電子設(shè)計(jì)實(shí)踐課程的教學(xué)與管理

劉琨

（北京師范大學(xué)珠海分校信息技術(shù)學(xué)院，廣東珠海519085）

珠海位于珠三角地區(qū)中部，是珠三角地區(qū)重要組成部分。在國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《珠江三角洲改革發(fā)展規(guī)劃綱要（2008～2020年）》中，明確要求珠三角大力發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)發(fā)展電子信息等產(chǎn)業(yè)，“電子信息領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展軟件及集成電路設(shè)計(jì)、新型平板顯示、半導(dǎo)體照明、新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信、下一代互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字家庭等產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)數(shù)字視聽(tīng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升通信設(shè)備在全球的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，建設(shè)現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)基地”。

珠海2009年實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值2 668億元，增長(zhǎng)7.8%，其中，高新技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)值突破一千億元，占全市工業(yè)總產(chǎn)值的39%。珠海市政府將電子信息作為重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，“重點(diǎn)發(fā)展電子設(shè)備、家電電氣、精密機(jī)械和交通設(shè)備制造等產(chǎn)業(yè)。

珠海擁有魅族、炬力、格力、德豪潤(rùn)達(dá)、萬(wàn)力達(dá)、世紀(jì)鼑?yán)?、華冠電子、雙喜電器、歐美克、歐比特等一大批知名電子電器產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)。珠三角其他地區(qū)比如深圳、東莞等地還有大量的電子企業(yè)急需實(shí)踐能力強(qiáng)的電子專(zhuān)業(yè)人才。

上述珠三角地區(qū)電子信息產(chǎn)業(yè)集群、家用電器產(chǎn)業(yè)集群、航空制造產(chǎn)業(yè)集群等都與電子信息專(zhuān)業(yè)緊密相關(guān)，珠三角地區(qū)對(duì)電子專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生市場(chǎng)需求巨大，以上這些事實(shí)說(shuō)明電子信息專(zhuān)業(yè)人才發(fā)展和學(xué)生就業(yè)前景非常廣闊。

在對(duì)用人單位進(jìn)行調(diào)研的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)公司很看重學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，喜歡挑選有項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生。

為此，結(jié)合教育部等部委的要求，廣東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、珠海市的戰(zhàn)略部署和我院的具體條件決定加快電子信息專(zhuān)業(yè)的建設(shè)，如何在創(chuàng)建期建設(shè)一個(gè)有特色、有創(chuàng)新、能培養(yǎng)出高質(zhì)量高素質(zhì)人才的電子設(shè)計(jì)實(shí)踐課程新模式，將直接引導(dǎo)電子專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才提高實(shí)踐水平。通過(guò)對(duì)本課程的研究、創(chuàng)新、建設(shè)與實(shí)施對(duì)盡快提高教學(xué)水平，促進(jìn)高質(zhì)量應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，提高畢業(yè)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有重要作用。

由于目前國(guó)內(nèi)獨(dú)立高校教育教學(xué)改革時(shí)間不長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)、方法尚需探索，電子信息專(zhuān)業(yè)的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，特別是實(shí)踐課程教學(xué)的體系、內(nèi)容、方法和與之相適應(yīng)的電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)處于探索、研究、創(chuàng)新階段。電子信息專(zhuān)業(yè)涉及的實(shí)踐量大，更需要在本課程教學(xué)各環(huán)節(jié)進(jìn)行探索、研究、總結(jié)和推廣，這也是積極開(kāi)展本項(xiàng)目研究和實(shí)踐的價(jià)值所在。

學(xué)生在本課程之前主要以基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)為主，偏重理論，即使教學(xué)計(jì)劃安排了實(shí)驗(yàn)，也多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。在本課程前進(jìn)行的調(diào)查中，有83%以上的同學(xué)從來(lái)沒(méi)有電子制作和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。有的同學(xué)連常見(jiàn)的電阻、二極管等元器件都不認(rèn)識(shí)。因此非常有必要訓(xùn)練學(xué)生基本的電子制作的技能和自主設(shè)計(jì)的思維[1]。

