对象,对具有典型特征的学生建立个案登记表。
2012年11月——2013年1月
1、相关理论学习:如何在课堂教学中运用信息技术
2、课件展评
3、开展课件制作比赛
2012年2——4月份
1、成员上交相关的文章或论文、体会。
2、检查实验教师有关总结,做好评价工作。
3、课题阶段性总结。
4、总结本学期课题研究工作。
15.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇十五
一、电子技术实验教学存在的问题
在长期从事电子技术教学的过程中, 笔者发现学校原有的电子技术的实验教学存在着一些弊端和问题, 主要表现在以下几方面。
(一) 实验环节学时少
过去的电子技术教学一直是以理论教学为核心, 实验教学所占的学时非常少。以学校的计算机专业的学生为例, 在模拟电子和数字电子这两门课程中, 实验总共才占20学时, 所做的内容十分有限。
(二) 教师讲解内容过多、过细
在实验课中, 实验老师往往把实验内容、步骤、方法一一详细地讲给学生, 学生只要按照老师讲的按部就班地完成就行, 留给学生自己思考和创造的余地太少。
(三) 实验设备的局限性限制和影响了实验的内容和效果
传统的电子技术实验教学通常都使用专门的实验箱来完成, 学生所做的实验内容只能限于实验箱所提供的元器件, 在功能上很难进行扩展, 因此, 当学生想做一些实验课程之外的实验内容时, 在现有条件下就很难完成, 在一定程度上影响了学生实践动手能力和创新能力的培养。
(四) 实验教学与生产实际结合不紧密
实验教学内容没有或较少向生产应用延伸, 当学生走上工作岗位时会发现在学校所做的实验内容与真正的生产实际差距很大, 不能很快地为生产实际服务[1]。
为了解决以上在电子技术实验中存在的问题, 我们经过不断地探索、研究和实践, 在电子技术的实验方面做了大量的改进和创新, 也取得了一些明显的效果, 其中最主要的就是将EDA技术应用到电子技术的实验教学中。
二、基于EDA技术的电子技术实验教学改革
EDA即电子设计自动化 (Electronic Design Automation) , 它是以计算机和微电子技术为先导, 汇集了图形学、逻辑学、结构学和计算机数学等多种计算机应用科学最新成果的先进技术[2]。在我国, 由于EDA应用技术先进, 软硬件结合, 知识面宽, 实践性强[3], 几乎所有理工科 (特别是电子信息) 类的高校都开设了EDA课程的学习[4]。为了将EDA技术与电子技术的教学更好地融合到一起, 我们在多个方面也做了建设和改革。
(一) 基础设施建设
1. 硬件设施建设:
为了能更好地将EDA技术运用到电子技术的实验教学中, 我们首先建立了两个EDA实验中心, 配备了近百台性能先进的计算机, 并购进了与EDA教学相配套的实验箱, 学生在利用计算机上安装的软件和与之配套的实验箱可以完成由程序设计到硬件下载的全部过程。
2. 软件设施建设:
硬件设施只是基础框架, 要想真正学好EDA技术, 具备与之相配套的应用软件更为重要。现阶段, 国内流行的、市场占有率比较高的EDA软件主要有6种[5]。根据电子技术这门课程的特点, 我们主要选择了其中的三种软件:即Multisim、Max+PlusⅡ和QuartusⅡ。Multisim这个软件最大的特点就是给出了类型相对完善、实用性更强的虚拟电子库以及各种仿真仪器, 操作简单, 仿真结果形象逼真, 功能十分强大、实用。Max+PlusⅡ和QuartusⅡ可以完成电路的设计输入、编译仿真、编程下载等功能, 并且其设计输入具有多种方式, 可以满足不同层次的需求, 同时可以实现电路的时序分析, 实验结果简单、直观。
(二) 电子技术实验教学内容的改革和创新
在基础建设完善之后, 我们在电子技术实验教学的内容上也做了调整和改革。我们首先把实验内容分阶段、分层次地分成了三类, 使更多的实验适合在EDA实验中心完成。
1. 基础验证型实验。
这部分的实验内容所占比例较少, 主要是对理论教学中最基础的内容的一个测试:例如共发射极单管放大电路、集成运放的线性应用、基本门电路的功能测试等。这类实验的主要目的在于帮助学生认识常用的电子器件, 了解实验设备, 学会各种仪器的使用方法, 掌握电子实验的基本知识、实验方法和实验技能[6], 学会观察和分析实验结果等。
2. 训练提高型实验。
这部分的实验内容主要要求学生在具备一定的基础知识和操作技能的基础上, 能把所学的不同内容、不同类型的知识和电路有机地结合在一起, 形成一个相对完整的逻辑功能。这部分实验主要侧重于理论知识的综合应用, 其目的是培养学生综合运用所学理论知识和解决问题的能力。
