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關(guān)鍵詞 大學(xué)生電子設(shè)計大賽;實踐教學(xué)改革;創(chuàng)新人才培養(yǎng)
中圖分類號:G640 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-489X(2013)12-0018-03
教育部有關(guān)“辦出特色、爭創(chuàng)一流”的指示中提到:“各高校要以需求為導(dǎo)向,推動新一輪高等教育改革。各類院校都要合理定位,努力形成自己的辦學(xué)理念和風(fēng)格,在不同層次、不同領(lǐng)域辦出特色、爭創(chuàng)一流。各地教育部門要大力開展就業(yè)實習(xí)實訓(xùn),建立穩(wěn)定的、能滿足教學(xué)和就業(yè)需要的實習(xí)實訓(xùn)基地?!?/p>
為了貫徹落實教育部指示精神和具體實施華中科技大學(xué)文華學(xué)院“2012版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案”,以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨,以實踐教學(xué)改革為核心,以實驗資源開放共享為基礎(chǔ),以高素質(zhì)實驗教學(xué)隊伍和完備的實驗條件為保障,創(chuàng)新管理機制,全面提高實驗教學(xué)水平和實驗室使用效益,改革人才培養(yǎng)模式,成立“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”。
“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”的培養(yǎng)模式是:實施“2012版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案”,在學(xué)生自愿的基礎(chǔ)上利用課余時間(安排在相應(yīng)學(xué)期第3~16周的周六和周日,以及部分暑假時間)補充實施“創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案”,實施個性化特色教育?!皠?chuàng)新人才培養(yǎng)方案”是以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和社會實踐能力、以提高學(xué)生就業(yè)技能和就業(yè)競爭力為目的,采用先進的教育理念、實踐教學(xué)觀念和管理體制;構(gòu)建先進的實踐教學(xué)體系、內(nèi)容和方法、先進的創(chuàng)新型實踐教學(xué)團隊,配置先進的儀器設(shè)備;以參加全國性和省級“電子設(shè)計大賽”和“IT創(chuàng)新設(shè)計大賽”等各類學(xué)科競賽的成果作為對實踐教學(xué)效果的檢驗,以“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”畢業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力和就業(yè)能力的提高作為實踐教學(xué)的特色。
1 “中心”設(shè)立的目的、意義及指導(dǎo)思想原則
“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”培養(yǎng)學(xué)生在機電一體化、電氣自動化、自動控制、電子科學(xué)、電子信息、光電信息、通信、儀器儀表與數(shù)字控制等1~2個領(lǐng)域內(nèi)具備硬件、軟件的理論基礎(chǔ)及專業(yè)知識和技能?!爸行摹敝貙嵺`能力、學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng),以適應(yīng)21世紀(jì)信息科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展需要,能在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)從事各種元器件、部件的制造和應(yīng)用,能從事系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)集成等工作,以及對新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)和管理的工作。培養(yǎng)“合格+特色”的一線工程技術(shù)專業(yè)人才,提高學(xué)生的工程系統(tǒng)創(chuàng)新能力,拓展學(xué)生就業(yè)領(lǐng)域,同時提升學(xué)院在同類院校中的競爭力,打響學(xué)院品牌。
“中心”設(shè)立的指導(dǎo)思想原則是以全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽為主線,以常態(tài)化運行為管理方式;以提高學(xué)生的實踐技能為目標(biāo),以“理論、設(shè)計、實驗、技能”四位一體的教學(xué)方法為手段,旨在提升學(xué)院在各級電子設(shè)計大賽中的競爭力和影響力。
2 “中心”的運作模式
2.1 穩(wěn)定隊伍,固定場地,規(guī)范管理
變突擊集訓(xùn)為常態(tài)培養(yǎng),改變原帶隊教師臨時召集,場地臨時借用的松散型管理方式,建立有著穩(wěn)定的師資隊伍、固定的培養(yǎng)場所、明確的培養(yǎng)目標(biāo)、系統(tǒng)的培養(yǎng)計劃、優(yōu)質(zhì)的參賽梯隊的規(guī)范化運作機構(gòu)。
從目前已有的師資力量來看,總體滿足“中心”的運作要求,但在師資隊伍的穩(wěn)定性、年齡結(jié)構(gòu)的合理性、專業(yè)的匹配性等問題上難以滿足“中心”中長期發(fā)展目標(biāo);從場所來看,開出理論課程的場所已解決,而系統(tǒng)培訓(xùn),開出設(shè)計、實驗、技能等課程的場所不足;從管理來看,規(guī)范師資、安排教學(xué)計劃、配備場地、調(diào)用實驗器材、控制參賽隊的數(shù)量和質(zhì)量等,已有相應(yīng)的管理辦法和考核標(biāo)準(zhǔn)。
目前采取的實施方法為:1)對師資的培養(yǎng)建立“傳幫帶”的機制,通過搭班子,以老帶新、中帶青、強幫弱,提高師資的水平;做好“中心”教師資源規(guī)劃,以年齡、職稱、專業(yè)方向、協(xié)作能力作為依據(jù),解決師資長遠發(fā)展問題;2)“中心”理論培訓(xùn)納入日常教學(xué)安排,教務(wù)統(tǒng)籌排課,解決理論課教室的問題;落實學(xué)部實驗中心統(tǒng)籌管理職能,協(xié)調(diào)實驗室安排,提高實驗室利用效率,解決實驗、專題訓(xùn)練、強化訓(xùn)練場地不足的問題;3)以2013年湖北省電子設(shè)計競賽為切入點,在實踐中摸索,逐步完善各項管理制度,最終達到創(chuàng)建“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”管理體系的目標(biāo)。
2.2 建立階梯式淘汰機制,不斷優(yōu)化參賽隊伍
改變以前精英強化訓(xùn)練方式,建立大一、大二、大三階梯式的逐級淘汰機制,不斷優(yōu)化參賽隊伍,保證參賽隊伍的相對穩(wěn)定性??偨Y(jié)3年以來的電子設(shè)計大賽培訓(xùn)經(jīng)驗,多方聽取學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的意見,根據(jù)學(xué)生自身的興趣和條件,結(jié)合學(xué)院實行“潛能導(dǎo)師”個性化教育理念,初步計劃只在信息學(xué)部和機電學(xué)部各專業(yè)招收電子設(shè)計競賽培訓(xùn)生源,大一招收120人,大二招收80人,大三招收45人。而實際報名人數(shù)達到702人之多,其中大一(2012級)384人、大二(2011級)203人、大三(2010級)115人??紤]到學(xué)部的師資、場地、經(jīng)費等諸多因素,學(xué)院做出決定:對大一(2012級)的384人進行選拔賽,最終錄取138人,編成4個班,保證兩學(xué)部各專業(yè)都有人參加。
綜合計劃招生和實際招生情況,按3:2:1的比例控制,以創(chuàng)新學(xué)分、潛能興趣方向及晉級考試等方式,建立大一、大二、大三階梯式的逐級淘汰機制,保證穩(wěn)定培訓(xùn)生源,優(yōu)化參賽隊伍。
2.3 以常規(guī)學(xué)科教育為主,在優(yōu)中選優(yōu),鍛造實踐人才
常規(guī)的學(xué)科教育是正常按專業(yè)教學(xué)計劃進行的培養(yǎng),而“人才創(chuàng)新培訓(xùn)中心”是按個性化教育理念,以電子設(shè)計競賽為主線,對有潛能的電工電子人才的強化培訓(xùn)。在師資安排、學(xué)生課程安排上,以常規(guī)學(xué)科教育為主,以培訓(xùn)中心為輔;在滿足正常教學(xué)的前提下,兼顧中心的教學(xué);如果正常上課時間與培訓(xùn)課程時間沖突,以正常上課為主。
在此,有一點除外:大三的暑期正是電子設(shè)計競賽強化訓(xùn)練時間,部分專業(yè)的暑期生產(chǎn)實習(xí)和電子設(shè)計競賽開賽時間沖突。這時考慮學(xué)生意愿,是選擇生產(chǎn)實習(xí)還是電子設(shè)計競賽,若選擇電子設(shè)計競賽,則可以用電子設(shè)計競賽的培訓(xùn)替代生產(chǎn)實習(xí)的學(xué)分,與此同時,“創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”出具相應(yīng)的證明材料。這樣,一方面作為學(xué)生替代生產(chǎn)實習(xí)學(xué)分的依據(jù),另一方面為實際參賽隊伍的穩(wěn)定提供有力的保障。以上這些措施是鍛造實踐人才的基石,也是培訓(xùn)中心健康發(fā)展的保障。
2.4 個性化培養(yǎng)模式,強化大賽技能技巧
為了落實個性化的教育理念和學(xué)院人才潛能的挖掘,成立“電工電子創(chuàng)新人才培訓(xùn)中心”,有組織、有計劃地推動個性化的培養(yǎng)模式。
1)科研創(chuàng)新培養(yǎng)模式:在培訓(xùn)中心的運作模式下,在大一、大二和大三的學(xué)生中,若發(fā)現(xiàn)有科研潛質(zhì)的學(xué)生,則單列出來,進行一對一的指導(dǎo),另外通過申請“大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計”專項經(jīng)費予以資助;若發(fā)現(xiàn)有理論和工程素養(yǎng)的學(xué)生,則提前進行指導(dǎo),指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表科研論文,或者引導(dǎo)學(xué)生進行發(fā)明創(chuàng)造。
2)課題培養(yǎng)模式:在學(xué)院的組織與管理下,有課題的教師把課題放到“中心”,組織“中心”師生進行課題的開發(fā),特別是學(xué)院立項的課題納入“中心”平臺中來,一方面讓“中心”優(yōu)秀學(xué)生得到鍛煉,另一方面讓課題得以完成,最終為學(xué)院發(fā)展科研打下基礎(chǔ)。
3)引進“企業(yè)+中心”共同培養(yǎng)模式:通過學(xué)院引進校外企業(yè),按照企業(yè)用人單位的要求進行培養(yǎng),簡稱訂單式的培養(yǎng),這是高職院校一貫的成功做法。另外可以設(shè)法把公司的崗前培訓(xùn)、生產(chǎn)培訓(xùn)、技能培訓(xùn)和高級技能資格證等都嵌入到“培訓(xùn)中心”來。
2.5 在大賽中鍛煉隊伍,向著以賽養(yǎng)賽的目標(biāo)不斷發(fā)展
通過不斷的培養(yǎng)、在大賽實踐中的磨練,形成科學(xué)的、個性化的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和強大的師資力量,創(chuàng)造品牌效益和經(jīng)濟效益的雙豐收。以大賽為主線的培訓(xùn)模式,如果運作取得實效,可以考慮以賽養(yǎng)賽的想法,一些大賽配有獎金,獲得的獎金可以按比例反哺到“中心”日常運營中來,還可以通過和外單位的科研協(xié)作、校外企業(yè)的資助等方法來維持“中心”的運作。
3 培訓(xùn)安排
“中心”為成功參加2013年全國電子設(shè)計競賽,特將培訓(xùn)課程分為3個階段,即電子設(shè)計競賽基礎(chǔ)培訓(xùn)課程階段、專題訓(xùn)練階段和強化培訓(xùn)階段。
3.1 建立較完善的電子設(shè)計競賽培訓(xùn)課程教學(xué)體系,為培養(yǎng)創(chuàng)新人才端出豐富的知識套餐
為了鞏固和加深理論和實驗環(huán)節(jié),基本解決“四位一體”綜合教學(xué)中的“兩位一面”的問題,研究推出具有培養(yǎng)、選拔功能的三段式集訓(xùn)課程教學(xué)體系,即電子實用技能、電子技術(shù)應(yīng)用、實用電子系統(tǒng)設(shè)計與創(chuàng)新。共有8門課程,分別是電工電子工程基礎(chǔ)、單片機原理及應(yīng)用、電力電子技術(shù)、集成電路應(yīng)用、高頻技術(shù)及通信系統(tǒng)設(shè)計、CPLD與儀器儀表設(shè)計、數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計、電子系統(tǒng)案例設(shè)計(理論與實踐并重,實踐學(xué)時遠多于理論課時),加上一個強化訓(xùn)練(根據(jù)各人興趣不同,可做多個自選課題,包括獨立設(shè)計的創(chuàng)新性課題)。
由于集訓(xùn)課程在設(shè)計上具有很強的知識集成性與旨在應(yīng)用的工程實踐特性,它是相關(guān)課內(nèi)教學(xué)通向應(yīng)用的橋梁,因此,并不主張用它來替換相關(guān)課程的課內(nèi)教學(xué),只有這樣,才能保證培養(yǎng)的創(chuàng)新型人才具有更厚實的理論基礎(chǔ)和更強的創(chuàng)新能力。
3.2 專題訓(xùn)練階段
專題訓(xùn)練主要是針對歷年全真試題進行培訓(xùn),共分成4個專題:交直流穩(wěn)壓、穩(wěn)流電源設(shè)計;通信系統(tǒng)設(shè)計;儀器儀表設(shè)計;數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計。每個專題初步定為32學(xué)時,共計128學(xué)時,主要針對大三的學(xué)生進行培訓(xùn),通過全真題認真剖析,讓學(xué)生對電子設(shè)計競賽有一個全面的了解,讓學(xué)生掌握全部單元電路的設(shè)計,熟練掌握基本軟件的使用技能以及培養(yǎng)快速編程的能力,完成基本單元電路和基本程序模塊的儲備,為開賽時增添自信心。