1 教學(xué)模式及方法

1.1 構(gòu)建理論結(jié)合實(shí)踐的“層次化，模塊化”課程

總結(jié)多年一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將整個(gè)課程內(nèi)容分為3個(gè)模塊：基礎(chǔ)知識(shí)模塊、簡(jiǎn)單應(yīng)用模塊，復(fù)雜應(yīng)用模塊[2]。元器件認(rèn)知和檢測(cè)、焊接技術(shù)為基礎(chǔ)知識(shí)模塊，無(wú)線話(huà)筒、應(yīng)急燈是簡(jiǎn)單應(yīng)用模塊，AM收音機(jī)組裝和調(diào)試、秒計(jì)時(shí)器和測(cè)速儀是復(fù)雜應(yīng)用模塊。各模塊之間相互獨(dú)立，比如5個(gè)項(xiàng)目案例相互獨(dú)立，每個(gè)項(xiàng)目完成后能可以應(yīng)用于生活。各模塊又相互關(guān)聯(lián)，前面基礎(chǔ)知識(shí)模塊為后面的應(yīng)用模塊打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，應(yīng)用模塊從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，后面的模塊加強(qiáng)了前面模塊的知識(shí)內(nèi)容，層層遞進(jìn)，給予學(xué)生經(jīng)過(guò)努力可以攀上的階梯，使學(xué)生在課程中不斷獲得成就感，強(qiáng)化對(duì)電子的興趣，循序漸進(jìn)掌握《電路設(shè)計(jì)實(shí)踐》的理論知識(shí)和實(shí)踐技能。

1.2 精心準(zhǔn)備案例項(xiàng)目，從宏觀上進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)

整個(gè)課程分為若干相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目，從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，精心準(zhǔn)備每個(gè)項(xiàng)目案例，構(gòu)建課程的宏觀教學(xué)設(shè)計(jì)[3]。首先向?qū)W生講解項(xiàng)目涉及的基本理論知識(shí)，然后通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐練習(xí)，讓學(xué)生在實(shí)踐中加深理論知識(shí)的理解，最后引導(dǎo)學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生自主設(shè)計(jì)和制作更多的電子作品。

1.3 微觀教學(xué)采用“四部曲”，將“教、學(xué)、做”融為一體

微觀教學(xué)體現(xiàn)“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體，實(shí)踐為主線”的原則，課堂采用“四步”教學(xué)法。

1.3.1 第 一階段，項(xiàng)目引入，提出問(wèn)題

通過(guò)項(xiàng)目演示，提出問(wèn)題，講解項(xiàng)目應(yīng)用背景，給學(xué)生一個(gè)切入點(diǎn)，建立感性認(rèn)識(shí)，目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生感到學(xué)有所用，從而明確本次課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

1.3.2 第 二階段，分析項(xiàng)目，解決問(wèn)題

項(xiàng)目分析，找到解決問(wèn)題的方法和操作技能，是“四部曲”的關(guān)鍵步驟[4]。在課程前半部分，由教師從表及里講解項(xiàng)目原理，在課程進(jìn)行過(guò)程中，逐步將項(xiàng)目分析的主要任務(wù)交給學(xué)生完成，充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)電路的步驟，如何學(xué)會(huì)查看芯片數(shù)據(jù)表，根據(jù)元器件完成電路連線。項(xiàng)目被分解為若干個(gè)模塊，然后將子模塊細(xì)化，逐步完成項(xiàng)目的制作。學(xué)生在制作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，在問(wèn)題引導(dǎo)下，學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)和實(shí)踐技能。

1.3.3 第 三階段，歸納總結(jié)，引申提高

在每次項(xiàng)目實(shí)踐結(jié)束前，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)，對(duì)本次項(xiàng)目的實(shí)際意義、實(shí)踐過(guò)程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、容易出錯(cuò)處等及時(shí)進(jìn)行總結(jié)[5]。并針對(duì)項(xiàng)目的不足之處，引申和提高。比如相同功能的項(xiàng)目布線方法不同，焊接的質(zhì)量有明顯差異。讓同學(xué)對(duì)作品進(jìn)行對(duì)比分析，提高綜合布線能力。

