電子技術(shù)課程設(shè)計教改中創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的探索

張曉紅?曲曉麗?趙顯紅?楊敏捷

摘要：素質(zhì)教育觀下，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。探索了新形勢下，如何提高大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，提出以電子競賽作為推動力，以電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)踐環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，進(jìn)行課程設(shè)計的教育教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的能力，提高其實(shí)踐動手能力。建立起“知識、能力、實(shí)踐創(chuàng)新相統(tǒng)一”的人才培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新思維；創(chuàng)新實(shí)踐；電子技術(shù)；課程設(shè)計；電子大賽

作者簡介：張曉紅（1969-），女，河南洛陽人，河南科技大學(xué)電氣工程學(xué)院，副教授；曲曉麗（1973-），女，河南洛陽人，河南科技大學(xué)電氣工程學(xué)院，講師。（河南 洛陽 471023）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）15-0115-02

一、實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革的背景

創(chuàng)新是當(dāng)今時代的主題。21世紀(jì)的中華民族要想實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的騰飛，必須擁有大批富有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的人才。電子信息發(fā)展日新月異，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，電類專業(yè)大學(xué)生掌握的知識和具備的能力必須跟上時代發(fā)展的步伐，必須把學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)擺在首位。

當(dāng)今社會培養(yǎng)創(chuàng)新人才，體現(xiàn)在創(chuàng)新精神和意識、創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力等幾個方面，而對于大學(xué)生來說實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。其具體體現(xiàn)在能用比較豐富的理論知識和經(jīng)驗(yàn)來解決實(shí)際問題，具有極強(qiáng)的創(chuàng)造力以及敏銳的觀察力等。現(xiàn)階段存在的問題主要表現(xiàn)在：部分大學(xué)生創(chuàng)新意愿有待提升，創(chuàng)新實(shí)踐能力較差。相當(dāng)一部分大學(xué)生學(xué)習(xí)成績不錯，但是理論和實(shí)際相結(jié)合的能力較差；積累知識的能力較強(qiáng)，但是動手能力較差。學(xué)生對于理論知識掌握較好，但是工程意識薄弱，工程實(shí)踐能力差等。

由此，需要我們更新教育理念、改革課程體系與教學(xué)內(nèi)容，加快人才培養(yǎng)模式的改革，激發(fā)大學(xué)生創(chuàng)新意愿，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。各類電子設(shè)計競賽為學(xué)生提供了這樣一個平臺：既注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)，又推進(jìn)理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)動手能力和工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。高等學(xué)校作為知識創(chuàng)新、傳播和應(yīng)用的基地，創(chuàng)新教育應(yīng)該貫穿在整個教育過程之中，而培養(yǎng)創(chuàng)新思維應(yīng)該落實(shí)到教育的每個環(huán)節(jié)之上。針對以上問題，本文以河南科技大學(xué)電氣工程學(xué)院為例，就如何將參加競賽作為推動學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)的動力，以電子技術(shù)課程設(shè)計這個基本的實(shí)踐環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)動手能力和工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練進(jìn)行探索與實(shí)踐。

二、電子技術(shù)課程設(shè)計教改中創(chuàng)新實(shí)踐教育的探索

1.課程設(shè)計實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的作用

電子技術(shù)課程設(shè)計是學(xué)生在經(jīng)過“電路”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”等課程之后，由專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的學(xué)習(xí)到獨(dú)立進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，完成畢業(yè)論文過渡的重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。[1]在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過綜合運(yùn)用所學(xué)知識，結(jié)合電子技術(shù)方面某一專題獨(dú)立地開展電路的設(shè)計、仿真及安裝調(diào)試實(shí)驗(yàn)。

通過課程設(shè)計既加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，又培養(yǎng)和提高其分析、解決實(shí)際電子電路問題的能力，為今后的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。同時也通過撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告，鍛煉學(xué)生完成學(xué)術(shù)論文的能力，對其完成畢設(shè)論文以及今后的專業(yè)技術(shù)工作都是一個啟蒙訓(xùn)練。[2]

堅實(shí)的理論基礎(chǔ)和熟練的動手能力是評價課程設(shè)計的兩個必要標(biāo)準(zhǔn)，也是培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)的必要條件。因此重視電子技術(shù)課程設(shè)計，通過其教育教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐動手能力。

