時間:2023-02-12 23:46:56
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數字電路與邏輯設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:G642文獻標識碼:B
1引言
“數字電路與邏輯設計”是計算機類專業的專業基礎課,具有綜合性與實踐性兩大特點,特別是實踐動手能力是學好這類課程的關鍵,這也是學生進入大學的第一門與工程相關的硬件課程,學生需要掌握的不僅僅是相關的課程知識,更應該通過實際電路的分析與設計學會邏輯思考,為后續的計算機組成原理、微機接口與通信、嵌入式系統原理等硬件系列課程打好基礎,這就要求將所學的知識綜合運用、融會貫通。
由于學生缺乏工程實踐經歷,習慣用數學思維思考,不做可行性分析和定性分析,所以對課程的學習經常抱怨“上課聽不懂、實驗沒頭緒、太難……”,最后失去對硬件系列課程的興趣,不能很好地理解計算機結構和工作原理,對于很多問題,包括軟件設計等問題都不可能找到最優的解決方案。如何通過實驗的訓練,使學生掌握工程設計的主要程序和方法,培養分析和解決工程實際問題的能力,樹立正確的設計思想,訓練邏輯思維能力和創新意識是值得探討的問題。
2實驗課程改革思路
華南農業大學為計算機類專業開設的“數字電路與邏輯設計”課程計劃學時數為88學時,其中授課64學時,實驗24學時。以下介紹我們在實驗教學中為提高學生學習積極性、訓練邏輯思維能力和實際操作能力所提出的教學改革思路和實踐情況。
2.1實驗組織模式的改革
“數字電路與邏輯設計”實驗主要包含驗證性實驗、
設計性實驗、課程設計和創新實驗四大類。在實驗課上針對這四種不同類別和層次的實驗,采用不同的實驗組織模式,如圖1所示。
圖1實驗組織模式
對于重點考察基礎知識、基本分析設計能力的驗證性、設計性實驗要求學生獨立完成,每個實驗又包含必做實驗和選做實驗,難度分級適當,既有多數學生都能完成的基本設計和制作,使他們在實驗過程中掌握基本的知識并獲得成就感,又有具有挑戰性的項目,可激發學生的研究探索興趣,以期實現較好的教學效果。
課程設計是單獨設立的一個實驗教學環節,學時數為兩周,時間安排在講授完“數字電路與邏輯設計”課程之后到“計算機組成原理”課程開課之前,用以加強數字邏輯的學習,并為“計算機組成原理”課程的學習作好預備。課程設計要求學生組隊合作完成,設計過程采用開放式的管理。
作者簡介:曹維(1978-),女,陜西西安人,實驗師,工程碩士,主要研究方向為計算機硬件研究及應用。
創新實驗是在完成課程實驗和課程設計后,吸收部分對硬件感興趣的優秀學生加入到創新實驗的團隊中來參加各種創新項目。
實驗課的組織模式涵蓋了各種層次的需求,既滿足課程要求,又有延伸。
2.2實驗內容的改革
實驗內容的設置非常重要,不但要涵蓋基本概念、基礎知識,還要有實用性、可操作性。要有新意,與工程應用相結合;難度有層次性,既可以使大部分學生都可以完成基礎實驗,又有挑戰性。“數字電路與邏輯設計”課程的實驗安排如表1所示,每個實驗都分成兩部分。第一部分是基礎實驗,通過實驗使學生進一步鞏固和加深對相關課程基本理論的理解,鞏固基本概念,提高綜合運用所學知識的能力;第二部分是延伸實驗,目的是進一步提高學生對數字系統的理解、培養學生獨立分析問題和解決問題的能力、綜合設計及創新能力,培養學生進行科學研究的獨立工作能力,取得工程設計與組裝調試的實踐經驗。
表1實驗安排
實驗名稱 學時 實驗延伸
實驗一:芯片檢測和基本門的構建 2 學習示波器和萬用表的使用
實驗二:組合邏輯電路的分析與設計 4 多進制全加、全減器的分析設計;OC門、三態門的認識。
實驗三:中規模組合邏輯電路設計一
(并行加法器) 4 各種碼形變換電路
實驗四:中規模組合邏輯電路設計二
(譯碼器、數據選擇器) 4 串并變換電路、交通燈故障報警電路、密碼電子鎖電路、表決器電路的分析與設計
實驗五:觸發器測試 2 加強時序概念的理解
實驗六:同步時序邏輯電路分析設計 4 不完全確定同步時序邏輯電路分析設計
實驗七:中規模集成電路計數器的功能及應用 4 綜合運用
綜合實驗:課程設計 2周 硬件描述語言VHDL
2.3實驗方法的改革
實驗課教學不再是單純的老師講解、學生照電路圖連線,也不是簡單地完全交由學生獨立完成,而應是根據實驗類別分別處理。
驗證性實驗和設計性實驗主要進行基本技能訓練,先由老師講述知識點的背景、問題產生的緣由、電路構成的思路等,之后才要求學生動手實驗。對每一個講解的電路,都要留給學生一系列問題:電路的設計思路是什么?有沒有問題?適用在什么場合等等。要求通過實際電路的檢測
來尋求答案,學生通過主動思考來解決問題,大大激發了學習興趣。在此基礎上,再要求學生完成較有難度的設計,學生根據所學邏輯電路的設計步驟,設計、連接電路并調試,寫出完整的實驗報告。
課程設計要求綜合運用當前課程和前修課程的基本知識,進行融會貫通,對所學專業課程知識進行綜合和實際應用。實驗前給出設計要求,要求學生按設計任務書中的要求獨立完成探索研究、查閱資料、設計方案、選擇設備和安裝調試、評估優化,寫出完整的項目說明書。老師只進行答疑,但不涉及基礎知識。
創新實驗不是針對所有學生開設的,選擇吸收部分對硬件感興趣的優秀學生加入到創新實驗的團隊中來參加各種創新實驗活動。實驗室提供了元器件、硬件組裝平臺、各種產品開發平臺,學生經過市場調研、分析設計、確定開發工具、項目實現、評估優化、開發說明書等過程,需要綜合運用各門課程的知識,還要涉及到一些未曾接觸過的領域,老師只進行設計思路的指導。通過創新實驗即培養學生的科研興趣也提高他們開發硬件產品的水平。
3實驗課程改革實施情況分析
“數字電路與邏輯設計”的實驗教學改革經過4年的實施,取得了一定的效果,學生普遍對硬件類課程產生了興趣,提高了綜合運用知識的能力,訓練了邏輯思維。
3.1培養了分析和解決工程實際問題的能力
在同步時序邏輯電路分析設計(實驗六)這個實驗中,實驗課上給了學生電路圖(圖2),要求學生分析,并搭建實際電路驗證,大部分學生都可以根據電路圖寫出方程式(輸出方程、驅動方程、狀態方程)、列狀態轉移真值表、畫狀態轉移圖和時序圖、說明邏輯功能,得出的結論是“111……”序列檢測器,再按電路圖搭建實際電路,測試結果。學生發現實驗時兩個1輸入之后,輸出就為Z=1,與分析結果不符,繼而查找出原因是輸方程為Z=xy2 y1,在11狀態之后,輸入x=1,在時鐘未到來輸出已經置1,修改電路為Moore型,則可實現“111……”序列檢測器。
圖2同步時序邏輯電路分析設計電路圖
通過這個實驗,學生們加深了對時序概念的理解,訓練了獨立思維的能力和動手能力,發現了指導老師也未注意的問題,對課程的學習產生了信心。
3.2訓練了邏輯思維能力和創新意識
中規模組合邏輯電路設計(實驗三)要求選用4位并行加法器和適當的邏輯門電路實現(X+Y)×Z,其中,X=X2X1X0、Y=Y2Y1Y0、Z=Z1Z0均為二進制。實驗中希望同學積極思考,采用不同的方法來實現。下面介紹其中2種設計。
根據乘數和被乘數的取值范圍,可知乘積范圍處在0~48之間。故該電路應有6個輸出,設輸出用W5W4W3W2 W1W0表示。
第一種設計方案,兩數先加再乘,過程如圖3。
圖3第一種設計方案
第二種設計方案,兩數先分別乘,如圖4、圖5;再將結果相加,過程如圖6。
經過這個實驗,大部分的學生愿意積極主動思考,敢于創新,并通過實驗訓練了邏輯思維能力。
圖4第二種設計方案(1)
圖5第二種設計方案(2)
圖6第二種設計方案(3)
4結束語
在“數字電路與邏輯設計”課程的實驗教學工作中,我們不僅注重實踐動手能力的培養,更注重邏輯思維能力、綜合運用知識能力、創新意識的培養,更要使學生掌握工程設計的主要程序和方法,培養分析和解決工程實際問題的能力,樹立正確的設計思想。
實驗教學改革是一個長期過程,它需要在實踐中不斷深入與完善,適應科學技術的發展和社會對高素質人才的需求。
參考文獻:
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摘要:本文介紹了我院如何針對“數字電子技術與邏輯設計”課程實踐性強的特點,結合自編實驗教材自行研發了精品課程。
關鍵詞:數字電子技術與邏輯設計;精品課程;實踐
中圖分類號:G642
文獻標識碼:B
1課程概況
“數字電子技術與邏輯設計”是計算機及信息類各專業必修的一門重要專業基礎課程,也是信息學科各專業的主干課程。本課程的主要目的是:使學生了解組成數字計算機和其它數字系統的各種基本邏輯電路;能熟練地運用有關知識和理論對各類邏輯電路進行分析;能針對客觀提出的各種設計要求,綜合運用多種方法和技術完成邏輯部件的設計與驗證。通過本課程的學習,加強對學生邏輯思維能力、邏輯抽象能力、解決實際問題能力和創新能力的培養,使學生真正掌握對數字系統硬件進行分析、設計和開發的基本技能,為信息學科培養高素質人才奠定扎實寬厚的學科基礎。
2精品課程創新點
引入現代化多媒體輔助教學手段能夠提高教學效果,增大課堂信息量。同時還應注意發揚傳統教學方式的諸多優點,比如教師應在課堂上充分發揚傳統授課表達方式的優點,做好課堂講解和師生之間的相互交流工作,并根據情況及時調整課堂教學進度和內容,使得教和學同步進行。
多媒體教學會給學生帶來課堂筆記不便、課后復習困難的缺點,為此我們利用校園計算機網絡建立了電子技術課程復習指導欄目,將教學大綱、電子教案、電子習題集等上傳。學生可以下載每一章節的預習和復習指導及作業題目,使他們能夠把握住學習的重點。另外,還把電子技術的一些仿真軟件放到網上,供學生下載自學使用。課程實踐教學的設計思想是基于提高設計性、創新性實踐教學比重,開展多層次、模塊化、開放式的實踐教學,注重培養學生工程實踐和創新能力。
3具體實施辦法
我們在充分調研的基礎上結合電子技術課程教學特點,提出“著重基礎、開拓視野、加強實踐”三條原則,并以教學改革的觀點重新修訂了教學大綱。
著重基礎,就是在教學大綱中必須保證基礎理論、基礎知識、基本分析方法的內容和授課學時。只有先培育出牢固的根基,才能經受住各種考驗,才能具有自我發展的潛力,若再為其創造發展條件和空間,最終會枝繁葉茂、開花結果。
開拓視野,是指結合現代電子技術學科的發展,在教學大綱中增加介紹現代電子技術的新知識等內容。電子技術發展一日千里,新的器件、新的設計工具和設計方式層出不窮,對一些已經成熟、比較關鍵的新技術和新器件要及時引進到教學計劃中來,目的是使學生多掌握一些新的電子科技先進的理論和實踐方法。
加強實踐,指的是增加實踐環節的教學力度,在教學大綱中提高實踐環節的要求和比重。電子技術的實踐性很強,對實踐環節的要求很高,要做到課堂理論教學與實踐有機的結合,就要給予實踐環節應有的地位,對實踐課程的內容和學時應合理安排,確保實踐課程的教學質量。
4精品課程相關教材介紹
精品課程相關教材正在編寫中,教材暫定名《數字電子技術與邏輯設計基礎》。該教材是為電子類和非計算機高職學生學習數字電子技術和邏輯設計編寫的。教材本著使用性強、內容簡練、通俗易懂原則,介紹數字電子技術原理、邏輯設計方法等。主要章節如下:
第1章:數字電路基礎
第2章:邏輯代數基礎
第3章:基本邏輯門電路概述
第4章:集成邏輯門電路
第5章:組合邏輯電路
第6章:集成觸發器
第7章:時序邏輯電路
第8章:脈沖波形的產生與整形電路
第9章:半導體存儲器和可編程邏輯器件
第10章:模數與數模轉換電路
課程負責人:沈克永,南昌理工學院計算機系主任、教授、江西省計算機協會理事、江西省青年骨干教師。擔任過的本科課程有:數字電路基礎,計算機網絡基礎,計算機組成原理,數字通信原理等;專科課程有:數字電路基礎,計算機網絡基礎。主編的教材包括:《C/C++程序設計》(北京郵電大學出版社),《計算機應用基礎》(中國宇航出版社),《計算機應用基礎上機指導》(中國宇航出版社),《計算機網絡基礎》(人民郵電出版社),《數據庫原理及應用》(人民郵電出版社),《單片機原理及應用》(人民郵電出版社)。
參考文獻
關鍵詞: 數字邏輯; 應用型; 教學改革
中圖分類號:TP302 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2016)12-69-03
Abstract: The traditional teaching method of digital logic course is mainly dominated by theoretical teaching. This paper mainly analyzes the questions existing in the traditional teaching, focusing on how to improve student's ability of logical thinking, ability of designing and analyzing problems, and professional competence, and how to strengthen the cultivation of applied technical personnel, and so on, discusses the teaching reform of the course from theory, experiment, curriculum design and assessment methods, and other aspects.
