淺議電子制作中學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

【摘要】進(jìn)行電子制作，通過遷移或者參選的方式與其他學(xué)科鏈接起來(lái)，能夠?qū)W(xué)生自身的創(chuàng)造力進(jìn)行有目的的訓(xùn)練，有助于培養(yǎng)分析和解決問題的實(shí)踐能力，思維訓(xùn)練能夠提高創(chuàng)造力，下一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。同時(shí)，電子制作把學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力與實(shí)際操作能力聯(lián)系起來(lái)，有助于學(xué)生創(chuàng)造能力的提高。

【關(guān)鍵詞】電子制作;學(xué)生;創(chuàng)新思維

在大學(xué)的物理專業(yè)課程中，電子制作的內(nèi)容非常豐富，涵蓋面廣，操作能力強(qiáng)，表現(xiàn)出綜合性、操作性、設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，開發(fā)學(xué)生的潛力，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。在學(xué)習(xí)電子制作的具體實(shí)踐中，筆者意識(shí)到，電子制作的創(chuàng)新思維培養(yǎng)非常重要，不僅可以豐富學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，而且能夠幫助解決具體問題，具有很強(qiáng)的可行性。

一、電子制作的內(nèi)涵

電子制作，主要是讓學(xué)生合理利用學(xué)習(xí)時(shí)間，自己動(dòng)手，研發(fā)電子產(chǎn)品。涉及內(nèi)容主要有：從產(chǎn)品原理到工藝設(shè)計(jì)以及最后的樣機(jī)制作整個(gè)過程，培養(yǎng)學(xué)生具有工程師專業(yè)素質(zhì);并讓學(xué)生掌握化學(xué)制板以及機(jī)械法制板兩種工藝的區(qū)別與聯(lián)系。在指導(dǎo)書的幫助下，讓學(xué)生自己寫出設(shè)計(jì)要求，并用電子CAD軟件（Altium Designer DXP）設(shè)計(jì)出符合要求的原理圖及印制線路板，利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備制作出試驗(yàn)PCB;以實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買的現(xiàn)有元器件為基礎(chǔ)，在加上一部分易損器件，裝配在一起，并多次調(diào)試，讓系統(tǒng)運(yùn)行正常;最后以設(shè)計(jì)要求為基礎(chǔ)編寫單片機(jī)源程序，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，讓其正常運(yùn)行，保證系統(tǒng)符合要求。學(xué)生對(duì)檢測(cè)電路進(jìn)行分析，找出故障并進(jìn)行排除，從中學(xué)習(xí)中感受樂趣，理論與實(shí)際自然的就結(jié)合在一起，鞏固了理論知識(shí)，加深了對(duì)電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)和了解，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，讓學(xué)生感受到成就感，工程師素質(zhì)也得到提高。同時(shí)，學(xué)生也意識(shí)到了合作的重要性，課本知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力，學(xué)生更具就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

二、電子制作在大學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性

（一）電子制作能夠幫助學(xué)生更快的了解和熟悉電子元器件的常用性能

對(duì)于物理學(xué)來(lái)說，學(xué)生能夠獨(dú)立認(rèn)識(shí)和讀懂電子整機(jī)電路圖非常重要。電路圖屬于工程類的專業(yè)語(yǔ)言，整機(jī)電路就像一整篇文章，文章的每一個(gè)段落就是電路組成部分，單元電路組合在一起形成部分電路，工程語(yǔ)言就是依靠這些單元電路來(lái)表達(dá)的，電子元件就如同組成語(yǔ)言的基本單詞或者字母。如果只是學(xué)生自己看書或者聽老師講解，學(xué)生熟悉的只是這些電子元件的書面圖形和符號(hào)，對(duì)于電子元件的真正性能則很少了解，自己動(dòng)手尤其是讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)電子電路，學(xué)生能夠直接接觸這些電子元件，電子元件更加直觀和具體，在使用的過程中，學(xué)生自然就理解了電容、電阻等的真正含義，電阻功率、電容材質(zhì)的類型和耐壓能力、二極管的導(dǎo)電性能、三極管的開關(guān)及放大性能也更加形象，學(xué)生在操作的過程中也加深了印象。

