
【个人简介】
姜威,信息科学与工程学院教授,主要研究领域为信息处理、数字图像处理、多媒体通信技术。从教三十多年来,一直从事本科和研究生的教学工作,自1998年开始至今,连续21年从事大学生电子设计创新实践教学与电子设计竞赛指导工作。还担任山东省大学生电子设计竞赛专家组组长,国家大学生电子设计竞赛专家组成员。曾获山东省教学成果一等奖、二等奖各一项,省级实验教学成果三等奖一项,山东省精品课程一门。
【个人事迹】
一、在培养学生科技创新能力方面
1、课程体系与教学方法的改革
传统的电子信息类专业教学内容重理论,轻实践;重分析,轻综合。按传统教学方法培养的学生,在参加电子设计竞赛时,就出现了一些问题。例如:理论设计正确,却不知如何合理的实现;单元电路正确,系统调试时不知所措;个人能力很强,却各自为政,相互间的合作关系处理不当等。这主要是因为电子设计竞赛既不是单纯的理论设计,也不是单纯的实验竞赛,而是由一个参赛队共同设计、制作完成一个有特定实用要求题目的竞赛。它既强调理论设计,又强调系统实现;它既考核了学生综合运用所学专业基础知识的能力,又注重考察学生的创新能力;题目涉及的内容是一个课程群而非单一的一门课程。因此竞赛的形式和内容符合面向21世纪人才培养的目标和需求,是对传统教学方法的挑战,如不改变传统的教学方法和教学内容,建立一个新的课程体系,就无法满足现代社会对电子信息类专业的要求。
通过认真分析历届竞赛题目,可以看出竞赛题目的特点是:实用性强、综合性强、难度大、工作量也大。所涉及的主要课程有:低频电路、数字电路、微机原理、单片机原理、电子测量等。实验中所需要的器件有:分立器件、集成电路、大规模集成电路、可编程逻辑器件、数字信号处理芯片等。设计思想除采用传统的设计方法外,还鼓励使用现代电子设计软件进行设计,例如,ISP在系统可编程系统等。不难看出,电子设计竞赛试题既反映了当前电子技术的应用情况,又引导各高校的教学指导思想应是:注重培养学生的理论联系实际、工程实践和设计创新的能力。
鉴于上述情况,姜威老师早在1999年就面向全校开设了《电子设计基础》选修课,课程为2学分,讲课加实验共计80学时,做实验采用的形式与参加电子设计竞赛的形式相同,即3人一组,在做实验过程中,三人分工协作,共同完成某项实验内容。该选修课以实验教学为主,以课堂教学为辅,是目前正常教学的补充(是在课程体系改革未做大调整情况下的一种折衷方法)。通过开设此课程使学生能够将以前所学过的模拟电路、数字电路、微机原理、单片机原理等课程进行有机的结合,学会合理使用各种仪器设备,学会各种应用软件的使用,最终达到较系统地掌握电子系统设计过程的资料查找、方案论证、电路设计、电路实现、安装调试、系统测试、总结报告、文档整理等全过程。并为参加各类竞赛(例如电子设计竞赛、挑战杯等)选拔和储备人才。
2、课程内容的更新和扩展
以姜威老师现在正在开设的《电子系统设计与实践》课程为例。课程内容选取的指导思想是以理论为前提,以应用为主导,加强基础,更新内容,拓宽知识面。课程内容主要分理论和实验两大部分,并以实验为主。
以学院和德州仪器半导体技术有限公司(简称TI公司)组建的联合实验室为契机,在教学内容上增加MSP430单片机,拓宽知识面,对不同种类单片机的结构、功能有所了解,让学生能跟上国际集成电路(以单片机为例)的最新发展情况。弥补教学内容陈旧,解决课程前瞻性不足的问题。并充分利用TI公司提供的资源,达到培养提高学生动手能力、创新能力的目的。
课程目标是要求学生掌握实验技能所必需具备的知识。主要有:
1)学好本专业相关课程是做好实验的基础,但是只具备理论是不可能好实验的,这就要求同学学会正确、合理的使用仪器设备,在做实验时还要掌握正确选用实验所需要的仪器设备。
2)学会如何查找芯片资料,通过阅读芯片资料,学会正确、合理的使用。
3)学会各种文字编辑软件的使用,强化文字组织能力,能书写出规范的、科学的、严谨的实验报告。
4)学习PROTEL软件的使用,使学生学会画电路原理图,学会设计印刷电路板。
5)增加MSP430单片机的学习和设计。在电路设计中,尽量采用先进的器件,使设计简捷、快速,提高性价比是目前的发展方向。