Key words: digital logic; application-oriented; teaching reform
0 引言
電子產業正處在高速發展的時代,其中數字電路與邏輯設計是電子信息類的專業必修課,更是電子、計算機等專業的基礎課程。福建農林大學東方學院是一所獨立院校,與一些以科研為主的研究型高校有所不同,研究型高校以科研項目為基礎,用研究成果服務于社會,而本校的電子類專業教學目的主要是為了適應社會日益發展,根據企業對專業性人才的需求,為企業培養可以適應企業發展的電子技術專業人才,也就是向職業化方向發展,側重于向企業輸送應用型的技術人才。目前本校采用的“數字邏輯”教材雖然與研究型高校的基本一致,但是在教學方法上還需要進行一些針對性的改革,讓學生學以致用,可以更好地適應企業的技術要求,盡快融入社會,從而為社會做出應有的貢獻。
1 數字邏輯課程教學現狀
結合本校的實際,分析現行數字邏輯教學過程中存在的一些問題。
1.1 師資及教學模式
本校大部分年輕教師是由碩士畢業后直接進入高校任教,基本都沒有企業的相關工作經驗,因此采取的教學模式基本都是根據書本理論進行知識點歸納,制作成PPT,對所授內容的工作原理、重點、難點等逐一進行講解,教學內容基本以理論分析為主。這就導致了該課程與電子技術快速發展的要求脫節,這樣不能使學生真正理解整個數字電路的系統設計流程,不能將理論和實踐很好地結合在一起。
1.2 實驗教學
本校該課程安排的實驗課時基本在8-10節左右,實驗課時少,且實驗成績占期末考核的比例也很小。學生實踐少,會有兩個問題:一是學生在心理上輕視實驗,認為實驗對期末考試沒什么影響;二是不能很好的將理論與實踐結合起來,繼而不能深刻的去理解課程內容。
1.3 課程考核方式
課程的考核方式為:期末考試成績占70%,平時分占30%。平時分基本是由課堂簽到、回答問題及實驗成績組成。這種比例導致的問題是:學生過于看重期末成績,從而重視理論,忽略課程的實用性,有些學生上課的時候不好好聽課,到期末考試的時候根據教師給出的重點突擊復習,同樣可以通過考試。學生雖然拿到了課程學分,但實際上并沒有真正學好課程,動手能力很差,最終成為了應試的犧牲品,而課程也隨著考試的結束而結束。
1.4 學生問題
互聯網及手機的使用很普及,一些學生上課也離不開手機,游戲、小說、新聞等等無所不看。這就給教師的教學工作帶來了很大的困難。學生在心態上相對浮躁,在學習上與傳統的學生相比已經少了許多學習的執著,大部分學生為了一紙文憑而學習,忽視了大學學習的重要性。數字邏輯這門課程作為電子信息類專業的理論基礎課程,具有極強的邏輯性和抽象性、單從理論上講解會使學生感覺枯燥無味,學生缺乏學習的興趣,被動的學習,將導致最終的教學目的很難達到[1]。
2 教學改革的研究
福建農林大學東方學院作為一所獨立學院,其培養人才的目標主要以應用型技術人才為主,不斷向社會和企業輸送專業性技術人才。應用型技術人才的培養方向主要是向職業化發展,培養以個性發展為中心的多元化應用型創新人才[2]。
數字邏輯是本科電子信息類專業的一門必修的專業基礎課程,是電子類專業的重要工程技術和系統設計的入門課程。通過這門課程的學習,培養學生分析電路以及設計電路的基本能力,更重要的是培養學生自主學習的能力,理論聯系實際,運用學習的知識綜合解決實際問題和實踐創新的能力。因此,數字邏輯這門課程的教學方法也需要不斷改革,這就要求教師改變教學思想,從之前的照本宣科,逐漸過渡到利用現代化教學手段,利用各種專業工具與實驗設備,合理并系統的安排教學內容,以學生為主導,將理論與實踐相結合,培養真正的懂原理、巧動手、會設計,愛創新的職業化人才[3]。
針對數字邏輯教學的現狀和問題,本文主要從師資、理論教學、實踐教學、教學考核等方面探討該課程的教學改革方向。
2.1 教師自身知識的儲備
作為授課教師,首先要讓學生明白學習數字邏輯這門課程的目的,該課程在整個專業知識學習中的地位。要讓學生明白以下幾個問題:該課程對今后的工作生活能有怎樣的幫助;適用于哪些類型的工作;這些工作對社會可以產生哪些價值。這就要求任課教師自身清楚的認識這些問題。而本校大部分任課教師都是從學校畢業后直接進入教學崗位,缺乏相關項目開發的經驗,本身并未真正了解本門課程的社會價值所在。因此,需要為教師開辟學習的途徑,如與企業合作,讓教師了解一個完整的項目開發流程。
2.2 理論改革
數字邏輯課程教學目的是通過學習本課程,掌握數字電路的原理、分析和設計方法,為其他相關課程的的學習打下基礎。為了培養應用型技術人才,除了使學生掌握理論和分析設計方法以外,還需要讓學生了解這門課程在社會上的應用以及最新技術情況,培養學生的邏輯設計和運用所學知識綜合地發現問題分析并解決問題的能力,從而實現職業化目標。為了實現這一目標,理論教學方面需要在以下幾個方面進行改革:
⑴ 多用現代化教學工具,一是播放相關的視頻圖片等,二是制作圖文并茂的精美PPT,采取動靜結合,使課堂不再枯燥,引導學生主動思考,活躍氣氛,在內容上從現成的社會應用領域進行講解,比如智能技術、精密儀器等,講解數字電路在其中所扮演的角色,用社會當前的相關熱點激發學生對本門課的初步認識以及興趣。
⑵ 從整個專業各課程進行關系梳理,對數字電路課程的整體知識點進行歸納總結,多用圖表、流程圖形式,讓學生從系統上了解數字電路所處的地位以及本課程自身所需要學習的相關知識,擅用圖表、實例、流程圖等現代化教學方式,可以讓學生容易記憶與理解。
⑶ 實際教學過程中,需要采用系統-單章-系統的教學模式,也就是從系統上了解本課程的內容,然后每一章節設計的理論及實用價值,然后再將本章與整個課程進行系統關聯,以便了解每一章節與前后章的關聯以及在整個課程中的地位與作用等。
⑷ 引導學生主動思考。由于數字電路是一門邏輯思維能力要求很高且課本內容比較枯燥的課程,教師在課堂教學過程中,需要不斷設置各種問題,引導學生主動思考,激發學生的求知欲,采取隨意提問或讓學生主動講解等多種互動方式,培養學生主動思考,發現、分析并解決問題的能力。
2.3 實踐改革
⑴ 實驗:安排實驗課時10節左右,實驗課時較少,因此在保證教學計劃內實驗課時的同時,周末或晚上可以開放實驗室,同時配備一個指導老師,讓學生在實驗室操作,學生動手時間的增加,有助于實踐能力的提高,也能更好的理解課堂所學的知識在實驗室中的應用。另外,在實驗過程中,大部分學生只會按照實驗指導書的步驟依葫蘆畫瓢,并不明白該實驗的真正原理,不能將課堂上的理論知識與實驗結合起來,因此,教師在實驗前要拋出問題,讓學生帶著問題做實驗,在實驗過程中如果遇到困難,要鼓勵學生自己思考,或者和同學探討,自己動手解決問題,而不是遇到問題就找教師解決。這樣實驗結束后才能更深入地總結并理解實驗的意義并和所學的理論知識聯系起來。重視實驗,只有保證足夠的實驗課時,學生才能將理論與實驗相結合,做到從理論知識的積累到動手能力的提高,進而加深對知識點的理解,故實驗不能減少,更不能作為應付的任務,應該讓其成為培養學生的興趣與提高學生理解力的最有效方式。
⑵ 課程設計:為了培養應用型的職業化人才,經過專業基礎課學習后,在大二下學期階段,可以安排學生進行系統的數字邏輯課程設計,將數字電路與各科的關系進行梳理,從整體上了解各科專業課的關系,以提高學生對知識的理解能力和動手能力。課程設計可以項目化,即對學生分組,每組內學生有明確分工,組長負責制。要求組內學員協調合作,相互配合,共同探討和解決問題。在理論與實踐相結合的基礎上,更加深刻地理解理論知識,提高職業化能力,又能提高企業所需要的團隊合作等經驗。
總之,理論是內功,實驗是招式,那么課程設計就是整套的武林秘籍。要讓學生真正理解數字邏輯,課程設計能鍛煉學生對整個課程綜合理解能力,通過對生活常見和實用的設計,讓學生對整個課程系統加深理解,進而學到實用的知識,提高了動手及合作能力等。這對學生今后的發展十分有益。
2.4 考核方式改革
目前數字邏輯課程考核是期末成績70%,平時成績30%的方式,這不利于學生動手能力的培養。針對此問題,可以改變考核的方式:一是增加實驗測試的考核比例,將比重增到30%,使學生熟悉實驗流程,提高動手能力;二是期末閉卷考試的成績降到50%;三是平時成績降到20%,重點考核逃課等違反紀律比較嚴重的方面,從紀律上約束,以達到讓學生靜心學習的目的。
3 結束語
本文根據應用型的職業化人才培養方向進行數字邏輯課程教學方式改革探討。從傳統的以理論教學為主,實驗為輔的方式進行分析,提出針對理論、實驗、課程設計、考核方式的方向進行深入探討及改進,目的是激發學生學習的興趣,提高學生掌握理論知識的能力,增強其動手能力,培養團隊協作的精神,從系統到實踐,從學生到職業化發展起到實際的作用,從而促進獨立學院數字邏輯課程教學水平的提高。
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關鍵詞:數字電路教學方法教學目標教學要求
“數字電子技術”是高職高專電類專業的一門專業基礎課程,是一門理論性和實踐性都較強的課程。它的任務是通過學習數字電路的基本概念、基本原理和基本技能使學生在數字電路方面具有一定的理論水平和實踐技能,它是《微機原理與應用》、《單片機原理與應用》和《PLC原理與應用》等主要專業課程必不可少的基礎知識。該課程對于學好后繼專業課程以及提高學生的工程實踐能力都有著極其重要的作用。
1立足于教學目標,展開教學
1.1知識目標
熟悉布爾代數的基本定律,掌握卡諾圖與公式化簡法;掌握數字電路中常用的基本單元電路和典型電路構成、原理與應用;掌握常用的中小規模集成電路功能。
1.2能力目標
具有查閱集成電路器件手冊,合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片,重點分析電路的外特性和邏輯功,以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊、資料等,使學生學會在實際應用中正確選擇和使用集成芯片。
