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电子设计竞赛下创新能力的培养

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大学生创新能力是其自主学习和职场发展的最大潜力所在,创新是企业发展的灵魂,日新月异的电子信息技术行业对从业者的创新能力更加苛求,如何有效培养和提高电子信息类大学生的创新能力是我们必须思考解决的一个重大课题。除了尽量以灵活多样的传统教学手段教授理论知识外,引导学生主动探索实践,开展多种形式的电子设计制作实训,特别是指导学生参加“全国大学生电子设计竞赛”,可以有效激发自主学习和探究解决问题的兴趣,培养大学生创新能力及协作精神。对高校而言,培养提高学生的创新能力是一个系统工程,应该从师资队伍建设、课程体系建设、实验实践设施、教育教学理念及组织管理等多个环节协调统一,综合实施。下面谈一谈我们从提高学生创造力出发,结合大学生电子设计竞赛来进行的一些教学改革实践。

1着力提高实验教师的业务素质和实践能力

教师的实验操作、分析、设计和解决问题的能力水平直接决定着大学生的相关能力培养,着力提高实验老师的业务素质和实践能力是提高学生创造力的前提条件。我校曾以师范类专业教学为主,电子科学与技术专业的教学一度延习了师范类教学“重理论、轻实践”的教育观念,把实验课教学当作一个辅助性环节,认为教师只要会使用示波器、信号源等通用仪表就可胜任实验课的教学任务。实际上许多实验课教师并不具备排查解决问题的正确思维,也不习惯于引导学生自主思考产生问题的原因及解决问题的思路,实验课教师的安排很随意。通过初期组织学生参加全国电子竞赛实践遭遇挫折后,认识到这种理念在实践性极强的电子技术教学领域不可行。实验课不仅仅是让学生学会仪器仪表的使用和满足于测量实验数据,更要紧的是要引导学生形成一种系统的概念,培养学生系统地分析问题、解决问题的思维习惯,以提高学生的自主工程实践能力。所有这些都不但要求实验教师应具备好的理论基础,科学严谨的实验思维,还要具备扎实的业务实践技能。为此,近年来我院加强实验教师队伍建设,努力让尽可能多的教师都参与实验教学,项目设计,参与指导学生的毕业设计,参与指导大学生设计竞赛等,切实提高了实验教师队伍的综合素质及业务能力。

2课程体系的调整与改革

为了适应国家关于我校向应用技术型大学的转型要求,建立能适应市场需要的电子信息科学教学体系,必须重新审视课堂理论教学与实验实践教学之间的关系,以期在学时分配,教师配置及教学设施配备方面达成最佳平衡。课堂教学和实验教学相辅相成,作为学生学习与掌握知识的重要手段,二者不可偏废。大学生的学习过程,是一个从认识到实践和再认识、再实践的复杂过程。课堂和实验室是获得认识和实践验证的两个最重要场所。由于多媒体教学设施和仿真软件的普及应用,教室和实验室的界限正在趋于模糊。课程科目及内容的设置,无须按部就班,目的是向学生高效地传授知识,手段完全可以灵活多样。无论在教室、实验室、在工厂、在网络上,只要能充分调动学生的学习兴趣,引导他们积极思考、主动探究、努力解决问题,从而变被动学习为主动学习,这就是我们想要的结果。鉴于大多电子技术的知识要通过反复的认识和实践过程才能提高和掌握,我院将《数字电子技术基础与逻辑设计》、《单片机原理及应用》、《电路设计与PCB制板》、《EDA工具开发及应用》等实践性较强的技能课程的开设学期前移,以使学生尽快进入专业实践类课程学习的进程。通过这些课程的学习和实训,学生初步掌握了电子技术的一些基本知识,但在完成一个电路系统设计时还存在很多需要解决的难题,知识结构还不够完备,有些知识没有完全理解,理论知识解决电路问题缺少历练。这就促使学生带着问题主动寻找答案,更加积极地学习后续理论课程,形成了踏实的学风和严谨的实践操作规范,增加知识量的同时积累了实践经验。举一反三,触类旁通,初步培养了学生的创造能力。

