電子工程應(yīng)用訓(xùn)練中心的建設(shè)

李國輝，葛海波

(西安郵電大學(xué)電子工程學(xué)院，陜西西安710121)

目前國內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在3類定位:①職業(yè)培訓(xùn)，訓(xùn)練技能。②傳授知識(shí)，扎實(shí)基礎(chǔ)。③啟發(fā)創(chuàng)意，推動(dòng)發(fā)明[1-4]。

我院在原有7個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，成立了具有電子信息特色的電子工程應(yīng)用訓(xùn)練中心。該中心已運(yùn)作三年。其定位是立足于②，旨在于③，同時(shí)體現(xiàn)出電子信息學(xué)科的特點(diǎn)。

1 電子工程應(yīng)用訓(xùn)練中心建設(shè)方案

電子工程應(yīng)用訓(xùn)練中心的建設(shè)方案示于圖1。該方案以需求為導(dǎo)向，突出工程應(yīng)用教育，并與創(chuàng)新教育相融合，以工程認(rèn)知能力、工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒐こ淘O(shè)計(jì)能力和工程實(shí)施能力為主線，探索并構(gòu)建電子信息工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)新體系。

圖1 中心建設(shè)方案

2 建設(shè)方案的創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 更新教學(xué)內(nèi)容，突出工程意識(shí)

我校電子工程專業(yè)的學(xué)生從一年級(jí)開始，新增工程類課程，將創(chuàng)新意識(shí)和工程意識(shí)強(qiáng)化到教學(xué)內(nèi)容中，增加部分學(xué)科前沿知識(shí)。選取三門核心課程作為試點(diǎn)，逐步推廣到其它課程，這三門課程是“新編大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”、“程序語言設(shè)計(jì)”和“基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)”。這三門課程的工程意識(shí)培養(yǎng)點(diǎn)為:①初步認(rèn)識(shí)通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)生、收集、轉(zhuǎn)換、組織、存儲(chǔ)、檢索、傳輸和處理等技術(shù);②強(qiáng)化對學(xué)生信息意識(shí)、信息獲取、信息處理和信息發(fā)布能力的培養(yǎng);③培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)算法思想，正確使用語言的結(jié)構(gòu)來分析問題、思考問題和解決問題;④培養(yǎng)學(xué)生對項(xiàng)目的初步認(rèn)識(shí)，了解工程項(xiàng)目的基本過程和實(shí)施方法，初步體驗(yàn)工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證的作用。

課程實(shí)施不僅是課內(nèi)理論講授，還有課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中保證每人擁有一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱，所有實(shí)驗(yàn)都要進(jìn)行單人操作考試，以保證實(shí)驗(yàn)效果。

2.2 增設(shè)工程訓(xùn)練系列內(nèi)容

我中心增加了與企業(yè)的互動(dòng)，與科研的結(jié)合，通過增設(shè)工程訓(xùn)練系列內(nèi)容，大幅度增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的工程認(rèn)知能力、工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒐こ淘O(shè)計(jì)能力和工程實(shí)施能力。

工程訓(xùn)練系列內(nèi)容目前有以下六個(gè)模塊:

(1)電子產(chǎn)品認(rèn)識(shí)與分析模塊

主要包括電子產(chǎn)品電路原理圖認(rèn)識(shí)與分析，電子產(chǎn)品實(shí)物剖析、樣機(jī)制作與調(diào)試等，引入了企業(yè)常用的技術(shù)和最新方法。

(2)電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工藝和PCB設(shè)計(jì)技術(shù)與實(shí)踐模塊

主要包括電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝基礎(chǔ)、常用材料、常用電子元器件、電子產(chǎn)品裝連技術(shù)、焊接工藝、電子產(chǎn)品裝配工藝、表面組裝技術(shù)、電子產(chǎn)品調(diào)試工藝、電子產(chǎn)品技術(shù)文件、電子產(chǎn)品的微型化結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備的整機(jī)結(jié)構(gòu)以及PCB排版和制作等。

(3)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用模塊

主要使學(xué)生獲得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識(shí)與基本技能，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，并了解單片機(jī)在測量和控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。

(4)FPGA設(shè)計(jì)與應(yīng)用模塊

介紹自頂向下的正向設(shè)計(jì)思想，可編程邏輯器件的基本知識(shí)和相關(guān)軟件的使用以及FPGA電路設(shè)計(jì)的方法和技巧。

(5)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐模塊

緊密結(jié)合電子技術(shù)涉及到的理論基礎(chǔ)知識(shí)，包括各種信號(hào)的前端處理技術(shù)、系統(tǒng)的核心控制技術(shù)和信號(hào)的后端處理技術(shù)(如D/A轉(zhuǎn)換、執(zhí)行器)等。