具有識讀和分析一般典型應用電路的能力。增強電路分析的內容,弱化電路設計。傳統數字電路教學往往注重電路設計內容的教學,好像只有電路設計的能力,才能代表水平,而電路分析代表技能,是低技術的。不過技能卻正符合了高職高專的教學目標,所以在教學過程中,應注重電路分析方法的教學,讓學生學會分析較復雜電路,能修改已有電路服務于自己的設計目標。
具有邏輯分析問題與解決問題的方法。隨著數字技術的廣泛普及,數字化社會已經到來,大規模、超大規模數字集成電路以其低功耗、高速度等特點,應用越來越廣泛。因此如何在有限的時間內使學生扎實掌握數字電路基礎知識理論和基本操作技能,培養分析問題、解決問題的能力,是教師在教學過程中需要認真思考的問題。并使學生在傳統的數字電路邏輯分析、邏輯設計思維訓練的基礎上進一步建立起現代數字電路的應用與設計思想,掌握現代電子技術的新技術和新器件,在專業學習中適應當代硬件技術與信息技術的發展,為走向實際工作崗位打下堅實的基礎,為拓寬就業市場尋求一條全新之路。
1.3思想教育目標
(1)樹立熱愛科學、實事求是的學風和創新精神、創新意識。(2)具有一定的自學能力和獲取新知識、新技術的基本素質。(3)提高邏輯思維能力、養成認真細致的工作作風。
總之,專科教學不同于本科教學,專科教學注重于學生能力和綜合素質的培養,教學過程中突出培養學生應用知識,分析解決實際問題的能力,以學生為主體,以教師為主導,以教學為主線,樹立能力培養目標為重中之重的思想。
2選擇合適的教材,以教學要求分層、考核形式分類的方式評價教學
2.1教材的選擇
目前我校選擇的教材充分體現了高職高專教育的特點,以應用為宗旨,強調理論與實踐相結合。編寫原則遵循由淺入深,通俗易懂,便于自學,力爭做到“講,學,做”統一協調,重點和難點采取闡述與比喻相結合,例題與習題相結合,實例與實驗相結合,針對數字電路課程實踐性強的特點,增加了與教材相應的實踐環節教學內容。
針對數字電路教學過程中存在教學內容與學時數的矛盾,根據國家教委課程指導委員會的提議:EDA技術是電子技術類課程教學改革的重要方向。我校及時修訂課程大綱、調整教學內容。把EDA技術和PLD器件納入教學計劃。將教學內容分為數字邏輯基礎、組合邏輯電路、時序邏輯電路、可編程邏輯器件和脈沖信號的產生與整形五大模塊。
2.2教學要求分層
教學要求分為五個層次A.知道、了解。學生對教學內容有感性的、初步的認識或只要能識別它B.領會、理解。學生對概念、規律、基本操作等有理性的認識,即能自述、解釋和舉例說明,并在教師的指導下能順利地完成基本操作C.掌握、運用。學生在理解教學內容后,通過練習,形成技能;運用概念、方法、規則進行常規運算求解、論述和簡單運用、自主操作等D.熟練掌握、靈活運用。學生能綜合運用某個知識解決問題,綜合運用某項技能進行熟練操作或小規模技術設計等,從而形成某種能力E.思想素質的提高。如態度、意識、精神、毅力等的培養。
同時,采取了以創新能力的培養為核心的“四位一體”教學法,即旨在通過學生自學、討論、答辯、考查四個階段,培養學生的自學能力以及分析問題和解決問題的能力,徹底解決傳統教法中“滿堂灌”的現象。
2.3考核形式分類
考核形式分為五種:筆試:傳統的擬卷考試;操作:通過學生動手操作來考核;答辯:教師出題或學生自擬題,經一段時間的實踐,學生以報告形式完成答卷并根據需要答辯;社會化考核:參加由國家有權部門認定的考試考核機構或組織進行的考試考核;社會評判:由社會評定結果如實習鑒定等。
通過多種考核形式達到綜合評價學生的效果。
3采取傳統和現代化教學手段結合方式,運用實例靈活教學
3.1傳統和現代化教學手段相結合
教學課件是教材內容的提升和精煉,是將教材中的概念、定律及應用內容轉化為形象逼真的映像展示給學生。多媒體教學進入課堂是對傳統教學方法的改革,它是教學過程的一個有力工具,但決不能成為課堂教學的主宰,過于詳細的課件使學生上課注意力不集中,一些學生覺得課程內容包含在課件中,便在課堂上不記筆記、注意力分散、交頭接耳、甚至逃課。可以想象,教學中教師盯著顯示器,學生盯著大屏幕,這樣的教學情景很難調動教學氣氛、影響教師配以肢體語言等的熱情發揮,更談不上師生間的互動。只有將多媒體教學方法和傳統教學方法有機的結合起來,相互補充,并在教學實踐中不斷完善,才能取得完美的效果。
EDA是電子設計自動化(ElectronicDesignAutomation)的英文縮寫,將EDA技術引入數字電路課程教學,可以使教師在講述理論的同時,利用EDA技術軟件進行仿真、演示,使學生消除“抽象感”,增加學習的興趣。使課堂教學更生動、直觀,使數字電路課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解。
3.2運用實例靈活教學
數字電路的授課可以結合生活中的應用舉例,如目前多媒體PC機里的顯示卡、聲卡是用數電中的數——模(D/A)轉換實現圖像顯示和聲音播放的;制造業中的數控機床,交通信號燈的轉向時間顯示,家電產品中的CD、VCD、DVD等也都應用了數電技術。通過這些實例的介紹,可以使學生真正了解數字電路課程的重要性,從而能更加主動的去掌握所學知識。
培養創新型人才,就要實施創新教育,重視實驗教學,改變以教師為主導的教育模式,充分發揮實驗教學的作用,使之成為引導學生從實踐來獲取和應用理論知識的主要渠道,在完成驗證性實驗的基礎上,實驗大綱中安排智力競賽搶答器和電子秒表等一系列的綜合性實驗,使學生在由簡到繁的設計過程中了解設計工作的思路、方法,通過讓學生實際制作,使學生懂得如何進行理論和實踐相結合,加深對知識點的理解。
4結語
總之,我們只有立足于教學目標,選擇合適的教材,采取傳統和現代化教學手段結合方式,運用實例靈活教學,培養學生的創新能力,才能搞好教學,才能為學生走向實際工作崗位打下堅實的基礎。
參考文獻:
“教學做”一體化的教學模式就是將教學場所直接設在實訓室,教師和學生以實際的教學項目為載體,邊教邊學邊做,理論和實踐交替進行,突出學生動手能力和專業技能的培養,充分調動和激發學生學習興趣的一種教學方法。這種教學方法能夠充分調動學生的學習主動性、能動性和積極性,培養學生思考問題的能力和解決問題的能力。這種教學方法對培養高職院校高端技能型人才非常有效。
《數字電路》作為電子信息類專業學生非常重要的一門專業基礎課程,在整個人才培養方案中起著舉足輕重的作用。該課程的教學模式改革已經被提出很多年,也逐漸趨于完善。
一、課程的設計思路
由于高職院校學生的理論基礎偏弱,在教學過程中,剛開始的一些理論知識學生還可以接受,但隨著學習難度的增大,學生隨之學習的興趣也越來越低。為了克服學生的厭學現象,課程的教學模式必須要實施改革。
基于教學做一體的教學模式改革是培養學生職業能力的重要途徑之一,將多種教學方法融為一體,使學生獲得職業經驗,提高職業能力。《數字電路》課程教學模式改革通過實施完成一個完整的項目工作進行教學活動,教學過程中,打破傳統教學的章節順序和老師講,學生聽的課堂教學模式,完全調動了學生的學習積極性,以實際項目來展開,以學生為主體,教師為指導,通過分組,把教學任務交給學生,學生通過討論、制訂工作方案、項目實施、成果展示、評估總結等完成課程的學習,掌握職業技能,增強團隊合作。
二、教學過程的實現
1.緊跟行業的發展,確定教學項目
隨著數字電子技術的高速發展,EDA技術越來越成熟,逐漸成為電子系統設計的主流。因此,在設計教學項目的時候,淘汰一些過時的知識,緊密結合電子產業的發展,并從學生的日常學習生活出發,設計學生熟悉并感興趣的項目。該課程通過對企業、行業前期調研,專家后期討論,以適應不斷發展的廣播電視技術崗位需要為導向,充分利用觸發器、編碼器、譯碼器等基本元器件,采用循序漸進的方法,從設計基本的計數器、加法器等小電路開始,逐漸實現基于計數器的數字鐘功能,并完成電路的調試。
2.基于工作過程進行教學項目的實施
學生分組完成教學項目,要求每組提交:設計思路、邏輯電路圖、實現數字鐘功能的產品、答辯材料。
(1)完成總體設計方案。學生分組后在組長的統一安排下,分工合作,完成總體設計方案。在整個過程中,要保證全組同學都參與到項目中來,共同討論解決項目實施過程中出現的問題。教師及時引導學生分析問題和解決問題,以達到學生為主體的教學目的。電路的設計過程是一個難點,各組可以選擇不同的設計方法,不同的觸發器完成電路的邏輯功能。教師應指導學生利用最簡單、最穩定可靠的方法實現。
(2)完成產品的安裝。學生拿到手的元器件有面包板、觸發器、七段LED顯示器、邏輯門、編碼器、譯碼器等。要求各組學生合作,通過查閱集成塊的功能,合理使用集成電路和導線,在面包板上搭建電路。在安裝的過程中,教師應及時發現學生操作不準確的地方,并予以糾正,確保學生的人身安全。
(3)電路測試及故障排除。數字電路的實踐教學過程中,故障是不可避免的,電路測試及故障排除是教學的重點和難點,通過故障排除,可以提高學生分析問題和解決問題的能力,排查電路同時也是工程技術人員必備的素質。在完成部分任務時,教師應先將介紹常出現的故障現象、出現故障的原因,并和學生共同分析如何排除故障。在這個過程中,學生可以進一步熟悉萬用表和示波器的使用。同時,鼓勵先完成的組幫助其他小組排除故障,增加專業素質及團隊精神。
(4)答辯及綜合評定。各小組完成作品設計后,選出一名代表闡述設計思路,并完成產品展示,由教師和其他小組共同進行客觀評判,為作品打分。答辯結束后,教師對所有的作品進行綜合評定,并作為本門課程綜合考評的重要組成部分。
三、課程的教學效果
該課程進行教學做一體化的教學模式改革后,學生的積極性明顯提高,所有的學生都參與到教學項目中來。課程的考核方式也做了改革,以小電路設計、綜合作品設計等為主體,筆試所占的比例從80%降低到40%,重視學生實踐能力的培養,學生不僅學到專業知識,還在實踐教學中培養學生的集體主結協作精神,有利于提高學生的職業道德素養。
【參考文獻】
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[2]夏夕美.基于“學做合一”的高職院校人才培養模式創新[J].職業技術教育,2011,32(8).