（二）電子制作能夠幫助學(xué)生熟悉繁雜的電子電路

建構(gòu)主義的基本理論顯示：認(rèn)識(shí)并不只是主體對(duì)周圍客觀現(xiàn)實(shí)作出的被動(dòng)而簡(jiǎn)單的反映，這個(gè)建構(gòu)過程是主動(dòng)的。主體在進(jìn)行建構(gòu)時(shí)，其原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的作用非常重要，同時(shí)，主體自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)也隨著建構(gòu)的深入而逐步發(fā)展。電子電路非常繁雜，每個(gè)學(xué)生都有自己的理解，他們利用自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容作出解釋，逐步形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

電子電路的設(shè)計(jì)與制作，離不開電路圖和具體的電路。觀察和體驗(yàn)電子電源的具體功能，對(duì)關(guān)鍵部位的波形以及電壓進(jìn)行測(cè)試，電子電路變成了直觀的真實(shí)事物，學(xué)生認(rèn)識(shí)更加深刻，更容易掌握。在美國(guó)的一所著名高校的教室里有這樣一段話：我們雖然聽見了但是很容易就忘記了;我們看見的容易記住;我們親自做過的更容易理解。學(xué)生親自進(jìn)行電子制作，相比其他學(xué)生，他們學(xué)習(xí)電子電路知識(shí)會(huì)更加容易，成績(jī)自然也會(huì)更好。

（三）電子制作能夠鍛煉和提高學(xué)生自身的綜合實(shí)踐能力

制作和設(shè)計(jì)電子電路其實(shí)就是創(chuàng)設(shè)情境幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。電子技術(shù)形成的結(jié)晶就是電子制作，是形象的電子技術(shù)交叉。

進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，學(xué)生首先要翻閱相關(guān)資料，對(duì)電路進(jìn)行分析和篩選，還需要了解電路具體的工作原理，具體制作時(shí)還要采購(gòu)元器件，制作過程用Protel軟件繪制電路圖和PCB版圖，用multisim和Protuse進(jìn)行軟件和硬件模擬，用keil軟件進(jìn)行程序編譯，焊接元件、調(diào)試電路這些往往不是一帆風(fēng)順的，正確的電路在具體的設(shè)計(jì)過程中也會(huì)出現(xiàn)預(yù)料不到的問題。發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)生首先要找到問題出現(xiàn)的原因，進(jìn)行分析，找出解決方法，分析問題和解決問題的同時(shí)學(xué)生自身能力也得到了提升。

三、電子制作中學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)策略

（一）制作電子需要在模仿中有所創(chuàng)新

任何一個(gè)民族的進(jìn)步都離不開創(chuàng)新，而且創(chuàng)新的過程是艱難的，設(shè)計(jì)和制作電子也不例外。眾所周知，人類進(jìn)行學(xué)習(xí)首先要進(jìn)行模仿，設(shè)計(jì)和制作電子電路也是從模仿開始的。

大學(xué)生在剛剛開始的時(shí)候，應(yīng)該選擇已經(jīng)成熟而且相對(duì)簡(jiǎn)單的電路開始制作，積累一定的經(jīng)驗(yàn)之后，可以逐步增加難度，改善功能。以函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的制作為例，可以先選擇使用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)出三角波和方波，使其具有簡(jiǎn)單的調(diào)幅和調(diào)頻性能;接下來(lái)再使用專用函數(shù)信號(hào)制作發(fā)生芯片，讓電路增加頻率顯示和電源，加大電路的顯示幅度;最后使用單片機(jī)的設(shè)置幅度和頻率，如果現(xiàn)有市場(chǎng)還沒有按鍵設(shè)置幅度和頻率的電路，你如果能想到這一點(diǎn)并用于電路中，這就屬于創(chuàng)新。

（二）拓展專業(yè)知識(shí)層面，培養(yǎng)創(chuàng)造思維意識(shí)

1.自主探索，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自我發(fā)展

有了一定的專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)，通過翻閱《家用電器》和《電子制作》這些具有時(shí)代性和趣味性的電子書刊和雜志，學(xué)生就能夠自己摸索，進(jìn)行項(xiàng)目制作。每個(gè)學(xué)期，學(xué)生都可以搜集一些自己喜歡而且具有可行性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并做好記錄，彼此之間可以進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，最后進(jìn)行評(píng)選，找出有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并給以學(xué)生表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)。此外，學(xué)生也可以自己增加一個(gè)優(yōu)選項(xiàng)目，作為下一學(xué)期的試驗(yàn)課題。讓學(xué)生獨(dú)自進(jìn)行探索，對(duì)電子電路進(jìn)行優(yōu)化，使用ProtelDXP對(duì)PCB板圖作出設(shè)計(jì)，不斷完善電路功能，而且采購(gòu)和選擇必需的元器件也讓學(xué)生獨(dú)立決定，鼓勵(lì)學(xué)生自我發(fā)展，拓展專業(yè)的深度和廣度，實(shí)現(xiàn)突破。

