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畢業設計中計算機應用能力培養的研究論文
本文闡述了在非計算機專業畢業設計中，將畢業設計與計算機編程、輔助設計及多媒體設計有機結合，通過合理地選題、前期準備工作、改進畢業設計指導方法等措施，取得了較好的成效。既鍛煉了學生運用專業知識分析問題與解決問題的能力，又提高了學生在本專業畢業設計中的計算機應用能力。
提高非計算機專業學生的計算機應用能力，除了改革現在的計算機教學模式，更關鍵的一步就是加強實踐性教學中的一個重要環節：畢業設計。它是高校教學工作中十分重要的環節，隨著時代的發展，對高校畢業生的要求越來越高，畢業設計的內容也在不斷地充實和更新。在計算機應用日益普及的今天，計算機應用已成為畢業設計的組成部分。
1 非計算機專業計算機課程教學目標和課程體系
國家教育部對于高校非計算機專業學生的計算機教育提出了明確的目標[1] ：使學生掌握計算機軟、硬件技術的基本知識，培養學生在本專業與相關領域中的計算機應用開發能力，培養學生利用計算機分析問題、解決問題的意識，提高學生的計算機文化素質。為達到國家教育部確立的基本目標，除常規的計算機教學之外，在畢業設計中加強計算機應用，有利于培養學生在本專業領域中的計算機應用開發能力，有利于提高畢業生的綜合素質。
為了提高學生掌握計算機應用的技能，從專業應用和學生的實際情況出發，非計算機專業課程體系基本上可以分為必修課和選修課。必修課具體分三類課程：計算機文化基礎、計算機語言、本專業領域相關的應用軟件。意圖在于形成非計算機專業學生計算機知識技術的公共基礎和專業領域的應用基礎。選修課開設流行軟件知識和使用，以擴大和延伸學生計算機知識及技術的應用能力空間，并跟隨計算機應用軟件的潮流。開設的必修課和選修課為非計算機專業學生在畢業設計中應用計算機進行本專業領域的開發設計工作奠定了良好的基礎。
2 畢業設計中計算機應用存在的主要問題
由于多方面的原因，在畢業設計中應用計算機進行輔助設計的做法目前還很不平衡，在畢業設計中應用計算機的方式存在一些問題。
2.1 只注重專業知識綜合運用而將計算機應用簡單化
畢業設計以專業知識綜合運用為主，而計算機的應用僅是圖表文檔處理等。這種畢業設計雖然使學生在專業知識綜合運用方面得到了較好的鍛煉，但由于計算機應用與專業實踐的結合程度低，學生在這方面收獲不大，不利于提高學生在本專業領域中的計算機應用開發能力。盡管學生經過四年的本科學習掌握了一定的計算機應用能力，但這種應用能力沒有或很少與實踐相結合，未能在與專業實踐相結合的應用中得到深化、拓寬和提高，一旦學生走上專業工作崗位仍需要一個再學習、再提高的過程，這勢必延長其進入“角色”的時間。
2.2 過分強調計算機的應用而忽視專業知識綜合運用
畢業設計的選題、設計內容、時間安排、設計成果等，都是以計算機應用技術的實踐為主，而專業知識的綜合運用所占的比重較低，且計算機應用技術與專業知識的結合也屬于淺層次的。如以計算機為手段對專業知識進行一般性的介紹，包括圖片顯示、多媒體演示等，沒有涉及所學專業的結構設計、計算等深層次的問題，這種畢業設計從形式到內容更像是計算機在某一方面的應用技能訓練。由于沒有得到專業知識綜合運用的實踐鍛煉，學生運用專業知識解決實際工程問題的能力并沒有得到實質性的提高。
以上兩種畢業設計方式都存在片面性：前者沿用多年一貫的傳統畢業設計形式，與計算機應用結合不夠，不利于學生全面提高工作能力;后者喧賓奪主，把專業知識的綜合運用簡單化，偏離了畢業設計的初衷。究其原因，都是未能把握好在畢業設計中專業知識的綜合運用與計算機應用技能相結合的尺度。我們認為，要提高畢業設計的效果，達到畢業設計的基本目的，體現時代賦予畢業設計的新內涵，必須做到畢業設計與計算機應用有機結合，必須堅持以綜合運用專業知識為主，同時強化計算機應用技能培養的原則。
3 綜合運用專業知識，緊密配合計算機應用進行畢業設計
基于對畢業設計中把握計算機應用尺度的認識，我們在非計算機專業學生畢業設計教學實踐中進行了嘗試，并取得了一定的成效。為了搞好畢業設計，做到畢業設計與計算機應用有機結合，我們圍繞畢業設計的主題，積極尋找設計內容與計算機應用的結合點，把握計算機應用在畢業設計中的尺度。在指導學生畢業設計過程中我們做了以下幾方面的工作：
3.1 科學選題