[3]王國慶.職業教育課程教學設計的“五化”原則[J].教育與職業.
[4]陳福恒.“教學做”一體化教材建設探索與實踐[J].中國成人教育.
關鍵詞:合理;穩定;效率;邏輯函數
繼電控制線路的主要作用是為生產機械服務,是生產機械在生產過程中不可缺少的重要組成部分。在自動生產流水線上或機床控制方面很多都采用繼電控制方式的電氣控制線路,實際生產中,繼電控制線路設計是否可靠、合理、穩定,直接影響著生產效率和生產效益。我們在從事維修電工實踐教學和校企合作技能培訓過程中,發現很多學生和學員,甚至是有不少實際生產經驗豐富的一線電工,在如何設計出合理的繼電控制電路方面都存在著較大的欠缺,這說明,具體有效的線路設計是學生和學員學習中的較大難題。
在繼電控制線路設計中,不少設計人員采用的是經驗設計法。此法在設計比較簡單的控制線路時有較大優勢,但在設計比較復雜的控制線路時顯現出一定的局限性。第一,對設計者要求高,需要設計者熟悉工業系統中各種典型的控制線路和豐富的實踐經驗及設計技巧的積累;第二,設計效率低,在工程應用上不方便,要求設計人員在設計過程中要反復修改完善,通過不斷試驗論證來滿足生產工藝要求,耗費大量的時間和精力;第三,設計方案不可靠、不經濟,由于經驗以感性認識為主,不具理性認識的系統性,經常造成所得的方案不合理、不經濟現象出現。基于經驗設計法在實際應用中的局限性,我們在多年的一體化教學及具體實踐培訓過程中,總結出采用邏輯函數設計方法進行繼電控制線路的設計取得了較好的成效。
一、邏輯函數設計法應用基礎
數字電路研究的是開關電路,電路中對應的兩種狀態是“開通”與“關斷”,在邏輯函數中用二元常量“1”和“0”表示。而在繼電控制線路中,控制電路主要是對受控電器進行開通、關斷控制。相關交流接觸器或繼電器受電或失電引起觸點“動斷”或“動合”產生的電路邏輯狀態的變化,元器件的動作狀態類似于邏輯函數中的“1”和“0”的兩種數字狀態,故在繼電控制線路的設計中可以引用數字電路中的邏輯函數的關系進行相關繼電線路的設計。所謂繼電線路的邏輯函數設計法,就是按照生產工藝的要求,利用邏輯代數的關系來分析設計繼電控制線路。這種設計方法特別適用于較復雜的生產工藝所要求的自動生產或組合機床控制線路的設計。采用邏輯函數設計法得到的控制線路設計簡要、經濟、安全、穩定、可靠。在實際應用中應根據具體情況,盡可能減少所用器件數目和種類,這樣可以使安裝好的電路結構緊湊,達到工作可靠而且經濟的目的,所得到的電路設計結果比經驗設計法有明顯的優點,能得到生產工藝所要求的最佳設計方案。
二、邏輯函數設計的基本原理及要求
邏輯函數的理論基礎是邏輯代數,邏輯運算的三種基本形式為與(邏輯乘)、或(邏輯加)、非(邏輯反)。這三種關系的不同邏輯組合形式得到的表達式構成了繼電線路邏輯電路圖的基礎。
邏輯電路圖,是由若干個基本邏輯符號及它們之間的連線構成的圖形。實際生產中,設計者往往將電氣控制線路中元件觸點的“開通”“關斷”狀態的變化作為邏輯變量。就整體而言,繼電控制邏輯電路的輸出量與輸入量之間的關系是一種因果關系,故輸出的狀態與輸入的變量可以用邏輯表達式來描述。
1.三種基本邏輯關系表達形式
(1)邏輯與關系。
(2)邏輯或關系。
當一件事件的幾個條件中只要有一個條件得到滿足,這件事就會發生。圖1的b中使KM得電的邏輯表達式為:KM=SB1+SB2。
(3)邏輯非關系。
當一件事情的發生以其相反條件為依據,即二者之間是處于對應的邏輯關系。圖1的c中KM得電的邏輯表達式為:KM=
實際電路中,一個繼電控制電路,往往是由各種元器件不同的邏輯狀態組合而成。
2.邏輯規定
(1)各種電磁元件的線圈通電狀態的邏輯關系為“1”,失電時的邏輯關系為“0”。
(2)各種控制按鈕、開關觸頭、接觸器或繼電元件的自身觸點閉合的邏輯狀態規定為“1”,各觸點的斷開邏輯狀態規定為“0”。
(3)元件的動斷觸點的狀態均用“非”狀態表示,即。
(4)X開。
(5)X關。
能使繼電器失電的關斷信號,若此信號由“1”“0”轉變使繼電器關斷,取原變量;若邏輯狀態由“0”“1”轉變,取其反變量;當使繼電器失電的關斷信號不止一個時,這些判斷信號的邏輯關系是“或”關系。
三、邏輯函數設計法設計步驟及應用分析
現以一個企業生產應用實例進行說明:
1.生產工藝設計要求
某自動生產流水線有兩臺電機M1與M2,為實際操作方便要求能夠實現兩地控制,第一臺電機M1先行啟動,運行3分鐘后,第二臺電機M2自動啟動運行;正常生產結束時,必須第二臺電機M2要先停車,否則第一臺電機不能停車,第二臺電機M2停車3分鐘后第一臺電機M1自動停車,要求線路中有必要的電氣保護環節。
2.繼電控制線路邏輯設計步驟
在狀態表中,所有器件在初始位都不得電,上圖中狀態轉換信號包含主令信號與執行元件動作時自身輔助觸頭所引起的狀態變化信號。實際生產中,可根據具體需要設置中間繼電器為中間記憶單元,以確保設計出的繼電控制線路既可行又安全。上表中,KM1控制電機M1的通斷狀態,KM2控制電機M2的通斷狀態。
(3)根據狀態表列寫出各元器件動作的邏輯表達式。
①KM1的邏輯函數表達式。
(5)規范電路設計標準,完善電路設計功能。
根據以上步驟分析可知:在設計過程中,運用邏輯函數設計法,設計者就有一個比較系統的設計思路,大大提高線路的設計成效,從而縮短線路的設計時間;采用邏輯函數設計法,可簡化繼電控制線路,減少很多不必要的經濟費用,同時還可以極大地提高線路運行的可靠性、安全性,在較復雜的生產工藝的繼電控制線路上有較大的使用價值。
參考文獻:
[1]陳伯時.電力拖動自動控制系統[M].北京:機械工業出版社,1997.
[2]閻石.數字電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,2006.
關鍵詞:智能科學與技術;課程體系;培養管理
1背景
智能科學與技術是當前科學研究和工程實踐的理論與技術發展的前沿領域,智能科學與技術專業是一個多學科交叉的跨應用領域專業Ⅲ。智能科學技術的發展將把整個信息科學技術推向“智能化”的高度,這正是當代科學技術發展的大趨勢,對于這方面人才的需求也越來越迫切。智能科學與技術培養掌握堅實智能科學與技術基本理論和系統專門知識,具備作為工程師或領導者及公民的良好人文修養,具有從事科學研究、工程設計、教學工作或獨立擔負本專業技術工作能力,深入了解國內外智能科學與技術領域新技術和發展動向,能結合與本學科有關的實際問題進行創新研究或工程設計的高級專門人才。
高校應穩妥發展與完善智能科學與技術專業的本科生教育,夯實本科教育基礎并積極創造條件,大力開展創新教學,努力培養學生的創新意識、創新精神和工程實踐能力,使之成為具有系統技術基礎理論、專業知識和基本技能,良好科研素質和較強創造能力的智能科學與技術工程師。
2教學計劃與教學管理分析
智能科學與技術屬于計算機類專業,其必修課程設計原則是使學生具備計算機科學與工程的基礎理論知識,尤其是大類專業招生教學的院校,通識課程主要是數學、物理文化基礎,強調扎實的自然科學基礎。專業教學的特色體現在專業必修和專業選修課程,專業必修課一般分為數學基礎和專業課程。計算機類專業數學基礎課程一般包括線性代數、微積分、離散數學、微分方程、概率與統計、數值計算等;專業課程一般包括程序設計基礎、高等程序設計、數據結構、操作系統、計算機組成與結構、數字電路與邏輯設計等。
2.1學分
本科培養計劃的學分中,國內外大學學分總數趨勢是逐步減少,追求少而精。國內院校一般在130~190學分之間,如北京大學為150學分,清華大學為1 70學分,東南大學與浙江大學均為160學分,還有16學時為1學分的,也有18學時為1學分的。
中國臺灣的大學一般在130學分左右。臺灣交通大學最低畢業學分為128學分,其中必修課程須達76學分(共同必修58學分+資工組核心須達分+(資工組副核心課程學分+另2組核心課程學分)),專業選修本系課程須達12學分,其他選修課程須達12學分,通識課程須達28學分(含外語課程必修8學分)。臺灣“中央大學”為136學分,臺灣“清華大學”為136學分,其中必修和必選學分126,其他與導師商量決定。
美國的大學各校差異較大。美國的學分計算有4學期制、兩長一短制及兩學期制,其中加州大學伯克利分校為120學分,麻省理工大學為90學分,加州大學洛杉磯分校為186學分,斯坦福大學為180學分。
2.2教學管理
在教學管理上,斯坦福大學給學生提供了非常寬松的自由發展空間。新生入校后不分專業、不分學院。除了醫學院和法學院學生需要經過一定的選拔程序外,本科生可以在入學后的前一個學期適當時候隨意選擇專業,并且選擇專業后允許更改,只要畢業時滿足專業培養方案即可。
國內的浙江大學是較早實行按大類招生的學校之一,分為大類培養、專業培養和特殊培養3類,前兩年不分專業,按學科分類集中培養。
臺灣的大學專業也是按大類完成前期的基礎課程,再分小專業完成各學程,包括基礎課、核心課和進階課。
教學分組是現在的主流課程架構,也是體現專業方向的主要形式,分組課程是體現專業特色的課程組。國內清華大學采用的是分組教學;臺灣的大學基本上采用的是以教學方向分組的方式,臺灣的大學教學分為課程與修業、學分學程。
2.3實驗與實踐教學
計算機類專業各大院校都強調課程實驗與實驗教學,而目前課程該如何進行教學?這不僅是實驗問題,如何以工程教育專業論證為目標,怎樣使教學目標達到畢業要求是關鍵。做中學是主流實驗教學方式,尤其是美國的大學,大作業體現的是實驗與理論教學的結合,是考查學生是否理解理論知識的重要途徑。學生不僅能夠學習扎實的數學和計算機專業知識,還進行大量的實踐創新訓練。麻省理工大學、加州大學伯克利分校、加州大學洛杉磯分校、斯坦福大學都屬于實踐創新性教學模式。例如,斯坦福大學程序設計范式課程重點比較C、C++、Java的特點和難點,每1~2周有一次大作業,針對不同的任務,要求學生用不同的語言實現,使學生加深理解各類編程語言的應用場合;麻省理工大學的課程計劃是必須先修12學分的實驗課程,再修3門或4門核心課程,最后選擇3門方向學科和1門關于該方向的實驗課、2門專業拓展課。
3智能科學與技術課程體系分析
