新形勢(shì)下“電子工藝學(xué)”教學(xué)改革與探討

魏山林，姚 遙，張鴻輝，李向東

（周口師范學(xué)院物理與電信工程學(xué)院，河南周口466001）

新形勢(shì)下“電子工藝學(xué)”教學(xué)改革與探討

魏山林，姚 遙，張鴻輝，李向東

（周口師范學(xué)院物理與電信工程學(xué)院，河南周口466001）

為了適應(yīng)高校的轉(zhuǎn)型發(fā)展，滿足未來(lái)社會(huì)需求，本文從培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才和加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力角度出發(fā)，分析了當(dāng)前“電子工藝學(xué)”教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，在課程內(nèi)容和教學(xué)方法上做了一些嘗試與改革，通過(guò)引入電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目，以項(xiàng)目教學(xué)的形式展開(kāi)教學(xué)內(nèi)容，有效地提高了學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，更好地滿足了學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要.

電子工藝學(xué)；電子競(jìng)賽；項(xiàng)目教學(xué)；教學(xué)改革

電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，各種新技術(shù)和新器件不斷出現(xiàn).傳統(tǒng)的手工裝備方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)的需求，電子工藝制作電路板方法由于其自動(dòng)化程度較高，極大地縮短了電子設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)周期而廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備的制作過(guò)程中.根據(jù)摩爾定律，每個(gè)芯片上晶體管的數(shù)目每12個(gè)月將會(huì)增加一倍，也就意味著電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度每12個(gè)月會(huì)增加一倍.如果“電子工藝學(xué)”教學(xué)不能跟上科技的發(fā)展，那么學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力將很難滿足企業(yè)的發(fā)展需求.

“電子工藝學(xué)”是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力要求較高.它需要較好的模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)以及電路技術(shù)作為基礎(chǔ).通過(guò)電子工藝的學(xué)習(xí)，不僅培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，而且提高了學(xué)生對(duì)先進(jìn)電子制造流程的認(rèn)識(shí).作為專業(yè)性地方高校，只有立足于服務(wù)好地方經(jīng)濟(jì)，才能以點(diǎn)及面，逐步發(fā)展.在原有的“電子工藝學(xué)”教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生只是被動(dòng)地接受學(xué)習(xí)，以手工裝配微小電子產(chǎn)品比如收音機(jī)、控制電路等為主，主要目的是提高學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)電子器件（二極管、三極管、電阻、電容等）的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用.雖然通過(guò)這些小型的項(xiàng)目設(shè)計(jì)提高了學(xué)生的動(dòng)手能力以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，但是隨著科技的快速發(fā)展，“電子工藝學(xué)”中又出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題需要解決［1－6］.筆者從培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才和加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力角度出發(fā)，分析了當(dāng)前“電子工藝學(xué)”中存在的一些問(wèn)題，在課程內(nèi)容和教學(xué)方法上做了一些嘗試與改變，通過(guò)引入電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目以項(xiàng)目教學(xué)的形式展開(kāi)教學(xué)內(nèi)容，有效地提高了學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，更好地滿足了學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要.

1 “電子工藝學(xué)”教學(xué)改革的意義

“電子工藝學(xué)”課程主要講解電子線路的計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)的基本理論和基本計(jì)算方法.用電子設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)電子線路原理圖的繪制與輸出及印制電路板的制作，滿足超大規(guī)模集成電路的快速度和高質(zhì)量的設(shè)計(jì)要求.本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得“電子工藝學(xué)”課程的基本理論知識(shí)和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力，掌握電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，并為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ).了解電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作流程，會(huì)根據(jù)電路原理圖設(shè)計(jì)制作電路以及掌握電子設(shè)計(jì)軟件的安裝、使用方法.能用AD軟件畫出PCB原理圖，知道設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的特殊元器件的布局、散熱、安裝等問(wèn)題，具有利用計(jì)算機(jī)熟練繪制電路原理圖和印刷電路板圖的能力.

