基于過程管理的電子實(shí)驗(yàn)課程改革與探索

劉艷　孫科學(xué)　諶靜　何艷　吳杰

【摘 要】對電工電子實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行探討和改革，從提高學(xué)生實(shí)踐動手能力出發(fā)，對教學(xué)過程管理與效果反饋，注重教學(xué)設(shè)計，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)電子設(shè)計工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，促使學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】過程管理；電子實(shí)驗(yàn)課程；改革

0 前言

新世紀(jì)以來，各高校紛紛獨(dú)立開設(shè)了“電路實(shí)驗(yàn)”、“模擬電子線路實(shí)驗(yàn)”、“數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)”等多門自成體系的電子實(shí)驗(yàn)課程[1]。電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校理工類專業(yè)學(xué)生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是大學(xué)教育階段的主要工程性實(shí)踐環(huán)節(jié)，為了有效提高教學(xué)效果，本校在電子實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)中引入了過程管理?；谶^程管理的電子實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項目建設(shè)中，注重實(shí)驗(yàn)過程管理，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)電子設(shè)計工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展的發(fā)展，體現(xiàn)了對學(xué)生工程教育，項目化產(chǎn)品化運(yùn)作能力的培養(yǎng)。

1 過程管理引入電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師是教學(xué)過程的引導(dǎo)者，學(xué)生是教學(xué)過程的受益者。老師引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)整個進(jìn)程，督促學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能，深刻認(rèn)知實(shí)驗(yàn)的知識點(diǎn)，預(yù)判實(shí)驗(yàn)結(jié)果，反饋實(shí)驗(yàn)效果。學(xué)生在電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不是觀眾，而是主角，需要預(yù)習(xí)課堂內(nèi)容，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，有目的實(shí)施實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為了有效提高教學(xué)效果，可以借鑒質(zhì)量管理大師戴明在休哈特統(tǒng)計過程控制思想基礎(chǔ)上提出的過程管理方法。具體包括過程策劃、過程實(shí)施、過程監(jiān)測（檢查）和過程改進(jìn)（處置）四個部分，即PDCA（plan-do-check-act）四階段循環(huán)，又稱為戴明循環(huán)[2]。

基于過程管理的電工電子教學(xué)中，過程策劃是對電工電子實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項目的更新和建設(shè)，使其更貼近生活，具有應(yīng)用價值。在實(shí)驗(yàn)項目內(nèi)容中，注重實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計，把電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系中的知識點(diǎn)分解到每個開放實(shí)驗(yàn)子項目中。學(xué)生可以利用微課等方式預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。過程實(shí)施是指實(shí)驗(yàn)項目在實(shí)施過程中，按照工程教育的方法進(jìn)行，學(xué)生以工程項目流程、控制時間成本以及材料成本的觀點(diǎn)來進(jìn)行電工電子實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，動手做實(shí)驗(yàn)。過程監(jiān)測（檢查）階段，分為方案檢測（檢查），硬件檢測（檢查），軟件檢測（檢查），綜合檢測（檢查）等。檢查可以分為自查，小組內(nèi)互查，小組間互查，以及教師檢查。過程改進(jìn)（處置）就是針對在過程控制中出現(xiàn)的問題的處置方法。在這個階段，建立有效全面的考核機(jī)制和建立反饋機(jī)制。采用多形式的考核方法，對開放實(shí)驗(yàn)項目的實(shí)施效果進(jìn)行有效的反饋，可以對項目內(nèi)容，項目的實(shí)施工程進(jìn)行有效的改進(jìn)，從而能夠進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生工程意識和創(chuàng)新精神。

基于過程管理的電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革指導(dǎo)學(xué)生有目的，有計劃，有反饋實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案。引導(dǎo)學(xué)生利用課外時間完成基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)及工程項目的構(gòu)思，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)、強(qiáng)化電子實(shí)踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、突出系統(tǒng)概念以及軟硬件的聯(lián)系，從而達(dá)到更好的教育效果。

2 基于過程管理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

隨著集成電路技術(shù)的不斷飛速發(fā)展，電子設(shè)計新技術(shù)、新器件不斷涌現(xiàn)，復(fù)雜電子系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)方法和手段發(fā)生了較大的變化，在課堂中引入新知識、新技術(shù)的介紹。在電工電子實(shí)驗(yàn)項目中增加可編程邏輯器件FPGA開發(fā)設(shè)計[3]，用計算機(jī)完成電路的功能設(shè)計，性能分析，時序測試，引入VHDL語言，通過程序?qū)嵗右哉f明，建立有效的評測和反饋機(jī)制。

