“電子書院”培養(yǎng)模式給應(yīng)用型本科教育的啟示江友華

趙方平 曹以龍

摘要：在高等教育“大眾化”的情況下，如何滿足本科生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)需要，以項(xiàng)目為引導(dǎo)的實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)將是一條途徑，同時(shí)也是培養(yǎng)具有較高綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力、具有團(tuán)隊(duì)和創(chuàng)新精神的工程技術(shù)人員的一個(gè)手段。本文結(jié)合“電子書院”人才培養(yǎng)課程體系、課程架構(gòu)及設(shè)計(jì)、培養(yǎng)方式、職業(yè)精神等有機(jī)結(jié)合，從理論到實(shí)踐、從紙上談兵到實(shí)際動(dòng)手，循序漸進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)，提高實(shí)踐學(xué)習(xí)的效率和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，符合應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的定位與內(nèi)涵，可以為其方案設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科；工程實(shí)踐；電子書院

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）43-0200-03

一、引言

在高等教育“大眾化”的情況下，如何滿足本科生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)需要，以項(xiàng)目為引導(dǎo)的實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)將是一條途徑。然而，目前的電子實(shí)訓(xùn)以及其他相關(guān)的課程及能力的培養(yǎng)通常是學(xué)生直接在實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證，存在學(xué)生被動(dòng)式、傻瓜型學(xué)習(xí)，照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書按部就班地進(jìn)行試驗(yàn)，學(xué)習(xí)興趣不足、知識(shí)不全面等情況，并且學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行預(yù)習(xí)和電路仿真，對(duì)電路及實(shí)驗(yàn)箱不了解，往往在接線或測試時(shí)損壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備。此外，隨著近年來學(xué)生規(guī)模的擴(kuò)大，原有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備滿足不了學(xué)生人數(shù)增長的需求。為了適應(yīng)其新發(fā)展和新需求，在加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)的培養(yǎng)、提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問題，解決目前學(xué)歷教育與企業(yè)實(shí)際需求相脫節(jié)的現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)行節(jié)約型能力培養(yǎng)的教學(xué)模式，即仿真+制作+實(shí)踐+全國大賽的電子技能實(shí)訓(xùn)課程十分必要，即在進(jìn)行電子電路制作項(xiàng)目時(shí)，通過計(jì)算機(jī)上通過EDA軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真+電路原理圖的繪制和相應(yīng)的PCB板圖的制作+電子實(shí)訓(xùn)與測試。因?yàn)橛?jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和仿真的訓(xùn)練在先，僅硬件驗(yàn)證是在硬件平臺(tái)上進(jìn)行，這樣動(dòng)手制作和調(diào)試工作將會(huì)“有的放矢”，硬件設(shè)備的臺(tái)套數(shù)可以相應(yīng)減少不僅使得硬件設(shè)備的臺(tái)套數(shù)可以相應(yīng)減少，設(shè)備損壞率大大降低，又能滿足信息類專業(yè)未來工程師對(duì)電子技能的要求，符合我國卓越工程師的應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念。其目的是使學(xué)生從軟硬件理論設(shè)計(jì)、印刷電路板設(shè)計(jì)和加工、產(chǎn)品測試等不同的角度掌握相關(guān)知識(shí)，提高他們在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作、測試技術(shù)等方面的綜合能力，使相關(guān)本科專業(yè)實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)條件大為改善，豐富實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、更新實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)手段，進(jìn)一步完善培養(yǎng)計(jì)劃，使人才培養(yǎng)更加符合社會(huì)、企業(yè)的需求。

我院“電子書院”是以電子信息類人才為培養(yǎng)對(duì)象，培養(yǎng)目標(biāo)是具有工匠精神、職業(yè)素養(yǎng)與創(chuàng)新意識(shí)的社會(huì)人才。為此，我們在課程體系、培養(yǎng)方案及授課過程中潛移默化的貫徹“人才”不僅僅有“才”，更重要的是做“人”，只有做對(duì)了“人”，才能更好地發(fā)揮“才”的作用。只關(guān)心技能的培養(yǎng)，無疑就像生產(chǎn)沒有方向盤的車子，是極其危險(xiǎn)的?；谶@個(gè)理念，我們進(jìn)行了下列教學(xué)模式及方法的探索。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)研究，已初步形成了具有電力特色的“電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐”教學(xué)內(nèi)容體系。具備了基本的電子設(shè)計(jì)與制作開發(fā)平臺(tái)、風(fēng)力和光伏并網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)、電能質(zhì)量控制開發(fā)平臺(tái)、電網(wǎng)諧波檢測與治理實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)。滿足學(xué)生由簡單到復(fù)雜、由單元功能電路到系統(tǒng)協(xié)調(diào)電路的漸進(jìn)式訓(xùn)練、漸進(jìn)式進(jìn)步的要求。

