一、实践教学设计思想
《电路》课程作为电类学科的专业基础课,旨在初步引导学生掌握电学科的基础理论知识,培养学生基本实践动手能力和工程实践意识。依据新世纪对人才综合能力的要求,课程组在教育理念上形成了“强化实践教学,注重学生创新精神和创新能力的培养”的共识,注重实验内容的技术性、综合性和探索性之间的内在关系,在人才培养方案上开创多元化实践训练环节,形成了包含各类动手实验、虚拟实验、综合性实验、设计性实验和课程设计等多元化发展的实践教学体系,如图4-2-4所示。由此将“学习过程转变为学习、应用、发展知识的过程”。
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???????????????? 图4-2-4 实验的多元化发展
实践教学内容的安排,旨在巩固学生的理论知识,培养学生的实践能力,开拓学生的创新意识,激发学生的科研兴趣,全面提高学生的综合素质。实践教学的设计思想主要包括以下方面:
1.?????? 以先进的教学理念为指导,强化实践教学,注重学生创新精神和创新能力的培养,充分调动学生参加实践活动的积极性和主动性,全面促进学生创新能力和综合素质的提高。
2.?????? 以培养具有“宽厚、复合、开拓、创新”为特征的高素质人才为培养目标,在实验内容安排上与理论教学相辅相成、相互渗透,突出对知识综合运用能力、系统设计能力、创新能力、组织协调能力以及与他人合作能力的培养的现代实验教学理念。
3.?????? 以江苏大学省级重点电工电子实验教学示范中心建设点为依托,充分发挥实验中心的仪器设备多、教师综合素质高的优势,营造自主创新、宽松的实验氛围,培养学生的综合能力。
4.?????? 层层推进,建立完整的课程实践教学体系,全方位培养学生的能力。通过与课程直接相关的验证性基础实验,培养学生的基本动手能力,巩固所学理论知识;通过综合性实验环节提高学生综合应用所学知识的能力和设计能力;通过自主设计性实验,培养学生创新性实践能力。
5.?????? 举办各种新技术讲座,培训和创新实践活动,拓宽学生视野,培养学生自主提高工程实践能力的意识。
6.?????? 以“全国大学生电子竞赛”为契机,创建开放式、自主创新实验室。提供学生自主管理的机会和进行科研的环境。自2000年以来,实验中心先后建立了“自主创新实验室”、“电子创新基地”等开放性实验室,由课程组骨干教师和学生会科协的学生干部共同管理,对学生实行全天候开放,学生同时可以向学校申请大学生创新实践基金。通过探索性实验,培养学生自我管理的能力和科研意识,培养学生严谨求实的科学态度,切实提高了学生的创新能力。
二、实践内容
电路课程的实践环节具体设置如下:
1. 基础实验内容:
根据课程教学大纲和实验教学大纲,确定学生实际动手操作实验占2/3,仿真实验占1/3,并保证学生每人一个操作台。实验内容(包括必做实验和选做实验)有:元件特性的伏安测量法、戴维宁定理、一阶电路的响应、二阶电路的响应与状态轨迹、交流参数的测量、RLC串联谐振电路、并联交流电路谐振及功率因数提高、交流电路中的互感、三相电路的电流、电压及功率、非正弦周期电流电路、二端口网络参数的测定、负阻抗变换器及其应用、回转器。
2. 课程设计内容:
1)?????? EWB课程设计
通过1周的课程设计,要求学生综合运用所学电路理论知识,根据设计题目的要求自拟设计方案。通过查阅资料,运用EWB软件实现设计目的,掌握多种测量技术手段,进行电路现象的观测与分析处理,锻炼学生理论联系实际的综合能力。
EWB课程设计内容包括:电子温度计的设计;衰减器的分析与设计;一端口网络等效参数测量与最大功率传输电路设计;数字模拟信号转换器的设计;波形发生器的设计;简易白炽灯调光器的设计;阻容移相装置的设计;相序仪的分析与设计;RC低通滤波器频率特性设计;非正弦周期信号的滤波设计。
2)?????? MATLAB课程设计:
通过1.5周的上机训练,掌握MATLAB语言的特性、数学运算和图形表示,了解MATLAB的编程方法。利用MATLAB技术对电路各章节的例题、习题进行编程计算,掌握MATLAB的基本使用方法,加深理解电路理论及数值计算方法,实现利用先进的软件技术进行理论分析和工程设计的目的。