3. 综合设计型实验。
这部分的实验内容主要是以学生自行设计为主, 教师指导为辅, 要求学生根据实验题目的设计要求独立地完成查阅资料、设计电路、选择器件、安装调试等任务, 分析实验数据, 并独立写出实验报告。这类实验的开设, 对于提高学生的实践动手能力、综合运用能力和创新设计能力有着非常重要的作用。
三、EDA技术与电子技术实验内容融合的策略
前面我们提到的是实验内容上的改革, 那我们如何具体做到将EDA技术更好地应用到电子技术的实验中呢?我们从多个方面入手, 加强EDA技术与电子技术实验的融合。
1.在正常实验教学中增大EDA实验的比例。以前我们所做的实验全部都是在实验箱上搭接完成, 现在我们将部分实验内容转移到计算机, 增大了EDA实验的比例, 让学生在正常的教学计划内就可以接触到两种不同的实验方式, 体会它们不同的特点, 得到不同的训练。
2.充分利用学生自身的资源和业余时间加强EDA技术的学习。要完成我们上面所说的内容, 单纯依靠教学计划内的几个实验是远远不够的。我们首先想到的就是充分利用学生自身的资源, 现在计算机在学生中十分普及, 几乎人人都有, 我们将常用的仿真软件推荐给学生, 让学生安装在自己的电脑中, 这样学生就可以利用自己的业余时间来完成一些内容, 以弥补课堂实验时间上的不足。
3.将实验内容延伸到电子实习、课程设计等实践环节。各个专业的学生在学期末都会有和理论教学相配合的课程设计和电子实习。在这些实践环节中都会安排专门的时间来让学生进行相关内容的EDA仿真测试, 因此学生可以把实验中学习的内容延伸到其他的实践环节中, 大大提高了学生的实践动手能力和理论知识的综合运用能力。
4.充分利用学校为学生提供的各种课外训练机会。学校为了给学生创造更多培养和训练实践动手能力的机会, 在学校设立了多种训练项目。例如国家级、省级、校级的大学生创新创业训练计划并且提供相应的资金支持。在教师的指导帮助和学生的共同努力下, 经过一段时间的学习和训练后, 学生在这方面的技能有了很大的提高。
近年来, 社会对大学毕业生的需求也发生了一些转变, 要求大学毕业生要具备更强的多学科的综合运用能力和实践创新能力。因此我们的教学内容和重点也要做相应的改变, 在今后的教学中我们还要不断地学习和探索, 不断地更新我们的教学模式和方法, 将比较先进和前沿的知识和技术融入和应用到教学实践中, 培养学生的自主学习能力、实践动手能力和创新能力[7], 使我们培养出来的学生具有更强的社会竞争力, 真正地做到为社会所需, 为社会所用[8]。
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16.基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用 篇十六
【关键词】EDA技术 立体化课件 自主学习能力 创新能力
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)12-0255-01
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,在20世纪90年代初从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。EDA(Electronic Design Automation)技术是现代电子设计技术的核心,它使得设计者可以利用硬件描述语言及EDA设计工具来完成对电子系统硬件功能的实现。该课程的学习,可以使学生掌握必要的EDA设计的基本知识、常用的EDA工具的使用方法、设计输入方法、硬件描述语言设计优化等,并具有应用这些知识进行电子工程项目设计的初步能力;同时,在实践的过程中也培养学生实事求是的科学态度,百折不饶的科学探索精神。
一、多媒体技术在EDA技术教学中的作用
EDA技术的物质基础是可编程逻辑器件(如CPLD、FPGA),这些器件可以通过EDA工具编程而对其硬件结构和工作方式进行重构,从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。传统教学手段无法充分有效地向学生展示EDA技术的核心,即硬件设计软件化的特点。而利用多媒体信息技术可以很好地向学生展示硬件设计软件化的整个过程,电子系统应用EDA软件设计过程中需注意的要点,设计的仿真结果可直接看到,设计综合后的硬件结构也可现场看到,这些都可有效地调动学生的学习积极性,促进学生学习能力发展,培养学生自主进行项目设计的创新意识,提高学生的创新能力。
