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中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)02-0102-02
Exploration of School Enterprise Cooperation Mode of Electronic Science and Technology Specialty//Shi Jianxing, Xu Yanbin
Abstract Starting from the characteristics of Electronic Science and technology specialty, the training mode of school enterprise cooperation as a breakthrough point, to improve the students’ practical ability and training directly working talents as the goal, two aspects were summarized from the practice base construction and targeted training, explore the new road of school enterprise cooperation.
Key words electronic science and technology specialty; practice base; targeted training
2000年6月,國務院印發《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》(國發2000〔18號〕),明確提出軟件產業和集成電路產業是國家戰略性新興產業,是國民經濟和社會信息化的重要基礎[1]。大力發展我國集成電路產業和軟件產業,是克服我國集成電路人才短缺,抓緊培養集成電路專業人才方面的重大舉措。隨著集成電路產業的飛速發展,國家和企業對集成電路各類人才的需求越來越多,對人才的要求也越來越高,這些都對電子科學與技術專業的本科教學提出了新的挑戰。高等學校在人才培養的模式上必須進行有效的改革,校企合作體制的實施和更深層次的建設是高校人才培養模式改革的重要方面之一。通過校企合作體制的開展和教學質量的不斷提高,使畢業生在準備就業的時候不僅具有深厚的理論功底,而且能夠學習和掌握相關的設計軟件,具有相關工作經驗和解決實際問題的能力,了解行業背景和企業需求,為培養直接上崗型人才打下了良好的基礎。
1 學校目前存在的問題
電子科學與技術專業是為國家和社會培養集成電路產業人才的重要專業分類。河北大學電子科學與技術專業的學生主要學習集成電路工藝和集成電路設計兩大類課程,其中集成電路設計又包括電路設計和版圖設計。通過兩年的專業基礎課和專業課的講授,學生可以了解和掌握集成電路制造過程中的各種工藝加工工序(如硅片的清洗、氧化、光刻和擴散等)、集成電路中常用的設計方法(如全定制、半定制、CPLD和FPGA等)和集成電路基本單元的版圖結構(如電阻、電容、BJT管和MOS管等)。雖然在理論授課的基礎上也開設了相應的實驗課程,但是實驗軟件落后,以及與社會生產實際相脫節的狀態十分嚴重。這里以集成電路版圖實驗為例來加以說明。
在集成電路版圖實驗教學過程中,由于經費的限制,只能通過免費或者低級的版圖繪制軟件來完成實驗教學工作。由于使用軟件功能上的落后,沒有辦法讓學生更好地了解如何對版圖進行設計規則檢查和電學規則檢查,不能清楚地知道設計規程檢查文件,不明白版圖后仿真和電路圖與版圖的比較過程中需要注意哪些事項,不知道實際生產中相關元件的版圖繪制方法,只能簡單地繪制出某個元器件的版圖,造成學生只是學習到了版圖設計中的一點兒皮毛,相關知識匱乏,不能很好地滿足企業的需求。
2 校企合作方案探索
實習基地的建立 2003年7月,教育部下發《教育部、科技部關于批準有關高等學校建設國家集成電路人才培養基地的通知》,通知中要求高校要大力推進“國家集成電路人才培養基地”的教學改革[1]。為了培養應用型的集成電路設計人才,了解企業需求,河北大學跟北京芯愿景軟件有限公司保定分公司簽訂了校企合作協議。這既能讓學生接觸到先進的設計軟件,增長自身技能,又能為企業培養所需的人才。
在簽訂了校企合作協議之后,雙方又制定了詳細的實習基地實施方案,主要從以下幾個方面入手。
首先,暑期畢業實習。學校的畢業生需要在大三之后大四之前的暑期進入實習單位完成畢業實習的工作。實習基地建立之后,企業可以接納電子科學與技術專業的學生進入單位實習并對學生提供培訓。學生要嚴格按照企業的上下班制度等要求自己。在為期一個月的實習過程中,學生開闊了眼界,增長了見識,掌握了實際生產中相關元件的版圖實現方法,明白了集成電路產業中各個環節的作用和實現方法,為就業奠定了良好的基礎。
其次,雙向選擇,深入了解。在暑假畢業實習完成之后,企業對實習的學生進行了綜合評定,學生也對企業和集成電路產業有了進一步的認識。通過雙向選擇的方式,學生可以在大四下學期畢業設計階段進入實習基地進行更深層次的學習。畢業設計實行雙導師制,由學校的指導教師和企業的指導教師共同指導學生完成畢業設計和畢業論文,保障學生能夠順利畢業。這既能增加學生的工作經驗,又能為企業本身培養所需的人才。
最后,除本科生的實習以外,還對集成電路工程的碩士生制定了實習計劃,并聘請了北京芯愿景軟件有限公司的兩名高級工程師擔任學校的兼職碩士生導師,對集成電路工程專業的碩士生進行聯合培養。企業根據不同層次的學生提供不同的培訓方案,以滿足各自的需要。
定向培養方案 校企合作的目的不僅僅是為了提高學生的能力,為就業打好基礎,也是為了為合作企業培養合格的人才,實現雙贏。因此,在專業課程教學過程中,根據校企合作協議以及市場對人才培養的需要,高校應該適時地調整教學方案。結合學校的實際情況,在本科教學過程中,從專業課開始到專業選修課,都融入了實際生產中會用到的相關內容。
如在數字集成電路原理與設計以及模擬集成電路原理與設計兩個專業課的講授過程中,凡是涉及集成電路設計方法和版圖設計部分的內容時,都融入了芯愿景有限公司的相關書籍或資料作為補充內容,讓學生更加直觀地了解企業在進行集成電路設計時是如何進行綜合考慮的。在數字集成電路綜合實驗和集成電路CAD課程設計這兩門實驗課中,采用芯愿景公司的軟件和素材進行案例教學,讓學生直觀地感受到芯片制作過程中模塊安排、虛擬結構單元、數字單元、模擬單元、有源器件、無源器件以及布局布線的相關知識,加深對集成電路芯片設計的認識。在集成電路版圖設計和集成電路版圖設計實驗兩門課程的開始過程中,從企業聘請了經驗豐富的工程師進入課堂幫助任課教師進行理論教學和實驗教學。
以上一系列的培養方案,使學生對集成電路設計流程有了更清楚的認識,讓學生了解到了企業對畢業生的需求,為合作企業培養了所需的人才,使企業減少了招聘風險,降低了成本。
3 結束語
校企合作的實踐教學模式,帶給學生的不僅是對書本知識的深化和技能技巧的訓練,更是一次記憶深刻的體驗,是一次寫在記憶中的成長經歷[2]。校企合作協議簽訂半年多來,經過2009級電子科學與技術專業學生在畢業設計環節中的檢驗,學生深刻地感受到在理論知識與實際應用相結合的過程中自己還存在哪些方面的欠缺,校園里所學習的理論知識在實際工作中發揮了哪些作用。實習經歷雖然短暫,但是學生收獲頗豐,最終都找到了理想的工作。
筆者深信,隨著校企合作的進一步開展和合作的進一步深入,致力于把合作真真正正地落到實處,帶給學生的將是更加豐富的工作經驗和待遇優越的就業崗位,帶給企業的將是源源不斷的就業生力軍和企業品牌的進一步推廣。
參考文獻
關鍵詞:電子科學與技術;光電子技術;教學改革;實踐創新
作者簡介:邸志剛(1975-),男,河北唐山人,河北聯合大學電氣工程學院,講師;賈春榮(1977-),女,河北唐山人,河北聯合大學電氣工程學院,副教授。(河北 唐山 063009)
基金項目:本文系河北聯合大學教育教學改革重點項目的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)07-0059-02
