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關(guān)鍵詞:電子課程設(shè)計(jì) 工程實(shí)踐 創(chuàng)新意識(shí) 創(chuàng)新能力
電子課程設(shè)計(jì)是在先修理論課:電路理論、模擬電子、數(shù)字電子,以及與其相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課:電路理論實(shí)驗(yàn)、模擬電子實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門以培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、綜合應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力為目標(biāo)的必修課。
我國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展和國(guó)際范圍內(nèi)電子技術(shù)的發(fā)展、電子新產(chǎn)品的涌現(xiàn),對(duì)電子類人才的培養(yǎng)提出了一個(gè)更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。而我國(guó)傳統(tǒng)的教育思想和教學(xué)方法中重知識(shí)、輕能力,重理論、輕實(shí)踐的教育思想已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)階段人才培養(yǎng)的需要。實(shí)踐教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力具有特殊的作用。
1. 改革的理念
(1)以“走出去,用得上”為目標(biāo),順應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展態(tài)勢(shì)出發(fā),采取工程集成的教學(xué)觀點(diǎn),加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)的數(shù)字化、綜合化、系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)。
(2)重視設(shè)計(jì)方法學(xué)的變革,逐步培養(yǎng)學(xué)生熟練應(yīng)用現(xiàn)代互設(shè)計(jì)工具,增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的能力。
(3)在理論課教學(xué)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,注重加強(qiáng)基礎(chǔ)拓展知識(shí)面,增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。
(4)以人為本,把情感因素考慮進(jìn)去,充分發(fā)展個(gè)性,因材施教。把培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力放在核心地位。
(5)打破院系甚至學(xué)校的壁壘,充分利用現(xiàn)有資源,本著“寧可用壞,不許放壞”的原則,為學(xué)生提供盡量多的
實(shí)踐環(huán)境和實(shí)踐儀器設(shè)備。
2. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)新方法
(1)分層次。把理論教學(xué)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)融為一體,做到一條龍、不斷線、重基礎(chǔ)、分層次。在新的教學(xué)模式中,電子技術(shù)分為三個(gè)層次:基礎(chǔ)理論教學(xué),基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué),綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。其中電子設(shè)計(jì)課程屬于第三層即綜合應(yīng)用層。
教學(xué)內(nèi)容有著必然的連續(xù)性,“我要的是葫蘆”使不得,既不能像傳統(tǒng)的教學(xué)體制中重理論、輕實(shí)踐,但也不能“改革過度”,片面強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性。學(xué)理論是為了應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)也是為了應(yīng)用,僅僅是在實(shí)踐中所起的作用不盡相同而已。
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)又分為兩個(gè)小的層次:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證理論,使學(xué)生對(duì)理論有更深的理解,并加固記憶;提高型實(shí)驗(yàn)運(yùn)用某一或某幾個(gè)理論,設(shè)計(jì)小型的電子產(chǎn)品,或電子產(chǎn)品的一個(gè)模塊,對(duì)近期學(xué)的知識(shí)點(diǎn)加以綜合應(yīng)用。
綜合應(yīng)用層實(shí)驗(yàn)是在學(xué)完電路理論、模擬電子和數(shù)字電子及電路理論實(shí)驗(yàn)、模擬電子實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)后開設(shè)的一門必修課。通過分層次的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生綜合利用所學(xué)的知識(shí),學(xué)會(huì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟、硬件安裝方法、軟件調(diào)試方法,學(xué)會(huì)應(yīng)用新型的設(shè)計(jì)工具和仿真工具。使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)素質(zhì)方面大幅度地提高,將比較分散的知識(shí)點(diǎn)能綜合運(yùn)用到實(shí)際中去。
科技活動(dòng)層主要包括各類賽事。例如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生挑戰(zhàn)杯科技競(jìng)賽以及眾多公司舉辦的電子設(shè)計(jì)大賽。
(2)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,在時(shí)間和空間上予以開放,改變傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)運(yùn)作模式。以往進(jìn)行電子課程設(shè)計(jì),具有時(shí)間和空間上的局限性。教師和學(xué)生任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,就不能達(dá)到交流的目的,且時(shí)間規(guī)定得較為嚴(yán)格,從教師給出題目到交實(shí)驗(yàn)報(bào)告為兩周的時(shí)間。新的模式是一個(gè)學(xué)期:實(shí)驗(yàn)題目在學(xué)期初就到網(wǎng)上,學(xué)生根據(jù)自己的喜好進(jìn)行在線選擇,實(shí)驗(yàn)室提供通用的、常規(guī)的元器件,其它的器件鼓勵(lì)學(xué)生自己到電子市場(chǎng)去選購(gòu)器件,讓他們熟悉電子器件市場(chǎng),學(xué)會(huì)成本核算,為工作后的工程設(shè)計(jì)做一個(gè)“小熱身”。學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室調(diào)試,到期末完成即可。
(3)將電子設(shè)計(jì)新技術(shù)、新方法融入到設(shè)計(jì)中。要求學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)先進(jìn)行軟件仿真,根據(jù)仿真給出相關(guān)器件的參數(shù),以及輸入輸出數(shù)據(jù)和波形圖。做到虛擬仿真和硬件實(shí)驗(yàn)相結(jié)合――先虛擬后硬件,淡化軟件和硬件設(shè)計(jì)界限,使學(xué)生體會(huì)和掌握設(shè)計(jì)方法學(xué)革命所帶來的科學(xué)化和高效率。要求或建議學(xué)生掌握EDA方法,以及常用的Mutisim、Protel等仿真軟件使用。
