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【摘要】本文主要介绍了微机系列实验课程教学改革的方法、特点与收获,介绍了如何创造条件优化基本实验内容,把实践能力培养作为创新型高素质人才培养的着力点,把实验教学改革作为研究探索型教学、基于问题学习的突破口,利用现有的实验设备为学生创新和实践提供条件。
【关键词】微机系列实验课程 改革 创新
【中图分类号】TP36 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)10(b)-0016-01
1 引言
微机系列课程,是机电、电子类专业实践性较强的课程。包括《微型计算机原理与应用》《单片原理与应用》《在系统编程》《可编程控制器技术》《Protel99电路原理图及版图设计》及《虚拟仪器》等内容。由于受設备和学时限制等因素影响,让学生掌握好这些课程的设计内容并非易事。提高该系列课程教学质量的关键是抓好实验教学。针对计算机系列课程实践性强的特点,我们在实验教学方面进行了一系列改革,取得了较好的效果。其主要特点是:循序渐进式做好基础性实验;提高单项性原理实验;逐步加强综合设计、创新性实验。设计内容自选与指导相结合,个体操作与群体合作相结合,设计过程和调试过程独立完成。实验室从单一的计划实验教学改变为:时间开放、空间开放和项目开放三合一的新理念实验室。成绩评定采用:完成基本内容只能合格,设计中有独立见解的创新者才能取得优秀。由于开设以上多种专业技术实验课程,因此我们将上述实验课进行有机结合,开出了具有较高水平、高质量的研究探索性综合创新性、与实际应用紧密结合的实验课程。我们实验教学的主要宗指是:把实验教学作为培养学生基本理论知识、基本方法技能和综合素质的主渠道之一,把学生培养成即有深厚理论基础,又具有独立创新和分析能力的高素质创新人才。
2 创造条件优化基本实验内容
长期以来实验过程都是按教师所画定的框框进行,学生按实验讲义所规定的内容根据实验步骤测得数据进行验证,实验数据和实验报告内容大体一致,实验流于形式,学生很难通过实验获得动手能力的培养。随着市场对人才质量要求的提高,用人单位对学生的技术综合素质,实践动手能力有了更高的要求。为了有利于全面推进素质教育,培养学生的创新和实践能力,我们在原有实验条件的基础上,改变实验方法,对实验内容进行优化。
2.1 基础性
由于教学和实验学时的减少,基础实验内容要求让学生掌握实验的基本知识、基本方法、基本技能。《微型计算机原理与应用》、《单片原理与应用》、《可编程控制器技术》《在系统编程》等课程。我们把基础实验内容安排约占20%。通过基础训练,培养学生研究具体问题的基本意识和思维。
2.2 层次性
基本实验过程,采取“步进法”。首先对必做基本实验在实验前给学生提出一些引深问题,让学生带问题去进行实验;其次在完成实验后,要求学生能对引深问题找出解决方法并验证其正确性。“步进法”可使学生在掌握基本实验内容手段和方法的基础上上一个层次,有更深的理解。进一步提高学生实验兴趣及分析问题、解决问题的能力。
2.3 综合性
实验课中增加开设综合性实验,实验题目大都实用性、趣味性较强,难易程度适中。例如:路灯定时开关控制器设计,多路防盗报警器设计,整点自动报时设计等。其做法是将实验课时集中,一两天内完成。题目提前布置,或让学生根据自己的兴趣自由选择,两人一组,完成设计后在实验室实施。该环节可使学生初步掌握简单、小系统软件编程和接口设计的全过程,为以后的创新设计和研究奠定一定基础。培养学生综合思维能力,融合多重知识能力,采用、处理综合方法的能力。
3 设置《课程设计》实验,提高实践课程的比例
微机系列课程要求知识内容广且连贯性、实践性强。若学生只会做题,面对实际问题束手无策,那么这种教学方式是失败的。为了培养学生计算机测控系统的整体设计观念,提高系统分析能力,增加实践教学的比例是提高实验教学质量的关键。为了保证学生实践环节的时间,压缩了理论教学的时间,把实验课所占教学时间的比例,由原来的20％提高到30％,安排1～1.5周时间的课程设计。设计内容包括:总体结构、软件设计与硬件调试等各个环节。设计课题如:生产线货物自动计数设计器,篮球赛电子记分牌设计,音乐合的设计制作等。提前布置课题,让学生自行查阅相关资料,自己完成设计方案,并实施硬件电路,分模块调试系统。全部完成后用Protel画出电路原理图及版图存档,写出设计报告。成绩评定采用答辩形式,了解学生的设计内容及在设计中遇到问题的解决方法。观看其调试运行,以实际运行结果为依据,按独立解决问题的能力和创新性,完成设计任务的时间分级确定学生成绩。并鼓励学生将好的设计结果撰写科技论文进行发表。
