賽教融合的《電子產品設計與制作》課程教學改革與實施*

吳年祥，陳小林

（安徽國防科技職業(yè)學院，安徽 六安237001）

賽教融合的《電子產品設計與制作》課程教學改革與實施*

吳年祥，陳小林

（安徽國防科技職業(yè)學院，安徽 六安237001）

堪稱職業(yè)教育奧林匹克的職業(yè)院校技能大賽成功舉辦,促進了職業(yè)院校教育教學改革，加強了學生實踐能力和職業(yè)基本技能，提高了職業(yè)教育教學的質量。本文通過分析“電子產品設計與制作”職業(yè)技能競賽大綱與能力目標為導向，結合當前的教學實際，提出了電子產品設計與制作課程教學過程中存在的問題，并對課程實施“教、學、做”一體化、內容項目化教學模式等進行的改革與探索,效果明顯。

職業(yè)技能競賽；電子產品設計與制作；教學做一體；項目化

前言

自2008年舉辦首次全國職業(yè)院校技能大賽以來，各種職業(yè)技能大賽定期舉辦，形成了“普通教育有高考，職業(yè)教育有大賽”一種職業(yè)教育發(fā)展的風向標，“學生個個參與、教師人人輔導、校校舉辦比賽”的局面。“以賽促學，以賽促教，以賽促改”已成為發(fā)展職業(yè)教育，完善培養(yǎng)技能型人才的長效機制[1]。而職業(yè)技能大賽依據職業(yè)標準，與市場前沿需求相呼應來設立競賽內容，襯托專業(yè)核心能力，提供人才培養(yǎng)方向。與此同時，隨著我國高等職業(yè)教育的發(fā)展，社會高等職業(yè)教育教學的質量要求也隨之提高，這些就要求我們對現有教育教學課程設置、教學模式、教學方法等進行改革，以便更好的來適應行業(yè)發(fā)展的趨勢和社會崗位需求的復合型高技能專門人才。而在歷年的職業(yè)院校技能大賽“電子產品設計與制作”項目能力素質要求中，電子產品設計與制作綜合一體化課程的開發(fā)都發(fā)揮著極其重要的作用，本文以近幾年安徽國防科技職業(yè)學院應用電子技術專業(yè)學生參加全國、安徽省職業(yè)院校技能大賽“電子產品設計與制作”、“機器人技術應用”項目技能競賽以及大學生電子設計競賽中取得的成績和經驗，對電子產品設計與制作綜合一體化課程的教學改革進行探索與實施。

1 電子產品設計與制作技能競賽對電子產品設計與制作一體化課程的要求與能力目標

通過近幾年的電子產品設計與制作技能競賽項目來看，其競賽的內容都是按照社會需求，行業(yè)發(fā)展趨勢、崗位綜合能力培養(yǎng)由局部電路到整體電路設計，由簡單的電子產品到復雜的電力電子產品設計，由淺到深層次的設計等設置。目標在于檢驗參賽選手模擬真實的工作環(huán)境與條件下實現對電子產品在規(guī)定設計方案（規(guī)定的電路原理圖與結構技術要求）下的工程設計能力、工藝能力和職業(yè)綜合素養(yǎng)。

此類競賽內容要求學生掌握常用電子產品設計制作工具（電路仿真工具、繪圖工具、測試工具、電路裝配工具等）的應用、電子產品的軟硬件調試能力（硬件電源問題、電路開路問題、元器件接反等問題，軟件診斷錯誤、確定錯誤、解決錯誤以及靜態(tài)調試和動態(tài)調試等能力）、電子產品的輔助設計能力（使用仿真軟件Keil-C51，Proteus，Multisim,Max+ plusII,QuartusII等軟件輔助設計能力）、電子產品的加工方法和工藝的操作技能（THT—Through Hole Technology工 藝 基 板 與SMT—Surface Mount Technology工藝基板的PCB設計過程、工藝要求以及裝配工藝、AUTOCAD結構設計技術能力）、電子儀器儀表的使用（萬用表、直流穩(wěn)壓電源、示波器、信號發(fā)生器、頻率計、掃頻儀等）、現場分析與處理問題的能力、團隊協作和創(chuàng)新能力、安全文明生產、環(huán)保等意識，引導我們關注電子行業(yè)新技術的發(fā)展趨勢與技術應用方向，指導和推動電子信息類專業(yè)開展面向現代化的課程與教學改革，加快電子信息類專業(yè)高素質技能型人才的培養(yǎng)，適應國家產業(yè)結構調整和產業(yè)發(fā)展對電子技術人才的需求，增強高端技能型專門人才的就業(yè)競爭力[2]。

因此啟發(fā)筆者開發(fā)一門符合行業(yè)發(fā)展趨勢、適應電子類大賽綜合素質要求培訓的電子產品設計與制作綜合一體化課程提供了思路。以設計整個電子產品制作為載體，采用以任務驅動為中心，以職業(yè)技能大賽促就業(yè)為導向的項目化教學模式。

