摘 要:本文以工程教育認(rèn)證為契機(jī),以《電子線路設(shè)計(jì)制作》課程為載體,探索"成果導(dǎo)向"的課程教學(xué)改革方法?!峨娮泳€路設(shè)計(jì)制作》課程建設(shè)與實(shí)施過程中積累的經(jīng)驗(yàn)對制定專業(yè)教育的課程目標(biāo),構(gòu)建專業(yè)教育的課程體系和評價(jià)體系具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:成果導(dǎo)向;教學(xué)方法;卓越人才培養(yǎng)
《電子線路設(shè)計(jì)制作》課程是一門基礎(chǔ)類綜合型訓(xùn)練課程,在學(xué)習(xí)完成“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”以及“電子技術(shù)應(yīng)用綜合設(shè)計(jì)”等基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)以后,為進(jìn)一步提高電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)能力而設(shè)置的銜接課程,目的是通過“精密全波整流電路”“語音濾波器”“數(shù)控直流電壓源”三個(gè)模塊的實(shí)踐訓(xùn)練,掌握相對基礎(chǔ)類的綜合型電子技術(shù)的仿真方法、設(shè)計(jì)方法和調(diào)試方法,鍛煉學(xué)生查閱資料能力、電子技術(shù)設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、分析能力與科技報(bào)告編寫能力等。通過整個(gè)設(shè)計(jì)過程的訓(xùn)練使學(xué)生受到設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)技能、調(diào)試技能、論文撰寫與實(shí)驗(yàn)研究技能的訓(xùn)練,同時(shí)有利于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,提高學(xué)生的自學(xué)能力和運(yùn)用基礎(chǔ)理論去解決工程實(shí)際問題的能力,為后續(xù)綜合型電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)和實(shí)際工程應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
一、OBE教育理念
“成果導(dǎo)向(Outcome Based Education,簡稱OBE)”的教育理念發(fā)源于美國,引導(dǎo)著美國大學(xué)的課程發(fā)展。迄今為止,美國高校的本科課程標(biāo)準(zhǔn)大體形成了較為完整的指標(biāo)體系。“成果導(dǎo)向”的概念是1981年美國學(xué)者斯派蒂最早提出的,該教育理念一經(jīng)提出備受關(guān)注,這一理念對美國、日本、我國臺灣地區(qū)等一些國家和地區(qū)的課程改革產(chǎn)生了深刻的影響,得到了教育理論界與實(shí)踐領(lǐng)域的重視。目前,成果導(dǎo)向課程發(fā)展已在醫(yī)學(xué)博士、工學(xué)博士等專業(yè)學(xué)位培養(yǎng)中廣泛應(yīng)用,雖然不同學(xué)科、學(xué)校的具體操作不同,但課程發(fā)展的實(shí)質(zhì)均以學(xué)生“能力”為核心,通過主要程序的持續(xù)循環(huán)運(yùn)作,將預(yù)期課程成果結(jié)構(gòu)化、序列化、現(xiàn)實(shí)化,從而提升教育質(zhì)量。
我國于2016年正式加入《華盛頓協(xié)議》,通過工程認(rèn)證的專業(yè)畢業(yè)生在相應(yīng)的會員國申請工程師執(zhí)業(yè)資質(zhì)時(shí),將享有與本國畢業(yè)生同等的待遇,這一事件標(biāo)志著我國工程教育質(zhì)量得到國際標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可。目前,全國高校都在積極推廣和開展工程教育認(rèn)證工作。
成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)是工程教育專業(yè)認(rèn)證的三項(xiàng)基本理念,因此“成果導(dǎo)向”的教育理念是工程教育專業(yè)認(rèn)證要求所貫徹的三大理念之一,被認(rèn)為是追求卓越教育的正確方向,是工程教育改革的新理念。成果導(dǎo)向教育,就是以成果為導(dǎo)向,利用反向設(shè)計(jì)原理,首先考慮學(xué)生通過教育最終所取得的學(xué)習(xí)成果,以成果來指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施?!俺晒麑?dǎo)向”的教育理念以所有學(xué)生都能夠掌握所學(xué)知識為前提條件,可以把專業(yè)教育的成果作為出發(fā)點(diǎn),制定專業(yè)教育的課程目標(biāo),構(gòu)建專業(yè)教育的課程體系和評價(jià)體系。
本文以工程教育認(rèn)證為契機(jī),以《電子線路設(shè)計(jì)制作》課程為載體探索“以成果為導(dǎo)向”并持續(xù)改進(jìn)的教育模式的貫徹實(shí)施,一定能促進(jìn)更快、更好地培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的電子信息類卓越工程師人才。
