導語：如何才能寫好一篇課程設計報告設計總結(jié)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1.電子技術(shù)課程設計的重點與要求

本課程的重點是電路設計，內(nèi)容側(cè)重綜合應用所學知識，設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實驗任務和設計要求，通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調(diào)試和指標測試、撰寫實驗報告等過程，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養(yǎng)學生系統(tǒng)設計的綜合分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐的能力。電子技術(shù)課程設計一般要求學生根據(jù)題目要求，通過查閱資料、調(diào)查研究等，獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標測試，并獨立寫出嚴謹?shù)?、文理通順的實驗報告?/p>

具體地說，學生通過課程設計教學實踐，應達到以下基本要求：建立電子系統(tǒng)的概念，綜合運用電子技術(shù)課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統(tǒng)的設計；掌握電子系統(tǒng)設計的基本方法，了解電子系統(tǒng)設計中的關(guān)鍵技術(shù)；進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用器件的原則；掌握查閱有關(guān)資料和使用器件手冊的基本方法；掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統(tǒng)的基本方法；進一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學會撰寫課程設計總結(jié)報告；培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

2.電子技術(shù)課程設計的教學過程

電子技術(shù)課程設計是在教師指導下，學生獨立完成課題，達到對學生理論與實踐相結(jié)合的綜合性訓練，要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數(shù)字電路知識，因此課程設計的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。教學環(huán)節(jié)可以分為以下四個部分。

2.1課堂講授。

課程設計開始前，需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學，明確課程設計的要求，主要內(nèi)容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。在課堂教學環(huán)節(jié)中，指導老師介紹課題的基本情況與要求，要求學生從多個課題中選擇一個。

2.2設計與調(diào)試環(huán)節(jié)。

2.2.1前期準備、方案及電路設計。

前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材，根據(jù)技術(shù)指標，進行方案分析、論證和計算，獨立完成設計。設計工作內(nèi)容如下：題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計、具體電路設計。學生根據(jù)所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計，通過論證與選擇，確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算，稱為預設計階段，包括元器件的選用和電路參數(shù)的計算。最后畫出總體電路圖（原理圖和布線圖），此階段約占課程設計總學時的30％。

2.2.2在實驗室進行電路安裝、調(diào)試，指標測試等。

在安裝與調(diào)試這個階段，要求學生運用所學的知識進行安裝和調(diào)試，達到任務書的各項技術(shù)指標。預設計經(jīng)指導教師審查通過后，學生即可購買所需元器件等材料，并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路（并制作相應電路板），使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點，所需時間約占總學時的50％。

2.3撰寫總結(jié)報告，總結(jié)交流與討論。

撰寫課程設計的總結(jié)報告是對學生寫科學論文和科研總結(jié)報告能力的訓練。學生寫報告，不僅要對設計、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進行全面總結(jié)，而且要把實踐內(nèi)容上升到理論高度?？偨Y(jié)報告應包括以下方面：系統(tǒng)任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數(shù)計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應對以下幾部分進行說明：設計進程記錄，設計方案說明、比較，實際電路圖，功能與指標測試結(jié)果，存在的問題及改進意見，等等?？偨Y(jié)報告具體內(nèi)容如下：課題名稱、內(nèi)容摘要、設計內(nèi)容及要求、比較和選擇設計的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設計、參數(shù)計算和器件選擇。畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理。組裝調(diào)試的內(nèi)容，包括使用的主要儀器和儀表；調(diào)試電路的方法和技巧；測試的數(shù)據(jù)和波形并與計算結(jié)果比較分析；調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法?？偨Y(jié)設計電路的特點和方案的優(yōu)缺點，指出課題的核心及實用價值，列出系統(tǒng)需要的元器件清單，列出參考文獻，收獲、體會，并對本次設計提出建議。

2.4成績評定。

課程的實踐性不僅體現(xiàn)實際操作能力，而且體現(xiàn)獨立完成設計和分析的能力。因此，課程設計的考核分為以下部分：設計方案的正確性與合理性。設計成品：觀察實驗現(xiàn)象，是否達到技術(shù)要求。（安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力）實驗報告：實驗報告應具有設計題目、技術(shù)指標、實現(xiàn)方案、測試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯：考查學生實際掌握的能力和表達能力，設計過程中的學習態(tài)度、工作作風和科學精神及創(chuàng)新精神，等等。

3.電子技術(shù)課程設計的步驟

在“電子技術(shù)基礎”理論課程教學中，通常只介紹單元電路的設計。然而，一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規(guī)模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此，一個電子系統(tǒng)的設計不僅包括單元電路的設計，還包括總體電路的系統(tǒng)設計（總體電路由哪些單元電路構(gòu)成，以及單元電路之間如何連接，等等）。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成電路大量涌現(xiàn)，電子系統(tǒng)的設計除了單元電路的設計外，還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設計越來越重要，不過從教學訓練角度出發(fā)，課程設計仍應保留一定的單元電路內(nèi)容。電子系統(tǒng)分為模擬型、數(shù)字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數(shù)字電路設計的方法有所不同（尤其單元電路的設計），但總體電路的設計步驟是基本相同的。電子電路的一般設計方法與步驟包括：總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關(guān)鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。

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Abstract: Aiming at the current teaching and shortcomings of JAVA course design, this paper discussed systematic the teaching pattern on the JAVA course design, put forward some ideas on computer programming courses design, these methods were positive for course teaching reform.

關(guān)鍵詞: JAVA;課程設計;教學模式;評價體系

Key words: JAVA;course design;teaching pattern;evaluation architecture

中圖分類號:G42 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0226-02

0引言

當前各類高等院校都會在本、專科開設至少一門計算機程序設計類必修課程,例如:Visual Basic語言、Visual FoxPro語言、C語言、C++語言等[1],并安排了相應的課程設計。但從實際教學情況來看,計算機程序設計類課程設計教學卻存在著諸多問題,導致課程教學低效。針對這種狀況,筆者結(jié)合自身教學實際,以JAVA課程設計為例,對計算機程序設計類課程設計教學存在的問題加以分析,并提出解決問題的思路與對策。

1JAVA課程設計的教學現(xiàn)狀分析

從國內(nèi)計算機程序設計類課程設計教學現(xiàn)狀來看,存在的問題和原因主要有如下幾點:

1.1 課程設計認識不到位,目的性不強部分教師和學生對課程設計的認識不到位,認為課程設計無非是把該課程的幾個知識點簡單湊合在一起所構(gòu)成的“拼盤式”課程,認為課程設計就是大作業(yè),并在授課時基本上按教材章節(jié)順序授課,實施的目的性不強,與專業(yè)的整體發(fā)展結(jié)合較差,達不到課程設計要求。從而使得學生對所學理論知識不能很好地運用于實際,造成與實踐的脫節(jié)[2]。

1.2 課程設計選題單一,內(nèi)容陳舊現(xiàn)行的JAVA課程設計存在著選題單一、內(nèi)容陳舊、理論過多、與實踐相脫節(jié)的情況,不能從多視角去發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新,尋找新的命題。很多從事JAVA課程設計指導的教師本身缺乏大型項目開發(fā)的實戰(zhàn)經(jīng)驗和經(jīng)歷,對課程設計的題目和內(nèi)容往往無法準確的地位,設計的題目和內(nèi)容與實際相脫節(jié);同時,部分學生對教師設計的題目和內(nèi)容也不一定感興趣,因此也容易扼殺學生的積極性和創(chuàng)新能力。

1.3 課程設計評價方法不夠科學,標準簡單大多數(shù)課程設計是以小組的形式完成,參與學生多,指導教師制定課程設計時要求不明確,分工不詳細,監(jiān)管力度不到位,容易導致項目開發(fā)團隊在執(zhí)行的過程中出現(xiàn)某些學生任務過重或者過輕的情況。并且現(xiàn)行課程設計的評價往往是指導教師根據(jù)學生提交的報告來評分,這樣容易忽略對學生綜合能力的評價,可能只反映出小組整體水平甚至是某個學生的水平,而不能反映出小組每個學生的真實水平。

1.4 實驗室設備落后,管理不夠完善指導教師在安排課程設計時使用的是新技術(shù)、新設備和新方法,而學生到實驗室所接觸到的往往是一些過時的、陳舊的和落后的實驗設備和應用軟件,很難真正滿足教師和學生對實驗室的需求;另外,大多數(shù)實驗室還要承擔其他專業(yè)和年級的實驗教學任務,無法有效保障課程設計的教學任務。

2JAVA課程設計教學模式的設置

課程設計是課堂理論教學的延伸和補充,是綜合性較強的實踐教學環(huán)節(jié)。它能使學生全面掌握該課程的基本知識、基礎理論、基本技能,并能將本課程的各個知識點融會貫通,訓練、培養(yǎng)學生把所學知識應用到實際中去的能力。對于幫助學生全面牢固地掌握課堂教學內(nèi)容,培養(yǎng)學生的實踐和實際動手能力,提高學生素質(zhì)具有很重要的意義[3]。為改善計算機程序設計類課程設計教學,筆者有如下幾點認識和思考:

2.1 引導和幫助學生樹立信心,端正學習態(tài)度由于學生對JAVA課程設計往往具有畏懼情緒,不知從何著手,指導教師要做好宣傳和引導工作,幫助同學們消除恐懼感,同時加強對學生誠信品質(zhì)的培養(yǎng),杜絕弄虛作假和抄襲現(xiàn)象的發(fā)生,端正學生的學習態(tài)度,確保課程設計的順利進行。

2.2 研制課程設計教學平臺,規(guī)范設計成果組織有關(guān)人員,在現(xiàn)有硬件資源和網(wǎng)絡環(huán)境的基礎上研制課程設計教學平臺,開通FTP功能和WEB方式管理功能,便于師生間的交流和管理。

指導教師可利用該平臺安排課程設計的題目、要求、進度和答疑,以及查閱和審核課程設計總結(jié)報告等相關(guān)資料。學生可根據(jù)自己的專業(yè)基礎,興趣和未來就業(yè)意向通過該平臺選擇自己喜歡的題目和指導教師,并通過FTP提交課程設計成果和總結(jié)報告等相關(guān)資料。

學生在指導教師的指導下,有選擇性地進行分組,一般3至5人為一組,選定組長,確定開發(fā)項目,設計和論證項目的總體方案,規(guī)劃出項目計劃(包括編寫目的,項目背景,參考資料,標準、條約和約定,以及項目概述和團隊組織等),配置計劃和開發(fā)計劃等,報告指導教師批準后方可開始實施。課程設計完成后,按照統(tǒng)一制訂的文本規(guī)范,小組的每位成員都必須提交一份關(guān)于課程設計的總結(jié)報告,結(jié)報告正文主要包括項目需求分析(方案的可行性分析、方案的論證等內(nèi)容)、項目總體設計(系統(tǒng)的總計結(jié)構(gòu)設計等內(nèi)容)、項目詳細設計(各模塊的設計、算法原理闡述、完成的程序框圖等)、項目復審(對分析、總計設計和詳細設計進行詳細的復審)、編碼(設計結(jié)果進行編碼的程序清單)、項目測試(使用程序調(diào)試的方法和技巧排除故障;選用合理的測試用例進行程序系統(tǒng)測試和數(shù)據(jù)誤差分析等)和總結(jié)(本設計核心內(nèi)容程序清單及使用價值、程序設計的特點和方案的優(yōu)缺點、改進辦法和意見等),以及主要參考文獻。