2 電子產品設計與制作課程教學中存在的問題

2.1 理論與實踐融合不明顯

當前，很多職業(yè)院校電子產品設計與制作課程仍然采取先課堂理論教學，然后再去實驗實訓室參加實踐活動的傳統(tǒng)式教學方法。由于相當一大部分高職學生理論課的興趣不夠，學習自覺性差，加上有時候理論與實踐時間間隔過長，因此學生不能有效的將之前所學的部分理論知識在實驗實訓當中來得到驗證，對實踐的內容走馬觀花、淺嘗輒止，從而在實踐學習的積極性上也受到挫傷。若整個教學活動這樣終而復始，將影響職業(yè)教育的質量。

2.2 課程項目設計單一，整體結構欠佳

一個成熟的電子產品是要經過技術指標來確定總體、子電路方案的論證，元器件的選擇與參數確定，軟件設計與編程，電路仿真調試，結構設計與PCB設計，PCB加工，電路裝配與調試，質量檢測，工藝文件等過程。而電子產品設計與制作是一個綜合類的課程，局部過程的設計不能滿足工作崗位與就業(yè)市場需要。應將專業(yè)基礎課和部分專業(yè)等課程有機結合在一起，使學生有電子產品的整體概念，全面掌握電子產品的分析能力，以此提高學生對集成電路和單片機綜合應用能力和創(chuàng)新能力。因為每門課不是獨立存在的而是電子產品體系的一部分。若課程具有系統(tǒng)性、實用性和針對性，在比賽中的參賽選手面對新設備和新內容，就不會感到陌生，參賽效果會好些。

2.3 課程師資隊伍不夠合理，學生實踐不足

在大多數職業(yè)院校教師隊伍中，年齡結構、學科結構等不夠合理，且相當一部分理論教師較多，實踐老師少，即使具備所謂的雙師素質，實際上，在專業(yè)綜合實踐能力、理論與實踐相融合能力、新課程實施等方面是瓶頸。與此同時，在教學過程中教師講課太多，學生實踐操作太少，也導致學生們的團隊合作意識方面欠缺，因此教學過程中的職業(yè)性、實踐性和開放性。

3 電子產品設計與制作課程教學改革方法

每年舉辦的“電子產品設計與制作”職業(yè)技能賽項都是一個典型的電子產品設計，它模擬真實的工作環(huán)境與條件下要求參賽選手十幾個小時內完成規(guī)定的電子產品局部電路或整體電路及元器件的選擇性設計、PCB設計，并在指定專業(yè)制板廠加工選手設計好的電路板上進行硬件的裝配、焊接和調試，軟件的調試，相關技術文檔撰寫等。這些要求選手擁有扎實的專業(yè)綜合實力和靈巧的應變能力以及溝通能力與團隊協作精神等，才能在比賽中發(fā)揮出色。因此，將技能大賽融合到電子產品設計與制作綜合一體化項目教學中，使學生得到系統(tǒng)性的培訓，對職業(yè)教育質量有很大的促進作用。

3.1 理論與實踐相結合，“教、學、做”一體教學模式

電子產品設計與制作綜合一體化教程是將《模電電路》、《數字邏輯電路》、《電子CAD》、《傳感檢測技術》、《單片機技術與應用》有機的結合在一起，使學生進行課程系統(tǒng)化學習。此課程采用雙教師教學，所有教學過程均在改建后的電子工藝創(chuàng)新實訓室、單片機技術應用實訓室完成。設備配置有電子儀器儀表、電子產品設計制作工具、多媒體、計算機及其相關仿真軟件等。主要以職業(yè)技能大賽促就業(yè)為導向，采用“教、學、做”一體化教學模式。以學生自主設計為主，教師指導為輔，抽簽決定分組、設計題目的原則完成電子產品（可調直流穩(wěn)壓電源、音頻功率放大器、多功能電子鐘、智能避障小車、超聲波測距儀等八個真實電子產品）的設計。具體過程分為6個環(huán)節(jié)。

第一環(huán)節(jié)：教學工作的準備，檢查實驗室相關硬、軟件是否正常運行，實驗實訓時安全知識與規(guī)范的講解。

第二環(huán)節(jié)：布置項目任務，即讓學生明確學習的目標與任務。利用現實生活當中一個故事、一件實物等引出任務，并對已完成的電子產品樣品效果展示激發(fā)學生興趣，引起學生的注意，提出要解決的問題。

第三環(huán)節(jié)：制定項目計劃，即明晰完成項目的操作步驟、工作進度以及項目所涉及的知識點。教師以簡單，夠用為原則通過多媒體講解所涉及項目的專業(yè)知識點。學生利用現有的資源查找相關專業(yè)資料，再思考與討論后運用所掌握的專業(yè)知識、技能等來確立完成項目的總體方案和步驟。通過小組自主制訂一套或二套解決方案，使學生對完成項目的操作步驟和注意事項做到胸有成竹[3]。

第四環(huán)節(jié)：方案實施，即讓學生以小組為單位完成自己的工作任務，在實踐中吸收知識、強化技能、提高能力，加強團隊合作意識環(huán)節(jié)。這一過程既是方案實施又是方案驗證，是學生獲得新知識、新方法、新技能來完成項目方案各方面問題的過程。

