工程教育理念下的電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革

于海雁 龐 杰 湯永華 姜 翌

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 遼寧沈陽(yáng) 110870

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工程教育理念下的電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革

于海雁 龐 杰 湯永華 姜 翌

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 遼寧沈陽(yáng) 110870

摘 要：針對(duì)當(dāng)前地方本科院校電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題，構(gòu)建并實(shí)施了工程教育理念下的電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系，形成分專業(yè)、分階段、分層次，由淺入深、由簡(jiǎn)單到綜合、由學(xué)習(xí)到創(chuàng)新的實(shí)踐教學(xué)模式，將實(shí)物教學(xué)理念貫穿始終。實(shí)踐表明，這些改革措施提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和工程素質(zhì)，也促進(jìn)了理論課教學(xué)。

關(guān)鍵詞：工程教育；實(shí)踐教學(xué)體系；電子技術(shù)

以應(yīng)用型為目的的地方本科院校，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，將工程教育理念落到實(shí)處，已成為共識(shí)。電類專業(yè)學(xué)生入學(xué)后接觸到的第一門(mén)在實(shí)際中經(jīng)常用到的工程基礎(chǔ)課就是電子技術(shù)，電子技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、工程素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)的“起點(diǎn)”。本文結(jié)合沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)的實(shí)際，引入先進(jìn)的工程教育理念，將“實(shí)物”教學(xué)貫穿始終，對(duì)電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)采用分專業(yè)、分階段、分層次，由淺入深、由簡(jiǎn)單到綜合、由學(xué)習(xí)到創(chuàng)新的實(shí)踐教學(xué)模式，以期對(duì)同類院校的實(shí)踐教學(xué)改革以啟示。

1 電子技術(shù)實(shí)踐課程教學(xué)存在的問(wèn)題

電子技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)和電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，無(wú)論從教學(xué)方法到教學(xué)內(nèi)容都存在一些問(wèn)題。

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)只見(jiàn)符號(hào)，不見(jiàn)實(shí)物。目前全國(guó)大部分地方高校的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課都采用實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)，其特點(diǎn)是學(xué)生操作簡(jiǎn)便、故障率小、教師指導(dǎo)方便、器件損耗少。但其弊端也很多，實(shí)驗(yàn)用的元器件在實(shí)驗(yàn)箱里面，學(xué)生看見(jiàn)的只是相應(yīng)的符號(hào)，其他一無(wú)所知，很難達(dá)到培養(yǎng)工程應(yīng)用能力的目的。

對(duì)于應(yīng)用型高校已充分認(rèn)識(shí)到實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性，對(duì)我校來(lái)說(shuō)，在總學(xué)時(shí)減少情況下，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)并沒(méi)有減少。但每個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)模太小，多為驗(yàn)證定理、規(guī)律的正確性，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟操作記錄就可以了，不利于學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)課考核方法落后，學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課，抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課只要去了就能通過(guò)。

1.2 課程設(shè)計(jì)教學(xué)存在的問(wèn)題

時(shí)間和空間的局限，很難達(dá)到課程設(shè)計(jì)的真正效果。以我校為例，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)安排在第4學(xué)期末，該時(shí)間段是考試密集區(qū)，而大部分學(xué)生養(yǎng)成期末搞突擊的習(xí)慣，準(zhǔn)備課程設(shè)計(jì)的時(shí)間和精力較少，通常以仿真代替“實(shí)物”，最后交一報(bào)告，敷衍了之。另外，從空間上來(lái)說(shuō)，問(wèn)題更大。我校電子信息類共有5個(gè)專業(yè)，13個(gè)班，400多名學(xué)生，實(shí)驗(yàn)設(shè)備76套，即使3名學(xué)生一組，在實(shí)驗(yàn)空間上還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

2 電子技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)改革

現(xiàn)代工程教育強(qiáng)調(diào)是實(shí)戰(zhàn)體驗(yàn)，我們的改革思路就是實(shí)物教學(xué)。

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

將原來(lái)采用實(shí)驗(yàn)箱完成全部實(shí)驗(yàn)改為“實(shí)驗(yàn)箱+面包板+電路焊接”的實(shí)驗(yàn)方式。以我校電子信息類各專業(yè)為例，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)（包括模擬和數(shù)字）共48學(xué)時(shí)，具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 學(xué)時(shí)分配與實(shí)驗(yàn)方式