(6)電子系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)與實(shí)踐及性能評估模塊

主要介紹電子系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和對策的案例分析，對電子系統(tǒng)的性能進(jìn)行評估，討論電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

上述模塊內(nèi)容講授分別安排在第一學(xué)期至第七學(xué)期，訓(xùn)練內(nèi)容會(huì)隨著企業(yè)公司、社會(huì)需求和電子技術(shù)發(fā)展而隨時(shí)改變，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。實(shí)施中每班學(xué)生被分成若干個(gè)小組，小組中每個(gè)學(xué)生要經(jīng)過方案提交、講解、研討和方案確定等環(huán)節(jié)，最終每個(gè)學(xué)生都必須做出相應(yīng)的作品，訓(xùn)練才算通過。通過這種方式將大大提升學(xué)生的工程運(yùn)用能力。

2.3 引入反饋機(jī)制

電子工程應(yīng)用訓(xùn)練中心教學(xué)工作體系結(jié)構(gòu)如圖2所示，該體系結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)的基本原則，并在此基礎(chǔ)上有所發(fā)展。

圖2 電子工程應(yīng)用訓(xùn)練中心教學(xué)工作體系結(jié)構(gòu)

基于系統(tǒng)的概念，引入了反饋機(jī)制。第一個(gè)反饋，根據(jù)前一培養(yǎng)周期中發(fā)現(xiàn)的問題及市場對人才培養(yǎng)提出的新要求，對培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行一次自我調(diào)整和總體優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)反饋控制。第二個(gè)反饋，根據(jù)電子信息技術(shù)的最新發(fā)展和市場對人才的最新要求，對高年級(jí)專業(yè)選修課內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)改革與更新，增強(qiáng)人才培養(yǎng)的針對性和時(shí)效性，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定和自適應(yīng)能力。

3 電子工程應(yīng)用訓(xùn)練中心的建設(shè)成效

電子工程應(yīng)用訓(xùn)練中心建設(shè)方案受到了陜西省和校內(nèi)專家的好評，經(jīng)三年實(shí)踐，成果累累:訓(xùn)練中心教師負(fù)責(zé)的“電子信息工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”被評為陜西省省級(jí)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)，主持完成陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、教育廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、校青年科研基金面上項(xiàng)目2項(xiàng)、校級(jí)教改項(xiàng)目1項(xiàng)、課程建設(shè)項(xiàng)目1項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目2項(xiàng)，參與完成國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目1項(xiàng)、陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、工業(yè)和信息化部“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目1項(xiàng)。獲陜西高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。在《兵工學(xué)報(bào)》、《系統(tǒng)工程與電子技術(shù)》等雜志上共發(fā)表文章40余篇，其中被EI收錄10余篇、中文核心20余篇。獲批國防發(fā)明專利1項(xiàng)和實(shí)用新型專利4項(xiàng)。

隨著訓(xùn)練中心的建設(shè)發(fā)展，學(xué)生整體水平得到了提高，促使競賽成績進(jìn)一步提升，2012、2013、2014年我院學(xué)生參加各類競賽獲獎(jiǎng)人數(shù)分別為180人、227人、441人，獲獎(jiǎng)率90%，實(shí)現(xiàn)了只要組隊(duì)參加學(xué)科競賽就能獲獎(jiǎng)的目標(biāo)。同時(shí)，在學(xué)生中形成了常去實(shí)驗(yàn)室、常動(dòng)手、常動(dòng)腦就能學(xué)到真本領(lǐng)的共識(shí)，學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力快速提高，普遍受到用人單位的歡迎，我院參加競賽并獲獎(jiǎng)的學(xué)生一次就業(yè)率連續(xù)三年均為100%。

4 結(jié)語

三年來，圍繞需求引導(dǎo)、工程應(yīng)用和創(chuàng)新實(shí)踐的教育理念，以工程認(rèn)知能力、工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、工程設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)施能力為主線的電子工程應(yīng)用訓(xùn)練中心建設(shè)極大地增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，拓展了學(xué)生的知識(shí)面和提高了綜合素質(zhì)，促使七個(gè)專業(yè)教師相互融合，強(qiáng)化了教師的科研水平和科研實(shí)力。

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