4 创新点
实验创新的主要目的:使学生体验到创新的快乐和自信,激发学生的创新欲望,培养他们的创新能力,为社会需求培养创新型高素质人才。并将创新融入到实验教学的每个环节、每个实验。创新点:
(1)精选并做好基本实验,保证基本技能;
(2)增加综合性实验, 提高实践技能;
(3)设置课程设计,提高综合开发能力;
(4)成绩评定科学化,提高学生学习的积极性;
(5)开放实验室,为学生创新和实践提供条件
开放实验室的内涵是为学生创新和实践提供条件。创新实验训练不仅具有实验选题、实验过程、实验分析等环节的开放性,而且实验指导、实验时间、实验资源也具有开放环境。实验室的新理念是:时间开放、空间开放和项目开放三合一。学生独立拟题,自行设计方案,过程自主完成。还要求学生实验选题注重面向社会生活、生产实践、科学未知前沿。实验室提供一些创新性实验的设备和参考实例。例如:具有语音功能的水温控制系统的设计,数字化语音存储与回放系统的设计,多路数据采集、传输与显示的设计等课题。在设计中发现、遴选理论基础扎实、动手能力较强、创新意识强烈的学生参加各类竞赛,参与教师的科研课题,进行创新性设计研究。这种新模式已取得了良好效果,这种完全开放的实验环境有利于学生个性化发展,增强了他们的自信心。这类学生在参加各类电子竞赛中大都取得了较好的成绩。
(6)编写配套教材,为改革提供理论依据
改革的主动性主要是教师,改革的核心离不开教材。多年来,任课教师和实验教师不断总结改进教学内容和教学方法,编写出配套的教材和实验教材5部,教材实用性强,综合性、创新性实验占很大比重,并总结改革成果发表相关论文若干篇。
5 应用情况
通过多年来对实验课改革的尝试收获很大,学生对实验教学的改革反映强烈,普遍感到应加强实践、综合、创新实验的设置。实验改革不仅提高了学生的实际动手能力、综合思维能力,分析问题、解决问题的能力,而且极大的激发了学生的实验兴趣。参加全国大学生电子大赛的学生,都是在综合、创新设计中成绩优秀的学生,他们在实验过程中得到较好的锻炼,在竞赛中都取得了好成绩。其中获全国电子大赛一等奖二项,山东省一等奖二项,二等奖二项,校级实验教学改革成果一等奖一项。学生完成综合设计后撰写的科技论文多次在学校组织的大学生科技活动中获奖,并有多篇论文在全国发行的学报、杂志中发表。
我们将不断总结经验与探索,进行新的改革与创新,力求获得新的突破和发展。
【关键词】微机系列实验课程 改革 创新
【中图分类号】TP36 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)10(b)-0016-01
1 引言
微机系列课程,是机电、电子类专业实践性较强的课程。包括《微型计算机原理与应用》《单片原理与应用》《在系统编程》《可编程控制器技术》《Protel99电路原理图及版图设计》及《虚拟仪器》等内容。由于受設备和学时限制等因素影响,让学生掌握好这些课程的设计内容并非易事。提高该系列课程教学质量的关键是抓好实验教学。针对计算机系列课程实践性强的特点,我们在实验教学方面进行了一系列改革,取得了较好的效果。其主要特点是:循序渐进式做好基础性实验;提高单项性原理实验;逐步加强综合设计、创新性实验。设计内容自选与指导相结合,个体操作与群体合作相结合,设计过程和调试过程独立完成。实验室从单一的计划实验教学改变为:时间开放、空间开放和项目开放三合一的新理念实验室。成绩评定采用:完成基本内容只能合格,设计中有独立见解的创新者才能取得优秀。由于开设以上多种专业技术实验课程,因此我们将上述实验课进行有机结合,开出了具有较高水平、高质量的研究探索性综合创新性、与实际应用紧密结合的实验课程。我们实验教学的主要宗指是:把实验教学作为培养学生基本理论知识、基本方法技能和综合素质的主渠道之一,把学生培养成即有深厚理论基础,又具有独立创新和分析能力的高素质创新人才。
2 创造条件优化基本实验内容
长期以来实验过程都是按教师所画定的框框进行,学生按实验讲义所规定的内容根据实验步骤测得数据进行验证,实验数据和实验报告内容大体一致,实验流于形式,学生很难通过实验获得动手能力的培养。随着市场对人才质量要求的提高,用人单位对学生的技术综合素质,实践动手能力有了更高的要求。为了有利于全面推进素质教育,培养学生的创新和实践能力,我们在原有实验条件的基础上,改变实验方法,对实验内容进行优化。
2.1 基础性