2.3 結(jié)合專業(yè)發(fā)展和社會需求,增強課程設計的針對性計算機技術(shù)的快速發(fā)展要求我們將新的知識單元及時引進到教學中來,課程體系的設置要有超前和發(fā)展的眼光[4],但課程體系的設置、教材的編寫無法及時保持教學計劃的動態(tài)性和前瞻性,而課程設計實踐環(huán)節(jié)恰恰能夠彌補這一不足,對專業(yè)主干課程和專業(yè)基礎課程安排課程設計,利用寒暑假組織學生在校內(nèi)或者到企業(yè)開展項目研究和開發(fā),通過綜合運用專業(yè)基本知識和理論來分析和解決實際問題,學習程序設計開發(fā)的一般方法,掌握項目開發(fā)的過程及方式,培養(yǎng)正確的設計思想、分析問題和解決問題的能力;通過對標準化、規(guī)范化文檔的學習和查閱有關(guān)技術(shù)資料等,培養(yǎng)項目設計開發(fā)能力,滿足和適應社會和IT行業(yè)的需求。

2.4 培育課程設計意識,完善過程管理沒有過程管理必然流于形式。在課程設計的過程管理中主要狠抓五個環(huán)節(jié):一是任務書,課程設計任務書是指導教師填寫并經(jīng)審議后按組提供給學生的,每組一份,主要包括本課題要解決的主要問題,計劃進度和規(guī)定學生必須閱讀的重要文獻,以及大體上可從哪幾個方面去研究和論述等,要求學生按照任務書的要求按時保質(zhì)保量完成任務;二是師資隊伍,選拔具有項目開發(fā)經(jīng)驗的老師或者引進企業(yè)技術(shù)人員組成課程設計指導團隊,并備課,以學進度和重點安排,保障學生在課程設計實施中學有所得;三是制訂統(tǒng)一的評價標準和規(guī)范文本,以增強課程設計過程管理的科學性和嚴密性,保證課程設計成果的完整性;四是對課程設計的成果進行匯總管理,教研室并組織抽查與評估,保證教學活動落到實處;五是把課程設計作為學校課程改革的一項探索性工作予以重點扶持,提供經(jīng)費和設備保障。

2.5 建立合理,科學公正的師生互動評價體系為保證課程設計的實現(xiàn)效果和考核的準確性,建立合理、科學、公正的師生互動評價體系,將評價的過程分解到課程設計的各個環(huán)節(jié),本文建立的評價體系包括:課程設計成果,演示與答辯和互動評價三部分,詳細評價標準見表1。表中給出了各評價項目達到A級的具體要求和評價主體,各項目的評分分為A、B、C、D、E五個等級并賦予相應的分值范圍。最后學生的總評定成績?yōu)?0%×課程設計成果+30%×互動評價+30%×學生演示與答辯評分。評價的表達既有等級性的定量評價,又有描述性的定性評價,這些評價的主要目的是引導學生對課程設計學習的興趣,而并非簡單的成績評定。

3結(jié)束語

課程設計作為教學計劃中的重要一環(huán),它承擔著培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識和掌握的技能,分析和解決實際問題,獨立工作,團隊協(xié)作,問題表達等能力的任務。通過課程設計能夠提高學生的職業(yè)素質(zhì)、實操技能和項目經(jīng)驗,有效地縮短同企業(yè)需求之間的差距,緩解“企業(yè)招聘難、畢業(yè)生就業(yè)難”的困境。因此,必須高度重視并積極探索計算機程序設計類課程設計教學的改革。

參考文獻:

[1]王海坤.程序設計類課程教學中學習興趣的培養(yǎng)與探索[J].科協(xié)論壇,2010,(5)(下).

[2]韋宇煒,聶篤憲.軟件工程課程設計教學模式探討[J].考試周刊,2010,(11).

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關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；課程設計；職業(yè)技能；創(chuàng)新能力

1.引言

模擬電子技術(shù)課程設計（模電設計）是電子類專業(yè)學生的第一門課程設計，它是模擬電子技術(shù)課程的重要和必要的補充。模擬電子技術(shù)課程設計的有效開展對加深模擬電子技術(shù)基本理論的理解，提高學生的設計能力、動手能力、軟件仿真能力、總結(jié)報告能力及學生之間的協(xié)作協(xié)調(diào)人際交往能力都有一定的作用?？傊?，通過模擬電子技術(shù)課程設計課可以提高學生的綜合能力。反之，模電課程設計流于形式，學生找一個簡單電路焊接上應付了事，甚至電路都是別的學生代勞的。這不僅浪費時間，而且為以后的設計課程產(chǎn)生消極的影響，學生認為凡是設計類課程都可以混過去。并且課程設計導致消極學風，對學生專業(yè)課程的學習、職業(yè)技能的培養(yǎng)及未來的職業(yè)生涯都非常不利［1］-［3］。所以，研究如何搞好模電的課程設計是非常必要和重要的。根據(jù)我院多年的課程設計經(jīng)驗和自己的教學實踐，我從思想上重視、加強過程管理、貫穿職業(yè)技能培養(yǎng)這三方面加強模電課程設計的教學。

2.思想上重視

課程設計是工程實踐課，其目的不僅僅是鞏固、深化補充和擴展理論課的教學效果，課程設計在提高學生的職業(yè)技能、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力上起到關(guān)鍵的作用［4］。工程課程設計人數(shù)多上課分散，真正負責的教師的實際工作量比較大，如果教師責任感不強，學生不認真對待，課程設計就比較容易流于形式。首先教學管理部門應給予特殊的重視。教務處實踐管理科應該親自過問督促，親自檢查抽查學生的上課情況，并把意見和建議及時反饋給學院，以便及時糾正。建議督學對設計課程給予關(guān)注，及時提出寶貴意見。教學院長或系主任應全程跟蹤管理。其次，課程設計之前要給學生開一次動員會，讓學生明確課程設計的目的和意義，提出相應的要求。讓學生在思想深處真正認識到課程設計的重要性和必要性，讓學生積極主動地以極大的熱情投入模電課程設計學習中。給學生開動員會，要求指導教師必須參加，讓教師對課程設計給予足夠的重視。

3.加強過程管理

（1）把好用人關(guān)（選擇好指導教師）教師的良好的工作態(tài)度和工作作風具有很大的表率作用，這對學生的素質(zhì)有正面的影響，教師應該表現(xiàn)出認真、負責、嚴謹、周密的態(tài)度，在指導課程設計時在設計前的準備、設計中的管理及設計后的總結(jié)中都進行精心的準備、組織和安排。選擇好指導教師是非常重要的，它直接決定模電課程設計的成效。應選擇對模電理論比較熟悉、實踐技能比較好、責任心比較強的教師參加，不能因為要平衡工作量，而選用一些對模電理論不太熟悉、實踐技能比較差的教師，這樣做對學校、學生和教師都是不負責任的。這樣的指導教師往往處于很尷尬的狀態(tài)，學生也很茫然。學生作品出現(xiàn)實際問題教師不知怎么調(diào)，學生問的理論問題教師解決不了，只好硬挺或躲著學生。但這并不是說，年輕沒經(jīng)驗的老師就不能上設計課。他們可以把模電理論好好復習，然后選擇一些設計題目反復做一下，積累一些經(jīng)驗，經(jīng)考核達到要求后再參加課程設計的指導。（2）把好選題關(guān)首先是審查指導教師所出的選題報告，選題報告應有明確的設計要求、設計目的和注意事項及所需的基本理論和主要參考書。題目應該是學生綜合利用所學的模電知識，再利用參考資料能設計出來的，最好是有聲光指示，可以提高學生的興趣。但要力戒花哨，禁止超范圍的設計題目，如利用數(shù)字電路做出的或者在網(wǎng)上等查處的高難度的電路。這樣的電路學生只是照圖焊接并未得到實益，教師和學生都不要有電路越復雜越好的攀比心理，要看學生是否得到實際利益，即要以有利于培養(yǎng)學生的職業(yè)技能和創(chuàng)新能能力為宗旨。選題的難度要有ABC等級，以適合不同水平的學生選做。選題也不宜過于簡單，比如有的題目是設計輸出電壓為12伏的集成穩(wěn)壓電源，這樣的題目仿真、焊接及報告兩三個學時就完事，其他時間學生就浪費掉，學生在課程設計中也沒學到什么東西，最多就相當于一次模擬電路實驗。題目最好能綜合放大、振蕩、濾波、電源等模擬電子技術(shù)的基本內(nèi)容，讓學生有抓手，即所謂“跳一跳夠得著”的內(nèi)容，嚴禁過難和過于簡單的題目。一個指導教師（或兩位），所帶的學生是一大組，一大組中的所有題目盡量涉及模電所有內(nèi)容，以便學生互相交流，全面復習和提升對模電知識的理解。其次是學生選題，原則上學生要在教師出的題目中根據(jù)自己的學習狀況選擇適和自己的題目，但學生可根據(jù)自己的能力和愛好自選題目，自選題目的難度要適中，經(jīng)過指導教師的允許。同時也要注意的是以往課程設計只允許每個同學選一個題目即“單選”，但對于能力較強的學生應支持和鼓勵他“多選”。同時要求一般學生不單單熟悉自己題目的設計方法，更要在課程設計期間熟悉其他學生的設計方法（至少熟悉同組的其他題目），可以不焊接電路只做軟件仿真。總之，選題要切合實際、分量適當、理論性要求高、技術(shù)性要求適當。（3）把好時間關(guān)課程設計時間選擇很重要，它關(guān)系到課程設計的質(zhì)量。摸電課程設計可以選擇集中時間停課進行，也可以選擇不停課分散進行。集中停課進行可以安排在學期初，前三周進行。這樣在上學期的期末就應該把題目布置下去，學生在假期可以對模擬電子技術(shù)進行復習、查資料、簡單的設計等準備工作，開學就可直接進入正題。分散時間進行效果相對較好，缺點是戰(zhàn)線拉得較長，教師投入的工作量較大。但如果真正把課程設計搞好，還是應該選擇分散時間進行，如每周兩個晚上連續(xù)12周。學生可以有充足的時間對自己的設計進行完善。（4）把好驗收關(guān)和成績評定關(guān)建立三級驗收制度，即組內(nèi)驗收，年級統(tǒng)一驗收，學院對各組抽查驗收。驗收時先由各組教師組織學生進行組內(nèi)驗收，然后由基礎電子教研室組織年級驗收，最后由學院組織抽查驗收。這樣可引起學生和教師的充分重視，使應付了事的學生大大減少。驗收時可從選題的難度、設計的情況、焊接的質(zhì)量、布局的好壞及原理的敘述和回答問題等方面進行。實行兩級成績評定，即教師打分和學生打分。成績評定工作很重要，它不僅能反映出學生設計的好壞，而且影響學生的積極性，對以后的設計課程會產(chǎn)生積極或消極的影響。要讓設計好的學生得到好成績，讓不認真的學生不能蒙混下去。為此學生成績可以由教師打分學生打分兩部分組成，教師打分可占70%，主要有出勤成績、報告成績、作品質(zhì)量成績和學生對設計原理的敘述及回答教師提的問題。學生打分占30%，主要反映作品是否是自己做的及該學生在組內(nèi)協(xié)作的能力。