参加全国大学生电子设计竞赛的主要是大三的学生,之前他们比较系统地学习了电子系统设计的相关主要课程并接受了相关的实验、实训和操作实践练习,具备一定的理论知识储备和较强的实践动手能力。即便如此,参赛学生还是普遍缺乏系统性设计和制作一个大的电路系统的实际经验和训练,面对实际工程设计问题顾此失彼。为此,我们及时调整了培养方案,学生从大一就开始识别电子元器件、使用常用的电子仪器仪表。从大二开始,开设《电子线路综合设计》实训课,结合学生的兴趣,鼓励学生自主动手制作小的电路系统,提供专门的实验室及器件,有专业教师辅导,开阔了学生的视野,也激发了学习电路知识的兴趣,由简入繁。第四学期开设《EDA电路设计》课程,学生开始接触到最新的电路设计软件、新器件及电路设计方法,同步设置了设计实践项目,初步建立起学生的工程概念。在该课程的设计制作环节中,我们按照电子设计竞赛的要求将学生分组,从较简单的应用电路开始,要求每组学生完成数个难度递增的电路设计、制作与调试项目,并写出详细实验报告。同时鼓励学生思考用不同的方案来设计实现同一个电路功能,以开阔学生思维,学习探索新的电路知识,培养学生的创新能力。

3实验教学模式及内容的调整

教学模式是保证教学内容有效实施的必要形式。全面修改了以往的教学培养方案,调整培养目标。从夯实基本知识技能和提高应用设计创新能力的培养目标出发,以能力培养为主线,强化实验教学。建立起分层次、多模块相互衔接的科学系统的实验教学体系。改造传统的实验教学内容和实验技术方法,精选验证性实验项目,加强综合性、设计性、创新性实验设置。开展新型的适应学生能力培养、以教师为主,学生参与的科研课题。学生直接参与研究性课题,能对科研全过程有一个感性的认识,能够增强科研能力,同时也能激发学习热情,培养创新实践能力。鼓励教师实行多种实验考核方法和实验教学模式,以实验项目的形式,提高学生学习的自主性、协作精神及探究性思维习惯。改变传统的不同课程各自设置实验的教学模式,将实验课程优化整合为“基本型实验”、“综合设计型实验”、“专业创新型实验”三个层次。根据这三个层次,整合实验资源,制定新的实验项目和大纲,选定或编写新的实验教材等。使实验真正体现“基础性、综合性、实践性、创新性”的特点,充分调动学生的学习热情,培养和造就创新性人才。

4创新教育环节

紧扣学生创新精神和创新能力的培养,电子信息科学专业开设了“电子技能实训类”实训课,包括七个模块。设置了开放实验室供学生自主学习实践。开放实验室除了配备通用性实验设备外,还配备了计算机、单片机开发箱、DSP实验板等设备。学生自主选择一个有新意的电子系统制作课题,在教师的指导下完成设计、制作过程,最终提供规范的开题报告、设计报告及制作实物。实训课以学生为主体,课堂形式灵活多样,讨论、交流、讲座、答疑等。项目下达后,兴趣引领着学生学生充分利用课余时间,努力学习钻研,排障解难。除了利用所学知识解决实际问题外,还能自主搜寻查阅相亲相关资料,触类旁通,选择最佳解决方案。从模仿到创造,从依赖到独立,从被动接受项目到主动提出项目,很好地培养了学生的创新能力。

5以电子设计竞赛要求为导向,整合教学体系、培养学生综合的电路设计实践能力

我校自2005年开始参加全国电子设计大赛本科组的竞赛以来,初期成绩很不理想。通过及时调整教学体系,以全国电子设计竞赛对学生技能素质的要求为导向,有针对性地调整了理论教学及实践教学体系。在系统进行电子技术课程教学的同时,结合学生兴趣引导部分学生侧重于某些实践性强的电路系统的设计制作训练,夯实各个设计制作环节的知识储备,明显提高了学生主动探索的学习精神和学习动力,使部分学生的制作实践能力迅速提高。与之相应,近年来我院学生有2个队获得了省级特等奖,1个队获得了省级一等奖,1个队获得了全省二等奖。在全国大学生“挑战杯”课外科技作品大赛中,我院选送的作品获得了甘肃赛区一等奖,国家二等奖的好成绩。

6结论

以学校教学改革为依托,以电子设计竞赛要求的能力培养为导向,积极整合理论和实践教学体系,提高教师的教学实践能力,开展多种形式的教学模式探索,着重培养部分学生的实践创新能力,从而带动多数学生积极进行设计制作实践,对我校电子信息科学与技术专业的教学水平及毕业生的就业能力明显提高。当然,学生创新能力的培养是一项长期的、复杂的系统工程,是学生、教师、管理等多个环节共同配合,长期合力为之的结果,电子设计竞赛仅仅是一个利用的契机而已。

作者:刘秉科 单位:天水师范学院

电子设计竞赛下创新能力的培养责任编辑:杨雪    阅读:人次