應(yīng)用型本科高校電子實(shí)踐課程的教學(xué)模式探討

高善坤++王彩峰

摘要：該文通過(guò)分析目前電子實(shí)踐教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題，提出了以應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)為根本，電子技術(shù)應(yīng)用為主線，以電子產(chǎn)品為載體的實(shí)踐教學(xué)組織模式。通過(guò)對(duì)電子產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)、制作和設(shè)計(jì)三個(gè)階段的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科；電子實(shí)踐；教學(xué)組織模式

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）11-0101-02

本科教育根據(jù)培養(yǎng)人才類(lèi)型的不同，可以分為普通本科教育和應(yīng)用型本科教育。普通本科教育主要面向科研院所培養(yǎng)理論研究型人才或?yàn)榕囵B(yǎng)理論研究型人才打基礎(chǔ)。應(yīng)用型本科教育主要面向生產(chǎn)生活實(shí)踐，培養(yǎng)大批應(yīng)用型高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才，我國(guó)大部分“二本”、“三本”高等院校是從事這類(lèi)教育的主力軍[1]。我院自2011年5月被國(guó)家教育部正式批準(zhǔn)升格為本科院校，管理層就把我院定位在應(yīng)用型本科，因此應(yīng)用型本科教育中的課程教學(xué)模式的探討勢(shì)在必行。

應(yīng)用型本科教育的實(shí)踐教學(xué)主要以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為中心，強(qiáng)調(diào)以實(shí)踐和綜合訓(xùn)練為主的職業(yè)技能訓(xùn)練、工程技術(shù)實(shí)踐和高新技術(shù)應(yīng)用。電子實(shí)踐是工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的重要實(shí)踐課程，對(duì)提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力起著重要的作用。本文針對(duì)當(dāng)前電子實(shí)踐教學(xué)所存在的弊端，結(jié)合應(yīng)用型術(shù)科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)及全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的啟示，通過(guò)調(diào)整實(shí)踐內(nèi)容和教學(xué)模式等教學(xué)改革，將使電子實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)更加符合應(yīng)用型本科教育人才培養(yǎng)要求。

1 電子實(shí)踐課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前國(guó)內(nèi)許多大學(xué)都開(kāi)設(shè)有電子實(shí)踐這門(mén)實(shí)踐課程，但基本上都采用固定的實(shí)踐組織模式，即要求學(xué)生在計(jì)劃的專(zhuān)周時(shí)間內(nèi)完成一種或兩種電子產(chǎn)品的裝配和調(diào)試。這種教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力的培養(yǎng)有良好的效果，但也存在以下幾方面的問(wèn)題：

（1）該教學(xué)模式主要強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)生一般只要按照實(shí)踐指導(dǎo)書(shū)或電子產(chǎn)品的安裝說(shuō)明書(shū)按部就班操作就能完成產(chǎn)品制作，這不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（2）由于是全班選用同一種電子產(chǎn)品進(jìn)行裝配和調(diào)試，這就使學(xué)生沒(méi)有自主選擇的余地，影響了學(xué)生動(dòng)手的積極性。

（3）將電子實(shí)踐作為一門(mén)實(shí)踐課程，只安排在整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃中的某一學(xué)期的某一周或幾周，不能很好的兼顧到學(xué)生的知識(shí)和能力的積累對(duì)教學(xué)產(chǎn)生的影響，若安排太前學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)不足勢(shì)必影響教學(xué)效果，若安排太后又會(huì)錯(cuò)過(guò)引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、創(chuàng)造熱情的最佳時(shí)期。

電子實(shí)踐作為實(shí)踐教學(xué)體系的一個(gè)重要組成部分，如何合理安排教學(xué)，有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的連貫性和系統(tǒng)性，是實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。因此，探討電子實(shí)踐課程的教學(xué)模式意義深遠(yuǎn)[2]。

2 電子實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)思路

電子實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不僅僅是為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，更是希望學(xué)生通過(guò)自主設(shè)計(jì)制作和調(diào)試完成一個(gè)合格產(chǎn)品的過(guò)程，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。它以電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)為工程背景，通過(guò)實(shí)際的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試，使學(xué)生了解電子產(chǎn)品制造過(guò)程，掌握制作電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程和操作技能。因此，圍繞這一教學(xué)思路，我們根據(jù)學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的積累情況將該環(huán)節(jié)劃分為三個(gè)不同的階段進(jìn)行。