21世紀,隨著現代科學技術的飛速發展,人類歷史即將進入一個嶄新的時代──信息時代。其鮮明的時代特征是,支撐這個時代的諸如能源、交通、材料和信息等基礎產業均將得到高度發展,并能充分滿足社會發展及人民生活的多方面需求。信息科學的基礎是微電子技術和光電子技術,它們同屬于教育部本科專業目錄中的一級學科“電子科學與技術”。專家預言,光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命和進步。因此,本世紀將是微電子和光電子共同發揮越來越重要作用的時代,是電子科學與技術飛速發展的時代。
電子科學與技術對于國家經濟發展、科技進步和國防建設都具有重要的戰略意義。為了我國電子科學與技術事業的可持續發展和搶占該領域制高點,必須統籌教育、科研、人才等各種資源和要素,而其中的人才培養是極其重要的環節。經過對比研究其他院校對電子科學與技術專業的教改研究,本文根據當前的社會現狀,結合河北聯合大學實際對電子科學與技術專業的培養方案進行改革初探。
一、培養方案制訂的原則
目前,我國高等教育正從精英教育轉向大眾化教育。招生規模擴大的同時,教育質量正遭受嚴峻的考驗。高等教育的目的是為國家培養具有良好的思想道德素質、扎實的基礎理論知識、寬廣的科學技術知識面、良好的創新意識和創新能力的高素質人才,以適應社會發展的需要。為此,加強人才培養是一個復雜而重大的工程。
培養方案主要包含專業培養目標和專業建設思路兩大部分。專業培養目標首先要符合當前社會發展需要,其次要符合學校本專業的實際情況,最后再考慮專業、師資情況。
目前,電子科學與技術專業的畢業生基本上是供不應求,特別是高層次人才稀缺。但是,電子科學與技術產業存在著分布不均、分類較細、進展迅速、產業結構多樣化等特點。因此,社會需求與本專業畢業生層次結構之間的供需矛盾會持續一段時間。此外,光電子技術產業得到了國際社會的極大關注,經過光電子技術市場產品的整合,目前光電子技術市場重新步入上升軌道,后期發展將主要受市場影響。[2]我國對光電子技術的發展高度重視,2010年我國以光電子技術為指導的信息產業形成了5萬億美元的規模。
河北聯合大學電子科學與技術專業自2002年開始招生,到目前為止共培養出10屆本科畢業生。畢業生的反饋意見成為專業培養目標制訂的重要影響因素。此外,在學生培養方面,注重學生綜合素質的提高,特別加強對學生實踐創新能力的培養。
電子科學與技術專業教師中光電子方向占大多數,微電子方向占少數,另有電子材料、自動化控制等研究方向。
二、培養方案的制訂
培養方案的制訂在綜合考慮社會需求、學校及專業實景情況的基礎上,首先進行充分的社會調研、分析,然后通過對天津大學、清華大學、燕山大學等院校充分調研,最終確定合理的專業培養方案。
1.培養目標
以培養研究應用型高級人才為目標,以適應當前社會主義現代化建設及信息產業化的發展需要,使學生具有良好的思想道德和科學文化素質;擁有扎實的自然科學基礎知識和寬廣的專業知識;具備創新、實踐及跟蹤掌握新理論、新知識、新技術的能力,能夠在光纖傳感、光電檢測及半導體制造等領域從事系統研發與設計、運行維護等工作。
2.專業建設思路
針對電子科學與技術專業現狀,綜合考慮社會市場需求、專業師資及畢業生反饋意見,提出關于“增強光電子特色,優化專業課程體系改革”的建設思路。
(1)專業課程體系建設。專業課程體系的建設,首先以專業培養目標為準繩,進行模塊化課程設置,調整課程內容,形成以光電子技術為主、微電子技術為輔的專業方向,以光纖傳感體系和光電檢測體系為核心,從而使專業課程體系具有前瞻性、針對性和可操控性,進而保障人才培養目標的實現。
1)優化培養方案。根據國家對光電子、微電子人才培養內容和方式的要求,不斷優化培養方案,使其既符合教育部頒布的“電子科學與技術專業規范”,又能充分體現學校的特色。優化的出發點是:光電子和微電子產業及工程應用對人才的需求;遵循專業發展規律;突出知識面、素質和能力的培養;制訂與時俱進的培養方案和體系。
2)課程教學內容建設。為使課程教學建設與專業特色一致,體現光電子、光纖傳感與檢測的專業特色,由教授和學科帶頭人牽頭建設光纖傳感與光電檢測課程體系。光纖傳感課程體系包括傳感器原理及應用、應用光學、激光原理與技術、光纖技術、光纖傳感技術等課程;光電檢測課程體系包括傳感器原理及應用、傳感器原理及應用、應用光學、激光原理與技術、光電技術和光電檢測技術等課程。此外,為使課程內容充分反映相關產業和領域的新發展、新要求,減少陳舊內容,刪掉了熱力學統計物理、數理方法、物理電子學、集成電路設計基礎、集成電路工藝仿真等課程。
3)教學方法及手段改革。為了實現專業人才培養目標,專業教師發揮各自才智,加強與學生溝通,集思廣益,對教學方法和手段進行改革探索。例如對晦澀難懂的專業基礎課、深奧抽象的專業課進行多媒體教學,以加深學生的理解,促進學生理論知識的學習。另外,對光纖傳感技術課程進行雙語教學,讓學生學習理論知識的同時,加強專業英語的學習和運用,為后期閱讀國外資料進行充分的準備。
(2)專業特色。河北聯合大學電子科學與技術專業為適應現代化信息技術產業的發展,形成以光電子技術為主、微電子技術為輔的專業方向,具體特色如下:
1)課程體系設置。課程體系分為通識教育平臺、學科基礎平臺和專業教育平臺三大部分,包含光纖傳感技術、光電檢測技術及半導體制造技術三個主干學科,所有課程共198.5學分。其中通識教育思想政治教育類課程、大學英語課程、體育、大學語文、計算機基礎及學科導論共55.5學分,占28%;學科基礎平臺主要指公共基礎課和專業基礎課,共74學分,占37%;專業教育平臺是專業課,共63學分,占32%;另外還有創新實踐環節,6學分,占3%。
2)學生培養。在夯實專業基礎知識、拓寬專業知識的基礎上促進學生的個性發展,加大力度培養學生的創新意識及能力,定期聘請校外專家為學生作學術前沿報告,使學生掌握本專業科研動態的同時,在開設專業英語及雙語教學的基礎上鼓勵學生閱讀外文一手文獻,以激發學生的創新意識,使其創新能力得到大幅提高,培養學生在光纖傳感、光電檢測及半導體制造等領域的研發能力和應用實踐能力,并能夠進行相關的系統分析、設計、優化及維護。
3)實踐教學。突出光電子技術應用,加強學生實踐能力的培養。在培養方案中增加電子技術、光電子技術系統設計的實踐訓練。電子技術實踐訓練包括電工電子實訓、電子技術課程設計和專業生產實習。光電子技術實踐訓練包括光電工藝實習、專業生產實習、光纖傳感系統課程設計以及綜合性課程設計。通過這幾項實踐訓練,學生能夠在電子技術領域、光纖傳感及光電檢測領域具備足夠的實踐能力。此外,為了讓學生盡快將理論知識轉換為實踐能力,學校組織學生參加飛思卡爾智能車大賽、光電興趣小組大賽等活動,從而培養學生的知識綜合運用能力、創新能力和解決實際問題的能力。
三、改革效果
1.優化了課程體系,提高了教學質量
專業的培養目標及方向確定以后,圍繞培養目標組建了課程建設小組,并請天津大學電子科學與技術專業專家教授進行指導,進而建立結構合理、條理清晰、方案可行的課程體系,相對而言大大提高了課程的教學質量。
2.學生夯實了專業基礎,拓寬了專業知識,加強了實踐技能
課程體系優化以后,學生入學后對培養方案及目標非常明確,從而使得學生能夠妥善處理各門課程之間的關系,抓住核心,適當拓展,使所學理論知識成為體系。與此同時,通過競賽及光電興趣小組引起學生的求知欲,以此激勵學生加強理論知識的學習,促使學生自發地將理論知識和實踐環節有機結合起來,使二者相輔相成、相互促進。
3.培養了學生的創新能力及科研思維
在教學過程中強調基礎知識的靈活運用及實踐創新案例講解。其次,組織并指導學生參加飛思卡爾智能車大賽、光電興趣小組及各項實踐環節。這樣有效提高學生對專業知識的理解與應用能力,從而使得學生的創新能力及科研思維得到了培養及提高。在2012年飛思卡爾智能車大賽中,電子科學與技術專業的組隊獲得了國家一等獎的好成績。
4.提高了就業率和考研率
通過加強學生的理論基礎知識、完善其知識結構,并且實踐能力及創新能力都得到很大提高,使得學生的競爭力得到大大加強,并得到企業和其他高校的認可,刺激了學生的求知欲和創新欲,從而提高了就業率和考研率。
四、結論
電子科學與技術專業作為教育部為適應市場需要而確定的一個新專業,其發展任重而道遠。結合河北聯合大學本專業的實際情況,提出關于“增強光電子特色,優化專業課程體系改革”的建設思路,“夯實專業基礎、拓寬專業知識、加強實踐技能、突出光電子應用”的培養主線,對本專業的建設方案及培養體系進行優化改革,加強了師資隊伍建設、專業課程體系建設,并在此基礎上對教學方法和手段進行改革,從而提高教師的教學水平,加強學生的理論基礎,完善其知識結構,提高其實踐及創新能力,實現了教學科研相輔相成、教學相長的目的。
參考文獻:
[1]電子科學與技術專業教學指導分委員會.電子科學與技術專業發展戰略研究報告[J].理工科通訊,2007,(6).
