Protel99 se與SMT電子技術(shù)實訓對工科學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)

林連山，李錫，戴伏生

高等教育的理念是以培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力為基礎，以素質(zhì)教育為核心的創(chuàng)新式教育。而創(chuàng)新思維是在一般思維的基礎上由后天不斷培養(yǎng)與訓練逐步形成。創(chuàng)新思維的發(fā)展離不開人的實踐活動，只有在實踐中創(chuàng)造性思維才能得到充分發(fā)揮。任何學科都具有培養(yǎng)和發(fā)展學生創(chuàng)造性思維的功能。創(chuàng)造發(fā)明不僅要認識事物的本質(zhì)和規(guī)律，而且能在此基礎上產(chǎn)生新穎的、具有社會價值的前所未有的思維成果以及新的產(chǎn)品。要創(chuàng)造新的事物，就必須具有一定的想象力，而想象力是人類運用儲存在大腦中的信息進行設想和推斷的綜合分析的思維能力，使抽象的事物本質(zhì)與變化規(guī)律以及創(chuàng)造想象相結(jié)合。而發(fā)明創(chuàng)造所要求的創(chuàng)造性思維，是一種發(fā)散性思維。所謂發(fā)散性思維是指思考者能從各種設想出發(fā)，思考與問題有關的向不同方向擴散的各種信息，并引出更多的可能有用的新的信息，不拘泥于既定的理解，不局限于一種途徑，做出盡可能多的更合乎情理的解答，其主要功能是求異于創(chuàng)新。當然，創(chuàng)新思維并不是毫無根據(jù)的胡思亂想，他是以事物的本質(zhì)和規(guī)律為依據(jù)的一種創(chuàng)造性思維[1]。

基于以上指導思想，我們在Protel99 se與SMT電子技術(shù)實訓課程教學實踐中，展開對工科學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)與探索。

一 Protel99 se與SMT電子技術(shù)實訓課程的特點

Protel99 se與SMT現(xiàn)代電子技術(shù)是理論性和實踐性很強的實訓課程。首先要應用計算機輔助設計軟件- Protel99 se，在計算機上完成電子產(chǎn)品電路原理圖的設計、印制電路板設計、信號分析和電路仿真等過程，這期間要充分運用所學電子技術(shù)理論知識和技能進行分析和設計，然后應用SMT現(xiàn)代電子技術(shù)對電子產(chǎn)品印制電路板的制作進行全程體驗。通過以上實戰(zhàn)訓練全過程，培養(yǎng)學生獨立分析和設計以及獨立研究和解決實際問題的創(chuàng)新思維能力。

二 工科學生的思維特點

首先是，求知欲強，精力旺盛。對任何新生事物都充滿興趣并且積極思考，他們相信自己的力量，認為自己能夠且應該有所作為。這正是他們生理機能成熟的思維表現(xiàn)。

其次是，主動性強，標新立異。抽象思維具有很大的發(fā)展空間，他們對事物的認知不滿足于直接接觸，而喜歡更多的演繹和推理，使得他們的主動性和創(chuàng)造力都大為提高，因此具有豐富的想象力和創(chuàng)新思維能力。

再者是，想象力強，樂于創(chuàng)新。隨著知識的積累和增長以及認知能力的提高，對社會發(fā)展規(guī)律的理解和認識進一步加深，對不確定的事物敢于提出懷疑甚至否定，而這種懷疑和否定正是創(chuàng)新思維能力的體現(xiàn)[2]。

基于該實訓課程以及大學生的思維具有上述特點，促使我們一定要利用好課程訓練這一實訓環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生進一步加深理解課程內(nèi)容，學會綜合運用所學知識， 提高創(chuàng)新創(chuàng)造的思維能力。

三 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實踐

（一）優(yōu)化選題布置任務

選擇合適題目的關鍵在于選題的難易程度要適中，就是能使動手能力強的同學能獨立完成，普通同學能協(xié)作完成，而動手能力弱的同學，能在教師指導下完成。布置的任務應盡可能多地體現(xiàn)在所學知識的綜合運用上。最好是成本不太高的小型電子產(chǎn)品的設計與制作，比如迷你型MP3電子音樂播放器、七管調(diào)幅半導體收音機等。當學生們經(jīng)過自己的努力，把美妙的音樂播放出來的時候，成就感溢于言表。而成就感的培養(yǎng)也是創(chuàng)新思維培養(yǎng)的一項重要內(nèi)容，它可以正向激勵學生思考更復雜的問題[3]。

例如，在Protel99 se軟件學習過程中，要求完成一塊印制電路板的制作時，先把它分解為以下四個小任務，即電路原理圖的繪制、制作元器件庫、PCB板制作和制作元器件封裝。然后把四個小任務再分解成若干個子任務。而每個任務都有新的知識點，且這些任務之間又相互聯(lián)系、相輔相成，起著承前啟后的作用。這樣分層次、分階段布置任務，學生既掌握了現(xiàn)有的知識，又學到了新知識，同時又擴展了創(chuàng)新思維的想象空間。