2.1產(chǎn)品認(rèn)識(shí)階段

在產(chǎn)品認(rèn)識(shí)階段安排的主要內(nèi)容包括常用電子元器件的識(shí)別與檢測(cè)、電路焊接工藝、電路電氣原理圖與印制電路版圖的識(shí)讀、簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品的制作調(diào)試與檢修、常用電子儀器儀表的使用方法。該階段的主要目的是讓學(xué)生了解電子行業(yè)基本技能、基礎(chǔ)工藝知識(shí)及行業(yè)現(xiàn)狀，掌握應(yīng)具備的基本技能，在未掌握較多專(zhuān)業(yè)知識(shí)的情況下引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并作為學(xué)生的一種創(chuàng)新啟蒙，鼓勵(lì)學(xué)生的課余制作。

傳統(tǒng)的電子實(shí)踐教學(xué)在該階段通常是安排組裝由插針式元件組成的電子產(chǎn)品，然而隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，新工藝、新知識(shí)不斷涌現(xiàn)，這種傳統(tǒng)的制造工藝正逐步被SMT（表面貼裝技術(shù)）所取代，如果對(duì)新技術(shù)、新產(chǎn)品的知識(shí)缺乏了解，將來(lái)就難以滿(mǎn)足社會(huì)科技前沿需求與時(shí)代的發(fā)展需求。因此，在實(shí)踐電子產(chǎn)品的選擇應(yīng)兼顧到這兩種工藝技術(shù)的應(yīng)用。由插針式元件組成的聲光控延時(shí)自熄開(kāi)關(guān)和由表面貼裝元件組成的USB音箱，電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成品實(shí)用，是認(rèn)識(shí)和掌握這兩種工藝技術(shù)的理想載體。

在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中，該環(huán)節(jié)宜安排在學(xué)生未接觸較多模擬電子技術(shù)知識(shí)之時(shí)。這個(gè)時(shí)期的學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)電路已有認(rèn)識(shí)，但對(duì)電子電路還不是很熟悉，這樣的安排有利于學(xué)生對(duì)新知識(shí)的探索，同時(shí)有助于學(xué)生對(duì)后續(xù)電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)。

2.2產(chǎn)品制作階段

在產(chǎn)品制作階段安排的主要內(nèi)容是印制電路板的設(shè)計(jì)制作、電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的電子產(chǎn)品的裝配調(diào)試與檢修。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽作為教育部倡導(dǎo)的四項(xiàng)學(xué)科競(jìng)賽之一，在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)方面發(fā)揮了極為重要的作用[3]。從歷屆電子競(jìng)賽賽題分析可以看出，很多自動(dòng)控制類(lèi)、電源類(lèi)、數(shù)據(jù)采集類(lèi)和信號(hào)類(lèi)的題目在設(shè)計(jì)制作時(shí)都會(huì)涉及單片機(jī)的知，單片機(jī)作為入門(mén)較快的微計(jì)算機(jī)技術(shù)，是初學(xué)者應(yīng)用最廣泛的電子設(shè)計(jì)平臺(tái)，學(xué)生只有在熟練掌握單片機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行較完整的電子制作，綜合應(yīng)用所學(xué)電子知識(shí)參與電子競(jìng)賽等創(chuàng)新活動(dòng)，同時(shí)也為嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。因此，單片機(jī)應(yīng)用是應(yīng)用型本科院校的學(xué)生必須掌握的重要技術(shù)之一。目前大多數(shù)高校的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)踐是依托于實(shí)驗(yàn)室，這就存在兩方面的問(wèn)題：第一，實(shí)驗(yàn)室所能提供的設(shè)備臺(tái)套數(shù)有限，不可能顧及到每一個(gè)學(xué)生，若因此增加臺(tái)套數(shù)又會(huì)帶來(lái)管理和維護(hù)方面的問(wèn)題；第二，實(shí)驗(yàn)室即使采用開(kāi)放模式也無(wú)法滿(mǎn)足同學(xué)相對(duì)集中的使用需求。綜合以上因素，在這個(gè)階段可以安排電子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具如單片機(jī)仿真器、在線調(diào)試器等電子產(chǎn)品的裝配與調(diào)試，所選的單片機(jī)類(lèi)型可以是PIC、51或凌陽(yáng)。這樣的產(chǎn)品綜合了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用等知識(shí)，既有利于學(xué)生鞏固原有的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，又為后續(xù)的單片機(jī)技術(shù)學(xué)習(xí)提供了硬件保障，從而使學(xué)生不受實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地和設(shè)備的限制，能夠在任意的時(shí)間地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)和創(chuàng)新活動(dòng)。而實(shí)驗(yàn)室則主要為學(xué)生提供更高層次的設(shè)備讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。由于選擇的產(chǎn)品電路結(jié)構(gòu)已較復(fù)雜，且在這個(gè)階段學(xué)生已接觸較多的器件及封裝，此時(shí)安排印制電路的設(shè)計(jì)制作，能夠讓學(xué)生較好的熟悉電路設(shè)計(jì)軟件，掌握電路板工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范。