[2]徐文彬.應用型電子科學與技術專業人才培養方案的思考[J].新課程研究,2011,(8):20-21.
關鍵詞:電子科學與技術;應用型創新人才;教學體系改革;校企合作
作者簡介:胡杰(1979-),男,河南信陽人,太原理工大學信息工程學院,副教授;張文棟(1962-),男,河南太康人,太原理工大學信息工程學院,教授。(山西 太原 030024)
基金項目:本文系山西省教學改革項目(項目編號:J2011012)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0018-02
隨著科技的快速進步和經濟的高速發展,我們的世界已經從工業經濟時代跨入了知識型經濟時代,在知識經濟的模式中,知識、科技先導型企業成為經濟活動中最具活力的經濟組織形式,代表了未來經濟發展的方向。[1]而隨著世界經濟形勢的悄然變化,經濟生產中對人才的需求也發生了巨大的變化,技能型專業人才不能滿足社會生產的需求,只有知識與技能兼具的高層次應用型創新人才才能受到社會廣泛的歡迎。[2]最近幾年,歐美等世界發達國家對人才的聘用與培養經驗已經證明了這種人才需求的迫切性,而且我國沿海發達城市對這些人才也是求賢若渴。這種人才需求的迫切性既對我們的高等技術教育提出了更高和更新的要求,也為其發展創造了良好的機遇。為此,各級政府和高等院校以及研究院所都極為重視,探索和研究如何培養應用型創新人才已然成為了一個重要的課題。
一、電子科學與技術應用型創新人才培養的必要性
21世紀被稱為信息時代,電子科學與技術是現代電子信息產業的基礎。[3]根據目前國內外電子科學與技術行業的現狀和發展趨勢,歐美等發達國家和地區的電子科學與技術產業已經步入蓬勃發展的階段,而中國伴隨著改革開放的步伐和國外資產的不斷涌入,電子科學與技術產業也開始步入上升軌道。在“十報告”中明確提出“建設下一代信息基礎設施,發展現代信息技術產業體系”,把“信息化水平大幅提升”納入全面建成小康社會的目標之一,并提出了走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化道路,促進這“四化”同步發展。中國電子科學與技術產業將有一個明顯的發展空間,高科技含量的自主研發的產品將進入市場,形成自主研發和來料加工共存的局面;中國大、中、小企業的分布和產品結構趨于合理,出口產品將穩步增加;高技術含量產品將向民用化發展,必然促進產品的內需和產量。隨著社會需求逐步擴大,電子科學與技術專業總體就業前景看好。
電子科學與技術專業的教育質量、規模、結構和市場的關系是一種相互制約、相輔相成的辨證關系。目前,市場對電子科學與技術專業人才的需求基本上是供不應求,特別是高層次的設計人才短缺。而國內目前對電子科學與技術人才的培養模式呈現為多樣性[4],只有包括清華大學和電子科技大學在內的8所高等院校擁有電子科學與技術國家一級重點學科,北京理工大學和西北工業大學等11所重點院校擁有物理電子學、電路與系統、微電子學與固體電子學和電磁場與微波技術4個電子科學與技術國家二級重點學科,很多一般的高等院校在教學水平和學生生源水平上遠遠不及重點高校,所以對電子科學與技術應用型創新人才培養能力上還遠遠不足,培養出的學生無法滿足當今社會生產的需求。
二、電子科學與技術應用型創新人才培養的發展之路
1947年美國貝爾實驗室發明了晶體管,開創了固體電子技術時代。[5]中國最早于1955年在北京大學開設半導體專業,1956年國家制定的12年科學規劃中把將半導體技術列為四大重點發展領域之一,同年由北京大學、南京大學、廈門大學、吉林大學和復旦大學五所大學聯合開辦了半導體物理專業,為后來我國的半導體行業的發展培養了大批專業技術人才。20世紀70年代,集成電路行業迅速發展,我國開始從國外引進集成電路生產設備,為滿足市場對人才的需求,很多高校先后開展了半導體物理專業,我國半導體領域開始發展。但是到20世紀80年代由于國內半導體技術的落后,同時受到國外半導體市場的沖擊,我國半導體行業出現低迷狀態。進入20世紀90年代之后,微型計算機和家電等信息產業的迅速發展推動了我國半導體行業的發展,同時中外合資熱潮的出現使我國在引進國外先進設備的同時和引進了先進的技術,至此我國的微電子行業開始了高速發展的時代。教育部1998年4月頒布了新的本科專業目錄和引導性專業目錄,將原微電子技術、光電子技術、物理電子技術、電子材料與元器件和電磁場與微波等本科專業整合為一級學科“電子科學與技術”。
目前,全國設有電子科學與技術相關專業的高等院校有170多所,在校學生約3-4萬人。其中全國重點建設的“211工程”院校中,有41所學校設立了電子科學與技術本科專業,在“985工程”重點建設院校中,有19所學校設立有電子科學與技術專業。電子科學與技術專業的發展現狀總體來說是良好的,主要表現在:本專業的規模在逐年擴大,開設此專業的學校和招生人數都在增加;本專業畢業生的就業率相對較高,這是與電子科學與技術行業的穩步發展相適應的。
三、太原理工大學電子科學與技術應用型創新人才培養的改革與創新
太原理工大學(以下簡稱“我校”)電子科學與技術學科是在電子信息工程、通信工程、測控技術與儀器等相關專業的基礎上,進一步拓寬專業,加強基礎,為滿足社會人才發展的需求而進行的人才培養模式探索與改革。2010年電子科學與技術學科已獲得一級博士和一級碩士學位授權點,為我們的學科發展提供了機遇,為探索和改革電子科學與技術學科人才培養模式奠定了基礎。我們將進一步完善專業知識結構,既重視電子科學與技術傳統知識的傳授,又注重學科前沿及創新能力的培養,為培養高水平和高素質的高級工程人才打下可靠的基礎。
1.應用型創新人才培養的實驗教學體系創新
太原理工大學信息工程學院實驗技術中心于1998年7月成立以后,為加強學生實驗環節,先后建立了高頻電子線路及信號與系統實驗室、智能儀器與虛擬儀器實驗室、現代通信技術實驗室、微波與天線技術實驗室、電子工藝實驗室。實驗技術中心承擔信息工程學院電子信息工程、測控技術與儀器、通信工程專業教學培養計劃所涉及的全部實驗教學任務,每學年完成60余門課程的實驗任務、20余門課程的課程設計任務。
為了提高教學實驗水平,增強學生的創新素質和實踐能力,實驗技術人員積極參加有關學術交流活動,多次主辦“高級實驗技術研討會”、“新技術、新產品演示會”;在國內外學術期刊或會議上多篇;參編普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《過程控制實驗教程》以及《單片機技術及應用系統設計》、《可編程序控制器原理及應用》等多部教材;帶領學生積極參與全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車大賽、大學生iCAN物聯網創新創業大賽、全國大學生電子設計大賽賽場、OpenHW開源硬件與嵌入式大賽和“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等國家賽事,并多次獲得國家級獎項,提高了學生的創新與應用能力。
2.校企合作的應用型人才創新模式
校企合作是高等院校培養高素質應用型人才的有力實踐方式,通過產學研結合的方式實現學校與企業信息和資源共享。學校利用企業提供的教學設備和崗位實習機會,提高了學生的實踐應用能力,實現了讓學生在校所學與企業實踐有機結合,而作為企業也不用為人才培養而大費周折,通過將員工送入校企共建基地學習和引進優秀畢業生的方式,提升企業創新能力,所以是一種“雙贏”的方式。
為提升電子科學與技術應用型人才的培養能力,學校先后與太原理工天成電子信息技術有限公司、太原市華納方盛科技有限公司、山西德力西電器有限公司、太原維康商貿有限公司和山西中科博杰科技有限公司等高新技術企業簽訂了校企合作協議。山西德力西電器有限公司向我校捐贈了多臺電器控制設備,建立了“山西德力西電器控制實驗室”。太原維康商貿有限公司在我校建立產學研基地的同時設立了“維康助學金”,不僅為學生提供實習崗位的機會,也為家庭困難學生提供了經濟幫助。太原理工天成電子信息技術有限公司、太原市華納方盛科技有限公司和山西中科博杰科技有限公司作為科研型高新技術企業,與我校建立了長期的學生創新與應用能力培養方案,各公司高級技術人員將作為學生的直接指導老師,指導學生進行生產實習和畢業設計的工作,為培養高層次應用型人才提供了保障。
3.學科研究領域的拓寬與創新
為讓學生學習和掌握世界最前沿的微米納米檢測技術,我校電子科學與技術專業引進多位國外留學歸來的博士人才,建立了微納系統研究中心,開展微納機電系統、生物傳感器和納米電子器件等方面的研究工作,微納系統研究中心目前承擔國家863項目、國家自然科學基金、教育部博士點基金、博士后基金等各類基金項目20余項,同時實驗室長期開展科技活動,學生申請后可進入實驗室跟隨導師進行為期半年或者一年的學習活動,期間學生會參與實驗室項目的科研工作和科技比賽活動,提高科研能力的同時鍛煉學生的實際動手能力。
為給學生提供更多的就業發展機會,更好地為山西省經濟快速發展服務,我校電子科學與技術專業師生結合山西省經濟特色,開展了煤礦水害超前探測與預警技術的研究,并以此為基礎積極申報了科技部重點領域創新團隊和山西省重點實驗室等,并承擔了山西省重大專項項目、山西省特色學科建設項目和山西省科技攻關項目等多項科研課題。在加強平臺建設的同時與山西省煤炭地質水文勘查研究院、同煤集團和北京睿呈時代信息科技有限公司建立了科研合作關系,為我校研究生和本科生提供了科技研發基地和實驗測試基地,促進了我校學生在煤礦安全領域中的就業和發展。
四、結語
我校電子科學與技術專業在實驗教學體系創新、校企合作的應用型人才創新模式和學科研究領域的拓寬與創新方面做的工作是研究電子科學與技術應用型創新人才培養模式工作的一部分,是學校電子科學與技術專業特色緊密結合人才培養、企業發展以及地方經濟特色的創新與改革,是面向新的國際形勢下培養高層次應用型專業技術人才模型的培養和探索。這一系列的工作將有助于培養學生的理論學習、動手實踐和實習能力,可以滿足知識經濟時代對高層次應用型創新人才需要,促進我校教育事業的改革與進步。
參考文獻:
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[3]周遠明,梅菲,劉凌云,等.電子科學與技術專業應用型創新人才培養方案探索[J].中國電力教育,2013,(28):31-32.