第一，電工電子實(shí)驗(yàn)項目拓展。主要探討針對新工具，新技術(shù)，增加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項目，推動教學(xué)手段的多樣化和現(xiàn)代化，如微課、慕課等；加強(qiáng)教學(xué)和科研互動，實(shí)現(xiàn)多層次目標(biāo)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，推動工程化訓(xùn)練。針對不同專業(yè)不同學(xué)生，開展多層次目標(biāo)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。按照項目的難易程度分為三個層次：基礎(chǔ)項目、綜合性設(shè)計題目、以及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項目，逐級漸進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識[4]。

第二，在實(shí)驗(yàn)項目中注重過程管理，控制每個環(huán)節(jié)的工程實(shí)踐，增加與工程實(shí)踐關(guān)聯(lián)度高的工程設(shè)計類題目。在PDCA（plan-do-check-act）四階段循環(huán)中，引導(dǎo)學(xué)生自覺化、常規(guī)化。在實(shí)驗(yàn)過程策劃環(huán)節(jié)，要求學(xué)生理解知識點(diǎn)，完成初步實(shí)驗(yàn)方案；在實(shí)驗(yàn)實(shí)施環(huán)節(jié)，要求學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)技能，獨(dú)立操作測試；在實(shí)驗(yàn)檢查環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生查錯糾錯；在實(shí)驗(yàn)改進(jìn)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生總結(jié)改進(jìn)，撰寫實(shí)驗(yàn)報告。

第三，推動實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項目過程管理，建立有效的效果反饋機(jī)制。建立有效的過程控制機(jī)制，采用多形式的考核方法，對實(shí)驗(yàn)項目的實(shí)施效果進(jìn)行有效的反饋。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)考核辦法采用平時成績和考試成績相結(jié)合，操作和筆試相結(jié)合，開放實(shí)驗(yàn)項目采用立項作品和答辯相結(jié)合。

第四，實(shí)際電子制作項目過程管理。鼓勵電子信息專業(yè)每位學(xué)生至少有1個自主個性化學(xué)分來源于科技創(chuàng)新活動或?qū)W科競賽或?qū)嵺`項目。倡導(dǎo)工程項目較多的教師吸收學(xué)生參與科研活動和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動。在開放實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項目中，遵循“注重過程、興趣驅(qū)動、自主實(shí)踐、鼓勵創(chuàng)新”的原則，重點(diǎn)引入教師科研與技術(shù)開發(fā)課題中的子項目，開放實(shí)驗(yàn)室中的綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項目，以及工程實(shí)習(xí)基地中的創(chuàng)新性子項目。

第五，強(qiáng)調(diào)對創(chuàng)新意識與方法、工程實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計等方面的要求。選擇與電子信息領(lǐng)域的國內(nèi)知名企業(yè)或國際知名企業(yè)合作，共同建設(shè)。在校企聯(lián)合培養(yǎng)基地，學(xué)習(xí)企業(yè)的項目化運(yùn)作，使實(shí)踐面向工程實(shí)際，促進(jìn)學(xué)生必須參與實(shí)踐和創(chuàng)造，使他們在相關(guān)企業(yè)的實(shí)際環(huán)境中，通過參與實(shí)際工作，了解課堂知識學(xué)習(xí)與企業(yè)實(shí)際工作崗位之間的關(guān)系。培養(yǎng)創(chuàng)新人才，為中國特色新型工業(yè)化發(fā)展服務(wù)，為國家經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

3 結(jié)束語

長期以來，本校十分重視學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，基于過程管理的電工電子實(shí)驗(yàn)項目建設(shè)以“學(xué)生能力培養(yǎng)”為核心，注重過程管理，適合不同層次不同專業(yè)學(xué)生，使學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展的發(fā)展，從而能夠進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生工程意識和創(chuàng)新精神，學(xué)生參加創(chuàng)新實(shí)踐活動積極踴躍，參加競賽并獲各類獎項越來越多。我校在大學(xué)生電子設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯等重要賽事中，屢創(chuàng)佳績，近年來獲得省級以上大學(xué)生電子類設(shè)計競賽獎近200 項，其中國家級90 余項。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡仁杰，王成華，堵國樑，黃慧春，管秋梅.自主研學(xué)的電工電子實(shí)踐課程建設(shè)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2014（6）：60-63+41.

[2]劉傳影，趙則信.基于項目任務(wù)的PDCA課堂教學(xué)評價方法——以齊齊哈爾工程學(xué)院環(huán)境設(shè)計專業(yè)課程為例[J].林區(qū)教學(xué)，2016（12）：7-8.

[3]孫科學(xué)，張瑛，唐珂，等.基于FPGA的電工電子實(shí)踐課程的改革與探索[J].電子制作，2015（15）：68-70.

[4]劉艷，孫科學(xué)，張昀，丁可柯.基于CDIO的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)研究與實(shí)踐[J].科技視界，2016（10）：67.

[責(zé)任編輯：田吉捷]