新形勢下“電子工藝學”教學改革與探討

魏山林，姚 遙，張鴻輝，李向東

（周口師范學院物理與電信工程學院，河南周口466001）

新形勢下“電子工藝學”教學改革與探討

魏山林，姚 遙，張鴻輝，李向東

（周口師范學院物理與電信工程學院，河南周口466001）

為了適應高校的轉型發展，滿足未來社會需求，本文從培養應用型本科人才和加強學生專業實踐能力角度出發，分析了當前“電子工藝學”教學中存在的一些問題，在課程內容和教學方法上做了一些嘗試與改革，通過引入電子設計競賽題目，以項目教學的形式展開教學內容，有效地提高了學生的實踐與創新能力，更好地滿足了學校轉型發展的需要.

電子工藝學；電子競賽；項目教學；教學改革

電子信息技術的快速發展，各種新技術和新器件不斷出現.傳統的手工裝備方式已經不能滿足現實的需求，電子工藝制作電路板方法由于其自動化程度較高，極大地縮短了電子設計的開發周期而廣泛應用于各種電子設備的制作過程中.根據摩爾定律，每個芯片上晶體管的數目每12個月將會增加一倍，也就意味著電路設計的復雜度每12個月會增加一倍.如果“電子工藝學”教學不能跟上科技的發展，那么學生的實踐動手能力將很難滿足企業的發展需求.

“電子工藝學”是一門理論與實踐緊密結合的課程，對學生的動手能力要求較高.它需要較好的模擬電子技術、數字電子技術以及電路技術作為基礎.通過電子工藝的學習，不僅培養學生的實踐動手能力，而且提高了學生對先進電子制造流程的認識.作為專業性地方高校，只有立足于服務好地方經濟，才能以點及面，逐步發展.在原有的“電子工藝學”教學過程中，學生只是被動地接受學習，以手工裝配微小電子產品比如收音機、控制電路等為主，主要目的是提高學生對基礎電子器件（二極管、三極管、電阻、電容等）的認識和運用.雖然通過這些小型的項目設計提高了學生的動手能力以及產品開發能力，但是隨著科技的快速發展，“電子工藝學”中又出現了一些新的問題需要解決［1－6］.筆者從培養應用型本科人才和加強學生專業實踐能力角度出發，分析了當前“電子工藝學”中存在的一些問題，在課程內容和教學方法上做了一些嘗試與改變，通過引入電子設計競賽題目以項目教學的形式展開教學內容，有效地提高了學生的實踐與創新能力，更好地滿足了學校轉型發展的需要.

1 “電子工藝學”教學改革的意義

“電子工藝學”課程主要講解電子線路的計算機輔助分析技術的基本理論和基本計算方法.用電子設計軟件實現電子線路原理圖的繪制與輸出及印制電路板的制作，滿足超大規模集成電路的快速度和高質量的設計要求.本課程的任務是使學生獲得“電子工藝學”課程的基本理論知識和設計開發能力，掌握電子設計開發流程，能夠運用所學知識解決實際問題，并為學生后續課程的學習打下良好的基礎.了解電子產品設計與制作流程，會根據電路原理圖設計制作電路以及掌握電子設計軟件的安裝、使用方法.能用AD軟件畫出PCB原理圖，知道設計過程中應注意的特殊元器件的布局、散熱、安裝等問題，具有利用計算機熟練繪制電路原理圖和印刷電路板圖的能力.

原有的“電子工藝學”教學，學生只是被動地接受了課本的基本理論知識，掌握電子設計的開發流程.但是電子技術的日新月異，不斷產生新的研究問題，這需要教師及時把握科技動向，不斷引入新的教學內容，改變傳統教學方法，只有這樣才能滿足社會的發展需求，提高學生的綜合素質.鑒于當前“電子工藝學”教學中存在的問題，對教學內容和教學方法進行改革，讓學生具備較強實踐能力以及較高創新能力已經成為高校轉型發展的內在需求.