原有的“電子工藝學(xué)”教學(xué)，學(xué)生只是被動(dòng)地接受了課本的基本理論知識(shí)，掌握電子設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)流程.但是電子技術(shù)的日新月異，不斷產(chǎn)生新的研究問(wèn)題，這需要教師及時(shí)把握科技動(dòng)向，不斷引入新的教學(xué)內(nèi)容，改變傳統(tǒng)教學(xué)方法，只有這樣才能滿足社會(huì)的發(fā)展需求，提高學(xué)生的綜合素質(zhì).鑒于當(dāng)前“電子工藝學(xué)”教學(xué)中存在的問(wèn)題，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革，讓學(xué)生具備較強(qiáng)實(shí)踐能力以及較高創(chuàng)新能力已經(jīng)成為高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的內(nèi)在需求.

2 當(dāng)前“電子工藝學(xué)”教學(xué)中存在的問(wèn)題

2.1 教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)方法和手段比較單一，學(xué)生缺少必要的引導(dǎo)

學(xué)生對(duì)開(kāi)設(shè)課程的目的不清楚，對(duì)于以后的應(yīng)用場(chǎng)合比較模糊，不知道開(kāi)設(shè)課程的作用，以至于學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度不端正、學(xué)習(xí)興趣比較低，學(xué)習(xí)積極性不夠高.傳統(tǒng)的教學(xué)思想重理論輕實(shí)踐［7］，由于缺少對(duì)學(xué)生必要的指導(dǎo)，以至于學(xué)生對(duì)實(shí)踐課的認(rèn)識(shí)程度不夠，以為隨便畫幾個(gè)圖，隨便聽(tīng)?zhēng)坠?jié)課，最后網(wǎng)上復(fù)制一些資料上交就作為自己的最終成績(jī)，沒(méi)有意識(shí)到實(shí)踐對(duì)未來(lái)參加工作的重要性，也沒(méi)有意識(shí)到“電子工藝學(xué)”在整個(gè)電子設(shè)計(jì)中的地位.由于教學(xué)的內(nèi)容比較陳舊，以至于學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性比較差，甚至有部分學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不端正，出現(xiàn)逃課、缺課的情況，常有遲到早退現(xiàn)象.如果不改變這種狀況，長(zhǎng)此以往，將很難提高學(xué)生的動(dòng)手能力，也將與開(kāi)設(shè)本門課程的目的背道而馳.在電子設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，組裝現(xiàn)象比較普遍.由于不注重原理設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制作，只是按照原理圖把產(chǎn)品組裝起來(lái)，學(xué)生并不能深刻理解產(chǎn)品背后的原理，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣低下.由于教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容的陳舊，一些制作出來(lái)的產(chǎn)品實(shí)用性并不高，學(xué)生制作完成后就沒(méi)有再利用，造成了資源的浪費(fèi).

2.2 考核方式死板，學(xué)生層次區(qū)分度有待提高

原有的學(xué)生考核結(jié)果主要以考試試卷或?qū)嵺`報(bào)告的形式，考試試卷只能反映學(xué)生理論知識(shí)的掌握程度，無(wú)法真實(shí)反映學(xué)生的綜合素質(zhì)，也起不到提高學(xué)生動(dòng)手能力的目的.實(shí)踐報(bào)告由于沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容格式，學(xué)生抄襲復(fù)制現(xiàn)象比較明顯，不能更好地區(qū)分學(xué)生的實(shí)際水平，體現(xiàn)不出學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力.因此對(duì)于學(xué)生的考核方式有待進(jìn)一步提高，增加學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的區(qū)分度.

2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備較老化，開(kāi)發(fā)平臺(tái)需要進(jìn)一步提高

傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)軟件由于版本較低，出現(xiàn)的Bug比較多，學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程中面臨預(yù)期與結(jié)果不一致的情況，而且新版的很多功能都無(wú)法在老版本中使用，這無(wú)形增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)，增加了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期.學(xué)生體會(huì)不到先進(jìn)的現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)制作過(guò)程.由于設(shè)備老化，一些新的產(chǎn)品無(wú)法有效地設(shè)計(jì).很多電子制作都是已經(jīng)工業(yè)化產(chǎn)品的縮影，學(xué)生不能夠感受到大型電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)帶來(lái)的便利.