智能科學與技術課程體系在智能基礎理論研究的基礎上,需要安排基礎性、通用性、關鍵性的智能技術研究,主要包括感知技術和信息融合技術;自然語言處理與理解技術;知識處理(認識)技術,包括知識提煉、知識分類、知識表示技術等;機器學習技術,特別是統計與規則相結合的學習技術;決策技術,即知識演繹技術特別是不確定推理技術等;策略執行技術,即控制與調節技術;智能機器人技術,特別是面向專門領域的智能機器人技術;智能機器人之間的合作技術;基于自然語言理解的智能人機交互與合作技術;智能信息網絡技術。
國內最早創辦智能科學與技術專業的學校包括北京大學,西安電子科技大學是第2批開始培養智能專業學生的院校。北京大學的本科教學計劃中,專業必修課程(2分)包括:①專業數學/理論基礎(15學分):算法分析與設計、集合論與圖論、概率統計A、代數結構與組合數學、數理邏輯;②硬件與系統基礎(分):數字邏輯設計、微機原理和信號與系統;③智能基礎(5學分):腦與認知科學與人工智能基礎。專業限選課程(15學分)包括信息論基礎、計算方法B、數字邏輯設計實驗、微機實驗、數據結構與算法實習、機器感知和智能處理實驗、智能多媒體信息系統實驗。選修組合課程(29~32學分):學生按照自己的興趣,參考智能的2個專業方向推薦專業課組合,自行選擇,至少選修20學分的智能專業課程。公共核心+專業方向+新技術及其他:①公共核心課程(分):智能科學技術導論、模式識別基礎、生物信息處理、智能信息處理;②專業方向課程(11~15學分):機器感知與智能機器人方向、智能信息處理與機器學習方向、新技術及其他。
西安電子科技大學智能專業主要課程包括電路分析理論、信號與系統、數字信號處理、數字電路及邏輯設計、模擬電子技術基礎、微機原理與系統設計、數據結構、軟件工程、人工智能概論、算法設計與分析、最優化理論與方法、機器學習、計算智能導論、模式識別、圖像理解與計算機視覺、智能傳感技術、移動通信與智能技術、智能控制導論、智能數據挖掘、網絡信息檢索、智能系統平臺專業實驗等課程及30多門選修課程。
建議各學校可以根據學院教學特色與實際需求,設計專業核心課程。北京大學偏重“信息處理”,湖南大學偏重“智能系統”,但需要強調的一個前提就是智能科學與技術專業屬于大計算機類,更需要大EECS專業的基礎。編程、電路、數學、數據結構、計算機系統這五大核心基礎就是大EECS;其次是專業,計算機以系統結構、操作系統、網絡、編譯、數據庫五大經典專業核心課為主,湖南大學的智能科學與技術專業強調系統,因此信號與系統、操作系統、嵌入式系統、人工智能是最基本的專業核心課,然后再分不同的分支。湖南大學智能科學與技術專業核心課程包括人工智能概論、機器學習、計算智能導論、模式識別、智能控制導論、智能數據挖掘、機器人學等;研究學位課程包括模式識別、人工智能等,主要體現為智能科學與技術基礎(人工智能概論、機器學習、計算智能導論、模式識別)、核心(智能控制導論、智能數據挖掘)和應用(機器人學)。
4結語
(1)在課程計劃實施過程中,教師需要遵循課程的時序圖,即描述課程的進階關系,從本科直到研究生,同時還可以實行一定的修課限制,如臺灣交通大學計算機概論與程式設計和面向對象程式設計兩科皆不及格者不得修數據結構與算法概論,若數據結構不及格不能修算法設計課程等。
(2)程序設計類課程用上機程序能力考試來設置合格條件,如臺灣交通大學基礎程式設計及格條件為通過“程式能力鑒定”,湖南大學則以CCF―CSP軟件能力測試作為程序設計課程通過的考核標準。
(3)鼓勵學生參與項目、競賽等課外科技活動,如臺灣“清華大學”的綜合論文訓練是由具有同等水平的項目訓練成果或SRT(student research training)計劃項目以及其他課外科技活動成果經認定后代替的。
(4)精煉的課程教學。核心課程應該精且必須加強課程實驗,只有對方法和理論有正確的認識才能掌握這門課程,而動手完成實驗才能真正融會貫通。麻省理工大學、加州大學伯克利分校、加州大學洛杉磯分校的學生具備扎實的數學和計算機專業知識后,都需要進行大量的實踐創新訓練。
關鍵詞 民族院校;DSP;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2015)22-0118-03
Analysis on Teaching Reform of DSP Principle and Application Course for Ethnic Colleges//PAN Juntao, LIU Fang, NIU Yong, ZHOU Chunyan
Abstract In order to train high-quality DSP talent for society, this paper proposed several educational reforms on the teaching content and teaching method for the course named DSP Principle and Application. Those reform measures should center on the training objective of the course, i.e. Thick Foundation, Strong Capability, Strives for Innovation. Two-year teaching results show that the proposed reform measures possess excellent effect in teaching.
Key words ethnic colleges; DSP; educational reform
1 前言
DSP(Digital Signal Processor)[1],即數字信號處理器,指針對數字信號處理技術而設計的一種可編程的高速、高性能處理器,是現代計算機技術和信息處理技術相結合的產物[2]。近年來,全球信息技術日新月異,DSP技術作為信息技術的重要內容之一,其迅猛的發展勢頭極大地推進了社會生產力的進步。過去的20年里,DSP芯片的應用已經從軍事、航空航天等領域擴大到信號處理、通信、電子消費等諸多領域,如信號處理、儀器儀表、自動控制、家用電器、醫療、全球定位GPS、自助銀行、圖形/圖像等。可以說,從軍用到民用,從航空航天到居民生產生活,DSP芯片幾乎應用到人們生活的每一個角落[3]。
在全社會對DSP相關技術人才需求日益增長的形勢下,全國各高校在相關專業的人才培養方案里相繼開設DSP原理及應用這門課程,且根據自身的辦學定位制定了相應的教學大綱。由于DSP芯片眾多,不同系列DSP產品具有不同的特色及應用領域,因此,各專業根據其自身的人才培養目標,在DSP原理及應用課程中須選擇不同的DSP芯片進行講解。
在眾多DSP芯片產品中,美國TI公司開發生產的一系列DSP芯片無疑是當今世界上最有影響的DSP處理器。TI公司生產的TMS320系列DSP芯片憑借其強大的數字信號運算能力,使得諸多復雜的數字信號處理算法的實現成為可能。目前,該公司在DSP芯片市場份額已占全世界份額近50%[3]。有鑒于此,國內各高等院校和高新技術企業都將TI公司TMS320系列DSP產品作為其科研、應用開發的首要選擇。考慮到北方民族大學自動化專業以“控制”為主要核心的人才培養理想,該專業的DSP原理及應用課程選用TI公司中控制性能最為突出的TMS320LF240x系列DSP芯片為代表,對學生進行講解。
目前,北方民族大學自動化專業本科人才培養方案對DSP原理及應用課程分配的課時數為50,其中理論課時數為42,實驗課時數為8。鑒于該課程具有涉及知識面廣、實踐性強等特點,如何在有限的教學課時內高質量地完成教學任務,并培養出符合社會需求的合格DSP技術人才,是擺在任課教師面前亟待解決的重要難題之一。因此,針對DSP原理及應用課程教學內容、教學方法、課程評價體系的改革探索研究具有重要意義。
本文以北方民族大學自動化專業開設的DSP原理及應用課程為背景,結合民族院校的辦學特色,圍繞課程教學目標為指導,針對課程教學過程中存在的若干問題,提出一種以任務驅動法[4]為核心思想的DSP原理及應用課程教學改革方法,以進一步改善現有DSP原理及應用課程的教學效果。
2 課程特點及教學現狀分析
課程特點 DSP原理及應用是北方民族大學自動化專業人才培養方案中開設的一門重要的專業課。鑒于民族院校服務少數民族地區,培養少數民族優秀人才的辦學定位,學校將該課程的教學目標定為了解DSP基本原理,掌握其內部硬件資源構成及相應的指令系統,使學生具有一定運用C語言和匯編語言解決基本實驗問題的實踐動手能力,為今后從事DSP技術相關的工作奠定基礎。相比其他專業課程,該課程具有如下特點。
根據大學新一代人才培養方案,工程技術基礎(電子類)被列為我校教學改革與課程建設的重點項目。為了搞好此項改革,2011年4月,我校專門成立了工程技術基礎(電子類)課程教學改革研究組,先后調研了軍內外十余所重點大學,通過Internet查詢了國內外有關院校電子系列課程的教學情況,對我校工程技術基礎(電子類)課程內涵進行了認真的研究。此外,我們還邀請校內外相關專家召開了專題研討會,認真聽取了專家的意見,對工程技術基礎(電子類)的課程改革基本達成共識。在此基礎上,提出了我校工程技術基礎(電子類)課程的教學改革方案,重新確立了“電子技術基礎”課程的教學內容體系。
1教學改革的總體考慮
按照總政治部有關文件精神和基于通識教育的人才培養要求,著眼于為初級指揮軍官培養寬厚的工程技術基礎和跨領域的專業理解和溝通能力的教學目標,按照有利于學員思維能力的訓練、有利于學員實踐創新能力的培養,突出基礎性、綜合性和應用性,兼顧知識結構完整性的工程技術人才培養思路,精心設置我校工程技術基礎(電子類)的課程模塊,貫徹落實“以學員為中心,知識、能力和素質全面發展”的教育理念,創新教學模式,優化教學內容,改革教學方法,充分激發學員的學習興趣,努力使合訓學員打牢比較扎實的電子技術基礎,達到寬厚復合的工程技術基礎教育目標。根據以上基本要求,結合我校的實際,綜合考慮初級指揮軍官必須具備的電子類工程技術素質,我們面向全校合訓本科專業開設了兩門電子類基礎課程。電子技術基礎:傳授模擬電子技術和數字電子技術的基本概念、基本理論和基本分析方法,主要內容包括基本電子器件、基本放大電路、集成運算放大器、模擬集成電路、功率放大電路、數字邏輯基礎、組合與時序邏輯電路、可編程器件及應用、數模/模數轉換電路等。工程實踐(電子類):學習電子電路的設計方法和測試方法,教學內容包括電子小制作的方案設計、計算機仿真、原理圖設計、PCB設計、焊接技術和電路測試等。通過本課程的學習,使學員掌握各種常規電子儀器的使用方法,鍛煉動手能力和解決實際問題的能力。
