应用型本科高校电子实践课程的教学模式探讨

    高善坤++王彩峰

    摘要：该文通过分析目前电子实践教学中普遍存在的问题，提出了以应用型本科人才培养目标为根本，电子技术应用为主线，以电子产品为载体的实践教学组织模式。通过对电子产品的认识、制作和设计三个阶段的训练，培养学生的工程实践能力和创新能力。

    关键词：应用型本科；电子实践；教学组织模式

    中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）11-0101-02

    本科教育根据培养人才类型的不同，可以分为普通本科教育和应用型本科教育。普通本科教育主要面向科研院所培养理论研究型人才或为培养理论研究型人才打基础。应用型本科教育主要面向生产生活实践，培养大批应用型高级专门人才，我国大部分“二本”、“三本”高等院校是从事这类教育的主力军[1]。我院自2011年5月被国家教育部正式批准升格为本科院校，管理层就把我院定位在应用型本科，因此应用型本科教育中的课程教学模式的探讨势在必行。

    应用型本科教育的实践教学主要以培养技术应用能力为中心，强调以实践和综合训练为主的职业技能训练、工程技术实践和高新技术应用。电子实践是工科专业学生必修的重要实践课程，对提高学生的工程实践能力和分析解决实际问题的能力起着重要的作用。本文针对当前电子实践教学所存在的弊端，结合应用型术科教育的人才培养目标及全国大学生电子设计竞赛的启示，通过调整实践内容和教学模式等教学改革，将使电子实践教学环节更加符合应用型本科教育人才培养要求。

    1 电子实践课程教学现状分析

    目前国内许多大学都开设有电子实践这门实践课程，但基本上都采用固定的实践组织模式，即要求学生在计划的专周时间内完成一种或两种电子产品的装配和调试。这种教学模式对学生的动手能力的培养有良好的效果，但也存在以下几方面的问题：

    （1）该教学模式主要强调培养学生的动手能力，学生一般只要按照实践指导书或电子产品的安装说明书按部就班操作就能完成产品制作，这不利于学生创新能力的培养。

    （2）由于是全班选用同一种电子产品进行装配和调试，这就使学生没有自主选择的余地，影响了学生动手的积极性。

    （3）将电子实践作为一门实践课程，只安排在整个培养计划中的某一学期的某一周或几周，不能很好的兼顾到学生的知识和能力的积累对教学产生的影响，若安排太前学生的专业知识不足势必影响教学效果，若安排太后又会错过引导、激发学生学习、创造热情的最佳时期。

    电子实践作为实践教学体系的一个重要组成部分，如何合理安排教学，有效培养学生的动手能力和创新能力，实现整个实践教学环节的连贯性和系统性，是实践教学的关键。因此，探讨电子实践课程的教学模式意义深远[2]。

    2 电子实践教学环节的教学思路

    电子实践教学环节不仅仅是为了培养学生的动手能力，更是希望学生通过自主设计制作和调试完成一个合格产品的过程，从而激发学生的创新思维，培养学生的创新能力。它以电子产品研发、生产为工程背景，通过实际的电子产品设计、制作、调试，使学生了解电子产品制造过程，掌握制作电子产品的开发流程和操作技能。因此，围绕这一教学思路，我们根据学生专业知识的积累情况将该环节划分为三个不同的阶段进行。

    2.1产品认识阶段

    在产品认识阶段安排的主要内容包括常用电子元器件的识别与检测、电路焊接工艺、电路电气原理图与印制电路版图的识读、简单电子产品的制作调试与检修、常用电子仪器仪表的使用方法。该阶段的主要目的是让学生了解电子行业基本技能、基础工艺知识及行业现状，掌握应具备的基本技能，在未掌握较多专业知识的情况下引导激发学生的学习兴趣，并作为学生的一种创新启蒙，鼓励学生的课余制作。

    传统的电子实践教学在该阶段通常是安排组装由插针式元件组成的电子产品，然而随着电子技术的迅猛发展，新工艺、新知识不断涌现，这种传统的制造工艺正逐步被SMT（表面贴装技术）所取代，如果对新技术、新产品的知识缺乏了解，将来就难以满足社会科技前沿需求与时代的发展需求。因此，在实践电子产品的选择应兼顾到这两种工艺技术的应用。由插针式元件组成的声光控延时自熄开关和由表面贴装元件组成的USB音箱，电路结构相对简单，成品实用，是认识和掌握这两种工艺技术的理想载体。

    在专业培养计划中，该环节宜安排在学生未接触较多模拟电子技术知识之时。这个时期的学生对基础电路已有认识，但对电子电路还不是很熟悉，这样的安排有利于学生对新知识的探索，同时有助于学生对后续电子技术课程的学习。