1.教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步優(yōu)化。電子技術(shù)發(fā)展迅速，在電力系統(tǒng)的應(yīng)用廣泛，應(yīng)選用哪些應(yīng)用案例，既可強(qiáng)化電子技術(shù)的基本內(nèi)容，又可掌握電子技術(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中的典型應(yīng)用。

2.教學(xué)內(nèi)容與人才培養(yǎng)的密切結(jié)合。通過查閱資料、認(rèn)真研究科學(xué)技術(shù)發(fā)展史，挖掘與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)家奉獻(xiàn)科學(xué)、奉獻(xiàn)人類的精神財(cái)富。為學(xué)生展示科學(xué)家崇高的精神境界和人文情懷。充分挖掘與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的育人素材實(shí)例，有機(jī)地融入教學(xué)過程中，讓學(xué)生不僅知道需要學(xué)習(xí)知識(shí)，更要知道掌握知識(shí)后為誰服務(wù)。灌輸和引導(dǎo)學(xué)生理解科技強(qiáng)國的內(nèi)涵意義。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的強(qiáng)化。設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)踐項(xiàng)目。安排學(xué)生先實(shí)驗(yàn)，從實(shí)踐再自覺回到理論，讓學(xué)生自己總結(jié)，自覺知其所以然。

4.創(chuàng)造條件，激發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程。讓學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程對(duì)提高教學(xué)效果具有積極的作用。

二、項(xiàng)目實(shí)施方案

1.電子設(shè)計(jì)及工程師證書認(rèn)證。以電子信息工程專業(yè)的“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EWB”“PROTEL設(shè)計(jì)與仿真”“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐”“單片機(jī)原理及應(yīng)用”等課程為目標(biāo)，將電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證考試與主干課程相結(jié)合，將模電、數(shù)電、單片機(jī)等課程的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)融合在一個(gè)典型的真實(shí)的電子工程系統(tǒng)中，分別進(jìn)行電源模塊、輸入通道模塊、輸出通道模塊、顯示單元、綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試，在一年的時(shí)間里，采用產(chǎn)品化、自動(dòng)化、模塊化的方式，使學(xué)生體會(huì)到電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、改進(jìn)、完善、提高的過程，初步建立起對(duì)工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)施方案。

2.各類學(xué)科電子設(shè)計(jì)競賽。電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)課程是一門理論性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)，發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的專業(yè)基礎(chǔ)課程。結(jié)合課程體系的相關(guān)內(nèi)容，及其在全國大學(xué)生智能車競賽中的具體應(yīng)用，采用豐富的案例教學(xué)方法，實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，幫助同學(xué)不僅理解單片機(jī)的各種組成部件及原理，同時(shí)對(duì)各個(gè)模塊在實(shí)際科研項(xiàng)目的具體應(yīng)用，充分掌握各部分內(nèi)容。通過多年全國大學(xué)生智能車競賽的參與和實(shí)踐，為學(xué)生搭建了很好的實(shí)踐平臺(tái)，包括大量的硬件模塊和軟件模塊，大部分同學(xué)不僅很好地理解了本課程的相關(guān)知識(shí)，并能在此平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)各種相關(guān)應(yīng)用，真正達(dá)到學(xué)以致用，融會(huì)貫通。在隨后的實(shí)踐課程中，學(xué)生從單片機(jī)課程可以方便地?cái)U(kuò)展到多種嵌入式系統(tǒng)，如ARM嵌入式系統(tǒng)，DSP系統(tǒng)，以及多種高性能CPU，不僅鞏固了理論教學(xué)同時(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，為將來的工作奠定了基礎(chǔ)。

3.電子設(shè)計(jì)與制作展品。信息社會(huì)對(duì)信息類專業(yè)人才的需求主要是應(yīng)用型技術(shù)人才，使得電子制作與測試成為現(xiàn)代工程師必備的技能。為了適應(yīng)現(xiàn)代電子信息技術(shù)的新發(fā)展和新需求，加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)的培養(yǎng)、提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力，解決目前學(xué)歷教育與企業(yè)實(shí)際需求相脫節(jié)的現(xiàn)狀，建設(shè)“電子制作與測試實(shí)訓(xùn)基地”十分必要；在高等教育“大眾化”的情況下，如何滿足本科生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)需要，克服企業(yè)不愿接受學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的窘境，以項(xiàng)目為引導(dǎo)的實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)將是一條有效途徑。