3.开展课外电路设计制作活动:
??? 利用课余时间,课程组教师指导学生进行电路设计制作活动,撰写科技论文、设计报告等,调动学生的学习兴趣,培养学生的创新意识和综合设计能力,为学生走向社会、开展科研活动打下良好的基础。
三、实践教学环节教学效果
实践环节的教学以现有设备为基础,以开放式网络化管理为手段,以实践教学模块和课外创新活动为载体,以开放和学生自主实践为主要教学模式,以计算机、网络和EDA技术为主要工具,以基础课程实践与创新教学需求为根本目标,依托电工电子实验教学省级示范中心建设点,构造了先进的、网络化、开放式的实践大平台。
经过改革,电路课程的实践教学取得了如下成果:
1.?????? 完善了电路课程实践体系:近年来新增设了电路虚拟实验、基于EWB的电路课程设计、电子电路CAD课程设计、EDA课程设计、MATLAB技术应用等多个与电路课程相关的实践环节。通过基础实验、综合设计、探索创新等不同层次的实践环节,实验设备与内容优化组合,建立课内外结合、循序渐进、模块化和多元化的实践教学体系和教学模式,使学生掌握了课程的基础知识、基本方法、基本技能的同时,提高了学生知识综合应用、系统设计、工程实践和创新实践能力。
2.?????? 创建了“电路创新实验室”:采用教师管理和学生自主管理相结合的管理办法,由教师和学生会科协的学生干部共同管理。创新实验室配备了必要的实验仪器、设备和工具,对学生实行全天候开放,学生可以随时申请进入实验室进行自主性实验。设立了创新性实验课题和项目,学生可以向学校申请大学生创新实践基金,对申请创新实验项目和课题的同学进行一定数额的经费资助,充分挖掘学生的潜能,调动他们的积极性。
3.?????? 创新实验室的建立能有效的激励学生参加学校的在校学生科研立项,更好地促进学生科研能力的发展,促进学生综合素质的全面提高。学生科研立项的种类有:自然科学类、发明制作类和社会科学类科研等,学生可自主选题进行申报,由专家评审确定立项课题,并对在研的学生课题进行定期检查。学生通过立项课题的研究,创新意识和研究能力都有了较大幅度的提高,同时培养了敏锐的观察力和团队合作精神。
4.?????? 通过实践性教学环节的培养,强化了理论分析与实际工程的联系,培养了学生的创新意识和工程意识,提高了学生的实际动手和设计能力。经过创新实验室培训的学生多次参加全国大学生电子设计竞赛、机器人大赛、数学建模、创业大赛等重大赛事并取得了优异的成绩,学生多次在“挑战杯”、“希望杯”、“全国大学生电子设计竞赛”等全国各类大学生竞赛及一些公司举办的竞赛中取得好成绩。以下为课程组教师指导的学生部分获奖项目以及任教班级荣誉(获奖证书见电路精品课程申报材料展示网站相关网页)
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1)?????? 全国大学生电子设计竞赛全国一等奖,1项(汤碧翔同学等);
2)?????? 全国大学生电子设计竞赛全国二等奖,1项(田兆垒同学等);
3)?????? 全国大学生电子设计竞赛江苏省一等奖,3项(张英杰等;黄振令等;谢齐等);
4)?????? “挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛省级选拔赛二等奖,1项(谢代锋同学);
5)?????? “马斯特杯2003年中国机器人大赛”RoboCup仿真组项目二等奖,1项(江苏大学超新星队);
6)?????? “广州理想杯”2004中国足球机器人大赛RoBoCup仿真组(2D)二等奖,1项(江苏大学超新星队);
7)?????? “2005中国机器人大赛”RoBoCup2D仿真组三等奖,1项(江苏大学超新星队);
8)?????? “动感地带杯”2004年江苏大学生机器人大赛灭火机器人组亚军,1项(姚彪同学等);
9)?????? “MicroChip”2005年中国大学奖学金,1项(张益男同学);
10)??? ?实用新型专利证书,1项(郭宇峰同学);
11)??? 电子02国家先进班集体;
12)??? 电子02省先进班集体;
13)??? 电子991省先进班集体。 |