上海電力學院自動化工程學院 黃云峰 李 輝 任海霞

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創(chuàng)新實踐、層次教學的電子制作課程改革之路

上海電力學院自動化工程學院 黃云峰 李 輝 任海霞

電子制作課程設計是筆者所在學校自動化專業(yè)、測控專業(yè)及卓越班本科生的必修課程，是專業(yè)課程教學改革的重要環(huán)節(jié)。本文論述電子制作課程設計題目的選擇與設計內(nèi)容，分析其應遵循的原則，探索課程的具體實施過程、教學方法和成績評定等方面。教師教學應以學生為主體，充分調(diào)動學生的主觀能動性，注重對學生的過程訓練，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，提高其綜合能力。

電子制作 層次教學 改革實踐

電子制作課程設計是筆者所在院校自動化專業(yè)、測控專業(yè)及卓越班本科生的必修課程。該課程的基本任務是鞏固加深學生在模擬數(shù)字電子技術課程的學習成果，以及在電子技術基礎實驗課中所掌握的技能與單片機基礎知識，培養(yǎng)和訓練學生具備嚴謹務實的科研理念，提高學生綜合運用電子技術知識解決實際問題的創(chuàng)新能力。學生通過熟悉設計任務、查找資料、設計電路、計算機仿真、安裝調(diào)試、整理總結等環(huán)節(jié)，初步掌握電子工程設計的方法，學習電子產(chǎn)品工藝的基本知識和操作技能，培養(yǎng)專業(yè)學習熱情，養(yǎng)成良好的專業(yè)素質(zhì)，為在工作崗位上發(fā)明創(chuàng)新打下良好基礎。綜合性強、實踐性突出的電子制作課程設計對學生的訓練和鍛煉是其他教學環(huán)節(jié)不能替代的，是專業(yè)建設的重要環(huán)節(jié)。

電子制作課程設計教學改革的目標是充分發(fā)揮學生在課程設計過程中的主體地位，結合本校實際，充分利用學?，F(xiàn)有的教學資源，提高課程設計的數(shù)學效果。從筆者所在院校及兄弟院校的教學實踐來看，全國各高校電子技術課程設計的學時不同，教學條件有所差異，具體教學方法有所差別，沒有現(xiàn)成的模式可循。因此，結合學校的定位以及實際情況，筆者所在院校進行了電子制作課程設計教學改革方面的研究探索，取得了較好的教學效果。

一、設計題目的選擇與設計內(nèi)容的確定

設計題目的選擇要結合設計要求、設計學時、課程具體內(nèi)容。選題的原則要符合設計內(nèi)容的實用性、趣味性、先進性、創(chuàng)新性。題目的難易程度要適中，能體現(xiàn)對基本理論、基本概念、基本技能的綜合運用。設計內(nèi)容應包括理論課程的主要內(nèi)容，不能完全從教科書上拷貝，使學生通過查資料拓寬知識面后徹底解決學習內(nèi)容。

例如，模擬電子技術課程主要內(nèi)容應包括振蕩、反饋、濾波、基本放大電路、集成運算放大器等知識點。數(shù)字電子技術課程主要內(nèi)容應包括邏輯運算、觸發(fā)器、定時、計數(shù)、譯碼、顯示、可編程邏輯、測量、控制等多個功能單元。

二、電子制作實踐課程的設計實施

1.學生選題和教師下達任務書

題目由指導教師給出，共分6大類，12個題目。題目由學生自選，學生自擬題目后可以交給教師審定，每個題目均有基本功能和擴展功能兩個部分組成，可以滿足分層教學的需求。

選題完成后，教師給出正規(guī)而詳細的課程設計任務書。課程設計任務書主要包括設計應達到的要求、計劃學時、完成任務及時間進度安排。這樣能使學生明確設計過程中應完成的工作和達到的目標，確定各個設計階段的時間表，使學生對設計過程心中有數(shù)，明確自己的任務和責任。

2.設計方案的確定與實施

學生根據(jù)具體的設計任務和要求，搜集查閱有關的參考資料，確定設計方案，完成原理接線圖。設計方案的確定與實施是課程設計的重要階段，直接關系到設計的成敗。該階段，教師的指導尤為重要。教師一定要深入學生之中，注重培養(yǎng)學生查閱資料的能力，做好把關、指導答疑工作，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，使學生少走彎路。

3.電路連線圖仿真

硬件電路初步設計完成后，學生可以進行電路圖仿真操作。仿真階段要求學生詳細設計和修改電路，充分利用計算機仿真技術模擬、調(diào)試參數(shù)，選擇最佳參數(shù)。計算機仿真是學生設計過程中的薄弱環(huán)節(jié)，指導教師要針對各組學生的實際情況，結合自己的教學和實踐經(jīng)驗，有的放矢地指導教學，加強學生的互助合作，確保多數(shù)學生能圓滿完成設計仿真任務。

4.電子元器件的安裝調(diào)試

分層次教學中，教師可以篩選優(yōu)秀學生進一步從事第二階段的實踐教學工作，即實物制作電路板。電子產(chǎn)品實訓中，手工焊接電路板是重要環(huán)節(jié)之一。學生可以從焊接前的準備、焊接方法與步驟、焊接技巧和焊接工藝要求等幾方面，總結焊接實踐的經(jīng)驗和技巧。設計由理論變?yōu)楝F(xiàn)實，是學生興趣最濃、收獲最大的階段，但也是問題暴露最多、學生感覺最艱難的階段。但是，學生通過電子元器件安裝調(diào)試的成功，所獲得的喜悅是溢于言表的。