3.3 強化訓(xùn)練階段
1)強化訓(xùn)練重要性。電子設(shè)計競賽基礎(chǔ)課程培訓(xùn)第一階段形成“理論”和“實驗”一個面,構(gòu)成參加電子設(shè)計競賽學(xué)生的基礎(chǔ)知識平面,有了這知識的平面,使其構(gòu)成知識體成為可能;再通過第二階段的專題訓(xùn)練,能讓電子設(shè)計競賽學(xué)生的電路“設(shè)計”和編程“技能”形成另外一個新的知識平面。
若這兩個知識平面是平行的,則電子設(shè)計競賽學(xué)生沒有經(jīng)過第三個階段,這樣掌握的知識是相對獨立的知識平面,只有經(jīng)過第三階段的強化訓(xùn)練,才能讓兩個獨立的知識平面相交,就構(gòu)成電子設(shè)計競賽學(xué)生一個完整的知識體。以“理論、設(shè)計、實驗、技能”四位一體的綜合教學(xué)方法才能讓個性化教學(xué)理念更進一步得到升化。
2)強化訓(xùn)練的計劃。強化訓(xùn)練歷時超2個月,共計64天,所有16位參加電子設(shè)計競賽的指導(dǎo)教師要輪班指導(dǎo),完成64×16=1024學(xué)時的指導(dǎo)任務(wù)。競賽前兩周,明確帶隊教師及參賽隊員,形成參賽組隊。每一個參賽選手、每位指導(dǎo)教師要全面?zhèn)湔n,有目的地去解決每一位學(xué)生的具體問題,讓每位學(xué)生都要完成1~2個功能完整的設(shè)計作品,至少掌握2個方向的競賽內(nèi)容,以一個方向為主,另一方向為輔,以不變應(yīng)萬變。
4 創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索總結(jié)
毋庸諱言,獨立學(xué)院的辦學(xué)條件與學(xué)生實力和一般本科院校相比,有一定差距,而且對“大三下”的學(xué)生而言,面臨考研壓力,對參加電子設(shè)計競賽既抱有希望,又有顧慮,怕得不償失。然而,文華學(xué)院以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才為主,從2006年開始進行電子設(shè)計競賽方面的教學(xué)改革,容太平老師的“依托電子通信實訓(xùn)基地建設(shè)充分發(fā)展學(xué)生潛能的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的研究”從2006年開始進行教學(xué)改革,推進素質(zhì)教育的理念,鼓舞學(xué)生參與電子設(shè)計競賽競爭。
到目前為止,文華學(xué)院的電子設(shè)計大賽參賽經(jīng)驗已經(jīng)有6年了,取得優(yōu)異成績:2008年共有6人獲得湖北省二等獎;2009年共有3人獲湖北省三等獎,3人獲“天華杯”全國電子專業(yè)人才設(shè)計與技能大賽二等獎等;2012年3人獲畢RIGOL杯全國電子創(chuàng)新設(shè)計大賽全國一等獎等。學(xué)生通過電子設(shè)計競賽,獲得了寶貴的人生歷練的勇氣和信心,知道了從集訓(xùn)中獲取知識、歷練意志,將知識轉(zhuǎn)化為自身能力才是關(guān)鍵中的關(guān)鍵,也才是對電子設(shè)計競賽宗旨的本意回歸。
所以,把電子設(shè)計競賽和教學(xué)改革統(tǒng)一起來,也是領(lǐng)導(dǎo)和教師激勵學(xué)生參賽的重要指導(dǎo)思想和提高電子設(shè)計競賽集訓(xùn)質(zhì)量的一種有效辦法。電子設(shè)計競賽作為一個契機,推動了課程體系、教學(xué)內(nèi)容、實驗?zāi)J降母母?,這些教學(xué)改革的深入又必將把競賽推向更廣泛的參與和更高的層次。
參考文獻
關(guān)鍵詞:畢業(yè)設(shè)計;多樣化;思考
畢業(yè)設(shè)計是高等學(xué)校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),它對提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力、知識的綜合運用能力、科學(xué)寫作能力等方面具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法替代的作用,中外皆然,毋庸置疑。因此,各高等學(xué)校對畢業(yè)設(shè)計都非常重視,在設(shè)備條件上不斷加大投入,在過程上嚴(yán)格檢查,在質(zhì)量上嚴(yán)格把關(guān)。
一、多樣化畢業(yè)設(shè)計教學(xué)方法的可行途徑
(1)基于大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃及工程訓(xùn)練項目的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)方法。當(dāng)前,國家級和學(xué)校級大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目和工程訓(xùn)練項目正在各高等院校廣泛開展,其影響力和在人才培養(yǎng)中的作用日益體現(xiàn)。從學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)到普通教師,以及教學(xué)管理人員都高度重視并積極參與,參加的學(xué)生更是與日俱增,需擇優(yōu)選拔。全國性大學(xué)生創(chuàng)新論壇和工程訓(xùn)練比賽定期舉行。在這種形勢下,可以將國家級或?qū)W校級大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目和工程訓(xùn)練項目作為大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)來執(zhí)行。用學(xué)生的實踐作品作為畢業(yè)設(shè)計成果,用項目總結(jié)形式完成畢業(yè)設(shè)計論文,其中論文內(nèi)容和格式也不同于傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計,以作品公開展示和現(xiàn)場匯報的形式完成答辯。
(2)結(jié)合各種設(shè)計大賽項目的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)方法。全省或全國性的挑戰(zhàn)杯設(shè)計大賽、機器人設(shè)計大賽、電子設(shè)計大賽、程序設(shè)計大賽、數(shù)學(xué)建模大賽等,正有規(guī)律有秩序地開展。由于就業(yè)、求學(xué)和興趣的驅(qū)動,參賽人員日益增多。將這些大賽內(nèi)容作為畢業(yè)設(shè)計任務(wù)來完成,在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,對參賽項目進行理性思考、深入研究,進而撰寫畢業(yè)論文。把論文與參賽作品共同作為畢業(yè)設(shè)計成果。這樣,由于研究時間加長、投入增多,加之參加競賽的多數(shù)學(xué)生是出于興趣驅(qū)動,因此學(xué)生樂于投入精力,易于產(chǎn)生創(chuàng)新性研究成果,使學(xué)生從中感受到收獲的喜悅。
(3)通過指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文完成畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)方法。有的學(xué)生理論基礎(chǔ)較好,科研總結(jié)和寫作能力較強。經(jīng)引導(dǎo)和正確選題,他們完全具備發(fā)表較高水平論文的能力。學(xué)生撰寫論文的動力,一方面來自自身素質(zhì)和興趣;另一方面是來自繼續(xù)求學(xué),尤其是國外求學(xué)的需要。為了被所申請的學(xué)校錄用并獲得高額獎學(xué)金,對計劃出國求學(xué)的學(xué)生來說,撰寫論文的積極性是很高的。發(fā)表高水平論文的學(xué)生可以申請用他們的論文作為畢業(yè)設(shè)計成果。這樣,一舉兩得,學(xué)生易于寫出高水平的學(xué)術(shù)論文。
(4)靈活的畢業(yè)設(shè)計周期。改變畢業(yè)設(shè)計僅在最后一個學(xué)期進行的固定周期。即使是傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計模式,也可以提前到最后一個學(xué)年或更早些。事實上,除考研學(xué)生外,其他學(xué)生在第7學(xué)期的學(xué)習(xí)壓力相對較輕并具備了一定的理論和實踐基礎(chǔ),這時便可以開始畢業(yè)設(shè)計工作。這樣學(xué)生可以帶著問題學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程。而第8學(xué)期也不必是單純的畢業(yè)設(shè)計,可以開設(shè)一些諸如學(xué)科前沿課程或講座課程(選修性質(zhì)),從而減少由于單純的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)所造成的紀(jì)律松散和時間浪費的現(xiàn)象。對以創(chuàng)新性實驗項目、工程訓(xùn)練項目、競賽項目等作為畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的學(xué)生,其開始時間更是靈活機動。
二、多樣化畢業(yè)設(shè)計的可操作性
(1)先從外界條件來分析。由于高等學(xué)校教育質(zhì)量工程的推進,各高等學(xué)校對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)格外重視。通過利用教師的科研條件,并借助創(chuàng)新實驗基地建設(shè)和工程訓(xùn)練中心建設(shè),使得更多的學(xué)生有更多的機會,可以較早地開展實踐性鍛煉。教務(wù)部門使這些實踐環(huán)節(jié)規(guī)范化、制度化,落實在了本科培養(yǎng)方案中。并在政策上加以引導(dǎo),例如在評定獎學(xué)金、保送研究生、優(yōu)秀畢業(yè)生等評比中,越來越強調(diào)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新活動。這就從硬件設(shè)施、制度建設(shè)和政策激勵等外部環(huán)境上為學(xué)生營造從事實踐活動的和諧氛圍。
以大連理工大學(xué)為例。學(xué)校建有創(chuàng)新實驗學(xué)院,國家級電工電子實驗教學(xué)示范中心,各學(xué)院還建有本院的創(chuàng)新實驗基地。每年都積極參加國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目和各類競賽項目,并為全國交流提供平臺。2009年承辦了全國大學(xué)生工程訓(xùn)練大賽,2010年承辦了第三屆全國大學(xué)生創(chuàng)新論壇。學(xué)校明確要求每位教師都要付出時間并提供條件,親自指導(dǎo)學(xué)生從事創(chuàng)新性實踐活動。
(2)再從內(nèi)部條件分析。學(xué)生也非??释玫椒献约号d趣的實踐能力的鍛煉,以便為就業(yè)、升學(xué)(尤其是異國求學(xué)和保研)奠定重要基礎(chǔ)。學(xué)生在自己的推薦信中都希望有對實踐能力的描述,因此學(xué)生對這些實踐性活動格外積極。
在具備了足夠的實踐機會,并且得到越來越多學(xué)生響應(yīng)的情況下,畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)也就具備了改革的外在和內(nèi)在條件,亦即可以開展多樣化畢業(yè)設(shè)計教學(xué),使得在畢業(yè)設(shè)計這個重要環(huán)節(jié)更好地實施因材施教,以便對傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計進行有機補充。教學(xué)管理部門向?qū)W生公布可能的畢業(yè)設(shè)計形式,由學(xué)生根據(jù)自身情況任選其一,也可選擇傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計模式。這樣,學(xué)生處于主動,而非被動地接受教師規(guī)定的形式和題目。體現(xiàn)了“以學(xué)生為本”的人才培養(yǎng)理念。
三、多樣化畢業(yè)設(shè)計的特色
(1)利于個性化畢業(yè)設(shè)計教學(xué),學(xué)生選擇符合自己興趣的畢業(yè)設(shè)計形式,利于學(xué)生潛能的發(fā)揮,孕育優(yōu)秀的科技創(chuàng)新成果。
(2)抑制論文抄襲或網(wǎng)絡(luò)拷貝等學(xué)術(shù)不端現(xiàn)象。因為學(xué)生所從事的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容符合其興趣,學(xué)生處于主動選擇。不像傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計那樣,學(xué)生被動地接受著規(guī)定的任務(wù)和程式化的過程,無奈之中便選擇了抄襲。
(3)更好地實施大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目及其他實踐性項目,從事這些項目的同學(xué)可以一舉多得。
(4)畢業(yè)設(shè)計成果可以和未來創(chuàng)業(yè)項目相結(jié)合,迅速服務(wù)于國民經(jīng)濟建設(shè),促進就業(yè)。
關(guān)鍵詞:學(xué)科競賽;培養(yǎng)模式;實踐能力
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)19-0168-02
