應(yīng)用型本科高校電子實踐課程的教學(xué)模式探討

應(yīng)用型本科高校電子實踐課程的教學(xué)模式探討應(yīng)用型本科高校電子實踐課程的教學(xué)模式探討

中圖分類號：G642.3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044〔2022〕11-0101-02

本科教育根據(jù)培養(yǎng)人才類型的不同，可以分為普通本科教育和應(yīng)用型本科教育。普通本科教育主要面向科研院所培養(yǎng)理論研究型人才或為培養(yǎng)理論研究型人才打根底。應(yīng)用型本科教育主要面向生產(chǎn)生活實踐，培養(yǎng)大批應(yīng)用型高級專門人才，我國大局部“二本〞、“三本〞高等院校是從事這類教育的主力軍[1]。我院自2022年5月被國家教育部正式批準(zhǔn)升格為本科院校，管理層就把我院定位在應(yīng)用型本科，因此應(yīng)用型本科教育中的課程教學(xué)模式的探討勢在必行。

應(yīng)用型本科教育的實踐教學(xué)主要以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為中心，強調(diào)以實踐和綜合訓(xùn)練為主的職業(yè)技能訓(xùn)練、項目技術(shù)實踐和高新技術(shù)應(yīng)用。電子實踐是工科專業(yè)學(xué)生必修的重要實踐課程，對提高學(xué)生的項目實踐能力和分析解決實際問題的能力起著重要的作用。本文針對當(dāng)前電子實踐教學(xué)所存在的弊端，結(jié)合應(yīng)用型術(shù)科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)及全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的啟示，通過調(diào)整實踐內(nèi)容和教學(xué)模式等教學(xué)改革，將使電子實踐教學(xué)環(huán)節(jié)更加合乎應(yīng)用型本科教育人才培養(yǎng)要求。

1電子實踐課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前國內(nèi)許多大學(xué)都開設(shè)有電子實踐這門實踐課程，但根本上都采用固定的實踐組織模式，即要求學(xué)生在方案的專周時間內(nèi)完成一種或兩種電子產(chǎn)品的裝配和調(diào)試。這種教學(xué)模式對學(xué)生的動手能力的培養(yǎng)有良好的效果，但也存在下列幾方面的問題：

〔1〕該教學(xué)模式主要強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，學(xué)生一般只要按照實踐指導(dǎo)書或電子產(chǎn)品的安裝表明書按部就班操作就能完成產(chǎn)品制作，這不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

〔2〕由于是全班選用同一種電子產(chǎn)品進行裝配和調(diào)試，這就使學(xué)生沒有自主選擇的余地，影響了學(xué)生動手的積極性。

〔3〕將電子實踐作為一門實踐課程，只安頓在整個培養(yǎng)方案中的某一學(xué)期的某一周或幾周，不能很好的兼顧到學(xué)生的知識和能力的積累對教學(xué)產(chǎn)生的影響，假設(shè)安頓太前學(xué)生的專業(yè)知識缺乏勢必影響教學(xué)效果，假設(shè)安頓太后又會錯過引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、發(fā)明熱情的最正確時期。

電子實踐作為實踐教學(xué)體系的一個重要組成局部，如何合理安頓教學(xué)，有效培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)整個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的連貫性和系統(tǒng)性，是實踐教學(xué)的關(guān)鍵。因此，探討電子實踐課程的教學(xué)模式意義深遠(yuǎn)[2]。

2電子實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)思路

電子實踐教學(xué)環(huán)節(jié)不僅僅是為了培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，更是希望學(xué)生通過自主設(shè)計制作和調(diào)試完成一個合格產(chǎn)品的過程，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。它以電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)為項目背景，通過實際的電子產(chǎn)品設(shè)計、制作、調(diào)試，使學(xué)生了解電子產(chǎn)品制造過程，掌握制作電子產(chǎn)品的開發(fā)流程和操作技能。因此，圍繞這一教學(xué)思路，我們根據(jù)學(xué)生專業(yè)知識的積累情況將該環(huán)節(jié)劃分為三個不同的階段進行。

