電子設(shè)計(jì)大賽與電工電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程改革

摘要：目前高等院校電工電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程普遍存在學(xué)生積極性不高，教學(xué)課時(shí)較少和教學(xué)效果不理想的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)考核評(píng)價(jià)方法的改革，提高了電工電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；虛擬實(shí)驗(yàn)；Multisim；自制套件；面試考核

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）13-0131-02

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是具有22年歷史的科技活動(dòng)，從1994年第一屆開(kāi)始至今已經(jīng)舉行了12屆。教育部和工信部共同發(fā)起的這項(xiàng)活動(dòng)極大的促進(jìn)了普通高等院校信息與電子類學(xué)科課程體系的改革。推動(dòng)了課程建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。參與的學(xué)生在實(shí)踐方面獲得了很大的鍛煉，將來(lái)在工作中的競(jìng)爭(zhēng)力也得到了提高。指導(dǎo)教師的付出也得到了教育部和高校的認(rèn)可，承認(rèn)并計(jì)算其工作量。電工電子設(shè)計(jì)是面向高校理工科專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)的實(shí)訓(xùn)課。主要面向大一大二新生，介紹常用電子元器件的封裝結(jié)構(gòu)，不同元器件的選用及常見(jiàn)故障的識(shí)別；熟悉常用電子儀器儀表的使用；掌握電子元器件的焊接技術(shù)。著重訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，作為電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的前期基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)節(jié)，承擔(dān)發(fā)現(xiàn)選拔人才的任務(wù)。

1 目前教學(xué)中存在的問(wèn)題

學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。通過(guò)對(duì)學(xué)生上課精神狀態(tài)的掌握和課下與老師同學(xué)之間的交流可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)普遍共識(shí)，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，大學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性逐年下降。主要表現(xiàn)在實(shí)踐能力不足，眼高手低的問(wèn)題比較突出。大一新生對(duì)大學(xué)充滿好奇，相對(duì)來(lái)說(shuō)情況還算較好，但是也存在上課玩手機(jī)，實(shí)訓(xùn)不按照操作規(guī)程執(zhí)行，組織性差紀(jì)律散漫的問(wèn)題。這一方面是現(xiàn)在社會(huì)知識(shí)爆炸以及知識(shí)碎片化造成的，另一方面也反映新時(shí)代下教學(xué)的改革迫在眉睫。

學(xué)校對(duì)實(shí)踐教學(xué)重視度不夠，課時(shí)較少。隨著學(xué)校實(shí)踐教學(xué)課程數(shù)量的增加，而總學(xué)時(shí)并沒(méi)有增加多少，這就造成留給每一個(gè)課程的實(shí)踐教學(xué)課時(shí)非常有限。電工電子設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)是非?；〞r(shí)間的，一次教學(xué)單元應(yīng)該在4個(gè)課時(shí)左右，否則很難有效展開(kāi)教學(xué)工作。因?yàn)榻虒W(xué)課時(shí)受到壓縮，原來(lái)的教學(xué)內(nèi)容就需要進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)新形勢(shì)的要求。目前存在實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)方面的銜接沒(méi)有處理好的問(wèn)題。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革

目前高等院校學(xué)生普遍反映課程設(shè)置負(fù)擔(dān)過(guò)重，而教學(xué)效果并不明顯。造成的原因是多方面的，其中之一是課程內(nèi)容陳舊，已不適應(yīng)新形勢(shì)的需要。針對(duì)電工電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程的特點(diǎn)，需要增加實(shí)訓(xùn)套件的選擇性和趣味性。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)套件主要是六管收音機(jī)，盡管成本低廉但是教學(xué)效果并不好。應(yīng)該允許學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)特點(diǎn)和興趣愛(ài)好自由選擇實(shí)訓(xùn)套件內(nèi)容，這就要求實(shí)訓(xùn)套件的研制要與時(shí)俱進(jìn)，每年都需要增加一些創(chuàng)新性的實(shí)訓(xùn)套件，并將其引入實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。這對(duì)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)室元器件庫(kù)的建設(shè)都提出了新的要求。