4.貫穿職業(yè)技能培養(yǎng)

在模擬電路課程設計中要始終強調(diào)培養(yǎng)學生的基本技能的訓練，如：原件識別與測試、常用儀器的使用、資料的查詢和電路的仿真、焊接技術(shù)、基本設計能力、設計報告基本寫作的訓練及設計可行性論證的語言表達能力等。（1）設計能力培養(yǎng)選完題目后，學生可以根據(jù)題目的要求，選擇合理的設計方案。方案確立后分組對方案進行討論，每位學生都要對自己的設計方案進行論證，這樣也鍛煉學生的邏輯思維和語言表達能力，同時也可以是學生之間互相借鑒，取長補短，也對其他學生的題目的設計有所了解。教師要對學生的設計方案細致的研究，提出改進措施。（2）創(chuàng)新能力培養(yǎng)模擬電子技術(shù)課程設計要有真正的設計內(nèi)容，哪管是其中的一部分，絕不能變成電路組裝。如果學生只是按照教師給的電路或在網(wǎng)上找的電路進行組裝，調(diào)試成功后上交一個作品，那就意義不大。作品必須是學生自己利用模擬電路的相關(guān)知識設計出來的，當然教師要給予相應的指導，而不能布置完題目就撒手不管。退一步說，即使個別學生按照現(xiàn)成的電路組裝的，其中一定要再加一些自己設計的附加功能。否則就不能稱得上設計，也不能培養(yǎng)學生的職業(yè)技能和創(chuàng)新能力。（3）動手能力培養(yǎng)焊接技術(shù)是實踐技能的一項重要指標，指導教師首先要指導學生進行拆件練習，可用利用以往課程設計的廢板。拆集成電路元件時可首先讓學生練習使用傳統(tǒng)的吸錫線，熟練后再練習使用吸錫烙鐵進行拆卸。在正式焊接作品前，先指導學生利用舊板和拆下的舊件進行焊接練習，焊接出兩個作品后再進行正式作品的焊接。焊接前應該指導學生如何進行元件布局。（4）解決問題能力的培養(yǎng)設計好電路，經(jīng)仿真成功后就可以焊接調(diào)試。學生在焊接時往往有虛焊、漏焊、錯焊等現(xiàn)象。學生沒有經(jīng)驗，只能逐個元件地找，實在找不出來就只有重焊。重新焊接再不好使，學生就沒有辦法了，只有求助指導教師，這時指導教師往往代勞，幫助學生查出故障。這種做法是錯誤的，正確的方法是調(diào)試前就教會學生調(diào)試方法，教會學生如何診斷判斷故障和排除故障，讓學生自己調(diào)試，出現(xiàn)問題時教師給予及時的指導，這樣可以使學生少走彎路，并且鍛煉學生分析和解決實際問題的能力。調(diào)試完成之后，學生要及時總結(jié)分析問題的經(jīng)驗，提高對模擬電子技術(shù)課程設計的認識，為解決其他設計課中出現(xiàn)的問題奠定基礎。

5.結(jié)語

課程設計是學生完成學習—構(gòu)思—設計—實現(xiàn)的工程訓練過，是培養(yǎng)工程師的最初步的訓練內(nèi)容。要做好模擬電路課程設計，需要先做好思想工作，讓教師和學生充分重視，要制定一套嚴格的管理運行程序，選好教師選好題目，選擇好時間，抓好三級驗收、兩極成績評定和總結(jié)工作，這樣才能保證模擬電路課程設計的質(zhì)量，為學生后學設計課程起個好頭，為學生創(chuàng)新能力和職業(yè)技能的培養(yǎng)奠定基礎。

參考文獻：

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［4］蔡方凱.電子信息類實踐教學模式改革的探索［J］.實驗科學與技術(shù)，2009，7：95-98.

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1.1差異化教學思想

差異化教學策略是一種先進的教學模式，為我們解決自動控制課程設計教學實踐中出現(xiàn)的上述問題提供了有力幫助。美國著名教育學家湯姆林森指出，“差異教學方式將學生的個體差異視為教學的組成要素，教師根據(jù)學生的準備水平、學習興趣和學習風格設計教學內(nèi)容，以適應學生之間的個別差異，從而最終促進每個學生的成長與進步”。差異教學以學生個體為中心，強調(diào)人的自主性、整體性和獨特性，與我國傳統(tǒng)的因材施教教學思想有相通之處。針對自動控制課程設計教學中的問題，我們借鑒差異化教學思想，提出一種基于差異化教學策略的自動控制課程設計新模式。該模式不但使得課程設計任務和內(nèi)容具有層次化差異化，滿足學生個體差異發(fā)展的需要，提高學生參與課程設計的積極性和主動性;并且，結(jié)合課程設計本身的特點，我們對差異化教學策略進行拓展，采用差異化的實驗對象和多樣化的課程設計手段，提高學生課程設計中的獨立性，增強學生理論聯(lián)系實際的能力。

1.2課程設計任務的差異化

在差異化教學策略的指導下，課程設計的具體任務和教學內(nèi)容應該體現(xiàn)出明顯的層次性，從而滿足不同能力學生學習的需求。因此，我們把課程設計實驗內(nèi)容分為如下三個層次。(1)基礎型實驗—主要包括實驗裝置的機理建模、基于實驗曲線的辨識建模、裝置物理模擬和控制系統(tǒng)構(gòu)建等;(2)綜合型實驗—是課程設計的主要工作，該部分內(nèi)容包括Matlab控制系統(tǒng)工具箱的使用、PID控制器的設計、控制器參數(shù)變化與根軌跡的關(guān)系、串聯(lián)校正技術(shù)、控制系統(tǒng)的能控能觀性分析和狀態(tài)反饋控制器的設計等;(3)提高型實驗—其目的在于提高學生對自動控制系統(tǒng)的綜合研究能力，包括最小拍控制器設計、純滯后系統(tǒng)構(gòu)建與控制和基于觀測器的狀態(tài)反饋控制等。

1.3課程設計實驗對象的差異化

(1)不同的實驗裝置—在有限的實驗室裝置中，為每組學生隨機指定不同的雙容水箱裝置，不同裝置的物理參數(shù)有一定差別，必然會帶來不同的被控對象數(shù)學模型。(2)不同的裝置參數(shù)—在同一套實驗裝置，為每組學生設置不同的水箱出口擋板閥開度，從而使得每組學生測試得到不同的實驗對象數(shù)學模型。(3)不同的裝置工作點—要求學生設置不同的工作點，雙容水箱系統(tǒng)本身為非線性系統(tǒng)，選擇不同的工作點會導致不同的近似線性模型。雖然所有學生均針對雙容水箱實驗裝置建立二階被控系統(tǒng)作為實驗對象，但是以上三種措施使得學生面臨不同參數(shù)的二階實驗對象，做到實驗對象相似而不相同。因此從根本上避免了設計方案和實驗結(jié)果的雷同性，可以有效促進學生獨立自主創(chuàng)造性的開展課程設計工作。

1.4課程設計實驗手段的多樣化

針對學生無法有效聯(lián)系控制理論與工程實際的問題，采用控制理論分析、數(shù)字仿真分析與實驗測試驗證多種不同實驗手段相融合的課程設計模式，學生課程設計過程中做出的每條實驗曲線，教師都要求其應用控制理論進行解釋分析，同時通過Matlab控制系統(tǒng)工具箱進行仿真對照。教師在課程設計中學生發(fā)現(xiàn)問題時不應直接解答，而是有意識引導學生結(jié)合理論概念進行思考分析，進一步利用Matlab仿真平臺驗證想法，并在模擬實驗箱上進行測試，從而真正獨立自主的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。最后教師針對學生的問題，幫助其總結(jié)歸納分析，提煉使用控制理論分析解決實際控制問題的思路和步驟。

1.5課程設計考核方式的綜合化

自動控制課程設計的考核，不但要測評學生的最終實驗報告，更重要的是要考查學生的課程設計過程和平時表現(xiàn)。因此課程設計成績評定過程中采用綜合化考核方式，平時表現(xiàn)、成果檢查與總結(jié)報告按照一定比例(如3:4:3)構(gòu)成課程設計成績。

2結(jié)語

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[關(guān)鍵詞] 產(chǎn)品設計；課程設計；教學改革；教學方法

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634（2013）06-0081-03

課程設計是北京理工大學珠海學院產(chǎn)品設計專業(yè)學生進入專業(yè)階段的重要實踐課程。把課程設計教學引入實踐項目是改革的必然結(jié)果，在產(chǎn)品設計教學實踐中具有重要性和現(xiàn)實意義。本文以課程設計引入實戰(zhàn)項目為研究對象，從北京理工大學珠海學院的實際情況出發(fā)，對實踐教學的合理性進行探討，從而構(gòu)建適合其發(fā)展的教學模式，并實現(xiàn)教學系統(tǒng)、教學資源配置及教學流程的最優(yōu)化。

根據(jù)北京理工大學珠海學院設計與藝術(shù)學院發(fā)展理念和改革思路，積極倡導在規(guī)范與穩(wěn)定教學及管理秩序、完善各類教學設施的基礎上，積極而科學的探索教育教學改革的理念、途徑、模式；探索教育教學體制、機制的創(chuàng)新實驗；以提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)學生應用性能力為最終目的。

將課程設計中引入實踐項目的教改，對本科教育培養(yǎng)應用性人才有著重要意義。筆者的探討符合現(xiàn)階段應用型教育的要求，能夠讓學生在實踐教學中檢驗理論知識和技能水平，使處在不同水平層次上的學生都能提高，并完成教學任務和目標。

1 現(xiàn)狀分析

雖然產(chǎn)品設計課程在全國很多院校都有開設，但教育模式和方法一直沿用和參照舊的教育模式，講究按部就班，講究循規(guī)蹈矩，規(guī)范化的課程、固定型的教學方法抹殺了教與學的個性發(fā)展，使得設計與市場相距甚遠，理論與實踐脫節(jié)。產(chǎn)品設計是一門實踐性很強的課程，所以要在教學體系中多設置實踐環(huán)節(jié)。目前，許多高校產(chǎn)品設計都設有課程設計，但是課程設計設定的內(nèi)容都是重復或羅列以往的教學內(nèi)容和理論知識，沒有系統(tǒng)的把實戰(zhàn)項目融入到課程設計教學中?，F(xiàn)行的課程設計教學存在一定問題，體現(xiàn)在教學內(nèi)容、教學安排、教學方法、項目安排上都有一定的不合理性。