我們將電子技術(shù)的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)“晶體管放大電路”采用電路焊接的方式完成。學(xué)生第一次接觸電子元器件，經(jīng)過(guò)自己動(dòng)手布局、焊接、調(diào)試、測(cè)量等環(huán)節(jié)，完成了預(yù)想的功能，很有成就感。雖然原來(lái)2學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在要4個(gè)學(xué)時(shí)才能完成，甚至還需要利用課外時(shí)間才能完成，但所起的效果是無(wú)法衡量的。再輔以采用面包板的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)一開(kāi)始就有了實(shí)物理念，為以后的電子作品制作打下了基礎(chǔ)。 為了使“電子制作”實(shí)驗(yàn)順利完成，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備前提下，又定制了76套電子制作綜合箱，包括常用的電子元器件、電訊工具及耗材等。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只保留儀器使用等幾個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，用以培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)將知識(shí)性、趣味性與實(shí)際功能相結(jié)合，即有信號(hào)發(fā)生器、交通燈控制器這樣的經(jīng)典題目，也有脈波信號(hào)的顯示與測(cè)量這類綜合應(yīng)用性較強(qiáng)的題目。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有較大的選擇余地，重新修訂的《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程》被評(píng)為遼寧省“十二五”規(guī)劃教材。

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)采用5:2:2:1的考核方法，即期末操作考試占50%、平時(shí)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)占20%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占20%，其他占10%。特別是實(shí)驗(yàn)操作考試，考試時(shí)間為1小時(shí)，隨機(jī)抽題，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)、連接電路操作、記錄數(shù)據(jù)，教師記錄學(xué)生操作及數(shù)據(jù)采集情況并在答題紙上留有標(biāo)記（包括完成時(shí)間）。這種考核方式注重的是能力培養(yǎng)，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰筒僮魉蕉即蟠筇岣撸谛?nèi)已廣泛推廣。

2.2 課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革

為了解決課程設(shè)計(jì)在時(shí)間和空間上的不足，我們的做法是在學(xué)期初提前布置課設(shè)題目，學(xué)生帶著問(wèn)題聽(tīng)課，有問(wèn)題可隨時(shí)請(qǐng)教指導(dǎo)教師。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，學(xué)生可隨時(shí)利用。指導(dǎo)學(xué)生修理淘汰的實(shí)驗(yàn)箱，學(xué)生可帶回寢室，物盡其用。

圖1 學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)

課程設(shè)計(jì)杜絕紙上談兵，必須進(jìn)行實(shí)物制作。學(xué)生要完成從選題、方案論證、電路設(shè)計(jì)、電路實(shí)現(xiàn)以及裝配、調(diào)試到最后的文檔整理和總結(jié)報(bào)告的全過(guò)程，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。由于課程設(shè)計(jì)3～4人一組，個(gè)別學(xué)生存在“坐車(chē)”、抄襲報(bào)告現(xiàn)象。我們制定了電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的3:3:2:2考核標(biāo)準(zhǔn)，即設(shè)計(jì)過(guò)程30%、設(shè)計(jì)成果30%、設(shè)計(jì)報(bào)告20%、答辯20%。成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)，不以成敗論英雄，保護(hù)學(xué)生的熱情。結(jié)果重要，過(guò)程更重要，關(guān)鍵是學(xué)生的能力是否有提高。

2.3 分專業(yè)、分層次的教學(xué)模式

專業(yè)不同，對(duì)電子技術(shù)實(shí)踐能力的要求也不盡相同，結(jié)合各專業(yè)實(shí)踐課程體系，我們采用分層次、分專業(yè)的電子技術(shù)工程能力培養(yǎng)模式。電子信息類的測(cè)控、電信、通信、電子科學(xué)、智能5個(gè)專業(yè)，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)為3學(xué)分、課程設(shè)計(jì)為2學(xué)分；電氣類的電氣工程、自動(dòng)化、新能源、醫(yī)學(xué)工程、應(yīng)用物理5個(gè)專業(yè)，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)為2學(xué)分、課程設(shè)計(jì)為1學(xué)分。對(duì)參加電子技術(shù)基本技能大賽的學(xué)生，可以進(jìn)行相應(yīng)原學(xué)分折算。