(4)本著“多樣化、綜合性、研究型、趣味性”的原則,精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目和內(nèi)容。設(shè)計(jì)多個(gè)題目,學(xué)生選做的實(shí)驗(yàn)空間加大。每一個(gè)題目都和當(dāng)前新技術(shù)、新產(chǎn)品甚至生活中常用品有聯(lián)系,有的是學(xué)院正在進(jìn)行的項(xiàng)目的一個(gè)子模塊。難度和工作量適中,設(shè)計(jì)的內(nèi)容和所學(xué)的理論知識(shí)緊密聯(lián)系,又有一定的提高,這樣既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又不使他們?cè)谥型就鴧s步。通過這些待探索性和研究型的設(shè)計(jì)題目的鍛煉,學(xué)生將學(xué)過的知識(shí)串聯(lián)起來,加以綜合和應(yīng)用,以理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),理論得到了運(yùn)用、加深和升華。
(5)改變考核制度。考核的公正性是教育的公平性一個(gè)重要體現(xiàn)。由于目前我國(guó)的教育現(xiàn)狀,分?jǐn)?shù)對(duì)學(xué)生來說很是重要,所以考核公正有利用提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。根據(jù)課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)以及不同的側(cè)重點(diǎn),對(duì)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)分,分為設(shè)計(jì)、仿真、參數(shù)的設(shè)定、安裝、調(diào)試,對(duì)遇到問題的解決能力、實(shí)現(xiàn)的功能、性能指標(biāo)測(cè)試和試驗(yàn)報(bào)告、總結(jié)答辯等內(nèi)容,借鑒“以考促教,以考促學(xué)”的思想,每一個(gè)環(huán)節(jié)有不同的分值。
3. 結(jié)束語
實(shí)踐證明,新模式的建立和實(shí)施,改變了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),提高了學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐能力,為后續(xù)層次的學(xué)習(xí)例如科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和走向工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)施新模式后學(xué)生在各類競(jìng)賽獲得的獎(jiǎng)項(xiàng)和用人單位的好評(píng)是最好的見證。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:珠三角企業(yè);跨境電子商務(wù);課程設(shè)計(jì)
一引言
近年來,我國(guó)傳統(tǒng)外貿(mào)增長(zhǎng)疲弱,作為外貿(mào)新業(yè)態(tài)的跨境電子商務(wù)卻持續(xù)高速增長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)電子商務(wù)研究中心的數(shù)據(jù),2015年、2016年以及2017年上半年,中國(guó)出口跨境電商交易規(guī)模同比增長(zhǎng)分別為26%,22.2%和31.5%。然而,企業(yè)普遍認(rèn)為跨境電商相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生的能力達(dá)不到要求,這成了行業(yè)發(fā)展的一大障礙。為了解決人才培養(yǎng)的問題,我國(guó)頒布了多個(gè)跨境電商發(fā)展的支持性文件,如《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)跨境電子商務(wù)健康快速發(fā)展的指導(dǎo)意見》《國(guó)務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展電子商務(wù)加快培育經(jīng)濟(jì)新動(dòng)力的意見》《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育外貿(mào)競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的若干意見》等,均強(qiáng)調(diào)要加大人才培養(yǎng)力度,并鼓勵(lì)高校和職業(yè)教育機(jī)構(gòu)共同開展跨境電子商務(wù)人才培養(yǎng)培訓(xùn)的工作。珠三角作為我國(guó)重要的外貿(mào)基地,是全國(guó)跨境電商發(fā)展最快的區(qū)域之一。該地區(qū)跨境電商人才的成功培養(yǎng),不僅有助于促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,還有助于促進(jìn)我國(guó)對(duì)外貿(mào)易的發(fā)展,有助于“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施。針對(duì)當(dāng)前畢業(yè)生能力不足等的情況,高??缇畴娮由虅?wù)課程的教學(xué)改革應(yīng)該以企業(yè)的要求為依據(jù),通過創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì),為企業(yè)培養(yǎng)具備良好跨境電商職業(yè)素養(yǎng)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀人才。
二、跨境電商企業(yè)對(duì)人才的職業(yè)能力要求
德國(guó)職業(yè)能力理論把人才的職業(yè)能力分為專業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力。根據(jù)對(duì)珠三角32家企業(yè)的調(diào)研發(fā)現(xiàn),跨境電商人才應(yīng)該具備的專業(yè)能力包括較強(qiáng)的跨境店鋪運(yùn)營(yíng)能力;應(yīng)具備的方法能力包括獨(dú)立解決問題、主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí),以及計(jì)劃協(xié)調(diào)等能力;應(yīng)具備的社會(huì)能力包括客戶交流和團(tuán)隊(duì)合作等。
1、專業(yè)能力
當(dāng)前跨境電商企業(yè)要求人才具備較強(qiáng)跨境店鋪運(yùn)營(yíng)的能力,這包括熟練的網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷、平臺(tái)操作和售后服務(wù)知識(shí)和技巧。只有人才具備準(zhǔn)確的市場(chǎng)調(diào)研,正確的關(guān)鍵詞選擇,高效的網(wǎng)站促銷,良好跨文化交際,以及靈活的社交網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用等網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷能力,企業(yè)才能更好地掌握客戶需求,增加互動(dòng),從而提高產(chǎn)品曝光率和銷量。在平臺(tái)操作方面,熟練的產(chǎn)品與平臺(tái)促銷技巧直接關(guān)系到產(chǎn)品的銷量與企業(yè)的生存,因此企業(yè)普遍要求人才掌握上述知識(shí)與技巧,希望他們避免因能力問題而影響產(chǎn)品的推廣。在售后服務(wù)方面,由于跨境銷售較為復(fù)雜,涉及到不同國(guó)家的海關(guān)、銀行、物流企業(yè),甚至是法律機(jī)構(gòu)等,因此企業(yè)要求從業(yè)人員必須具備豐富的經(jīng)驗(yàn)以及良好的應(yīng)變能力,以便更好地解決售后糾紛,為客戶提供滿意的服務(wù),吸引客戶進(jìn)行二次購(gòu)買。
2、方法能力
跨境電商出口企業(yè)對(duì)人才的方法能力要求主要包括解決問題、自主學(xué)習(xí)、計(jì)劃協(xié)調(diào)和時(shí)間管理的能力。這是因?yàn)榭缇畴娚倘藛T在工作中,會(huì)遇到非常多難以預(yù)料的問題,如售后糾紛等,不可能全部都靠經(jīng)驗(yàn)去解決,只有具備獨(dú)立解決問題的能力、主動(dòng)學(xué)習(xí)行業(yè)知識(shí)的精神,才能更好地完成各項(xiàng)業(yè)務(wù)。同時(shí),鑒于跨境電商企業(yè)的工作量普遍較大,因此從業(yè)人員需要合理調(diào)配時(shí)間,提高效率,才能做到事半功倍。
3、社會(huì)能力
當(dāng)前跨境電商企業(yè)對(duì)人才的社會(huì)能力要求主要包括良好的交流能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。這反映出企業(yè)為了適應(yīng)發(fā)展,需要不同崗位的人員緊密合作,分享經(jīng)驗(yàn),也需要他們與客戶能進(jìn)行深入的交流,更好地洞悉客戶的需求。因此,高校應(yīng)該在教學(xué)中應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神與跨文化交際能力,以便畢業(yè)生能更快適應(yīng)崗位工作。
三、當(dāng)前跨境電子商務(wù)課程教學(xué)存在的主要問題
