基于電子設計俱樂部的創新人才培養研究

張晨亮 王文 蘇學軍 郭立康

[摘? ? ? ? ? ?要]? 針對學生電子信息技術素養的培育問題，以電子設計俱樂部為例，分析了培養目標，給出了考核標準，對俱樂部訓練方式與內容進行了優化，在此基礎上對俱樂部軟、硬件建設進行了研究，并結合俱樂部的日常運行，論述了科學高效的管理手段。

[關? ? 鍵? ?詞]? 人才培養;訓練方式;資源建設;科學管理

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2020）44-0228-02

為了培養創新型、實用型、復合型人才，各高校廣泛開展了基于俱樂部的育人方式改革，各種以俱樂部為代表的社交團體應運而生，成為學生陶冶情操、培養技能、創新實踐的重要平臺。電子設計俱樂部由學生自發成立，自主管理，目的是豐富學生電子制作知識，培養學生電子設計、制作和編程等技術與能力，激發廣大學生投身電子事業的熱情，同時也能豐富學生校園文化生活。雖然俱樂部是以學生為主的社團組織，但如果不明確培養目標，制訂訓練項目，俱樂部往往會一盤散沙，發揮不了俱樂部應有的作用。俱樂部應該在教師的指導下有序運行，而完善的人才培養教學體系是俱樂部運行的重要保證。

一、明確培養目標與考核標準

電子設計俱樂部面向全體學生開放，實行會員制管理，涵蓋了大一到大三的學生，學生的知識量、專業都有很大差別。因此，在制訂培養目標時，會員應該分層次、有差別地進行管理和培養。

1.初級會員的培養目標是學生應具備基本分析問題、解決問題的能力，了解電子技術的基本知識，認識常用電子元器件，學會手工焊接，能夠分析簡單電路工作原理，進行簡單的電子作品的裝配。

如果學生具備元件識別、焊接、簡單電路分析能力并制作簡單電子作品3件以上便可成為中級會員。

2.中級會員要求能夠獨立分析、解決問題，自主學習新知識，具備軟件與硬件相結合的綜合實踐技能，能獨立設計、制作電子作品。

如果學生具備獨立電子設計與制作、軟件編程能力，并能制作綜合性較強的電子作品2件以上便可成為高級會員。學科競賽獲獎學生都可成為高級會員。

3.高級會員應該具備在項目和系統層次上分析、解決問題的能力，具備現代工程意識，能夠綜合設計復雜電子作品。

會員晉級是通過考核實現的，針對不同級別的會員，俱樂部擬訂了詳細的考核標準。由俱樂部成立考核小組，并于每學期中期進行集中考核，通過考核者方可晉級，并頒發等級徽章。

二、優化訓練方式與內容

傳統訓練方式采用“教師講、學生聽”的模式，教師占主體地位，學生對教師過于依賴，學生缺乏自主性、積極性和主動性，學生的主體地位不能得到體現，創新意識不強，且很難區分學生的個性與實踐能力。由于俱樂部活動時間分散、人員分散、學生知識層次存在差別等客觀因素，因此俱樂部在訓練的方式與內容上，采用理論講授與實踐操作相結合、統一輔導與個別指導相結合、教師指導與學生自學相結合、導師制與班建制相結合。

對于初級會員，俱樂部采用統一訓練模式。該階段主要以硬件訓練為主，不涉及軟件編程。不同基礎的學生可以在項目庫中選擇適合的項目，比如，LED發光電路操作、二極管和三極管的使用、觸摸感應開關、延時觸摸LED燈等。由于俱樂部每周有活動時間限制，現暫時3周完成一個項目。指導教師通過統一授課模式，使初級會員盡快上手。

對于中級會員，主要培養其獨立分析、獨立設計、獨立編程、獨立制作、自主學習能力。訓練項目要突出綜合性、工程性、趣味性等，比如，無線充電循跡小車、無線供電的LED旋轉顯示屏、無線調頻話筒、環境監測系統等。可采用學生自選及教師指導選題，也可訓練歷年學科競賽題目，并為學科競賽提前準備。該階段，教師不再手把手地教學生了，而是以指導為主，可與學生一起研究方案、解決疑難問題。

對于高級會員，該階段要掌握硬件設計與軟件編程，能熟練運用某個開發平臺。高級會員可以實行導師制，在導師的指導下進行更深入的學習，也可根據自己的興趣選擇研究方向。

為了提高訓練效率，可以采用以“項目驅動為導向”的訓練方式。該方式以某個具體項目為牽引，以解決某個實際問題為目標，以一個或多個知識點為訓練要素，每個項目都是一個獨立的電路單元。該方式可激發學生的學習熱情，使學生主動思考，獨立解決問題，適用于各階段的學生。學生在解決問題的過程中，學到了新知識，提高了訓練效率。

項目內容的選取應考慮不同級別學生的差別，遵循“由淺入深、循序漸進”的原則，同時項目也應滿足新穎性、趣味性和可操作性，綜合性項目要帶有一定的工程性，讓學生提前接觸工程實際。另外，項目的設計可以采用“搭積木”的形式，即把一個綜合性的項目拆分成若干個基礎性小項目，完成這些小項目，組合起來便可形成一個復雜的系統。該過程使學生一開始便從系統層次上分析、解決問題，使學生目標明確、效率較高，從而增加學生的成就感，學生的積極性很高。