現(xiàn)階段課程設計的教學模式，采用以往與產(chǎn)品設計課程相似的教材和教學內(nèi)容來進行教學，較少聯(lián)系具體實戰(zhàn)項目，由于實戰(zhàn)項目的時間節(jié)點很難與課程設計相吻合，造成實踐項目不能順利的導入課程設計當中。

2 項目實施方案及實施計劃

為了讓學生在校期間更好的了解項目流程、增加實操經(jīng)驗，針對產(chǎn)品設計專業(yè)特色，著力于滿足學生的發(fā)展意愿和應用型人材培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。充分體現(xiàn)因材施教、主動參與、分層優(yōu)化、分類指導、整體推進的教學原則，促進教學的整體優(yōu)化，必須構(gòu)建合理的、完善的、適合專業(yè)發(fā)展的教學模式。產(chǎn)品設計的課程設計導入實踐項目的教學體系的構(gòu)建目標主要從以下3方面來開展。

1）教學方面?？茖W論證，設定教學目標；制定教學計劃及教學方案；改革教學方法、教學模式。

2）管理方面。產(chǎn)品設計課程設計的系統(tǒng)保障；產(chǎn)品設計課程設計項目小組的管理；產(chǎn)品設計課程設計教學的課后保障。

3）考核及成果保障方面。（1）完善考核制度；（2）與企業(yè)建立實戰(zhàn)項目的長期合作；（3）課程設計的系統(tǒng)安排和作業(yè)題庫的建設；（4）教材及多媒體課件資源庫的建設。

擬解決的關(guān)鍵問題：課程設計導入實踐項目課程體系針對產(chǎn)品設計專業(yè)因?qū)W制宜采取適當?shù)慕虒W方法，使學生能夠循序漸進，逐步提高對專業(yè)的認知和技能的掌握。課程設計導入實踐項目，在北京理工大學珠海學院設計與藝術(shù)學院已經(jīng)開始實行，通過實行的效果來看還存在一些問題有待解決。（1）教學內(nèi)容的調(diào)整問題：增強課程設計的針對性，建立系統(tǒng)的項目文檔；有針對性的選擇企業(yè)和項目，做好項目分類，依難易程度為課程設計做好循序漸進的導入；與企業(yè)建立實戰(zhàn)項目的長期合作，保證實戰(zhàn)項目的延續(xù)性和時間的吻合；（2）課程設計安排的連貫性問題。

3 課程設計實驗——家用電磁爐產(chǎn)品設計

3.1 課程流程設計

課程設計：家用電磁爐產(chǎn)品設計

課程背景：通過設計公司引入企業(yè)項目。美的集團是中國一家以家電業(yè)為主、涉足物流等領域的大型綜合性現(xiàn)代化企業(yè)集團，旗下?lián)碛?家上市公司、4大產(chǎn)業(yè)集團，是中國最具規(guī)模的白色家電生產(chǎn)基地和出口基地之一。 1980年，美的正式進入家電業(yè)，1981年開始使用美的品牌。目前，旗下?lián)碛忻赖摹⑿√禊Z、威靈、華凌等十余個品牌。以項目為導向，引入課程設計課堂中，學生通過實際項目能夠?qū)W習到家用電器產(chǎn)品設計的方法和產(chǎn)品設計流程，通過與設計公司同步進行項目開發(fā)，能夠讓設計公司對學生的設計進行各階段的監(jiān)督和評審，學生能夠了解到項目的流程和項目要求的指標，使學生了解企業(yè)對設計公司的要求及對產(chǎn)品設計的效果，同時設計公司也能得到更多的設計方案和設計思路，達到產(chǎn)學雙方互利共贏。

課程項目：項目定位為2012中端電磁爐（400～600元價位段），目標為設計中端主銷產(chǎn)品。

設計關(guān)鍵詞：創(chuàng)新、優(yōu)雅、簡潔

課程對象：北京理工大學珠海學院設計與藝術(shù)學院產(chǎn)品設計專業(yè)10級學生，完成課程設計1的學習，缺乏真正的實踐設計經(jīng)驗。

為了讓學生可以結(jié)合項目要求和市場需求進行深入設計，課程計劃中安排兩次階段性集體答辯：（1）學生進行產(chǎn)品終端市場調(diào)研后，以小組形式完成報告，在專業(yè)工作室進行分小組答辯，確定產(chǎn)品設計方向及產(chǎn)品設計定位。由教師和設計公司設計師對產(chǎn)品定位進行評估；（2）在產(chǎn)品設計項目完成后，由教師和設計公司設計師對產(chǎn)品完成效果及創(chuàng)新性進行評估。

3.2 教學方式

通過引用設計公司實際項目設計，使學生了解實際案例的設計流程、家用產(chǎn)品設計的方法、工作方法、家用產(chǎn)品設計趨勢。強調(diào)設計前期的體驗設計、產(chǎn)品需求定位、調(diào)研流程。對設計項目進行客觀的可行性分析，從而增強學生的自主性，提高對項目的設計能力，加強對實踐設計的認識。

3.3 項目課程過程

1）第一階段：分市場調(diào)研和用戶體驗兩部分。

市場調(diào)研：按項目需求進行小組分配，教師首先對項目進行講解分析，設定調(diào)研方向和要求，由學生設計調(diào)研問卷表，經(jīng)由小組會議討論通過后執(zhí)行。調(diào)研方法及步驟為：完成調(diào)研問卷表，進行終端銷售市場調(diào)研、消費用戶調(diào)研、使用環(huán)境調(diào)研等，同時可以在專業(yè)市場調(diào)研網(wǎng)進行市場調(diào)研，由小組長根據(jù)情況計劃執(zhí)行并分配小組成員任務，一周時間完成調(diào)研報告。

同時教師邀請設計公司設計人員與學生進行前期溝通，對項目要求進行說明，講解設計輸入任務，對設計前期問題進行答疑，溝通設計流程。該過程中教師負責組織交流方式及把握溝通各環(huán)節(jié)。以小組為單位，讓學生針對不同的消費對象和環(huán)境進行終端調(diào)研，并且要求學生做照片記錄。通過終端市場調(diào)研，使學生了解到市場消費者的真正需求，同時了解同類產(chǎn)品不同品牌在市場中的競爭力和各品牌產(chǎn)品的銷售情況。

用戶體驗：在這個過程中導入用戶體驗的知識，讓學生帶來不同品牌的電磁爐和烹飪食材，自我體驗。在實際使用和操作過程中，學生能夠產(chǎn)生很多的使用體會，從而獲得源自設計者自身的體驗信息。這區(qū)別于單純的依靠第三方使用者的使用體驗，設計者自身的體驗能為后期的設計方案提供更合理的思路和解決方案。用戶體驗階段也是此次課程項目中的重點和創(chuàng)新之處，能夠讓課堂活躍起來，增加學生的學習興趣。

2）第二階段：分析調(diào)研數(shù)據(jù)，擬寫調(diào)研報告書。

調(diào)研報告書包括各項調(diào)研的總結(jié)，根據(jù)總結(jié)報告擬出設計定位和設計風格定位。該階段通過教師和設計公司設計師對學生的調(diào)研過程進行指導，從設計定位、消費用戶調(diào)研、使用環(huán)境調(diào)研等方面進行指導，設計公司負責該項目設計人員評審，對客觀統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，找到目標市場并定位產(chǎn)品方向。從目標消費人群、產(chǎn)品的工作原理、產(chǎn)品分類、外觀、色彩、結(jié)構(gòu)、材料、工藝等全方位的定位產(chǎn)品，確定設計創(chuàng)新思路。

調(diào)研報告擬寫內(nèi)容項包括：產(chǎn)品介紹（介紹，工作原理）、產(chǎn)品分析（分類，外觀，材料，結(jié)構(gòu)，人機）、市場分析、用戶研究、總結(jié)等。小組根據(jù)本組項目情況可適當增減組合。

3）第三階段：設計方案草圖階段。

對調(diào)研報告書的設計定位進行分析，得到具體的設計方向。學生根據(jù)目標消費人群、產(chǎn)品的工作原理、產(chǎn)品分類、外觀、色彩、結(jié)構(gòu)、材料、工藝等完成設計方案草圖。設計方案草圖是設計師零碎的設計概念最初的設計表現(xiàn)，可幫助設計師展開不同的設計思路，通過這些可能性概念，設計師逐步發(fā)展、淘汰一些設計，逐漸成熟自己的構(gòu)思，最終將它變成現(xiàn)實。設計師通過設計方案草圖實現(xiàn)與其他設計師、與客戶的有效溝通。

此階段根據(jù)客戶提出的設計需求，公司設計師對產(chǎn)品進行了設計思維發(fā)散，包括整體形態(tài)的創(chuàng)新、人機舒適度的研究、流行趨勢的分析等，得出初步草圖結(jié)果。通過本輪草圖提案，意在獲取客戶對草圖方案的尺寸、色彩、制造工藝、人機舒適度等方面的意見，進而做出下一步修改。細節(jié)部分的完善將在后續(xù)的設計中進行。

4）第四階段：2D線框圖和3D效果圖。

前期的設計方案草圖已經(jīng)很好的詮釋了設計目標，電腦輔助設計則是方案的數(shù)據(jù)化呈現(xiàn)方式。效果圖設計的主要功能為將平面圖紙三維化、仿真化，通過高仿真的制作，來檢查設計方案的細微瑕疵或進行項目方案修改的推敲。因此效果圖是設計表現(xiàn)的方法之一，明確這個基本功能后該階段在設計過程中要求完成以下能力目標：（1）能依據(jù)設計草圖創(chuàng)意設計繪制，實現(xiàn)產(chǎn)品局部與整體間的協(xié)調(diào)；（2）能合理布局三視圖，2D線框圖符合家用產(chǎn)品的人機工程需求；（3）能對2D線框圖進行修改細化，能依據(jù)2D線框圖建立3D模型；（4）能延續(xù)設計理念優(yōu)化3D模型，符合草圖設計創(chuàng)意；（5）能合理應用圖形語言的方法，對產(chǎn)品概念作直觀表達；（6）能按照設計要求合理賦予產(chǎn)品材質(zhì)和色彩；（7）能正確標注家用產(chǎn)品的尺寸、結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝；（8）能根據(jù)三維模型完成安防產(chǎn)品三視圖的輸出。

5）第五階段：項目答辯、細節(jié)調(diào)整。

以演講的方式完成產(chǎn)品設計項目效果圖展示，各小組分別陳述方案，由設計公司的設計總監(jiān)進行方案的可行性評估，項目小組間互評。該階段通過項目答辯的方式培養(yǎng)學生的語言表達能力、演講能力、設計項目的總結(jié)能力。由教師組織設計公司總監(jiān)進行現(xiàn)場答辯，每進行完一組后進行點評，最后課后再調(diào)整。

4 結(jié)論與建議

北京理工大學珠海學院設計與藝術(shù)學院的課程項目化教學改革獲得了全院上下的大力支持，為教學的順利實施打了基礎。同時，各教學部門、各教研室、輔導員等也對課程項目化教學改革的授課方式、授課內(nèi)容的變化給予了肯定并提出了中肯的意見。受益對象涉及到設計與藝術(shù)學院工業(yè)設計專業(yè)所有學生及相關(guān)教師，甚至可以為國內(nèi)其他相關(guān)院校研究機構(gòu)、相關(guān)課程體系及專業(yè)教師和學生提供學習的參考。

課程項目結(jié)束，學生通過實際項目的演練和設計進行總結(jié)，為今后針對家用電器項目的設計積累了專業(yè)基礎，提升了對家電行業(yè)的深入了解，并體驗了實踐項目設計的流程，從而極大的提高了學生對專業(yè)的信心和學習設計的興趣。

參考文獻

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[3]Karl T U，Steven D E.產(chǎn)品設計與開發(fā)[M].北京：高等教育出版社，2005.

