電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)一體化模式的研究與實(shí)踐

作者簡(jiǎn)介:付保紅(1974－)，女，黑龍江大慶人，大慶師范學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院講師，從事電子技術(shù)的教學(xué)與實(shí)踐研究。

基金項(xiàng)目:大慶師范學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目(JY1305)。

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095－0063.2015.03.033

電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是電子信息工程、通信工程、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和儀器儀表類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課 ［1］，也是一門強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性的課程。但這門課程內(nèi)容抽象、公式定理多、電路多樣，授課難度大，學(xué)生普遍反應(yīng)這門課程不好懂、不好學(xué)，學(xué)生不感興趣并且畏難情緒嚴(yán)重。針對(duì)這種情況，大慶師范學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院進(jìn)行了電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)一體化模式的探索，在強(qiáng)調(diào)理論課內(nèi)容的基礎(chǔ)上，加大對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不斷完善實(shí)踐教學(xué)體系內(nèi)容，提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的基本設(shè)計(jì)技能和創(chuàng)新能力，為學(xué)生今后走出校園適應(yīng)社會(huì)，打下良好的基礎(chǔ)。

1　實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

首先，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊。機(jī)電工程學(xué)院原有的電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占的比例很大，并且實(shí)驗(yàn)所實(shí)現(xiàn)的功能很少，僅僅是對(duì)課本中的某一章節(jié)的內(nèi)容或一個(gè)公式、定理進(jìn)行驗(yàn)證，不過是課本上知識(shí)的重復(fù)，對(duì)學(xué)生沒有吸引力。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)、內(nèi)容單一，這是對(duì)的，但所占比例不應(yīng)過大，二到三次足以，只要保證學(xué)生通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)苷莆针娮蛹夹g(shù)實(shí)驗(yàn)基本技能和動(dòng)手能力，并對(duì)理論知識(shí)有進(jìn)一步理解即可。否則會(huì)使學(xué)生對(duì)電子技術(shù)前沿知識(shí)了解不夠，缺乏知識(shí)的前后融合、實(shí)踐能力差，不利于應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，不利于實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的提高 ［2］。

其次，實(shí)驗(yàn)手段單一。在許多高校，一些大型的實(shí)驗(yàn)臺(tái)在電子技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用比較多。常用的有浙江省天煌科技生產(chǎn)的設(shè)備，這些儀器設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、性能可靠、維修方便，有完善的保護(hù)措施。但其占地大、不靈活，并且價(jià)格昂貴不能隨時(shí)更新。設(shè)備無法更新，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)過程無法更新。學(xué)生如同復(fù)讀機(jī)一樣，只要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的步驟，一步一步完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)結(jié)果就一定正確。至于電路是如何搭建的、器件是如何選取的、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是如何產(chǎn)生的、電路能不能優(yōu)化、電路的使用范圍、干擾信號(hào)如何消除等，都不在考慮范圍內(nèi)，學(xué)生沒有一個(gè)思考的過程，自然談不到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2　一體化實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

2.1　實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革

針對(duì)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，精簡(jiǎn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例，增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例，加強(qiáng)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，加大實(shí)驗(yàn)室開放的力度，成為一體化實(shí)踐教學(xué)體系的低級(jí)階段;電子技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)與課程設(shè)計(jì)，是一體化實(shí)踐教學(xué)體系的中級(jí)階段;開展電子競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，是一體化實(shí)踐教學(xué)體系的高級(jí)階段。由此構(gòu)建一體化實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)針對(duì)低年級(jí)，電子競(jìng)賽、大創(chuàng)項(xiàng)目針對(duì)高年級(jí)，整個(gè)體系由易到難，由低年級(jí)到高年級(jí)，讓學(xué)生在每個(gè)階段都得到相應(yīng)鍛煉，一步一個(gè)臺(tái)階，最終在實(shí)踐能力的培養(yǎng)上得到質(zhì)的飛躍。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這部分實(shí)驗(yàn)的目的是緊跟課堂教學(xué)，服務(wù)基礎(chǔ)知識(shí)。應(yīng)以課本的教學(xué)進(jìn)程為依據(jù)，安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以經(jīng)典內(nèi)容為主，要少而精。