（二）策劃方案分析任務

首先分析所要完成的任務，再策劃解決問題的方案。在此分析和策劃的過程中，要充分發(fā)揮學生的主觀能動性，教師只起引領的作用。經(jīng)過討論和分析匯總問題之后，給出任務解決方案。

例如，在完成開關電源電路原理圖繪制任務時，先給學生一定的時間熟悉軟件的使用，再參考指導教材和相關資料，或小組討論，最后給出完成電路原理圖繪制方案。同時強調(diào)，編輯元器件屬性要避免重名，否者檢測ERC會報錯；連線時有電氣點出現(xiàn)即點擊左鍵確定連接，否則會出現(xiàn)虛連接；以及I/O端口、電源/接地符號和節(jié)點的放置方法等。

在策劃和分析如何完成任務的過程中，可以事先找?guī)孜粍邮帜芰姷膶W生，在教師的精心指導下制作出樣板。當同學們看到走線流暢、布局合理、疏密有致、美觀大方的樣品時，喜悅和羨慕之情油然而生。這時我們要不失時機地給予積極鼓勵和正確引導，相信我們可以制作的比這更好[4]。

（三）探索實踐完成任務

如何順利、正確地完成任務是培養(yǎng)創(chuàng)新能力關鍵的一環(huán)。在該階段，指導教師首要任務是引導學生首先獨立完成每一個小任務。在實踐過程中，作為學生群體，因個體差異的不同，完成同樣的任務會出現(xiàn)不同的結(jié)果。在整個任務完成過程中，始終秉持學生是主體的理念，遇到問題，指導教師只做引導，讓他們既在學中做，又在做中學。要鼓勵學生獨立思考、敢于實踐、相互交流、共同合作，以培養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新解決實際問題的能力。

例如，對于SMT表面貼裝的印制電路板雖然有一定的特殊要求，即在制作PCB板的過程中需要重點完成，否則會直接影響電子產(chǎn)品制作的成功率。但是對于該環(huán)節(jié)，我們完全可以讓學生獨立完成。并且制作出的PCB板需要滿足外觀光滑平整，不能出現(xiàn)翹曲或高低不平；銅箔粘合牢固，抗彎強度大；同時還要測試熱脹系數(shù)、導熱系數(shù)和耐熱性等。在完成以上環(huán)節(jié)時經(jīng)常會在某些小環(huán)節(jié)出錯，如果出現(xiàn)錯誤該如何解決，這對學生既是難點也是考驗。這時，指導教師應及時給予解惑，提醒他們根據(jù)錯誤現(xiàn)象及參數(shù)信息，對印制電路板進行修改。最后應用SMT表面貼裝技術(shù)，把電子產(chǎn)品制作成功，此時學生們會異常興奮，他們的成就感會瞬間升華，從而收到意想不到的學習效果。

在完成全部教學任務之后，根據(jù)學生掌握知識的程度和課余時間，指導教師還可以繼續(xù)布置若干個教學計劃以外、難易程度適中的綜合任務。當然，也可以鼓勵學生給自己設計任務。而這些任務由學生在自由選課時間獨立完成，教師不參與指導。以期對他們所學知識的理解和運用能力的拓展和加強，進一步培養(yǎng)和訓練他們的創(chuàng)新思維能力[5]。

四 結(jié)束語

實踐證明，基于Protel99 se與SMT電子技術(shù)實戰(zhàn)訓練對我院工科學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)是可行的。通過這一實訓環(huán)節(jié)，使學生的基礎理論知識更加扎實，創(chuàng)新設計與實踐能力得到進一步提高，學習的熱情由被動變?yōu)橹鲃?，學習的積極性和創(chuàng)新意識被充分調(diào)動起來。

近幾年我院學生在創(chuàng)新設計大賽中屢創(chuàng)佳績，獲全國省市各類電子創(chuàng)新設計大賽一、二等獎200多項。以上表明，我們培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的理念和做法是行之有效的。

與此同時，我們還練就了一支業(yè)務素質(zhì)過硬、具有創(chuàng)新意識和奉獻精神的師資隊伍。也正是由于教師的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性思維能力活躍了起來，才保證了創(chuàng)新教育的順利開展。

總之，創(chuàng)新教育要落實到教育的每一個環(huán)節(jié)，創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)要貫穿于整個教育過程的始終。我們在向?qū)W生傳授知識的同時，更要注重培養(yǎng)學生運用知識的能力。只有這樣才能更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識以及解決實際問題的創(chuàng)新思維能力[6]。