在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中，該環(huán)節(jié)宜安排在數(shù)字電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)中期，單片機(jī)應(yīng)用課程學(xué)習(xí)之前或剛接觸這門(mén)課程，這樣對(duì)電子技術(shù)感興趣的學(xué)生就可以通過(guò)自學(xué)提前熟悉單片機(jī)，從而在低年級(jí)就能參加如電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新活動(dòng)。該環(huán)節(jié)也可根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)要求選擇其它的電子產(chǎn)品如電視機(jī)等進(jìn)行裝配調(diào)試訓(xùn)練。

2.3產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段安排的主要內(nèi)容是電子系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試、檢修，電子企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)組織與管理及工藝文件制定知識(shí)。該階段的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用各項(xiàng)知識(shí)和技能的能力，以電子競(jìng)賽的比賽模式來(lái)組織教學(xué)，以電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)為目標(biāo)。為了使設(shè)計(jì)的對(duì)象是實(shí)際的電子產(chǎn)品，可以選用一些難度適中、功能多樣涵蓋不同專(zhuān)業(yè)知識(shí)的電子產(chǎn)品（如按電子競(jìng)賽的不同選題方向的）供學(xué)生選擇，在去除產(chǎn)品的電路部分后只留下外殼、檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，讓學(xué)生根據(jù)該產(chǎn)品的功能、性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工業(yè)規(guī)范及經(jīng)濟(jì)成本等因素進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)或功能擴(kuò)展和參數(shù)提升。學(xué)生也可自主選題完成一種電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作。學(xué)生可以自由組合成項(xiàng)目小組，每組成員一般為2～3人，分工合作共同完成選定產(chǎn)品的實(shí)踐內(nèi)容。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生需完成電路設(shè)計(jì)、到市場(chǎng)采購(gòu)元器件、電路板設(shè)計(jì)與制作、產(chǎn)品的組裝與調(diào)試，最后提交一份產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。在整個(gè)訓(xùn)練過(guò)程中學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，在掌握單片機(jī)等知識(shí)的基礎(chǔ)上，自主開(kāi)發(fā)出一些具有實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品。不僅鍛煉了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、文字組織能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神?？紤]到應(yīng)用型本科的學(xué)生將來(lái)可能從事生產(chǎn)一線的管理工作，因此在該環(huán)節(jié)可增加電子企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)組織與管理及工藝文件制定知識(shí)，以拓寬學(xué)生的知識(shí)面，增加學(xué)生就業(yè)的籌碼。

在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中，該環(huán)節(jié)宜安排在檢測(cè)技術(shù)等專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)之后，這有助于學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，如單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)方法、CMOS電路設(shè)計(jì)方法、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)以及平臺(tái)開(kāi)發(fā)等進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)造，這是學(xué)生就業(yè)前的一次重要的實(shí)戰(zhàn)演練。

3 結(jié)束語(yǔ)

電子產(chǎn)品三階段訓(xùn)練的電子實(shí)踐教學(xué)組織模式，較好的結(jié)合了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)積累情況、培養(yǎng)目標(biāo)和社會(huì)需求，形成了一個(gè)具有連續(xù)性和系統(tǒng)性的教學(xué)體系，有利于學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。在這三個(gè)階段中不同的專(zhuān)業(yè)可根據(jù)各自的培養(yǎng)目標(biāo)選擇和確定不同的實(shí)踐項(xiàng)目和課時(shí)。電子實(shí)踐教學(xué)組織模式的改變也將有助于應(yīng)用型本科院校完善校內(nèi)實(shí)踐基地建設(shè)，有效的解決學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)難、費(fèi)用高及鍛煉動(dòng)手能力機(jī)會(huì)少等矛盾。

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