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，主要是讓學(xué)生掌握將學(xué)到的電子技術(shù)理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際電路的方式和方法，增強(qiáng)設(shè)計(jì)電路、優(yōu)化電路的能力。希望學(xué)生在這個(gè)過程中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并且能夠解決問題，達(dá)到提高學(xué)生理論知識(shí)綜合運(yùn)用的能力。其中綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要提高學(xué)生的設(shè)計(jì)與動(dòng)手能力，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)在實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

電子實(shí)訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)，是理論與實(shí)踐相聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)踐教學(xué)體系的提高階段，著力于培養(yǎng)學(xué)生的電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用能力。其中電子實(shí)訓(xùn)更強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)，主要訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力。機(jī)電工程學(xué)院采取的方法是項(xiàng)目化教學(xué)，將實(shí)訓(xùn)分成三個(gè)項(xiàng)目，選取不同的套件，由易到難，包括電路的組裝、電路的焊接、電路的調(diào)試、功能的實(shí)現(xiàn)，都由學(xué)生自己動(dòng)手完成，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。課程設(shè)計(jì)是真正意義上學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)完整電子系統(tǒng)的過程。要求學(xué)生自主設(shè)定題目，交由老師審批通過。然后要獨(dú)立進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，完成后交由老師檢驗(yàn);再進(jìn)行實(shí)體電路的焊接、安裝、調(diào)試等工作;最后撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，進(jìn)行總結(jié)。鍛煉了學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，是強(qiáng)化學(xué)生綜合能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)、促進(jìn)學(xué)生多方面發(fā)展的重要途徑。機(jī)電工程學(xué)院為參賽學(xué)生免費(fèi)提供實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生創(chuàng)造良好實(shí)踐條件，并且通過傳幫帶的方法，即大三、大四的學(xué)生和大一、大二的學(xué)生混合編隊(duì)分組，經(jīng)過多年的實(shí)踐已經(jīng)在學(xué)生中形成了良性循環(huán)。從2009年第一次參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽以來，機(jī)電工程學(xué)院電子競(jìng)賽工作碩果累累，賽事豐富。其中僅2012—2014年機(jī)電工程學(xué)院學(xué)生參加黑龍江省TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，獲得一等獎(jiǎng)2次、二等獎(jiǎng)3次、三等獎(jiǎng)6次;參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，獲得一等獎(jiǎng)1次、二等獎(jiǎng)3次、三等獎(jiǎng)4次;參加中國(guó)大學(xué)生iCAN物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，獲得一等獎(jiǎng)1次、二等獎(jiǎng)2次、三等獎(jiǎng)8次;參加全國(guó)“TRIZ”杯大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，獲得一等獎(jiǎng)1次、二等獎(jiǎng)5次、三等獎(jiǎng)7次。

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，是對(duì)特別優(yōu)秀的學(xué)生提供項(xiàng)目支持，從指導(dǎo)教師、科研經(jīng)費(fèi)、訓(xùn)練場(chǎng)地等機(jī)電工程學(xué)院都予以極大的支持，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。2013—2014年兩年時(shí)間，機(jī)電工程學(xué)院新立黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目共計(jì)18項(xiàng)，校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目20項(xiàng)。機(jī)電工程學(xué)院在學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)上取得了良好的成績(jī)。

2.2　實(shí)踐教學(xué)手段的改革

針對(duì)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)使用大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，價(jià)格昂貴，更新不及時(shí)的特點(diǎn)，充分利用多媒體和現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)資源，引入系統(tǒng)仿真進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。

機(jī)電工程學(xué)院引入了EDA仿真工具M(jìn)ULTISIM仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái) ［3］。仿真是利用軟件中的模擬功能對(duì)電路的工作環(huán)境、工作過程進(jìn)行模擬的過程。通過仿真，可以使學(xué)生不局限于所能買到的器件的限制，進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)，通過對(duì)比得到最優(yōu)方案。而且，通過軟件進(jìn)行仿真，可以進(jìn)行測(cè)試分析并找到設(shè)計(jì)中的漏洞，進(jìn)行修改和完善還可以進(jìn)行事故模擬，提高實(shí)物設(shè)計(jì)的成功率，極大地提高了學(xué)生的興趣和設(shè)計(jì)水平。