1.3.4 第 四階段，舉一反三，學(xué)以致用

項(xiàng)目來(lái)源于生活，最終要應(yīng)用于生活。為了使同學(xué)們能舉一反三，觸類(lèi)旁通，教師在項(xiàng)目結(jié)束前，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考項(xiàng)目延伸改良后的其他用途[6]。比如做完無(wú)線話(huà)筒，有的學(xué)生根據(jù)教師提示，用麥克作為聲音傳感器制作了聽(tīng)到音頻就會(huì)發(fā)出狗叫的電子狗，學(xué)以致用，參加學(xué)校的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲得了較好的成績(jī)。

1.4 注重師生互動(dòng)，營(yíng)造課堂氣氛

只有老師與學(xué)生充分交流的課堂，才可能是有生命力的課堂。針對(duì)不同內(nèi)容、不同難易程度、不同教學(xué)對(duì)象，靈活采用多種教學(xué)方法，例如：設(shè)置問(wèn)題、形象比喻、組織討論、啟發(fā)式、演示式、發(fā)現(xiàn)法、自學(xué)輔導(dǎo)法等方法組織教學(xué)。為了提高提問(wèn)的效果，特別需要重視預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。在項(xiàng)目結(jié)束前布置下周進(jìn)行新項(xiàng)目的預(yù)習(xí)題目。并要求在下次課堂提問(wèn)，并計(jì)入平時(shí)成績(jī)來(lái)讓學(xué)生加強(qiáng)預(yù)習(xí)，提高聽(tīng)課質(zhì)量。實(shí)踐證明：充分的師生互動(dòng)，學(xué)生熱情參與，活躍了課堂，教學(xué)效果顯著[7]。

1.5 充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高教學(xué)效果

教學(xué)中采用演示文稿，大屏幕多媒體演示、動(dòng)態(tài)展示原理過(guò)程、視頻展示操作過(guò)程等現(xiàn)代化教學(xué)手段，使課堂生動(dòng)活潑，提高教學(xué)效果，同時(shí)提高了教學(xué)效率。比如波峰焊視頻使得學(xué)生足不出戶(hù)就能了解工業(yè)波峰焊的原理和流程，形象易懂。

1.6 注重學(xué)生動(dòng)手能力的鍛煉，進(jìn)行作品評(píng)比

對(duì)于理工科專(zhuān)業(yè)，特別需要培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。為了提高學(xué)生動(dòng)手積極性，結(jié)合課堂的實(shí)踐項(xiàng)目，成功開(kāi)展了“電子設(shè)計(jì)作品”評(píng)比和技術(shù)交流。同學(xué)們改進(jìn)課堂項(xiàng)目，或者完全自己設(shè)計(jì)和制作新的作品參加評(píng)比，通過(guò)相互學(xué)習(xí)，相互借鑒，使更多同學(xué)加深了對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，堅(jiān)定了對(duì)本專(zhuān)業(yè)的信心和興趣。并有多人在校內(nèi)外“電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”中獲得較好成績(jī)。

2 評(píng)價(jià)機(jī)制

以綜合實(shí)踐技能考核為主線，建立開(kāi)放式、全程化考核體系[8]。整個(gè)課程總分有項(xiàng)目實(shí)踐得分、理論知識(shí)考核得分和考勤及課堂表現(xiàn)構(gòu)成。每個(gè)項(xiàng)目完成后，根據(jù)作品完成情況和現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)提問(wèn)的回答情況，由老師現(xiàn)場(chǎng)打分。項(xiàng)目實(shí)踐考核貫穿課程整個(gè)過(guò)程。在課程結(jié)束前，對(duì)實(shí)踐過(guò)程中使用的理論知識(shí)進(jìn)行考核，理論和實(shí)踐并重。平時(shí)項(xiàng)目實(shí)踐占60%，期末理論知識(shí)考核占30%，考勤及課堂表現(xiàn)占10%。

3 課程展望

本課程開(kāi)設(shè)4年以來(lái)，鍛煉的電子系學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力取得了良好的效果。有多人次在國(guó)家級(jí)和省級(jí)比賽獲得獎(jiǎng)項(xiàng)。同時(shí)本課程仍然在不斷發(fā)展中，學(xué)生“重操作，輕思考”的現(xiàn)象仍然存在，下一步將提高學(xué)生學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)電路的能力，為社會(huì)輸送高質(zhì)量應(yīng)用型人才。

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