二、課程教學(xué)內(nèi)容
該課程是為了提高學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用集成運(yùn)算放大器和相關(guān)電路模塊等進(jìn)行電子線路設(shè)計(jì)制作而開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程,根據(jù)教學(xué)大綱的要求,教學(xué)內(nèi)容由以下三個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容構(gòu)成:
(一)精密全波整流電路
精密全波整流電路是應(yīng)用集成運(yùn)算放大器對交流信號進(jìn)行直流轉(zhuǎn)換和有效值檢測的重要模塊,由半波整流電路、比例運(yùn)算放大器和濾波電路構(gòu)成,其工作原理與設(shè)計(jì)方法可為穩(wěn)壓源、萬用表以及峰值檢測電路設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
(二)語音濾波器
人類聲音的頻率范圍為300Hz~3400Hz,在語音信號處理時(shí)常常采用帶通濾波器濾除干擾。設(shè)計(jì)時(shí)為方便起見選用帶通濾波器的工作頻率范圍為300Hz~3000Hz,由于Q=W0/BW, W0為中心頻率,BW為帶寬,要求BW遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于W0,而本設(shè)計(jì)中二者相差不多,因此不能直接用帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法,需要采用高、低通濾波器級聯(lián)的方法設(shè)計(jì)。采用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)有源高濾波器、低通濾波器以及帶通濾波器的方法可廣泛應(yīng)用于電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。
(三)數(shù)控電壓源設(shè)計(jì)
利用D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換,運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)比例放大,三極管Q1與Q2構(gòu)成復(fù)合調(diào)整管實(shí)現(xiàn)電流放大,由三極管和取樣電阻構(gòu)成過流保護(hù)電路。具體要求為:
1. 輸出電壓:范圍0~+9.9V,步進(jìn)0.1V;輸出電壓分為100個(gè)檔位,從0-99,可任意調(diào)到要求的一檔輸出電壓。
2. 輸出電流:500mA。
3. 具有過流保護(hù)功能。
三個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的安排以集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用為主線,由簡單到復(fù)雜逐步提升學(xué)生的理論水平、設(shè)計(jì)能力與實(shí)踐動(dòng)手能力。
三、課程教學(xué)中存在的問題
《電子線路設(shè)計(jì)制作》課程的三個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難度都不是太大,而且內(nèi)容安排上也是遵循由簡單到復(fù)雜的原則,學(xué)生只要模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)課程以及相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)真正掌握了,該課程的設(shè)計(jì)任務(wù)應(yīng)該可以順利完成;但是該課程涉及的內(nèi)容比較廣泛,除了要求掌握三個(gè)實(shí)驗(yàn)的工作原理外,還要學(xué)習(xí)仿真軟件完成設(shè)計(jì)仿真,然后在面包板上完成電路的搭試,最后要使用儀器儀表完成指標(biāo)測試,整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一環(huán)扣一環(huán),如果一個(gè)環(huán)節(jié)沒掌握好或者出現(xiàn)差錯(cuò)結(jié)果就出不來。
剛剛接手這門課時(shí),實(shí)際情況不太理想。我按照正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容講完后,專門把實(shí)驗(yàn)中用到的儀器儀表讓學(xué)生熟悉了一遍,器件的PDF文檔以及典型應(yīng)用都發(fā)給學(xué)生,仿真軟件的使用也講了,搭建電路時(shí)的注意事項(xiàng)也講了,但學(xué)生在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中好像沒聽到一樣,還是出現(xiàn)了各種各樣的問題,老師變成了救火隊(duì)長,個(gè)別學(xué)生下課后仍然完不成實(shí)驗(yàn)任務(wù),前幾次課經(jīng)常拖堂半個(gè)多小時(shí)下課。為此本人也十分著急,著手分析問題查找原因,發(fā)現(xiàn)存在以下幾個(gè)問題:
1. 《電子線路設(shè)計(jì)制作》課程的先修課程“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”以及“電子技術(shù)應(yīng)用綜合設(shè)計(jì)”等基礎(chǔ)課程,以前學(xué)習(xí)的知識都是理論知識,真正使用時(shí)很多學(xué)生都忘記了。
2. 雖然三個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難度都不是太大,但是對學(xué)生來講涉及的知識面比較多:包括器件的使用、電路的工作原理、三個(gè)仿真軟件的學(xué)習(xí)、電路搭建方法、測試方法以及五種儀器儀表的使用等,對學(xué)生也是一種挑戰(zhàn)。
3. 仿真軟件學(xué)會使用后仿真結(jié)果是不是達(dá)到要求不太確定,不知道如何驗(yàn)證。
4. 在面包板上搭建電路,存在接觸不良,容易觸碰等問題;同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)過程中涉及到的電源種類達(dá)到三種,有些學(xué)生連線錯(cuò)誤燒壞器件致使個(gè)別學(xué)生有畏懼心理。以前學(xué)習(xí)中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只要完成功能就可以,現(xiàn)在完成指標(biāo)測試等等問題,使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成的不夠理想。
5. 個(gè)別學(xué)生認(rèn)為是選修課,不夠重視,報(bào)考駕照、參加課外活動(dòng)的學(xué)生經(jīng)常請假。
針對以上幾種情況我思考很久,想到庖丁解牛的故事使我豁然開朗,假如老師比作庖丁,對每一個(gè)解牛的環(huán)節(jié)步驟爛熟于心,學(xué)生比作梁惠王看完表演仍然不會解牛也是很正常的。那么按照成果導(dǎo)向的理念反向設(shè)計(jì)教學(xué)過程,把實(shí)驗(yàn)中每一個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵點(diǎn)找出來,融入實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),以此來指導(dǎo)教學(xué)過程、并加強(qiáng)過程管理引起學(xué)生重視學(xué)習(xí),效果會不會更好呢?
四、課程教學(xué)方法改革
下面就是在近年來根據(jù)“成果導(dǎo)向”的教育理念,把整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行梳理與設(shè)計(jì)形成細(xì)化的實(shí)驗(yàn)流程、注意事項(xiàng)、考核評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),因才施教,并在教學(xué)中不斷完善、改進(jìn)教學(xué)方法,提升教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果,形成了一套行之有效的教學(xué)方法。
(一)建立行之有效的考核措施和評分標(biāo)準(zhǔn),并在實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行
實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中過程控制管理十分重要,成績考核的細(xì)分與量化決定了教學(xué)內(nèi)容在實(shí)施過程的落實(shí)情況,也可檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此根據(jù)教學(xué)大綱的成績考核標(biāo)準(zhǔn),制定了成績考核細(xì)則。
1. 成績考核標(biāo)準(zhǔn)
該課程滿分100分,其中:
(1)實(shí)驗(yàn)完成情況占總成績的60%
(2)設(shè)計(jì)報(bào)告占總成績的30%
(3)實(shí)驗(yàn)行為占總成績的10%
2. 成績考核細(xì)則及說明
(1)實(shí)驗(yàn)完成情況成績
三個(gè)實(shí)驗(yàn)完成情況滿分為60分,根據(jù)實(shí)驗(yàn)的難易程度,精密全波整流電路部分為15分,語音濾波器部分為20分,數(shù)控電壓源設(shè)計(jì)部分為25分。實(shí)驗(yàn)完成情況要求如下:
a)三個(gè)實(shí)驗(yàn)分三個(gè)階段完成,每個(gè)實(shí)驗(yàn)完成過程中要進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)驗(yàn)收、單元電路設(shè)計(jì)驗(yàn)收和小系統(tǒng)驗(yàn)收;
b)根據(jù)要求先完成仿真電路設(shè)計(jì),然后為單元電路調(diào)試,最后為整個(gè)小系統(tǒng)的調(diào)試;由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是一步一步完成的,因此只有完成其中一個(gè)步驟的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并驗(yàn)收后才能開展下一步驟的實(shí)驗(yàn),所以驗(yàn)收環(huán)節(jié)曠課的同學(xué)是沒有相應(yīng)成績的;