2 當前“電子工藝學”教學中存在的問題

2.1 教學內容陳舊，教學方法和手段比較單一，學生缺少必要的引導

學生對開設課程的目的不清楚，對于以后的應用場合比較模糊，不知道開設課程的作用，以至于學生的學習態度不端正、學習興趣比較低，學習積極性不夠高.傳統的教學思想重理論輕實踐［7］，由于缺少對學生必要的指導，以至于學生對實踐課的認識程度不夠，以為隨便畫幾個圖，隨便聽幾節課，最后網上復制一些資料上交就作為自己的最終成績，沒有意識到實踐對未來參加工作的重要性，也沒有意識到“電子工藝學”在整個電子設計中的地位.由于教學的內容比較陳舊，以至于學生的學習主動性比較差，甚至有部分學生學習動機不端正，出現逃課、缺課的情況，常有遲到早退現象.如果不改變這種狀況，長此以往，將很難提高學生的動手能力，也將與開設本門課程的目的背道而馳.在電子設計實踐環節中，組裝現象比較普遍.由于不注重原理設計和產品制作，只是按照原理圖把產品組裝起來，學生并不能深刻理解產品背后的原理，從而導致學習興趣低下.由于教學設計內容的陳舊，一些制作出來的產品實用性并不高，學生制作完成后就沒有再利用，造成了資源的浪費.

2.2 考核方式死板，學生層次區分度有待提高

原有的學生考核結果主要以考試試卷或實踐報告的形式，考試試卷只能反映學生理論知識的掌握程度，無法真實反映學生的綜合素質，也起不到提高學生動手能力的目的.實踐報告由于沒有統一的設計題目和內容格式，學生抄襲復制現象比較明顯，不能更好地區分學生的實際水平，體現不出學生的實踐動手能力.因此對于學生的考核方式有待進一步提高，增加學生實踐環節的區分度.

2.3 實驗設備較老化，開發平臺需要進一步提高

傳統的教學設計軟件由于版本較低，出現的Bug比較多，學生設計過程中面臨預期與結果不一致的情況，而且新版的很多功能都無法在老版本中使用，這無形增加了學生學習的負擔，增加了系統的開發周期.學生體會不到先進的現代電子設計制作過程.由于設備老化，一些新的產品無法有效地設計.很多電子制作都是已經工業化產品的縮影，學生不能夠感受到大型電子自動化設計帶來的便利.

2.4 學生的硬件設計及軟件開發能力亟待提高

通過參加學生的電子設計競賽指導，發現雖然有一部分學生的整體實力較強，但是大部分學生的動手能力還有待提高.參加電子設計競賽對學生綜合素質的提高很有益處，也可以查找教學過程中存在的一些問題.通過觀察這幾年參加電子設計競賽學生的情況，發現部分學生的電子設計水平還有待提高.有些學生做不出完整的競賽產品，有些學生做出的產品缺少必要的規劃；有些學生能夠拿出具體的解決方案，但是在實施的過程中，要么設計不出完整的硬件電路，要么無法有效地調試程序；能夠做出電路板的學生卻不會編程，能夠編程的學生卻不能有效地理解硬件電路.這就出現了在比賽的時候，燒板子、跑偏等各種故障現象.因此在“電子工藝學”的教學過程中需要加強學生硬件的設計能力和軟件開發能力的綜合培養.

2.5 采用成品電路板教學，學生缺少基礎訓練

傳統的電子工藝教學由于教學時間有限，部分學生學習主動性不夠，很少利用電子儀器去檢測和調試電路，而且教學使用的大部分電子產品都是從不同的生產廠家直接購買的成品或半成品，缺少對學生必要的基礎訓練.學生只是按照說明書進行拼接組合，并不能明白其中的原理，學生的創新實踐能力也沒能得到較好地訓練.這就導致了學生在解決實際問題時，不能夠儲備足夠的有效模塊，往往是有說明書的能夠做出產品，沒有說明書就不知道該如何下手.實際的產品設計往往是沒有人給出說明書，需要自己去開發設計后，編制說明書.這就需要學生從零開始，一步一個腳印，逐步掌握整個系統的設計.以往的教學環節中并沒有引入生產實踐的過程，這就使得學生不清楚一個完整的產品過程應該怎么做，缺少必要的動手實踐.

3 教學改革與探討

結合近幾年學生在學科競賽中暴露的問題，在今后的“電子工藝學”教學方面將從以下幾個方面進行改革，以提高學生的實際動手能力，更好地適應未來的學科競賽以及學校的轉型發展.

3.1 革新教學內容，以項目教學法和多元化教學法進行教學活動

對于傳統的教學內容，有選擇地保留一部分.同時從歷年的電子設計競賽題目中選取一部分經典的題目作為課堂講解內容.注重培養學生的基礎理論知識和科技創新能力，加強學生動手實踐能力，提高學生創新能力.為了避免過去教學中存在的理論與實踐重復的現象，采用項目教學法，以不同的項目訓練學生不同知識點的掌握，在這些項目的選取過程中，加強前沿科技制作的比重，減少過時的科技產品.引入學生自主開發設計的環節，加強學生自主學習的能力，提高科研創新的能力，并通過學生的相互交流，加強學生對知識的理解程度，轉變單一的填鴨式教學方法.

