電子設計大賽與電工電子設計實訓課程改革

摘要：目前高等院校電工電子設計實訓課程普遍存在學生積極性不高，教學課時較少和教學效果不理想的問題。通過對教學內容和實訓考核評價方法的改革，提高了電工電子設計實訓課的教學質量。

關鍵詞：演示實驗；虛擬實驗；Multisim；自制套件；面試考核

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0131-02

全國大學生電子設計競賽是具有22年歷史的科技活動，從1994年第一屆開始至今已經舉行了12屆。教育部和工信部共同發起的這項活動極大的促進了普通高等院校信息與電子類學科課程體系的改革。推動了課程建設和實驗室建設工作。參與的學生在實踐方面獲得了很大的鍛煉，將來在工作中的競爭力也得到了提高。指導教師的付出也得到了教育部和高校的認可，承認并計算其工作量。電工電子設計是面向高校理工科專業的學生開設的實訓課。主要面向大一大二新生，介紹常用電子元器件的封裝結構，不同元器件的選用及常見故障的識別；熟悉常用電子儀器儀表的使用；掌握電子元器件的焊接技術。著重訓練學生的實踐動手能力，作為電子設計競賽的前期基礎教學環節，承擔發現選拔人才的任務。

1 目前教學中存在的問題

學生學習積極性不高。通過對學生上課精神狀態的掌握和課下與老師同學之間的交流可以發現一個普遍共識，隨著時間的增長，大學生的學習積極性逐年下降。主要表現在實踐能力不足，眼高手低的問題比較突出。大一新生對大學充滿好奇，相對來說情況還算較好，但是也存在上課玩手機，實訓不按照操作規程執行，組織性差紀律散漫的問題。這一方面是現在社會知識爆炸以及知識碎片化造成的，另一方面也反映新時代下教學的改革迫在眉睫。

學校對實踐教學重視度不夠，課時較少。隨著學校實踐教學課程數量的增加，而總學時并沒有增加多少，這就造成留給每一個課程的實踐教學課時非常有限。電工電子設計的實訓教學是非常花時間的，一次教學單元應該在4個課時左右，否則很難有效展開教學工作。因為教學課時受到壓縮，原來的教學內容就需要進行改進，以適應新形勢的要求。目前存在實踐教學和理論教學方面的銜接沒有處理好的問題。

2 教學內容的改革

目前高等院校學生普遍反映課程設置負擔過重，而教學效果并不明顯。造成的原因是多方面的，其中之一是課程內容陳舊，已不適應新形勢的需要。針對電工電子設計實訓課程的特點，需要增加實訓套件的選擇性和趣味性。傳統的實訓套件主要是六管收音機，盡管成本低廉但是教學效果并不好。應該允許學生根據自己的專業特點和興趣愛好自由選擇實訓套件內容，這就要求實訓套件的研制要與時俱進，每年都需要增加一些創新性的實訓套件，并將其引入實訓教學中。這對實訓指導教師和實驗室元器件庫的建設都提出了新的要求。

重視演示實驗，增加虛擬仿真實驗。有些實驗趣味性很強，但是成本較高不適合作為電工電子基礎實訓內容。可以將這類實驗制作成演示性的，如四旋翼飛行器和腦波控制軌道車等等。這些演示性的實驗可以增加學生的學習樂趣，開闊專業知識的視野。在教學開始的時候進行演示，可以吸引學生的注意力，在接下來的學習中更加積極主動。同時在教學過程中將虛擬仿真實驗引入電工電子設計實訓教學中，采用Multisim仿真軟件，增加學生對電路的直觀認識，為后續專業課程的學習奠定很好的基礎。這很好地解決了課時少和課程綜合性、實踐性強的矛盾，同時也降低了材料的耗損，減少了經費的支出。采用虛實結合的方式，彌補了現場實驗中的不足。

以濾波器實訓為例，最簡單的形式是一階無源低通濾波器。對于沒有學習過專業課的學生來說一階無源濾波器截止頻率的概念，顯得很難理解。可以通過仿真讓學生理解頻域、波特圖的概念，學會使用示波器和信號源等儀器。通過虛擬儀器的使用學生可以掌握常用儀器儀表的使用，并進行電路的直流工作點分析、交流分析、瞬態分析等常用分析方法。在對無源濾波器理解的基礎上，再進行二階有源帶通濾波器的實訓。通過采用仿真軟件，在教學過程中隨時提供演示電路和定性定量分析。教師可以在多媒體教學的過程中分析電路的特性，靈活的更改電路參數，進行接近于實際電路的調試分析，有利于對電路進行故障識別，并加深對理論的理解。

3 考核方式的改革

實踐教學的考核一直是個難題，實踐教學質量監控一直沒有較好的量化標準。電工電子設計實訓課程的考核不僅作為評價學生學習質量和教師教學效果的手段，同時也肩負為電子競賽選拔人才的任務。通過近十年的實踐摸索，采用面試的方式進行考核，收到了良好的效果。學生在課程結束時不僅掌握了基礎知識而且語言表達能力得到了有效提高。可以在公共場合，自信地描述自己的實訓作品。在面試的過程中教師需要根據學生的專業和興趣愛好來提問，學生的回答反映其思維方式、應變能力和對專業知識的掌握程度。最終課程的成績是根據面試成績和實訓套件制作效果綜合打分。通過這種考核方式可以更加真實地反映學生的專業素養。這種考核方式增加了指導教師的工作強度，但是提高了學生的語言表達能力并且鍛煉了其面試技巧和應變能力。

4 結論

以全國大學生電子設計大賽為契機，進行了電工電子設計課程的實訓教學改革。不僅給學生以有用的專業知識，更重要的是通過這些教學環節和知識載體，使學生了解電工電子設計的思想、方法和精神，學會使用這種方式理性的觀察和分析生活中的電子產品。為后續專業課程的學習和工作中的實踐打下了堅實的基礎。

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