應(yīng)用型本科高校電子實(shí)踐課程的教學(xué)模式探討

應(yīng)用型本科高校電子實(shí)踐課程的教學(xué)模式探討應(yīng)用型本科高校電子實(shí)踐課程的教學(xué)模式探討

中圖分類號(hào)：G642.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044〔2022〕11-0101-02

本科教育根據(jù)培養(yǎng)人才類型的不同，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)理論研究型人才打根底。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)專門(mén)人才，我國(guó)大局部“二本〞、“三本〞高等院校是從事這類教育的主力軍[1]。我院自2022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、項(xiàng)目技術(shù)實(shí)踐和高新技術(shù)應(yīng)用。電子實(shí)踐是工科專業(yè)學(xué)生必修的重要實(shí)踐課程，對(duì)提高學(xué)生的項(xiàng)目實(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)更加合乎應(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，但根本上都采用固定的實(shí)踐組織模式，即要求學(xué)生在方案的專周時(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，但也存在下列幾方面的問(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)品的安裝表明書(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，只安頓在整個(gè)培養(yǎng)方案中的某一學(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，假設(shè)安頓太前學(xué)生的專業(yè)知識(shí)缺乏勢(shì)必影響教學(xué)效果，假設(shè)安頓太后又會(huì)錯(cuò)過(guò)引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、發(fā)明熱情的最正確時(shí)期。

電子實(shí)踐作為實(shí)踐教學(xué)體系的一個(gè)重要組成局部，如何合理安頓教學(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)為項(xiàng)目背景，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)階段安頓的主要內(nèi)容包括常用電子元器件的辨認(rèn)與檢測(cè)、電路焊接工藝、電路電氣原理圖與印制電路幅員的識(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辦法。該階段的主要目的是讓學(xué)生了解電子行業(yè)根本技能、根底工藝知識(shí)及行業(yè)現(xiàn)狀，掌握應(yīng)具備的根本技能，在未掌握較多專業(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，激勵(lì)學(xué)生的課余制作。

傳統(tǒng)的電子實(shí)踐教學(xué)在該階段通常是安頓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)的迅猛開(kāi)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〔外表貼裝技術(shù)〕所取代，如果對(duì)新技術(shù)、新產(chǎn)品的知識(shí)不足了解，將來(lái)就難以滿足社會(huì)科技前沿需求與時(shí)代的開(kāi)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)和由外表貼裝元件組成的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。

在專業(yè)培養(yǎng)方案中，該環(huán)節(jié)宜安頓在學(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)根底電路已有認(rèn)識(shí)，但對(duì)電子電路還不是很熟悉，這樣的安頓有利于學(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)品制作階段安頓的主要內(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、電源類、數(shù)據(jù)采集類和信號(hào)類的題目在設(shè)計(jì)制作時(shí)都會(huì)波及單片機(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)用的根底上，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)奠定根底。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，假設(shè)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)階段可以安頓電子系統(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)生穩(wěn)固原有的專業(yè)根底知識(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)室那么主要為學(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)安頓印制電路的設(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)標(biāo)準(zhǔn)。在專業(yè)培養(yǎng)方案中，該環(huán)節(jié)宜安頓在數(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)就能加入如電子設(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)階段安頓的主要內(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，在清除產(chǎn)品的電路局部后只留下外殼、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)標(biāo)準(zhǔn)及經(jīng)濟(jì)本錢(qián)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)生可以自由組合成工程小組，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)品表明書(shū)。在整個(gè)訓(xùn)練過(guò)程中學(xué)生可以充沛發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，在掌握單片機(jī)等知識(shí)的根底上，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。

在專業(yè)培養(yǎng)方案中，該環(huán)節(jié)宜安頓在檢測(cè)技術(shù)等專業(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)辦法、CMOS電路設(shè)計(jì)辦法、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)發(fā)明，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