3.2 多種考核方式相結合，學生分層從理論到實踐全面覆蓋

采用理論與實踐相結合的考核辦法，對于考核內容要求格式規范，成績包括原理設計和成品展示兩部分.原理設計主要考核學生對基礎知識的理解以及實際模塊的運用情況，并要求寫出個人制作過程中遇到的問題以及注意事項.原理設計部分可以鍛煉學生書寫實踐報告的能力，以便在電子競賽中寫出高水平的作品報告，也可以鍛煉學生寫作論文的能力，為個人畢業論文的撰寫打下堅實的基礎.成品展示部分主要鍛煉學生的實際動手能力，加強從理論到實踐的實現環節，提高學生的實踐設計能力，以便以后走向工作崗位更好地適應產品的開發設計.

3.3 采用新版開發平臺，增強學生科研創新能力

傳統的教學過程，由于采用的實驗設備比較老化，出現問題較多，也跟不上科技發展腳步.新技術、新功能不斷出現，采用較新的實驗設備可以簡化學生設計的難度，縮短產品的開發周期，也方便學生以后走向工作崗位后能夠直接進入開發設計，減少學習新設備的時間.淘汰落后的教學平臺，采用新版的教學設備，加強學生自有資源庫的構建工作，注重基礎與前沿的設計開發，加強新功能的利用.

3.4 引入硬件設計電路和軟件開發訓練環節，加強學生硬件設計和軟件開發能力

新的教學環節，采用電子設計競賽以及社會前沿產品開發中的經典硬件電路作為訓練對象，注重電路設計的分析與開發設計.這部分內容，主要訓練學生的理論分析與解決實際問題的電路設計能力，加強學生對問題建立模型的抽象思維能力.同時采用一部分項目提高學生軟件開發的能力，這部分項目主要結合硬件設計之后進行編程設計，進行軟件代碼編寫訓練，加強學生對軟件工具的掌握.盡可能地讓學生做到硬件與軟件相互結合，即明白理論設計又懂得軟件開發.

3.5 加強學生實踐動手能力，從制作個人的第一塊電路板開始

傳統的“電子工藝學”由于生產設備的昂貴，主要注重學生在開發平臺上的實踐訓練，主要完成電子版的產品仿真設計，對于后續的產品開發過程并沒有深入的開展，這對于學生來說是一個不完備的過程.而且生產設備的更新換代變化很大，很難從一個設備中窺探出所有設備的實踐操作.鑒于此，盡可能多地整理出一些常用設備的技術手冊，向大家講解這些不同設備的共性問題，從不同中找出相同點.最后，用現有的實驗設備完成從電子版產品到實際產品的過程.讓每一個人實實在在地做出一款屬于自己的電路板，完成整個電子產品的設計制作流程.

4 結束語

“電子工藝學”是一門綜合性較強的課程，它需要模擬電子技術、數字電子技術以及電路設計等多門課程為基礎，并集電子工藝設計等課程為一體，具有較強的實踐性，對學生的動手能力要求較高.“電子工藝學”的教學改革也是一個復雜而艱巨的任務，需要不斷地在教學過程中總結經驗，銳意改革，結合大學生電子設計競賽，實施項目教學法，不斷提高學生的實踐創新能力和軟硬件開發設計能力.

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［3］劉琳，蘇寒松，李昌祿.電子工藝實習工程教學改革的探索［J］.實驗室科學，2011，14（2）：63－65.

［4］李春艷.淺談電工電子工藝實習實驗教學改革［J］.科技信息，2009（19）：137－137.

［5］戴士弘.職業教育課程教學改革［M］.北京：清華大學出版社，2007.

［6］張錫珍.實踐教學改革的嘗試［J］.中國現代教育裝備，2008（10）：122－123.

［7］欒慶磊，劉紅宇.電子工藝實習教學模式研究與改革［J］.實驗科學與技術，2011，9（5）：125－127.

TN05－4；G642.0

A

1671-9476（2017）02-0081-03

10.13450／j.cnkij.zknu.2017.02.019

2016-10-21；

2016-12-25

魏山林（1987－），男，河南南陽人，碩士，研究方向為信息處理與技術.