2.對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行創(chuàng)新

傳統(tǒng)教育觀念重視理論知識的傳授，而沒有重視實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，為了真正提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，就要結(jié)合課堂教學(xué)，改革教學(xué)方法，將理論教學(xué)和動手能力相結(jié)合。體現(xiàn)在課程設(shè)計方面，首先在選擇設(shè)計題目上，其內(nèi)容不能一成不變。幾年來我們在教學(xué)中選出了如搶答器、數(shù)字鐘、交通燈控制器和數(shù)字頻率計等題目，這些題目既覆蓋了數(shù)字電路的基本內(nèi)容，又貼近生活實(shí)際，而且有實(shí)用價值。但是幾年下來，一直沿用這幾個題目，讓學(xué)生從其中幾選一進(jìn)行設(shè)計，逐漸不能引起學(xué)生新的興趣和積極性，慢慢出現(xiàn)抄襲的現(xiàn)象。學(xué)生從選擇設(shè)計方案，到最后顯示結(jié)果，出現(xiàn)較大的局限性。例如，對于“交通燈”題目，大部分學(xué)生只會按照老師輔導(dǎo)時給出的提示，采用正向計時的形式，而很少去嘗試真正的交通燈倒計時的設(shè)計思路；設(shè)計方案較為單一和雷同，很少自己真正動腦子進(jìn)行設(shè)計和創(chuàng)新，而是局限于一個框架和定式思維。因此，課程設(shè)計可以選擇一些趣味性的題目，范圍可以稍大一些。指導(dǎo)教師首先針對這些題目對學(xué)生進(jìn)行集中輔導(dǎo)，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和能力來確定題目，對于每個題目都劃分基本設(shè)計任務(wù)以及擴(kuò)展環(huán)節(jié)。恰當(dāng)?shù)倪x題可以讓不同程度的學(xué)生經(jīng)過努力能完成設(shè)計任務(wù)，在鞏固所學(xué)知識，提高技能等方面有所收獲。同時給學(xué)生留下很大的發(fā)揮空間，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。而另一方面，當(dāng)前電子技術(shù)及IC技術(shù)迅速發(fā)展，新技術(shù)不斷推陳出新，對電子技術(shù)課程設(shè)計有了更高的要求。[3]

電子技術(shù)課程設(shè)計也要緊跟技術(shù)前沿，改革以往傳統(tǒng)的大量理論分析，增加當(dāng)前典型芯片和典型電路的應(yīng)用介紹。盡量做到設(shè)計內(nèi)容新穎有趣，有一定的實(shí)用價值，涉及知識點(diǎn)多，且側(cè)重模塊化的設(shè)計分析方法。具體體現(xiàn)在：首先使學(xué)生能迅速識別典型電路，且能通過簡單的試驗(yàn)或設(shè)計熟練掌握典型電路的原理和實(shí)際應(yīng)用。例如：對時基電路的設(shè)計，常見的分頻電路，任意進(jìn)制計數(shù)器的構(gòu)成，校時電路，具有第一搶答信號的鑒別和鎖存功能的搶答器等等。其次還要將電子技術(shù)的新器件（如CPLD、FPGA等）和新技術(shù)（如EDA、電子電路軟件仿真、虛擬儀器技術(shù)等）引入實(shí)踐教學(xué)中，從而豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段，同時配合理論課內(nèi)容對課程設(shè)計內(nèi)容體系進(jìn)行更新和完善。近代電子技術(shù)的一個重要環(huán)節(jié)是智能化，其核心是微型機(jī)的應(yīng)用，因此本課程教學(xué)需將微機(jī)應(yīng)用作為一個主要內(nèi)容，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中不僅能接觸到有關(guān)電子系統(tǒng)的硬件知識，同時也熟悉其軟件設(shè)計。

以電子大賽項(xiàng)目為目標(biāo)，把目前與電子技術(shù)相關(guān)的競賽內(nèi)容結(jié)合到課程設(shè)計環(huán)節(jié)，盡可能地開發(fā)一些綜合性、設(shè)計性內(nèi)容，同時進(jìn)行相關(guān)的實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生興趣，并鼓勵學(xué)生開動思維，開發(fā)創(chuàng)新。

3.建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室

課程設(shè)計的內(nèi)容涉及面廣，前沿科技含量大，為滿足課程設(shè)計對儀器設(shè)備及元器件的要求，因此需建立配套的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，以保證實(shí)驗(yàn)的高水平。為此，電氣學(xué)院專門成立了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，積極開展EDA和 SOPC技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)，提高了學(xué)生電子設(shè)計自動化的水平。同時也為學(xué)生進(jìn)行電子設(shè)計方面的實(shí)訓(xùn)提供了硬件基礎(chǔ)。

三、在教改的實(shí)踐探索過程中加強(qiáng)創(chuàng)新教育

1.創(chuàng)建電子愛好者學(xué)生小組

在實(shí)踐的過程中必須引入創(chuàng)新教育的新理念。結(jié)合學(xué)科專業(yè)特色，鼓勵大學(xué)生把個人特長、興趣愛好和人生規(guī)劃、職業(yè)規(guī)劃結(jié)合起來，通過創(chuàng)新實(shí)踐活動，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意愿，提升創(chuàng)新實(shí)踐能力，著眼培養(yǎng)任職能力強(qiáng)、長遠(yuǎn)發(fā)展后勁足的創(chuàng)新型人才隊伍。[4]