由于教学和实验学时的减少,基础实验内容要求让学生掌握实验的基本知识、基本方法、基本技能。《微型计算机原理与应用》、《单片原理与应用》、《可编程控制器技术》《在系统编程》等课程。我们把基础实验内容安排约占20%。通过基础训练,培养学生研究具体问题的基本意识和思维。
2.2 层次性
基本实验过程,采取“步进法”。首先对必做基本实验在实验前给学生提出一些引深问题,让学生带问题去进行实验;其次在完成实验后,要求学生能对引深问题找出解决方法并验证其正确性。“步进法”可使学生在掌握基本实验内容手段和方法的基础上上一个层次,有更深的理解。进一步提高学生实验兴趣及分析问题、解决问题的能力。
2.3 综合性
实验课中增加开设综合性实验,实验题目大都实用性、趣味性较强,难易程度适中。例如:路灯定时开关控制器设计,多路防盗报警器设计,整点自动报时设计等。其做法是将实验课时集中,一两天内完成。题目提前布置,或让学生根据自己的兴趣自由选择,两人一组,完成设计后在实验室实施。该环节可使学生初步掌握简单、小系统软件编程和接口设计的全过程,为以后的创新设计和研究奠定一定基础。培养学生综合思维能力,融合多重知识能力,采用、处理综合方法的能力。
3 设置《课程设计》实验,提高实践课程的比例
微机系列课程要求知识内容广且连贯性、实践性强。若学生只会做题,面对实际问题束手无策,那么这种教学方式是失败的。为了培养学生计算机测控系统的整体设计观念,提高系统分析能力,增加实践教学的比例是提高实验教学质量的关键。为了保证学生实践环节的时间,压缩了理论教学的时间,把实验课所占教学时间的比例,由原来的20％提高到30％,安排1～1.5周时间的课程设计。设计内容包括:总体结构、软件设计与硬件调试等各个环节。设计课题如:生产线货物自动计数设计器,篮球赛电子记分牌设计,音乐合的设计制作等。提前布置课题,让学生自行查阅相关资料,自己完成设计方案,并实施硬件电路,分模块调试系统。全部完成后用Protel画出电路原理图及版图存档,写出设计报告。成绩评定采用答辩形式,了解学生的设计内容及在设计中遇到问题的解决方法。观看其调试运行,以实际运行结果为依据,按独立解决问题的能力和创新性,完成设计任务的时间分级确定学生成绩。并鼓励学生将好的设计结果撰写科技论文进行发表。
4 创新点
实验创新的主要目的:使学生体验到创新的快乐和自信,激发学生的创新欲望,培养他们的创新能力,为社会需求培养创新型高素质人才。并将创新融入到实验教学的每个环节、每个实验。创新点:
(1)精选并做好基本实验,保证基本技能;
(2)增加综合性实验, 提高实践技能;
(3)设置课程设计,提高综合开发能力;
(4)成绩评定科学化,提高学生学习的积极性;
(5)开放实验室,为学生创新和实践提供条件
开放实验室的内涵是为学生创新和实践提供条件。创新实验训练不仅具有实验选题、实验过程、实验分析等环节的开放性,而且实验指导、实验时间、实验资源也具有开放环境。实验室的新理念是:时间开放、空间开放和项目开放三合一。学生独立拟题,自行设计方案,过程自主完成。还要求学生实验选题注重面向社会生活、生产实践、科学未知前沿。实验室提供一些创新性实验的设备和参考实例。例如:具有语音功能的水温控制系统的设计,数字化语音存储与回放系统的设计,多路数据采集、传输与显示的设计等课题。在设计中发现、遴选理论基础扎实、动手能力较强、创新意识强烈的学生参加各类竞赛,参与教师的科研课题,进行创新性设计研究。这种新模式已取得了良好效果,这种完全开放的实验环境有利于学生个性化发展,增强了他们的自信心。这类学生在参加各类电子竞赛中大都取得了较好的成绩。
(6)编写配套教材,为改革提供理论依据
改革的主动性主要是教师,改革的核心离不开教材。多年来,任课教师和实验教师不断总结改进教学内容和教学方法,编写出配套的教材和实验教材5部,教材实用性强,综合性、创新性实验占很大比重,并总结改革成果发表相关论文若干篇。
5 应用情况
通过多年来对实验课改革的尝试收获很大,学生对实验教学的改革反映强烈,普遍感到应加强实践、综合、创新实验的设置。实验改革不仅提高了学生的实际动手能力、综合思维能力,分析问题、解决问题的能力,而且极大的激发了学生的实验兴趣。参加全国大学生电子大赛的学生,都是在综合、创新设计中成绩优秀的学生,他们在实验过程中得到较好的锻炼,在竞赛中都取得了好成绩。其中获全国电子大赛一等奖二项,山东省一等奖二项,二等奖二项,校级实验教学改革成果一等奖一项。学生完成综合设计后撰写的科技论文多次在学校组织的大学生科技活动中获奖,并有多篇论文在全国发行的学报、杂志中发表。
我们将不断总结经验与探索,进行新的改革与创新,力求获得新的突破和发展。