c)完成電路設(shè)計(jì)或測試全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,老師會根據(jù)結(jié)果對每組進(jìn)行檢查,驗(yàn)收時(shí)需演示測試方法和測試結(jié)果。
(2)設(shè)計(jì)報(bào)告成績
a)設(shè)計(jì)報(bào)告的總成績?yōu)?0分,三個(gè)實(shí)驗(yàn)需要提交三份設(shè)計(jì)報(bào)告,每份設(shè)計(jì)報(bào)告滿分成績?yōu)?0分;
c)實(shí)驗(yàn)報(bào)告著重于電路的原理描述、設(shè)計(jì)仿真、電路調(diào)試與測試結(jié)果的記錄與分析以及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問題與解決方法等,每組兩位同學(xué)各有分工,在“實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問題與解決方法”與“心得體會”部分要有所側(cè)重。
(3)實(shí)驗(yàn)行為成績
實(shí)驗(yàn)行為主要考察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度以及相應(yīng)的努力程度,主要包括考勤、回答老師的相關(guān)提問情況、遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)定情況以及實(shí)驗(yàn)過程中解決出現(xiàn)的問題等情況。
(二)在實(shí)驗(yàn)的每個(gè)階段針對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提出細(xì)化具體的要求
1. 儀器儀表的使用要求與使用方法
(1)掌握基本元件的性能與使用方法
(2)掌握萬用表、穩(wěn)壓源、毫伏表、信號源、頻率計(jì)及示波器的使用方法
a)萬用表的使用:測電路中電壓電流時(shí)一定先確認(rèn)萬用表電壓或電流相應(yīng)的檔位,避免使用電阻檔誤測電壓、電流值燒壞萬用表。萬用表主要測工頻的電壓、電流值。
b)毫伏表的使用:毫伏表主要測量一定頻率范圍的交流信號電壓有效值,一般分為低頻毫伏表與高頻毫伏表。在開與關(guān)電源時(shí)為避免碰撞指針請把檔位設(shè)置在300V。
c)函數(shù)發(fā)生器的使用:函數(shù)發(fā)生器具有產(chǎn)生信號源和測頻的功能;信號源中的信號在設(shè)置不同波形情況下可進(jìn)行不同幅度、頻率以及相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。
d)穩(wěn)壓源電源的連接:穩(wěn)壓源一般有三個(gè)獨(dú)立的電源,其中+5V是固定電壓源輸出,±15V需要調(diào)整電壓并專門連接。
2. 全波整流電路
(1)全波整流電路的工作原理、仿真設(shè)計(jì)要求
a)掌握半波與全波整流電路的工作原理與設(shè)計(jì)方法;
b)掌握用Proteus仿真電路的方法。
重點(diǎn)掌握:
a)整流電路需要整流二極管,而二極管的工作頻率決定了整流電路的工作頻率范圍。其中IN4007工作頻率范圍在2kHz以下,IN4148工作頻率范圍在20kHz以下,設(shè)計(jì)時(shí)考慮用兩種二極管設(shè)計(jì)整流電路,并參考萬用表的測試交流電壓的頻率范圍,了解萬用表與毫伏表測量交流電壓有效值的區(qū)別,深入理解二極管的工作頻率與整流電路的工作頻率范圍的關(guān)系。
b)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮輸入信號和輸出信號電平不能超過電源工作電壓,否則會導(dǎo)致信號失真,因此設(shè)計(jì)時(shí)要測量放大電路、跟隨電路中關(guān)鍵部件的電阻值。
c)濾波電容選擇100uF,正極與輸出相連,去掉電容才能用示波器看到波形,但測試時(shí)一定要把電容加上,否則紋波干擾使輸出有誤差。
d)用Proteus軟件完成仿真,電阻參數(shù)用實(shí)測值。全波整流電路的輸出直流電壓的理論值為0.9Virms,可與仿真結(jié)果比對,檢驗(yàn)設(shè)計(jì)、仿真的結(jié)果。
e)要求比對輸入信號、半波整流的仿真波形和全波整流的仿真波形。
(2)全波整流電路的電路搭建、調(diào)試與測試注意事項(xiàng)
a)調(diào)試注意事項(xiàng):
*在面包板上連線時(shí),參照仿真圖先連接電源、地線再連接信號線,注意二極管的極性;
*檢查線路無誤后再接入連接好的±15V電源,然后根據(jù)測試要求接入信號源;
*測試點(diǎn)包括輸入、半波整流輸出、全波整理輸出(注意觀察波形時(shí)不加電容,測試時(shí)加電容)。
b)測試注意事項(xiàng):
*根據(jù)表格的要求測量輸入信號對于不同電壓和不同頻率范圍時(shí)的輸出電壓值;
*通過調(diào)試電路掌握1N4007和1N4148的工作頻率特性;
*了解運(yùn)算放大器在±15V電源條件下輸入信號電壓的最大值;
*通過示波器監(jiān)測輸出信號失真時(shí)對應(yīng)的輸入信號電壓與頻率。