2教學改革的基本內容
2.1確定課程的改革方案
以技術發展進步和應用需求為牽引,全方位、多角度地科學設計課程架構,抓好課程內涵建設,創新和完善教學模式、教學方法、教學手段,努力實踐“以學員為中心,知識、能力和素質全面發展”的教育理念。課程的具體改革思路如下。
(1)教學內容方面。注意處理好3個“關系”,把握好時代性、實踐性和系統性3個“原則”。一是注意處理好經典與現代的關系,既充分納入電子技術的經典內容,又能及時反映電子技術的發展成果和發展趨勢,合理選擇和更新教學內容,使教學內容體現出鮮明的時代性;二是注意處理好理論與工程實踐應用的關系,在介紹理論內容時多強調物理意義和工程應用背景,在介紹實踐內容時多注意理論的指導作用,實現理論與實踐的有機結合,突出課程的實踐性本質特征;三是注意處理好本門課程與前后課程之間的銜接關系,既堅決避免內容重復,又充分滿足后續課程需要,努力實現教學內容的“無縫連接”,體現課程體系的系統性。
(2)教學手段方面。著眼“塑造精英”,倡導“學為主體”,大力推行符合學員認知規律和身心發展的教學模式,充分利用信息化教學資源和現代化教學手段,實現教學目標從“知識為本”向“能力為本”轉變,教學過程從“知識傳授”為主向“知識獲取”為主轉變,教員角色從教學的“主演者”向激發學員探索創新的“主導者”轉變,考核評價方式從傳統單一向靈活多樣轉變。為此,教員要積極鉆研并創新教學模式與教學方法,努力突出學員的主體地位和教員的指導作用,切實加強教員與學員的深層次互動,并通過合理使用現代化教學手段,進一步增強學員的學習興趣,提高教學效率和教學效果。針對不同的教學對象和教學內容的特點,教員可以采取學導式、啟發式、探究式、討論式、問題牽引式和精講多練、自主實驗、理論與實踐融合等不同的教學模式與教學方法,使用Multisim等EDA仿真工具輔助教學,增強教學的生動性、適應性,全面提升教學效果。
2.2全面修訂課程的教學大綱
將“模擬電子電路”和“數字電路與邏輯設計”兩門課程整合為“電子技術基礎”一門課程,在課時上也做相應的調整。整合之后,總學時為50學時,課時分配如表2所示。兩部分的內容安排如下。
(1)模擬電子技術,介紹二極管和三極管兩種器件的特性;以共射放大電路為主介紹單管放大電路的工作原理;以反饋概念及運算電路為主介紹集成運算放大器及其應用。
(2)數字電子技術,邏輯代數基礎部分側重常用公式和定理的應用、波形圖的繪制、以卡諾圖為主的化簡方法等各種表示方法及相互轉換。集成邏輯門電路以介紹TTL門電路為主,弱化各種門電路內部工作原理的細節介紹,舉例說明OC門和三態門的應用以及引腳的處理。組合邏輯電路部分介紹常規的分析方法和設計思路,強調常用MSI芯片的使用及設計。時序邏輯電路部分側重同步時序電路的分析方法、集成計數芯片的使用和設計、寄存器的工作原理以及555典型電路的應用。
2.3積極創造條件進行改革試點
加快建設功能齊全、資源豐富的課程教學網站,做好網站維護和更新,從而為課程學習提供豐富、便捷的信息化教學資源保障;積極引進先進的電路仿真輔助教學軟件,搭建先進的電路仿真平臺,拓展學員的實踐空間,彌補實踐課時嚴重不足的缺陷;依托學員科技創新活動,利用各種實踐平臺,鼓勵學員開展創新課題研究,增強自主學習興趣;積極組織學員參加各類設計和競賽,激發學員的創新意識和集體榮譽感,促進教學改革的深化。開放網絡教學資源和學員創新實踐平臺,引領學員開展自主學習,鼓勵其參加各種創新競賽,調動學員的學習積極性,促進其個性化發展;在實驗的改革中以教學大綱為基礎,以改善實驗條件為保障,以因材施教為核心,根據學員的不同層次,建立了三級實驗教學平臺:基礎型,滿足教學大綱要求的實驗;提高型,學員可結合各部分理論知識,有選擇性地完成帶有一定設計性的實驗;綜合型,學員可結合本專業知識,自行設計并實現具有一定功能的電路,將所學知識進行綜合利用[4]。為提高學員理論與實際相結合的能力,在實驗報告及實驗考試中相應增加對原理部分的討論,而在理論課程的試卷中增加相應的實驗技術和手段的試題。
3教學改革的主要特點
(1)目標明確。本項目改革的目標是基于通識教育的人才培養要求,著眼于為初級指揮軍官培養寬厚的工程技術基礎,建立符合我軍新時期電子信息技術人才培養要求的工程技術基礎系列課程體系;經過此次改革,把我院工程技術基礎(電子類)課程的教學水平提高到一個新的臺階,使之在軍內處于領先水平。
(2)特色鮮明。本項目的改革方案建立在我們認真總結和吸收以往電子系列課程教學改革所取得的經驗和成果基礎之上,注重教學內容的針對性和實用性,其最大特色就是開創性地將模擬電子電路、數字邏輯電路和電子設計課程的教學內容進行重新整合和更新,使我院“電子技術基礎”課程的建設水平處于全軍院校的前列。
(3)重點突出。①突破以往的課程設置框架,對教學內容進行了有機組合和分割;②用現代的觀點優化重組傳統內容和現代內容,形成新的內容體系;③改革教學方法和教學手段,充分體現知識、素質和能力培養相結合的要求。
4教學改革的實踐效果
兩年的教學改革實踐,充分調動了學員的學習積極性和創造性,激發了每個學員的學習和創新潛能。課堂上通過啟發式、研究式、問題牽引式教學,揭示了知識的發生過程,引導學員理論聯系實際,理解現象、發現問題、提出問題、參與討論、解決問題,培養學生分析、對比、歸納、總結的能力和科學思維品質;強調物理意義和工程應用,增強學員的工程意識;廣泛采用計算機仿真、多媒體動畫、網絡資源和作業、思考、階段測驗、輔導等多種教學手段,鞏固和提高教學效果,通過“一幫一”“結對子”等方法促使學員共同進步。
5結語
【關鍵詞】單片機;溫濕度;LCD顯示;ADC0809
引言
溫濕度的檢測與控制是工業生產過程中比較典型的應用之一,在生產中,溫濕度的高低對產品的質量影響很大。國內外對溫濕度檢測的研究,從復雜模擬量檢測到現在的數字智能化檢測越發的成熟,隨著科技的進步,現在對于溫濕度研究,檢測系統向著智能化、小型化、低功耗的方向發展。
AT89C51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造,與工業80C51產品指令和引腳完全兼容[1]。本設計以此為出發點,用新型的智能集成溫溫度傳感器SHT10主要實現對溫度、濕度的檢測,將溫度濕度信號通過傳感器進行信號的采集并轉換成數字信號,再運用單片機AT89C51進行數據的分析和處理,為顯示和報警電路提供信號,實現對溫濕度的控制報警。根據工作環境要求設定系統的溫濕度閾值,利用1602液晶顯示屏實時地測量顯示環境的溫濕度值,實現溫濕度自動控制,使其在較寬的溫度范圍內具有較高的測試精度,同時還可以根據預設定報警閾值報警,一旦發現環境溫濕度超限,立即報警。
1.系統總體方案設計
1.1 設計內容
用新型的智能集成溫溫度傳感器SHT10主要實現檢測溫度、濕度的檢測,將溫度濕度信號通過傳感器進行信號的采集并轉換成數字信號,再運用單片機AT89C51進行數據的分析和處理,為顯示和報警電路提供信號。設定模塊主要為設定溫濕度報警的閾值[2]。如圖1所示。
圖1 設計模塊圖
1.2 方案選擇
1.2.1 溫濕度傳感器的選擇
采用數字式傳感器,起初選擇DS18B20和SHT10作為溫度和濕度測量元件,但是SHT10包含相對濕度傳感器、溫度傳感器,所以把SHT10作為溫濕度檢測的一個整體。SHT10作為典型的溫濕度傳感器,在測量過程中可對相對溫濕度進行自動校準,準確的測量溫濕度。產品互換性好,相應速度快,抗干擾性強,不需要外部參考源和外部器件[3]。
綜上所述,SHT10與溫濕敏元件的溫濕度測量以及模擬測量的元器件相比,起數字溫濕度傳感器低成本,內部集成復雜,測量準確,而且能夠提供數字輸出,簡化外部測量電路,精度高,適用廣泛的測量范圍,并且本設計的溫濕度檢測系統相適合。因此,選擇溫度濕度傳感器SHT10作為此次設計中的測量元件。
1.2.2 顯示器的選擇
方案一:數碼管顯示,數碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管,其驅動方式分別為靜態驅動和動態驅動,靜態驅動編程簡單,顯示亮度高但是占用I/O端口多,在十幾應用時必須增加譯碼器驅動進行驅動,增加了硬件電路的復雜性。動態電路是最廣泛的顯示方式之一,其能夠節省大量的I/O端口,而且功耗低。針對數碼管,其顯示單調不具備數據的直觀性[4]。
方案二:LCD1602液晶顯示,具有字符發生器ROM可顯示192種字符(160個5?7點陣字符和32個5*10點陣字符)具有64個字節的自定義字符RAM,可自定義8個5?8點陣字符或四個5*11點陣字符。具有80個字節的RAM,標準的接口特性,適配M6800系列MPU的操作時序。模塊結構緊湊、輕巧、裝配容易,像素尺寸小,分辨率高。
綜上,選擇LCD1602能夠把溫濕度很直觀的顯示出來,能夠在設定閾值時更能簡潔明了,所以選擇LCD1602為顯示元件。
3.系統的硬件選擇及設計原理
3.1 溫濕度傳感器SHT10
SHT10的供電電壓范圍為2.4~5.5V, 建議供電電壓為3.3V。在電源引腳(VDD,GND)之間須加一個100nF的電容,用以去耦濾波。SHT10的串行接口,在傳感器信號的讀取及電源損耗方面,都做了優化處理。傳感器不能按照I2C 協議編址,但是如果I2C 總線上沒有掛接別的元件,傳感器可以連接到I2C 總線上,但單片機必須按照傳感器的協議工作。SCK 用于微處理器與SHT10之間的通訊同步[5]。
3.2 單片機選擇與介紹
本系統控制電路的核心器件采用的是美國ATMEL生產的AT89C51單片機屬于MCS-51系列。
3.2.1 AT89C51芯片介紹
89C51是Intel公司于80年代初推出的8位嵌入式微控制器(內部數據總線為8位,外部數據總線為8位),它與MCS-96系統中的其它芯片相比,具有性能高、功能全、售價低廉、使用方便(48PINDIP)等優點。89C51在工業應用方面有許多明顯的特點,它具有靈活方便的8位總線支持器擴展功能,而在數據處理方面又有8位微機的快速功能。由于大的高度集成化已把許多常駐用的輸入檢測輸出控制通道都制作在同一塊硅片上,大大地靈活了外部連線,增強了系統的穩定性并且速度快(時鐘12MHz),非常適合于工業環境下安裝使用。因此本系統CPU選用89C51芯片。