2.3　實(shí)踐教學(xué)考核方法的改革

以往的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的考核方法單一，僅僅圍繞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，平時(shí)成績(jī)與實(shí)驗(yàn)考試結(jié)果按照一定比例計(jì)算分?jǐn)?shù)。而對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中所體現(xiàn)的創(chuàng)造力、能動(dòng)性，無法給予有效的評(píng)價(jià);對(duì)于電路的設(shè)計(jì)能力以及實(shí)驗(yàn)的操作能力沒有一個(gè)正確的考核指標(biāo) ［4］。因此，針對(duì)不同的實(shí)踐內(nèi)容，側(cè)重點(diǎn)不同，應(yīng)當(dāng)采取不同的考核方式，制定合理的、切實(shí)可行的實(shí)踐教學(xué)考核方法。

對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以及綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的考核，進(jìn)行單獨(dú)學(xué)分制，增加學(xué)生的重視程度。這部分主要是考核學(xué)生的操作能力，采用傳統(tǒng)的考核方式，將根據(jù)平時(shí)成績(jī)與實(shí)驗(yàn)考試結(jié)果二者結(jié)合給出最終成績(jī)。

引入創(chuàng)新性學(xué)分。機(jī)電工程學(xué)校從2010級(jí)學(xué)生開始，引入創(chuàng)新學(xué)分考核機(jī)制。對(duì)于參加開放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，每參加一個(gè)開放性實(shí)驗(yàn)將給與0.5個(gè)創(chuàng)新性學(xué)分;對(duì)于參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃訓(xùn)練項(xiàng)目的學(xué)生，根據(jù)其貢獻(xiàn)程度給予0.5～1個(gè)創(chuàng)新性學(xué)分;對(duì)于參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽并取得名次的學(xué)生，根據(jù)名次的不同，給予1～1.5個(gè)創(chuàng)新性學(xué)分。鼓舞學(xué)生參與項(xiàng)目、參加競(jìng)賽的積極性。

對(duì)于電子技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)與課程設(shè)計(jì)，這兩部分都是單獨(dú)設(shè)課，具有單獨(dú)學(xué)分，不再與理論課程統(tǒng)一學(xué)分，這樣增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這兩部分主要考核學(xué)生的創(chuàng)造性、創(chuàng)新性能力。對(duì)于電子技術(shù)課程實(shí)訓(xùn)，根據(jù)學(xué)生平時(shí)的動(dòng)手能力、掌握的基礎(chǔ)理論、提交的作品等給予一個(gè)綜合評(píng)定。課程設(shè)計(jì)根據(jù)學(xué)生在完成課程設(shè)計(jì)的過程中所體現(xiàn)的創(chuàng)新性、實(shí)踐動(dòng)手能力、作品完成的情況、課程設(shè)計(jì)報(bào)告、題目的難易程度、課程設(shè)計(jì)答辯成績(jī)，這幾部分按一定比例相結(jié)合綜合評(píng)定最終成績(jī)。經(jīng)過在2010級(jí)和2011級(jí)兩屆學(xué)生的實(shí)踐，取得了良好的效果，得到了學(xué)生的肯定。并且針對(duì)實(shí)訓(xùn)及課程設(shè)計(jì)時(shí)間過于分散、連貫性不強(qiáng)的弊端，在2015級(jí)學(xué)生的人才培養(yǎng)方案中，將18周的理論課壓縮成17周，專門拿出一周的時(shí)間，來進(jìn)行實(shí)訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。

3　結(jié)語(yǔ)

電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)一體化模式的構(gòu)建，是針對(duì)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)體系的內(nèi)容、手段、考核方法的改革，是將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整合、實(shí)驗(yàn)室開放、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽與專業(yè)教學(xué)結(jié)合起來，構(gòu)建一種一流的、全新的、一體化的電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)體系，對(duì)于鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生成為高素質(zhì)應(yīng)用型人才具有重要的作用。