工程素質(zhì)是電氣類學(xué)科專業(yè)學(xué)生必須具備的基本素質(zhì),但傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法存在系統(tǒng)性不強和與實際項目需求相脫離等問題,近年來,我院立足學(xué)科競賽和大學(xué)生學(xué)習(xí)特點,以一系列教研教改課題和“國家級大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練計劃”項目、“湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃”項目為依托,從增強大學(xué)生工程實踐創(chuàng)新能力的角度出發(fā),進行了近六年的探索和實踐,提出了“兩結(jié)合、三提高”即課內(nèi)與課外結(jié)合、校內(nèi)與校外結(jié)合,提高創(chuàng)新意識、提高工程素養(yǎng)、提高工程實踐能力的“2+3”電氣類工程實踐能力培養(yǎng)模式,建立了“實驗、實訓(xùn)課外制作學(xué)科競賽實際項目”的全方位實踐驅(qū)動體系。實踐表明,該培養(yǎng)模式能有效地提高大學(xué)生工程實踐能力和工程素養(yǎng),提升大學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。
一、模式的主要內(nèi)容
1.建立“2+3”工程實踐能力培養(yǎng)模式。本模式立足學(xué)科競賽和大學(xué)生學(xué)習(xí)特點,從增強大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力出發(fā),進行了近六年的探索,建立了“實驗、實訓(xùn)課外制作學(xué)科競賽實際項目”的全方位實踐驅(qū)動體系,形成了“兩結(jié)合、三提高”即課內(nèi)與課外結(jié)合、校內(nèi)與校外結(jié)合,提高提高創(chuàng)新意識、提高工程素養(yǎng)、提高工程實踐能力的“2+3”電氣類大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)模式?!皟山Y(jié)合”是指對學(xué)生的教育在校內(nèi)的課堂內(nèi)、課堂外與校園內(nèi)、校園外進行。課堂內(nèi)能很好地完成理論教學(xué)過程,讓學(xué)生具備一定的理論知識,完成電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電子技術(shù)工藝、傳感與檢測技術(shù)、單片機原理、EDA技術(shù)、DSP技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等理論課程;并完成相應(yīng)實驗、實訓(xùn)等實踐環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上,通過課堂外針對性的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的四個心態(tài),即“信心、恒心、耐心、細心”,四個能力,即“看圖能力、計算能力、選型能力、操作能力”,完成四個進程,即“由基礎(chǔ)、到技能、到團隊、到項目”,同時延伸到校園外,與企業(yè)進行深入接觸,為學(xué)生參加學(xué)科競賽和實際科研項目奠定良好基礎(chǔ)。“三提高”是指在學(xué)生完成電類基礎(chǔ)理論和基本技能的基礎(chǔ)上通過參加各種形式的學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目和橫向科研項目,實現(xiàn)創(chuàng)新意識、工程素養(yǎng)、工程實踐能力的提升。
2.引入實際案例教學(xué)法,加強學(xué)生工程素質(zhì)訓(xùn)練。采用案例教學(xué)法,從所承擔(dān)的橫向課題中提煉出若干與模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電工技術(shù)、單片機原理、EDA技術(shù)、DSP技術(shù)等課程結(jié)合緊密的工程設(shè)計案例,在學(xué)院創(chuàng)新實驗室中對案例進行深入剖析和演示,使同學(xué)們在理論課程的學(xué)習(xí)中就建立可靠性、穩(wěn)定性、可維護性、工藝性等基本的工程概念,提高同學(xué)們理論與實際相結(jié)合的能力。
3.引入壓力教學(xué)法,培養(yǎng)學(xué)生抗壓能力??箟耗芰κ枪こ趟刭|(zhì)的一個重要內(nèi)容,也是學(xué)生主動適應(yīng)社會和挑戰(zhàn)的表現(xiàn)。為了培養(yǎng)學(xué)生的抗壓能力,項目引入壓力教學(xué)法,主要措施有:①在學(xué)生培訓(xùn)過程中采用淘汰機制,激勵后進的學(xué)生積極上進,同時形成壓力,讓學(xué)生習(xí)慣在壓力中學(xué)習(xí);②要求學(xué)生參加各種形式的學(xué)科競賽,通過大賽鍛煉學(xué)生的抗壓能力和團隊合作精神;③安排學(xué)生進入教師的科研團隊,負責(zé)一些具體項目,要求學(xué)生所做工作和項目進度同步,通過項目的實際要求和標(biāo)準(zhǔn),培養(yǎng)學(xué)生面對項目壓力的處理能力。
4.鼓勵學(xué)生加入橫向科研項目,培養(yǎng)學(xué)生工程綜合素質(zhì)。實驗、設(shè)計制作和學(xué)科競賽等環(huán)節(jié)能培養(yǎng)學(xué)生較好的實踐動手能力,但是真正的工程實踐能力必須在實際工程中才能得到培養(yǎng)。為此,項目要求學(xué)生加入到教師的科研團隊中,負責(zé)一些具體的子項目,讓學(xué)生在項目中發(fā)現(xiàn)自己的不足,不斷提高自己。同時,實際項目也是培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神和吃苦耐勞精神的最好平臺,很多學(xué)生通過參與實際項目提高了技術(shù)水平,培養(yǎng)了自己作為工程技術(shù)人員應(yīng)有的優(yōu)秀品質(zhì)。
5.采用團隊指導(dǎo),讓學(xué)生學(xué)得更全面。學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)而復(fù)雜的工程,不僅需要勤奮好學(xué)的學(xué)生,更需要一個優(yōu)秀的指導(dǎo)教師團隊。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生,項目組對學(xué)生的培養(yǎng)堅持“導(dǎo)師負責(zé),團隊指導(dǎo)”的原則,由學(xué)生選擇科研導(dǎo)師,但是培養(yǎng)工作由項目團隊教師共同完成。
該項目組聚集了“兩中三青”的優(yōu)勢組合,由兩名教授和兩名副教授、一名講師組成,其中有2名博士,學(xué)科涉及儀器科學(xué)與技術(shù)、電氣工程、控制理論與控制工程、電子科學(xué)與技術(shù)。這種多學(xué)科和多層次的師資組合,在培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)過程中,能讓學(xué)生吸取更多的知識,獲得更多的指導(dǎo)。
二、模式的創(chuàng)新點
1.提出了“2+3”電類大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)模式?!?+3”培養(yǎng)模式是大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)理念上的突破,是滿足社會多元需求的嶄新教學(xué)模式,培養(yǎng)出的學(xué)生基礎(chǔ)理論扎實、實踐動手能力和創(chuàng)新能力強,具有過硬的工程實踐能力,能與社會接軌,敢于迎接挑戰(zhàn)。
2.創(chuàng)建了大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)基地―湖南工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院創(chuàng)新實驗室。該基地獨立于傳統(tǒng)的實驗室體系之外,擁有更大的自由度和靈活性,同時又與實驗室體系相互融合,能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享,為學(xué)生提供了一個良好的創(chuàng)新實踐平臺。
3.實現(xiàn)理論與實踐的相互結(jié)合,促進了理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機結(jié)合。結(jié)合“基地建設(shè)”,在實施“2+3”培養(yǎng)模式的過程中,建立優(yōu)秀學(xué)生選拔培養(yǎng)機制,貫徹案例教學(xué)法、壓力教學(xué)法和團隊指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生全面的工程素質(zhì)和能力。
4.推進了橫向科研課題與實踐教學(xué)的深度配合。將橫向科研課題與學(xué)生的實踐教學(xué)緊密結(jié)合,實現(xiàn)了教師科研課題的完成與學(xué)生實踐創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)的提高二者之間的相互推動和良性循環(huán),以推進兩者的深度配合,實現(xiàn)迅速提高學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)理論解決實際工程問題的能力。
三、模式的實踐與應(yīng)用
自2008年項目開展以來,學(xué)科競賽驅(qū)動的大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)模式研究和探索實踐工作已走過了近六個年頭。經(jīng)過不懈努力,項目團隊,刻苦努力,勇于科學(xué)研究,取得了一系列顯著成績,逐步建立完善了“2+3”電氣類大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)模式,較好地解決了學(xué)生基本電路設(shè)計及試驗?zāi)芰Σ畹膯栴},明顯提高了學(xué)生綜合應(yīng)用相關(guān)課程知識從事工程實踐的能力,并得到較好的應(yīng)用和推廣:
1.該成果自電氣與信息工程學(xué)院2009級開始實施,歷屆學(xué)生受益。2009年以來的歷屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、中國機器人競賽、全國大學(xué)生測量控制與儀器創(chuàng)新設(shè)計大賽等學(xué)科競賽中,我院學(xué)生累計獲全國一等獎7項,全國二、三等獎9項,省一等獎2項。在2013年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中獲本科組全國二等獎,在同類院校中取得了較好的聲譽。同時該模式在我校獨立學(xué)院科技學(xué)院中也進行了推廣應(yīng)用,在2013年中國機器人競賽電子設(shè)計大賽中項目組所指導(dǎo)科技學(xué)院學(xué)生獲得全國二等獎1項。在2013年珠江三角洲畢業(yè)生跟蹤調(diào)查中,用人單位普遍評價:我院的畢業(yè)生工程素養(yǎng)好、創(chuàng)新意識強、工程實踐能力強、上手快、敢于迎接挑戰(zhàn)、吃得苦、留得住。
2.該項目實施中產(chǎn)生的大量成果成為湖南省大學(xué)生訓(xùn)練中心―湖南工業(yè)大學(xué)電氣自動化大學(xué)生訓(xùn)練中心申報成功的重要支撐。省級大學(xué)生訓(xùn)練中心獲批后,將成為該項目成果向全省展示和推廣的最好平臺。
3.2009年來,項目組發(fā)表教研論文10篇;與所指導(dǎo)學(xué)生一道8篇;在被指導(dǎo)的畢業(yè)學(xué)生中,獲湖南工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文獎4項。反映了“2+3”培養(yǎng)模式理論教學(xué)和實踐結(jié)合的效果,學(xué)生綜合能力穩(wěn)步提高。
4、從2009年以來,項目組學(xué)生直接參與橫向開發(fā)項目,參與項目研發(fā)全過程,工作成效受到了包括中國南車、上海理光、廣東易事特、株洲冶煉廠、株洲硬質(zhì)合金有限公司、聯(lián)宇電氣等一批知名企業(yè)的肯定和好評。我院畢業(yè)生在學(xué)科競賽驅(qū)動下提升工程實踐能力的教學(xué)模式培養(yǎng)下,已逐漸成為電氣類相關(guān)領(lǐng)域的中堅和骨干力量,學(xué)院社會聲譽明顯提升。
四、所取得的主要成果
1.帶動了實驗室的實驗實訓(xùn)管理和教學(xué)改革。本項目實施中以學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新實驗室為平臺,加強了學(xué)生和實驗室的聯(lián)系,促進了“開放、自主、規(guī)范”的實驗室管理和教學(xué)方式的形成,為我校成功申報省級大學(xué)生訓(xùn)練中心暨電氣自動化大學(xué)生訓(xùn)練中心發(fā)揮了重要作用。
2.學(xué)科競賽取得巨大成績。2008年以來的歷屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、中國機器人競賽、全國大學(xué)生測量控制與儀器創(chuàng)新設(shè)計大賽等學(xué)科競賽中,我院學(xué)生累計獲全國一等獎7項,全國二、三等獎9項,省一等獎2項。在2013年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中獲本科組全國二等獎。
3.近年來,本項目成員承擔(dān)包括國家自然科學(xué)基金在內(nèi)的縱向和橫向科研項目12項,承擔(dān)各級教研教改項目6項。發(fā)表科研論文共60篇(其中EI/SCI收錄18篇),教學(xué)研究論文10篇。
關(guān)鍵詞:集成電路版圖CAD;實踐教學(xué);課程實驗;課程設(shè)計
Research on practice teaching mode of computer aided design of IC layout course
Shi Min, Zhang Zhenjuan, Huang Jing, Zhu Youhua, Zhang Wei
Nantong University, Nantong, 226019, China
Abstract: In this paper, the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode, the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile, other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum, were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.
