電子科技創(chuàng)新能力實踐教學新平臺的研究與實踐

郭杰榮 王先春 蔡劍華

摘要：對電子信息課程的建設提出建立一套完整的平臺，從理論（利用計算機模擬方法）和實驗兩方面配合開展電信技術實驗的研究，并希望建立一個完整的設計開發(fā)系統(tǒng)。結合開放實驗室促進學生將上課學到的基礎知識和自己的靈感創(chuàng)作結合起來，設計、制作自己想要實現(xiàn)的各種各樣的電子產品，實現(xiàn)了理論與實踐、課內與課外的有機結合。

關鍵詞：實踐教學；平臺；模式；創(chuàng)新

電子工程項目實踐教學是電子專業(yè)實施創(chuàng)新教育、提高學生創(chuàng)新思維的重點，是學生樹立工程意識，培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的關鍵環(huán)節(jié)。在培養(yǎng)學生的電子設計能力的工程項目實踐活動中，通過設計性實驗，讓學生獨立完成從查找資料、擬定實驗方案，直至設計編寫實驗報告的全過程。培養(yǎng)學生在“工程”設計、制作和組織管理等方面的創(chuàng)新能力。這就要求在現(xiàn)有的條件下，建立新的電子開發(fā)設計綜合平臺。

一、電子系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境通用軟硬件平臺

通常，選擇優(yōu)秀的電子設計開發(fā)工具有如下幾個約束條件：

1.電子設計開發(fā)工具的使用授權限制

2.設計語言、設計數(shù)據、設計格式的兼容性

3.電子設計開發(fā)工具與計算機及其操作系統(tǒng)的兼容性問題

4.設計項目實際需要的限制

不同的設計對象，其電子設計開發(fā)集成開發(fā)環(huán)境架構有很大的差別。例如，在經典的板級電子系統(tǒng)設計中，通常是將許多專用集成電路（ASIC）芯片、通用的門電路芯片設計在一塊印刷電路板（PCB）上來完成整個電子系統(tǒng)的設計，其設計的基本素材是集成電路芯片；在現(xiàn)代的芯片級電子系統(tǒng)設計中，通常是將許多的軟、硬知識產權（IP）核或電路模塊設計在一個超載規(guī)模集成電路芯片上來完成整個電子系統(tǒng)設計，將設計流程中各個階段所需要的不同的電子設計開發(fā)工具軟件集成在一個硬件平臺上，進行項目設計開發(fā)的軟硬工作環(huán)境。在此環(huán)境中，項目的設計數(shù)據通過文件方式在各個電子設計開發(fā)工具之間流轉，就像工廠里生產流水線上的產品流動一樣，直到產品生產全過程結束。我們擬采用ORCAD/Pspice、ProtelDXP、QuarterII構建的電子系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境通用軟硬件平臺。

各類不同的電子設計工具之間數(shù)據共性參數(shù)的提取轉換不僅是實現(xiàn)減少電子組裝生產準備時間、提高產品的導入率的關鍵技術，更主要的意義是它填平了設計軟件之間的鴻溝，做到了存儲格式上的統(tǒng)一，進而實現(xiàn)了對不同類型的設計文件及其工藝流程的模擬仿真。作為一名電子信息專業(yè)的學生，必須掌握從系統(tǒng)設計級、電路設計級到物理實現(xiàn)級整個過程分析設計的能力，能熟練使用新器件，新的開發(fā)工具，并不斷更新觀念，只有這樣，才能適應時代發(fā)展，才能把握現(xiàn)在，創(chuàng)造未來!

二、培養(yǎng)模式

對于培養(yǎng)學生工程應用能力來說，我們針對以下方面實施：

1.以“電子創(chuàng)新實驗室”為依托，培養(yǎng)學生綜合的動手實踐能力

實驗室是高等學校實施素質教育、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與實踐能力的重要基地。為鼓勵和支持學生在課余時間參加開放式實驗教學，加強學生第二課堂的建設，我們專門成立了“電子創(chuàng)新實驗室”，制訂了《電子創(chuàng)新實驗室管理辦法》，并提供了專項經費支持。以創(chuàng)新實驗室為依托成立學生科技活動社團，為電子實踐活動提供自由活動空間和必需實驗設備。并且每年積極申報科研項目經費用于實驗元器件的購買和學生課外科技活動項目的支持。

為了更好地利用開放實驗室，電子創(chuàng)新實驗室全天候對學生開放，并安排專門的老師值班和輔導答疑。有了創(chuàng)新實驗室，電子科技協(xié)會的會員們便可在這里把上課學到基礎知識和自己的靈感創(chuàng)作結合起來，設計、制作自己想要實現(xiàn)的各種各樣的電子產品，實現(xiàn)了理論與實踐、課內與課外的有機結合。

2.以“工程項目實踐活動”為手段，樹立學生工程設計的思想

工程項目實踐活動是我院電子專業(yè)實施創(chuàng)新教育、提高學生創(chuàng)新思維的重點，是學生樹立工程意識，培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的關鍵環(huán)節(jié)。我院電子工程項目實踐活動包括兩個方面的內容：一是以培養(yǎng)學生的設計能力的工程項目實踐活動，二是以培養(yǎng)學生研究能力的工程項目實踐活動。在培養(yǎng)學生設計能力的工程項目實踐活動中，我們要求學生自己組織成課題小組，自己獨立設計工程實踐項目的實驗方案，然后交給指導老師審閱，對其可行性作出分析和指導，然后讓學生自己動手去完成整個工程項目，最后由指導老師進行評估。這是一個在教師間接指導下的學生自我設計工程項目、實驗方案的實踐教學層次，目的在于通過設計性實驗，讓學生獨立完成從查找資料、擬定實驗方案，直至設計編寫實驗報告的全過程。學生可以利用課余時間，也可以在每年寒、暑假集中時間參與教師的科研項目，使學生初步掌握科學研究方法，為將來從事科學研究打下基礎。

3.以“學生為中心”，精心組織電子科技協(xié)會

通過近幾年的實踐經驗，我們初步建立起學生課外科技創(chuàng)新培養(yǎng)體系。電子科技協(xié)會的創(chuàng)建主要從以下兩個方面進行了考慮：一方面，電子科技協(xié)會的組織，要擺脫傳統(tǒng)教育中“以教師為中心”的教學模式，建立以“學生為中心”的管理體制，充分體現(xiàn)大學生的主體作用。另一方面，為了加強電子科技協(xié)會的指導，我們挑選了一批教師作為電子科技協(xié)會的指導教師，要求指導教師創(chuàng)新教學方法，他們的任務一是擔負起對電子科技協(xié)會會員培訓的任務，完成對學生所不能勝任的、系統(tǒng)的、全面的基礎知識和實驗技能的培訓，輪流負責對學生釋疑解惑。

平臺建立后可以應用于生產實習、認識實習、課堂演示、課程設計等教學環(huán)節(jié)，在應用中不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷改進和完善。應采用各類形式進行反饋研究，逐步形成具有特色、效果明顯的教學體系。同時充分發(fā)動學生參與各類創(chuàng)新性活動與競賽，進行技術研究，以獲獎、作品及論文形式體現(xiàn)成果。

（作者單位 湖南文理學院物理與電子科學學院）