1、教學(xué)環(huán)節(jié)與企業(yè)需求脫節(jié)
雖然高校為了適應(yīng)地區(qū)跨境電商行業(yè)的發(fā)展,解決人才能力不足的問題,不斷地進(jìn)行課程改革。然而,由于跨境電商行業(yè)發(fā)展較快,跨境電商平臺(tái)規(guī)則變化頻繁,學(xué)校教師缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),教材陳舊,課程內(nèi)容跟不上時(shí)代的變化,實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地不足、缺乏真實(shí)的平臺(tái)鍛煉等原因,導(dǎo)致教學(xué)環(huán)節(jié)與企業(yè)需求脫節(jié),畢業(yè)生的綜合能力沒有達(dá)到企業(yè)的要求。
2、畢業(yè)生能力與企業(yè)要求脫節(jié)
當(dāng)前,跨境電子商務(wù)相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生普遍存在數(shù)據(jù)分析能力不強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷能力不高和海外客戶喜好與行為不了解等問題。這些問題導(dǎo)致畢業(yè)生在工作中無法準(zhǔn)確把握海外消費(fèi)者,無法進(jìn)行精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)推廣,最終影響產(chǎn)品的銷售和企業(yè)的發(fā)展。因此,高校應(yīng)該在課程教學(xué)中重視數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷、海外市場(chǎng)分析等能力的培養(yǎng),以便學(xué)生能更好地滿足企業(yè)的要求。
四、跨境電子商務(wù)課程的創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)
鑒于上述提到的珠三角企業(yè)對(duì)人才的綜合能力要求,以及當(dāng)前高校教學(xué)存在的問題,高??缇畴娮由虅?wù)課程的教學(xué)應(yīng)該以企業(yè)要求為導(dǎo)向,更新課程內(nèi)容,開展校企合作教學(xué),加大實(shí)訓(xùn)力度,重視跨文化交際能力的培養(yǎng),從而為企業(yè)輸出更多高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。
1、根據(jù)企業(yè)需求,更新教學(xué)內(nèi)容
針對(duì)當(dāng)前教材內(nèi)容與實(shí)際工作脫節(jié)、教學(xué)內(nèi)容跟不上時(shí)展的情況,跨境電子商務(wù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)可以選用最新開發(fā)的校企合作教材,把企業(yè)一線所需要的理論知識(shí)更好地傳授給學(xué)生。同時(shí),高校還要結(jié)合企業(yè)對(duì)人才的各項(xiàng)要求,把學(xué)生必須掌握的數(shù)據(jù)分析、關(guān)鍵詞選擇、產(chǎn)品上傳與優(yōu)化、店鋪與產(chǎn)品推廣、客戶交流、售后管理等內(nèi)容作為教學(xué)重點(diǎn),在教學(xué)中突出上述內(nèi)容的講解與實(shí)訓(xùn)。例如,在數(shù)據(jù)分析的教學(xué)中,教師可以借助速賣通平臺(tái)后臺(tái)的“行業(yè)情報(bào)”、“搜索詞分析”、“選品專家”等功能,以案例分析的方法更好地展示如何通過數(shù)據(jù)分析國(guó)外消費(fèi)者的購(gòu)買行為,然后再布置實(shí)訓(xùn)任務(wù),讓學(xué)生通過實(shí)踐真正學(xué)會(huì)如何進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。在產(chǎn)品的教學(xué)中,教師可以通過分析平臺(tái)的例子來歸納該方面的技巧,然后通過實(shí)訓(xùn)任務(wù),提高學(xué)生的實(shí)踐能力,增加學(xué)生之間的互動(dòng)。此外,教師還可以通過視屏教學(xué)來進(jìn)一步傳授企業(yè)所需的技能,活躍課堂氣氛,讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有更多感性的認(rèn)識(shí),從而更好地鞏固學(xué)生的所學(xué)知識(shí)。
2、校企共同指導(dǎo)實(shí)訓(xùn),實(shí)現(xiàn)“教”、“學(xué)”、“做”相融合
針對(duì)當(dāng)前高校師資不足,學(xué)生實(shí)踐能力欠缺的情況,高??梢砸肫髽I(yè)教師共同指導(dǎo)學(xué)生,加大實(shí)訓(xùn)力度,循序漸進(jìn)地提高學(xué)生的實(shí)際操作水平。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)中,可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),把實(shí)踐分為三個(gè)不同的階段。在第一階段實(shí)訓(xùn)中,教師根據(jù)教學(xué)重點(diǎn),采用任務(wù)教學(xué)法,布置學(xué)生在真實(shí)的平臺(tái)上完成單項(xiàng)技能的操作,讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中,獨(dú)立思考,并在教師的反饋中不斷提高。在第二階段實(shí)訓(xùn)中,校內(nèi)教師與企業(yè)人員一起進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)。通過共同指導(dǎo)跨境店鋪運(yùn)營(yíng)的綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù),包括店鋪?zhàn)?cè)、產(chǎn)品上傳、旺鋪搭建、P4P直通車營(yíng)銷等,讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,開展團(tuán)隊(duì)合作,集思廣益,在平臺(tái)上完成從店鋪建立到售后服務(wù)的整個(gè)過程,邊學(xué)邊做,邊做邊學(xué),鞏固與更新所學(xué)知識(shí),進(jìn)一步培養(yǎng)崗位所需的專業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力。在第三階段的實(shí)訓(xùn)中,學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí),在企業(yè)資深人員的帶領(lǐng)下,與同事一起完成真實(shí)的跨境店鋪運(yùn)營(yíng)任務(wù),積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神,提高了人際交往能力,實(shí)現(xiàn)在做中學(xué)、在學(xué)中做,真正做到教、學(xué)、做的高度融合。
3、創(chuàng)新跨文化交際的教學(xué)手段,提高學(xué)生的交流水平
跨文化交際能力指在理解、掌握外國(guó)文化知識(shí)與交際技能的基礎(chǔ)上,靈活處理跨文化交際中出現(xiàn)的實(shí)際問題的能力。它也指在心理上不懼怕,能主動(dòng)、積極、愉快地接受跨文化交際的挑戰(zhàn),對(duì)不同文化表現(xiàn)出包容和欣賞的一種態(tài)度。對(duì)于跨境電商從業(yè)人員來說,豐富的外國(guó)文化知識(shí)以及熟練跨文化交際技巧,不僅可以更好與客戶深入交流、洞悉客戶的需求,宣傳品牌與產(chǎn)品,還能更自信從容地解決各種交易問題,給客戶留下良好的印象。為了更好地教授跨文化技能,適應(yīng)企業(yè)的需求,教師可采取多元化的教學(xué)手段。除了要求學(xué)生查詢書籍和網(wǎng)絡(luò)資料來分析不同國(guó)家消費(fèi)者特點(diǎn)等傳統(tǒng)教學(xué)手段外,教學(xué)團(tuán)隊(duì)還可讓學(xué)生分析跨境交易平臺(tái)網(wǎng)站的布局、視覺特點(diǎn)、銷售熱點(diǎn)、后臺(tái)數(shù)據(jù)等來進(jìn)一步了解消費(fèi)者的購(gòu)買習(xí)慣、欣賞特點(diǎn)與商品喜好。同時(shí),教學(xué)中還應(yīng)該增加海外社交網(wǎng)站的閱讀與分析環(huán)節(jié)。讓學(xué)生通過分析主流的海外社交網(wǎng)站,深入了解海外消費(fèi)者的日常生活、價(jià)值取向、關(guān)注熱點(diǎn)和興趣愛好等,為社交網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷、營(yíng)銷文章的攥寫做好充實(shí)的準(zhǔn)備。此外,學(xué)生還可以通過企業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)分享,不斷提高自身的跨文化交際水平,更好地滿足客戶需要。