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關(guān)鍵詞　課程設計　光電子學　教學　實踐

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

光電子學是光信息科學與技術(shù)專業(yè)一門理論與實踐并重的專業(yè)基礎課，是后續(xù)專業(yè)課程學習和畢業(yè)后從事光電類研究和開發(fā)重要基礎。圍繞“厚基礎、寬口徑、高素質(zhì)、強實踐、重創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)模式，除了開設光電技術(shù)實驗外，我們還開設了光電子學課程設計。與光電技術(shù)實驗相比，光電子學課程設計更能發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性，學生通過課程設計過程對教學內(nèi)容進行綜合應用，而且把已經(jīng)學過的激光技術(shù)、工程光學、物理光學、數(shù)字電子技術(shù)等相關(guān)課程的理論知識綜合應用于課程設計，加強了學生的綜合實踐訓練，知識應用能力明顯提高。

1 課程設計的教學組織及實施

1.1 課程設計題目的選定

課程設計一般教學時間較短（2周左右），在這么短的時間內(nèi)，如何有效培養(yǎng)學生將理論知識運用到實踐中去的能力是一個值得探討的問題。盡管學生對光電子學、激光技術(shù)、物理光學等相關(guān)課程的理論知識有所掌握，缺乏應用于實際的訓練，難以進行復雜的系統(tǒng)設計。因此，在突出課程重點內(nèi)容的基礎上將知識面適當拓寬，著重于學生基本技能的培養(yǎng)，設計的題目難易適中，不宜過大過于復雜，以便讓學生有一個循序漸近的學習過程。另一方面，課程設計在選題上應考慮到與當前應用領域和產(chǎn)業(yè)的充分結(jié)合。設計題目具有一定的實用價值，激發(fā)學生學習的主動性、積極性。為保證每個學生都有一定的工作量，達到訓練效果，根據(jù)學生人數(shù)擬定題目，每個題目最多三個學生。學生根據(jù)興趣自由選題，題目選定之后，根據(jù)設計題目的內(nèi)容和任務進行小組討論，明確個人分工，以便于進行考核與檢查。

1.2 課程設計的實施

根據(jù)課程設計題目的內(nèi)容和任務，學生通過文獻調(diào)研，運用相關(guān)理論知識對設計題目進行分析，經(jīng)過組內(nèi)討論，提出相應的設計方案，說明設計原理，對設計方案進行理論、仿真或?qū)嶒灥认嚓P(guān)分析，記錄相關(guān)實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)、遇到的問題以及解決方式等詳細資料，分析設計的可行性，對原來的設計方案進行優(yōu)化或更改。

1.3 課程設計的考核

課程設計的成績分為平時成績、設計報告和答辯三部分。平時成績主要考核學生出勤、進度、學習態(tài)度、資料占有量等總體表現(xiàn)，占總成績的20%。設計報告主要考核學生的設計報告，如設計原理的論述，方案的論證，結(jié)果的分析，書寫格式等方面，占總成績的60%。答辯主要考核學生掌握知識的準確程度、熟練程度、口頭表達能力，占總成績的20%。在評定成績時，我們還參照每個學生在小組內(nèi)的具體分工，根據(jù)承擔工作量的多少進行成績劃分。

2 目前存在的一些問題

我校光信息專業(yè)建設起步較晚，課程設計教學過程中還存在一些問題，需要借鑒其他院校的教學模式，結(jié)合自身特點進行教學改革。（1）課程設計是在理論課講授結(jié)束后進行的，兩者沒有有效地銜接；（2）課程設計題目是老師制定，沒有有效發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)新性；（3）制定更加詳細的評分標準，完善考核體系；（4）師資力量薄弱。

3 課程設計教學改革的一些舉措

3.1 加強專業(yè)課教學與課程設計的銜接

課程設計光電子學課程結(jié)束之后進行的，專業(yè)課教學與課程設計教學有意識地融合與銜接十分重要。在課堂理論知識教學過程中，廣泛收集資料，結(jié)合光電技術(shù)的實際范例詳細剖析光電子學基本原理的應用，使枯燥的專業(yè)課教學變成類似于“案例教學”，激發(fā)學生的學習興趣，還可以啟發(fā)和引導學生理論聯(lián)系實際。在專業(yè)課理論教學階段，把課程設計的題目、任務和設計要求等相關(guān)信息作為案例告訴學生，讓學生帶著問題去學習，加強理論教學與課程設計的聯(lián)系。因此，課程設計不再是兩周時間，而是貫穿于整個專業(yè)課學習階段，學生在課堂教學中對課程設計已經(jīng)具有初步的認識和準備，進入課程設計后，節(jié)省了課程設計時間，學生有更多的時間對設計題目進行思考，設計方案更加優(yōu)化，有利于學生創(chuàng)造性的發(fā)揮。

3.2 發(fā)揮學生的創(chuàng)新性，進行自主選題

課程設計具有很強的實踐性，是學生將理論應用于實踐的一次訓練。因此，在制定課程設計題目時應與實際應用相聯(lián)系。在教師制定課程設計的同時，可以組織學生根據(jù)自己的興趣愛好自主制定設計題目，鼓勵學生利用教材、文獻、專利等相關(guān)資料，進行獨立思考，拿出自己設想與方案。

3.3 完善考核體系

課程設計不同于專業(yè)課教學，強調(diào)的是學生的實踐能力。如何監(jiān)控教學過程，客觀反映學生的學習成果，成為教學質(zhì)量保障的重要問題。我們將課程設計的成績分為平時成績、設計報告和答辯三部分，并制定了相應的評分標準。學生需認真填寫考勤表，詳細記錄自己遇到的問題和解決過程，填寫小組討論記錄表，每個學生在課程設計期間的表現(xiàn)被如實記錄，盡可能消除個別學生完全不動手的情況，讓每組所有的學生都參與到課程設計中來。綜合設計題目之間的差異以及學生課程設計的學習過程對學生課程設計的成績進行評價。既激發(fā)了學生學習的積極性和主動性，又規(guī)范了教師的教學活動，有效保障了教學質(zhì)量。

3.4 加強師資團隊建設，增強課程設計的指導

教師指導是保障課程設計教學質(zhì)量，提高學生實踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在課程設計教學過程中，教師應起到組織、引導、檢查以及解決問題的作用。教師要及時掌握每組學生的課程設計狀況，參與小組討論，在鼓勵學生發(fā)揮主動性的同時，給予正確的引導，幫助他們解決疑難問題，以保證課程設計教學質(zhì)量。

4 結(jié)束語

光電子學課程設計是培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)。結(jié)合本校光信息科學與技術(shù)專業(yè)的教學體系現(xiàn)狀，我們對光電子學課程設計的組織模式進行了初步的改革與實踐。在課程設計中盡可能調(diào)動學生的主觀能動性，從課程設計的選題、設計內(nèi)容的實現(xiàn)與總結(jié)答辯，都由學生自己完成，取得了較好的實踐效果，提高了學生理論聯(lián)系實際的能力。但仍然存在一定問題，在今后的教學中還需不斷探討，進一步提高課程設計的質(zhì)量。

參考文獻

[1]　閆秋會,南曉紅等.課程設計教學模式的研究[J].西安建筑科技大學學報,2008(4):94-97.

篇7

為提高學生的實踐與綜合設計能力，結(jié)合CDIO教學理念，分析現(xiàn)有實時視景仿真綜合課程設計中存在的問題，提出對教學模式進行研究和改革的思路，并設計了完整的教學改革措施。從實踐效果來看，教學改革提高了學生的學習興趣，對培養(yǎng)學生的主動學習能力、實踐能力和工程素養(yǎng)有很好促進作用。

關(guān)鍵詞：

CDIO教學理念；教學改革；課程設計

1教學中存在的問題

視景仿真綜合課程設計是仿真科學與技術(shù)學科的本科生的一門專業(yè)課，視景仿真綜合課程設計教學效果的好壞直接影響到學生對圖形學與仿真課程組相關(guān)知識和技能的掌握。提高教學效果，增強學生的綜合實踐能力是教學改革的目標。在以往課程教學中，存在以下問題：①以往的教學安排是由指導教師詳細講解課程設計的要求和具體內(nèi)容，學生只是按部就班的完成課程設計，不利于發(fā)揮學生的自主創(chuàng)新能力；②部分學生存在學習目標不明確，對課程的重視程度不夠，課程設計過程中只是被動地接受知識，不能主動和有目的地學習；③綜合課程設計的時間集中在兩周內(nèi)完成，課程內(nèi)容較多，涉及面較廣，深入講解和指導困難；④考核方式單純采用大作業(yè)方式，以檢查編碼為主，忽視了對學生的查閱資料能力、規(guī)范設計能力和團隊協(xié)作能力等方面的考核，不能很好地反映學生理論和實踐學習效果。

2教學改革探討

自2000開始，美國麻省理工學院、瑞典查爾摩斯工業(yè)大學、瑞典皇家工學院和瑞典林雪平大學等四所高等學府在KnutandAliceWallenberg基金會資助下，通過共同探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育模式，并成立了CDIO國際合作組織［2］。CDIO是Conceive（構(gòu)思）、Design（設計）、Implement（實施）和Operate（運作）等英文的縮寫。它以產(chǎn)品從研發(fā)到運行的生命周期為載體，以產(chǎn)業(yè)需求為導向，教學內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結(jié)合，通過系統(tǒng)的產(chǎn)品設計讓學生能夠以主動的、實踐的、課程間有機聯(lián)系的方式進行學習，以培養(yǎng)適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合格工程人才［3］。針對實時視景仿真綜合課程設計在實際教學中存在的問題，將CDIO工程的教育理念應用到《實時視景仿真綜合課程設計》的教學實踐中，以實際需求、工程方法與學生的學習活動相結(jié)合，能夠有效地提高教學質(zhì)量。教學改革的思路為：根據(jù)該課程的教學大綱，對課程教學目標進行具體化和分類化，并轉(zhuǎn)換為學生的學習目標；以3－4個學生為一組，組成相應的課題小組，課題小組成員相互合作，共同完成工程項目；在項目執(zhí)行過程中，培養(yǎng)學生的團隊合作精神，系統(tǒng)地運用CDIO工程的理念進行構(gòu)思、設計、實現(xiàn)和運作，給予學生更多解決實際工程問題的機會，讓學生更加貼近市場和企業(yè)的需求。