Key words: Computer Aided Design of IC layout; practice teaching mode; course experiments; practicum
目前,高速發(fā)展的集成電路產(chǎn)業(yè)使IC設(shè)計人才炙手可熱,而集成電路版圖CAD技術(shù)是IC設(shè)計人才必須具備的重要技能之一。集成電路版圖CAD課程是我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)重要的專業(yè)主干課,開設(shè)在大三第二學(xué)期,并列入我校第一批重點課程建設(shè)項目。本課程的實踐教學(xué)是教學(xué)活動的重要組成部分,它是對理論教學(xué)的驗證、補充和拓展,具有較強的直觀性和操作性,旨在培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、組織管理能力、創(chuàng)新能力和服務(wù)社會能力。結(jié)合幾年來的教學(xué)實踐,筆者從本課程實驗、課程設(shè)計、課外科技競賽等實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計工具、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法和教學(xué)手段、師資隊伍建設(shè)以及考核管理等方面進行總結(jié)。探討本課程實踐教學(xué)模式可加強學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實際問題的能力,提升就業(yè)競爭力,對他們成為IC設(shè)計人才具有十分重要的意義。
1 版圖設(shè)計工具
集成電路CAD技術(shù)貫穿于集成電路整個產(chǎn)業(yè)鏈(設(shè)計、制造、封裝和測試),集成電路版圖設(shè)計環(huán)節(jié)同樣離不開CAD工具支持。目前業(yè)內(nèi)主流版圖設(shè)計工具有Cadence公司的Virtuoso,Mentor Graphics公司的IC Flow,Springsoft公司的Laker_L3,Tanner Research公司的L_Edit和北京華大九天公司的Aether等。這些版圖設(shè)計工具的使用流程大同小異,但在自動化程度、驗證規(guī)模、驗證速度等方面有所差異,在售價方面,國外版圖設(shè)計工具貴得驚人,不過近年來這些公司相繼推出大學(xué)銷售計劃,降低了版圖設(shè)計工具的價格。高校選擇哪種版圖設(shè)計工具進行教學(xué),則視條件而定。我校電子信息學(xué)院有2個省級實驗教學(xué)示范中心和1個省部共建實驗室,利用這些經(jīng)費,我們購買了部分業(yè)內(nèi)一流的EDA工具進行教學(xué)和科研。目前,我校版圖設(shè)計工具有北京華大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。
2 兩種相輔相成的實驗教學(xué)模式
我校集成電路版圖CAD課程共48學(xué)時(理論講授24學(xué)時、實驗24學(xué)時),實驗環(huán)節(jié)是本課程教學(xué)的重要部分,在有限的實驗教學(xué)時間內(nèi)既要完成教學(xué)內(nèi)容,又要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,需要對實驗教學(xué)模式進行改革和創(chuàng)新。本課程實驗教學(xué)的目的與要求:與理論教學(xué)相銜接,熟練使用版圖設(shè)計工具,學(xué)會基本元器件、基本數(shù)字門電路、基本模擬單元的版圖設(shè)計,為本課程后續(xù)的課程設(shè)計環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。緊緊圍繞“一個規(guī)則(版圖幾何設(shè)計規(guī)則)、兩個流程(版圖編輯流程和驗證流程)、四個問題”這條主線設(shè)計實驗內(nèi)容[1,2]。要解決的4個問題分別是:(1)版圖設(shè)計前需要做哪些準(zhǔn)備工作?(2)如何理解一個元器件(晶體管、電阻、電容、電感)的版圖含義[3,4]?(3)如何修改版圖中的幾何設(shè)計規(guī)則檢查錯誤?(4)如何修改版圖和電路圖一致性錯誤?表1為本課程實驗內(nèi)容、對應(yīng)學(xué)時及對應(yīng)知識點。筆者設(shè)計了兩種相輔相成的實驗教學(xué)模式:系統(tǒng)化實驗教學(xué)模式和實例化實驗教學(xué)模式。系統(tǒng)化實驗教學(xué)從有系統(tǒng)的、完整的角度出發(fā)設(shè)計了實驗教學(xué)內(nèi)容,如設(shè)計實驗3(數(shù)字基本門電路版圖閱讀)時,安排了5學(xué)時,采用3種版圖閱讀方式:讀現(xiàn)有版圖庫中的單元電路版圖、顯微鏡下讀版圖和讀已解剖的芯片版圖照片。針對同一內(nèi)容,采用不同形式,彼此類比,加深印象,既有實物,又有動手操作,增強了直觀性和感性認識。又如設(shè)計實驗5(模擬單元MOS差分對管版圖設(shè)計)時,安排了5學(xué)時,從器件匹配的重要性入手,給出MOS差分對管的電路圖,講解具體器件的形狀、方向、連接對匹配的影響,特別是工藝過程引入器件的失配和誤差,對MOS差分對管的3種版圖分布形式(管子方向不對稱形式、垂直對稱水平柵極形式、垂直對稱垂直柵極形式)進行逐一分析,指出支路電流大小對金屬線的寬度要求,對較大尺寸的對管,采用“同心布局”結(jié)構(gòu)。實例化實驗教學(xué)先提出目標(biāo)實例,圍繞該實例,設(shè)計具體步驟,教師先示范,學(xué)生再模仿,如設(shè)計實驗7(集成無源器件版圖設(shè)計)時,由于集成電阻、電容和電感種類很多,不能面面俱到,要求只對多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件進行版圖分析和設(shè)計。課堂實驗的內(nèi)容和課時是有限的,為此我們設(shè)置了課外實驗項目,感興趣的學(xué)生選取一些實驗項目自己完成,指導(dǎo)教師定期檢查。學(xué)院開放了EDA實驗中心(2007年該中心被遴選為省級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)點,2009年12月通過省級驗收),學(xué)生對本課程很感興趣,課外使用EDA實驗室進行自主實驗相當(dāng)踴躍。通過上述的實驗教學(xué)方法,特別是課外實驗項目的訓(xùn)練,學(xué)生分析問題、解決問題的能力和科研素養(yǎng)得到了提高。
表1 課程實驗內(nèi)容、對應(yīng)學(xué)時及對應(yīng)知識點
表1(續(xù))
4 基于0.6μmCMOS工藝的數(shù)字門電路版圖設(shè)計 5 理解上華華潤0.6 μm硅柵CMOS幾何設(shè)計規(guī)則;學(xué)會CMOS反相器、傳輸門、與非、或非等基本門電路版圖設(shè)計;DRC檢查。
5 基于0.6 μmCMOS工藝的MOS差分對管版圖設(shè)計 4 MOS差分對管版圖設(shè)計,包括匹配原則、同心布局等,DRC檢查。
6 版圖電路圖一致性檢查 3 掌握LVS流程、LVS錯誤修改。
7 集成無源器件版圖設(shè)計 3 多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件版圖設(shè)計。
3 改革課程設(shè)計環(huán)節(jié)
課程設(shè)計是本課程培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié),時間2周,集中指導(dǎo),提前1個月發(fā)給學(xué)生任務(wù)書和指導(dǎo)書,每個班配備2名指導(dǎo)教師,注重過程控制。筆者在教學(xué)內(nèi)容、考核等方面進行了改革和創(chuàng)新:在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上,給出了必做題和選做題,在選做題中要求每位學(xué)生完成數(shù)字電路版圖1題和模擬電路版圖1題,具體題目由抽簽決定,做到1人1題,避免學(xué)生抄襲??己顺煽冇烧n程設(shè)計成果(占50%)、小論文(占30%)、答辯(占20%)三方面綜合給出。以往的課程設(shè)計報告改為撰寫科技小論文,包括中英文題目、中英文摘要及關(guān)鍵詞、引言、電路原理與分析、版圖設(shè)計過程、分析與討論、結(jié)束語和參考文獻,讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何撰寫科技論文。精選優(yōu)質(zhì)小論文放在本課程網(wǎng)上學(xué)習(xí)資料庫里,供學(xué)生相互傳閱和學(xué)習(xí)。課程設(shè)計答辯具體要求參照畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯要求,包括準(zhǔn)備PPT講稿、講解5分鐘、指導(dǎo)教師點評等過程,每位學(xué)生至少需要10分鐘時間。學(xué)生對課程設(shè)計答辯反映相當(dāng)好,鍛煉了語言組織和口頭表達能力,而且相互間可以直接交流和學(xué)習(xí)。我們還挑選課程設(shè)計成績優(yōu)秀的學(xué)生參加校內(nèi)集成電路版圖設(shè)計大賽。雖然課程設(shè)計的改革和實踐需要教師付出很多精力和時間,但我們無怨無悔,學(xué)生的認可和進步是我們最大的收獲。
4 精心指導(dǎo)學(xué)生參加課外科技競賽
目前我校學(xué)生參加的集成電路版圖設(shè)計競賽有校級版圖設(shè)計大賽以及行業(yè)協(xié)會和企業(yè)組織的版圖設(shè)計競賽等。由校教務(wù)處主辦,電子信息學(xué)院承辦的南通大學(xué)版圖設(shè)計大賽是校級三大電子設(shè)計競賽之一,每年8月底舉行,邀請集成電路設(shè)計公司一線設(shè)計人員和半導(dǎo)體協(xié)會專業(yè)人士擔(dān)任評委,增加了競賽的專業(yè)性和公正性,目前已經(jīng)舉辦了6屆,反響不錯。從校級版圖設(shè)計大賽獲獎?wù)咧刑暨x一部分學(xué)生參加行業(yè)協(xié)會和企業(yè)組織的版圖設(shè)計競賽,如蘇州半導(dǎo)體協(xié)會主辦的集成電路版圖設(shè)計技能競賽、北京華大九天公司主辦的“華大九天杯”集成電路設(shè)計大賽,其中“華大九天杯”集成電路設(shè)計大賽將挑選優(yōu)秀獲獎學(xué)生參加華潤上華的免費流片,學(xué)生經(jīng)歷從電路設(shè)計、版圖設(shè)計及驗證、流片到測試各個環(huán)節(jié),提高了綜合訓(xùn)練能力。
5 加強師資隊伍建設(shè)
要提高課程實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量,關(guān)鍵是指導(dǎo)教師要思想素質(zhì)好,專業(yè)理論知識強,科研水平高,因此我們著力建立一支年齡結(jié)構(gòu)、職稱合理的實踐教學(xué)隊伍。目前很多年輕教師是從校園走向校園,畢業(yè)后直接上崗指導(dǎo)學(xué)習(xí)實踐,缺少工程實踐經(jīng)歷和經(jīng)驗。為了提高教師自身的業(yè)務(wù)水平,加強對年輕教師的培養(yǎng),近十年來,我院每年暑假舉行集成電路CAD技術(shù)實踐培訓(xùn)班,由經(jīng)驗豐富的教學(xué)、科研一線教師主講;不定期地邀請一流IC設(shè)計公司一線設(shè)計人員來院開設(shè)講座;同時挑選年輕骨干教師到一流IC設(shè)計公司學(xué)習(xí)和實踐,時間至少半年以上;現(xiàn)已聘請IC設(shè)計公司一線設(shè)計人員6人為兼職教師,指導(dǎo)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。集成電路CAD技術(shù)日新月異,課程實踐環(huán)節(jié)師資隊伍建設(shè)必須與時俱進。
6 結(jié)束語
我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)2012年被評為省重點建設(shè)專業(yè),也是江蘇省首批培養(yǎng)卓越工程師的專業(yè)。集成電路版圖設(shè)計是這兩個專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃的重要內(nèi)容之一,總結(jié)和探討集成電路版圖CAD課程實踐教學(xué)意義重大,今后我們要繼續(xù)推進該課程實踐環(huán)節(jié)的建設(shè)與改革,不斷探索,為我國集成電路設(shè)計人才的培養(yǎng)而努力奮斗。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:實踐教學(xué) 電子類競賽 有效措施
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0177-01
堅持教育教學(xué)與實踐相結(jié)合是我黨教育方針的重要內(nèi)容,近年來,總書記就加強實踐育人工作先后四次作出了重要指示。2012年1月,教育部又會同六個中央部門聯(lián)合印發(fā)了《教育部等部門關(guān)于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》,對高校實踐育人工作的常態(tài)化、長效化建設(shè)具有重要而深遠的指導(dǎo)意義。對于電子信息工程技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電氣自動化技術(shù)等等電工電子類相關(guān)專業(yè)而言,電子類競賽能夠充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性,促進學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為電路分析、設(shè)計、組裝和調(diào)試的能力,提高學(xué)生的專業(yè)技能和綜合素質(zhì),是加強專業(yè)實踐教學(xué)工作的一項重要措施。
1 實踐教學(xué)在高職電工電子專業(yè)教學(xué)中的重要性
