工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下電子技術(shù)綜合訓(xùn)練教學(xué)改革與優(yōu)化

李恒杰 周 云 李建海

（1.蘭州理工大學(xué)電氣工程與信息工程學(xué)院，甘肅 蘭州730050；2.上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院，上海200240）

0 引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證為各國工程教育實現(xiàn)國際化以及工程人才的國際流動與跨國配置提供了重要途徑與中介工具。2013年，我國成為《華盛頓協(xié)議》預(yù)備成員，2016年轉(zhuǎn)正，表明我國高等工程教育進(jìn)入了國際化的新時代[1]。

高校專業(yè)教學(xué)改革以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向，這是現(xiàn)代化教育改革的必然要求，而當(dāng)前高校課程教學(xué)改革中還面臨著人才培養(yǎng)目標(biāo)定位不準(zhǔn)確、課程教學(xué)比例設(shè)置不合理以及理論課程與實踐應(yīng)用結(jié)合等問題，這成為制約高校課程教學(xué)改革的重要因素，要求高校結(jié)合實際情況，不斷優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，完善課程體系，為課程教學(xué)改革創(chuàng)造有利條件[2]。

電子技術(shù)綜合訓(xùn)練面向電氣工程及自動化、自動化等電類專業(yè)及應(yīng)用物理等非電類專業(yè)開設(shè)，是一門電子線路仿真設(shè)計結(jié)合電路實踐制作的專業(yè)必修課，學(xué)時為三周，學(xué)分為3個學(xué)分。電子技術(shù)綜合訓(xùn)練內(nèi)容涵蓋面廣、兼顧設(shè)計與實踐，是培養(yǎng)學(xué)生工程意識和工程實踐能力的主要環(huán)節(jié)之一[3]。

然而，從之前的教學(xué)實施情況來看，學(xué)生雖然具備了初步的分析、設(shè)計能力，但自主解決工程問題的能力還有所欠缺，因此迫切地需要從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、實施過程、考核與評定等多方面進(jìn)行深入的改革與優(yōu)化，從而適應(yīng)工程技術(shù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求。

1 根據(jù)畢業(yè)要求，設(shè)計合理的課程目標(biāo)

電子技術(shù)綜合訓(xùn)練的主要內(nèi)容為模擬電路和數(shù)字電路的分析、設(shè)計與制作，需要學(xué)生掌握電子電路的設(shè)計方法，能應(yīng)用基本電子器件進(jìn)行分析與設(shè)計，初步具備用電子技術(shù)分析和解決工程問題的能力，對常用模擬和數(shù)字電路進(jìn)行實驗方案設(shè)計及實驗分析，并考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素，所以可以有效支撐12個畢業(yè)要求中第3個指標(biāo)點表述的設(shè)計/開發(fā)解決方案的內(nèi)容。在具體實施過程中學(xué)生需要熟悉工程領(lǐng)域主流工具軟件的使用，能借助計算機(jī)仿真等現(xiàn)代化分析途徑，預(yù)測和模擬復(fù)雜工程問題，因此可以支撐畢業(yè)要求中第5個指標(biāo)點表述的使用現(xiàn)代工具的內(nèi)容。在訓(xùn)練過程中又是多人組隊完成，需要學(xué)生能夠在多學(xué)科背景下與其他成員共享信息，并正確處理個體與團(tuán)隊的關(guān)系，完成所承擔(dān)角色的任務(wù)，因此可以支撐畢業(yè)要求中第9個指標(biāo)點表述的個人和團(tuán)隊的內(nèi)容。

確定了課程與畢業(yè)要求的支撐關(guān)系，融入課程思政內(nèi)容之后，制定出電子技術(shù)綜合訓(xùn)練的課程目標(biāo)為：

（1）能夠了解國內(nèi)外電子技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展動向，熱愛科學(xué)，樹立國家、制度、文化自信，并能綜合運(yùn)用電子技術(shù)的基本概念、基本原理和基本方法，根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計合理的電路并進(jìn)行實驗。

（2）能夠運(yùn)用Multisim等軟件工具進(jìn)行分析計算，輔助進(jìn)行電路設(shè)計。

（3）能夠與其他成員共享信息完成所承擔(dān)角色的任務(wù)，順利完成綜合訓(xùn)練。

2 更新教學(xué)內(nèi)容，提升課程層次

根據(jù)課程目標(biāo)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理更新如下：

（1）講解畢業(yè)要求和課程目標(biāo)，依據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，根據(jù)所學(xué)知識，通過對設(shè)計任務(wù)的分析和資料查閱，確定設(shè)計方案。本部分的重點和難點為論證和擬定整體設(shè)計方案；思政內(nèi)容為多種設(shè)計方案選擇，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性能分析，培養(yǎng)學(xué)生從多角度分析問題的能力。

（2）電路設(shè)計，包括元器件選型和參數(shù)的確定。本部分的重點和難點為各單元電路設(shè)計及參數(shù)計算；思政內(nèi)容為結(jié)合對器件生產(chǎn)設(shè)計國家的了解，滲透自主研發(fā)、做強(qiáng)自主品牌，自力更生等概念、精神。

