基于過程管理的電子實驗課程改革與探索

劉艷　孫科學　諶靜　何艷　吳杰

【摘 要】對電工電子實踐教學進行探討和改革，從提高學生實踐動手能力出發(fā)，對教學過程管理與效果反饋，注重教學設(shè)計，加強學生實驗電子設(shè)計工程實踐能力和創(chuàng)新能力，促使學生的知識、能力、素質(zhì)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】過程管理；電子實驗課程；改革

0 前言

新世紀以來，各高校紛紛獨立開設(shè)了“電路實驗”、“模擬電子線路實驗”、“數(shù)字邏輯電路實驗”等多門自成體系的電子實驗課程[1]。電子實驗教學是高等院校理工類專業(yè)學生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是大學教育階段的主要工程性實踐環(huán)節(jié)，為了有效提高教學效果，本校在電子實驗及實踐教學中引入了過程管理。基于過程管理的電子實驗創(chuàng)新項目建設(shè)中，注重實驗過程管理，加強學生實驗電子設(shè)計工程實踐能力和創(chuàng)新能力，使學生的知識、能力、素質(zhì)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展的發(fā)展，體現(xiàn)了對學生工程教育，項目化產(chǎn)品化運作能力的培養(yǎng)。

1 過程管理引入電子實驗教學

在電子實驗教學中，老師是教學過程的引導者，學生是教學過程的受益者。老師引導實驗整個進程，督促學生掌握實驗技能，深刻認知實驗的知識點，預(yù)判實驗結(jié)果，反饋實驗效果。學生在電子實驗教學中，不是觀眾，而是主角，需要預(yù)習課堂內(nèi)容，設(shè)計實驗方案，有目的實施實驗內(nèi)容。為了有效提高教學效果，可以借鑒質(zhì)量管理大師戴明在休哈特統(tǒng)計過程控制思想基礎(chǔ)上提出的過程管理方法。具體包括過程策劃、過程實施、過程監(jiān)測（檢查）和過程改進（處置）四個部分，即PDCA（plan-do-check-act）四階段循環(huán)，又稱為戴明循環(huán)[2]。

基于過程管理的電工電子教學中，過程策劃是對電工電子實驗創(chuàng)新項目的更新和建設(shè)，使其更貼近生活，具有應(yīng)用價值。在實驗項目內(nèi)容中，注重實驗?zāi)繕嗽O(shè)計，把電工電子實驗教學課程體系中的知識點分解到每個開放實驗子項目中。學生可以利用微課等方式預(yù)習課程內(nèi)容，設(shè)計實驗方案。過程實施是指實驗項目在實施過程中，按照工程教育的方法進行，學生以工程項目流程、控制時間成本以及材料成本的觀點來進行電工電子實驗實踐，動手做實驗。過程監(jiān)測（檢查）階段，分為方案檢測（檢查），硬件檢測（檢查），軟件檢測（檢查），綜合檢測（檢查）等。檢查可以分為自查，小組內(nèi)互查，小組間互查，以及教師檢查。過程改進（處置）就是針對在過程控制中出現(xiàn)的問題的處置方法。在這個階段，建立有效全面的考核機制和建立反饋機制。采用多形式的考核方法，對開放實驗項目的實施效果進行有效的反饋，可以對項目內(nèi)容，項目的實施工程進行有效的改進，從而能夠進一步促進學生工程意識和創(chuàng)新精神。

基于過程管理的電子實驗教學改革指導學生有目的，有計劃，有反饋實施實驗方案。引導學生利用課外時間完成基礎(chǔ)知識的學習及工程項目的構(gòu)思，加強實踐教學、強化電子實踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、突出系統(tǒng)概念以及軟硬件的聯(lián)系，從而達到更好的教育效果。

2 基于過程管理的實驗教學內(nèi)容改革

隨著集成電路技術(shù)的不斷飛速發(fā)展，電子設(shè)計新技術(shù)、新器件不斷涌現(xiàn)，復雜電子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法和手段發(fā)生了較大的變化，在課堂中引入新知識、新技術(shù)的介紹。在電工電子實驗項目中增加可編程邏輯器件FPGA開發(fā)設(shè)計[3]，用計算機完成電路的功能設(shè)計，性能分析，時序測試，引入VHDL語言，通過程序?qū)嵗右哉f明，建立有效的評測和反饋機制。

