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“電子電路課程設(shè)計(jì)”教學(xué)探究之生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)_《中國電力教育:上》

所屬分類:電子論文 閱讀次 時(shí)間:2014-02-21 15:58

本文摘要:注:本文摘自《中國電力教育:上》2013年第10期,作者:謝勤嵐;曹匯敏;陳軍波; 【摘要】:結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)和要求,以醫(yī)療電子儀器中的電子電路為重點(diǎn),以培養(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計(jì)能力、電子產(chǎn)品組裝能力和電子系統(tǒng)調(diào)試能力為教學(xué)目的,對

  注:本文摘自《中國電力教育:上》2013年第10期,作者:謝勤嵐;曹匯敏;陳軍波;
 
  【摘要】:結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)和要求,以醫(yī)療電子儀器中的電子電路為重點(diǎn),以培養(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計(jì)能力、電子產(chǎn)品組裝能力和電子系統(tǒng)調(diào)試能力為教學(xué)目的,對“電子電路課程設(shè)計(jì)”的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行了改革,包括構(gòu)建課程設(shè)計(jì)選題庫、改變課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)方式、加深加寬訓(xùn)練內(nèi)容和要求等方面。改革后的課程設(shè)計(jì)可以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題的能力,這對于訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識、培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)有重要的意義。教學(xué)實(shí)踐證明,該課程的改革取得了較好的效果。
  【關(guān)鍵詞】:生物醫(yī)學(xué)工程;電子電路;課程設(shè)計(jì);教學(xué)改革
  電子電路在生物醫(yī)學(xué)工程研究和醫(yī)療儀器開發(fā)中有著重要作用,任何一臺現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器或設(shè)備中都需要電子電路完成信息檢測與處理、系統(tǒng)控制等核心功能。生物醫(yī)學(xué)工程是利用生命科學(xué)、電子信息科學(xué)、材料科學(xué)及機(jī)電控制技術(shù)的原理和方法,對與疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)等方面有關(guān)的問題進(jìn)行應(yīng)用基礎(chǔ)理論和方法的研究,并進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用的一門工程技術(shù)學(xué)科。在該學(xué)科的人才培養(yǎng)中,實(shí)踐教學(xué)有著重要的地位,是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
  生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)開設(shè)“電子電路課程設(shè)計(jì)”課程,對提高學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力、硬件制作能力和系統(tǒng)調(diào)試能力,以及培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力具有非常重要的意義。“電子技術(shù)基礎(chǔ)”包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩門主要課程,是理工科相關(guān)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程,也是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課。如何利用科學(xué)的選題在較短的時(shí)間內(nèi)訓(xùn)練和提高學(xué)生的這些能力,并有意識地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力,是該課程在教學(xué)過程中重要的教學(xué)研究課題。
  一、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)“電子電路課程設(shè)計(jì)”教學(xué)中存在的問題
  由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特殊性,目前在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的“電子電路課程設(shè)計(jì)”教學(xué)過程中,普遍存在以下幾個(gè)問題:
  1.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容不完善,所設(shè)計(jì)的內(nèi)容不能充分體現(xiàn)課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)
  “電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”課程應(yīng)該是由許多關(guān)鍵環(huán)節(jié)構(gòu)成的一個(gè)整體,從多個(gè)方面訓(xùn)練和提高學(xué)生的能力和素質(zhì)。但原有的教學(xué)過程中,往往會忽略其中的一些重要環(huán)節(jié)。這些問題表現(xiàn)在:只要求學(xué)生完成電路制作,對于任務(wù)分析、方案選擇、分析計(jì)算要求較少,把課程設(shè)計(jì)簡化成操作實(shí)訓(xùn);不重視測試和數(shù)據(jù)分析,不能充分鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力;不注重使用設(shè)計(jì)軟件和選擇流行器件,只使用過時(shí)的器件,甚至老舊的分立元件,制作的電路達(dá)不到任務(wù)要求。這些對于提高課程設(shè)計(jì)的效果都有不利的影響,導(dǎo)致學(xué)生實(shí)際動手能力練習(xí)不夠、電路設(shè)計(jì)能力偏低、綜合調(diào)試能力不高。
  2.課程設(shè)計(jì)的選題沒有考慮專業(yè)特點(diǎn),實(shí)施的目的性不強(qiáng),與專業(yè)的整體發(fā)展建設(shè)結(jié)合較差,達(dá)不到課程設(shè)計(jì)要求
  一個(gè)突出的問題是,課程設(shè)計(jì)的選題大部分是沿用電子信息類專業(yè)的傳統(tǒng)選題,如多級低頻阻容耦合放大器、功率放大器、語音放大器、函數(shù)發(fā)生器、交直流放大器、數(shù)字電子鐘、定時(shí)器、智力競賽搶答器、簡易數(shù)字電容測試儀等選題,這些題目與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的聯(lián)系較少。這樣既不能體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn),也不能提高學(xué)生的興趣,從而使得學(xué)生對所學(xué)理論知識不能很好地運(yùn)用于實(shí)際,造成與實(shí)踐的脫節(jié)。
  3.評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)簡單,隨意性大
  教學(xué)過程中沒有嚴(yán)格的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),課程成績評定基本上流于形式,從而造成課程設(shè)計(jì)質(zhì)量下降。