對于高職高專院校而言,人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)企業(yè)實際崗位的高技能應(yīng)用型人才,而高職院校中的各個電工電子專業(yè)作為典型的工科專業(yè),實踐教學(xué)環(huán)節(jié)更是重中之重。我院電子電氣工程系的所有專業(yè)教學(xué)計劃中,實踐環(huán)節(jié)所占比重均在50%以上。
根據(jù)多年教學(xué)改革的經(jīng)驗總結(jié),電工電子專業(yè)的實踐教學(xué)應(yīng)采用“理實一體化”的教學(xué)模式,將理論付之于實踐之中,以貼近企業(yè)實際的校內(nèi)外實訓(xùn)基地為場所,將課程中抽象的專業(yè)理論知識轉(zhuǎn)化成具體的實踐操作。在整個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,必須堅持以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體,以專業(yè)實際崗位所需技能的培養(yǎng)為重點,通過實踐嘗試、基本技能應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新等環(huán)節(jié),最終實現(xiàn)學(xué)生的專業(yè)技能、分析能力、創(chuàng)新能力、溝通能力和合作精神等方面的培養(yǎng)與提高。
2 電子類競賽對高職電工電子專業(yè)人才培養(yǎng)的推動作用
高職院校積極參加電子類競賽,不僅能夠提高學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神以及工程實踐素質(zhì),還有利于實踐教學(xué)手段的創(chuàng)新,有利于今后持續(xù)進行教學(xué)改革和新的教學(xué)體系的形成,對于培養(yǎng)符合行業(yè)企業(yè)要求的應(yīng)用型人才具有重要意義。
2.1 參與電子類競賽有利于提高專業(yè)教師和學(xué)生的整體素質(zhì)
學(xué)生在培訓(xùn)過程中鞏固基礎(chǔ)知識和基本技能,更重要的是掌握了實用技術(shù),培養(yǎng)了科技創(chuàng)新能力這一核心競爭力。學(xué)生在競賽過程中需要進行選題、分析、確定方案、查找資料、瀏覽文獻、選擇元器件、電路板設(shè)計加工、安裝、調(diào)試、論文撰寫、參加答辯等過程,心理素質(zhì)和職業(yè)能力得到歷練。更重要的是,在培訓(xùn)、調(diào)試、競賽的過程當(dāng)中,指導(dǎo)教師也能不斷進步,不僅專業(yè)技能水平得到提高,還開闊了眼界,為以后的競賽積累豐富經(jīng)驗。
2.2 參與電子類競賽能夠增強學(xué)生的就業(yè)競爭力
學(xué)生參加電子設(shè)計競賽,不僅為學(xué)校爭得了榮譽,提高了學(xué)校知名度,另一方面更是為自己爭得了榮譽。參加競賽有助于培養(yǎng)和鍛煉高職高專學(xué)生的分析問題的能力、實踐動手能力、獲取新知識能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力等,這些都是職業(yè)競爭力的幾大要素。經(jīng)過鍛煉,他們在面對就業(yè)時的表現(xiàn)必定更加優(yōu)秀。在日益激烈的就業(yè)環(huán)境下,根據(jù)我院近年來的就業(yè)情況反饋,用人單位特別是大型知名電子和IT企業(yè)在招聘畢業(yè)生時,往往會優(yōu)先選擇競賽獲獎的學(xué)生。
2.3 參與電子類競賽將進一步促進電工電子專業(yè)教學(xué)改革
教師在帶領(lǐng)學(xué)生參賽的過程中,能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識和技能的一些欠缺,從而發(fā)現(xiàn)教學(xué)改革中的一些不足和問題。同時,教師在競賽過程中總結(jié)得出的一些專業(yè)知識技能結(jié)構(gòu)、培訓(xùn)方法和競賽研究結(jié)論等也能夠為電工電子類專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革提供可以參考的依據(jù)。
3 提高高職院校參加電子類競賽實力的措施
3.1 做好競賽培訓(xùn)平臺的開發(fā)建設(shè)
培訓(xùn)平臺是課題研究的硬件保證。通過課題組成員多年的分析研究,尤其是對全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽的分析解讀,結(jié)合多次參賽經(jīng)驗,最終總結(jié)出競賽培訓(xùn)平臺應(yīng)該是集電子技術(shù)、單片機、可編程邏輯控制和嵌入式開發(fā)系統(tǒng)相結(jié)合、能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和職業(yè)綜合素質(zhì)的場所。我系在建設(shè)所主管的學(xué)院“十大文化陣地”之一“電子制作與維修中心”過程中,完全按照競賽培訓(xùn)平臺的需要進行軟硬件搭建。我系競賽教師團隊在2010年、2011年多次在該平臺上進行學(xué)生參賽前的指導(dǎo)和訓(xùn)練,取得了令人滿意的效果。在2010年7月的“全國電子專業(yè)人才設(shè)計與技能大賽”中,我院學(xué)生獲得全國二等獎、湖北省一等獎等多個獎項。在2011年9月的“全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽”中,學(xué)生獲得湖北省三等獎。學(xué)院還利用本平臺,多次成功舉辦“電子技能大賽”等電子類校內(nèi)競賽活動。這些競賽成績證明,電子維修與制作中心已經(jīng)基本具備培養(yǎng)我院電工電子類學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的能力。
3.2 強化教師培訓(xùn),提高指導(dǎo)能力
教師的設(shè)計制作能力是指導(dǎo)學(xué)生提高競賽能力的前提條件。要提高教師競賽指導(dǎo)能力,必須采用院系教師校內(nèi)全員培訓(xùn)和校外重點培訓(xùn)兩方面結(jié)合的措施。在校內(nèi)培訓(xùn)過程中,我系聘請了“湖北省楚天技能名師”做培訓(xùn)教師進行指導(dǎo),要求被培訓(xùn)教師按照往年競賽題目進行項目實做。在校外重點培訓(xùn)過程中,選派實力較強的教師參加校外競賽的相關(guān)培訓(xùn),回校后傳授經(jīng)驗。除此之外,還應(yīng)加強校際交流,到具備參賽經(jīng)驗和成果的院校進行學(xué)習(xí)。在多項措施聯(lián)合作用下,提高競賽指導(dǎo)教師的整體專業(yè)技術(shù)水平。
3.3 重構(gòu)競賽所需的知識和技能結(jié)構(gòu)
縱觀這幾年電子設(shè)計競賽的題目可知,競賽內(nèi)容逐漸從以往單純的模塊電路搭建轉(zhuǎn)向基本知識的拓展應(yīng)用及創(chuàng)新,所需的知識和技能涉及光電技術(shù)電路、555電路專集電路、電源電路、控制電路、微機單片機應(yīng)用以及PROTEL在繪圖、制作封裝庫、畫出PCB、布線方面的應(yīng)用。在競賽之前,競賽組必須從競賽需要出發(fā),結(jié)合往年競賽題目,從不同的課程中將這些具體知識點和技能點進行拆分、總結(jié)和重構(gòu),針對重要知識點和技能點進行重點培訓(xùn)。
參考文獻
[1] 劉思遠.2010年吉林省大學(xué)生電子設(shè)計競賽實戰(zhàn)經(jīng)歷[J].競賽園地,2011(5):64-68.
摘要:提出實踐教學(xué)體系的建設(shè)思路,闡述實踐教學(xué)的3個層次,探索工程訓(xùn)練機制、學(xué)生自主研究機制和校企合作機制的建立,并介紹建設(shè)成效。
關(guān)鍵詞:實踐教學(xué)體系;分層次;多模塊
1 背景
隨著計算機專業(yè)教育的發(fā)展,實踐教學(xué)的重要性得到越來越多的大學(xué)、專家和學(xué)者的重視,很多學(xué)校都對計算機專業(yè)的實踐教學(xué)體系的建設(shè)進行了探討。中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院地處IT產(chǎn)業(yè)發(fā)達的廣東,全省對IT人才需求迫切且數(shù)量大,這既為我院推動實踐教學(xué)改革提供了良好的外部條件,也對我們的實踐教學(xué)體系提出了更高的要求,促使我們在提高學(xué)生工程實踐能力方面不斷探索與創(chuàng)新。
學(xué)院設(shè)有計算機科學(xué)系、電子與通信工程系、自動化系3個學(xué)系,建立了本—碩—博完整的人才培養(yǎng)體系;設(shè)有計算機科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程博士后流動站2個,現(xiàn)有計算機科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程、軟件工程3個博士授權(quán)一級學(xué)科,9個碩士點專業(yè)(其中計算機軟件與理論、通信與信息系統(tǒng)為廣東省重點學(xué)科),3個工程碩士點專業(yè);7個本科專業(yè)(其中計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)還設(shè)立了國際合作班)。
目前,學(xué)院建有2個國家級、7個省部級和3個廳級重點實驗室和工程中心,分別是國家數(shù)字家庭工程技術(shù)研究中心、數(shù)字家庭互動應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程實驗室、教育部智能傳感網(wǎng)絡(luò)重點實驗室、教育部信息偽裝與對抗重點實驗室、廣東省信息安全技術(shù)重點實驗室、廣東省IC設(shè)計與RFID工程技術(shù)研究開發(fā)中心、廣東省教育廳軟件技術(shù)重點實驗室等。這些實驗室和工程中心作為學(xué)院各專業(yè)學(xué)科的支撐,為專業(yè)教學(xué)和學(xué)生課外科技創(chuàng)新能力訓(xùn)練提供了良好的環(huán)境。
學(xué)院根據(jù)中山大學(xué)戰(zhàn)略發(fā)展的需要調(diào)整定位,由以往的綜合性學(xué)院轉(zhuǎn)變?yōu)楣た茖W(xué)院,以調(diào)整學(xué)科布局、發(fā)展工科專業(yè)為指導(dǎo)思想,目標(biāo)是建成若干國內(nèi)一流的電子信息技術(shù)專業(yè)方向。學(xué)院各專業(yè)根據(jù)這種指導(dǎo)思想,依托學(xué)院重點實驗室和工程中心,強化學(xué)生的工程能力,完成從單一的研究型、科學(xué)型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)向研究型與工程型、科學(xué)型與應(yīng)用型并重的人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)一流的信息技術(shù)人才,特別是在軟件工程、信息服務(wù)、通信與網(wǎng)絡(luò)、安全與控制等領(lǐng)域的一流人才,適應(yīng)廣東省對信息技術(shù)高端人才的需求。
2 實踐教學(xué)體系建設(shè)思路與措施
學(xué)院歷屆領(lǐng)導(dǎo)都非常重視實踐課程體系的建設(shè),自2008年以來,學(xué)院教學(xué)部門與學(xué)生工作部門深度合作,構(gòu)建了融課堂教學(xué)、課外科技活動、社會實踐活動為一體的學(xué)生創(chuàng)新與實踐能力培養(yǎng)體系,實現(xiàn)了課內(nèi)外科技實踐的無縫連接以及校內(nèi)外時空資源的覆蓋,使絕大部分學(xué)生能在本科階段得到工程教育、科學(xué)研究與創(chuàng)新能力的初步訓(xùn)練。經(jīng)過多年探索,我們在實踐教學(xué)體系建設(shè)方面形成了以下思路。
2.1 科學(xué)分層,合理配置模塊
我們將實踐教學(xué)分為3個層次,同時將科技競賽、科學(xué)研究、校企合作等納入到實踐教學(xué)的模塊中,如圖1所示。
第一層次為學(xué)科基礎(chǔ)實驗。這一層次的實踐從認識開始,逐步增加設(shè)計性、開放性和綜合性實驗,目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹、細致的科學(xué)工作作風(fēng)和動手能力,使其具有初步的創(chuàng)新意識。
第二層次為綜合實踐訓(xùn)練。這一層次的實踐包括專業(yè)課程實驗、專業(yè)綜合實踐、各種課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)等環(huán)節(jié),在實踐內(nèi)容上體現(xiàn)技術(shù)的先進性和課程的綜合性,目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力。
第三層次為創(chuàng)新項目實踐活動。這一層次的實踐包括畢業(yè)論文(設(shè)計)、學(xué)科競賽、優(yōu)秀生培養(yǎng)等環(huán)節(jié),在科技創(chuàng)新活動中促進科學(xué)研究與本科研究性教學(xué)的深度融合,目標(biāo)是通過項目驅(qū)動和科學(xué)研究,培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力、信息獲取與選擇能力、實干精神和創(chuàng)新能力。
科技競賽是以學(xué)科競賽活動為主體的本科生工程訓(xùn)練計劃,包含國家(國際)級、省級、校級和院級4個級別的競賽和訓(xùn)練??茖W(xué)研究是實行專業(yè)導(dǎo)師制,引導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生參與教師科研團隊,進入科研實驗室工作。校企合作是與企業(yè)合辦的項目開發(fā)實踐課程,課程學(xué)分與專業(yè)綜合實踐課程等同。
2.2 以學(xué)科競賽活動為切入點,實現(xiàn)常態(tài)化的工程訓(xùn)練機制