關(guān)鍵詞:電子技術(shù);課程設(shè)計(jì);職業(yè)技能;創(chuàng)新能力
1.引言
模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)(模電設(shè)計(jì))是電子類專業(yè)學(xué)生的第一門課程設(shè)計(jì),它是模擬電子技術(shù)課程的重要和必要的補(bǔ)充。模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的有效開展對(duì)加深模擬電子技術(shù)基本理論的理解,提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、軟件仿真能力、總結(jié)報(bào)告能力及學(xué)生之間的協(xié)作協(xié)調(diào)人際交往能力都有一定的作用??傊?,通過模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課可以提高學(xué)生的綜合能力。反之,模電課程設(shè)計(jì)流于形式,學(xué)生找一個(gè)簡(jiǎn)單電路焊接上應(yīng)付了事,甚至電路都是別的學(xué)生代勞的。這不僅浪費(fèi)時(shí)間,而且為以后的設(shè)計(jì)課程產(chǎn)生消極的影響,學(xué)生認(rèn)為凡是設(shè)計(jì)類課程都可以混過去。并且課程設(shè)計(jì)導(dǎo)致消極學(xué)風(fēng),對(duì)學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、職業(yè)技能的培養(yǎng)及未來的職業(yè)生涯都非常不利[1]-[3]。所以,研究如何搞好模電的課程設(shè)計(jì)是非常必要和重要的。根據(jù)我院多年的課程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和自己的教學(xué)實(shí)踐,我從思想上重視、加強(qiáng)過程管理、貫穿職業(yè)技能培養(yǎng)這三方面加強(qiáng)模電課程設(shè)計(jì)的教學(xué)。
2.思想上重視
課程設(shè)計(jì)是工程實(shí)踐課,其目的不僅僅是鞏固、深化補(bǔ)充和擴(kuò)展理論課的教學(xué)效果,課程設(shè)計(jì)在提高學(xué)生的職業(yè)技能、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力上起到關(guān)鍵的作用[4]。工程課程設(shè)計(jì)人數(shù)多上課分散,真正負(fù)責(zé)的教師的實(shí)際工作量比較大,如果教師責(zé)任感不強(qiáng),學(xué)生不認(rèn)真對(duì)待,課程設(shè)計(jì)就比較容易流于形式。首先教學(xué)管理部門應(yīng)給予特殊的重視。教務(wù)處實(shí)踐管理科應(yīng)該親自過問督促,親自檢查抽查學(xué)生的上課情況,并把意見和建議及時(shí)反饋給學(xué)院,以便及時(shí)糾正。建議督學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)課程給予關(guān)注,及時(shí)提出寶貴意見。教學(xué)院長(zhǎng)或系主任應(yīng)全程跟蹤管理。其次,課程設(shè)計(jì)之前要給學(xué)生開一次動(dòng)員會(huì),讓學(xué)生明確課程設(shè)計(jì)的目的和意義,提出相應(yīng)的要求。讓學(xué)生在思想深處真正認(rèn)識(shí)到課程設(shè)計(jì)的重要性和必要性,讓學(xué)生積極主動(dòng)地以極大的熱情投入模電課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中。給學(xué)生開動(dòng)員會(huì),要求指導(dǎo)教師必須參加,讓教師對(duì)課程設(shè)計(jì)給予足夠的重視。
3.加強(qiáng)過程管理
(1)把好用人關(guān)(選擇好指導(dǎo)教師)教師的良好的工作態(tài)度和工作作風(fēng)具有很大的表率作用,這對(duì)學(xué)生的素質(zhì)有正面的影響,教師應(yīng)該表現(xiàn)出認(rèn)真、負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)、周密的態(tài)度,在指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)時(shí)在設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)中的管理及設(shè)計(jì)后的總結(jié)中都進(jìn)行精心的準(zhǔn)備、組織和安排。選擇好指導(dǎo)教師是非常重要的,它直接決定模電課程設(shè)計(jì)的成效。應(yīng)選擇對(duì)模電理論比較熟悉、實(shí)踐技能比較好、責(zé)任心比較強(qiáng)的教師參加,不能因?yàn)橐胶夤ぷ髁?,而選用一些對(duì)模電理論不太熟悉、實(shí)踐技能比較差的教師,這樣做對(duì)學(xué)校、學(xué)生和教師都是不負(fù)責(zé)任的。這樣的指導(dǎo)教師往往處于很尷尬的狀態(tài),學(xué)生也很茫然。學(xué)生作品出現(xiàn)實(shí)際問題教師不知怎么調(diào),學(xué)生問的理論問題教師解決不了,只好硬挺或躲著學(xué)生。但這并不是說,年輕沒經(jīng)驗(yàn)的老師就不能上設(shè)計(jì)課。他們可以把模電理論好好復(fù)習(xí),然后選擇一些設(shè)計(jì)題目反復(fù)做一下,積累一些經(jīng)驗(yàn),經(jīng)考核達(dá)到要求后再參加課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。(2)把好選題關(guān)首先是審查指導(dǎo)教師所出的選題報(bào)告,選題報(bào)告應(yīng)有明確的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)目的和注意事項(xiàng)及所需的基本理論和主要參考書。題目應(yīng)該是學(xué)生綜合利用所學(xué)的模電知識(shí),再利用參考資料能設(shè)計(jì)出來的,最好是有聲光指示,可以提高學(xué)生的興趣。但要力戒花哨,禁止超范圍的設(shè)計(jì)題目,如利用數(shù)字電路做出的或者在網(wǎng)上等查處的高難度的電路。這樣的電路學(xué)生只是照?qǐng)D焊接并未得到實(shí)益,教師和學(xué)生都不要有電路越復(fù)雜越好的攀比心理,要看學(xué)生是否得到實(shí)際利益,即要以有利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和創(chuàng)新能能力為宗旨。選題的難度要有ABC等級(jí),以適合不同水平的學(xué)生選做。選題也不宜過于簡(jiǎn)單,比如有的題目是設(shè)計(jì)輸出電壓為12伏的集成穩(wěn)壓電源,這樣的題目仿真、焊接及報(bào)告兩三個(gè)學(xué)時(shí)就完事,其他時(shí)間學(xué)生就浪費(fèi)掉,學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中也沒學(xué)到什么東西,最多就相當(dāng)于一次模擬電路實(shí)驗(yàn)。題目最好能綜合放大、振蕩、濾波、電源等模擬電子技術(shù)的基本內(nèi)容,讓學(xué)生有抓手,即所謂“跳一跳夠得著”的內(nèi)容,嚴(yán)禁過難和過于簡(jiǎn)單的題目。一個(gè)指導(dǎo)教師(或兩位),所帶的學(xué)生是一大組,一大組中的所有題目盡量涉及模電所有內(nèi)容,以便學(xué)生互相交流,全面復(fù)習(xí)和提升對(duì)模電知識(shí)的理解。其次是學(xué)生選題,原則上學(xué)生要在教師出的題目中根據(jù)自己的學(xué)習(xí)狀況選擇適和自己的題目,但學(xué)生可根據(jù)自己的能力和愛好自選題目,自選題目的難度要適中,經(jīng)過指導(dǎo)教師的允許。同時(shí)也要注意的是以往課程設(shè)計(jì)只允許每個(gè)同學(xué)選一個(gè)題目即“單選”,但對(duì)于能力較強(qiáng)的學(xué)生應(yīng)支持和鼓勵(lì)他“多選”。同時(shí)要求一般學(xué)生不單單熟悉自己題目的設(shè)計(jì)方法,更要在課程設(shè)計(jì)期間熟悉其他學(xué)生的設(shè)計(jì)方法(至少熟悉同組的其他題目),可以不焊接電路只做軟件仿真??傊?,選題要切合實(shí)際、分量適當(dāng)、理論性要求高、技術(shù)性要求適當(dāng)。(3)把好時(shí)間關(guān)課程設(shè)計(jì)時(shí)間選擇很重要,它關(guān)系到課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。摸電課程設(shè)計(jì)可以選擇集中時(shí)間停課進(jìn)行,也可以選擇不停課分散進(jìn)行。集中停課進(jìn)行可以安排在學(xué)期初,前三周進(jìn)行。