2.1產(chǎn)品認(rèn)識階段

在產(chǎn)品認(rèn)識階段安頓的主要內(nèi)容包括常用電子元器件的辨認(rèn)與檢測、電路焊接工藝、電路電氣原理圖與印制電路幅員的識讀、簡單電子產(chǎn)品的制作調(diào)試與檢修、常用電子儀器儀表的使用辦法。該階段的主要目的是讓學(xué)生了解電子行業(yè)根本技能、根底工藝知識及行業(yè)現(xiàn)狀，掌握應(yīng)具備的根本技能，在未掌握較多專業(yè)知識的情況下引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并作為學(xué)生的一種創(chuàng)新啟蒙，激勵學(xué)生的課余制作。

傳統(tǒng)的電子實踐教學(xué)在該階段通常是安頓組裝由插針式元件組成的電子產(chǎn)品，然而隨著電子技術(shù)的迅猛開展，新工藝、新知識不斷涌現(xiàn)，這種傳統(tǒng)的制造工藝正逐步被SMT〔外表貼裝技術(shù)〕所取代，如果對新技術(shù)、新產(chǎn)品的知識不足了解，將來就難以滿足社會科技前沿需求與時代的開展需求。因此，在實踐電子產(chǎn)品的選擇應(yīng)兼顧到這兩種工藝技術(shù)的應(yīng)用。由插針式元件組成的聲光控延時自熄開關(guān)和由外表貼裝元件組成的USB音箱，電路結(jié)構(gòu)相對簡單，成品實用，是認(rèn)識和掌握這兩種工藝技術(shù)的理想載體。

在專業(yè)培養(yǎng)方案中，該環(huán)節(jié)宜安頓在學(xué)生未接觸較多模擬電子技術(shù)知識之時。這個時期的學(xué)生對根底電路已有認(rèn)識，但對電子電路還不是很熟悉，這樣的安頓有利于學(xué)生對新知識的探索，同時有助于學(xué)生對后續(xù)電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)。

2.2產(chǎn)品制作階段

在產(chǎn)品制作階段安頓的主要內(nèi)容是印制電路板的設(shè)計制作、電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的電子產(chǎn)品的裝配調(diào)試與檢修。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽作為教育部倡導(dǎo)的四項學(xué)科競賽之一，在培養(yǎng)學(xué)生動手能力和綜合素質(zhì)方面發(fā)揮了極為重要的作用[3]。從歷屆電子競賽賽題分析可以看出，很多自動控制類、電源類、數(shù)據(jù)采集類和信號類的題目在設(shè)計制作時都會波及單片機的知，單片機作為入門較快的微計算機技術(shù)，是初學(xué)者應(yīng)用最廣泛的電子設(shè)計平臺，學(xué)生只有在熟練掌握單片機應(yīng)用的根底上，才能進行較完整的電子制作，綜合應(yīng)用所學(xué)電子知識參與電子競賽等創(chuàng)新活動，同時也為嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計奠定根底。因此，單片機應(yīng)用是應(yīng)用型本科院校的學(xué)生必須掌握的重要技術(shù)之一。目前大多數(shù)高校的單片機應(yīng)用實踐是依托于實驗室，這就存在兩方面的問題：第一，實驗室所能提供的設(shè)備臺套數(shù)有限，不可能顧及到每一個學(xué)生，假設(shè)因此增加臺套數(shù)又會帶來管理和維護方面的問題；第二，實驗室即使采用開放模式也無法滿足同學(xué)相對集中的使用需求。綜合以上因素，在這個階段可以安頓電子系統(tǒng)開發(fā)工具如單片機仿真器、在線調(diào)試器等電子產(chǎn)品的裝配與調(diào)試，所選的單片機類型可以是PIC、51或凌陽。這樣的產(chǎn)品綜合了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和單片機應(yīng)用等知識，既有利于學(xué)生穩(wěn)固原有的專業(yè)根底知識，又為后續(xù)的單片機技術(shù)學(xué)習(xí)提供了硬件保障，從而使學(xué)生不受實驗室場地和設(shè)備的限制，能夠在任意的時間地點進行學(xué)習(xí)和創(chuàng)新活動。而實驗室那么主要為學(xué)生提供更高層次的設(shè)備讓學(xué)生進行學(xué)習(xí)。由于選擇的產(chǎn)品電路結(jié)構(gòu)已較復(fù)雜，且在這個階段學(xué)生已接觸較多的器件及封裝，此時安頓印制電路的設(shè)計制作，能夠讓學(xué)生較好的熟悉電路設(shè)計軟件，掌握電路板工業(yè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在專業(yè)培養(yǎng)方案中，該環(huán)節(jié)宜安頓在數(shù)字電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)中期，單片機應(yīng)用課程學(xué)習(xí)之前或剛接觸這門課程，這樣對電子技術(shù)感興趣的學(xué)生就可以通過自學(xué)提前熟悉單片機，從而在低年級就能加入如電子設(shè)計競賽的學(xué)科競賽和創(chuàng)新活動。該環(huán)節(jié)也可根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求選擇其它的電子產(chǎn)品如電視機等進行裝配調(diào)試訓(xùn)練。