重視演示實(shí)驗(yàn)，增加虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。有些實(shí)驗(yàn)趣味性很強(qiáng)，但是成本較高不適合作為電工電子基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。可以將這類實(shí)驗(yàn)制作成演示性的，如四旋翼飛行器和腦波控制軌道車等等。這些演示性的實(shí)驗(yàn)可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)樂(lè)趣，開(kāi)闊專業(yè)知識(shí)的視野。在教學(xué)開(kāi)始的時(shí)候進(jìn)行演示，可以吸引學(xué)生的注意力，在接下來(lái)的學(xué)習(xí)中更加積極主動(dòng)。同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入電工電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，采用Multisim仿真軟件，增加學(xué)生對(duì)電路的直觀認(rèn)識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定很好的基礎(chǔ)。這很好地解決了課時(shí)少和課程綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)的矛盾，同時(shí)也降低了材料的耗損，減少了經(jīng)費(fèi)的支出。采用虛實(shí)結(jié)合的方式，彌補(bǔ)了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中的不足。

以濾波器實(shí)訓(xùn)為例，最簡(jiǎn)單的形式是一階無(wú)源低通濾波器。對(duì)于沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)專業(yè)課的學(xué)生來(lái)說(shuō)一階無(wú)源濾波器截止頻率的概念，顯得很難理解?？梢酝ㄟ^(guò)仿真讓學(xué)生理解頻域、波特圖的概念，學(xué)會(huì)使用示波器和信號(hào)源等儀器。通過(guò)虛擬儀器的使用學(xué)生可以掌握常用儀器儀表的使用，并進(jìn)行電路的直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析等常用分析方法。在對(duì)無(wú)源濾波器理解的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行二階有源帶通濾波器的實(shí)訓(xùn)。通過(guò)采用仿真軟件，在教學(xué)過(guò)程中隨時(shí)提供演示電路和定性定量分析。教師可以在多媒體教學(xué)的過(guò)程中分析電路的特性，靈活的更改電路參數(shù)，進(jìn)行接近于實(shí)際電路的調(diào)試分析，有利于對(duì)電路進(jìn)行故障識(shí)別，并加深對(duì)理論的理解。

3 考核方式的改革

實(shí)踐教學(xué)的考核一直是個(gè)難題，實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控一直沒(méi)有較好的量化標(biāo)準(zhǔn)。電工電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程的考核不僅作為評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和教師教學(xué)效果的手段，同時(shí)也肩負(fù)為電子競(jìng)賽選拔人才的任務(wù)。通過(guò)近十年的實(shí)踐摸索，采用面試的方式進(jìn)行考核，收到了良好的效果。學(xué)生在課程結(jié)束時(shí)不僅掌握了基礎(chǔ)知識(shí)而且語(yǔ)言表達(dá)能力得到了有效提高?？梢栽诠矆?chǎng)合，自信地描述自己的實(shí)訓(xùn)作品。在面試的過(guò)程中教師需要根據(jù)學(xué)生的專業(yè)和興趣愛(ài)好來(lái)提問(wèn)，學(xué)生的回答反映其思維方式、應(yīng)變能力和對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度。最終課程的成績(jī)是根據(jù)面試成績(jī)和實(shí)訓(xùn)套件制作效果綜合打分。通過(guò)這種考核方式可以更加真實(shí)地反映學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。這種考核方式增加了指導(dǎo)教師的工作強(qiáng)度，但是提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力并且鍛煉了其面試技巧和應(yīng)變能力。

4 結(jié)論

以全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽為契機(jī)，進(jìn)行了電工電子設(shè)計(jì)課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革。不僅給學(xué)生以有用的專業(yè)知識(shí)，更重要的是通過(guò)這些教學(xué)環(huán)節(jié)和知識(shí)載體，使學(xué)生了解電工電子設(shè)計(jì)的思想、方法和精神，學(xué)會(huì)使用這種方式理性的觀察和分析生活中的電子產(chǎn)品。為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和工作中的實(shí)踐打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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