這樣在上學(xué)期的期末就應(yīng)該把題目布置下去,學(xué)生在假期可以對(duì)模擬電子技術(shù)進(jìn)行復(fù)習(xí)、查資料、簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)等準(zhǔn)備工作,開學(xué)就可直接進(jìn)入正題。分散時(shí)間進(jìn)行效果相對(duì)較好,缺點(diǎn)是戰(zhàn)線拉得較長(zhǎng),教師投入的工作量較大。但如果真正把課程設(shè)計(jì)搞好,還是應(yīng)該選擇分散時(shí)間進(jìn)行,如每周兩個(gè)晚上連續(xù)12周。學(xué)生可以有充足的時(shí)間對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行完善。(4)把好驗(yàn)收關(guān)和成績(jī)?cè)u(píng)定關(guān)建立三級(jí)驗(yàn)收制度,即組內(nèi)驗(yàn)收,年級(jí)統(tǒng)一驗(yàn)收,學(xué)院對(duì)各組抽查驗(yàn)收。驗(yàn)收時(shí)先由各組教師組織學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)驗(yàn)收,然后由基礎(chǔ)電子教研室組織年級(jí)驗(yàn)收,最后由學(xué)院組織抽查驗(yàn)收。這樣可引起學(xué)生和教師的充分重視,使應(yīng)付了事的學(xué)生大大減少。驗(yàn)收時(shí)可從選題的難度、設(shè)計(jì)的情況、焊接的質(zhì)量、布局的好壞及原理的敘述和回答問題等方面進(jìn)行。實(shí)行兩級(jí)成績(jī)?cè)u(píng)定,即教師打分和學(xué)生打分。成績(jī)?cè)u(píng)定工作很重要,它不僅能反映出學(xué)生設(shè)計(jì)的好壞,而且影響學(xué)生的積極性,對(duì)以后的設(shè)計(jì)課程會(huì)產(chǎn)生積極或消極的影響。要讓設(shè)計(jì)好的學(xué)生得到好成績(jī),讓不認(rèn)真的學(xué)生不能蒙混下去。為此學(xué)生成績(jī)可以由教師打分學(xué)生打分兩部分組成,教師打分可占70%,主要有出勤成績(jī)、報(bào)告成績(jī)、作品質(zhì)量成績(jī)和學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)原理的敘述及回答教師提的問題。學(xué)生打分占30%,主要反映作品是否是自己做的及該學(xué)生在組內(nèi)協(xié)作的能力。
4.貫穿職業(yè)技能培養(yǎng)
在模擬電路課程設(shè)計(jì)中要始終強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的基本技能的訓(xùn)練,如:原件識(shí)別與測(cè)試、常用儀器的使用、資料的查詢和電路的仿真、焊接技術(shù)、基本設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)報(bào)告基本寫作的訓(xùn)練及設(shè)計(jì)可行性論證的語言表達(dá)能力等。(1)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)選完題目后,學(xué)生可以根據(jù)題目的要求,選擇合理的設(shè)計(jì)方案。方案確立后分組對(duì)方案進(jìn)行討論,每位學(xué)生都要對(duì)自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證,這樣也鍛煉學(xué)生的邏輯思維和語言表達(dá)能力,同時(shí)也可以是學(xué)生之間互相借鑒,取長(zhǎng)補(bǔ)短,也對(duì)其他學(xué)生的題目的設(shè)計(jì)有所了解。教師要對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案細(xì)致的研究,提出改進(jìn)措施。(2)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)要有真正的設(shè)計(jì)內(nèi)容,哪管是其中的一部分,絕不能變成電路組裝。如果學(xué)生只是按照教師給的電路或在網(wǎng)上找的電路進(jìn)行組裝,調(diào)試成功后上交一個(gè)作品,那就意義不大。作品必須是學(xué)生自己利用模擬電路的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出來的,當(dāng)然教師要給予相應(yīng)的指導(dǎo),而不能布置完題目就撒手不管。退一步說,即使個(gè)別學(xué)生按照現(xiàn)成的電路組裝的,其中一定要再加一些自己設(shè)計(jì)的附加功能。否則就不能稱得上設(shè)計(jì),也不能培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和創(chuàng)新能力。(3)動(dòng)手能力培養(yǎng)焊接技術(shù)是實(shí)踐技能的一項(xiàng)重要指標(biāo),指導(dǎo)教師首先要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行拆件練習(xí),可用利用以往課程設(shè)計(jì)的廢板。拆集成電路元件時(shí)可首先讓學(xué)生練習(xí)使用傳統(tǒng)的吸錫線,熟練后再練習(xí)使用吸錫烙鐵進(jìn)行拆卸。在正式焊接作品前,先指導(dǎo)學(xué)生利用舊板和拆下的舊件進(jìn)行焊接練習(xí),焊接出兩個(gè)作品后再進(jìn)行正式作品的焊接。焊接前應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行元件布局。(4)解決問題能力的培養(yǎng)設(shè)計(jì)好電路,經(jīng)仿真成功后就可以焊接調(diào)試。學(xué)生在焊接時(shí)往往有虛焊、漏焊、錯(cuò)焊等現(xiàn)象。學(xué)生沒有經(jīng)驗(yàn),只能逐個(gè)元件地找,實(shí)在找不出來就只有重焊。重新焊接再不好使,學(xué)生就沒有辦法了,只有求助指導(dǎo)教師,這時(shí)指導(dǎo)教師往往代勞,幫助學(xué)生查出故障。這種做法是錯(cuò)誤的,正確的方法是調(diào)試前就教會(huì)學(xué)生調(diào)試方法,教會(huì)學(xué)生如何診斷判斷故障和排除故障,讓學(xué)生自己調(diào)試,出現(xiàn)問題時(shí)教師給予及時(shí)的指導(dǎo),這樣可以使學(xué)生少走彎路,并且鍛煉學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。調(diào)試完成之后,學(xué)生要及時(shí)總結(jié)分析問題的經(jīng)驗(yàn),提高對(duì)模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí),為解決其他設(shè)計(jì)課中出現(xiàn)的問題奠定基礎(chǔ)。
5.結(jié)語
課程設(shè)計(jì)是學(xué)生完成學(xué)習(xí)—構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)的工程訓(xùn)練過,是培養(yǎng)工程師的最初步的訓(xùn)練內(nèi)容。要做好模擬電路課程設(shè)計(jì),需要先做好思想工作,讓教師和學(xué)生充分重視,要制定一套嚴(yán)格的管理運(yùn)行程序,選好教師選好題目,選擇好時(shí)間,抓好三級(jí)驗(yàn)收、兩極成績(jī)?cè)u(píng)定和總結(jié)工作,這樣才能保證模擬電路課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,為學(xué)生后學(xué)設(shè)計(jì)課程起個(gè)好頭,為學(xué)生創(chuàng)新能力和職業(yè)技能的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
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【關(guān)鍵詞】生物醫(yī)學(xué)工程;生物醫(yī)學(xué)電子學(xué);生物電位放大器;電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