首先,建立以國際國內(nèi)學(xué)生信息學(xué)科競賽為導(dǎo)向的實踐創(chuàng)新能力訓(xùn)練機制。學(xué)科競賽訓(xùn)練分為適合低年級的基礎(chǔ)類訓(xùn)練和適合高年級的提升類訓(xùn)練?;A(chǔ)類訓(xùn)練和大賽的訓(xùn)練模式采用“教師主導(dǎo)、學(xué)長帶隊”的機制。對于提升類訓(xùn)練和校級基礎(chǔ)類大賽,由各導(dǎo)師組遴選出相關(guān)信息科技創(chuàng)新訓(xùn)練項目,開展集中訓(xùn)練。
其次,學(xué)院成立大學(xué)生信息科技發(fā)展中心,營造自主實踐環(huán)境。中心承擔(dān)學(xué)科競賽訓(xùn)練及人才選拔機制實施過程中的總體策劃、組織、宣傳服務(wù)、項目評審及中期檢查等服務(wù)性工作,同時也負責(zé)基本技術(shù)培訓(xùn)和素質(zhì)拓展活動的工作,是一個鍛煉綜合素質(zhì)、培育領(lǐng)軍人物的場所。中心的學(xué)生培訓(xùn)師機制有效地彌補了教師指導(dǎo)力量的不足,也有利于學(xué)生間項目經(jīng)驗的傳授。
最后,我們以學(xué)科競賽推動教學(xué)改革。各種競賽的內(nèi)容和相關(guān)資料為課程提供了工程實例,是教學(xué)內(nèi)容改革和課程設(shè)計題目的重要參考。通過參加學(xué)科競賽,學(xué)生對工程應(yīng)用有了更深入的理解,對課程學(xué)習(xí)有更大的興趣和動力。
2.3 實行專業(yè)導(dǎo)師制,以項目為驅(qū)動,建立學(xué)生自主研究探索機制
我們對高年級學(xué)生實行專業(yè)導(dǎo)師制,依托學(xué)院國家級、省部級和廳級重點實驗室和工程中心,同時依托院級專業(yè)實驗室、各科研團隊實驗室和校外研學(xué)實踐基地,每學(xué)年定期召開導(dǎo)師宣講會,公布愿意吸收學(xué)生參加的教師及推薦的研究課題,吸收一定數(shù)量的優(yōu)秀本科生與教師和研究生共同進行科研工作,以項目為驅(qū)動,培養(yǎng)拔尖人才和領(lǐng)軍人物。
2.4 引入校企合作課程與活動,以企業(yè)實踐項目訓(xùn)練學(xué)生
我們建立了與騰訊、百度、Google、移動等知名企業(yè)實習(xí)就業(yè)對接的學(xué)生科技俱樂部。俱樂部利用企業(yè)師資和項目對學(xué)生進行集中的工程技術(shù)訓(xùn)練。我們也與騰訊、大唐移動通信設(shè)備公司、廣東電信規(guī)劃設(shè)計院等7家單位簽訂并掛牌實習(xí)基地;與IBM、3G門戶、騰訊等企業(yè)合作引入企業(yè)課程。
3 實踐課程建設(shè)成效
實踐教學(xué)新體系的實施推動了教學(xué)改革,形成了本科生關(guān)注個人能力提升、積極參與課外科技實踐活動的良好育人氛圍。學(xué)院學(xué)生課外科技活動蔚然成風(fēng),學(xué)科競賽成績突出,科技創(chuàng)業(yè)屢獲殊榮,生產(chǎn)實習(xí)和就業(yè)獲得社會廣泛認同。實踐證明,這種全方位的實踐教學(xué)模式非常有效。
3.1 實踐教學(xué)助推質(zhì)量工程
2008年以來,學(xué)院承擔(dān)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程國家級高等學(xué)校特色專業(yè),新增建設(shè)計算機科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、自動化3個廣東省高等學(xué)校特色專業(yè);獲得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、SOA原理及實踐、信號與系統(tǒng)等廣東省高校精品課程或教育部IBM精品課程;新增模擬電子技術(shù)等6門校級精品課程,基于校企合作的一體化教學(xué)改革和集成協(xié)同平臺建設(shè)等24個校級教學(xué)改革項目,總共獲得經(jīng)費126萬元。2012年學(xué)院又獲省質(zhì)量工程建設(shè)專業(yè)綜合改革試點項目、人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)建設(shè)項目各1項,高等教育教學(xué)改革項目2項。
學(xué)院教師已出版4部“十一五”規(guī)劃教材和14部自選教材,發(fā)表教學(xué)改革論文35篇論文,獲得包括第六屆廣東省高等教育教學(xué)成果獎一等獎1項、二等獎1項,2010教育部—IBM高校合作項目優(yōu)秀教師獎1項等多項教學(xué)成果獎。
3.2 實踐教學(xué)推進能力培養(yǎng)
1)課外科技創(chuàng)新活動。
學(xué)院倡導(dǎo)學(xué)生利用4年時間自主完成一個科技作品。近幾年來,學(xué)院本科生中參與過課外科技創(chuàng)新活動的學(xué)生比例超過80%。每年參與大學(xué)生程序設(shè)計大賽、電子設(shè)計大賽訓(xùn)練的學(xué)生均超過100人,參與數(shù)學(xué)建模大賽、智能汽車大賽、機器人大賽、信息安全大賽等相關(guān)訓(xùn)練的學(xué)生均有數(shù)十人,參加學(xué)院信息科技創(chuàng)新大賽及教師專題項目訓(xùn)練的學(xué)生接近200人,此外還有部分學(xué)生參加騰訊、阿里巴巴、花旗銀行等各類企業(yè)舉辦的專項大賽訓(xùn)練等。
2008—2012年,信息學(xué)院學(xué)生共取得國際級成果(獎項)20項、國家級成果(獎項)46項、省級成果(獎項)超過150項。
中山大學(xué)在ACM大學(xué)生程序設(shè)計競賽的成績一直處于國內(nèi)前列,2010年獲得ACM/ICPC全球總決賽銀牌、2011年獲得總決賽并列第13名,2012年學(xué)生獲全球總決賽第6名(銀牌,亞洲第2名)。學(xué)院每年組織電子設(shè)計大賽普及賽,曾獲全國大賽一等獎。機器人項目是一個綜合運用自動化、通信、電子、計算機等專業(yè)最新技術(shù)的綜合性實驗教學(xué)與工程訓(xùn)練項目,對培養(yǎng)學(xué)生綜合運用和創(chuàng)新實踐能力具有重要意義。自2009年起,學(xué)院學(xué)生隊伍先后取得“亞太機器人大賽”全國前16強、第22名、科技進步獎等榮譽,獲“中國機器人大賽”全國一等獎1項。
在其他許多的學(xué)術(shù)競賽,我院學(xué)生獲智能汽車大賽全國大賽二、三等獎,第三屆廣東大學(xué)生創(chuàng)業(yè)IDEA大賽獲一等獎1項,2010年廣東省“挑戰(zhàn)杯”賽一等獎1項、二等獎5項等,2009美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽二等獎,2011年度微軟Imagine Cup(創(chuàng)新杯)全球大學(xué)生比賽中國賽區(qū)第2名。
2)創(chuàng)業(yè)計劃。
全方位的實踐教學(xué)成就了新型人才的培養(yǎng),學(xué)生的科技創(chuàng)業(yè)、生產(chǎn)實習(xí)和就業(yè)獲得社會的廣泛認同和贊譽。2011—2012年,以我院本科生為主力的學(xué)生團隊先后獲和中國移動聯(lián)合主辦的“MM(Mobile Market)百萬青年創(chuàng)業(yè)計劃”創(chuàng)業(yè)實踐類亞軍等多個獎項。特別地,2008級馬朔團隊自主開發(fā)的軟件應(yīng)用項目2011年獲得教育部和外交部聯(lián)合主辦的中國—東盟青年創(chuàng)新大賽最高獎——創(chuàng)業(yè)實踐組金獎,并獲得50萬美元的天使投資資金的支持,并在2012年獲得第八屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃金獎。姚良超等同學(xué)2011年獲得第十二屆全國“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外科技作品大賽國家二等獎。王淼等同學(xué)2010年獲得國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目資助等。
3.3 實踐教學(xué)造就新型人才
學(xué)院學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量獲得社會的廣泛贊譽。近年來,學(xué)院本科一次就業(yè)率(含讀研和出國深造)保持在97%以上,本科生畢業(yè)選擇升學(xué)讀研,或進入騰訊、華為、移動、電信等知名IT企業(yè),或進入銀行就業(yè)的占50%以上。例如,Ooogle總部繼2012年以14萬美金的年薪錄用學(xué)院2名碩士畢業(yè)生(這2名學(xué)生均在本學(xué)院讀本科)之后,2013年又向2名應(yīng)屆畢業(yè)生發(fā)出了聘用通知。
4 結(jié)語
自2008年以來,中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院通過建設(shè)分層次、多模塊的全方位實踐教學(xué)體系,較好地發(fā)揮了實踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用,取得了一定成效;但是我們在實踐教學(xué)改革方面還有許多問題需要去探索與解決,如學(xué)生課程知識的融合與綜合運用能力、學(xué)生工程實踐能力評價、校企課程共建以及實習(xí)基地的建設(shè)等方面還有待進一步完善與提高。
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論文關(guān)鍵詞:單片機;實踐教學(xué);全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽;項目教學(xué)
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是由原國家教委和電子工業(yè)部組織的面向全國高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生的競賽項目,是我國高校中舉辦時間長、實施范圍廣、參與學(xué)生最多的競賽之一,已成為考核大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的一個重要標(biāo)尺,得到了高等教育界和社會的廣泛認可。大學(xué)生電子設(shè)計競賽對高校電子專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)實踐、教學(xué)手段、實驗室建設(shè)等方面的改革起到了積極的促進作用,為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力搭建了良好的平臺。在沈陽工程學(xué)院,經(jīng)過多年實踐,在電子設(shè)計競賽平臺上對單片機實踐教學(xué)進行改革,并取得了一定的效果。
一、單片機實踐教學(xué)中存在的主要問題
目前各高校由于觀念、資金、師資和環(huán)境等方面的原因,單片機實踐教學(xué)存在以下幾方面問題:
第一,實踐教學(xué)觀念仍存在偏差。由于受傳統(tǒng)文化教育觀念的影響,部分師生重理論、輕實踐的觀念仍客觀存在,實踐教學(xué)缺乏整體性、關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性,仍處于理論課程的從屬部分,甚至部分實踐教學(xué)環(huán)節(jié)流于形式。
第二,實驗教學(xué)的弊端仍然存在。實踐教學(xué)課程的設(shè)置較為零散,順序和內(nèi)容仍需優(yōu)化;在開設(shè)的實驗中驗證型的內(nèi)容多,開放性、設(shè)計性、創(chuàng)新型的實驗內(nèi)容少,同時實驗內(nèi)容存在單一性,而多知識點相結(jié)合的實驗少,并且在所開設(shè)的實驗課程中缺少與工程實際相結(jié)合的綜合性、研究性的實驗內(nèi)容,不利于學(xué)生個性的發(fā)展和綜合能力的提高。
第三,實踐教學(xué)師資力量有待提高。教師中能夠滿足實踐實訓(xùn)技能要求的人數(shù)比例不高,一部分年輕教師從高校畢業(yè)后進入學(xué)校從事教學(xué)工作,缺乏實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的專門訓(xùn)練,自身尚不能成為行家,難以勝任相關(guān)的實踐指導(dǎo)工作。
第四,實驗室建設(shè)投資有限,校內(nèi)外實踐基地的建設(shè)不盡完善,不能滿足教學(xué)實踐的需要。
第五,實踐教學(xué)缺乏科學(xué)的評價與考核方法?,F(xiàn)行的教學(xué)評價機制不能起到強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和鼓勵實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革創(chuàng)新的積極性,相反存在著制約傾向。
二、電子設(shè)計競賽促進實踐教學(xué)改革
大學(xué)生電子設(shè)計競賽的目的在于推動電子信息類課程建設(shè),引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng),培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐素質(zhì)、提高學(xué)生針對實際問題進行電子設(shè)計制作的能力;吸引、鼓勵廣大青年學(xué)生踴躍參加課外科技活動,為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。本文從師資隊伍建設(shè)、實踐教學(xué)內(nèi)容、單片機實踐教學(xué)模式等方面探討實踐教學(xué)改革。
1.師資隊伍建設(shè)
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,教學(xué)內(nèi)容往往落后實際幾年甚至更多,這就要求教師能適應(yīng)和趕上這種發(fā)展、變化,要有更寬更新的知識面和更豐富的實踐經(jīng)驗,不斷地將新內(nèi)容、新技術(shù)、新方法充實到教學(xué)中去。我們研究制定了教學(xué)隊伍知識、技術(shù)不斷更新的科學(xué)有效的培養(yǎng)培訓(xùn)制度。鼓勵教師到國內(nèi)知名高校和高新技術(shù)企業(yè)學(xué)習(xí)深造,同時積極邀請高水平的技術(shù)人才給教師作報告。
2.依托電子設(shè)計競賽豐富單片機實踐教學(xué)內(nèi)容