創(chuàng)新不但需要具有豐富的書本知識，而且需要進(jìn)行廣泛的課外實(shí)踐活動。為此，我們組織成立了電子愛好者學(xué)生小組。課程組教師分工組織并指導(dǎo)課外電子愛好者學(xué)生小組動手搭建電路，進(jìn)行焊裝訓(xùn)練。首先結(jié)合電子技術(shù)方面某一專題獨(dú)立地開展電路的設(shè)計、安裝與實(shí)驗(yàn)，通過電子技術(shù)課程設(shè)計的實(shí)訓(xùn)，一方面加深學(xué)生對所學(xué)電知識的理解，培養(yǎng)和提高其解決實(shí)際電子電路問題的能力、動手能力和創(chuàng)新思維能力；另一方面使學(xué)生初步掌握工程設(shè)計的步驟和方法，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的程序和實(shí)施方法；同時也培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和善于合作交流的團(tuán)隊精神。隨著基本能力的提高，再逐個突破典型電路，結(jié)合電子大賽的相關(guān)題目進(jìn)行訓(xùn)練，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和實(shí)踐動手能力，真正達(dá)到理論與實(shí)踐的結(jié)合。

2.組建一個大賽的培訓(xùn)團(tuán)隊

為了更好地促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高，讓更多的人參與到實(shí)踐創(chuàng)新中來，課題組特意組建一個大賽的培訓(xùn)團(tuán)隊。教師分工組織指導(dǎo)學(xué)生參加課外電子興趣小組、電子創(chuàng)意制作活動、機(jī)器人設(shè)計、全國建模競賽、挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計大賽等比賽活動。在參加這些全國性比賽前，必然要在全校開展多重選拔賽。擴(kuò)大選拔賽的范圍和受益面，對于培養(yǎng)和帶動更多的學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐活動具有十分重要的意義。

團(tuán)隊成員除了指導(dǎo)老師以外，還有前面比賽獲獎的參賽學(xué)生，由這些學(xué)生負(fù)責(zé)新一批參賽學(xué)生實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)，通過傳幫帶，從基礎(chǔ)的電子元件到電子工藝制作，手把手地指導(dǎo)。新一批參賽學(xué)生在掌握了基本的電子電路組建和制作技能以后，再由各指導(dǎo)老師開展比賽電路模塊設(shè)計和綜合電路系統(tǒng)設(shè)計的培訓(xùn)，與此同時，參賽學(xué)生在培訓(xùn)過程中可以互相切磋和交流，自我總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并整理成冊，作為大賽培訓(xùn)的資料積累。這樣以高年級參加過創(chuàng)新實(shí)踐活動的學(xué)生帶低年級學(xué)生，把各個團(tuán)隊在創(chuàng)新實(shí)踐活動中積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)良作風(fēng)傳承下去。

由于廣大學(xué)生和老師的不懈努力，近年來，我校學(xué)生在全國電子設(shè)計制作大賽有多人獲得一、二、三等獎。而課題組的教師積極參加各類教研活動，同心協(xié)力，扶持創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)，以項(xiàng)目帶團(tuán)隊，以團(tuán)隊帶人才，形成團(tuán)隊內(nèi)部人才培養(yǎng)的梯隊，在教學(xué)改革、教學(xué)實(shí)踐等方面取得了一系列成果。

四、結(jié)束語

通過改革課程設(shè)計的實(shí)踐教學(xué)方法，改變學(xué)生重理論輕實(shí)踐的做法，刺激學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)課程的興趣，將理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，開拓學(xué)生視野，改變以往學(xué)生僅從理論知識上得到電子技術(shù)的認(rèn)識，形成身臨其境的感性認(rèn)識。同時也促進(jìn)學(xué)生勇于探索的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，形成實(shí)踐思維習(xí)慣，使學(xué)生真正成為“知識、能力、實(shí)踐創(chuàng)新相統(tǒng)一”的創(chuàng)新人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀付亮.“電子技術(shù)課程設(shè)計”課程探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2010，（2）：32-33.

[2]張曉紅，趙顯紅，等.電子技術(shù)課程設(shè)計的探索與實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009，（9）：116.

[3]侯素芳，等.電子技術(shù)課程設(shè)計內(nèi)容改革的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，（1）：108-110.

[4]李健睿.大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的探索與思考[J].高等教育，2012，（12）：54.

（責(zé)任編輯：劉輝）