【Abstract】In order to strengthen the electronic engineering technology training for Biomedical Engineering students, the Biomedical Electronics experiment course was designed for the students. The biological potential amplifier was selected as the experiment subject; In the experiment, student will be required to combine the simulation based on the electronic design automation software and practical operation to complete the design work of the biological potential amplifier, verify its function, and measure its important performance; the experiment was arranged in the early stage of the theoretical courses. Practice shows that the students have a more depth understanding of the characteristics of different methods in electronic engineering technology through the training of biomedical electronics experiments. Therefore, the curriculum design of the experiment is successful.
【Key words】Biomedical Engineering; Biomedical Electronics; Biological potential amplifier;Design automation
0 引言
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)涉及多種學(xué)科和技術(shù),具有很強(qiáng)的綜合性[1];但與此同時(shí),該專業(yè)的本科生培養(yǎng)工作也具有很高的難度,原因就在于學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容多而不精,在擇業(yè)時(shí)常常無法體現(xiàn)出能力優(yōu)勢(shì)。因此,從培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科生的角度而言,應(yīng)該在對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合素質(zhì)培養(yǎng)的同時(shí)、加強(qiáng)特定專業(yè)技能的訓(xùn)練,為學(xué)生的就業(yè)和繼續(xù)深造打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)[2]。
醫(yī)學(xué)電子儀器方式是上海理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一個(gè)重要方向,在課程設(shè)置上,專注于培養(yǎng)學(xué)生的電子工程技術(shù)[3]。這其中,生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)[4]是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的重要專業(yè)課程之一,其教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)電子儀器中帶有共性的電子器件、電子線路及電子學(xué)設(shè)計(jì)方法,因此是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)將電子工程技術(shù)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的重要環(huán)節(jié)。生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)是該課程的配套實(shí)驗(yàn),目的是在于通過有代表性的實(shí)驗(yàn)課題,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用、將課堂內(nèi)容融會(huì)貫通于實(shí)踐之中。因此,生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一門重要實(shí)驗(yàn),需要進(jìn)行慎重的實(shí)驗(yàn)選題、認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和細(xì)致的實(shí)驗(yàn)安排。為此,進(jìn)行了相關(guān)的課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐工作,詳述如下。
1 課程設(shè)計(jì)思想
上海理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)被安排于第五學(xué)期,和生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)理論課平行設(shè)置。此前,學(xué)生已經(jīng)通過電路原理、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)和電子技術(shù)技能訓(xùn)練等課程的培養(yǎng),具備了一定的電子工程技術(shù)基礎(chǔ)。生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)的總課時(shí)為16學(xué)時(shí),在有限的課時(shí)內(nèi),讓學(xué)生得到最大程度的專業(yè)訓(xùn)練,具有一定難度。在此背景下,展開生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程設(shè)計(jì)工作。
首先要解決的問題是實(shí)驗(yàn)選題。生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)的選題,應(yīng)該能夠突出生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)的特色,具有代表性。經(jīng)過研究,多個(gè)生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)的相關(guān)教材中,都將生物電位放大器(Biopotential Amplifier),即儀表放大器(instrumentation amplifier),放在了相當(dāng)重要的位置上[5]。生物電位放大器,是用于放大心電、肌電和腦電等信號(hào)的專用放大器;這些信號(hào)具有的特點(diǎn)包括:由生物體內(nèi)的電活動(dòng)產(chǎn)生、屬于微弱的差分信號(hào)、非常容易被更加強(qiáng)烈的共模噪聲淹沒;而生物電位放大器具有很好的共模抑止特性,最適于放大這些存在于強(qiáng)烈共模噪聲背景下的微弱差分信號(hào)[6];因此,生物電位放大器在生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)中占有重要地位,以生物電位放大器為主題開展生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn),不僅具有代表性,而且能夠引導(dǎo)學(xué)生在前期的課程基礎(chǔ)上有所提高。
其次要解決的問題是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。圍繞生物電位放大器這個(gè)主題開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)工作,需要使實(shí)驗(yàn)具有一定深度,但同時(shí)又要保證大部分同學(xué)有能力在限定的課時(shí)內(nèi)完成任務(wù)。經(jīng)過反復(fù)論證設(shè)計(jì),最終決定生物電位放大器相關(guān)實(shí)驗(yàn)由兩部分組成:基于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic design automation, EDA)軟件的設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手實(shí)踐實(shí)驗(yàn)。在第一部分實(shí)驗(yàn)中:學(xué)生基于LM324[7]完成生物電位放大器的設(shè)計(jì)工作;仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果;仿真測(cè)試其差模增益幅頻響應(yīng)曲線[8]。在第二部分實(shí)驗(yàn)中:學(xué)生在面包板上動(dòng)手搭建生物電位放大器;并在實(shí)驗(yàn)室中,使用各種設(shè)備測(cè)試差模增益幅頻響應(yīng)曲線。上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于:通過設(shè)計(jì)仿真工作,讓同學(xué)們盡快掌握生物電位放大器的原理,同時(shí),基于EDA軟件開展電路工作,符合發(fā)展趨勢(shì)[9];通過設(shè)計(jì)仿真和動(dòng)手實(shí)踐相結(jié)合,互為驗(yàn)證,比較差異,容易引發(fā)思考,更加深刻的體會(huì)電子工程技術(shù)中不同手段的特點(diǎn);對(duì)生物電位放大器的重要參數(shù)進(jìn)行仿真、測(cè)量和總結(jié),有利于學(xué)生們?cè)诟畹爻潭壬险莆丈镫娢环糯笃鳌?/p>