3CDIO模式下教學改革的實施

3．1課程設計內(nèi)容的改革

綜合課程設計的內(nèi)容選擇是否得當，直接關(guān)系到課程的教學效果。以往的實時視景仿真綜合課程設計選題綜合考慮了計算機圖形學、實時仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實和視景仿真技術(shù)等課程的知識點與理論體系，符合培養(yǎng)方案的要求。由于沒有與實際需求結(jié)合，缺乏對學生綜合應用能力的訓練，學生解決實際問題的能力沒有得到提升，不能滿足市場對視景仿真人才的需求。因此，指導實時視景仿真綜合課程設計的教師在設計課題內(nèi)容時應與CDIO模式的教育理念緊密結(jié)合，以實際需求為導向，以培養(yǎng)學生的綜合應用能力作為根本，結(jié)合實際工程項目的設計制作過程，關(guān)注視景仿真領域的最新研究成果與方向，提高學生在綜合課程設計中主動性。根據(jù)以上思路，指導教師在設計綜合課程設計的題目和內(nèi)容時，主要從三個方面考慮：①走訪視景仿真領域的相關(guān)公司和企業(yè)，了解他們對人才的需求，從已有項目中提取一些具有工程實踐背景的設計題目，如虛擬裝配系統(tǒng)、數(shù)字沙盤系統(tǒng)及三維管線系統(tǒng)等；②結(jié)合指導教師及學院內(nèi)其他教師現(xiàn)有的縱向和橫向科研項目，從中提取部分內(nèi)容來擬定合適的課程設計題目，如數(shù)字地球、數(shù)字海洋及GPS軌跡可視化等；③結(jié)合視景仿真的研究熱點，與實際需求結(jié)合來擬定設計題目，如高精度全局光照、大規(guī)模場景實時繪制、基于GPU的實時渲染及實時碰撞檢測等。

3．2教學模式的改革

綜合課程設計應當充分體現(xiàn)綜合性、設計性及創(chuàng)新性。它并不是簡單地將幾門課程的實驗內(nèi)容組合在一起，而是強調(diào)對學生綜合應用能力的培養(yǎng)。這一點與CDIO模式的教學理念較為契合。在教學模式改革中，借鑒ACM程序設計大賽的模式，將學生分為多個興趣小組，以小組為單位進行選題、設計、編碼及答辯［4］。具體步驟如下：①將以往兩周內(nèi)集中完成的課程設計，改為貫穿整個學期，每周兩次課，每次3個學時。除了集中設計時間外，指導教師還需在每周指定1－2個下午為固定答疑時間；②在綜合課程設計開始的第一周，指導教師向?qū)W生介紹課程設計的目標、內(nèi)容及注意事項，并對設計過程中涉及的視景仿真引擎如OpenSceneGraph、osgEarth、osgOcean及Ogre等進行深入講解；③學生了解課程設計的題目和內(nèi)容后，按個人意愿自由組合，形成3－4人的設計小組。在與指導教師充分討論后，每個設計小組選擇一個設計題目，該步驟的時間跨度為2周；④在確定課程設計題目后，設計小組開始查閱資料，撰寫開題報告和需求分析報告，交由指導教師審閱并指導。該步驟的時間跨度為2周；⑤在完成需求分析報告的基礎上，完成系統(tǒng)方案的功能設計，并在指導教師的協(xié)助下，完成系統(tǒng)設計方案及詳細設計文檔。該步驟的時間跨度為3周；⑥根據(jù)系統(tǒng)設計方案和詳細設計文檔，設計小組根據(jù)選題，選擇OpenGL、Direct3D、Open－SceneGraph、或Ogre等圖形開發(fā)工具完成課程設計的編碼工作，初步形成工程系統(tǒng)。在開始編碼階段，指導教師需對編程風格和具體要求進行詳細地講解。該步驟的時間跨度為6周；⑦針對已完成的工程系統(tǒng)，設計小組編寫測試大綱，對系統(tǒng)進行測試，并對bug進行修正，最終形成完整的測試報告。該步驟的時間跨度為2周；⑧在綜合課程設計的最后一周，由指導教師組織課程設計答辯，對所有學生進行考核。在答辯過程中，學生需闡述個人在課程設計過程中所承擔的工作，課題的設計理念及實現(xiàn)過程，并現(xiàn)場回答教師的問題。在視景仿真綜合課程設計的實施過程中，充分利用CDIO模式的教學理念，采用做中學的教學方式去進行基本環(huán)節(jié)的全面訓練，讓學生能夠積極主動地學習，提高學生的綜合應用能力［5］。因為課程設計的時間跨度較長，指導老師有充足的時間對各個教學環(huán)節(jié)進行指導和監(jiān)督，使得整個課程設計符合軟件工程開發(fā)的流程，讓學生建立了以往教學模式中缺乏的工程價值觀。

3．3考核方式的改革

CDIO是為了培養(yǎng)全面發(fā)展的工程師，希望未來的工程師能夠在一個現(xiàn)代的、團隊合作的環(huán)境中，運用構(gòu)思一設計一實施一運作的策略來共同應對來自現(xiàn)代復雜的技術(shù)社會中工程要求的挑戰(zhàn)［6］。CDIO的一個核心信念是產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的建造能力必須在真實的工程實踐和解決問題的環(huán)境中取得［7］。因此，為盡可能與實際項目開發(fā)流程保持一致，克服單純以編碼為考核手段的片面性，綜合課程設計的最后成績也由4部分組成：設計成績、產(chǎn)品成績、團隊成績及答辯成績。（1）指導老師根據(jù)設計小組提交的文檔報告給出設計成績，其中文檔報告包括開題報告，需求分析報告、系統(tǒng)方案報告、詳細設計文檔、測試文檔及測試報告等。設計成績主要考察學生所查閱資料的豐富程度，設計方案的可行性與規(guī)范性，分析問題的深入程度及解決問題的具體效果等。（2）產(chǎn)品成績主要由設計小組提交的工程系統(tǒng)決定。重點考察學生是否按編程規(guī)范進行編碼，如代碼的整體結(jié)構(gòu)，命名空間的使用，變量、函數(shù)、類及接口的定義，指針的運用以及程序注釋的完備程度等。（3）團隊成績由同組同學給予，主要考核小組中每位同學在整體設計過程中所做的努力和貢獻。（4）答辯成績由課程設計的答辯小組教師集體給予。答辯是視景仿真綜合課程設計必不可少的環(huán)節(jié)，它對驗證整體課程設計教學效果起著重要作用。學生的答辯準備實質(zhì)上是對課程設計過程中所承擔工作的梳理與概括，有助學生進一步鞏固所用的知識?，F(xiàn)場答辯既能夠鍛煉學生的表述能力，又能夠提供一種有效的交流方式，使教師可以有效了解學生對知識點的掌握程度。在現(xiàn)場答辯時，指導教師還能夠?qū)φn程設計中存在的共性問題進行集中答疑，加深學生的印象。在課程設計結(jié)束后，指導教師應對設計過程的各個環(huán)節(jié)進行分析和總結(jié)，找到存在的問題，并給出相應的改進措施。通過這種方式，指導教師能夠從整體上把握教學效果，并能夠?qū)Σ蛔阒幉粩嗟貎?yōu)化和改進。教學實踐證明，課程改革取得了較好的成果，提高了學生的學習熱情，培養(yǎng)他們的主動學習能力和實踐能力，加強他們的工程素養(yǎng)。

作者：鄒華 單位：武漢大學計算機學院

參考文獻：

［1］王精業(yè)，楊學會，徐豪華．仿真科學與技術(shù)的學科發(fā)展現(xiàn)狀與學科理論體系［J］．科技導報，2007（12）．

［2］李錚，陳得寶，苗曙光，等．CDIO工程教育模式下綜合課程設計的教學改革［J］．淮北師范大學學報：自然科學版，2013（2）．

［3］王剛．CDIO工程教育模式的解讀與思考［J］．中國高教研究，2009（5）．

［4］陳娟．ACM程序設計競賽探討［J］．實驗科學與技術(shù)，2010（6）．

［5］凌丹，牟萍．在綜合課程設計中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力［J］．中國大學教育，2013（12）．

篇8

1課程設計選題

關(guān)于環(huán)境影響評價課程設計的選題，目前許多工科院校選擇了學校內(nèi)部或?qū)W校周邊企業(yè)做環(huán)境影響報告表，此類題目基本上能夠符合課程大綱對該教學環(huán)節(jié)的要求，使學生得到一定程度的設計訓練，但設計內(nèi)容未能突出行業(yè)特色。實際上，各行業(yè)環(huán)境影響評價的內(nèi)容和側(cè)重點有很大差別，因此課程設計的選題既要符合教學大綱的要求，來源于基礎理論，又要源于生產(chǎn)實際，突出行業(yè)特色，這樣才能調(diào)動學生課程設計的積極性，培養(yǎng)學生的行業(yè)認同感。依托中國石油大學(華東)的石油特色和學科優(yōu)勢，課程組將環(huán)境影響評價課程設計的題目定為“石油石化企業(yè)典型裝置工程分析專題”，該選題基于以下三點:第一，中國石油大學(華東)具有環(huán)境影響評價甲級資質(zhì)，課程組成員均為注冊環(huán)境影響評價工程師，均主持或參加過國家級或省級化工石化類項目環(huán)評，具有豐富的一線環(huán)評經(jīng)驗，有能力指導學生進行化工石化類項目的環(huán)評課程設計。第二，中國石油大學(華東)是一所石油石化特色鮮明的教育部直屬重點大學，學生在課程設計之前均修習過《石油工業(yè)與環(huán)境保護概論》、《石油加工概論》、《油田化學》等課程，并去青島煉化、齊魯石化等企業(yè)進行過認識實習和生產(chǎn)實習，具備石油石化方面的基礎知識。第三，石油石化企業(yè)設備繁多，流程復雜，敏感程度較高，編制環(huán)境影響報告書需要幾個月甚至更長的時間，而課程設計時間非常有限，僅為2周，因此若將課程設計題目設定得過大過深，會使學生不容易深入其中，只能停留在表面文字的整理上，這樣會降低學生設計的積極性，課程設計的效果也將大打折扣。由于工程分析是環(huán)境影響評價的基礎，是環(huán)評報告的核心，因此課程設計僅針對石油石化企業(yè)某套裝置進行工程分析，這樣學生通過課程設計，能夠熟悉石油石化企業(yè)裝置的特點，以及石油化工類項目工程分析的內(nèi)容和方法，能夠為今后從事環(huán)評工作打下良好的基礎。