2.3產(chǎn)品設(shè)計階段

在產(chǎn)品設(shè)計階段安頓的主要內(nèi)容是電子系統(tǒng)的綜合設(shè)計、制作、調(diào)試、檢修，電子企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場組織與管理及工藝文件制定知識。該階段的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用各項知識和技能的能力，以電子競賽的比賽模式來組織教學(xué)，以電子產(chǎn)品的設(shè)計為目標(biāo)。為了使設(shè)計的對象是實際的電子產(chǎn)品，可以選用一些難度適中、功能多樣涵蓋不同專業(yè)知識的電子產(chǎn)品〔如按電子競賽的不同選題方向的〕供學(xué)生選擇，在清除產(chǎn)品的電路局部后只留下外殼、檢測元件和執(zhí)行機構(gòu)，讓學(xué)生根據(jù)該產(chǎn)品的功能、性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及經(jīng)濟本錢等因素進行產(chǎn)品設(shè)計或功能擴展和參數(shù)提升。學(xué)生也可自主選題完成一種電子產(chǎn)品的設(shè)計制作。學(xué)生可以自由組合成工程小組，每組成員一般為2～3人，分工合作共同完成選定產(chǎn)品的實踐內(nèi)容。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生需完成電路設(shè)計、到市場采購元器件、電路板設(shè)計與制作、產(chǎn)品的組裝與調(diào)試，最后提交一份產(chǎn)品表明書。在整個訓(xùn)練過程中學(xué)生可以充沛發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，在掌握單片機等知識的根底上，自主開發(fā)出一些具有實用價值的產(chǎn)品。不僅鍛煉了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、文字組織能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的團結(jié)協(xié)作精神?？紤]到應(yīng)用型本科的學(xué)生將來可能從事生產(chǎn)一線的管理工作，因此在該環(huán)節(jié)可增加電子企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場組織與管理及工藝文件制定知識，以拓寬學(xué)生的知識面，增加學(xué)生就業(yè)的籌碼。

在專業(yè)培養(yǎng)方案中，該環(huán)節(jié)宜安頓在檢測技術(shù)等專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后，這有助于學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識，如單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的總體設(shè)計辦法、CMOS電路設(shè)計辦法、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計、低功耗系統(tǒng)設(shè)計、可靠性設(shè)計以及平臺開發(fā)等進行設(shè)計發(fā)明，這是學(xué)生就業(yè)前的一次重要的實戰(zhàn)演練。

3結(jié)束語

電子產(chǎn)品三階段訓(xùn)練的電子實踐教學(xué)組織模式