最后要解決的問題是實(shí)驗(yàn)安排。由于生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)理論課程的配套實(shí)驗(yàn),因此在進(jìn)度安排上必須要統(tǒng)籌考慮;此外,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)決定了生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)適宜集中精力完成,而不是分散到每周進(jìn)行,集中完成實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛉〉酶玫男Ч?。為此,在生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)理論課程中,生物電位放大器相關(guān)內(nèi)容被安排在課程的早期進(jìn)行講解;緊隨其后,利用課余和周末時(shí)間,在一周內(nèi)完成生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)。這樣安排的好處是:學(xué)生能夠在課程的開始階段,就體會(huì)到了如何將理論應(yīng)用于實(shí)際,引發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容展示
下面以一位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況為例,說明課程設(shè)計(jì)效果。
1)生物電位放大器的設(shè)計(jì)和仿真
a)生物電位放大器的設(shè)計(jì):
基于lm324設(shè)計(jì)一個(gè)基于三運(yùn)放的儀表放大器,用于生物電位測(cè)量,仿真電路原理圖如圖1所示。增益公式如公式(1)所示,其中:R1、R2、R5和R6都選用10KΩ的電阻;R3和R4都選用24KΩ的電阻;Rg為增益電阻,當(dāng)Rg為無窮大時(shí),(這里選用600MΩ),增益約為1倍,當(dāng)Rg為5.6kΩ時(shí),增益約為10倍,當(dāng)Rg為470時(shí),增益約為100倍,當(dāng)Rg為47時(shí),增益約為1000倍。
A=(2*R3/Rg+1)*R2/R1(1)
b)對(duì)所設(shè)計(jì)的生物電位放大器進(jìn)行仿真,驗(yàn)證其功能
如圖1所示:使用+Vdm/2和-Vdm/2兩個(gè)信號(hào)源組合成模擬心電信號(hào)的差模輸入信號(hào)Vdm,峰值為10mV,頻率為18Hz;使用Vcm仿真工頻干擾產(chǎn)生的共模信號(hào),峰值為500mV,頻率為50Hz。取Rg為5.6kΩ,輸入、輸出信號(hào)對(duì)比圖如圖2所示。由圖可見,差模輸入信號(hào)被放大約10倍,但50Hz共模輸入信號(hào)在輸出信號(hào)中全無蹤跡,因此該生物電位放大器正確的實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目的:放大差模信號(hào)、抑制共模信號(hào)。
c)對(duì)所設(shè)計(jì)的生物電位放大器進(jìn)行仿真,測(cè)量其性能,頻率范圍設(shè)定在0.1Hz-5MHz之間:
對(duì)圖1的生物電位放大器進(jìn)行仿真,測(cè)量其差模增益頻率響應(yīng),如圖3所示。圖中從上到下的短劃線、虛線、點(diǎn)劃線和實(shí)線分別代表差模增益約為1000倍、100倍、10倍和1倍時(shí)的幅頻響應(yīng)。由圖3可見,放大倍數(shù)越小時(shí)的幅頻響應(yīng)截止頻率約高:差模增益約1000倍時(shí),幅頻響應(yīng)在1kHz左右就開始截止;差模增益約100倍時(shí),幅頻響應(yīng)在10kHz左右開始截止;差模增益約10倍時(shí),幅頻響應(yīng)在100kHz左右開始截止;差模增益約1倍時(shí),幅頻響應(yīng)在1MHz左右開始截止。
2)生物電位放大器的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)
動(dòng)手實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的生物電位放大器。使用的器材包括:面包板、lm324、10KΩ電阻、24KΩ電阻、5.6KΩ電阻、470Ω電阻、47Ω電阻和導(dǎo)線等,電阻均為5%精度;使用的儀器包括SPF05數(shù)字合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、DS1000數(shù)字示波器和電源。測(cè)試所得到差模增益頻響曲線如圖4所示。其中,差模增益隨頻率變化的趨勢(shì)與仿真所得的結(jié)果基本類似,除了差模增益為1時(shí)的截止頻率出現(xiàn)在了100kHz左右。
3)實(shí)驗(yàn)分析
相比于實(shí)際實(shí)現(xiàn)的生物電位放大器,仿真實(shí)驗(yàn)而得的結(jié)果具有更好、更理想的特點(diǎn)。其原因在于:仿真時(shí)避免了器件差異造成的影響,需要匹配的電阻和運(yùn)放可以做到完全匹配,同時(shí)也避免了人為測(cè)量失誤造成的影響,因此可以排除隨機(jī)誤差。仿真實(shí)驗(yàn)更容易實(shí)施,對(duì)于理解理論課內(nèi)容大有裨益;但動(dòng)手實(shí)驗(yàn)更加真實(shí),且可以提高動(dòng)手能力、積累實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于理解真實(shí)情況、解決實(shí)際問題非常有好處;兩者可以互為補(bǔ)充。
3 結(jié)論
為了避免生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科生培養(yǎng)博而不精的問題,在對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合素質(zhì)培養(yǎng)的同時(shí),應(yīng)該加強(qiáng)特定專業(yè)技能的訓(xùn)練;上海理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)醫(yī)學(xué)電子儀器方向在課程設(shè)置上專注于培養(yǎng)學(xué)生的電子工程技術(shù);生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)作為該專業(yè)的重要課程生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)的配套實(shí)驗(yàn),在引導(dǎo)學(xué)生“入門”、引發(fā)專業(yè)興趣等方面,具有重要作用;為此,對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了相關(guān)的課程設(shè)計(jì)工作。實(shí)踐表明,通過生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)知程度、對(duì)技術(shù)的理解程度和對(duì)知識(shí)的掌握程度,都得到了提升,這些能力的加強(qiáng)有助于學(xué)生對(duì)其它專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和掌握。因此,該實(shí)驗(yàn)的課程設(shè)計(jì)是成功的,今后將沿此方向繼續(xù)推進(jìn)。
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關(guān)鍵詞:復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD);電子技術(shù);課程設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)07-0200-02
一、引言