1.1專業口徑寬,并未突出專業特色由于電子信息科學與技術專業屬于一門新興專業,目前仍然處于建設和發展初期階段,因此大部分學校對于該學科的課程設計上并未進行嚴謹的考慮。目前電子信息科學與技術專業需要學習的課程主要有電子學與信息系統、信息與電子科學、計算機科學與技術、無線電物理學等專業學科,專業涉及的知識面十分寬泛,專業口徑過寬,這就無法有效體現電子信息科學與技術專業的特色。還有一些高校為了提高學生就業率,在課程設計時并未對該學科進行科學合理的課程安排和內容設計,這些原因都導致大部分學校內的電子信息科學與技術專業和電子信息工程專業、電子科學技術專業等理工學科之間沒有很大區別。目前這種情況對電子信息科學與技術專業的未來發展將產生很大影響。
1.2師資力量不雄厚由于電子信息科學與技術專業目前還處于建設與發展初期階段,其師資力量還十分欠缺。很多高校中真正具有電子信息科學與技術專業知識的教師嚴重不足,由于電子信息科學與技術隨著我國信息技術的發展更新換代速度十分快,因此這些教師在為學生進行授課過程中并不能給學生傳授及時有效的前沿知識。加上校內一些教師是剛畢業的學生,在教學經驗上存在嚴重不足,校內師資結構也存在一定問題,這對電子信息科學與技術專業的未來發展產生嚴重阻礙作用。
1.3缺乏專業實踐力度電子信息科學與技術專業作為一門應用型專業,其內容必須與社會實踐緊密聯系,因此,實驗教學是該專業在發展過程中十分重要的部分。目前許多高校為提高學生實踐能力,在課程設置上安排了合理的實驗課程安排,然而實驗課程只是單一的讓學生按照實驗教材進行一些簡單的驗證型實驗,記錄相關數據,填寫實驗報告。這對學生自主學習和實踐能力起了限定作用,影響學生自主研發和設計的能力,加上實習過程中一些工作做得不到位,嚴重影響著學生在電子信息科學與技術專業學科上的實驗實踐能力。
1.4教學思路和方法存在不足國內很多高校教師在進行電子信息科學與技術專業的講解時,只是一味進行專業知識的傳授,對于學生如何將專業知識運用于實踐中去等方面知識并未給出更多的研究和講解。學生在學校雖然學習并掌握了專業的電子信息科學與技術知識,但對于如何科學合理運用這些知識去解決問題的相關能力卻并未得到提高。此外,一些教師在教授過程中一味沿用以往教學經驗,并未結合課程實際和新技術發展對課堂教學思路和方法進行完善提高,課堂上教師與學生的溝通也存在嚴重不足現象。在這種教學環境下,學生學習中遇到問題時并有得到一個有效引導,進而產生排斥厭煩的情緒,使得該專業的教學無法達到預定教學成果。
2電子信息科學與技術專業建設的建議
2.1加強專業方向建設,突出學科特色對于目前電子信息科學與技術專業存在的專業口徑過寬并未突出專業特色的問題,可以在今后的課程建設中,加強專業方向課程建設以突出該專業科學特色。針對該專業特點對一些基礎特色課程的教學方式和教學內容進行一些重點調整和改進。電子信息科學與技術專業必須加強計算機、信號與信息、電路與系統和電磁波這四個方向專業知識的學習。學校應當以這四個方面作為教學方向,將培養學生對這幾個方面知識進行運用和創新能力作為教學重點,并形成一個明確的教學系統體系。
2.2提升整體師資力量師資力量不足是限制電子信息科學與技術專業發展的重要影響因素,因此提高整體師資力量在專業建設中顯得十分重要。首先,學科教師應當不斷提升自身專業素質,為學生帶來更加專業的教學。教師應當不斷關注電子信息科學與技術相關的信息并完善自身專業教學素質,為學生提供更加有目的性的學科教學。其次,學校應當資助教師進行學科專業知識的培訓。很多高校教師并不具備完善的專業知識,使其無法進行全面科學的教學工作。因此,通過參加學校組織的專業知識培訓,有效提高教師對電子信息科學與技術專業知識的了解,這樣才能夠使教師能夠更加有針對性的展開教學活動。
2.3強化學生實驗實踐能力,強化對知識的運用電子信息科學與技術專業建設應當以培養學生實踐能力和專業創新能力為主。學校在進行教學過程中,應當加大對實驗的關注度,重視實驗教學,同時加強實驗室文化的建設。此外,在學生實習期間,學校要積極和社會企業進行溝通和聯系,為學生提供更好的實際機會。
3結語
【關鍵詞】電子信息科學與技術微電子課程體系建設教學改革
【基金項目】大連海事大學教改項目:電子信息科學與技術專業工程人才培養實踐教學改革(項目編號:2016Z03);大連海事大學教改項目:面向2017級培養方案的《微電子技術基礎》課程教學體系研究與設計(項目編號:2016Y21)。
【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089(2018)01-0228-02
1.開設《微電子技術基礎》的意義
目前,高速發展的集成電路技術產業使集成電路設計人才成為最搶手的人才,掌握微電子技術是IC設計人才的重要基本技能之一。本文希望通過對《微電子技術基礎》課程教學體系的研究與設計,能夠提高學生對集成電路制作工藝的認識,提高從事微電子行業的興趣,拓寬知識面和就業渠道,從而培養更多的微電子發展的綜合人才,促進我國微電子產業的規模和科學技術水平的提高。
2.目前學科存在的問題
目前電子信息科學與技術專業的集成電路方向開設的課程已有低頻電子線路、數字邏輯與系統設計、單片機原理、集成電路設計原理等。雖然課程開設種類較多,但課程體系不夠完善。由于現在學科重心在電路設計上,缺少對于器件的微觀結構、材料特性講解[1],導致學生在后續課程學習中不能夠完全理解。比如MOS管,雖然學生們學過其基本特性,但在實踐中發現他們對N溝道和P溝道的工作原理知之甚少。
近來學校正在進行本科學生培養的綜合改革,在制定集成電路方向課程體系時,課題組成員對部分學校的相關專業展開調研。我們發現大部分擁有電子信息類專業的高校都開設了微電子課程。譬如華中科技大學設置了固體電子學基礎、微電子器件與IC設計、微電子工藝學以及電子材料物理等課程。[2]又如電子科技大學設置了固體物理、微電子技術學科前沿、半導體光電器件以及高級微電子技術等課程。[3]因此學科課題組決定在面向2017級電子信息科學與技術專業課程培養方案中,集成電路設計方向在原有的《集成電路設計原理》、《集成電路設計應用》基礎上,新增設《微電子技術基礎》課程。本課程希望學生通過掌握微電子技術的原理、工藝和設計方法,為后續深入學習集成電路設計和工程開發打下基礎。
3.微電子課程設置
出于對整體課程體系的考慮,微電子課程總學時為32學時。課程呈現了微電子技術的基本概論、半導體器件的物理基礎、集成電路的制造工藝及封裝測試等內容。[4]如表1所示,為課程的教學大綱。
微電子技術的基本概論是本課程的入門。通過第一章節的學習,學生對本課程有初步的認識。
構成集成電路的核心是半導體器件,理解半導體器件的基本原理是理解集成電路特性的重要基礎。為此,第二章重點介紹當代集成電路中的主要半導體器件,包括PN結、雙極型晶體管、結型場效應晶體管(JFET)等器件的工作原理與特性。要求學生掌握基本的微電子器件設計創新方法,具備分析微電子器件性能和利用半導體物理學等基本原理解決問題的能力。
第三章介紹硅平面工藝的基本原理、工藝方法,同時簡要介紹微電子技術不斷發展對工藝技術提出的新要求。內容部分以集成電路發展的順序展開,向學生展示各種技術的優點和局限,以此來培養學生不斷學習和適應發展的能力。
第四章圍繞芯片單片制造工藝以外的技術展開,涵蓋著工藝集成技術、封裝與測試以及集成電路工藝設計流程,使學生對微電子工藝的全貌有所了解。
4.教學模式