第一，電工電子實驗項目拓展。主要探討針對新工具，新技術(shù)，增加創(chuàng)新實驗項目，推動教學手段的多樣化和現(xiàn)代化，如微課、慕課等；加強教學和科研互動，實現(xiàn)多層次目標化實驗教學，推動工程化訓練。針對不同專業(yè)不同學生，開展多層次目標化實驗教學。按照項目的難易程度分為三個層次：基礎(chǔ)項目、綜合性設(shè)計題目、以及創(chuàng)新實驗項目，逐級漸進培養(yǎng)學生的工程意識[4]。

第二，在實驗項目中注重過程管理，控制每個環(huán)節(jié)的工程實踐，增加與工程實踐關(guān)聯(lián)度高的工程設(shè)計類題目。在PDCA（plan-do-check-act）四階段循環(huán)中，引導學生自覺化、常規(guī)化。在實驗過程策劃環(huán)節(jié)，要求學生理解知識點，完成初步實驗方案；在實驗實施環(huán)節(jié)，要求學生熟練掌握實驗技能，獨立操作測試；在實驗檢查環(huán)節(jié)，引導學生查錯糾錯；在實驗改進環(huán)節(jié)，要求學生總結(jié)改進，撰寫實驗報告。

第三，推動實驗創(chuàng)新項目過程管理，建立有效的效果反饋機制。建立有效的過程控制機制，采用多形式的考核方法，對實驗項目的實施效果進行有效的反饋。課內(nèi)實驗考核辦法采用平時成績和考試成績相結(jié)合，操作和筆試相結(jié)合，開放實驗項目采用立項作品和答辯相結(jié)合。

第四，實際電子制作項目過程管理。鼓勵電子信息專業(yè)每位學生至少有1個自主個性化學分來源于科技創(chuàng)新活動或?qū)W科競賽或?qū)嵺`項目。倡導工程項目較多的教師吸收學生參與科研活動和創(chuàng)新實驗活動。在開放實驗創(chuàng)新項目中，遵循“注重過程、興趣驅(qū)動、自主實踐、鼓勵創(chuàng)新”的原則，重點引入教師科研與技術(shù)開發(fā)課題中的子項目，開放實驗室中的綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目，以及工程實習基地中的創(chuàng)新性子項目。

第五，強調(diào)對創(chuàng)新意識與方法、工程實驗、工程設(shè)計等方面的要求。選擇與電子信息領(lǐng)域的國內(nèi)知名企業(yè)或國際知名企業(yè)合作，共同建設(shè)。在校企聯(lián)合培養(yǎng)基地，學習企業(yè)的項目化運作，使實踐面向工程實際，促進學生必須參與實踐和創(chuàng)造，使他們在相關(guān)企業(yè)的實際環(huán)境中，通過參與實際工作，了解課堂知識學習與企業(yè)實際工作崗位之間的關(guān)系。培養(yǎng)創(chuàng)新人才，為中國特色新型工業(yè)化發(fā)展服務(wù)，為國家經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

3 結(jié)束語

長期以來，本校十分重視學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，基于過程管理的電工電子實驗項目建設(shè)以“學生能力培養(yǎng)”為核心，注重過程管理，適合不同層次不同專業(yè)學生，使學生的知識、能力、素質(zhì)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展的發(fā)展，從而能夠進一步促進學生工程意識和創(chuàng)新精神，學生參加創(chuàng)新實踐活動積極踴躍，參加競賽并獲各類獎項越來越多。我校在大學生電子設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯等重要賽事中，屢創(chuàng)佳績，近年來獲得省級以上大學生電子類設(shè)計競賽獎近200 項，其中國家級90 余項。

【參考文獻】

[1]胡仁杰，王成華，堵國樑，黃慧春，管秋梅.自主研學的電工電子實踐課程建設(shè)[J].中國大學教學，2014（6）：60-63+41.

[2]劉傳影，趙則信.基于項目任務(wù)的PDCA課堂教學評價方法——以齊齊哈爾工程學院環(huán)境設(shè)計專業(yè)課程為例[J].林區(qū)教學，2016（12）：7-8.

[3]孫科學，張瑛，唐珂，等.基于FPGA的電工電子實踐課程的改革與探索[J].電子制作，2015（15）：68-70.

[4]劉艷，孫科學，張昀，丁可柯.基于CDIO的電工電子實驗教學信息化建設(shè)研究與實踐[J].科技視界，2016（10）：67.

[責任編輯：田吉捷]