4.開放實(shí)驗(yàn)室及組織社團(tuán)。為滿足部分學(xué)習(xí)興趣濃、學(xué)習(xí)動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生需要，該項(xiàng)目為學(xué)生開放了實(shí)踐與創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，并提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及電子耗材。本項(xiàng)目轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的封閉式管理模式，實(shí)行開放式管理，學(xué)生只要有興趣、有想法、有時(shí)間均可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，體驗(yàn)電子制作過程，學(xué)生也可以根據(jù)自己想法，興趣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作。開放式實(shí)驗(yàn)室的管理以及豐富多彩的電子制作活動(dòng)的開展，提高和培養(yǎng)了學(xué)生的科研興趣，繁榮了學(xué)生科創(chuàng)氛圍，吸引了許多電子愛好的學(xué)生參與進(jìn)來，并帶動(dòng)其身邊的同學(xué)，從而自發(fā)的形成了兩個(gè)社團(tuán)，一個(gè)是以飛思卡爾為主的智能車社團(tuán)，另一個(gè)是以電子電路設(shè)計(jì)為主的電子制作社團(tuán)。社團(tuán)以學(xué)生為主體，以項(xiàng)目為紐帶，指導(dǎo)老師定期參與的方式進(jìn)行開展。

通過開放式管理：學(xué)生有足夠的時(shí)間完成實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)任務(wù)；實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率得到提高；提供活動(dòng)的固定場所，學(xué)生獨(dú)立探究問題和創(chuàng)新的能力得到提高；學(xué)生自我管理為主，減少了相應(yīng)的人力管理成本；

需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備使用登記以及人員出入登記工作。

三、“電子書院”實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.電子電路與仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)。電子電路與仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)框圖如圖1所示，能夠進(jìn)行項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、仿真等研究，深刻地理解和掌握電路的原理、電路中電子元件的作用、電子元件參數(shù)的影響，為電子制作的成功創(chuàng)造必要的條件。通過這個(gè)過程培養(yǎng)學(xué)生自己遇到問題自己解決的能力、還培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神、鍛煉了學(xué)生意志力等品格。

2.焊接與裝配平臺(tái)。焊接與裝配平臺(tái)是電子制作動(dòng)手訓(xùn)練的基礎(chǔ)，是每個(gè)電子工程師必須具備的基本功。從目前的現(xiàn)狀來看，學(xué)生的動(dòng)手能力普遍較差，主要是動(dòng)手訓(xùn)練太少。通過本平臺(tái)的訓(xùn)練，可以為學(xué)生彌補(bǔ)這樣的一些缺陷。同時(shí)通過這個(gè)平臺(tái)，讓學(xué)生了解企業(yè)員工的辛苦及不易，讓其體諒到父母親工作的艱辛，從而懂得珍惜父母給予的愛。

3.調(diào)試與軟、硬件開發(fā)平臺(tái)。調(diào)試與軟件開發(fā)平臺(tái)是實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的精華部分。對(duì)于電子電路的調(diào)試水平反映了電子工程師解決和處理實(shí)際問題的真實(shí)能力，調(diào)試水平的提高是一個(gè)逐步積累的過程，不可能通過短期的訓(xùn)練而快速獲得。通過本平臺(tái)的訓(xùn)練，旨在為學(xué)生提供一個(gè)訓(xùn)練方法，指導(dǎo)學(xué)生如何實(shí)現(xiàn)調(diào)試水平的積累，幫助學(xué)生入門，激發(fā)電子電路調(diào)試的熱情，培養(yǎng)好的習(xí)慣。同時(shí)，通過該平臺(tái)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意思，遇到問題不躲避，大家互相討論與溝通，或通過查找資料來解決，鍛煉了學(xué)生意志力等品格。

四、結(jié)論

在高等教育“大眾化”的情況下，如何滿足本科生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)需要，以項(xiàng)目為引導(dǎo)的實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)將是一條途徑，同時(shí)也是培養(yǎng)具有較高綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力、具有團(tuán)隊(duì)和創(chuàng)新精神的工程技術(shù)人員的一個(gè)手段。同時(shí)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)概括了一般電子電路制作全部過程，從理論到實(shí)踐、從紙上談兵到實(shí)際動(dòng)手，循序漸進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)。讓每位同學(xué)都親身體驗(yàn)電子電路設(shè)計(jì)、制作的成功快樂。因?yàn)樗皇軋龅叵拗?、不受時(shí)間限制的仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，進(jìn)行登記選擇實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)時(shí)間段，提高實(shí)踐學(xué)習(xí)的效率和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)、科學(xué)研究活動(dòng)是非常有益的。

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Absrtact：Under the condition of "popularization" of higher education，how to meet the needs of undergraduate students' comprehensive quality and practical ability，team cooperation and innovative spirit，the practice and practice guided by the project will be a way.At the same time，it is also a means to cultivate engineers and technicians with high comprehensive quality and practical ability，team and innovative spirit.The organic combination of professional spirit and so on，from theory to practice，from talking on paper to actually doing，step by step，gradually，to improve the efficiency of practical learning and students' interest in learning，alsoThe cultivation of students' autonomous learning ability is in line with the orientation and connotation of the cultivation of applied undergraduate talents，which can be used as a reference for the project design.

Key words：applied undergraduate course；engineering practice；ebook institute