*半波整流電路存在兩倍放大,由于輸出電壓小于電源電壓,因此Vipp<15V,實(shí)際為14V左右。
(3)全波整流電路的結(jié)果驗(yàn)收
全波整流電路的結(jié)果驗(yàn)收分為仿真驗(yàn)收與測試結(jié)果驗(yàn)收兩部分。
仿真驗(yàn)收主要檢查輸入、半波整流輸出、全波整理輸出(不加電容)的波形和幅度是不是正確,檢驗(yàn)輸出電壓失真時(shí)對應(yīng)的輸入電壓值。
測試結(jié)果驗(yàn)收根據(jù)測試表格的結(jié)果進(jìn)行抽查,主要檢查峰峰值5V、峰峰值10V以及輸出電壓失真時(shí)對應(yīng)的輸入電壓峰峰值值。
3. 語音濾波器設(shè)計(jì)
語音濾波器的設(shè)計(jì)包括高通、低通和帶通三個(gè)濾波器設(shè)計(jì),濾波器在電子技術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)用十分廣泛,不僅要學(xué)會參數(shù)設(shè)計(jì)、仿真設(shè)計(jì)并完成相應(yīng)的功能,最重要的是要達(dá)到技術(shù)指標(biāo)的要求,所以該部分電路看似簡單實(shí)際上真正完成技術(shù)要求有一定難度。
(1)語音濾波器設(shè)計(jì)的工作原理、仿真設(shè)計(jì)要求
*掌握語音濾波器的工作原理與設(shè)計(jì)方法;
*學(xué)習(xí)Filter Wiz Pro濾波設(shè)計(jì)軟件,設(shè)計(jì)高、低通濾波的參數(shù);
*用Multisim仿真軟件完成高低通濾波器幅頻特性與相頻特性的仿真,驗(yàn)證設(shè)計(jì)性能,仿真時(shí)的器件參數(shù)要用實(shí)測值。
(2)語音濾波器的電路調(diào)試與測試要求
*掌握高通、低通與帶通濾波器硬件電路調(diào)試與測試方法;
*注意測試電阻、電容值,做到準(zhǔn)確、誤差盡量小;
*高低通濾波器先完成電路的搭試,然后用毫伏表測試三組數(shù)據(jù):通帶最大值,通帶截止頻率與阻帶截止頻率;只要達(dá)到指標(biāo)后才能進(jìn)行完整的參數(shù)測試;
*帶通濾波器調(diào)試時(shí)高通在前、低通在后,避免工頻干擾;
*注意高通濾波器、低通濾波器和帶通濾波器的放大倍數(shù),所以一定要考慮輸入信號的最大峰峰值,避免失真情況發(fā)生。
(3)語音濾波器電路的結(jié)果驗(yàn)收
語音濾波器電路的結(jié)果驗(yàn)收分為設(shè)計(jì)驗(yàn)收、仿真驗(yàn)收與測試結(jié)果驗(yàn)收三部分。
設(shè)計(jì)驗(yàn)收檢查高、低通濾波的設(shè)計(jì)參數(shù)是否達(dá)標(biāo);
仿真驗(yàn)收主要檢查高低、低通和帶通通濾波器的幅頻特性與相頻特性曲線是否正確,檢驗(yàn)通帶截止頻率與阻帶截止頻率是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
測試結(jié)果驗(yàn)收根據(jù)測試表格的結(jié)果進(jìn)行抽查,主要檢查三個(gè)濾波器的通帶截止頻率與阻帶截止頻率是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
4. 數(shù)控電壓源設(shè)計(jì)
數(shù)控電壓源是一個(gè)相對綜合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,包括D/A轉(zhuǎn)換、電壓與電流放大和過流保護(hù)等模塊,訓(xùn)練學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。
(1)數(shù)控電壓源的的設(shè)計(jì)、仿真要求
*掌握數(shù)控電壓源的的設(shè)計(jì)方法;
*掌握用Proteus仿真數(shù)控電壓源的方法;
*掌握加入不同負(fù)載時(shí)電路中電流的計(jì)算方法、電阻承載功率的計(jì)算方法;
*掌握過載時(shí)電路的保護(hù)方法。
(2)數(shù)控電壓源的的調(diào)試與測試要求
*掌握DAC0832電路調(diào)試方法,注意測量參考電壓值,注意數(shù)字地與模擬地的連接;
*掌握放大電路調(diào)試方法;
*掌握功放與過流保護(hù)電路調(diào)試方法。
*掌握加入不同負(fù)載時(shí)電路中電流和電壓的測試方法。
(3)數(shù)控電壓源的結(jié)果驗(yàn)收
數(shù)控電壓源的結(jié)果驗(yàn)收分為設(shè)計(jì)驗(yàn)收、仿真驗(yàn)收與測試結(jié)果驗(yàn)收三部分。
設(shè)計(jì)驗(yàn)收檢查數(shù)控電壓源的設(shè)計(jì)參數(shù)是否符合要求;
仿真驗(yàn)收主要檢查數(shù)控電壓源的中D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、電壓與電流放大數(shù)據(jù)以及過流保護(hù)電路的數(shù)據(jù)是否正確。
測試結(jié)果驗(yàn)收根據(jù)測試表格的結(jié)果進(jìn)行抽查,主要檢查四個(gè)方面:D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)果,重點(diǎn)檢查小信號輸出結(jié)果;無負(fù)載時(shí)輸出電壓值的線性度;不同負(fù)載時(shí)的輸出電壓與電流值是否達(dá)標(biāo);過載時(shí)可否實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)。