2課程設計組織與實施

我校環(huán)境工程專業(yè)共有兩個班，課程設計分為四個大組，15人一組，每組由一名教師指導，承擔一套裝置的工程分析專題。課程組在已經(jīng)完成的石油石化項目的環(huán)境影響評價報告書中，選取了10套典型裝置的工程分析章節(jié)，經(jīng)統(tǒng)一整理后設計成標準題庫供課程設計使用。在課程設計開始之前，首先由指導教師進行石油石化類項目環(huán)評內(nèi)容及要點的講座，對即將進行設計的幾套裝置的主要特點進行簡單介紹，對課程設計中可能涉及的問題予以提醒和澄清，從而使學生們掌握石油石化項目環(huán)境影響評價工程分析專題的編制格式及要點，在設計過程中能夠做到有的放矢。然后由指導教師給學生發(fā)放相關(guān)裝置的可行性研究報告，并布置前期工作要求:(1)查閱相關(guān)法律法規(guī)、環(huán)評導則及標準，列出工程分析專題所需的各項內(nèi)容;(2)熟悉AutoCAD繪圖軟件的用法;參考裝置的可行性研究報告，熟悉裝置的工藝原理、工藝流程、污染源及污染物;(3)查閱石油石化裝置物料平衡、硫平衡、水平衡的計算方法;(4)查閱石油石化裝置涉及的污染治理措施。在設計過程中，各組每隔兩天進行一次集體討論和答疑，在討論過程中，指導教師應鼓勵學生把自己在課程設計中遇到的問題、解決的方法、收獲體會以及不完善之處及時進行總結(jié)，同時教師利用提問等方式，及時掌握學生的設計進展和存在的問題。最終上交的課程設計成果包括裝置的工程分析專題報告和應用AutoCAD軟件繪制的裝置工藝流程及污染源位置圖。工程分析專題報告的具體內(nèi)容包括:(1)裝置規(guī)模及組成;(2)原料及產(chǎn)品方案;(3)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析;(4)污染源源強分析與核算過程;(5)裝置平衡性分析(物料平衡、硫平衡和水平衡);(6)裝置的污染源、污染物及治理措施。

3課程設計過程中需要進一步完善的問題

3.1加強學生的讀圖能力和繪圖能力

裝置的可行性研究報告中給出的是裝置的工程設計工藝流程圖，而環(huán)評報告中需要的是裝置的工藝流程及污染源位置圖，重點關(guān)注工藝過程中產(chǎn)生污染物的具體部位、污染物的種類和數(shù)量。這就需要學生首先會讀圖，把工程設計工藝流程圖中的設備及物料進出情況摸清，然后將流程進行相應簡化，突出污染源分布情況，同時要保證流程的完整性，最后應用AutoCAD軟件完成裝置的工藝流程及污染源位置圖。在課程設計過程中發(fā)現(xiàn)，有些同學在讀圖方面存在一定困難，而有些同學對AutoCAD繪圖軟件操作不熟練，繪圖速度較慢。因此需要加強對學生讀圖能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)學生的空間想象力，使學生具有較強的構(gòu)思草圖的能力，同時應指導學生掌握AutoCAD軟件繪圖的基礎知識，這樣才能保證課程設計的質(zhì)量和效率。

3.2培養(yǎng)學生查閱文獻的能力和創(chuàng)新的能力

學生查閱文獻的過程中，不僅要高質(zhì)量地完成老師布置的任務，還應拓展與課程設計相關(guān)的知識面，提高自身的綜合素質(zhì)，這不僅需要學生自己的努力，也需要指導教師的配合。教師應引導學生積極查閱資料和復習有關(guān)教科書，學會正確使用標準和規(guī)范，強化學生的工程實踐能力。設計過程中鼓勵學生多做深層次思考，綜合考慮環(huán)保性、經(jīng)濟性和實用性，強化學生綜合和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時，學生過于依賴互聯(lián)網(wǎng)，對信息的來源往往缺乏考證，指導教師應加強這方面的督導，要強調(diào)信息的權(quán)威性。

3.3保證課程設計成績評定的公平性

由于課程設計每組參與同學較多，指導老師有限，設計內(nèi)容相同，造成部分同學以逸待勞，提交的課程設計報告和繪圖存在抄襲現(xiàn)象。針對此問題，指導教師應合理分配學生的任務，保證任務的交叉性和獨特性;應完善課程管理，根據(jù)學生討論發(fā)言情況、文獻查閱情況等，加大平時成績所占比例，同時在課程設計完成后增加答辯環(huán)節(jié)，每組學生需要面向兩位以上指導教師組成的評審小組進行匯報和答辯，從而斷絕環(huán)評報告的抄襲現(xiàn)象，保證課程設計成績的公平性。

4結(jié)語

篇9

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理；課程設計；FPGA

中圖分類號：G434文獻標志碼：A文章編號：1673-8454（2017）24-0034-03

一、引言

數(shù)字信號處理課程是電子技術(shù)類、通信類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。目前我們對本科生開設的《數(shù)字信號處理》課程大多側(cè)重在理論技術(shù)方面，注重理論推導而忽略具體實現(xiàn)技術(shù)的介紹。結(jié)果導致學生在學習了數(shù)字信號處理課程之后并不能把所學的理論知識與實際的工程應用聯(lián)系起來。如果將現(xiàn)有的《數(shù)字信號處理》課程與FPGA技術(shù)相結(jié)合，以已有的理論為基礎，重點介紹數(shù)字信號處理實現(xiàn)平臺和一些具體可用的實現(xiàn)算法，可促進教員教學水平的提高及學員動手能力的加強和創(chuàng)新意識的養(yǎng)成[1-5]。

我校已設立了《數(shù)字信號處理課程設計》課程，為進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力，我們將FPGA引入到數(shù)字信號處理課程設計的實驗教學中，精選和優(yōu)化課程設計內(nèi)容，使數(shù)字信號處理課程設計更具科學性和實踐性。以Xilinx公司提供的集成開發(fā)工具ISE軟件和實驗室自研的基于Spartan3系列的FPGA多功能實驗箱，作為“數(shù)字信號處理課程設計”的軟、硬件平臺。在此平臺上，學生最終能完成從基礎實驗、典型應用到綜合設計的一系列教學實驗。通過近三屆學生的教學實踐，收到了良好的教學效果。

二、課程設計的目的與要求

本課程設計是《數(shù)字信號處理》課程的具體應用和實踐，是《數(shù)字信號處理》課程理論知識的綜合運用，其基本任務是著重提高學員在模/數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理、系統(tǒng)分析與綜合方面的實踐技能和科學作風，培養(yǎng)學員綜合利用理論知識解決實際問題的能力。

要求學員根據(jù)所學數(shù)字信號處理知識獨立設計完成基本任務，熟悉、掌握、熟練使用FPGA開發(fā)軟件，掌握模擬信號的數(shù)字化采集與產(chǎn)生、數(shù)字濾波和頻譜分析的基本原理，運用FPGA技術(shù)對數(shù)字信號處理系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析和綜合設計。

三、課程設計的內(nèi)容安排

本課程的教學內(nèi)容包括FPGA設計基礎、FPGA典型應用案例、綜合課程設計實驗三大部分內(nèi)容。

1.FPGA設計基礎

第一部分FPGA設計基礎介紹了可編程邏輯器件的編程器件工作原理、基本結(jié)構(gòu)和電路表示方法，現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設計方法，可編程邏輯器件的一般設計流程；FPGA的典型應用場合；主流的FPGA芯片廠家（如Xilinx和Altera等）及其市面代表產(chǎn)品；硬件描述語言基礎（VHDL和Verilog）；Xilinx的可編程邏輯器件設計工具ISE軟件，以及基于ISE的開發(fā)設計流程。

2.FPGA典型應用案例

選擇合適的典型應用案例是做好數(shù)字信號處理課程設計的關(guān)鍵所在。通過實際教學實踐，使學生利用FPGA工具開發(fā)軟件來掌握信號處理系統(tǒng)基本原理，以及數(shù)字信號處理的設計方法。同時利用配套的儀器和設備，在FPGA多功能實驗箱上完成數(shù)字信號處理的算法驗證與調(diào)試。

本實驗箱充分采用了模塊化設計思想，具有良好的擴展性和移植性。實驗箱由底板、FPGA核心板、雙路A/D模塊、雙路D/A模塊、IO模塊、面包括展板等組成。其中，F(xiàn)PGA核心板采用Xilinx公司的Spartan3系列FPGA芯片XC3S400-PQ208，門數(shù)容量為40萬門；A/D模塊搭載雙通道65MHz高速12位ADC，滿足高速高精度數(shù)據(jù)采集需求；D/A模塊搭載雙通道125MHz高速14位DAC，滿足高速高精度波形輸出需求；I/O模塊板配備了豐富的I/O設備，其中有12個LED燈、4*4矩陣鍵盤、撥碼開關(guān)、四位七段數(shù)碼管、液晶模塊（1602和12864）和蜂鳴器。

根據(jù)課程設計的目的與要求，在對多年教學實踐分析的基礎上，為學生提供了下列5個FPGA典型應用案例：①正弦信號發(fā)生器設計；②數(shù)字電壓表設計；③數(shù)字頻率計設計；④FIR濾波器設計；⑤簡易數(shù)字頻譜儀設計。這一部分內(nèi)容是本門課程設計的重點，是在課堂上教師重點講授的內(nèi)容。首先對工作原理進行分析，然后在FPGA多功能實驗箱上演示實驗結(jié)果，再打開ISE實驗例程進行程序講解，最后安排學生自己實做練習，復現(xiàn)實驗結(jié)果。

在以上典型應用案例中，不僅注重數(shù)字信號處理基本知識的理解和應用，而且強調(diào)知識的融匯貫通，重點加強學生對課程知識的綜合應用和實踐能力的培養(yǎng)。例如，正弦信號發(fā)生器設計實驗，注重運用直接數(shù)字頻率合成（DDS）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換（D/A）的實現(xiàn)方法；數(shù)字電壓表和數(shù)字頻率計設計實驗，注重運用模/數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）和數(shù)字化測量幅度、頻率的實現(xiàn)方法；FIR濾波器和簡易數(shù)字頻譜儀設計試驗，注重運用FIR數(shù)字濾波和FFT進行實際信號頻譜分析的實現(xiàn)方法。

3.綜合課程設計實驗

綜合課程設計實驗要求學生運用FPGA技術(shù)對數(shù)字信號處理系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析和綜合設計，完成數(shù)字信號處理課程設計報告總結(jié)，以及課程設計過程中的學習體會與收獲、對FPGA開發(fā)設計經(jīng)驗總結(jié)、本次課程設計的認識與建議。

具體實施時，教師布置4個可選的綜合設計實驗：①數(shù)字儲存示波器、②邏輯信號分析儀、③程控濾波器、④簡易數(shù)字信號傳輸性能分析儀。學生可以任選其中一題作為綜合課程設計實驗題目，要求學生運用FPGA技術(shù)對數(shù)字信號處理系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析和綜合設計，并在FPGA多功能實驗箱上完成整個系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。

