基于電子設(shè)計(jì)俱樂部的創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究

張晨亮 王文 蘇學(xué)軍 郭立康

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對(duì)學(xué)生電子信息技術(shù)素養(yǎng)的培育問題，以電子設(shè)計(jì)俱樂部為例，分析了培養(yǎng)目標(biāo)，給出了考核標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)俱樂部訓(xùn)練方式與內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上對(duì)俱樂部軟、硬件建設(shè)進(jìn)行了研究，并結(jié)合俱樂部的日常運(yùn)行，論述了科學(xué)高效的管理手段。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 人才培養(yǎng);訓(xùn)練方式;資源建設(shè);科學(xué)管理

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)]? 2096-0603（2020）44-0228-02

為了培養(yǎng)創(chuàng)新型、實(shí)用型、復(fù)合型人才，各高校廣泛開展了基于俱樂部的育人方式改革，各種以俱樂部為代表的社交團(tuán)體應(yīng)運(yùn)而生，成為學(xué)生陶冶情操、培養(yǎng)技能、創(chuàng)新實(shí)踐的重要平臺(tái)。電子設(shè)計(jì)俱樂部由學(xué)生自發(fā)成立，自主管理，目的是豐富學(xué)生電子制作知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生電子設(shè)計(jì)、制作和編程等技術(shù)與能力，激發(fā)廣大學(xué)生投身電子事業(yè)的熱情，同時(shí)也能豐富學(xué)生校園文化生活。雖然俱樂部是以學(xué)生為主的社團(tuán)組織，但如果不明確培養(yǎng)目標(biāo)，制訂訓(xùn)練項(xiàng)目，俱樂部往往會(huì)一盤散沙，發(fā)揮不了俱樂部應(yīng)有的作用。俱樂部應(yīng)該在教師的指導(dǎo)下有序運(yùn)行，而完善的人才培養(yǎng)教學(xué)體系是俱樂部運(yùn)行的重要保證。

一、明確培養(yǎng)目標(biāo)與考核標(biāo)準(zhǔn)

電子設(shè)計(jì)俱樂部面向全體學(xué)生開放，實(shí)行會(huì)員制管理，涵蓋了大一到大三的學(xué)生，學(xué)生的知識(shí)量、專業(yè)都有很大差別。因此，在制訂培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)，會(huì)員應(yīng)該分層次、有差別地進(jìn)行管理和培養(yǎng)。

1.初級(jí)會(huì)員的培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)生應(yīng)具備基本分析問題、解決問題的能力，了解電子技術(shù)的基本知識(shí)，認(rèn)識(shí)常用電子元器件，學(xué)會(huì)手工焊接，能夠分析簡(jiǎn)單電路工作原理，進(jìn)行簡(jiǎn)單的電子作品的裝配。

如果學(xué)生具備元件識(shí)別、焊接、簡(jiǎn)單電路分析能力并制作簡(jiǎn)單電子作品3件以上便可成為中級(jí)會(huì)員。

2.中級(jí)會(huì)員要求能夠獨(dú)立分析、解決問題，自主學(xué)習(xí)新知識(shí)，具備軟件與硬件相結(jié)合的綜合實(shí)踐技能，能獨(dú)立設(shè)計(jì)、制作電子作品。

如果學(xué)生具備獨(dú)立電子設(shè)計(jì)與制作、軟件編程能力，并能制作綜合性較強(qiáng)的電子作品2件以上便可成為高級(jí)會(huì)員。學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)學(xué)生都可成為高級(jí)會(huì)員。

3.高級(jí)會(huì)員應(yīng)該具備在項(xiàng)目和系統(tǒng)層次上分析、解決問題的能力，具備現(xiàn)代工程意識(shí)，能夠綜合設(shè)計(jì)復(fù)雜電子作品。