(三)運(yùn)用最新的電子技術(shù)仿真軟件,提高學(xué)生的電子技術(shù)設(shè)計(jì)能力
《電子線路設(shè)計(jì)制作》課程的三個(gè)實(shí)驗(yàn)用到Proteus和Multisim兩個(gè)仿真軟件和一個(gè)Filter Wiz Pro濾波設(shè)計(jì)軟件,其中Proteus仿真軟件主要實(shí)現(xiàn)電路的功能,Multisim仿真軟件主要分析電路的幅頻特性,為電路設(shè)計(jì)、測試提供理論依據(jù),而Filter Wiz Pro為濾波設(shè)計(jì)軟件,該軟件是電子設(shè)計(jì)大賽時(shí)使用的,正好應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,設(shè)計(jì)結(jié)果比最開始的快速算法設(shè)計(jì)的要精確很多,最新的設(shè)計(jì)軟件為電子技術(shù)設(shè)計(jì)帶來的新的方法手段,也提高學(xué)生的電子技術(shù)設(shè)計(jì)能力。
(四)重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編制,提高學(xué)生科技報(bào)告編寫能力
每個(gè)實(shí)驗(yàn)完成后要編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告,在下一次課堂上交。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告按照如下格式編制,并寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊上。實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式如下:
*實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
*實(shí)驗(yàn)元器件
*實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)電路分析與設(shè)計(jì)
*實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟與實(shí)驗(yàn)結(jié)果(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與波形)
*分析與結(jié)論
*實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問題與解決方法
*心得體會
*思考題
*參考文獻(xiàn)
重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫為未來中期實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告奠定基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告驗(yàn)收、點(diǎn)評等環(huán)節(jié)考查學(xué)生對整個(gè)實(shí)驗(yàn)從原理分析、設(shè)計(jì)分析、仿真、調(diào)試到測量以及解決實(shí)際問題的能力。
(五)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)成果的考核與評價(jià)體系,提高學(xué)生自我改進(jìn)能力和教師教學(xué)水平
評價(jià)與目標(biāo)是相伴相生的,好的考核與評價(jià)體系,可以提高學(xué)生自我改進(jìn)能力和教師的教學(xué)水平。因此每個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收后會抽出一點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果點(diǎn)評與評價(jià),讓學(xué)生知道什么樣的結(jié)果是做的好的,怎么樣能達(dá)到好的結(jié)果;每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成后也有點(diǎn)評與評價(jià),讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)原理如何描述,仿真結(jié)果如何歸納總結(jié),測試數(shù)據(jù)是否正確,有誤差應(yīng)該如何分析等等,使學(xué)生知道應(yīng)該如何寫好科技報(bào)告,如何查閱資料。這樣使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量不斷提高,實(shí)現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容—實(shí)驗(yàn)仿真—電路搭建—電路測試—電路驗(yàn)收—實(shí)驗(yàn)報(bào)告—成果評價(jià)—不斷改進(jìn)”的閉環(huán)過程控制模式,不僅提升了教師的實(shí)踐育人能力,也提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力以及科技報(bào)告書寫水平,尤其是提高學(xué)生自我改進(jìn)能力。