    2.2产品制作阶段

    在产品制作阶段安排的主要内容是印制电路板的设计制作、电路结构较复杂的电子产品的装配调试与检修。全国大学生电子设计竞赛作为教育部倡导的四项学科竞赛之一，在培养学生动手能力和综合素质方面发挥了极为重要的作用[3]。从历届电子竞赛赛题分析可以看出，很多自动控制类、电源类、数据采集类和信号类的题目在设计制作时都会涉及单片机的知，单片机作为入门较快的微计算机技术，是初学者应用最广泛的电子设计平台，学生只有在熟练掌握单片机应用的基础上，才能进行较完整的电子制作，综合应用所学电子知识参与电子竞赛等创新活动，同时也为嵌入式系统的学习和毕业设计奠定基础。因此，单片机应用是应用型本科院校的学生必须掌握的重要技术之一。目前大多数高校的单片机应用实践是依托于实验室，这就存在两方面的问题：第一，实验室所能提供的设备台套数有限，不可能顾及到每一个学生，若因此增加台套数又会带来管理和维护方面的问题；第二，实验室即使采用开放模式也无法满足同学相对集中的使用需求。综合以上因素，在这个阶段可以安排电子系统开发工具如单片机仿真器、在线调试器等电子产品的装配与调试，所选的单片机类型可以是PIC、51或凌阳。这样的产品综合了模拟电子技术、数字电子技术和单片机应用等知识，既有利于学生巩固原有的专业基础知识，又为后续的单片机技术学习提供了硬件保障，从而使学生不受实验室场地和设备的限制，能够在任意的时间地点进行学习和创新活动。而实验室则主要为学生提供更高层次的设备让学生进行学习。由于选择的产品电路结构已较复杂，且在这个阶段学生已接触较多的器件及封装，此时安排印制电路的设计制作，能够让学生较好的熟悉电路设计软件，掌握电路板工业设计规范。

    在专业培养计划中，该环节宜安排在数字电子技术课程学习中期，单片机应用课程学习之前或刚接触这门课程，这样对电子技术感兴趣的学生就可以通过自学提前熟悉单片机，从而在低年级就能参加如电子设计竞赛的学科竞赛和创新活动。该环节也可根据不同专业的培养要求选择其它的电子产品如电视机等进行装配调试训练。

    2.3产品设计阶段

    在产品设计阶段安排的主要内容是电子系统的综合设计、制作、调试、检修，电子企业的生产现场组织与管理及工艺文件制定知识。该阶段的主要目的是培养学生综合应用各项知识和技能的能力，以电子竞赛的比赛模式来组织教学，以电子产品的设计为目标。为了使设计的对象是实际的电子产品，可以选用一些难度适中、功能多样涵盖不同专业知识的电子产品（如按电子竞赛的不同选题方向的）供学生选择，在去除产品的电路部分后只留下外壳、检测元件和执行机构，让学生根据该产品的功能、性能参数、结构特点、工业规范及经济成本等因素进行产品设计或功能扩展和参数提升。学生也可自主选题完成一种电子产品的设计制作。学生可以自由组合成项目小组，每组成员一般为2～3人，分工合作共同完成选定产品的实践内容。在教师的指导下，学生需完成电路设计、到市场采购元器件、电路板设计与制作、产品的组装与调试，最后提交一份产品说明书。在整个训练过程中学生可以充分发挥自己的创新思维，在掌握单片机等知识的基础上，自主开发出一些具有实用价值的产品。不仅锻炼了学生的学习能力、创新能力、文字组织能力，还培养了学生的团结协作精神。考虑到应用型本科的学生将来可能从事生产一线的管理工作，因此在该环节可增加电子企业的生产现场组织与管理及工艺文件制定知识，以拓宽学生的知识面，增加学生就业的筹码。

    在专业培养计划中，该环节宜安排在检测技术等专业课程学习之后，这有助于学生综合应用所学知识，如单片机应用系统设计的总体设计方法、CMOS电路设计方法、数字系统设计、低功耗系统设计、可靠性设计以及平台开发等进行设计创造，这是学生就业前的一次重要的实战演练。

    3 结束语

    电子产品三阶段训练的电子实践教学组织模式，较好的结合了学生的专业知识积累情况、培养目标和社会需求，形成了一个具有连续性和系统性的教学体系，有利于学生工程实践能力和创新能力培养。在这三个阶段中不同的专业可根据各自的培养目标选择和确定不同的实践项目和课时。电子实践教学组织模式的改变也将有助于应用型本科院校完善校内实践基地建设，有效的解决学生到企业实习难、费用高及锻炼动手能力机会少等矛盾。

    参考文献：

    [1]顾志良.应用型大学教育的改革实践与创新[M].知识产权出版社，2009.

    [2]许玲.电工电子专业实践教学工作的实践与探索[J].时代教育，2015（13）：147-147.

    [3]杨兴明，郭太峰，等.全国大学生电子设计竞赛赛题分析和启示[J].电气电子教学学报，2007，8（4）.