會(huì)員晉級(jí)是通過考核實(shí)現(xiàn)的，針對(duì)不同級(jí)別的會(huì)員，俱樂部擬訂了詳細(xì)的考核標(biāo)準(zhǔn)。由俱樂部成立考核小組，并于每學(xué)期中期進(jìn)行集中考核，通過考核者方可晉級(jí)，并頒發(fā)等級(jí)徽章。

二、優(yōu)化訓(xùn)練方式與內(nèi)容

傳統(tǒng)訓(xùn)練方式采用“教師講、學(xué)生聽”的模式，教師占主體地位，學(xué)生對(duì)教師過于依賴，學(xué)生缺乏自主性、積極性和主動(dòng)性，學(xué)生的主體地位不能得到體現(xiàn)，創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)，且很難區(qū)分學(xué)生的個(gè)性與實(shí)踐能力。由于俱樂部活動(dòng)時(shí)間分散、人員分散、學(xué)生知識(shí)層次存在差別等客觀因素，因此俱樂部在訓(xùn)練的方式與內(nèi)容上，采用理論講授與實(shí)踐操作相結(jié)合、統(tǒng)一輔導(dǎo)與個(gè)別指導(dǎo)相結(jié)合、教師指導(dǎo)與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合、導(dǎo)師制與班建制相結(jié)合。

對(duì)于初級(jí)會(huì)員，俱樂部采用統(tǒng)一訓(xùn)練模式。該階段主要以硬件訓(xùn)練為主，不涉及軟件編程。不同基礎(chǔ)的學(xué)生可以在項(xiàng)目庫(kù)中選擇適合的項(xiàng)目，比如，LED發(fā)光電路操作、二極管和三極管的使用、觸摸感應(yīng)開關(guān)、延時(shí)觸摸LED燈等。由于俱樂部每周有活動(dòng)時(shí)間限制，現(xiàn)暫時(shí)3周完成一個(gè)項(xiàng)目。指導(dǎo)教師通過統(tǒng)一授課模式，使初級(jí)會(huì)員盡快上手。

對(duì)于中級(jí)會(huì)員，主要培養(yǎng)其獨(dú)立分析、獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立編程、獨(dú)立制作、自主學(xué)習(xí)能力。訓(xùn)練項(xiàng)目要突出綜合性、工程性、趣味性等，比如，無線充電循跡小車、無線供電的LED旋轉(zhuǎn)顯示屏、無線調(diào)頻話筒、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等?？刹捎脤W(xué)生自選及教師指導(dǎo)選題，也可訓(xùn)練歷年學(xué)科競(jìng)賽題目，并為學(xué)科競(jìng)賽提前準(zhǔn)備。該階段，教師不再手把手地教學(xué)生了，而是以指導(dǎo)為主，可與學(xué)生一起研究方案、解決疑難問題。

對(duì)于高級(jí)會(huì)員，該階段要掌握硬件設(shè)計(jì)與軟件編程，能熟練運(yùn)用某個(gè)開發(fā)平臺(tái)。高級(jí)會(huì)員可以實(shí)行導(dǎo)師制，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)，也可根據(jù)自己的興趣選擇研究方向。

為了提高訓(xùn)練效率，可以采用以“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向”的訓(xùn)練方式。該方式以某個(gè)具體項(xiàng)目為牽引，以解決某個(gè)實(shí)際問題為目標(biāo)，以一個(gè)或多個(gè)知識(shí)點(diǎn)為訓(xùn)練要素，每個(gè)項(xiàng)目都是一個(gè)獨(dú)立的電路單元。該方式可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生主動(dòng)思考，獨(dú)立解決問題，適用于各階段的學(xué)生。學(xué)生在解決問題的過程中，學(xué)到了新知識(shí)，提高了訓(xùn)練效率。