3.2.2 復位電路
RST引腳是單片機復位端,高電頻有效。在引腳端輸入至少連續兩個單片機周期的高電頻,單片機復位。使用時,在引腳與VSS引腳之間接一個10KΩ的下拉電阻,與VCC引腳之間接一個約10μF的電解電容,即可保證上電自動復位。
3.2.3 晶振電路
在單片機電路中晶振的作用非常大,結合單片機內部的電路,產生單片機所必需的時鐘頻率,單片機的一切指令的執行都是建立在晶振的基礎上。
晶振利用一種特殊的晶體,在電能和機械能之間相互轉化產生共振,提供穩定精確的單頻震蕩,為系統提供基本的時鐘信號。
3.2.4 顯示電路
本設計顯示部分采用字符型TC1602液晶顯示所測溫濕度值并且顯示控制界面。TC1602實物圖如圖3.10所示。
LCD1602顯示器主要特點:
液晶顯示屏是以若干個5*8或5*11點陣塊組成的顯示字符群。每個點陣塊為一個字符位,字符間距和行距都為一個點的寬度。
具有80個字節的RAM,標準的接口特性,適配M6800系列MPU的操作時序。模塊結構緊湊、輕巧、裝配容易,像素尺寸小,分辨率高。顏色分單色(黑白)、彩色兩種。
為便于夜間觀察,可采用由LED或ELD器件構成的背景光源。液晶顯示器屬于被動發光型顯示器件,它本身不發光,只能反射或透射外界光線,因此環境亮度越高,顯示越清晰。其亮暗對比度可達100:1。單+5V電源供電,采用交流驅動方式[6]。
使用時,可將P0與LCD的數據線相連,P2口與LCD的控制線相連,其中,TC1602第4腳RS為寄存器選擇,第5腳RW為讀寫信號線,第6腳E為使能端。第7~14腳:D0~D7為8位雙向數據線。
這里要注意的是,為了布線方便,單片機端的D0~D7是接到LCD/602的D1~D0,(下轉第24頁)(上接第22頁)正好相反,因此在編寫軟件時需要做處理,使讀取正確。
3.2.5 報警電路
本設計采用的是聲光報警,設定報警的上下限值實現報警功能,使用單片機的中斷系統。
根據單片機接收到的數據經過處理后與該參數設定的上下限進行比較,高于上限值(或低于下限值)則進行報警,同時能進行正常的顯示。
報警電路中,以紅色LED和蜂鳴器構成,在輸入溫濕度的上下限后,系統會進行實時采樣,并判斷測試溫濕度與輸入溫濕度之間的差異,當檢測出的溫濕度在設定的溫濕度上下限外就會報警,即紅色LED亮,同時蜂鳴器響。
4.軟件設計
整個系統的功能是由硬件電路配合軟件程序來實現的,從軟件的功能不同,可以分為兩的類:一是主程序,它是整個軟件的核心,專門用來協調各個執行模塊和操作者的聯系。二是子程序,它是用來完成各種實質性的工作的,如測量、計算、顯示、通訊等,每一個執行軟件就是一個小的執行模塊。
主程序模塊:
主程序主要完成硬件初始化,子程序調用等功能。
在主程序中,對溫濕度傳感器,LCD1602液晶顯示器的初始化,同時調用傳感器數據,進行顯示,之后進行閾值判斷并啟動報警裝置。主程序執行流程如圖2所示。
圖2 主程序模塊
5.調試
軟件調試:
軟件調試主要使用Proteus軟件和Keil C51軟件。在軟件調試中,首先在繪制電路圖,并設置各元器件的參數。然后在Keil C51軟件編寫程序,并編譯后輸入PROTEUS中進行仿真。
仿真結果如圖3所示。
6.小結
在設計中,主要是以AT89S51單片機為核心的,對溫度和濕度的檢測與控制智能化進行了簡單的設計與闡述。對MCS-51單片機系統的溫濕度檢測控制原理與結構進行了論述。本次設計可以說是軟硬結合,又以硬件為主,軟件程序為輔。給出了檢測系統與控制系統的各部分電路以及相對應的程序。采用模塊化、層次化設計。用新型的智能集成溫溫度傳感器SHT10主要實現對溫度、濕度的檢測,將溫度濕度信號通過傳感器進行信號的采集并轉換成數字信號,再運用單片機AT89S51進行數據的分析和處理,為顯示和報警電路提供信號,實現對溫濕度的控制報警。報警系統根據設定報警的上下限值實現報警功能,顯示部分采用字符型TC1602液晶顯示所測溫濕度值。實驗證明該設計系統實現了對環境溫濕度精確控制,達到了相應的效果,系統電路簡單、集成度高、工作穩定、調試方便、檢測精度高,具有一定的實用價值。
參考文獻
[1]沙占友.智能化集成溫度傳感器原理與應用[M].機械工業出版社,2002.2-5.
[2]沙占友,葛家怡,馬洪濤,等.集成化智能傳感器原理與應用[M].電子工業出版社,2004.74-81.
[3]徐愛鈞.智能化測量控制儀表原理與設計[M].北京航空航天大學出版社,2007.114-126.
[4]周航慈.單片機應用程序設計技術[M].北京航空航天大學出版社,2000.189-214.
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有志向、有夢想,可已經與心儀的專業擦肩而過,不知道如何補救;
有志向、有夢想,可不確定要選A專業還是B專業;
沒太多想法,只想選個比較有前途/錢途的專業。
過來人如是說
主要課程:離散數學、數字邏輯、計算機組成與結構、操作系統、數據結構、數據庫系統原理、編譯原理、軟件工程、嵌入式系統、匯編語言、軟硬件課程設計、計算機網絡、網絡工程、網絡程序設計、面向對象程序設計、CAD/CAM、計算機圖形學、計算機新技術等。
感言:大概可以細分為網絡和軟件、資訊系統三個方向。但無論是哪個方向,一定要有很強的編程能力,換句話說就是軟件要很過硬。畢業生的就業范圍較廣,各種軟件公司、互聯網公司都需要專門的計算機人才加盟。此外,各種國家部門、科研單位、院校等,也在擇業范圍內。
計算機類相關:
計算機網絡工程:它的主要特點是通信與網絡結合、網絡軟件與網絡硬件結合,培養網絡應用開發、網絡信息控制及網絡工程技術方面的能力。學習的課程也和計算機網絡有關,信號與系統、計算機網絡、數據結構、網絡操作系統、數據安全、網絡工程、互聯網及其應用等課程都被列入本科四年的學習計劃之中。網絡工程師、軟件開發、網絡安全人員是網絡工程專業最對口的就業方向,另外,從事網站開發、網絡維護工作也很不錯。
計算機軟件工程:它以開發升級新軟件、維護原有軟件為主要任務。這個專業的同學除了要學習必修的基礎課程外,還要學習程序設計基礎、Java程序設計、操作系統、計算機網絡、數據庫原理、軟件工程、Web程序設計、網絡技術及應用、人機交互、多媒體技術等幾十門專業課程。畢業生主要在各大軟件公司、企事業單位、高校、研究所、國防等部門從事軟件設計、開發、應用與研究工作。未來幾年,國內外高層次軟件人才將供不應求。在我國IT職場十大人氣職位中,軟件工程師位列第一位,軟件工程人才的就業前景十分樂觀。
信息安全:需要系統學習計算機硬件、軟件與應用的理論及相關網絡開發的知識,主要研究確保信息安全的科學和技術。畢業生可去公安局信息監察、網站、病毒殺毒公司以及涉及信息安全的地方,比如電信、網通的技術安全維護部門,政府各個重要部門的網絡安全監測部門。
專家點評:計算機軟件工程專業中新興的媒體與藝術方向,以數字媒體技術教學為主,培養技術與藝術融合的綜合性數字媒體人才,學生不僅要學軟件課程,還需要掌握一定的媒體、藝術背景知識,為廣告設計、產品介紹、公共空間展示,娛樂表演等眾多媒體領域,培養媒體制作人才。而游戲設計專業就是動漫專業,畢業生會進入游戲策劃行業,或對口的游戲公司,或從事多媒體事業,都是很有潛力的工作。
主要課程:電路分析原理、電子線路、數字電路、算法與數據結構、計算機基礎等。
感言:這是個寬口徑的專業,學習內容非常廣泛,涉及到電子、計算機、信息技術三大塊。對學生的數學、物理、英語基礎要求很高。學這個專業的學生常常覺得“很賺”,一是學的東西很多,二是因為動手的樂趣多:攢機子裝電腦、拆MP3、修手機,甚至為心儀的MM制作電動小玩具等都是我們的拿手好戲。據說畢業后在電子、信息、計算機三大領域都受歡迎:在電子方面,可以做電路設計工程師,有線無線都能上手;信息方面,可以做電信工程師;計算機方面,搞軟硬件開發都行。
電子類其他:
微電子學:學習內容專一、目標明確,就是研究新型電子器件及大規模集成電路的設計、制造,并學會用計算機輔助集成電路分析。可以說與電子信息科學與技術有很多交融之處,不過需要學得更精、更深。該專業對應的是芯片產業,即集成電路。畢業生可做集成電路設計開發、器件制作和工藝的硬件工程師,薪酬相當高。
電子信息工程:電子信息工程最早出身于工科電氣工程系,原來叫無線電技術,后來出現很多類似名稱的專業,例如電子工程、電子技術等,后來把相近的10個專業合并為電子信息工程,各學校根據自己的特點方向不同。畢業生可在電子、信息、通信、廣播電視等部門從事電子設備和信息系統的研究、設計、制造、開發、運營和技術管理等工作。
光信息科學與技術:研究涉及的領域包括用光取代電信號對聲音、圖像、數據等多媒體信息進行傳輸、存儲和信息交換的光通信技術;用光進行臨床醫療、器械控制、精密測量、遙感探測、智能制導等應用的光電一體化控制技術等。畢業后可以選擇計算機網絡、運營商、科研院所等單位,從事各種電子材料、光電元件、光電子系統的研究、設計、開發工作。
專家點評: 微電子學這個專業有些學校把它劃歸在物理系,有些學校劃歸在電子工程系(簡稱電子系)。
主要課程:電路理論與應用的系列課程、計算機技術系列課程、信號與系統、電磁場理論、數字系統與邏輯設計、數字信號處理、通信原理等。
感言:通信工程專業跨電子、計算機專業,所研究的內容涵蓋了當今最流行、發展最迅猛的領域。還包含了網絡通信、光通信等方向。畢業生比較容易進入電信、移動運營企業,各種通信類合資、獨資企業,研究機構,設計院,各大通信公司、跨國公司或IT企業工作,進入大型跨國公司后出國進修的機會也會很多。
專家點評:通信工程不少學校把它和以上電子類的專業都劃歸在電子信息工程學院中,包括兩個一級學科:電子信息科學與技術和通信工程。其下包含二級學科: 物理電子學、電路與系統、電磁場與微波技術、通信與信息系統、信號與信息處理、信息網絡與復雜系統和空天信息工程。也有學校單獨有通信工程系,并劃歸在通信信息工程學院里。
咬文嚼字分專業
高考志愿專家李宏建說:“一些名字看似相近的專業其實有著很大的區別。”他列數了幾個“很容易錯點鴛鴦譜”的專業。
信息管理與信息系統
不少學校的這個專業其實是屬于圖書館學系,其下還有圖書館學、檔案學和編輯出版等專業。培養既能從事機關企事業單位經濟信息、科技信息的管理與應用工作,又能勝任各類社會工作、信息科學研究的人才。畢業頒發管理學學士學位。
