“電子元器件調(diào)研與系統(tǒng)設(shè)計(jì)”時(shí)間組織與實(shí)施研究

摘要：從電子元器件調(diào)研與系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的學(xué)生選題、老師答疑、給定成績?nèi)齻€(gè)方面開展研究，對如何進(jìn)行時(shí)間組織和實(shí)施提出合理方案，通過在蘭州交通大學(xué)2011級本科生中進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐達(dá)到了增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)、動(dòng)手興趣和能力及提高教師授課質(zhì)量的雙重目的。

關(guān)鍵詞：電子元器件；工程實(shí)踐能力；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)；教學(xué)改革

作者簡介：李紅（1984-），女，山東肥城人，蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院，講師；趙峰（1966-），男，上海人，蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院，教授。（甘肅 蘭州 730070）

基金項(xiàng)目：本文系自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院本科教學(xué)改革項(xiàng)目（ZDH2013011）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）03-0143-02

工程實(shí)踐能力培養(yǎng)是大學(xué)本科教育的重要內(nèi)容，對提升工科人才培養(yǎng)質(zhì)量、未來促進(jìn)工程教育和工程師的認(rèn)證具有重要意義。[1]通過電子元器件市場調(diào)研與系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步掌握電子元器件市場調(diào)研與電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、過程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和本專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生對電子技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性，為后續(xù)課程打下良好的基礎(chǔ)。電子元器件市場調(diào)研與系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程一般安排在大二第二學(xué)期，通過確定調(diào)研問題與目標(biāo)、實(shí)地調(diào)查、信息整理、分析，調(diào)查報(bào)告的撰寫的基本步驟來組織實(shí)施，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)則通過查找資料、確定選題、根據(jù)選題給出設(shè)計(jì)方案、分析、驗(yàn)證電路的基本步驟來組織實(shí)施。

通過前幾年的教學(xué)實(shí)踐獲得了不少有益成果，但如何在2周的有限時(shí)間內(nèi)完成眾多培養(yǎng)環(huán)節(jié)，更有效地對學(xué)生選題、老師答疑、給定成績?nèi)齻€(gè)方面進(jìn)行全過程監(jiān)控，對培養(yǎng)具有很強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的卓越工程師[2]有重要意義。

一、時(shí)間組織改革

前期培養(yǎng)方案中，本課程按2周時(shí)間分兩個(gè)階段分別實(shí)施：

1.電子元器件調(diào)研

（1）確定調(diào)研問題與目標(biāo)。初步形成對自己所欲設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)的電子元器件名稱、型號(hào)、規(guī)格、參數(shù)、尺寸的基本評價(jià)。

（2）實(shí)地調(diào)查。到電子市場確定相關(guān)電子元器件市場供應(yīng)品牌、價(jià)格、需求情況、主要替代品情況。

（3）信息整理。對數(shù)據(jù)、資料有重點(diǎn)地進(jìn)行整理、分析，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對結(jié)果進(jìn)行分析得出判斷和結(jié)論。

（4）調(diào)查報(bào)告的撰寫。把整個(gè)調(diào)查過程以報(bào)告的形式呈現(xiàn)出來，并能依據(jù)調(diào)查的結(jié)論給出合理化建議和意見，作為調(diào)查的成果。

2.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）查找資料，確定選題。通過在圖書館、網(wǎng)上查閱所欲設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)的相關(guān)書籍、論文資料，確定選題。

（2）根據(jù)選題給出設(shè)計(jì)方案。針對所選題目設(shè)計(jì)電路原理圖、編寫程序、繪制原理圖。

（3）分析、驗(yàn)證電路。先借助專業(yè)軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證，再購買相關(guān)元器件進(jìn)行焊接后實(shí)際測試。

上述實(shí)施方案所涉及的培養(yǎng)環(huán)節(jié)較多，在實(shí)際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)存在時(shí)間難以控制，各環(huán)節(jié)之間有重疊或跨越的現(xiàn)象。經(jīng)老師分析和學(xué)生反映的意見綜合，主要原因在于調(diào)研與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)分開，時(shí)間浪費(fèi)較多。

經(jīng)研究，本課程的2周時(shí)間內(nèi)統(tǒng)一為一個(gè)過程按五個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)施：

（1）查找資料，確定選題。針對老師提供的備選題目，學(xué)生通過在圖書館、網(wǎng)上查閱欲選題目的相關(guān)書籍、論文資料，確定選題。

（2）根據(jù)選題給出設(shè)計(jì)方案。針對所選題目，搜集相關(guān)資料，設(shè)計(jì)電路原理圖，學(xué)習(xí)Altium Designer軟件[3]并繪制電路原理圖。

（3）電子元器件調(diào)研。對自己所欲設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)的電子元器件名稱、型號(hào)、規(guī)格、參數(shù)、尺寸等進(jìn)行網(wǎng)上調(diào)研，了解相關(guān)電子元器件市場供應(yīng)品牌、價(jià)格、替代品情況，對數(shù)據(jù)、資料有重點(diǎn)地進(jìn)行整理、分析，到電子市場采購部分元器件。

