電子技術課程設計教改中創新實踐能力培養的探索

張曉紅?曲曉麗?趙顯紅?楊敏捷

摘要：素質教育觀下，學生創新能力的培養至關重要。探索了新形勢下，如何提高大學生的實踐創新能力，提出以電子競賽作為推動力，以電子技術課程設計實踐環節為基礎，進行課程設計的教育教學改革，培養學生創新思維的能力，提高其實踐動手能力。建立起“知識、能力、實踐創新相統一”的人才培養模式。

關鍵詞：創新思維；創新實踐；電子技術；課程設計；電子大賽

作者簡介：張曉紅（1969-），女，河南洛陽人，河南科技大學電氣工程學院，副教授；曲曉麗（1973-），女，河南洛陽人，河南科技大學電氣工程學院，講師。（河南 洛陽 471023）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）15-0115-02

一、實踐創新人才培養模式改革的背景

創新是當今時代的主題。21世紀的中華民族要想實現經濟的騰飛，必須擁有大批富有創新精神和創新能力的人才。電子信息發展日新月異，新技術不斷涌現，電類專業大學生掌握的知識和具備的能力必須跟上時代發展的步伐，必須把學生的創新實踐能力培養擺在首位。

當今社會培養創新人才，體現在創新精神和意識、創新思維及創新能力等幾個方面，而對于大學生來說實踐創新能力的培養至關重要。其具體體現在能用比較豐富的理論知識和經驗來解決實際問題，具有極強的創造力以及敏銳的觀察力等。現階段存在的問題主要表現在：部分大學生創新意愿有待提升，創新實踐能力較差。相當一部分大學生學習成績不錯，但是理論和實際相結合的能力較差；積累知識的能力較強，但是動手能力較差。學生對于理論知識掌握較好，但是工程意識薄弱，工程實踐能力差等。

由此，需要我們更新教育理念、改革課程體系與教學內容，加快人才培養模式的改革，激發大學生創新意愿，提高學生的實踐創新能力。各類電子設計競賽為學生提供了這樣一個平臺：既注重創新能力培養，又推進理論聯系實際，加強動手能力和工程實踐能力的訓練，提高學生綜合素質。高等學校作為知識創新、傳播和應用的基地，創新教育應該貫穿在整個教育過程之中，而培養創新思維應該落實到教育的每個環節之上。針對以上問題，本文以河南科技大學電氣工程學院為例，就如何將參加競賽作為推動學生積極主動學習的動力，以電子技術課程設計這個基本的實踐環節為基礎，加強動手能力和工程實踐能力的訓練進行探索與實踐。

二、電子技術課程設計教改中創新實踐教育的探索

1.課程設計實踐教學環節的作用

電子技術課程設計是學生在經過“電路”、“模擬電子技術”、“數字電子技術”等課程之后，由專業基礎課、專業課的學習到獨立進行畢業設計，完成畢業論文過渡的重要的實踐性教學環節。[1]在教師的指導下，學生通過綜合運用所學知識，結合電子技術方面某一專題獨立地開展電路的設計、仿真及安裝調試實驗。

通過課程設計既加深學生對所學知識的理解，又培養和提高其分析、解決實際電子電路問題的能力，為今后的專業課學習打下堅實的理論基礎和實驗素質。同時也通過撰寫課程設計總結報告，鍛煉學生完成學術論文的能力，對其完成畢設論文以及今后的專業技術工作都是一個啟蒙訓練。[2]

堅實的理論基礎和熟練的動手能力是評價課程設計的兩個必要標準，也是培養創新素質的必要條件。因此重視電子技術課程設計，通過其教育教學改革，培養學生創新思維和實踐動手能力。

2.對教學內容、教學方法和教學手段進行創新

傳統教育觀念重視理論知識的傳授，而沒有重視實踐創新能力的培養。因此，為了真正提高學生的創新能力，就要結合課堂教學，改革教學方法，將理論教學和動手能力相結合。體現在課程設計方面，首先在選擇設計題目上，其內容不能一成不變。幾年來我們在教學中選出了如搶答器、數字鐘、交通燈控制器和數字頻率計等題目，這些題目既覆蓋了數字電路的基本內容，又貼近生活實際，而且有實用價值。但是幾年下來，一直沿用這幾個題目，讓學生從其中幾選一進行設計，逐漸不能引起學生新的興趣和積極性，慢慢出現抄襲的現象。學生從選擇設計方案，到最后顯示結果，出現較大的局限性。例如，對于“交通燈”題目，大部分學生只會按照老師輔導時給出的提示，采用正向計時的形式，而很少去嘗試真正的交通燈倒計時的設計思路；設計方案較為單一和雷同，很少自己真正動腦子進行設計和創新，而是局限于一個框架和定式思維。因此，課程設計可以選擇一些趣味性的題目，范圍可以稍大一些。指導教師首先針對這些題目對學生進行集中輔導，學生可以根據自己的興趣和能力來確定題目，對于每個題目都劃分基本設計任務以及擴展環節。恰當的選題可以讓不同程度的學生經過努力能完成設計任務，在鞏固所學知識，提高技能等方面有所收獲。同時給學生留下很大的發揮空間，大大激發了學生的學習積極性。而另一方面，當前電子技術及IC技術迅速發展，新技術不斷推陳出新，對電子技術課程設計有了更高的要求。[3]