2.學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和意識(shí)

在具體的項(xiàng)目實(shí)踐過程中，要理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)新應(yīng)該是實(shí)踐的重點(diǎn)和評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，注重學(xué)生自身創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。舉例說明，在設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源電路時(shí)，老師提供的電路圖和設(shè)計(jì)思路都是最基本的，學(xué)生需要在此基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品的性能和功能進(jìn)行了解和分析，有所突破，減少電路元器件的使用，降低材料成本，這就需要學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維。學(xué)生設(shè)計(jì)、組裝元件變成電子成品，這個(gè)過程不僅讓學(xué)生熟悉了操作程序，而且開發(fā)了學(xué)生的想象空間，鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生自身的創(chuàng)造思維。

（三）構(gòu)建電子制作平臺(tái)，激勵(lì)創(chuàng)造思維能力

1.成立興趣小組，確立目標(biāo)，自我發(fā)展

制作電子產(chǎn)品，是一個(gè)手腦并用的過程，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其技術(shù)鉆研的積極性，有助于學(xué)生自身綜合素質(zhì)的提高。所以，成立電子制作設(shè)計(jì)興趣小組，在課堂之外對(duì)加大輔導(dǎo)力度，根據(jù)學(xué)生的層次舉辦不同的知識(shí)講座，讓學(xué)生鞏固基本知識(shí)和操作技能，提高專業(yè)技能水平，確定以后的發(fā)展目標(biāo)和最終定位，有利于學(xué)生的健康發(fā)展。

2.開展創(chuàng)作比賽，激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思維

學(xué)生要提高自身的動(dòng)手和創(chuàng)新能力，應(yīng)該多參與，給學(xué)生以鼓勵(lì)，并提供機(jī)會(huì)，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)課程舉辦各種電子創(chuàng)作大賽，建設(shè)一個(gè)平臺(tái)讓學(xué)生充分展示自身才能，讓優(yōu)秀人才有機(jī)會(huì)展示自己。在參與活動(dòng)的過程中，學(xué)生會(huì)主動(dòng)的學(xué)習(xí)和提高專業(yè)技能，開動(dòng)腦筋，進(jìn)行技術(shù)交流，在展現(xiàn)個(gè)人風(fēng)采的同時(shí)也提高了創(chuàng)新思維能力。

3.進(jìn)行義務(wù)家電維修，提升學(xué)生能力

青年志愿者學(xué)會(huì)能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，應(yīng)該主動(dòng)加入，利用周末時(shí)間舉行各種義務(wù)活動(dòng)。為社會(huì)提供義務(wù)維修服務(wù)，鍛煉專業(yè)技能，提高自身能力，主動(dòng)到群主家中去，為他們修理電器。在維修過程中如果遇到不能解決的故障問題，可以通過查閱相關(guān)資料，尋求解決方法。進(jìn)行義務(wù)家電維修，讓學(xué)生在服務(wù)社會(huì)的同時(shí)提升了自我，獲得社會(huì)的認(rèn)可。

四、結(jié)束語(yǔ)

電子制作是一個(gè)長(zhǎng)期實(shí)踐過程，在具體制作時(shí)會(huì)遇到很多不能預(yù)見的難題，一個(gè)問題就有可能好幾天得到不到解決，但這一個(gè)又一個(gè)的難題，鍛煉和提高了學(xué)生的能力，為其步入職場(chǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。一個(gè)電子作品的制作成功并不是開始這門課程的最終目的，只是一種輔佐手段，其最終目的是幫助學(xué)生提高自身的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)創(chuàng)新能力。。

參考文獻(xiàn)

[1]趙偉緒.電子制作在電子專業(yè)入門教學(xué)中的幾點(diǎn)建議[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012（10）.

[2]李昕，辛元芳.試論系統(tǒng)理論應(yīng)用于電子技術(shù)教學(xué)[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010（12）.

[3]趙惠敏.在電子制作中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維[J].科教文匯（下旬刊），2007（06）.

[4]齊文.應(yīng)用型電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011（21）.

黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目“本科生科研意識(shí)與實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)”（項(xiàng)目編號(hào)：201310231049）。

作者簡(jiǎn)介：從巖（1993—），男，安徽六安人，大學(xué)本科，現(xiàn)就讀于哈爾濱師范大學(xué)。