2.4 學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)及軟件開(kāi)發(fā)能力亟待提高

通過(guò)參加學(xué)生的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)雖然有一部分學(xué)生的整體實(shí)力較強(qiáng)，但是大部分學(xué)生的動(dòng)手能力還有待提高.參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高很有益處，也可以查找教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題.通過(guò)觀察這幾年參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽學(xué)生的情況，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生的電子設(shè)計(jì)水平還有待提高.有些學(xué)生做不出完整的競(jìng)賽產(chǎn)品，有些學(xué)生做出的產(chǎn)品缺少必要的規(guī)劃；有些學(xué)生能夠拿出具體的解決方案，但是在實(shí)施的過(guò)程中，要么設(shè)計(jì)不出完整的硬件電路，要么無(wú)法有效地調(diào)試程序；能夠做出電路板的學(xué)生卻不會(huì)編程，能夠編程的學(xué)生卻不能有效地理解硬件電路.這就出現(xiàn)了在比賽的時(shí)候，燒板子、跑偏等各種故障現(xiàn)象.因此在“電子工藝學(xué)”的教學(xué)過(guò)程中需要加強(qiáng)學(xué)生硬件的設(shè)計(jì)能力和軟件開(kāi)發(fā)能力的綜合培養(yǎng).

2.5 采用成品電路板教學(xué)，學(xué)生缺少基礎(chǔ)訓(xùn)練

傳統(tǒng)的電子工藝教學(xué)由于教學(xué)時(shí)間有限，部分學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠，很少利用電子儀器去檢測(cè)和調(diào)試電路，而且教學(xué)使用的大部分電子產(chǎn)品都是從不同的生產(chǎn)廠家直接購(gòu)買的成品或半成品，缺少對(duì)學(xué)生必要的基礎(chǔ)訓(xùn)練.學(xué)生只是按照說(shuō)明書進(jìn)行拼接組合，并不能明白其中的原理，學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力也沒(méi)能得到較好地訓(xùn)練.這就導(dǎo)致了學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，不能夠儲(chǔ)備足夠的有效模塊，往往是有說(shuō)明書的能夠做出產(chǎn)品，沒(méi)有說(shuō)明書就不知道該如何下手.實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往是沒(méi)有人給出說(shuō)明書，需要自己去開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)后，編制說(shuō)明書.這就需要學(xué)生從零開(kāi)始，一步一個(gè)腳印，逐步掌握整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).以往的教學(xué)環(huán)節(jié)中并沒(méi)有引入生產(chǎn)實(shí)踐的過(guò)程，這就使得學(xué)生不清楚一個(gè)完整的產(chǎn)品過(guò)程應(yīng)該怎么做，缺少必要的動(dòng)手實(shí)踐.

3 教學(xué)改革與探討

結(jié)合近幾年學(xué)生在學(xué)科競(jìng)賽中暴露的問(wèn)題，在今后的“電子工藝學(xué)”教學(xué)方面將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革，以提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，更好地適應(yīng)未來(lái)的學(xué)科競(jìng)賽以及學(xué)校的轉(zhuǎn)型發(fā)展.

3.1 革新教學(xué)內(nèi)容，以項(xiàng)目教學(xué)法和多元化教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)

對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，有選擇地保留一部分.同時(shí)從歷年的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目中選取一部分經(jīng)典的題目作為課堂講解內(nèi)容.注重培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)和科技創(chuàng)新能力，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，提高學(xué)生創(chuàng)新能力.為了避免過(guò)去教學(xué)中存在的理論與實(shí)踐重復(fù)的現(xiàn)象，采用項(xiàng)目教學(xué)法，以不同的項(xiàng)目訓(xùn)練學(xué)生不同知識(shí)點(diǎn)的掌握，在這些項(xiàng)目的選取過(guò)程中，加強(qiáng)前沿科技制作的比重，減少過(guò)時(shí)的科技產(chǎn)品.引入學(xué)生自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高科研創(chuàng)新的能力，并通過(guò)學(xué)生的相互交流，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度，轉(zhuǎn)變單一的填鴨式教學(xué)方法.