電子技術課程設計也要緊跟技術前沿，改革以往傳統的大量理論分析，增加當前典型芯片和典型電路的應用介紹。盡量做到設計內容新穎有趣，有一定的實用價值，涉及知識點多，且側重模塊化的設計分析方法。具體體現在：首先使學生能迅速識別典型電路，且能通過簡單的試驗或設計熟練掌握典型電路的原理和實際應用。例如：對時基電路的設計，常見的分頻電路，任意進制計數器的構成，校時電路，具有第一搶答信號的鑒別和鎖存功能的搶答器等等。其次還要將電子技術的新器件（如CPLD、FPGA等）和新技術（如EDA、電子電路軟件仿真、虛擬儀器技術等）引入實踐教學中，從而豐富實驗內容和手段，同時配合理論課內容對課程設計內容體系進行更新和完善。近代電子技術的一個重要環節是智能化，其核心是微型機的應用，因此本課程教學需將微機應用作為一個主要內容，使學生在實驗室中不僅能接觸到有關電子系統的硬件知識，同時也熟悉其軟件設計。

以電子大賽項目為目標，把目前與電子技術相關的競賽內容結合到課程設計環節，盡可能地開發一些綜合性、設計性內容，同時進行相關的實訓，培養學生興趣，并鼓勵學生開動思維，開發創新。

3.建立創新實驗室

課程設計的內容涉及面廣，前沿科技含量大，為滿足課程設計對儀器設備及元器件的要求，因此需建立配套的實驗設施，以保證實驗的高水平。為此，電氣學院專門成立了創新實驗室，積極開展EDA和 SOPC技術應用的教學，提高了學生電子設計自動化的水平。同時也為學生進行電子設計方面的實訓提供了硬件基礎。

三、在教改的實踐探索過程中加強創新教育

1.創建電子愛好者學生小組

在實踐的過程中必須引入創新教育的新理念。結合學科專業特色，鼓勵大學生把個人特長、興趣愛好和人生規劃、職業規劃結合起來，通過創新實踐活動，激發學生創新意愿，提升創新實踐能力，著眼培養任職能力強、長遠發展后勁足的創新型人才隊伍。[4]

創新不但需要具有豐富的書本知識，而且需要進行廣泛的課外實踐活動。為此，我們組織成立了電子愛好者學生小組。課程組教師分工組織并指導課外電子愛好者學生小組動手搭建電路，進行焊裝訓練。首先結合電子技術方面某一專題獨立地開展電路的設計、安裝與實驗，通過電子技術課程設計的實訓，一方面加深學生對所學電知識的理解，培養和提高其解決實際電子電路問題的能力、動手能力和創新思維能力；另一方面使學生初步掌握工程設計的步驟和方法，了解科學實驗的程序和實施方法；同時也培養學生嚴謹的科學作風和善于合作交流的團隊精神。隨著基本能力的提高，再逐個突破典型電路，結合電子大賽的相關題目進行訓練，培養其創新思維和實踐動手能力，真正達到理論與實踐的結合。

2.組建一個大賽的培訓團隊

為了更好地促進學生的實踐創新能力的提高，讓更多的人參與到實踐創新中來，課題組特意組建一個大賽的培訓團隊。教師分工組織指導學生參加課外電子興趣小組、電子創意制作活動、機器人設計、全國建模競賽、挑戰杯、電子設計大賽等比賽活動。在參加這些全國性比賽前，必然要在全校開展多重選拔賽。擴大選拔賽的范圍和受益面，對于培養和帶動更多的學生參與創新實踐活動具有十分重要的意義。

團隊成員除了指導老師以外，還有前面比賽獲獎的參賽學生，由這些學生負責新一批參賽學生實踐動手能力的培養，通過傳幫帶，從基礎的電子元件到電子工藝制作，手把手地指導。新一批參賽學生在掌握了基本的電子電路組建和制作技能以后，再由各指導老師開展比賽電路模塊設計和綜合電路系統設計的培訓，與此同時，參賽學生在培訓過程中可以互相切磋和交流，自我總結相關經驗，并整理成冊，作為大賽培訓的資料積累。這樣以高年級參加過創新實踐活動的學生帶低年級學生，把各個團隊在創新實踐活動中積累的寶貴經驗和優良作風傳承下去。

由于廣大學生和老師的不懈努力，近年來，我校學生在全國電子設計制作大賽有多人獲得一、二、三等獎。而課題組的教師積極參加各類教研活動，同心協力，扶持創新團隊建設，以項目帶團隊，以團隊帶人才，形成團隊內部人才培養的梯隊，在教學改革、教學實踐等方面取得了一系列成果。

四、結束語

通過改革課程設計的實踐教學方法，改變學生重理論輕實踐的做法，刺激學生學習電子技術課程的興趣，將理論教學與實踐相結合，開拓學生視野，改變以往學生僅從理論知識上得到電子技術的認識，形成身臨其境的感性認識。同時也促進學生勇于探索的學習風氣，形成實踐思維習慣，使學生真正成為“知識、能力、實踐創新相統一”的創新人才。

參考文獻：

[1]賀付亮.“電子技術課程設計”課程探索[J].電氣電子教學學報，2010，（2）：32-33.

[2]張曉紅，趙顯紅，等.電子技術課程設計的探索與實踐[J].科技創新導報，2009，（9）：116.

[3]侯素芳，等.電子技術課程設計內容改革的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2012，（1）：108-110.

[4]李健睿.大學生創新實踐能力培養的探索與思考[J].高等教育，2012，（12）：54.

（責任編輯：劉輝）