基于過程管理的電子實驗課程改革與探索

劉艷　孫科學　諶靜　何艷　吳杰

【摘 要】對電工電子實踐教學進行探討和改革，從提高學生實踐動手能力出發，對教學過程管理與效果反饋，注重教學設計，加強學生實驗電子設計工程實踐能力和創新能力，促使學生的知識、能力、素質綜合協調發展的發展。

【關鍵詞】過程管理；電子實驗課程；改革

0 前言

新世紀以來，各高校紛紛獨立開設了“電路實驗”、“模擬電子線路實驗”、“數字邏輯電路實驗”等多門自成體系的電子實驗課程[1]。電子實驗教學是高等院校理工類專業學生重要的專業基礎課，是大學教育階段的主要工程性實踐環節，為了有效提高教學效果，本校在電子實驗及實踐教學中引入了過程管理。基于過程管理的電子實驗創新項目建設中，注重實驗過程管理，加強學生實驗電子設計工程實踐能力和創新能力，使學生的知識、能力、素質綜合協調發展的發展，體現了對學生工程教育，項目化產品化運作能力的培養。

1 過程管理引入電子實驗教學

在電子實驗教學中，老師是教學過程的引導者，學生是教學過程的受益者。老師引導實驗整個進程，督促學生掌握實驗技能，深刻認知實驗的知識點，預判實驗結果，反饋實驗效果。學生在電子實驗教學中，不是觀眾，而是主角，需要預習課堂內容，設計實驗方案，有目的實施實驗內容。為了有效提高教學效果，可以借鑒質量管理大師戴明在休哈特統計過程控制思想基礎上提出的過程管理方法。具體包括過程策劃、過程實施、過程監測（檢查）和過程改進（處置）四個部分，即PDCA（plan-do-check-act）四階段循環，又稱為戴明循環[2]。

基于過程管理的電工電子教學中，過程策劃是對電工電子實驗創新項目的更新和建設，使其更貼近生活，具有應用價值。在實驗項目內容中，注重實驗目標設計，把電工電子實驗教學課程體系中的知識點分解到每個開放實驗子項目中。學生可以利用微課等方式預習課程內容，設計實驗方案。過程實施是指實驗項目在實施過程中，按照工程教育的方法進行，學生以工程項目流程、控制時間成本以及材料成本的觀點來進行電工電子實驗實踐，動手做實驗。過程監測（檢查）階段，分為方案檢測（檢查），硬件檢測（檢查），軟件檢測（檢查），綜合檢測（檢查）等。檢查可以分為自查，小組內互查，小組間互查，以及教師檢查。過程改進（處置）就是針對在過程控制中出現的問題的處置方法。在這個階段，建立有效全面的考核機制和建立反饋機制。采用多形式的考核方法，對開放實驗項目的實施效果進行有效的反饋，可以對項目內容，項目的實施工程進行有效的改進，從而能夠進一步促進學生工程意識和創新精神。

基于過程管理的電子實驗教學改革指導學生有目的，有計劃，有反饋實施實驗方案。引導學生利用課外時間完成基礎知識的學習及工程項目的構思，加強實踐教學、強化電子實踐應用和創新能力的培養、突出系統概念以及軟硬件的聯系，從而達到更好的教育效果。

2 基于過程管理的實驗教學內容改革

隨著集成電路技術的不斷飛速發展，電子設計新技術、新器件不斷涌現，復雜電子系統的設計與實現方法和手段發生了較大的變化，在課堂中引入新知識、新技術的介紹。在電工電子實驗項目中增加可編程邏輯器件FPGA開發設計[3]，用計算機完成電路的功能設計，性能分析，時序測試，引入VHDL語言，通過程序實例加以說明，建立有效的評測和反饋機制。

第一，電工電子實驗項目拓展。主要探討針對新工具，新技術，增加創新實驗項目，推動教學手段的多樣化和現代化，如微課、慕課等；加強教學和科研互動，實現多層次目標化實驗教學，推動工程化訓練。針對不同專業不同學生，開展多層次目標化實驗教學。按照項目的難易程度分為三個層次：基礎項目、綜合性設計題目、以及創新實驗項目，逐級漸進培養學生的工程意識[4]。

第二，在實驗項目中注重過程管理，控制每個環節的工程實踐，增加與工程實踐關聯度高的工程設計類題目。在PDCA（plan-do-check-act）四階段循環中，引導學生自覺化、常規化。在實驗過程策劃環節，要求學生理解知識點，完成初步實驗方案；在實驗實施環節，要求學生熟練掌握實驗技能，獨立操作測試；在實驗檢查環節，引導學生查錯糾錯；在實驗改進環節，要求學生總結改進，撰寫實驗報告。

第三，推動實驗創新項目過程管理，建立有效的效果反饋機制。建立有效的過程控制機制，采用多形式的考核方法，對實驗項目的實施效果進行有效的反饋。課內實驗考核辦法采用平時成績和考試成績相結合，操作和筆試相結合，開放實驗項目采用立項作品和答辯相結合。

第四，實際電子制作項目過程管理。鼓勵電子信息專業每位學生至少有1個自主個性化學分來源于科技創新活動或學科競賽或實踐項目。倡導工程項目較多的教師吸收學生參與科研活動和創新實驗活動。在開放實驗創新項目中，遵循“注重過程、興趣驅動、自主實踐、鼓勵創新”的原則，重點引入教師科研與技術開發課題中的子項目，開放實驗室中的綜合性、設計性、創新性實驗項目，以及工程實習基地中的創新性子項目。

第五，強調對創新意識與方法、工程實驗、工程設計等方面的要求。選擇與電子信息領域的國內知名企業或國際知名企業合作，共同建設。在校企聯合培養基地，學習企業的項目化運作，使實踐面向工程實際，促進學生必須參與實踐和創造，使他們在相關企業的實際環境中，通過參與實際工作，了解課堂知識學習與企業實際工作崗位之間的關系。培養創新人才，為中國特色新型工業化發展服務，為國家經濟社會可持續發展服務。

3 結束語

長期以來，本校十分重視學生創新實踐能力的培養，基于過程管理的電工電子實驗項目建設以“學生能力培養”為核心，注重過程管理，適合不同層次不同專業學生，使學生的知識、能力、素質綜合協調發展的發展，從而能夠進一步促進學生工程意識和創新精神，學生參加創新實踐活動積極踴躍，參加競賽并獲各類獎項越來越多。我校在大學生電子設計大賽、挑戰杯等重要賽事中，屢創佳績，近年來獲得省級以上大學生電子類設計競賽獎近200 項，其中國家級90 余項。

【參考文獻】

[1]胡仁杰，王成華，堵國樑，黃慧春，管秋梅.自主研學的電工電子實踐課程建設[J].中國大學教學，2014（6）：60-63+41.

[2]劉傳影，趙則信.基于項目任務的PDCA課堂教學評價方法——以齊齊哈爾工程學院環境設計專業課程為例[J].林區教學，2016（12）：7-8.

[3]孫科學，張瑛，唐珂，等.基于FPGA的電工電子實踐課程的改革與探索[J].電子制作，2015（15）：68-70.

[4]劉艷，孫科學，張昀，丁可柯.基于CDIO的電工電子實驗教學信息化建設研究與實踐[J].科技視界，2016（10）：67.

[責任編輯：田吉捷]