（3）利用EDA類仿真軟件，對電路功能進(jìn)行仿真驗證。本部分的重點為熟練運(yùn)用相關(guān)仿真軟件；難點為仿真軟件中缺少器件的替代仿真方法；思政內(nèi)容為結(jié)合對Multisim等仿真軟件的了解，培養(yǎng)學(xué)生自力更生精神，激發(fā)學(xué)生對國產(chǎn)軟件做強(qiáng)做大而努力學(xué)習(xí)。

（4）進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，繪制圖紙，撰寫設(shè)計報告，準(zhǔn)備答辯。本部分的重點為設(shè)計報告的寫作與圖紙繪制；思政內(nèi)容為培養(yǎng)學(xué)生精益求精的國家工匠精神。

（5）答辯。本部分的重點為同組成員之間的分工與協(xié)作；思政內(nèi)容為培養(yǎng)學(xué)生誠實守信的學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

3 優(yōu)化教學(xué)過程，提升訓(xùn)練效果

3.1 結(jié)合課程目標(biāo)，設(shè)計能力提升的訓(xùn)練題目

在設(shè)計訓(xùn)練題目時，充分考慮了綜合性、應(yīng)用性、趣味性、工程性、實用性，所有的題目都是模擬和數(shù)字相結(jié)合的綜合性題目，希望以此來訓(xùn)練學(xué)生的綜合設(shè)計能力，個別題目內(nèi)容涉及一些課堂之外的簡單知識，希望能夠訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)新知識的能力。在題目的工作量上，考慮到要讓大多數(shù)學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成全部訓(xùn)練任務(wù)。同時，為了最后評分公正起見，也基本保證各題目在工作量上大致接近。在題目的具體技術(shù)要求上，有許多地方人為的沒有在任務(wù)書中做出很具體的要求，目的是希望學(xué)生能夠根據(jù)他們對任務(wù)書和相關(guān)工程問題的理解，自行設(shè)計，充分發(fā)揮他們的聰明才智，實現(xiàn)一些他們感興趣的或者認(rèn)為應(yīng)該具有的功能，為學(xué)生留下了發(fā)揮的空間，以此來培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和工程思維。

3.2 豐富教學(xué)手段，拓展課程內(nèi)涵

由于實驗室環(huán)境和條件所限，而同時進(jìn)行電子技術(shù)綜合訓(xùn)練的班級較多，不能保證全都學(xué)生安排在相關(guān)實驗室進(jìn)行，可以在確保安全的前提下，允許學(xué)生在教室、宿舍利用自己的計算機(jī)完成設(shè)計和仿真工作，在宿舍完成電路焊接的大部分工作。綜合訓(xùn)練不斷對歷年題目進(jìn)行了精簡更新，共精選出設(shè)題目10道，由學(xué)生自由組隊，每組2~3人。組隊時，考慮到學(xué)生能力差異，鼓勵2人組隊也允許3人組隊，但3人組隊最高成績?yōu)榱己?。選題時，原則上每隊可以自由選擇，但為了避免個別題目有多組選做，故要求每道題目每個班最多只能有兩隊選做。

3.3 針對不同基礎(chǔ)學(xué)生，設(shè)計個性化教學(xué)過程

電子技術(shù)綜合訓(xùn)練同時面向電氣工程及自動化、自動化等電類專業(yè)及應(yīng)用物理等非電類專業(yè)開設(shè)。不同專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)不同，學(xué)生前期所學(xué)基礎(chǔ)課程及后期專業(yè)課程也不同，因此需要有針對性的設(shè)計不同的教學(xué)過程。電類專業(yè)學(xué)生前期較扎實的學(xué)習(xí)過模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)及數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)等課程，可按正常教學(xué)過程進(jìn)行。而對非電類專業(yè)學(xué)生，前期模擬電子技術(shù)及數(shù)字電子技術(shù)課程學(xué)時較少，在教學(xué)過程中課采用理論講授與實踐操作穿插進(jìn)行，最終完成小型電子電路的設(shè)計與制作。

4 結(jié)語

通過對電子技術(shù)綜合訓(xùn)練課程目標(biāo)的確定、教學(xué)內(nèi)容的更新以及教學(xué)過程的優(yōu)化，增加了整個課程知識量的深度與廣度。學(xué)生通過實踐進(jìn)一步加深對所學(xué)內(nèi)容的理解，拓寬了視野。通過開展這種“實做”型綜合訓(xùn)練實踐，學(xué)生普遍能學(xué)以致用，受益匪淺，實踐能力和工程能力得到了很好的培養(yǎng)。同時，整個訓(xùn)練大大提高了學(xué)生對電子技術(shù)的濃厚興趣和對專業(yè)的熱愛。此外，在小組協(xié)作過程中，學(xué)生能夠在多學(xué)科背景下正確處理個體與團(tuán)隊的關(guān)系，與其他成員共享信息，完成所承擔(dān)角色的任務(wù)。