畢業設計的課題應能使本專業所學的理論知識進一步深化，換句話說，設計應盡可能包括多門專業基礎課和專業課的綜合運用。并且緊密結合計算機應用，有利于學生的全面訓練。在去年我校的應用電子專業畢業設計中，從以綜合運用專業知識為主，同時強化計算機應用技能培養的目標出發，結合應用電子專業的特點，此次畢業設計將本專業的實際問題的應用設計與計算機應用有機地結合在一起，把計算機應用作為設計內容的組成部分。為此，我們從應用實例中抽選出多個設計題目，經過篩選，最終確定畢業設計的題目是“傳感器探頭及信號轉換電路設計”。設計的目的在于讓學生綜合運用所學的專業知識，根據自動檢測技術課程中所學的傳感器原理和綜合電路知識，在計算機的輔助下完成傳感器探頭及信號轉換電路設計、調試工作。從而達到培養和提高學生綜合能力和產品開發意識之目的。該設計內容充實，專業知識覆蓋面寬，且涉及基于Multisim 2001仿真軟件和EDA(Electronic Design Automation即“電子設計自動化”)設計工具Protel-Nexar 2004的使用。
3.2 做好前期準備工作
考慮到畢業設計的需要，我們根據學生對Protel和Multisim這兩個應用軟件掌握的程度，在畢業設計之前，利用課余時間有針對性地舉辦了應用軟件短期輔導班。在通過教師畢業設計前的輔導，同學上機操作練習，熟練掌握這兩個應用軟件的操作技能。該學習班深受同學歡迎，大家對學習應用軟件表現出很高的熱情。該學習班的舉辦對畢業設計起到了很好的促進作用，參加學習的同學在畢業設計中表現突出，他們不僅利用應用軟件出色地完成了設計任務而且還影響其他同學，起到了傳、幫、帶的作用。
3.3 指導方法的改進
本次畢業設計任務較重，若在有限的畢業設計時間內(共12周)完成全部設計任務，并開模、組裝與調試，顯然不現實。因此，我們在畢業設計中突出重點，注重設計思路、設計框架的完整性，對某些細節問題或重復性的設計計算內容不作要求。具體做法是把電路原理圖設計、元器件技術參數的計算、位號設計、印制版電路圖和組裝平面圖等作為重點內容，而氣敏、熱敏、光敏、濕敏、壓敏探頭的選擇和開模與制作等省略，從而節省了時間，確保計算機應用的可能性。
4 計算機應用在畢業設計中的主要體現
4.1 編程計算元器件技術參數可視化
設計當中所需要元器件種類和數目相當多，元器件技術參數的計算復雜，計算量大、重復計算多，用常規的計算方法耗費大量時間，且計算累積誤差較大。利用VB語言按照理論要求編程計算設計當中所有需要元器件的參數，通過編程計算節省了時間，提高了計算精度，對計算結果的可視化處理更為形象直觀。
4.2 計算機輔助設計
Multisim 2001仿真軟件和Protel是應用電子專業的常用應用軟件。根據大學生的計算機能力結構和應用電子專業學生的一般特點，考慮計算機技術在電子電氣領域的現實狀況，目前應用電子專業學生(本、專科)的計算機知識和能力培養的層次，側重在“使用”計算機和“運用”計算機的能力層次上的培養[2]。因此我們要求全體同學都熟練掌握這兩個軟件的使用。設計中用Multisim 2001仿真軟件進行電路原理圖設計及計算機仿真實驗。對于Protel計算機輔助設計軟件，學生們有一定基礎，通過畢業設計實踐，使大家進一步熟悉 Protel的基本繪制電路圖命令，并能操作繪圖儀等設備，提高運用EDA工具Protel進行電路板圖設計的能力，滿足今后從事工程設計的需要。
4.3 多媒體科研匯報、設計原理和設計說明書演示
PowerPoint軟件較易掌握，設計組的同學都采用了PowerPoint幻燈片進行設計成果匯報。畢業答辯時，計算機演示與口頭陳述相結合，生動形象，效果好，使學生體會到了計算機技術在科研匯報中應用的優越性。一些掌握了多媒體軟件應用的同學還將畢業設計中較抽象的設計原理：非電信號轉換成電信號原理、信號的探測和轉換，運用二維動畫軟件flash轉化為直觀新穎的動畫，以增強設計的效果。同時將文字和插圖等多媒體信息做成具有超鏈接功能的說明文檔，使得評閱者對畢業設計說明書的查閱變得有趣生動。
5 畢業設計效果分析
從畢業設計的實踐來看，此次畢業設計選題、定位適宜，時間安排合理，畢業設計和計算機的應用既相互滲透，又彼此獨立;既突出了畢業設計的主題，又充分體現了計算機的應用，達到了預期的目的。在教師和學生的共同努力下，經過12周緊張有序的工作，學生如期完成設計任務。畢業答辯時，每人提交的成果設計說明書、電路設計圖、元件清單和具有計算功能的程序以及多媒體幻燈片報告，經考核評比，該設計組獲校優秀畢業設計組。通過畢業設計，學生不僅掌握了傳感器探頭及信號轉換電路設計的基本程序和方法，鍛煉了運用專業知識獨立分析和解決實際問題的能力，同時在設計中應用計算機的技能得到了提高，為今后從事實際工作奠定了良好的基礎。
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