3.2 多種考核方式相結(jié)合，學(xué)生分層從理論到實(shí)踐全面覆蓋

采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的考核辦法，對(duì)于考核內(nèi)容要求格式規(guī)范，成績(jī)包括原理設(shè)計(jì)和成品展示兩部分.原理設(shè)計(jì)主要考核學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解以及實(shí)際模塊的運(yùn)用情況，并要求寫出個(gè)人制作過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及注意事項(xiàng).原理設(shè)計(jì)部分可以鍛煉學(xué)生書寫實(shí)踐報(bào)告的能力，以便在電子競(jìng)賽中寫出高水平的作品報(bào)告，也可以鍛煉學(xué)生寫作論文的能力，為個(gè)人畢業(yè)論文的撰寫打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).成品展示部分主要鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，加強(qiáng)從理論到實(shí)踐的實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的實(shí)踐設(shè)計(jì)能力，以便以后走向工作崗位更好地適應(yīng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì).

3.3 采用新版開(kāi)發(fā)平臺(tái)，增強(qiáng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程，由于采用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較老化，出現(xiàn)問(wèn)題較多，也跟不上科技發(fā)展腳步.新技術(shù)、新功能不斷出現(xiàn)，采用較新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以簡(jiǎn)化學(xué)生設(shè)計(jì)的難度，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，也方便學(xué)生以后走向工作崗位后能夠直接進(jìn)入開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，減少學(xué)習(xí)新設(shè)備的時(shí)間.淘汰落后的教學(xué)平臺(tái)，采用新版的教學(xué)設(shè)備，加強(qiáng)學(xué)生自有資源庫(kù)的構(gòu)建工作，注重基礎(chǔ)與前沿的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，加強(qiáng)新功能的利用.

3.4 引入硬件設(shè)計(jì)電路和軟件開(kāi)發(fā)訓(xùn)練環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)能力

新的教學(xué)環(huán)節(jié)，采用電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽以及社會(huì)前沿產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的經(jīng)典硬件電路作為訓(xùn)練對(duì)象，注重電路設(shè)計(jì)的分析與開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì).這部分內(nèi)容，主要訓(xùn)練學(xué)生的理論分析與解決實(shí)際問(wèn)題的電路設(shè)計(jì)能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題建立模型的抽象思維能力.同時(shí)采用一部分項(xiàng)目提高學(xué)生軟件開(kāi)發(fā)的能力，這部分項(xiàng)目主要結(jié)合硬件設(shè)計(jì)之后進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，進(jìn)行軟件代碼編寫訓(xùn)練，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)軟件工具的掌握.盡可能地讓學(xué)生做到硬件與軟件相互結(jié)合，即明白理論設(shè)計(jì)又懂得軟件開(kāi)發(fā).

3.5 加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，從制作個(gè)人的第一塊電路板開(kāi)始

傳統(tǒng)的“電子工藝學(xué)”由于生產(chǎn)設(shè)備的昂貴，主要注重學(xué)生在開(kāi)發(fā)平臺(tái)上的實(shí)踐訓(xùn)練，主要完成電子版的產(chǎn)品仿真設(shè)計(jì)，對(duì)于后續(xù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程并沒(méi)有深入的開(kāi)展，這對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)不完備的過(guò)程.而且生產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代變化很大，很難從一個(gè)設(shè)備中窺探出所有設(shè)備的實(shí)踐操作.鑒于此，盡可能多地整理出一些常用設(shè)備的技術(shù)手冊(cè)，向大家講解這些不同設(shè)備的共性問(wèn)題，從不同中找出相同點(diǎn).最后，用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成從電子版產(chǎn)品到實(shí)際產(chǎn)品的過(guò)程.讓每一個(gè)人實(shí)實(shí)在在地做出一款屬于自己的電路板，完成整個(gè)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作流程.

4 結(jié)束語(yǔ)

“電子工藝學(xué)”是一門綜合性較強(qiáng)的課程，它需要模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)以及電路設(shè)計(jì)等多門課程為基礎(chǔ)，并集電子工藝設(shè)計(jì)等課程為一體，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力要求較高.“電子工藝學(xué)”的教學(xué)改革也是一個(gè)復(fù)雜而艱巨的任務(wù)，需要不斷地在教學(xué)過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，銳意改革，結(jié)合大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和軟硬件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力.

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TN05－4；G642.0

A

1671-9476（2017）02-0081-03

10.13450／j.cnkij.zknu.2017.02.019

2016-10-21；

2016-12-25

魏山林（1987－），男，河南南陽(yáng)人，碩士，研究方向?yàn)樾畔⑻幚砼c技術(shù).