項(xiàng)目?jī)?nèi)容的選取應(yīng)考慮不同級(jí)別學(xué)生的差別，遵循“由淺入深、循序漸進(jìn)”的原則，同時(shí)項(xiàng)目也應(yīng)滿足新穎性、趣味性和可操作性，綜合性項(xiàng)目要帶有一定的工程性，讓學(xué)生提前接觸工程實(shí)際。另外，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)可以采用“搭積木”的形式，即把一個(gè)綜合性的項(xiàng)目拆分成若干個(gè)基礎(chǔ)性小項(xiàng)目，完成這些小項(xiàng)目，組合起來便可形成一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。該過程使學(xué)生一開始便從系統(tǒng)層次上分析、解決問題，使學(xué)生目標(biāo)明確、效率較高，從而增加學(xué)生的成就感，學(xué)生的積極性很高。

三、加強(qiáng)硬件資源建設(shè)

為了系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生，必須有完善的、良好的硬件環(huán)境。為此，俱樂部投入資金，建立了電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，并升級(jí)了EDA實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室。

電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生俱樂部活動(dòng)的主要場(chǎng)所，配備了40套通用電子儀器設(shè)備，每套設(shè)備包括電腦、數(shù)字示波器、頻譜分析儀、直流穩(wěn)壓電源、信號(hào)發(fā)生器等。另外，為了滿足學(xué)生知識(shí)拓展需求，還配備了單片機(jī)開發(fā)板、DSP實(shí)驗(yàn)箱、FPGA實(shí)驗(yàn)箱、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱等;并自研競(jìng)賽訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)箱，包括多個(gè)訓(xùn)練單元，如傳感器、單片機(jī)、功率驅(qū)動(dòng)電路、通信模塊、顯示模塊等，可完成多個(gè)競(jìng)賽項(xiàng)目的訓(xùn)練等。除此之外，電子技術(shù)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室還安裝一個(gè)印制板生產(chǎn)線、一個(gè)可容納30名學(xué)生的元件焊接實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并配備了3D打印機(jī)、臺(tái)鉆、小型車削加工機(jī)床、手電鉆、角磨機(jī)等工具，讓學(xué)生不出實(shí)驗(yàn)室便可加工出所需機(jī)械結(jié)構(gòu)。EDA實(shí)驗(yàn)室配備20臺(tái)電腦，主要完成軟件編程、電路仿真、印制板設(shè)計(jì)等任務(wù)。

為了滿足學(xué)生電子元件的需求，俱樂部專門配備了常用元器件柜，并把所有庫(kù)存元器件編號(hào)上網(wǎng)，形成數(shù)據(jù)庫(kù)，學(xué)生可在網(wǎng)上查詢?cè)骷娣盼恢眉皫?kù)存數(shù)量，并通過電子耗材管理系統(tǒng)進(jìn)行申領(lǐng)。

四、加強(qiáng)軟件資源建設(shè)

除了硬件建設(shè)，實(shí)驗(yàn)室的軟件建設(shè)也必須跟上，否則學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練目標(biāo)不明確，訓(xùn)練效率不高，效果不理想。軟件建設(shè)主要包括：指導(dǎo)教師建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)、訓(xùn)練項(xiàng)目庫(kù)建設(shè)。

指導(dǎo)教師是決定俱樂部成敗的關(guān)鍵。指導(dǎo)教師不但可以傳授學(xué)生知識(shí)，還可以指引學(xué)生方向。一個(gè)知識(shí)淵博、實(shí)踐技能強(qiáng)的教師對(duì)學(xué)生的影響將是巨大的，因此指導(dǎo)教師是不可或缺的，其能力水平將直接決定俱樂部活動(dòng)開展的水平。為了提高指導(dǎo)教師水平，我們制訂了“指導(dǎo)教師實(shí)踐技能升級(jí)計(jì)劃”，鼓勵(lì)指導(dǎo)教師多動(dòng)手、多實(shí)踐，提高指導(dǎo)水平。