6)了解各种传感器的原理、性能和正确使用。从实用角度讲这是必需掌握的,从参加电子竞赛角度看,每年都有用到此类器件的题目。
3、实验内容的扩充
在实验教学指导思想方面,姜威老师进行了下面的改革:① 树立全新的实验教学观念;② 构建完善合理的实验教学体系;③ 因材施教培养创新能力;④ 开放式实验教学;⑤ 组建综合性实验教学环境;⑥ 系列化的课外创新活动。
为了达到新教学指导思想的要求,丰富现有的实验平台,主要有以下三个层次:
1)基础应用层次的实验
作这类实验要求学生已经学过模拟电路、数字电路、单片机原理等课程,在此基础上还要求进一步熟悉MSP430单片机的工作原理,从实用角度掌握以MSP430为主的硬件电路设计和相应的软件编程思想。在此基础上,再完成单元电路实验。
具体要做的单元电路主要有:键盘电路模块、LED显示模块、LCD显示模块、时钟模块、A/D、D/A模块、滤波电路模块、前置放大模块、功率放大模块、精密测量模块、看门狗电路模块、掉电保护模块、RAM扩展模块、总线扩展模块、直流稳压电源等单元电路。
2)综合设计层次的试验
通过基础应用层次的实验后,学生已初步掌握了实验的基本技能,接下来工作就是做综合实验,利用已做过的单元电路,通过有效的连接即可实现一个复杂的电路系统设计。
例如选用单元电路中的A/D、D/A、滤波电路、前置放大、功率放大、RAM扩展、总线扩展、直流稳压电源等模块,就可完全实现数字化语音存储与回放系统(第四届全国电子设计竞赛题)。通过系统实验,可强化学生综合运用所学专业知识的能力,提高调试复杂电路的能力。
3)自主设计创新层次的试验
实验题目由同学自己定,只提供一定数量、种类的集成电路芯片,但要求同学的设计方案应具有一定的新颖性、创新性和实用性。充分发挥学生自身的想象力、创造力和主观能动性,来设计出各种各样的题目和试验内容。实验完成后,要求同学写出科学的、严谨的总结报告,具体内容有:查找资料,设计电路(在电路设计中,要求尽可能采用新技术、新器件),方案论证,分析计算,设计并画出具体的电路原理图和PCB电路板图,实验调试过程中的一些心得体会,实验结果的讨论,找出不足之处,并提出改进意见和方案,最终完成一件有实用价值的作品。通过自主创新实验,大大提高了同学们的发明创造能力、科学研究能力、新技术、新器件应用的能力,激发起同学们创新热情。
有一个学生通过自主实验,设计出了音乐婴儿车,现已申请了实用发明专利。
4)设计完成具有2次开发功能的实验电路套板
主要是由具有二次开发能力的实验主板以及一些具有单元电路功能的模块组成,开发目的有两个:
(1)学生做实验时,根据已掌握的知识将主板与相应的模块通过有效的连接,再通过必要的软件编程,即可实现不同功能的系统实验。必须指出,在完成较大规模的系统实验时,应充分利用PC机的强大功能,以便能更加方便快捷地完成实验内容。同时,也使实验手段更加先进。
(2)由于全国大学生电子设计竞赛时间短,竞赛题难度大、内容多。若不事先做一些准备工作,很难在规定的时间内完成比赛任务。当然所设计的具有二次开发能力的套板是不违反竞赛规定的。
5)在做实验形式上作了一点改革
具体内容是,对学生做实验不采取包办代替的方法,整个试验过程(包括查阅资料,方案论证,具体电路的设计以及制作、调试、修改完善电路设计的方法和技巧,选择完成本实验所必需的仪器设备,搭好实验平台,正确使用各种仪器设备,直至达到实验设计要求为止。)完全由学生独立完成,教师的职责只是在学生做实验的过程中仅仅给予一些必要的指导。
经过上述实验内容的改革,增大了学生对实验内容的选择余地,提高了学生做实验的兴趣,达到了重视实验教学的目的。
6)指导学生参加大学生电子设计竞赛
自1998年以来,已连续21年从事大学生电子设计竞赛创新实践教学与电子设计竞赛组织、指导工作。取得了较好的成绩,也获取了一些荣誉。主要有以下几点:
指导学生参加大学生电子设计竞赛累计获得国家一、二等奖23项,获山东省一等奖63项,省二等奖51项,省三等奖11项。
2004年12月获全国大学生电子设计竞赛优秀辅导教师
2009年12月被评为山东大学“2009年大学生创新教育优秀指导教师”
2012年11月被TI公司评为大学生电子设计竞赛优秀指导教师