5. 撰寫課程設計報告

課程設計報告是學生對設計方案、設計內(nèi)容的概述和總結。學生在此階段，需要歸納整理整個設計過程，寫出完整的課程設計報告，其內(nèi)容包括摘要、關鍵詞、目錄、綜述、方案設計與分析、電路設計框圖和功能描述、電路原理設計及參數(shù)計算、調(diào)試波形及調(diào)試結果記錄、最后電路原理圖、元件明細表、課程設計體會和建議、參考文獻。同時，課程設計報告對文本編排格式提出標準要求，以此提高學生的科技文寫作能力、方案表述能力、工程制圖能力等基本綜合素質(zhì)。通過分析和總結，學生明確設計成功或失敗的真正原因，發(fā)現(xiàn)不足，找出努力的方向，加深對設計的體會和理解。

三、教學方法改革

1.激發(fā)主觀能動性，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識

設計實踐過程中，教師應讓學生搜集查閱參考資料，培養(yǎng)學生綜合應用的能力，鼓勵學生篩選所選課題設計的方案。方案既有構思新穎的功能電路設計方案，又有各單元電路組合的系統(tǒng)電路方案。教師應鼓勵學生盡量選擇集成度高的新產(chǎn)品、新器件，使設計與工程實踐接軌。

設計實踐過程中，教師應鼓勵學生創(chuàng)新。學生完成設計任務后，教師應引導學生總結和相互評議。學生的部分創(chuàng)新設計可能不完全成熟或有瑕疵，指導教師要給予學生充分的鼓勵和肯定，提出一些指導性建議，以培養(yǎng)學生具備良好的創(chuàng)新意識和素質(zhì)，使學生在相互評議中獲得知識和經(jīng)驗。

2.強調(diào)自主設計，重視啟發(fā)式教學

課程設計能使學生充分利用所學理論知識，掌握電子設計和制作的過程與技巧。因此，教師應充分調(diào)動學生自主設計的主動性，提高學生的設計熱情。課程設計過程中，指導教師介紹不同題目的設計思想、設計流程、設計要求和注意事項等相關內(nèi)容，學生自己查閱、思考、設計方案和論證，最終確定設計方案及電路。指導教師可介紹一些優(yōu)秀作品，激發(fā)學生的設計熱情和靈感。教師可以給出設計過程中容易出現(xiàn)的錯誤案例，以使學生吸取經(jīng)驗，減少錯誤。只有學生親自參與課程設計的全過程，才能深刻理解設計理念，真正提高自身的專業(yè)修養(yǎng)和素質(zhì)。

3.虛實結合，提高學生的應用能力

隨著電子信息技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的電子技術設計方法逐步退出，電子設計自動化逐漸成為主流。Altium Designer、Proteus等輔助設計軟件，已成為電子工程設計的必備工具。人們應用計算機設計和仿真分析電子電路是目前和今后發(fā)展的必然趨勢，將其應用到課程設計領域也是教學改革的方向。

學生根據(jù)設計課題擬定初步方案后，首先在電路仿真與分析軟件Altium Designer、Proteus平臺上，對所設計的電路進行仿真，觀察電路功能是否滿足設計要求，分析主要元器件參數(shù)對電路指標的影響，初步了解電路靜態(tài)和動態(tài)的工作情況，在電腦上通過調(diào)試電路、更換元器件、修改參數(shù)使之達到指標要求，直至電路最優(yōu)化。這一過程中，學生不需要任何真實的元器件與儀器儀表即可進行模擬電路、數(shù)字電路及模數(shù)混合電路的設計和仿真，減少了由于設計和操作不當對元器件和實驗室儀器設備造成的損壞，降低了原材料損耗，使學生更多地接觸電子元器件的性能和參數(shù)，更好地掌握電子儀器的使用方法。學生通過軟件仿真設計電路，縮短了組裝調(diào)試的時間。

四、建立完善科學的成績評定體系

建立完善科學的成績評定體系是保證課程設計教學質(zhì)量的關鍵，是調(diào)動學生積極性的重要因素。所以，指導教師必須全面了解整個設計階段學生的表現(xiàn)、選題的難易程度、完成情況等，給每位學生一個合理的成績。教師既要考慮到學生在獨立設計和仿真階段的表現(xiàn)和完成質(zhì)量的高低，又要看安裝調(diào)試階段學生的認真程度和完成指標的高低。另外，教師要考慮學生對題目深入研究的程度和創(chuàng)新內(nèi)容，有創(chuàng)新的內(nèi)容應該酌情加分。評分標準為：理論正確性和設計創(chuàng)新性占30%，內(nèi)容準確性占15%，實踐操作質(zhì)量占40%，設計報告書寫規(guī)范性占15%，四者合計100%。成績評定表隨任務書一起發(fā)給學生，附在最后的設計報告上，使學生明確最終成績的評定標準。實踐證明，上述評定細則對學生起到了良好的引導作用。

［1］郭 江，龐曉琛.電子技術課程設計的內(nèi)容設計與實施［J］.職業(yè)教育研究，2007

［2］徐小云，徐禮國.電子制作課程在電子專業(yè)教學中的幾點建議［J］.課程教育研究：新教師教育，2015

［3］王光偉.電子制作課程教學的改革與實踐探索［J］.高等教育研究，2009

ISSN2095-6711/Z01-2016-09-0036