（4）制作、驗(yàn)證電路。先借助Proteus軟件[4]進(jìn)行仿真驗(yàn)證，再進(jìn)行焊接后實(shí)際測試。

（5）撰寫總結(jié)報(bào)告。把整個(gè)實(shí)踐過程以報(bào)告的形式呈現(xiàn)出來，并依據(jù)測試數(shù)據(jù)給出合理化建議和意見，作為成績評定的重要參考。

改革前后各培養(yǎng)環(huán)節(jié)時(shí)間分配對比如表1所示，由表可知，改革后電子元器件調(diào)研環(huán)節(jié)可以占用第一周的周六、周日機(jī)動(dòng)時(shí)間，且制作、驗(yàn)證電路環(huán)節(jié)可以增加到3天，給學(xué)生更充足的動(dòng)手時(shí)間。

二、實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)改革

1.學(xué)生選題

因本課程的功能定位不同于大三的專業(yè)課課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)，且考慮到學(xué)生未學(xué)課程較多的實(shí)際情況，將原有的“每組同學(xué)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下自行選擇設(shè)計(jì)題目，指導(dǎo)教師不限題目，只要每個(gè)指導(dǎo)教師指導(dǎo)的各組不重復(fù)即可”的選題標(biāo)準(zhǔn)具體化，統(tǒng)一給出選題目錄，如表2所示。

2.老師答疑

為了利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及培養(yǎng)學(xué)生正確利用網(wǎng)絡(luò)，[5]我們將原有的“每天固定2小時(shí)，機(jī)動(dòng)2小時(shí)”的當(dāng)面答疑時(shí)間調(diào)整為“每天網(wǎng)絡(luò)2小時(shí)，每周當(dāng)面2小時(shí)”。網(wǎng)絡(luò)答疑提供2種途徑：利用QQ群和QQ群空間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)，利用本校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上的課程交流區(qū)在線互動(dòng)。

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)師生更喜歡利用QQ群進(jìn)行交流，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上的課程交流區(qū)則相對而言人氣較差，師生發(fā)帖的積極性不高。這也意味著有必要進(jìn)一步研究網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的在線答疑模塊的改進(jìn)與優(yōu)化，提高使用的便捷性與信息共享的快捷性。

3.給定成績

為了提高學(xué)生的積極性，減輕總結(jié)報(bào)告書寫工作量，在給學(xué)生提供報(bào)告模板及格式要求的基礎(chǔ)上，將原有的五級制評分標(biāo)準(zhǔn)改為按表3制定的百分制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評定。

三、教學(xué)效果

1.學(xué)生的積極性及自我滿意度

經(jīng)在本校電氣工程專業(yè)2011級本科生4個(gè)班中進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，通過選題方式、老師答疑模式、給定成績標(biāo)準(zhǔn)等三個(gè)方面的改革，學(xué)生在選題時(shí)表現(xiàn)出更大的主動(dòng)性和時(shí)效性，且選題范圍較寬；網(wǎng)絡(luò)答疑也降低了學(xué)生的拘束感，幾乎都能提出一些問題，且網(wǎng)絡(luò)資源的便捷共享優(yōu)點(diǎn)極大地提高了電子元器件調(diào)研與選型效率。

相對于前幾屆學(xué)生在本課程結(jié)束后對自己智能等方面提高程度的自我滿意度而言，本屆學(xué)生多數(shù)反映經(jīng)過本課程的實(shí)踐練習(xí)，自己對如何利用網(wǎng)絡(luò)獲取最新的元器件資料及典型應(yīng)用案例、網(wǎng)絡(luò)提問與回答、Altium Designer軟件、Proteus軟件的使用等方面都有了極大的提高，而對于后續(xù)電子技術(shù)、單片機(jī)等課程的學(xué)習(xí)也有了明確目標(biāo)。

2.教師的工作量及教學(xué)效果

經(jīng)時(shí)間組織與具體實(shí)施方案的改革，尤其是選題目錄、網(wǎng)絡(luò)答疑、評分標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，老師們感覺自己在該課程的投入時(shí)間較以前可以減少30%左右，同時(shí)，從學(xué)生們的作品及報(bào)告來看教學(xué)效果則較以前反而有了極大提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘永彥，陳娟，張蔚.從電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)談學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)[J].中國教育技術(shù)裝備，2012，267（9）：112-115.

[2]高有華，翟慧萍，卲岳，等.面向卓越工程師培養(yǎng)的“電工學(xué)”課程改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012，S1（34）：74-76.

[3]宋瑾.基于Altium Designer的仿真技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].信息與電腦（理論版），2012，（6）：136-137.

[4]王京港，張翠平. 基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)及Proteus仿真的單片機(jī)教學(xué)改革探索[J].中國電力教育，2013，（22）：144-145，149.

[5]雷輝，葉青.依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái) 提高課堂教學(xué)效果[J].軟件工程師，2013，（9）：33-35.

（責(zé)任編輯：王祝萍）