第五環(huán)節(jié)：考核評價，即先通過小組互評，再進行內容、過程、產品調試效果、安全生產、職業(yè)素養(yǎng)等綜合考核。

第六環(huán)節(jié)：總結反饋階段，即通過對項目訓練所實施的情況進行總結和評價，使學生能挖掘優(yōu)點，查缺補漏，靈活地應用新知識、新方法、新技能解決同類問題，不斷完善自我，提升專業(yè)技能水平。

3.2 以職業(yè)技能競賽為導向的項目化教學設計

課程理實一體化的項目以技能競賽賽項為導向，重點培養(yǎng)學生對整個電子產品的總體設計過程意識，對專業(yè)知識的掌握與鞏固。結合“電子產品設計與制作”競賽項目中綜合素質要求，項目設計如表1所示。

表1 電子產品設計與制作項目表

以項目中“超聲波測距儀的設計與制作”為例，簡單闡述課程項目任務分解的過程。

任務一：目標與任務。了解生活當中超聲波測距儀的應用，樣品演示提出實現方法，學生收集信息、查閱資料、抽簽決定3人左右為一組。以小組為單位根據超聲波測距儀設計技術參數要求制定工作計劃表和總體方案，選擇最佳總體方案，優(yōu)化子電路設計。

任務二：過程與實施。根據超聲波測距儀設計選擇的最優(yōu)方案，進行元器件選擇與參數確定、軟件設計與編程、電路的仿真調試、結構設計與PCB設計、依據小組成員的PCB圖在SMT與PCB實訓室完成PCB加工、整機裝配與調試、電路性能指標的檢測、工藝技術文件的編寫等完成超聲波測距儀產品設計。

任務三：答辯與總結。以小組為單位，將制作完成的超聲波測距儀產品演示與技術指標對比分析產生誤差的原因，匯報總體設計思路以及工作過程出現的難題與解決方法，每個小組成員總結項目設計所承擔任務的收獲與不足之處。老師根據平時出勤情況，過程考核，系統(tǒng)整體功能是否協調、系統(tǒng)設計文檔、各方面的分項功能（如超聲波測試距離、精度、顯示、時間）、整體功能創(chuàng)新與特色綜合來進行考核。

4 小結

學校通過近幾年的教學等改革，以“電子產品設計與制作”職業(yè)技能競賽促就業(yè)為導向的電子產品設計與制作綜合一體化教學改革實踐證明，成效較明顯，應用電子技術專業(yè)的學生在2009年安徽省職業(yè)院校技能大賽電子產品設計與制作競賽、2011年至2013年安徽省大學生電子設計競賽、2011年和2013年全國大學生電子設計競賽、2011年至2013年安徽省職業(yè)院校技能大賽機器人技術應用競賽中都取得了很好的成績，尤其是2013年全國職業(yè)院校技能大賽“機器人技術應用”賽項中獲得了全國一等獎的好成績，學生技能水平既得到了一次良好的鍛煉機會，又得到了進一步的提高。進行賽教融合理實一體、項目化教學模式的改革，為全面提高高等職業(yè)教育教學質量，為社會培養(yǎng)社會需求的高端技能型專門人才貢獻力量。

注釋及參考文獻：

[1]陳炳和．技能大賽對高職人才培養(yǎng)的價值研究[J]．中國職業(yè)技術教育，2008(9):36-37．

[2]“2012年全國職業(yè)院校技能大賽”高職組-賽項規(guī)程[EB/OL]．http://www．chinaskills．org/news-nr．asp?anclassid= 106&nclassid=451&id=2062．(2012-4-28)

[3]瞿才新，劉華．“雙教合一”教學模式的探索與實踐[J],教育與職業(yè)，2011(3):104．

Teaching Reform and Implementation of Integrated Contest and Education Electronic Products Design and ManufactureCurriculum

WU Nian-Xiang，CHEN Xiao-Lin
（Anhui National Defense Vocational College,Liuan,Anhui 237011）

The successful host of called vocational Olympics for vocational skills contest among vocational

colleges has promoted vocational education teaching reform,strengthened students'practical ability,the professional basic skills,and improved the quality of vocational education teaching.In this article,through the analysis of vocational skills competition outline of"electronic products design and manufacture",ability-orientation as guidance,together with the current teaching practice,the existing problems are proposed in the teaching process of electronic products design and production.The integration of“teaching,learning and practice"in the curriculum implementation,and the teaching mode of content project are reformed and explored,which shows the obvious effect.

occupation skills contest；electronic product design and production；integrated method of teaching and doing；project

G712

A

1673-1891（2015）01-0154-03

2014-10-15

安徽省省級質量工程特色專業(yè)（項目編號：20101685）；安徽國防科技職業(yè)學院校級骨干教師教科研項目。

吳年祥（1984-）,男,安徽安慶人，在職碩士,實驗師，研究方向:智能檢測與控制技術,實驗實訓指導與實驗室管理。