目前大部分高校的微電子課程仍沿用傳統落后的教學模式,即以教師灌輸理論知識,學生被動學習為主。這種模式在一定程度上限制了學生主動思考和自覺實踐的能力,降低學習興趣,與本課程授課的初衷相違背。[5]為避免上述問題,本文從以下幾個方面闡述了《微電子技術基礎》課程的教學模式。
教學內容:本課程理論知識點多數都難以理解且枯燥乏味,僅靠書本教學學生會十分吃力。因此,我們制作多媒體課件來輔助教學,將知識點采用動畫的形式來展現。例如可通過動畫了解PN結內電子的運動情況、PN結的摻雜工藝以及其制造技術。同時課件中補充了工藝集成與分裝測試這部分內容,加強課堂學習與實際生產、科研的聯系,便于學生掌握集成電路工藝設計流程。
教學形式:課內理論教學+課外拓展。
1)課內教學:理論講解仍需教師向學生講述基本原理,但是在理解運用方面采用啟發式教學,課堂上增加教師提問并提供學生上臺演示的機會,達到師生互動的目的。依托學校BBS平臺,初步建立課程的教學課件講義、課后習題及思考題和課外拓展資料的體系,以方便學生進行課后的鞏固與深度學習。此外,利用微信或QQ群,在線上定期進行答疑,并反饋課堂學習的效果,利于老師不斷調整教學方法和課程進度。還可充分利用微信公眾號,譬如在課前預習指南,幫助學生做好課堂準備工作。
2)課外拓展:本課程目標是培養具有電子信息科學與技術學科理論基礎,且有能力將理論付諸實踐的高素質人才。平時學生很難直接觀察到半導體器件、集成電路的模型及它們的封裝制造流程,因此課題組計劃在課余時間組織同學參觀實驗室或當地的相關企業,使教學過程更為直觀,加深學生對制造工藝的理解。此外,教師需要充分利用現有的資源(譬如與課程有關的科研項目),鼓勵學生參與和探究。
考核方式:一般來說,傳統的微電子課程考核強調教學結果的評價,而本課程組希望考核結果更具有前瞻性和全面性,故需要增加教學進度中的考核。課題組決定采用期末筆試考核與平時課堂表現相結合的方式,期末筆試成績由學生在期末考試中所得的卷面成績按照一定比例折合而成,平時成績考評方式有隨堂小測、課后習題、小組作業等。這幾種方式將考核過程融入教學,能有效地協助老師對學生的學習態度、學習狀況以及學習能力做出準確評定。
5.結語
關鍵詞: 電子設計競賽 電力電子技術 教學改革
教育部、信息產業部等聯合組織的全國大學生電子設計競賽自1994年以來已經成功舉辦了11屆,從歷屆競賽題目來看,主要有以下幾種方向題目:電源設計、信號源、處理類和控制類等。其中和“電力電子技術”課程最密切的是電源設計類題目,幾乎每一屆都會出現電源設計方向的題目,因此全國大學生電子設計競賽題目應結合“電力電子技術”課程教學目標,不但可以豐富教學內容,明確教學任務,而且可以提高學生實踐能力。
電氣工程及其自動化專業為廣東石油化工學院(以下簡稱我校)卓越工程試點專業,可以為教學研究提供優秀的平臺。通過全國大學生電子設計競賽把對人才素質的檢驗反饋到教學改革中,調整和改革電氣類專業人才培養機制,體現大學生創新精神和實踐能力。結合我校“卓越工程師”培養目標,探索建立具有地方性普通高校特色的電氣類專業人才培養機制。針對不同層次學生教學目標和教學要求,設計更好的教學方法,注重理論知識與實踐教學相結合,讓學生在做中學,以電子設計競賽題目和任務導學和驅動教學。
1.教學改革目標
電力電子技術課程的任務是使學生熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法;掌握各種電力電子電路的結構、工作原理、控制方法、設計計算方法及實驗技能;熟悉各種電力電子裝置的應用范圍及技術經濟指標,提高學生專業素質。專業素質主要體現為運用所學專業知識、理論和技能進行專業實踐,解決社會實踐問題(如技術創新、技術改造、產品開發、設備維護、生產管理等)的能力。構建符合應用型人才成長的課程體系,厚基礎、重實踐、結合單片機應用系統設計方面形成突破,使學生有豐富的系統設計經驗。注重培養學生專業意識,激發專業興趣。結合單片機C語言等課程,課內教學以理論為主,課外教學以實踐為主,使學生得以全面發展。確定課程教學目標,結合全國大學生電子設計競賽歷屆題目,分階段構建課程知識培養架構;以學生為主體,以能力培養為核心,引入多種教學方法和教學手段,改變課程考核方式,全面對課程教學進行改革,爭取在全國大學生電子設計競賽中取得更好的成績。
2.教學方法改革
為了完成以上教學任務,對課程教學方法進行改革,在不同階段的教學過程中采用不同的教學方法,激發學生學習熱情,培養學生相應能力,同時鼓勵學生參加各種電子設計競賽。
2.1學科基本內容教學改革
首先利用多媒體教學環境進行課堂教學,充分利用多媒體教學,進行電子課件、電路仿真、教學素材資源庫及視頻展示等,將抽象問題形象化,這樣教學更生動具體,提高學生的學習興趣,更好地掌握教學內容,同時提高教學效率和教學質量,獲得較好的教學改革效果。
其次,根據教學內容安排一定課堂時間給學生自學和實踐,有利于鞏固和深化教學內容,提高學生實踐能力。自學指導法的關鍵在于學生課外自學過程中,教師必須布置學習要點讓學生自學,要求學生組成興趣小組,利用網絡或圖書館查閱資料,結合課堂所學知識開展專題自主學習,然后由小組負責人在課堂上進行匯報,不同小組學生先互評,然后老師進行適當點評。引入自學指導法有助于提高學生學習主動性,給學生課外自學提供適當引導,提高學習效率,對提高學生自學能力和分析問題、解決問題的能力等有很大幫助,使學生感受到團隊的重要性和自主學習的樂趣。
2.2實驗教學改革
在理論教學和實踐教學過程中引入電子設計競賽題目與設計要求,采用任務驅動教學,使理論和實踐結合起來。一個電力電子項目應用項目需要很多電路,如PWM電路、測量放大、輸出控制等,涉及電路分析、模擬電路、數字電路、C語言、單片機、等方面知識,以電力電子技術課程開發帶動其他課程學習,起到以點帶面的作用。教師給出設計方案,讓學生分析方案,或設計滿足性能指標的電力電子系統,最后指導老師對每個小組設計的方案進行講評,分析設計方案的優缺點,并提出改進意見。使學生理論聯系實際,加深對電力電子技術課程課堂教學內容的理解,培養學生靈活運用所學知識的能力。在實驗室完成課程教學過程,邊講邊練,講練結合,分組實踐,共同討論。教學過程中,堅持學生電子設計競賽相關設計能力培養原則,打破班級整體概念,以電氣工程及自動化專業實驗室的目前的教學條件,一般將學生分為4~6人的學習小組,以單片機開發板、驅動電路、電力電子變流電路等硬件,配合從低到高的不同性能要求的電子設計競賽題目,從獨立分項的拓撲電路技術實踐向綜合性工程實踐逐步完成教學任務。
2.3電子設計競賽培訓與選拔
以全國大學生電子設計競賽為目標,鼓勵學生參加各種電子設計競賽,選拔優秀學生進行專門培訓,提出相應的學習目標和要求,促進優秀創新人才成長。目標是拔高創新人才培養帶動整體水平提高。教學過程中引入“因材施教”教學策略,針對不同層次、不同興趣的學生提出不同要求,以滿足不同需求,在滿足基本教學要求的前提下,提出和達到更高的教學目的。一方面,對于經典理論和基本知識點,必須讓學生掌握。另一方面,讓學生不斷吸收新知識。電力電子技術發展速度相對較快,為了使培養的學生適應市場需求,教學過程中必須時刻把握和跟蹤新技術和方向。
3.教學手段改革