(1)優(yōu)化實踐教學(xué)內(nèi)容。制訂實踐教學(xué)大綱時應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整學(xué)時,以順應(yīng)單片機技術(shù)的快速發(fā)展,對現(xiàn)有的教材進行適當(dāng)?shù)脑鰷p,刪除一些課本中的老化的、無關(guān)緊要的、過于理論化或抽象化的內(nèi)容,增加一些在生產(chǎn)生活中可能運用到的真實案例和最新的單片機理論知識,通過實際案例將抽象的理論具體化。在教學(xué)中,適當(dāng)加強C語言的學(xué)習(xí),讓學(xué)生既能看懂匯編語言也能夠運用C語言將復(fù)雜的程序簡單化。
(2)推廣應(yīng)用proteus仿真軟件及keil編譯軟件。Proteus仿真軟件上有國際通用的虛擬儀器及電子元器件庫,學(xué)生可以更加方便地進行電路原理圖的設(shè)計和仿真測試,觀察電路的工作狀態(tài)及軟件運行后的變化情況。同時通過網(wǎng)絡(luò)課件等形式引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用keil軟件。在單片機中,所有硬件電路設(shè)計、對應(yīng)軟件都可以在proteus和keil平臺上進行。Keil完成單片機軟件設(shè)計調(diào)試,proteus完成硬件設(shè)計及系統(tǒng)運行結(jié)果查看。這些軟件極大地開拓了單片機的學(xué)習(xí)空間,降低了單片機的學(xué)習(xí)成本,提高了學(xué)習(xí)效果。轉(zhuǎn)貼于
3.結(jié)合電子設(shè)計競賽,改進單片機實踐教學(xué)模式
(1)項目教學(xué)法的應(yīng)用。建立以任務(wù)或項目為教學(xué)主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的實踐教學(xué)模式。在學(xué)生最初接觸單片機課程時,將單片機在實踐生產(chǎn)的應(yīng)用介紹給學(xué)生,并將科研項目或往屆電子設(shè)計競賽的作品(如多功能函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字存儲示波器等)帶進課堂,激發(fā)學(xué)生對單片機課程的學(xué)習(xí)興趣。通過實踐的操作,帶領(lǐng)學(xué)生在動手實踐中深化理論知識的學(xué)習(xí),并在動手實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生完成創(chuàng)新實驗和課程設(shè)計的能力。課程設(shè)計和創(chuàng)新實驗不僅要求學(xué)生具有獨立分析問題和解決問題的能力,更加對學(xué)生的創(chuàng)新能力提出一定要求。在教師的引導(dǎo)和指導(dǎo)下,學(xué)生根據(jù)電子競賽方向設(shè)計具有實際意義的電路,這不僅是對學(xué)生綜合能力的提升,更是為學(xué)生將來走向社會成為應(yīng)用型人才打下良好基礎(chǔ)。
(2)以競賽為契機,推進單片機課外教學(xué)。作為一門知識更新速度較快的課程,單片機教學(xué)的實戰(zhàn)性得到重視。在全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的推進下,學(xué)生逐漸走出課堂,不僅僅滿足于平時課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容,而是自動自發(fā)地走進實驗室,將單片機的學(xué)習(xí)當(dāng)做課余生活的重要組成部分。我校為學(xué)生成立了開放性實驗室,并為學(xué)生購置了AT89S51單片機最小系統(tǒng)開發(fā)板、51系列單片機試驗箱等最新實驗器材和實驗操作中使用到的各類元器件。同時教研室機房的每臺計算機均配備了keil編譯軟件和proteus仿真軟件,使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中可先通過仿真軟件驗證實驗思路、電路和程序的正確性,并在仿真成功后利用開發(fā)板或?qū)嶒炏渫瓿蓪嶒灢僮?。以大賽為契機,讓學(xué)生在以“取得名次為目標(biāo),提高能力為目的”思想指導(dǎo)下,主動思考,勤于鉆研,通過大量電路板的繪制、編程仿真、調(diào)試等練習(xí)將動手操作能力不斷地提到新的高度。
在整個競賽的準(zhǔn)備過程中,學(xué)生表現(xiàn)出單片機學(xué)習(xí)的極大熱情,每次項目完成后教會學(xué)生做好總結(jié)和鞏固工作并鼓勵他們探索新的任務(wù),通過親身實踐獲得實際經(jīng)驗,養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,掌握基本的科學(xué)方法,綜合運用所學(xué)知識解決實際問題。
(3)加深校企交流,為學(xué)生就業(yè)創(chuàng)造良好平臺。填鴨式的教學(xué)模式使得許多大學(xué)畢業(yè)生在就業(yè)后只會“紙上談兵”。為填補工程技術(shù)人才的空缺,真正讓學(xué)生帶著技術(shù)走向工作崗位,我校不斷通過與企業(yè)的交流進行課程改革。近年來,我校與東軟集團、中科院微電子所、中科院自動化所、中科院計算所等多個企業(yè)均有合作,安排學(xué)生到生產(chǎn)線及公司研發(fā)部門參觀學(xué)習(xí),到相應(yīng)崗位短期實習(xí),許多在電子競賽中涌現(xiàn)的優(yōu)秀人才更是被各企業(yè)錄用。
我校還建立了完整的網(wǎng)絡(luò)平臺。在平臺上,學(xué)生不僅可以獲取最新的單片機技術(shù)知識和科技資訊,還可以與往屆畢業(yè)生進行在線交流,對目前的就業(yè)形勢、就業(yè)方向有更好的把握。促使學(xué)生提高自身水平,為順利就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。
4.單片機實踐教學(xué)考核方式的改革
單片機實踐教學(xué)考核重點考核和評價學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力的掌握程度。改革過去主要以平時成績?yōu)橹骺己四J?,采取更加系統(tǒng)、合理并與實踐教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法相適應(yīng)的多樣化考核方式,促進學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的發(fā)展與提高。具體做法如下:平時出勤成績占20%,平時各章課題實驗成績占40%,期終實踐技能考核成績占40%(其中,考核內(nèi)容完成情況占20%,課題報告答辯成績占20%)。
期終實踐技能考核內(nèi)容為完成一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)。為了有效、合理地組織考核,安排2~3人一組,每組內(nèi)容不同、難度相當(dāng),完成時間為3~4天。評分(包括系統(tǒng)測試、審閱課題報告和答辯)時間為1~2天。
教師隊伍是創(chuàng)新培訓(xùn)的主導(dǎo)力量,是電子創(chuàng)新實驗基地開展科技創(chuàng)新活動的保證。教師的水平和投入是決定創(chuàng)新培訓(xùn)成敗的關(guān)鍵。通過選拔和培養(yǎng),建立一支具有不同的學(xué)術(shù)背景和研究方向、專兼職相結(jié)合、專業(yè)功底扎實、工程實踐經(jīng)驗豐富并具有奉獻精神的指導(dǎo)教師隊伍,使其制訂的創(chuàng)新培養(yǎng)方案能夠充分滿足電氣信息類專業(yè)實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求。學(xué)校方面必須加大創(chuàng)新培訓(xùn)師資隊伍建設(shè)的經(jīng)費投入,提高教師的待遇水平,關(guān)心教師隊伍的成長。必須加速教師隊伍知識的更新,不斷擴寬其知識面,注重其理論聯(lián)系實際、分析和解決問題能力的提高。隨著參加創(chuàng)新培訓(xùn)學(xué)生規(guī)模的擴大,必然會出現(xiàn)教師資源嚴(yán)重不足的情況。因此,必須堅持以教師為指導(dǎo)核心,發(fā)動一切可能利用的力量。教師在創(chuàng)新培訓(xùn)過程中,盡量采取啟發(fā)式的教學(xué)方法,精力重點放在對學(xué)生學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)上面,讓學(xué)生明確必須掌握哪些知識和技能,該如何學(xué)習(xí),為其提供精煉的學(xué)習(xí)參考資料,有目的、有針對性地進行訓(xùn)練。如學(xué)習(xí)模擬電路知識,可以讓學(xué)生根據(jù)生活和生產(chǎn)實際自擬題目,比如有學(xué)生想要采集人體脈搏信號,教師只要告訴學(xué)生可以通過什么方法進行采集,如壓力傳感器或者光敏電阻等,采集的信號屬于微弱和易受干擾的信號,必須進行放大和濾波處理,剩下的工作如器件選型、電路設(shè)計等則均由學(xué)生自行完成。電路設(shè)計完后要求學(xué)生先根據(jù)原理進行電路參數(shù)計算如放大倍數(shù)和濾波截至頻率等。計算完后,教會學(xué)生如何使用Multisim軟件,讓其將自己設(shè)計的電路和所計算的電路參數(shù)在該軟件上仿真驗證實現(xiàn)。最后讓其購買元器件,進行實物制作和測試驗證。在整個過程中必須充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,教師只是提供解決問題的方法和思路。
二、實驗教學(xué)條件建設(shè)
要進行一個完整的創(chuàng)新培訓(xùn),必須建設(shè)一個完全開放性實驗室平臺。包含基本調(diào)試設(shè)計的實驗設(shè)備,如計算機、示波器、信號發(fā)生器、可調(diào)穩(wěn)壓電源、電壓表、焊接臺、實驗桌椅等。在實驗設(shè)備上,對不同層次的學(xué)生,實驗室要提供不同的實驗設(shè)備。對主要面向低年級學(xué)生的基礎(chǔ)訓(xùn)練開放實驗室要提供計算機、萬用表、信號發(fā)生器、示波器、電源等常用的電子儀器,數(shù)量以保證基本夠用為度。對主要面向高年級學(xué)生的實驗室除配備常規(guī)儀器外,還要配置較高級的開發(fā)設(shè)備,如單片機、DSP、EDA、ARM開發(fā)板、毫伏表、PCB制作系統(tǒng)、常用的電子設(shè)計類軟件等。另外,為了便于學(xué)生進行實踐活動,創(chuàng)新實驗室建立器件庫,利用實驗室的專項經(jīng)費購買常用的電子元器件,如電阻、電容、接插件和常用芯片等,免費供學(xué)生使用,同時對器件的進出建立詳細的明細表,以提高器件的使用效果和效率。
三、建立自主、開放型實驗教學(xué)模式
為了充分發(fā)揮學(xué)生們的創(chuàng)造性和能動性,創(chuàng)新實驗室運作主要采取自由開放和預(yù)約開放,并將開放時間公布。自由開放的主要對象是教師和電子協(xié)會成員,他們可以在開放時間隨時到實驗室工作。而預(yù)約開放的對象是全校的電子愛好者,他們可在創(chuàng)新實驗室的網(wǎng)站上提出申請,經(jīng)批準(zhǔn)后才能進入實驗室。開放實驗室管理系統(tǒng)配備指紋刷卡門禁系統(tǒng)、實驗儀器設(shè)備電源控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)攝影機監(jiān)控系統(tǒng)以及相應(yīng)的軟件管理系統(tǒng)。通過相應(yīng)的軟件管理系統(tǒng)對想進入創(chuàng)新實驗室學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的學(xué)生進行身份登記備案和授權(quán)。采用網(wǎng)絡(luò)實驗預(yù)約管理模式,提高了實驗教學(xué)的開放性。獲得授權(quán)并且預(yù)約成功的學(xué)生準(zhǔn)許進入實驗室學(xué)習(xí),但不允許在實驗室做過多的與學(xué)習(xí)無關(guān)的事情,如上網(wǎng)聊天、玩游戲等,可以通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)則取消其進入實驗室的資格。實驗室要做到完全無人值班是很難的,但是實驗室教師又不可能全天候包括晚上在實驗室值班,因此可以制定值班表,安排學(xué)生(包括研究生)輪流值班。另外,對實驗設(shè)備進行編號,且不允許學(xué)生隨便搬動實驗臺的設(shè)備。
四、采取遞進式的教學(xué)培養(yǎng)模式
針對不同年級學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和特點,建立了遞進式創(chuàng)新實踐培訓(xùn)體系,明確了學(xué)生從入門到提高等不同階段的教學(xué)內(nèi)容。對一年級新生開展了電子焊接工藝、制圖制板工藝、小功能電路等基礎(chǔ)性培訓(xùn),旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;在二年級學(xué)生中開設(shè)了“電子系統(tǒng)設(shè)計”等課程,以功能電路、單元電路、小系統(tǒng)設(shè)計等為主要內(nèi)容,通過課程化的培訓(xùn),旨在提高學(xué)生的應(yīng)用電路設(shè)計能力;經(jīng)過嚴(yán)格選拔,在三年級學(xué)生中開展了綜合性培訓(xùn),以綜合性功能電路、大型應(yīng)用系統(tǒng)為主要內(nèi)容,從而提高學(xué)生的綜合設(shè)計能力。
五、采取多級開放式團隊運行管理模式