二、EDA立体化课件的设计
课件考虑到跨平台支持,课件设计使用网页形式,可以轻易地支持windows、linux、mac系统。设计的立体化课件包括理论课课件、实验课课件、其它教学资源等几个部分。
1.设计的理论课课件主要包括4个模块
EDA发展及其设计流程模块。该部分模块主要包括EDA概述、EDA设计流程及工具、CPLD/FPGA结构与应用等部分组成。通过该模块的学习,主要使学生掌握EDA概念以及运用EDA技术进行电子电路设计的基本流程等。
EDA设计例程模块。该部分模块主要包括VHDL设计初步、QuartusII软件应用向导、VHDL设计进阶、宏功能模块与IP应用、状态机设计等部分组成。通过该模块的学习,主要使学生掌握VHDL设计电子电路的一般常用方法。
VHDL结构及语句模块。该部分模块主要包括VHDL结构与要素、VHDL基本语句等部分组成。通过该模块的学习,主要使学生进一步深入掌握VHDL程序的结构及其语法,为设计较复杂的电子系统做好准备。
电子系统EDA设计模块。该部分模块主要包括优化与时序分析、系统仿真、电子系统设计实践等部分组成。通过该模块的学习,使学生体会运用VHDL语言设计综合电子系统的方法,并具备应用这些知识进行电子工程项目设计的初步能力。
2.设计的实验课课件主要包括3个实验模块
EDA设计工具应用实验模块。该部分模块主要包括原理图输入设计实验、EDA软件应用实验等。通过该模块的实验,使学生掌握在EDA工具平台上应用原理图输入法、硬件描述语言输入法等手段进行电子电路设计的方法。
常用电路设计实验模块。该部分模块主要包括应用硬件描述语言进行组合电路、时序电路的设计实验等。通过该模块的实验,使学生掌握在EDA工具平台上运用VHDL语言设计常用电路的方法。
电子系统综合设计实验模块。该部分模块主要包括电子系统的综合设计以及EDA设计优化等实验。通过该模块的实验,使学生掌握在EDA工具平台进行综合电路设计的方法,并运用这些方法进行电子工程项目设计的初步实践能力。
3.其它教学资源
为了使课件能更大程度地辅助学生的个性化学习,利用学校提供的网络环境,将课件设计成网络化形式,并且增加了学习视频、EDA交互练习、EDA综合练习、EDA项目实例、师生在线交流等部分。通过设计这些教学资源,方便学生自学,学生可以根据自己的兴趣、根据自己的学习进度进行个性化学习。例如,学生可根据自己具体的学习情况,可随时在线打开课件进行查漏补缺;课件提供多个学习视频,学生可以按照自己的不同需要进行个性化学习等。将课件放在一个web服务器上,学生就可以轻易的通过浏览器访问,可以在线学习、在线自我测试和在线答疑等。
三、EDA立体化课件在教学中的应用
在教学中,应用EDA立体化课件,使用多媒体技术可以有效地解决传统教学手段无法充分有效地展示EDA设计的问题。例如,在讲解原理图输入设计方法中,采用传统方法难以讲清设计的流程,而采用EDA立体化课件可直观讲解,易于学生接受;在讲解VHDL语言设计中,采用传统方法学生难以在短时间内掌握VHDL设计方法,难以理解应用软件描述得到的硬件到底是怎样形式的,而采用EDA立体化课件可将设计方法、设计结果直观呈现,易于学生掌握。此外,通过实践性环节课件,使学生能快速掌握实验的各个步骤,更好地理解实验的目的,更好地培养实验能力。每个学生的学习能力不同,学习接受的进度也不同,而通过网络化课件有助于学生按自己的学习进度,按需选择,提高自主学习能力。
实践表明,将EDA立体化课件网络化后,学生在学习中遇到疑难,可以随时通过师生交流栏与老师、学生进行实时的交流,可以及时有效地解决相关问题;在完成了阶段性学习后,学生为了检验自己学习的成效,通过在线交互练习栏进行在线测试,这样能及时地查漏补缺;将已成功完成的EDA项目实例加入到网络化课件,有利于学生相互学习、共同进步。通过EDA立体化课件的建设及应用,有效地调动了学生的学习积极性,促进了学生自主学习能力的发展,培养了学生独立进行电子项目设计的创新意识,有效地提高了学生的电子设计创新能力。
参考文献:
[1]潘松,黄继业.EDA技术实用教程(第三版)[M].北京:科学出版社,2006
[2]刘昌华.EDA技术综述[J].计算机与数字工程,2007,35(12):49-53.
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