下面是一組學生選擇第3題（程控濾波器）進行綜合課程設計的部分實驗結(jié)果。其中設計了一個截止頻率為10KHz高通濾波器，先用Matalbfdatool濾波器設計軟件進行FIR線性濾波器的系數(shù)設計[6-7]（如圖1所示），然后導入到MATLAB工作空間進行相應的操作，并保存為FPGAIP核所需的.coe文件，再在ISE工程中將.coe文件導入到FIRIP核中，并編譯下載至FPGA多功能實驗箱上觀察輸出結(jié)果。截止頻率10KHz高通濾波器輸出結(jié)果（10KHz輸入）如圖2所示，截止頻率10KHz高通濾波器輸出結(jié)果（8KHz輸入）如圖3所示。

四、教學模式和方法的選擇

1.以學生為主體，采用啟發(fā)式教學

“數(shù)字信號處理課程設計”教學的基本模式是采用多媒體課件進行部分精講，伴以大量的自學、討論和實踐。在以啟發(fā)式為基本方法的前提下，針對本課程的特點，采用了以下三種方法。一是對比分析法。不同F(xiàn)PGA在芯片結(jié)構(gòu)、外圍接口、程序開發(fā)以及功能上都有可比之處，通過對比教學，可以加深印象提高教學效果，讓學員更好的理解所講述的內(nèi)容。二是系統(tǒng)分析法。一個完整的FPGA系統(tǒng)是一個完備的系統(tǒng)。在介紹各種不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設計時，還必須從硬件和軟件兩個角度統(tǒng)一闡述，使學員明白為什么采用該型號芯片、為什么采用該軟件結(jié)構(gòu)等，從而更深入的理解數(shù)字信號處理的硬件實現(xiàn)的本質(zhì)。三是典型分析法。FPGA系統(tǒng)多種多樣，適當?shù)倪x取幾種典型的系統(tǒng)進行詳細分析，由淺入深，由表及里，使學員不但能熟練的掌握和分析各種FPGA系統(tǒng)，還能學會自己設計或構(gòu)造具有特定意義的數(shù)字信號處理系統(tǒng)。

2.豐富的多媒體教學手段

針對數(shù)字信號處理課程設計中一些內(nèi)容比較抽象難以理解，教師用傳統(tǒng)的教學手段很難講解清楚，某些規(guī)律學習者難以捕捉，同時有許多設計的概念需要通過實驗驗證來加以闡述，例如，在講解濾波器設計過程時，雖然在理論上說明了設計過程的步驟和方法，但是，實際濾波的應用具體是怎樣，需要通過實驗來加以驗證。因此在教學中，可發(fā)揮多媒體的強大的輔助教學功能，使得抽象的或難以進行傳統(tǒng)教學的內(nèi)容能形象直觀生動地再現(xiàn)出來，實現(xiàn)教學由難化易，由繁化簡，激發(fā)學生學習興趣。

在課堂教學中可以引入Matlab仿真和FPGA技術(shù)演示，可以加深學生對基本概念、理論的理解，可以使抽象的內(nèi)容生動、直觀，從而提高學生的學習興趣，事半功倍；同時將視頻、動畫制作在課堂講解中，利用動畫與視頻產(chǎn)生的動態(tài)效應，將深奧難懂的理論問題轉(zhuǎn)換成直觀、動態(tài)的視頻或動畫，這樣不但增加了知識的趣味性，而且增加了知識的連貫性。對教師來說，能夠通過動畫與視頻將知識點更好、更直觀的表現(xiàn)出來，學生也可以在學習過程中對自己的抽象思維進行驗證。

3.分組協(xié)作共同完成

具體實現(xiàn)來說，可以將學生分組（3～4人一組），每組重點準備一個可選的綜合設計實驗。教師引領學生對項目進行任務分解、剖析與本課程設計相關(guān)的內(nèi)容。學生按照實驗小組討論方案設計、任務分解、搜集資料、項目制作、調(diào)試測試、撰寫報告的一般項目研發(fā)過程進行綜合性實驗。整個綜合性實驗以一個項目研發(fā)的形式進行組織，不但能加深學生對理論知識的理解，而且能夠極大提高學生的科研素質(zhì)。全組同學既要獨立思考又要集體討論，鼓勵學生設計出不同的方案。采用這種方式，可以極大調(diào)動學生的積極性，同時增強同學之間的團隊合作。

4.課程設計考核方式

建立完善合理的考核制度無疑可以有效的對學生形成正確的引導，考核方式應該以考核學員能力為主要目的。數(shù)字信號處理課程設計考核成績根據(jù)學生的實驗報告和實際操作情況進行綜合評分?？己藘?nèi)容包括：設計方案是否合理，編程、調(diào)試和測試數(shù)據(jù)是否正確，設計指標是否完成，撰寫報告是否格式規(guī)范和條理清楚等方面。按100分考核，最后評定為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級。

五、結(jié)束語

通過《數(shù)字信號處理課程設計》課程的學習，培養(yǎng)學員綜合數(shù)字信號處理方面的理論知識，解決模/數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理、系統(tǒng)分析與綜合方面常見實際問題的能力。基于FPGA硬件實驗平臺，學生通過查閱參考資料、設計實驗方案，分組討論、分析解決問題，最終完成設計課題，初步掌握工程設計方法和組織實踐的基本技能，逐漸熟悉開展科學實踐的程序和辦法，為將來從事和逐步適應日新月異發(fā)展的系統(tǒng)科學提供一定的適應能力與基礎。

參考文獻： 

[1]李永全.數(shù)字信號處理課程設計的改革與探索[J].實驗科學與技術(shù)，2008，6（3）：101-103. 

[2]羅倩.數(shù)字信號處理課程設計中創(chuàng)新性實踐探索[J].教育教學論壇，2016，6（11）：145-146. 

[3]劉翠響，王寶珠，王霞.信號處理綜合課程設計的教學改革與嘗試[J].中國電力教育，2009，32（8）：140-141. 

[4]朱金秀，張卓，朱昌平.《數(shù)字信號處理》課程實驗教學研究與實踐[J].實驗室研究與探索， 2008，27（5）：96-97. 

[5]楊莉，施國勇.基于FPGA的數(shù)字信號處理課程設計[J].電氣電子教學學報，2010，32（4）：77-78. 

[6]蔣小燕.《VHDL語言及FPGA設計》與《數(shù)字信號處理》課程實驗教學融合研究[J].軟件導刊， 2015，14（7）： 215-216. 

篇10

語音信號的抽樣和重構(gòu)，在理論方面涉及到濾波器的設計和抽樣定理［2，3］，實踐方面涉及到濾波器和抽樣定理的具體實現(xiàn)，還包含模擬電路和數(shù)字電路的基礎知識，是理論和實際緊密結(jié)合的。因此，將其作為電子課程設計的題目，可以使學生充分鞏固和加深理解基礎核心課程的知識，提高自學能力和解決實際問題的能力。本文將其作為“電子線路課程設計”的教學平臺進行構(gòu)建的。

1語言信號抽樣和重構(gòu)系統(tǒng)設計

語音信號的抽樣與重構(gòu)系統(tǒng)是對經(jīng)過抗混疊濾波后的語音信號進行8kHz自然抽樣，然后把抽樣信號進行重構(gòu)，恢復出原信號，并將信號通過揚聲器輸出。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，包括電源電路、語音信號的輸入電路、抽樣時鐘產(chǎn)生電路、信號抽樣電路、信號重構(gòu)電路和功率放大電路等。

1)電源電路電源電路可以提供±12V和±5V的直流電源。實現(xiàn)方法是將220V交流電經(jīng)過變壓器和整流橋變成+15V和－15V的直流電［1，2］。先將+15VDC輸入到模塊LM7812和LM7805，轉(zhuǎn)變成為+12VDC和+5VDC輸出;而將－15VDC輸入到LM7912和LM7905，轉(zhuǎn)變成－12VDC和－5VDC輸出。

2)語音信號的輸入電路語音信號的輸入電路包括語音信號的采集和抗混疊濾波。根據(jù)奈奎斯特抽樣定理，設計的抽樣頻率為8kHz。為避免頻譜混疊，對信號要進行抗混疊濾波［4］。因此，將語音信號通過麥克風轉(zhuǎn)換為電信號后，對信號進行放大和濾波。低通濾波器的參數(shù)如下:截止頻率為3400Hz、通帶衰減3dB、阻帶衰減40dB，用濾波器設計軟件Filterlab進行設計［5］。

3)抽樣時鐘產(chǎn)生電路抽樣時鐘產(chǎn)生電路的功能是產(chǎn)生8kHz的雙極性方波信號。通過參數(shù)設計，芯片NE555可以用來產(chǎn)生頻率和占空比可變的單極性方波信號。但后續(xù)抽樣電路需要的是雙極性的方波信號，故還需進行極性轉(zhuǎn)換，可以采用運算放大器實現(xiàn)。

4)信號抽樣電路信號抽樣電路的功能是對語音信號進行自然抽樣，可以使用四通道雙向模擬開關(guān)芯片CD4066實現(xiàn)。雙極性方波信號接到控制端，控制模擬開關(guān)的通斷控制音頻信號的通過，達到抽樣目的。

5)抽樣重構(gòu)電路抽樣后信號的重構(gòu)過程，就是一個內(nèi)插過程，是通過低通濾波器實現(xiàn)的。這里的濾波器參數(shù)與抗混疊濾波器參數(shù)相同。

6)功率放大電路功率放大電路的功能是對重構(gòu)后信號進行功率放大，驅(qū)動揚聲器，核心芯片為LM386。

2課程設計流程安排及要求

第一階段:教師講解設計的整體功能及系統(tǒng)劃分，學生初步了解整個設計的組成和結(jié)構(gòu)。同時完成學生的分組，二人一組自愿組合，第二階段:學生根據(jù)設計內(nèi)容，查找相關(guān)資料，獨立完成電路設計。利用Multisim對各單元電路進行仿真，完成設計報告。設計報告內(nèi)容包括系統(tǒng)概述、單元電路設計、分析和仿真［6］。其設計任務包括:①介紹系統(tǒng)設計的思路與總體方案;②介紹單元電路參數(shù)的選擇和計算;③給出仿真電路圖和仿真結(jié)果;④給出工作分工和元器件明細表;⑤給出引用的參考文獻。第三階段:焊接之前，要求學生畫出布局布線圖，包括元器件在實驗板上的擺放和排列、器件所有管腳之間的連接以及電源和地的安排等。布局布線圖完成后便進行電路的焊接和調(diào)試，最后完成總結(jié)報告?？偨Y(jié)報告包括:①系統(tǒng)功能描述;②各單元電路的調(diào)試和實際改進的電路圖;③系統(tǒng)測試結(jié)果，給出重要測試點的實測波形;④課程收獲和建議。