理論必須聯系實際,電力電子技術有很強的實踐性,實驗是培養動手能力、嚴謹科學態度和科學研究方法的重要手段,是必不可少的一個教學環節。電力電子技術實驗環節學時一般為8學時,課內安排3個基礎性實驗和1個綜合實驗設計,課外安排1個創新性選修課題設計。為了彌補實驗課時較少及實驗室在硬件建設上的不足,充分利用現有電路仿真軟件建立虛擬實驗室,軟硬結合,提高實驗教學質量。此外,還可以利用Flash等多媒體軟件、制作波形分析等動畫教學課件,通過這種互動式直觀教學,解決電力電子電路中電壓、電流波形分析難的問題,形象生動地完成課程教學內容,加深對教學重點和難點的理解,增強教學效果。
4.結語
結合全國大學生電子設計競賽教學改革,學生對本課程學習基礎扎實,思維和視野擴大,除掌握課程知識本身外,還掌握獲得知識的方法,自學能力得到增強,培養創新意識,以點帶面,對其他課程和專業知識學習有顯著的幫助和促進作用,使學生真正掌握由元件到系統、由強電到弱電、由硬件到軟件等多方面系統化專業知識,實踐能力得到訓練和提高,爭取在全國大學生電子設計競賽中取得更好的成績。
參考文獻:
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關鍵詞:電路與模擬電子技術;教學實踐;心得體會
作者簡介:王玉菡(1981-),女,河北衡水人,重慶理工大學電子信息與自動化學院,講師;楊奕(1970-),男,重慶人,重慶理工大學電子信息與自動化學院,副教授。(重慶400050)
基金項目:本文系重慶市教委高等教育改革重點項目(項目編號:112003)的研究成果。
中國分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)12-0091-02
“電路與模擬電子技術”是高等工業學校本科計算機及其應用專業和電子類相關專業必修的一門技術基礎課,是把“電路”和“模擬電路”兩門課程合成一門的課程,同時調整了教學要求,教學學時也相應進行了壓縮。課程的主要任務是通過講授電路理論和電路分析方法、電子電路的分析和初步設計方法,使學生獲得必要的電路分析和模擬電子技術的基本理論、基本方法和基本技能,了解電子技術發展的概況,初步掌握電子電路的分析、設計方法,為學習后續課程打下基礎。為提高教學質量,本文主要結合課堂教學實踐,闡述了筆者對教學方法改革的認識和一些具體做法。
一、“電路與模擬電子技術”教學中存在的難點分析
1.如何合理分配學時
“電路與模擬電子技術”課程分電路基礎和模擬電子技術兩部分,教材編寫通常是按80學時左右編寫,重慶理工大學選定的教材是由西安電子科技大學出版社出版,江曉安老師編寫的,本科教學理論學時數為64學時。如何針對僅有的學時,合理分配教學內容,使學生準確理解并掌握課程的內容,是本課程教學需解決的一大問題。
2.如何突出把握重點
“電路與模擬電子技術”課程內容多,要讓學生在短時間內掌握知識,就要求教師在講授課程過程中,突出重點內容,便于學生課下自學和復習。
3.如何緊跟時代步伐
“電路與模擬電子技術”課程教材體系滯后,不能夠與時俱進。在電子技術飛速發展的當今,現有教材沒有任何關于EWB仿真的內容,沒有把計算機輔助分析融合到教學中。
4.如何提高學生興趣
俗話說:興趣是最好的老師。就算是再難的課程,只要有興趣,肯堅持學習,就一定能學好。關鍵是如何調動學生的學習興趣?這就要求教師上課要靈活,不能上死課,要多聯系實際,把抽象問題具體化,把復雜問題簡單化,把理論問題生活化,給學生體會知識的機會,只有感同身受,才能印象深刻。
二、改進教學方法
1.綜合教學,化難為易,合理分配學時
課堂時間是短暫的,要在短時間內讓學生明白一些概念和問題就需要教師抓住所講內容的內在聯系,以點帶面,舉一反三,綜合運用相關的知識進行講解。因為這些知識點之間是有聯系的,通過多角度、多視角聯系和講授知識,可以使學生印象深刻,進而掌握知識點。經過筆者多次課程實踐教學發現學時數最好的分配是:電路部分24學時,模擬部分40學時。因為電路部分的內容,包括電路基本概念和定律以及電路的分析方法、電路的暫態分析以及正弦穩態電路分析,學習起來并不費力,很多內容學生在“大學物理”、“高等數學”、“復變函數”等課程中都有所接觸,是有基礎的,即使自學也可以很好的掌握。而模擬電路部分內容,由于涉及到微觀粒子的運動、特性曲線以及工程中的近似等效等內容,對學生來說比較生疏,需要多花時間慢慢講解,很多學生自學也是完全不懂得。因此實踐證明講授這門課程,采用“前緊后松”的教學節奏,要把前面的進度稍稍加快,進入模擬電路部分后,就要慢慢講授。
2.善于引導,因材施教,突出把握重點
教師在臺上固然是授課者,但是學生也不應只是被動接受者。授課是個交流的過程,教師要會講,善于講,善于觀察學生的反映,適時調動起學生的積極性。筆者在教學實踐過程中,講每一章內容時,都會先告訴學生本章的重點。并以“了解”、“理解”和“掌握”三個詞來區分一章內容的輕重。在講課的時候,只需了解的內容讓學生自學即可,重點講授需要理解和掌握的,突出重點,這樣學生學習起來就有了層次感。例如講授第六章放大電路分析基礎時,因為時間有限,通常只著重介紹三極管放大電路及其分析,場效應管放大電路的分析作為了解和自學的內容,這樣學生學習起來就會把主要精力放在三極管及其放大電路的學習上了。只要把三極管及其放大電路學習好了,就會運用同樣的分析方法去分析場效應管及其放大電路。
3.鼓勵學生,自己學習,建立良好課堂氣氛
由于課時有限,教師在教授過程中不可能面面俱到,所以適時安排一些內容自學,一方面可以更大限度地完成多一點的教學任務,另一方面也可以提高學生學習的積極性,變被動學習為主動學習,提高教學質量,是絕對的雙贏。例如在講第3章動態電路分析時,就只需要介紹電容元件的一階零輸入響應、零狀態響應以及全響應的求解過程,對于電感元件的類似電路就交由學生課下自學,讓學生上課講給大家聽,一個學生講完了,其余的學生還可以補充,大家一起學習,使得印象深刻,學習氣氛濃厚了,教學質量也就跟著提高了。
4.每章小結,重視作業,不斷深化知識
每章節的小結是為了回顧、總結這一章節的主要內容和知識重點,這樣做可以幫助學生掌握其內在聯系,理清所學知識的層次結構,形成知識框架;能夠促進學生掌握知識,總結規律,從總體上把握知識;能夠為學生下一步的學習架設橋梁,為下一節課做好鋪墊。所以說章節回顧在教學中有著舉足輕重的作用。對于教師,為了檢驗教學效果是否達到預期目的,為了強化和檢查學生對所學內容的理解、掌握程度,每當講解完一個新的知識點都應布置相應的習題,這也是對學生的一個督促。作為教師,也應該認真批閱學生的作業,分析作業的完成質量,進而了解學生理解的弱點,進行有針對性地備課準備,進一步改進自己的教學方法。
5.結合多媒體增加教學的直觀性和趣味性
多媒體課件在現在的教學中已經是不可缺少的了。“電路與模擬電子技術”作為一門重要專業技術基礎課,其特點是:理論性強,原理抽象,定理、定律、公式和概念多。如果只用傳統教學方法和手段,很難解決該課程中的“圖形、電路、圖表、原理圖、結構”等問題,必然導致知識傳授的枯燥無味,會使學生在學習過程中感覺困難,使學生積極性受挫,久而久之會使學生失去學習興趣,產生厭學情緒,不能按時完成教學任務,也難有好的教學效果。為此,除采用演示、實驗手段和語言鼓勵之外,還采用多媒體技術手段,通過新穎的、多樣的、生動有趣的畫面、圖像、聲音來展現教學內容,可增強課堂教學的形象性、生動性和趣味性,使學生激發起濃厚的學習興趣和積極性,產生強烈的求知欲望,加強教學效果。
6.增加EDA教學內容,與時俱進