實(shí)驗(yàn)室還經(jīng)常邀請(qǐng)參加過電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽并獲全國(guó)獎(jiǎng)的學(xué)生參加指導(dǎo)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流，實(shí)現(xiàn)傳幫帶。這樣的學(xué)生實(shí)踐技能較高，有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，容易和參訓(xùn)的學(xué)生產(chǎn)生共鳴，對(duì)學(xué)生的幫助效果較為明顯。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源包括網(wǎng)絡(luò)課程、微課、MOOC、自學(xué)平臺(tái)等，為學(xué)生自學(xué)提供支撐。學(xué)生可以利用課余時(shí)間自學(xué)相關(guān)知識(shí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源要內(nèi)容豐富、信息量大。對(duì)于學(xué)生存在的共性問題，可盡量補(bǔ)充教學(xué)資源，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室就能查到解決問題的方法，提高自主意識(shí)及自學(xué)能力。

訓(xùn)練項(xiàng)目庫(kù)主要包括學(xué)生在俱樂部活動(dòng)的實(shí)踐項(xiàng)目。比如無線和弦音樂門鈴、光控自動(dòng)節(jié)能燈、電子助記器、收音機(jī)、電磁炮、迷你音響、觸摸感應(yīng)開關(guān)、報(bào)警器等。項(xiàng)目具備趣味性、實(shí)用性和層次性，不同階段的學(xué)生可以選擇不同種類和難度的項(xiàng)目。對(duì)于一些較基礎(chǔ)的項(xiàng)目，俱樂部提供詳細(xì)的制作方法及元件清單，備好電子元件。對(duì)于一些設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性較強(qiáng)的項(xiàng)目，要給出設(shè)計(jì)方向、關(guān)鍵技術(shù)、參考方案等。建立輔導(dǎo)教材，把制作方法匯編成書，還要逐步錄制視頻并上傳網(wǎng)絡(luò)。

五、探索科學(xué)管理手段，提高俱樂部運(yùn)行效率

每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都設(shè)置了門禁系統(tǒng)并安裝了監(jiān)控，授權(quán)的學(xué)生可以持卡進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室并自動(dòng)完成考勤。實(shí)驗(yàn)設(shè)備都有編號(hào)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)分配給學(xué)員并簽訂責(zé)任書，要求對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的秩序、設(shè)備的完好等負(fù)責(zé)，對(duì)于隨意調(diào)換座位及不填履歷本的行為及時(shí)進(jìn)行教育。

元器件領(lǐng)取實(shí)現(xiàn)了信息化，對(duì)出入庫(kù)的每個(gè)元件都進(jìn)行登記，把元件出入庫(kù)信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于快用完的器件，系統(tǒng)會(huì)報(bào)警提示。學(xué)生使用后的元件有幾種處理方法：一是對(duì)價(jià)格較高的元件，在確認(rèn)未損壞的情況下回收，重復(fù)使用。二是允許學(xué)生在俱樂部網(wǎng)站內(nèi)打廣告，鼓勵(lì)學(xué)生之間相互交換元件，同時(shí)帶動(dòng)知識(shí)和技術(shù)的交流。三是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)并取得成功的作品回收，并給予學(xué)生一定的獎(jiǎng)勵(lì)。回收作品中有保存價(jià)值的留作展覽，其余的拆解后再利用。

實(shí)驗(yàn)室具有全面的規(guī)章制度，我們又根據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)，制訂了特定的要求，比如，電烙鐵的操作規(guī)定、加工機(jī)床操作規(guī)定等。實(shí)驗(yàn)室配備的所有設(shè)備都裝有功能完備的漏電保護(hù)自動(dòng)開關(guān)，同時(shí)，還有一個(gè)總開關(guān)，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室沒有學(xué)生時(shí)，可遠(yuǎn)程關(guān)閉總開關(guān)，防止出現(xiàn)觸電事故。

六、結(jié)語

通過幾年的建設(shè)探索工作，我校電子設(shè)計(jì)俱樂部的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系建設(shè)取得了可喜的成績(jī)，學(xué)生獲得了多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和山東省競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)，形成了科學(xué)高效的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，學(xué)生參加俱樂部活動(dòng)和學(xué)科競(jìng)賽積極性很高，具有廣泛性和可持續(xù)性。

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◎編輯 張 俐