信息與計算科學
屬于數學系。數學分析、實變函數、復變函數、信息科學基礎、編碼學、計算方法、離散數學、數值計算軟件、數據庫、計算機圖形學、微分方程等都是信息與計算科學專業的主要課程,功課的難度之大、強度之高可想而知。數學和計算機的雙重學科背景使得信息與計算科學專業的畢業生很好就業。畢業生可在計算機信息處理、經濟、金融等部門從事應用軟件開發或管理網絡安全、數據分析等工作。
計算機輔助設計
屬于機械系。主要學習機械制圖、機械工程基礎、電子技術基礎、機械設計基礎、機械CAD及二次開發、CAM軟件的應用、數控加工技術、現代工業美術造型、工業企業管理、CAD/CAM課程設計等課程。畢業生可從事機械產品的計算機輔助設計和制造,機械CAD軟件的二次開發與技術管理工作。
李宏建表示,出現這些混淆,很大程度上是由于現在計算機技術被普遍地應用到各個領域。“幾乎所有理工科專業都離不開計算機”,他說。這一方面讓人感到麻煩,為了填報志愿得仔細區分;可另一方面也有好處,他說:“因為專業雖被分門別類,但是很多專業之間并沒有嚴格的界限,各學科互相聯系、互相滲透。學習某一門專業,其中必然要學習相關專業的很多課程,也能達到預定的效果。”比如微電子學、電子信息工程、電子科學與技術、通信工程等,這些專業本身就很貼近計算機科學與技術,只要你對計算機感興趣,可以把自己的學習重心積極地引導到計算機專業方面上,曲線救“職”也未嘗不可。
企業,不以專業論英雄
最后,再看看IT企業在對各專業的畢業生挑選上有何說法。在記者調查的IT企業中,有殺軟廠商、多媒體軟件廠商、網站、網絡游戲運營商,也有芯片制造企業、通信企業、數碼產品制造商。其中有跨國公司,也有知名的民企。
一位曾經參與過校園招聘的IT制造企業產品經理告訴記者:“企業對崗位的劃分主要包括三大類:技術類、產品類崗和營銷類。各個大類的崗位在具體要求上可能有所不同,但是專業要求都有不同程度的相似之處。”不少在一線工作的程序員、產品經理都告訴記者,他們中云集著各個專業的人,大家從來不以專業論“英雄”。具體有以下一些細分:
技術類:系統架構、軟件研發、軟件測試、信息安全、系統管理、網絡管理等。專業要求:計算機相關專業,只要有能力專業不限。其中以軟件工程師、測試工程師等需求最大。(職業通路:研發員研發工程師高層市場或管理人員)
產品類:產品市場分析、商業應用分析、數據分析等;專業要求:計算機相關專業,只要有能力專業不限。(職業通路:職員主管中高層管理人員)
營銷類:廣告、銷售等;專業要求:市場營銷、工商管理、計算機等相關專業。(職業通路:銷售助理銷售工程師銷售/市場經理)
數 字
我國有1023所高校開設計算機專業。通信業的需求明顯下降;金融業和運輸業競爭激烈;傳統工業和部隊的現代化建設和國防科技工業急需計算機人才。IC、網絡存儲、電子商務、信息安全、游戲技術等人才嚴重短缺。在軟件人才層次結構上,水平高的系統分析員和有行業背景的項目策劃人員偏少,同時軟件藍領也比較缺乏。還有就是計算機專業教師缺編嚴重。
社會需求愈來愈向名牌大學集中,重點大學計算機專業一次就業率在90%以上,地方大學計算機專業就業率為60%~80%。專科生就業形勢日益嚴峻,一次就業率低于50%。
約40%的已工作大學畢業生認為大學所學知識“很少部分有用”或“基本無用”。“絕大部分有用”的占被調查者的28.4%,回答“約一半有用”的占被調查者的31.5%。
趣 聞
關鍵詞:通信工程;項目質量;管理對策
中圖分類號:TL372文獻標識碼: A
一、通信工程項目質量管理內涵及特點
通信工程就是將基于通信原理、信號處理與信息傳輸原理的設備、材料組合成一個能完成通信任務的系統。通信工程項目質量管理主要體現在嚴格按照國家制訂的規范要求,完成一個高質量的工程。
因此,通信工程項目質量管理一方面可以確保區域內外通信網絡的技術支持,為人與人之間的溝通與交流提供了保證,另一方通信工程項目質量管理為社會經濟發展中企業的正常生產與運營提供了基礎的技術性保障。通信工程項目質量管理主要有以下具體特點:
1、專業人才的特殊性
與建筑工程項目不同的是,通信工程項目涉及數字信號處理、信號與系統、數字電路與邏輯設計、通信電子電路等專業知識,其具有很大的特殊性。因此,通信工程項目的質量管理不僅涉及通信專業方面的專業知識,另一方面也要求人才對項目質量管理如可行性分析、項目的立項審批、成本管理、安全管理等等有著豐富的經驗。
2、工序的連貫性
通信工程項目實施過程中的每個工序與工序之間都有著很強的銜接性與連貫性,通信工程項目質量管理不僅需要管理與監督人員的掌控,還需要專業技術人員參與。
3、投入資金額之大,管理風險較高
由于通信工程項目的特殊性,不僅涉及專業性技術人才,還涉及專業性精密設備,這便要求在通信工程項目中硬件與軟件的大額資金投入。此外,通信工程項目施工過程中易受到天氣、市場機制、社會力量等突況的影響,大額的資金投入與項目施工過程的不確定性導致了較高的管理風險。
4、質量管理的復雜性
顯而易見,通信工程項目基于大額資金投入與項目施工過程中的較大不確定性,其面臨著較高的管理風險。而在通信工程項目質量管理過程中,不僅會遇到通信知識方面的專業性技術問題,如項目可行性分析、項目的立項審批、計劃書的下達等等,還會遇到各種管理事項,如項目的成本管理、安全管理及進度考核等等。
二、影響通信工程項目質量的因素分析
工程項目的具體施工的組織者,指揮者和操作者是由人的因素決定,因此為了發揮人的主導性作用,并提高人的積極性。為此,應從如下幾方面來實現。一是思想、職業素質的教育。對施工人員的思想、紀律、職業道德、素質等教育應加強,要牢固樹立“君子愛財,取之有道”的思想,處理好利潤與質量的關系;二是對勞動環境以及條件進行改善,從而激發和提高施工人員的勞動熱情;三是根據實際情況,為保證工程質量,對于難度大、精度高、技術復雜的工序應盡量使用熟練工,并注重施工人員的技術與思想的培養。
選用恰當的工程材料。百年大計,質量第一。而質量的保證,必須通過好的材料,所以必須把好材料的質量關,正確合理地使用。采用高質量的材料或器材,不準使用以次充好、以舊充新的產品,特別是不準使用“三無”產品或偽劣產品,從而提高整個通信工程質量以及使用壽命。
正確、合理使用各類機械。在用好人的基礎上,工程項目經理應根據實際情況,安排好各類機械與設備的使用,加強對各類機械與設備的校正,加強對各類機械與設備的管理與使用,并且制定好各種機械與設備使用、維護制度,使得各類機械設備拿來就可以立即投入使用。
項目工程的施工還有賴于正確的科學方法的使用。作為工程項目的負責人必須了解施工方案的具體制定,施工組織安排,以及并在具體施工過程中選用合理的施工技術,并根據實際情況,合理地安排進度,降低施工成本,提高通信工程項目的質量。
一個好的環境,對工程質量會產生至關重要的影響。因此必須確保有一個好的施工環境。能影響工程質量的環境因素有很多,而通信工程項目一般具有施工周期長、點多面廣等特點,所以必須從實際情況出發,因地制宜,采取各種不同的有效措施來減少環境對工程質量產生的影響。切勿“野蠻”施工、違規施工。
三、通信工程項目質量管理的策略分析
1、對工程項目進行整體規劃與管理,加強對重點環節的質量管理
首先,在意識到通信工程項目質量管理重要的基礎上,從思想上與行動上根本上重視通信工程項目質量管理,從而實現對通信工程項目風險的有效控制與監督,同時確保通信工程項目的最終建設成果;其次,加強對通信工程項目重點環節的質量管理,抓住通信工程整個施工過程中的重點環節或薄弱環節,主要體現在項目重點環節的人員控制、材料控制、機械設備控制、施工方法控制與外部環境控制等等。通信工程項目重點環節的質量管理與控制有益于合理分配各種資源,使用戰略性策略實現人才、設備等各種資源的優化配置。
2、明晰管理職責,確保各部門之間的有效溝通與協調
對通信工程項目進行整體規劃與管理,在全過程管理與控制的基礎之上,明晰工程項目任務的整體管理與責任劃分,如項目可行性分析、項目的立項審批、計劃書的下達、通信項目的具體施工以及管理監督等等,需實現不同階段任務的明確分工,構成相互監督、相互制約的一個項目管理體制。此外,明確各部門的標準化操作程序以及應當承擔的相應職責,做到具體任務出現的問題可以找到明確的責任人或負責人,確保各部門之間的有效溝通與協調,實現通信技術專業知識與管理監督體系的最優化組合與運用。
3、完善內部監督控制機制,建議全過程的項目質量管理體系
基于大額資金投入與項目施工過程中的較大不確定性,通信工程項目不見面臨著較高的管理風險,其次通信工程項目質量管理會遇到通信知識方面的專業性技術問題與管理監督問題,如項目可行性分析、項目的立項審批、項目的成本管理、安全管理及進度考核等等。因此,基于通信項目質量管理的復雜性,建立完善的內部控制與監督機制,建立事前、事中與事后質量控制的全過程的項目質量管理體系,如通信工程項目施工前的準備工作、施工過程中的管理控制工序、項目施工驗收后的后續維護與保養工作。全過程的項目質量管理體系的建立與完善可以最大程度上減少施工過程中不確定的人為因素、建筑材料因素、機械設備因素、施工方案因素、外部環境因素等等。
4、在項目策劃過程進行控制、管理質量
在現代工程項目中,項目管理專家介入項目的時間也越來越早。在國際工程中,為防止決策失誤,咨詢工程師在項目目標設計階段,甚至是在項目構思階段就已進入。宏觀上不能走偏,一旦走偏,再靠后面的細節來改正就遲了。這樣不僅能保證項目管理的連續性,還能夠保證項目的成功,提高項目的整體效益。
5、施工圖設計階段的質量控制
事前充分做好項目的準備工作。一是前期的資料準備工作;二是施工圖紙的審核;三是工程施工環境的調查分析;四是施工預算的制定;五是施工物質的準備;六是項目組織機構以及施工隊伍的組織;七是施工隊伍的培訓與教育;八是管理制度的制定等等。
在具體施工過程中應嚴格按照施工圖紙以及進度時間表的施工,全面把控施工階段的質量。
事后要準備好各種竣工驗收各種資料,驗收小組完成審核竣工技術資料后,對工程項目的質量進行評定,合格后將項目移交給使用單位,并移交資料。
結束語
總之,在通信工程項目建設中質量管理尤為關鍵,要加強質量控制要求,努力做好質量管理規劃,控制好施工的各個環節中的質量問題,從而促進我國通信工程建設的不斷發展。
參考文獻
[1]嚴梅.通信工程項目質量管理策略分析[J].科技風,2014,02:245.