EDA技術是指以計算機為工作平臺,融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果,進行電子產品的自動設計。現今,EDA技術日益成熟,已滲透到電子系統和集成電路設計的各個環節。為了讓學生了解電子技術的新發展,了解現代電路設計方法,了解日益發展的電路設計技術,跟上時代的步伐,掌握最基本的EDA技術,特增加這一部分的內容,拿出一個課時專門介紹EDA技術基礎、EWB軟件、可編程模擬器件及應用,將計算機輔助分析融合到具體的教學內容中。
7.加強實踐教學,培養學生的動手能力
理論需聯系實際才會有意義,學生學習的最終目的也是學以致用。所以需要加強實踐教學,培養學生的動手能力,增加綜合實驗內容,將有內在聯系的實驗內容組合到一起,以加強綜合能力的培養;同時注意在訓練的過程上增加梯度,由淺入深,增加中大規模集成電路的實驗內容。隨著電子技術的發展,中大規模集成電路的應用越來越廣泛,如課堂上只講授器件基本原理,難以解決實際器件的使用問題。因此,在實驗中加強了這方面的訓練,其目的是使學生從看懂芯片管腳圖功能表,理解電路原理圖,一直到電路的實現,以培養解決實際問題的能力。
三、教學成效
在教學過程中,結合傳統的教學方法,適當的引入多媒體教學,極大地調動了學生的學習積極性,避免了學生學習過程中的枯燥感,加深了學生對知識的理解和掌握程度。教師的教學過程也改變了以前的只教不學的模式,以學生為主體,充分地發揮了他們的主觀能動性,從被教授到主動學習,同時也增進了師生之間的交流。各種綜合性的實驗項目,很好地將理論和實踐結合起來,加強了學生的動手能力。實踐證明,在學生的后續學習中,學生的積極性和主動性都有所增強,學習成績也得到明顯的提升。良好的學習習慣和扎實的基礎使他們有足夠的能力去主動學習他們感興趣的知識,參加各種電子設計大賽。這既培養了他們的綜合能力,也為以后的工作積累了一定的經驗。
四、總結
總的來說,教學中存在的問題,主要還是教師這個Leader,要帶領好學生,掌控好教學的節奏,做到張弛有度,讓學生感受到知識的重要性,自發的學習,而不是為了考試而學習。筆者在“電路與模擬電子技術”課程的教學中不斷總結和探索,實踐證明了通過以上改革可有效提高教學效果,激發學生的學習興趣。
參考文獻:
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一、數字電子技術課程教學現狀
電子專業教師只有具備了過硬的理論與實踐技術,才能更好地組織電子專業課的教學,擁有較強的動手能力才能在課堂上做到游刃有余,教得順手。學生才能學有所獲。因此要廢除舊的教學方法,數字電子技術專業教師必須全方位考慮的問題,必須從數字數字電子技術教學特點出發,不斷進行改革,調動學生的學習興趣,研究出新的教學方法,形成新的教學模式。
1.傳統教材不適應高職教育特點
教材方面,雖然現在市場上有很多所謂的針對高職高專院校的教材,但事實上,很多都只是普通高等院校教材的壓縮而已,并沒有能真正針對高職高專的特點。比如傳統數字電路的教材按照課程的學科體系,詳細介紹目前已普遍使用的各種數字集成電路內部電路的分析與設計。而其對象僅限于中、小規模集成電路本身,對如何應用各種數字集成電路構建數字系統方面,卻沒有涉及。因此學生無法對數字電路和數字系統形成整體認識。這樣的教材在技術上反映的是20年前數字電路的水平,在內容上沒有也不可能體現高職教育重應、重實踐的教學特點。
2.傳統的實驗教學方法不利于創新人才的培養
傳統的實驗教學方法一個最顯著的特點就是它的驗證性。老師指導學生實驗的目的就是為了驗證某一個定理或結論,其優點是針對性較強,指導方便,學生實驗成功率較高,但是這種實驗很容易使學生產生滿足感和依賴性,學生不太愿意進一步思考“為什么要這樣做”。因此,這種傳統的驗證性實驗具有簡單性,它嚴重制約著學生創新意識的培養,阻礙著學生主動探索的積極性,不利于創機關報人才的培養。
二“、數字電子技術”課程特點
“數字電子技術”課程是電類、信息類等專業學生進入本專業時首先開始學習的一門專業基礎必修課程,該課程與后續開設的“微機原理”、“單片機原理”、“EDA技術”等諸多專業課程密切相關,是學生專業素質形成的關鍵性課程之一,在課程體系設置中有著重要的基礎性地位。教學目的是讓學生積累豐厚、扎實的數字電子技術基礎知識,為后續課程的學習打下良好基礎,同時培養學生的自主學習能力和創新能力。近年來,數字電子技術的應用已發展到甚大規模集成電路,隨著現代電子技術、計算機技術以及通訊和網絡技術的迅速發展,使得課程內容日趨分化,分析方法更加多樣,授課內容愈加復雜,目前課程教學正處在優化、調整、整合的時期,涌現了大量的關于教學研究和教學改革的探索文章。
三、整合課程教學內容,提高教學效果
電子技術飛速發展的今天,數字電路中的一些傳統內容已經不適合現代電子信息技術發展的需要。為此,對課程內容的調整勢在必行。調整后的內容一定要體現課程知識體系的先進性、前瞻性與實用性。目前“數字電子技術”課程過于學科化,缺乏新觀點、新知識、新技術、新器件,因此課程內容的改革應立足于成熟的需要為應用,同時需要增加現代科學的新技術,讓學生了解知識的前沿和動態,以拓展學生的知識領域,在授課計劃的修訂中,一是要合理安排課程的經典內容與現代數字電路內容的課時比例,大量精簡壓縮分立元件、小規模集成電路的內容,明確扼要地講述中規模集成電路及其應用,著重于外部邏輯功能的描述和分析,強調外特性和重要參數,不詳細講內部電路。二是要把硬件描述(VHDL)和EDA(CPLD/FPGA)技術另設為一門新課。新的授課計劃可以先在電子與信息技術、計算機控制技術、自動控制技術等電類專業中試運行
四、重構數字電子技術理論與實踐教學體系
1.強調“基本知識、基本方法、基本思想”的“三基”核心“,以不變應萬變”的學習思路
由于電子技術的發展日新月異,數字電子電路的構成方式從早期的以邏輯門、觸發器為基礎,發展到現在以集成電路為基礎,其常用分析和設計手段從早期的邏輯表達式、卡諾圖等,發展到現在以EDA計算機輔助技術為主流,數字電子技術的知識體系也日益龐大。所以在教學中首先要讓學生認識到課程的性質和特點,同時讓學生知道,電路的具體形式是變化無窮的。
2.重視知識的體系化教學
“數字電子技術”的知識點很多,因此教師在教學中就要特別重視知識的體系化教學。在緒論課上,通過對學科發展歷史和應用領域的介紹,把教材上的各個章節所講的內容和作用簡略說明一下,使學生在學習具體知識點之前,了解數字電子技術的發展過程、知識構成體系和各種有趣有價值的應用,從而調動學生的學習興趣,提高學習的積極性。
3.在各個教學環節中,注重理論與實踐有機結合
關鍵詞:光電子技術;雙語教學;多媒體課件;互動式教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)41-0130-02
一、光電子技術與雙語教學