2.4 開(kāi)展學(xué)生課外科技活動(dòng)

開(kāi)展課外科技活動(dòng)，體現(xiàn)個(gè)性教育、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新精神的重要途徑。

值得一提的是我們舉辦的每年一屆校級(jí)“電子技術(shù)基本技能大賽”，不設(shè)參賽“門(mén)檻”，做好前期策劃，使盡可能多的學(xué)生參賽。比賽項(xiàng)目要求用純“模擬”和“數(shù)字”硬件電路實(shí)現(xiàn)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、答辯并提交報(bào)告，評(píng)出獎(jiǎng)項(xiàng)。獲獎(jiǎng)學(xué)生占報(bào)名總數(shù)的約一半，獎(jiǎng)品為開(kāi)發(fā)板或電訊組合工具等。目前已成功舉辦六屆，參賽組數(shù)已達(dá)110組，330人。該賽事為不能參加省賽、國(guó)賽的學(xué)生提供了一個(gè)展示的平臺(tái)，對(duì)提高學(xué)生自信心大有益處。我們的經(jīng)驗(yàn)是保護(hù)學(xué)生的參賽熱情，鼓勵(lì)學(xué)生“你能行”，教師只給出方向性的指導(dǎo)。

3 電子技術(shù)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)改革成效

電子技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)是我校電類電業(yè)的平臺(tái)課，涉及3個(gè)學(xué)院10專業(yè)近千名學(xué)生，改革受益面廣。電子技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)改革，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和工程素質(zhì)，反過(guò)來(lái)也促進(jìn)了理論教學(xué)。例如，模擬電子技術(shù)中的濾波電路，工程實(shí)際問(wèn)題經(jīng)常用到，結(jié)合應(yīng)用實(shí)例，我們將濾波電路教學(xué)內(nèi)容由2學(xué)時(shí)增加到4學(xué)時(shí)。理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、科技競(jìng)賽相結(jié)合的復(fù)合教學(xué)模式，也提高了電子技術(shù)課程教師們的工程實(shí)踐能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代工程教育理念下的電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革，成功提升了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為基礎(chǔ)課實(shí)踐教學(xué)改革提供了參考案例。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)理論的理解，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)；課程設(shè)計(jì)增強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，是實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵；以課外科技活動(dòng)為依托，進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練，是實(shí)踐教學(xué)的拓展。電子技術(shù)課程屬于應(yīng)用性學(xué)科，實(shí)踐環(huán)節(jié)需要進(jìn)一步改革，將更多實(shí)際工程項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，提供更多工程案例，對(duì)提高學(xué)生的工程應(yīng)用應(yīng)力會(huì)大有幫助。

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Electronic Technology Practice Teaching Reform Based on Engineering Education

Yu Haiyan， Pang Jie， Tang Yonghua， Jiang Yi
School of Information and Science Engineering， Shenyang University of Technology， Shenyang， 110870， China

Abstract:Aiming at the problems existing in the electronic technology practice teaching of local colleges， construction and implementation of the electronic technology practice teaching system under the concept of engineering education， the formation of professional， stages and levels， from simple to comprehensive， from the shallower to the deeper， by learning to innovation practice teaching mode， the "real" teaching concepts throughout. Practice shows that these reform measures have improved the students' practical ability and engineering quality， but also promote the theory course teaching.

Key words:engineering education； practice teaching system； electronic technology

收稿日期：2015-12-23

作者簡(jiǎn)介：于海雁，碩士，副教授。龐杰，碩士，副教授。

基金項(xiàng)目：遼寧省教育廳（編號(hào)：UPRP20140711）“以工程教育認(rèn)證為契機(jī)，多層次提高學(xué)生電子技術(shù)實(shí)踐能力”（遼教發(fā)［2014］123號(hào)）。