數(shù)字電路已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)和生活中,數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法也發(fā)生了改變。因此對(duì)數(shù)字電路課程的基本要求、教學(xué)的組織方式等有必要進(jìn)行研究與探討?;趶?fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流。復(fù)雜可編程邏輯器件數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一種以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái),在EDA軟件開發(fā)環(huán)境下,用硬件描述語言和數(shù)字電路圖形對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行編程設(shè)計(jì)、仿真分析并下載到可編程邏輯器件中的高效電子設(shè)計(jì)方法。該方法實(shí)現(xiàn)的數(shù)字系統(tǒng)具有高集成度、高速度、高可靠性、設(shè)計(jì)周期短、成本低、容易升級(jí)和移植等顯著優(yōu)點(diǎn),從而在工程中得到廣泛應(yīng)用。對(duì)電氣信息類本科生,有的學(xué)校開設(shè)了有關(guān)CPLD設(shè)計(jì)方法的選修課程,有些學(xué)校還沒有在本科階段開設(shè)相關(guān)課程,對(duì)于沒有開設(shè)這門課程的學(xué)生,如果在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中給學(xué)生簡(jiǎn)單介紹相關(guān)EDA軟件的使用方法,并指導(dǎo)學(xué)生查閱資料完成基于CPLD的課程設(shè)計(jì)任務(wù),將是對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的有力探索。因此本文通過將CPLD應(yīng)用于學(xué)生的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì),在指導(dǎo)學(xué)生掌握MAX+PLUS II基本設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生查閱資料并應(yīng)用數(shù)字電子技術(shù)基本理論完成了簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)和仿真。
二、CPLD在本科課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
在數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)中,選擇難度適中的設(shè)計(jì)任務(wù)——簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì),要求學(xué)生在對(duì)音階發(fā)生的原理、音調(diào)及節(jié)拍控制方法等研究的基礎(chǔ)上,完成了基于CPLD的簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì),達(dá)到本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。課程設(shè)計(jì)開始時(shí),由于學(xué)生不了解CPLD的設(shè)計(jì)方法,先給學(xué)生講解MAX+PLUS II的安裝及使用方法,然后如何應(yīng)用MAX+PLUS II來進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)字電路設(shè)計(jì)、仿真分析。基于CPLD數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)是編寫一系列描述系統(tǒng)行為或結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)文件。設(shè)計(jì)文件常用兩種格式:圖形(xxx.gdf)和文本(xxx.vhd)格式。特殊單元功能模塊一般用文本描述(VHDL語言)。單元模塊設(shè)計(jì)并調(diào)試后可打包生成圖形模塊供系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)用。而系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)采用圖形描述,向下調(diào)用生成特殊圖形模塊或設(shè)計(jì)庫中圖形模塊,這樣電路結(jié)構(gòu)清晰直觀,利于仿真調(diào)試。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過程中要求學(xué)生以自學(xué)為主,通過查閱資料熟練掌握CPLD的設(shè)計(jì)方法并完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)計(jì)原理圖如圖1所顯示,即通過鍵盤的彈奏,將輸入鍵盤信號(hào)轉(zhuǎn)換成含有音符信號(hào)的代碼以及產(chǎn)生分頻預(yù)置數(shù),采用數(shù)控分頻的方法輸出不同音符的頻率,最后通過揚(yáng)聲器發(fā)出聲音,同時(shí)用LED顯示正在演奏的音符。原理圖中的各功能模塊均采用文本輸入方式,CLK-GEN,KEYSCN,KEYDECODER-DEB三個(gè)功能模塊采用VHDL語言設(shè)計(jì),分別對(duì)這三個(gè)功能模塊編輯、仿真后生成特殊的功能模塊,三個(gè)功能模塊一起實(shí)現(xiàn)按鍵掃描電路功能,體現(xiàn)CPLD中自底向上的設(shè)計(jì)思想。TONE_ROM為音符查表以及對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)譜頻率產(chǎn)生電路,完成音符查表和簡(jiǎn)譜碼產(chǎn)生,SPEAKER為揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)電路,DISPLAY顯示控制及驅(qū)動(dòng)電路,這三個(gè)模塊也采用文本輸入方式進(jìn)行設(shè)計(jì)、編輯并進(jìn)行仿真。而在整體電路設(shè)計(jì)中采用圖形描述,向下調(diào)用生成的功能模塊,體現(xiàn)了自頂向下的設(shè)計(jì)思想。
三、經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)
通過一個(gè)具體的設(shè)計(jì)課題,指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中掌握了CPLD的設(shè)計(jì)方法以及進(jìn)行課題研究的一般方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性,加深了學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)方法的理解。有以下幾點(diǎn)體會(huì):(1)通過結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)任務(wù)的學(xué)習(xí)方式有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握,比如自底向上和自頂向下的設(shè)計(jì)方法,如果采用課堂授課方式,學(xué)生一般很難理解,即使理解了也不會(huì)有太深的印象,而通過這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,指導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)的過程中分別應(yīng)用這兩種設(shè)計(jì)方法來完成任務(wù),學(xué)生接受起來不僅自然而且有體會(huì),這是課堂教學(xué)無法收到的效果。(2)通過查閱手冊(cè)和參考書籍、文獻(xiàn)等資料,培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。(3)在指導(dǎo)學(xué)生撰寫規(guī)范設(shè)計(jì)報(bào)告過程中,培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。(4)整個(gè)設(shè)計(jì)課題雖然簡(jiǎn)單,但設(shè)計(jì)過程涉及到了工程課題研究的各個(gè)方面,通過完成設(shè)計(jì)任務(wù)為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事產(chǎn)品的開發(fā)研制奠定了基礎(chǔ)。
CPLD是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,已經(jīng)應(yīng)用到各種電類產(chǎn)品中,電氣信息類學(xué)生應(yīng)通過不同的渠道掌握這門技術(shù)。而高校要培養(yǎng)出高素質(zhì)的工程應(yīng)用型人才,應(yīng)在學(xué)生課程設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐等方面進(jìn)行改革與嘗試。采用靈活多變的教學(xué)方式,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生的求知欲,從而達(dá)到啟迪思維、拓展視野的目的,培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、獨(dú)立解決問題的能力、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,為社會(huì)培養(yǎng)出具有工程創(chuàng)新能力的卓越工程師。
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