光電子技術是一個非常寬泛的概念,它圍繞著光信號的產生、傳輸、處理和接收,涵蓋了新材料(新型發光感光材料、非線性光學材料、襯底材料、傳輸材料和人工材料的微結構等)、微加工和微機電、器件和系統集成等一系列從基礎到應用的各個領域。光電子技術作為一門專業課程,主要涵蓋光輻射與發光源、光的傳播、光的調制、光電探測、光電顯示與成像、光存儲等內容。光電子技術不僅是一門專業課程,而且已發展成為一門學科,即電子技術與光子技術相結合而形成的一門新興的綜合性的交叉學科,主要研究光與物質中的電子相互作用及其能量相互轉換的相關技術。光電子技術科學是光電信息產業的支柱與基礎,涉及光電子學、光學、電子學、計算機技術等前沿學科理論,是多學科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術學科,是未來信息產業的核心技術。雙語教學是運用外語進行的非語言教學,具有如下特征:第一,強調在語言類的專業學科中用外語教學;第二,強調運用外語進行課堂教學的交流與互動。雙語教學與專業外語教學在性質上完全不同。前者外語是一種教學語言,以外語為手段,講授一門課程為目的。后者是一種語言教學,以相關知識為手段,講授外語為目的[1]。因此,在雙語教學中,專業知識與專業外語之間存在相互平衡的關系。在有限的學時條件下,教師既要講授專業知識又要講授專業外語,學生要在專業知識與專業外語兩方面取得進步,二者之間的平衡關系需要根據課程的要求、學生的實際情況在教學過程中不斷調整。同時,專業知識與專業外語之間存在相互促進的關系。扎實的專業知識為課程內容的掌握奠定了基礎,為專業外語的理解與提高提供了知識背景;堅實的專業外語基礎為理解原汁原味的教材內容提供了保障,促進了學生進一步學習專業知識。
隨著知識經濟、信息社會的到來,全球競爭日益激烈,現代科學正以前所未有的速度迅猛發展,不斷引發各個領域深層次的革命。為縮短差距,提高人才的國際競爭力,滿足社會對國際化復合人才的需求,雙語教學的迫切性和重要性日益凸顯。第一,雙語教學是知識經濟發展的形勢需要。國際間競爭不僅表現為產品和市場競爭,更多表現為人力資源的競爭。面對競爭,只有善于抓住機遇,應對挑戰,加速高等教育國際化進程,培養一流的人才,才能促進科學教育的發展和變革,使學生具有參與未來國際活動和國際競爭能力。雙語教學有利于培養符合市場需求的高素質國際化人才,增加就業機會,保證我國科學教育更加開放地面向世界,促進我國科學教育可持續發展,促進我國知識經濟的發展。第二,雙語教學是知識信息交流的客觀需要,加強中外交流,提高我國科學術水平,縮短與世界先進國家的差距,為實踐科教興國的戰略做出貢獻。第三,雙語教學有利于復合型人才的培養。這種既懂外語,又有專業知識的復合型人才無疑提高了人才的競爭力。
二、“光電子技術”雙語課程建設
雙語課程建設內容主要包括:大綱確立,教材選用,講稿教案撰寫,課件制作,課堂講授,課程考試[2]。下面,我們介紹在上述方面的具體工作。
1.“光電子技術”雙語課程教材的選取。西安工程大學理學院物理系自2009年以來開設《光電子技術(雙語)》課程,其定位為物理系各專業的一門平臺課。結合光電子技術的發展、光電子技術雙語課程的定位、物理系學生的具體情況以及就業去向,采用S.O. Kasap編著的“Optoelectronics and Photonics-principles and practices”為教材,并且以相關的中英文教材作為參考書[3-6]。課程以“普通物理”、“光學”、“量子力學”系列課程為基礎,主要講授光的波動理論、介質波導和光纖、半導體科學和發光二極管、光伏器件、激光基本原理與技術、光束的調制、光電探測等基本概念及基本技術。
2.“光電子技術”雙語課程大綱制定。“光電子技術”雙語課程性質為學科基礎課,授課對象為物理系本科三年級學生,48個學時,3個學分。制定課程大綱的宗旨和目標在于,通過課程的學習,學生能夠對光電子技術中的基本概念、基本技術和基本器件有比較全面、系統的認識,提高分析和解決工程技術問題的能力。同時,學生能夠熟悉光電子技術的應用領域,了解目前光電子技術的最新成就,掌握光電子技術的發展方向。采用雙語教學(漢語和英語),提高學生查英文文獻、讀英文著作、寫英文文章,以及專業的口頭交流能力。為了實現課程大綱中提出的目標,將每一章的內容分為四個層次,即熟練掌握、掌握、理解和了解,并配以相應的課時。
3.“光電子技術”雙語課程多媒體課件。考慮課程內容更新速度較快的特點,備課在依據原版教材的基礎上,增加了與教材內容相關的一些嶄新成果。既讓學生感受到原汁原味的英語表達方法,又讓學生開拓了視野,把握學科發展動態和發展方向。課程的教案、講稿以及多媒體課件全部用英語書寫,多媒體課件包含下列特點。第一,內容新穎:除了涵蓋教材的全部內容,在每一章的最后部分增加了與這一章相關的科技新進展,使學生在掌握課程內容的基礎上了解相關領域的動態和最新進展,為提高學生的創新能力提供了切實的幫助。第二,結構合理:由于課程涵蓋了經典光學、波導與光纖、半導體、激光、光電探測、非線性光學等內容,每一章都自成體系,可以進行跳躍式教學。并且,每一章的開頭都有本章的目錄,每一章的結尾部分都進行了小結,做到了首尾呼應,有始有終。第三,圖表豐富:收錄了與本課程相關的光電子領域的一些著名科學家的照片,介紹了他們的簡歷及主要成就。同時加入了相關的動畫和視頻,使學生對抽象概念的理解與掌握變得直觀而容易,并且引用了一些著名科學家的重要話語,為提高學生的學習興趣,開拓學生的視野,豐富學生的思維方式提供了翔實的資料。第四,行文規范:由于是雙語課程,課件的文字敘述與使用教材緊密聯系,并采用規范的科技英語表達方式,使學生在本科階段就能夠接觸相關的專業詞匯以及規范的專業英語,為將來的進一步學習和工作打下良好的專業英語基礎.
4.“光電子技術”雙語課程互動式教學。當前的社會需求對課程的教學方式提出了新的要求,其中包括教學內容的整合,教學內容的拓展,教學手段的更新,教學方法的改革等。在全球步入信息化時代的今天,講課不僅是對己有知識的簡單闡述,而且是教師的一種再創造過程。“一塊黑板加一支粉筆”這樣的傳統教學方法己經不適合現代化的今天了,現今的教學方法應該更趨多元化。不但要注重課程體系的完整性,課程內容之間的有機聯系,而且要豐富教學手段,圖文聲像等多種效果的多媒體課件與板書結合的模式,同時要采用啟發式、互動式的教學方法。在明確教學目標,考慮教學目的和本專業實際情況的條件下,我們采取互動式的授課方式,表現在如下幾個方面:第一,學生之間、師生之間互動行程。在課堂上,首先簡要回顧上次課的主要內容,讓二位同學依次補充細節。其次,講解并翻譯這次課所涉及的專業術語以及重點段落,領讀一遍后,讓一位同學讀一遍,其他同學找不足之處,然后進行課程內容講授,多媒體課件與板書全部用英語書寫,漢語講授為主,英語為輔。其間,教師常常會提出和講授內容相關的問題,并鼓勵學生可隨時提問,收到了非常好的教學效果。第二,教師在課后的反思。互動式教學的主要目的是激發學生獲取知識、提高能力的主動性和積極性。要有效實現這一目標,應將以下幾個方面有機地結合起來:知識的傳授、互動題材、師生之間互動行程、教師的點評。總之,量體裁衣地選用互動模式才能確保教學互動流程的順暢,才能激發學生的積極性和主動性,增強學生的自信心與表達能力。
光電子技術和微電子技術是未來信息領域的兩大支柱。光電子技術的雙語教學不但能夠促進學生對相關學科前沿學科理論的掌握與了解,而且有利于學生外語綜合能力和跨國文化交際能力的培養。在雙語教學中,專業知識與專業外語之間既存在相互平衡的關系,又存在相互促進的關系。雙語課程建設應在大綱確立、教材選用、講稿教案撰寫、課件制作、課堂講授、課程考試等方面加大力度。采用互動式教學方法講授光電子技術,將知識的傳授、互動題材、師生之間互動行程、教師的點評等方面有機地結合起來,有利于激發學生的積極性和主動性,增強學生的自信心與表達能力。
參考文獻:
[1]吳平.五年來的雙語教學研究綜述[J].中國大學教學,2007,(1):37-45.
[2]趙懿琨,王衛星,王建.光電子技術雙語教學課程的建設[J].教育理論與實踐,2007,(27):169-170.
[3]安毓英,等.光電子技術(第3版)[M].北京:電子工業出版社,2011.
[4]朱京平.光電子技術基礎(第2版)[M].北京:科學出版社,2009.