目前还担任山东省大学生电子设计竞赛专家组组长,国家大学生电子设计竞赛专家组成员。
二、在教学方面
从事本科生、研究生的教学工作近三十年,主要讲授数字电路、信息论、数字图像处理、多媒体通信技术、电子系统设计与实践等课程,自1999年2月率先在全校范围内开设《电子设计与应用基础》全校通选课。
在教研项目方面,先后承担了教育部产学合作协同育人项目3项,校企合作(德州仪器大学生创新项目)3项,承担校级教研项目8项。还发表第一作者的教学论文7篇。
在教学中,认真上好每一节课,努力使每节课都是精品课。结合专业特点,注意知识更新,在讲授理论知识的同时,还介绍当前电子信息的新知识、新内容、新器件、新技术、新发展。做到理论联系实际,深受学生好评,教学效果良好。
2008年6月主讲的《数字电路》获省级精品课程
2010年建设了通识教育核心课程《电子设计与应用基础》(首位)
2012年建设了精品视频公开课程《大学生电子设计应用与创新》(首位)
在青岛校区刚刚启用的2016年,在青岛校区首届新生入学之时,除了完成好上面的提到的教学工作外,还积极响应学校、学院的号召,担任新生的本科导师,使学生能尽快适应新的环境。同时在学业方面给予必要的指导,让他们在刚刚入学的时候,对自己的学业、人生的目标及早有一个规划,少走弯路,避免不必要的挫折。看到学生们的健康成长,作为导师姜威老师也非常欣慰,同时也了他更大的干劲,现如今姜威老师又开始担任2018级新生的本科导师,将更加努力为学生保驾护航,使他们尽快成为国家的栋梁之才。
三、实验室建设方面
2001年2月开始创建了山东省首个《电子设计创新实验室》,该实验室的建成,为开设《电子设计与应用》通选课提供了必要的条件,为实验教学改革提供了必备的物质基础。也为参加电子设计竞赛提供了赛前培训和比赛的场所。
同时加强实践教学环节,既严格要求,又循循善诱,摆脱简单的知识传授、验证课程内容的传统模式,引导同学自主学习,培养学生综合运用知识、系统设计和实践创新的能力。自1998年以来,年年指导学生参加大学生电子设计竞赛,并取得了较好的成绩。
2001年创建的《电子设计创新实验室》,在2002年8月荣获山东大学教学成果一等奖(首位),同时也获得了获省级实验教学成果三等奖(首位)。
2004年11月加强本科生创新能力培养的探索获山东大学教学成果奖一等奖(首位)
四、在科研方面
先后主持和为主完成国家、省、部级、校级和企业委托研究等三十余项科研课题。其中基于物联网的奶牛反刍、活动量、身份等信息采集装置,填补了国内空白。
出版教材3本,作为第一作者或通讯作者累计在在国内外期刊上发表学术论文近百篇,其中SCI/EI收录32篇。
获得授权发明专利5项,实用新型2项。
五、在工会工作方面
作为单位的工会主席,在做好自己的本职工作同时,结合学院刚刚从济南搬到青岛校区的特殊时期,及时了解老师们的需求,及时化解老师们可能遇到的困难,确保学院的各项工作平稳过渡、有序展开。在工会工作方面,坚持从工会特点和优势出发,围绕学校中心工作,积极开展丰富多彩的文化体育活动,丰富校园文化,营造和谐氛围,提升广大教职工的身体素质和生活质量。满腔热情地为教职工办实事、做好事,把送温暖工作同推进多种形式的教职工互助互济工作结合起来,真情倾听教职工呼声,尽力妥善解决教职工反映强烈的问题,切实发挥好组织教职工、引导教职工、服务教职工、维护教职工合法利益的作用。
六、在党风建设方面
作为一位基层的支部书记,带领全所党员做到学在前、做在前,要求别人做到的自己首先做到,要求别人不做的自己坚决不做,带头参加学习讨论,带头谈体会、讲党课、作报告,带头参加党员民主评议,带头履职尽责、立足岗位作贡献。要加强党支部阵地建设,通过建立完善党建园地,丰富完善工作看板,建立党支部微信群等工作,营造良好学习教育氛围、增强党员的主体意识,不断增强基层党组织的凝聚力和战斗力。要把全体党员都“动起来”,切实调动基层支部普通党员的积极性,组织学习先进模范典型,向先进模范看齐,营造争当先进模范、建功立业浓厚氛围,引导党员干部学到老、做到老,永葆共产党员先进性。牢记使命、坚定理想信念、勇立时代潮头、展现才华、贡献力量,不忘初心跟党走,撸起袖子加油干,贯彻落实党的十九大精神,凝心聚力再出发!