五、課程教學(xué)效果
通過《電子線路設(shè)計(jì)制作》課程的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅掌握了全波整流電路、語音濾波器和數(shù)控直流電壓源三個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的工作原理、設(shè)計(jì)、搭建、調(diào)試以及測試方法,而且鍛煉了查閱資料、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、動(dòng)手操作、分析總結(jié)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力,對儀器儀表的使用進(jìn)行了全面的熟悉與掌握,對以前所學(xué)習(xí)的相關(guān)知識進(jìn)行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí),通過手寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式鍛煉了學(xué)生編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。取得這些成績的原因:
1. 理論與實(shí)踐結(jié)合比較緊密,項(xiàng)目中每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要學(xué)生自己動(dòng)手,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2. 在教學(xué)過程中管理手段和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過程控制切實(shí)有效,學(xué)生的每一步學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)都可查可控,并與成績掛鉤,克服懶惰思想,杜絕抄襲苗頭。
3. 實(shí)驗(yàn)課程的關(guān)鍵知識點(diǎn)、注意事項(xiàng)都提前融入教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生動(dòng)手操作時(shí)基本做到心中有數(shù)。
4. 注重使用最新的電子技術(shù)仿真軟件,學(xué)生的每一步實(shí)驗(yàn)都做到有理有據(jù),理論指導(dǎo)實(shí)踐。
5. 對學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告點(diǎn)評,學(xué)生初步自己評判自己的成果,由老師最后判定成績,最終實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)并不斷提高的效果。
6. 耐心輔導(dǎo)每位學(xué)生,注重課程銜接,實(shí)驗(yàn)難度由易到難循序漸進(jìn),大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,學(xué)生普遍反映收獲很大。
六、結(jié)語
在教《電子線路設(shè)計(jì)制作》課程以來,每屆學(xué)生在電子技術(shù)設(shè)計(jì)方面經(jīng)受了較系統(tǒng)的訓(xùn)練,每次讀著學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的心得體會:解決了什么困難,得到了什么收獲,內(nèi)心有說不出的高興,覺得在授課過程的辛苦、還要克服種種實(shí)際困難的艱辛都是值得的。
我院正在積極開展工程教育專業(yè)認(rèn)證工作,但如何實(shí)施,如何落實(shí)需要用適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證新的教育理念、新的教育方法來進(jìn)行實(shí)踐,《電子線路設(shè)計(jì)制作》課程建設(shè)與實(shí)施可為工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的深入開展和卓越人才的培養(yǎng)提供一定的參考。
隨著國家互聯(lián)網(wǎng)+戰(zhàn)略的提出和推進(jìn),移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等熱門技術(shù)逐步應(yīng)用和日益普及,而信息技術(shù)正是這些熱門產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)中最核心、最關(guān)鍵的部分,是整個(gè)智能化電子行業(yè)的最核心技術(shù)領(lǐng)域。在全球信息化浪潮中,以工程教育認(rèn)證為契機(jī),探索“以學(xué)生為中心”和“以成果為導(dǎo)向”并持續(xù)改進(jìn)的教育模式,一定能促進(jìn)更快、更好地培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的電子信息類卓越工程師人才。
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