實行從指導(dǎo)教師研究生高年級本科生低年級本科生的多級開放式創(chuàng)新團隊運行管理模式,如圖1所示。這種模式不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神和領(lǐng)導(dǎo)能力,還可以形成傳幫帶、便于知識與技能傳承的長效機制。在這個創(chuàng)新團隊里,不僅要強化上一級團隊成員的權(quán)威,更要重視團隊核心成員奉獻精神的培養(yǎng)。每個團隊核心成員必須定期制定培訓(xùn)計劃,負責(zé)團隊培訓(xùn)和知識的有效傳承。任何團隊成員都必須嚴(yán)格服從團隊核心成員的任務(wù)安排,按計劃完成培訓(xùn)任務(wù),提交總結(jié)報告。對高一級的創(chuàng)新團隊給予政策上的優(yōu)先扶持,對能力突出的創(chuàng)新團隊成員,允許其進入高一級的創(chuàng)新團隊,而對表現(xiàn)不佳的成員也可降到低一級的創(chuàng)新團隊,甚至從創(chuàng)新團隊中剔除出去。創(chuàng)新基地采用網(wǎng)絡(luò)化管理,通過建立專門的網(wǎng)站公布創(chuàng)新基地的全部實踐活動,包括培訓(xùn)時間、內(nèi)容、各類創(chuàng)新項目申報情況、學(xué)術(shù)研討活動、儀器設(shè)備現(xiàn)狀等,吸引更多的學(xué)生參與進來。網(wǎng)絡(luò)化管理、創(chuàng)新項目審批和申報、各類科技競賽活動的組織等工作由學(xué)工部門帶領(lǐng)校內(nèi)電子協(xié)會來完成。對于每個創(chuàng)新團隊,均可以申報創(chuàng)新實驗基地科技項目,開展申報、立項和研究等工作,并在規(guī)劃時間內(nèi)完成預(yù)定目標(biāo),提交科技成果。對確定立項的學(xué)生創(chuàng)新實驗基地科技項目在科研經(jīng)費上給予資助。從經(jīng)費、政策上重點支持優(yōu)秀學(xué)生從事原創(chuàng)性科技項目,激勵學(xué)生做出重要創(chuàng)新成果。以項目為依托,實行“教師指導(dǎo)、學(xué)生自主、分級管理、滾動發(fā)展”的良性機制。在綜合實踐活動的開發(fā)、設(shè)計和實施過程中,鼓勵學(xué)生自主選題、自定計劃,將學(xué)生的需要、動機和興趣置于核心地位,促進其個性的充分發(fā)展。堅持教學(xué)、科研、生產(chǎn)相結(jié)合,把科學(xué)研究引入教學(xué)過程,將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源,組織學(xué)生參加科研實踐;把教學(xué)與生產(chǎn)勞動和技術(shù)推廣結(jié)合起來,將專業(yè)課的理論教學(xué)緊密結(jié)合生產(chǎn)實踐進行;讓學(xué)生走出校門,把實踐教學(xué)拓展到社會經(jīng)濟建設(shè)的各個層面,從而為學(xué)生提供學(xué)習(xí)、實踐、創(chuàng)新的機會,縮短學(xué)用差距,加深學(xué)生對理論知識的理解,增強學(xué)生觀察、分析和解決實際問題的能力。
六、依托各類創(chuàng)新性項目和學(xué)科競賽平臺
依托大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目、創(chuàng)新實驗室開放項目、大學(xué)生課外科技制作項目開展項目創(chuàng)新訓(xùn)練,通過對創(chuàng)新項目進行研究,激發(fā)學(xué)生的求知欲望,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動性,使學(xué)生逐步具備“勤于思考、勇于探索”的科學(xué)品質(zhì)。同時,通過項目小組的共同研究,學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力、合作精神也得到了培養(yǎng)。通過強化實踐教學(xué)、實施創(chuàng)新訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力;充分利用學(xué)校多種教育資源,開展有效的第二課堂活動,結(jié)合湖南省和全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽、智能汽車大賽及挑戰(zhàn)杯大賽等參賽活動,創(chuàng)造優(yōu)良的創(chuàng)新工程環(huán)境,開展多種形式的科技創(chuàng)新活動及應(yīng)用研究工程訓(xùn)練,強調(diào)以學(xué)生為主,學(xué)生自主選題,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的掌握工程設(shè)計的全過程,充分發(fā)揮學(xué)生的自我能動性和創(chuàng)造力。進一步加強科技創(chuàng)新活動環(huán)境建設(shè),提高裝備水平,配置經(jīng)驗豐富的指導(dǎo)教師隊伍。在全校開展各類設(shè)計競賽(如機器人設(shè)計大賽、電子競賽、創(chuàng)業(yè)設(shè)計大賽等),鼓勵學(xué)生報名參加比賽,創(chuàng)造一切條件開放實驗室為其提供良好服務(wù),使每個學(xué)生融入創(chuàng)新氛圍。
七、學(xué)校增加對創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的投入
學(xué)校以學(xué)生為本,在實驗的策劃、資金和設(shè)備等各方面給予有力支持,改變以往實驗指導(dǎo)單純依靠實驗人員的模式,派出實踐教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師,定期給學(xué)生講課和指導(dǎo),并且參與實驗項目的設(shè)計和籌備。探索創(chuàng)新性自主式、研討式教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。設(shè)立學(xué)生科技活動專項基金,用于資助學(xué)生開展科研活動,支持并組織學(xué)生參加全國有影響的課外學(xué)術(shù)科技競賽,表彰在學(xué)生學(xué)術(shù)科技創(chuàng)新活動中表現(xiàn)突出的個人和集體,獎勵優(yōu)秀的學(xué)生科技學(xué)術(shù)成果,同時創(chuàng)造條件扶持有發(fā)展前景的應(yīng)用性科技成果的轉(zhuǎn)讓與開發(fā)。每年不定時、不限項地開展學(xué)生科研立項申報工作,并制定學(xué)生科技項目管理辦法,對課題進行階段性的跟蹤指導(dǎo)、監(jiān)督、檢查和評審。
八、建立校企合作基地,培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)
建立完善的校企合作管理和運作機制,加強與企業(yè)長期穩(wěn)定的合作。通過校企合作,解決資金投入與發(fā)展的瓶頸問題,提供教學(xué)資源、派遣與培養(yǎng)師資、基地實訓(xùn)、企業(yè)實習(xí)與就業(yè)等完整的人才培養(yǎng)鏈。通過校企合作,開拓了實驗室建設(shè)的新途徑,提升了教學(xué)層次,節(jié)約了建設(shè)資金,推動了教學(xué)改革和實驗室建設(shè)的進度。通過校企合作,使學(xué)生擁有了直接的工作經(jīng)驗,提前完成了從學(xué)生到員工的角色轉(zhuǎn)變,使學(xué)生具有突出的競爭優(yōu)勢。通過校企合作,學(xué)??梢园l(fā)揮自己的智力優(yōu)勢,協(xié)助企業(yè)開展商業(yè)策劃、產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)指導(dǎo)和員工培訓(xùn),讓學(xué)生參與企業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)管理,使其在企業(yè)的工作中學(xué)習(xí)企業(yè)文化,掌握基本操作,培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)技能。與企業(yè)的項目合作是創(chuàng)新基地發(fā)展的有力補充。學(xué)校圍繞企業(yè)生產(chǎn)申報科技項目、設(shè)定創(chuàng)新課題,不僅為企業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)支持,而且也使學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育有的放矢,所取得的創(chuàng)新成果可直接為企業(yè)所用,使創(chuàng)業(yè)具備了實際應(yīng)用價值。
九、建立良好的激勵機制
良好的激勵機制能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新熱情和指導(dǎo)教師的積極性。學(xué)生創(chuàng)新培訓(xùn)考核合格、學(xué)科競賽獲獎、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請專利、申請各級創(chuàng)新項目等,都能獲取一定的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教育學(xué)分并給予精神和物資獎勵,對于指導(dǎo)學(xué)生取得科技成果和獲得競賽獎勵的教師也要給予一定的獎金鼓勵,同時將指導(dǎo)工作納入教師的教學(xué)工作業(yè)績考核。
由于高校實際情況限制,所開設(shè)的移動通信實驗課很難全面涵蓋這些內(nèi)容,尤其是涉及到移動通信網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容時,更顯得力不從心。這樣在有限學(xué)時內(nèi)就導(dǎo)致實驗內(nèi)容只能側(cè)重于基本調(diào)制技術(shù)、信道特性等基礎(chǔ)簡單實驗,即便是開設(shè)GSM/CDMA的相關(guān)實驗,也只是停留在相應(yīng)模塊的功能應(yīng)用上,很難有深層次的提高[11-13]。這就使得學(xué)生反映移動通信理論課程很精彩,實驗課程很乏味。為了改變這一現(xiàn)狀,必須探索新的實驗教學(xué)思路,創(chuàng)立新的實驗教學(xué)體系。
新的移動通信實驗教學(xué)體系,將先修課學(xué)習(xí)、工業(yè)實習(xí)、理論課學(xué)習(xí)、實驗課開展、畢業(yè)論文等多個教學(xué)環(huán)節(jié)進行整合,形成從基礎(chǔ)理論仿真到專業(yè)實驗操作、工程技術(shù)實訓(xùn)、創(chuàng)新實驗等一個開放的實驗教學(xué)體系通過通信類先修課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生準(zhǔn)備好相關(guān)的基礎(chǔ)知識,同時也對移動通信在課程體系中的地位有明確的定位[14,15]。相應(yīng)編程語言類課程的學(xué)習(xí)更為實驗仿真提供了良好的基礎(chǔ)。
移動通信理論課程的講授為實驗課程的開設(shè)提供了直接的理論平臺。工業(yè)實習(xí)安排在移動通信實驗課開設(shè)前一學(xué)期開展,實習(xí)內(nèi)容是到各通信運營商公司和設(shè)備廠家進行跟崗實習(xí),涉及到的內(nèi)容有:移動通信系統(tǒng)基站的建設(shè)與維護;交換與傳輸系統(tǒng)管理和維護;光纖傳輸設(shè)施維護;移動終端制造與維修;3G應(yīng)用等多個方面。通過工業(yè)實習(xí)使學(xué)生對當(dāng)前移動通信所涉及到具體問題有了充分的感性認識,這對之后實驗教學(xué)的開展,特別是移動網(wǎng)絡(luò)方面實訓(xùn)的進行有很好的促進作用。移動通信實驗教學(xué)的開展涵蓋以下幾個方面:基礎(chǔ)理論仿真、專業(yè)實驗操作、工程技術(shù)實訓(xùn)、創(chuàng)新實驗、畢業(yè)設(shè)計?;A(chǔ)理論仿真是利用MATLAB軟件實現(xiàn):QPSK調(diào)制及解調(diào);MSK、GMSK調(diào)制及相干解調(diào);QAM調(diào)制及解調(diào);OFDM調(diào)制解調(diào);m序列產(chǎn)生及特性分析;Gold序列產(chǎn)生及特性分析;數(shù)字鎖相環(huán)載波恢復(fù);Rake接收機仿真實驗。例如,OFDM調(diào)制解調(diào)實驗,按照圖2OFDM仿真結(jié)構(gòu)圖,利用MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)圖2中不同測試點處的信號波形。專業(yè)實驗操作則是在南京潤眾RZ6001實驗平臺基礎(chǔ)之上,利用TMS320和GSM模塊實現(xiàn):直接序列擴頻編解碼;跳頻通信;DS/CDMA碼分多址;利用AT命令實現(xiàn)GSM/GPRS移動臺短信收發(fā)、語音呼叫;CDMA數(shù)據(jù)傳輸實驗。例如,直接序列擴頻實驗,利用DSP編程實現(xiàn)圖3結(jié)構(gòu)功能,并用示波器測量比較各測試點的信號波形。
工程技術(shù)實訓(xùn)階段則是利用3G天線獲取實際信號,利用頻譜分析儀等儀器實現(xiàn)CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信號的分析。同時實現(xiàn)基站放大器、塔頂放大器性能指標(biāo)的測試。例如,圖4中給出利用頻譜分析儀所測得實際CDMA2000和WCDMA信號的頻譜特性。創(chuàng)新實驗階段主要是針對有興趣參加各類設(shè)計競賽的學(xué)生開展,將全國及各省、校級電子設(shè)計大賽題目進行改造,從中選取與移動或無線通信有關(guān),且具有創(chuàng)新性、前瞻性、實用性的方案,經(jīng)過適當(dāng)修改作為創(chuàng)新實驗階段的實驗案例。學(xué)生可以通過這樣的實驗案例了解各級大賽的要求及特點,教師則也可以在實驗教學(xué)過程中,選拔優(yōu)秀學(xué)生參加各級大賽,進而提高學(xué)生的能力和水平。畢業(yè)設(shè)計階段主要是利用實驗室實驗條件,從學(xué)院承擔(dān)的科研項目中,將某些項目進行簡化、修改、重組,轉(zhuǎn)化成通信專業(yè)類論文題目,或從本專業(yè)最新的科技論文中選擇其中合適的內(nèi)容進行改進,作為通信專業(yè)類綜合性畢業(yè)設(shè)計案例,從而將先進的科研成果打造為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,實現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的結(jié)合。為通信類專業(yè)學(xué)生提供了廣闊的選擇空間和開放的培養(yǎng)環(huán)境。