  在這種情況下,培養(yǎng)出來的學(xué)生普遍存在電路設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)調(diào)試能力不足,發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力偏低,這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生難以在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中發(fā)揮獨(dú)當(dāng)一面的作用,不能快速適應(yīng)社會要求。
  二、“電子電路課程設(shè)計(jì)”的改革思路和實(shí)踐
  幾年來,在“電子電路課程設(shè)計(jì)”教學(xué)過程中進(jìn)行了幾點(diǎn)改革嘗試,取得了較好的教學(xué)效果。
  1.以學(xué)生為主體,改革傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)方式
  改變過去教師全程指導(dǎo),有問必答,甚至直接給出參考電路的指導(dǎo)方式。教師在給出選題和要求后,將學(xué)生分成若干小組,每個(gè)小組在選題范圍內(nèi)選定設(shè)計(jì)題目。學(xué)生自己查閱資料,提出方案,獨(dú)立設(shè)計(jì),最終完成設(shè)計(jì)并進(jìn)行完整的調(diào)試和測試。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中,教師每周留出固定或靈活的課堂答疑時(shí)間,回答學(xué)生提出的問題或啟發(fā)學(xué)生提出問題,直至課程設(shè)計(jì)結(jié)束。
  2.培養(yǎng)學(xué)生興趣,將課程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新課題訓(xùn)練相結(jié)合
  鼓勵教師將本科創(chuàng)新課題、教師科研課題等進(jìn)行簡化、分割,形成適合課程設(shè)計(jì)的課題,供學(xué)生選擇。鼓勵學(xué)生進(jìn)行電子產(chǎn)品整機(jī)設(shè)計(jì)、開發(fā)、組裝、調(diào)試,并且組織學(xué)生共同交流,互相學(xué)習(xí),不斷提高。
  3.明確專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),構(gòu)建課程設(shè)計(jì)選題庫
  “電子電路課程設(shè)計(jì)”是電子信息類專業(yè)的傳統(tǒng)課程,有大量的課程設(shè)計(jì)選題,但這些選題中,大部分與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)和生物醫(yī)學(xué)電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容和要求有較大的區(qū)別。為此,學(xué)院組織教師從眾多的課程設(shè)計(jì)選題中,選出若干與專業(yè)相關(guān)的訓(xùn)練內(nèi)容,進(jìn)行加工改造,并對每一個(gè)設(shè)計(jì)選題提出具體的訓(xùn)練要求和目標(biāo),構(gòu)成課程設(shè)計(jì)選題庫。題庫中題目所涉及到的課程內(nèi)容和設(shè)計(jì)內(nèi)容的統(tǒng)計(jì)分析見表1。從表中可以看出,與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的選題占總選題的72%,這樣就形成了有專業(yè)特色的電子電路課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求。
  另外還結(jié)合專業(yè)的特色,對與醫(yī)療儀器密切相關(guān)的設(shè)計(jì),如測量心電、腦電、心音、血氧飽和度、脈搏波等信號的電子系統(tǒng)的采集電路部分,要求學(xué)生做成完整的模塊,作為以后系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的子模塊。
  4.重視現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,鼓勵學(xué)生掌握和使用工具軟件和最新芯片
  做到軟件和硬件結(jié)合,學(xué)生除了完成電路設(shè)計(jì)以及硬件的焊接、安裝、調(diào)試外,還需要至少掌握一種印刷電路板設(shè)計(jì)軟件和一種電路仿真軟件,有條件的學(xué)生還應(yīng)掌握一種數(shù)字電路設(shè)計(jì)軟件(如EDA軟件)。學(xué)生既要熟練掌握電阻、電容、電感、二極管、三極管等分立元件的選擇和使用外,還應(yīng)盡量掌握和使用最新的集成芯片,以進(jìn)一步訓(xùn)練工程設(shè)計(jì)能力。這樣,電子電路課程設(shè)計(jì)可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。
  5.充分發(fā)揮學(xué)生潛能,加深加寬課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練內(nèi)容并提高要求
  在課程設(shè)計(jì)過程中,教師提出設(shè)計(jì)的目的和要求后,實(shí)驗(yàn)室只負(fù)責(zé)提供材料及儀器,其他工作全部由學(xué)生自己完成。為了更多地訓(xùn)練學(xué)生的綜合素質(zhì),學(xué)生需要獨(dú)立完成實(shí)踐步驟確定、任務(wù)分析、方案選擇、電路設(shè)計(jì)、元件選擇、電路布線、印刷板設(shè)計(jì)及制造、元件測試、電路焊接、系統(tǒng)調(diào)試、測試方案設(shè)計(jì)、電路測試等訓(xùn)練步驟,并將這些步驟作為課程考核的訓(xùn)練點(diǎn)(見表2)。通過這種完整的訓(xùn)練過程,學(xué)生不僅能夠初步掌握電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)流程,還能較好地鍛煉自己的專業(yè)素養(yǎng)。
  三、結(jié)束語
  “電子技術(shù)”課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng),而“電子電路課程設(shè)計(jì)”作為教學(xué)過程中的重要一環(huán),體現(xiàn)出了越來越重要的作用。對該課程進(jìn)行的一系列教學(xué)改革實(shí)踐,取得了良好的效果。按照改革后的教學(xué)模式,“電子電路課程設(shè)計(jì)”不斷能夠鞏固課堂上所學(xué)的理論知識,加深學(xué)生對課堂抽象概念的理解,提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力,還能使學(xué)生對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的認(rèn)識更加明確具體,這些都有利于培養(yǎng)出理論基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)際工作能力強(qiáng)的高素質(zhì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才。
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  【雜志信息】:《中國電力教育》由中國電力企業(yè)聯(lián)合會主管,中國電力教育協(xié)會主辦,華北電力大學(xué)承辦的面向國內(nèi)外公開發(fā)行期刊。,國內(nèi)統(tǒng)一刊號:11-3776/G4,國際標(biāo)準(zhǔn)刊號:1007-0079,本刊被《中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)》、《萬方數(shù)據(jù)數(shù)字化期刊群》、《中國期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫》、《龍?jiān)雌诳W(wǎng)數(shù)據(jù)庫》等全文收錄。
 

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