三、加強硬件資源建設

為了系統地培養學生，必須有完善的、良好的硬件環境。為此，俱樂部投入資金，建立了電子技術創新實驗室，并升級了EDA實驗室、電子技術實踐實驗室。

電子技術創新實驗室是學生俱樂部活動的主要場所，配備了40套通用電子儀器設備，每套設備包括電腦、數字示波器、頻譜分析儀、直流穩壓電源、信號發生器等。另外，為了滿足學生知識拓展需求，還配備了單片機開發板、DSP實驗箱、FPGA實驗箱、物聯網實驗箱等;并自研競賽訓練實驗箱，包括多個訓練單元，如傳感器、單片機、功率驅動電路、通信模塊、顯示模塊等，可完成多個競賽項目的訓練等。除此之外，電子技術實踐實驗室還安裝一個印制板生產線、一個可容納30名學生的元件焊接實驗臺，并配備了3D打印機、臺鉆、小型車削加工機床、手電鉆、角磨機等工具，讓學生不出實驗室便可加工出所需機械結構。EDA實驗室配備20臺電腦，主要完成軟件編程、電路仿真、印制板設計等任務。

為了滿足學生電子元件的需求，俱樂部專門配備了常用元器件柜，并把所有庫存元器件編號上網，形成數據庫，學生可在網上查詢元器件存放位置及庫存數量，并通過電子耗材管理系統進行申領。

四、加強軟件資源建設

除了硬件建設，實驗室的軟件建設也必須跟上，否則學生在實驗室訓練目標不明確，訓練效率不高，效果不理想。軟件建設主要包括：指導教師建設、網絡教學資源建設、訓練項目庫建設。

指導教師是決定俱樂部成敗的關鍵。指導教師不但可以傳授學生知識，還可以指引學生方向。一個知識淵博、實踐技能強的教師對學生的影響將是巨大的，因此指導教師是不可或缺的，其能力水平將直接決定俱樂部活動開展的水平。為了提高指導教師水平，我們制訂了“指導教師實踐技能升級計劃”，鼓勵指導教師多動手、多實踐，提高指導水平。

實驗室還經常邀請參加過電子設計競賽并獲全國獎的學生參加指導，進行經驗交流，實現傳幫帶。這樣的學生實踐技能較高，有著豐富的實踐經驗，容易和參訓的學生產生共鳴，對學生的幫助效果較為明顯。

網絡教學資源包括網絡課程、微課、MOOC、自學平臺等，為學生自學提供支撐。學生可以利用課余時間自學相關知識。網絡教學資源要內容豐富、信息量大。對于學生存在的共性問題，可盡量補充教學資源，使學生在實驗室就能查到解決問題的方法，提高自主意識及自學能力。

訓練項目庫主要包括學生在俱樂部活動的實踐項目。比如無線和弦音樂門鈴、光控自動節能燈、電子助記器、收音機、電磁炮、迷你音響、觸摸感應開關、報警器等。項目具備趣味性、實用性和層次性，不同階段的學生可以選擇不同種類和難度的項目。對于一些較基礎的項目，俱樂部提供詳細的制作方法及元件清單，備好電子元件。對于一些設計性、創新性較強的項目，要給出設計方向、關鍵技術、參考方案等。建立輔導教材，把制作方法匯編成書，還要逐步錄制視頻并上傳網絡。

五、探索科學管理手段，提高俱樂部運行效率

每個實驗室都設置了門禁系統并安裝了監控，授權的學生可以持卡進入實驗室并自動完成考勤。實驗設備都有編號，實驗臺分配給學員并簽訂責任書，要求對實驗臺的秩序、設備的完好等負責，對于隨意調換座位及不填履歷本的行為及時進行教育。

元器件領取實現了信息化，對出入庫的每個元件都進行登記，把元件出入庫信息存入數據庫，對于快用完的器件，系統會報警提示。學生使用后的元件有幾種處理方法：一是對價格較高的元件，在確認未損壞的情況下回收，重復使用。二是允許學生在俱樂部網站內打廣告，鼓勵學生之間相互交換元件，同時帶動知識和技術的交流。三是對學生創新設計并取得成功的作品回收，并給予學生一定的獎勵。回收作品中有保存價值的留作展覽，其余的拆解后再利用。

實驗室具有全面的規章制度，我們又根據創新實驗室的特點，制訂了特定的要求，比如，電烙鐵的操作規定、加工機床操作規定等。實驗室配備的所有設備都裝有功能完備的漏電保護自動開關，同時，還有一個總開關，并能實現遠程監控，當實驗室沒有學生時，可遠程關閉總開關，防止出現觸電事故。

六、結語

通過幾年的建設探索工作，我校電子設計俱樂部的創新人才培養體系建設取得了可喜的成績，學生獲得了多項國家級和山東省競賽獎項，形成了科學高效的創新能力培養模式，學生參加俱樂部活動和學科競賽積極性很高，具有廣泛性和可持續性。

參考文獻：

[1]朱君，宋樹祥，秦柳麗，等.“新工科”創新理念的電子信息類專業基礎實踐教學改革[J].實驗技術與管理，2017，34（11）：171-174.

[2]戴銀所，宋以勝，鄔建華.基于SPOC平臺的大學生科技創新俱樂部運行模式探索[J].教育教學論壇，2016，46（11）：4-6.

[3]楊振華，廉蓮.基于創客理念的軍校學員創新能力培養新探[J].時代教育，2017（8）：2-3.

[4]徐建軍，王建強，王瑋.基于科研俱樂部的創新人才培養體系建設[J].電氣電子教學學報，2014（10）：8-10.

[5]胡杰，蔣婷婷.軍隊院校“創新俱樂部”育人價值分析研究[J].科教導刊，2016（1）：192.

◎編輯 張 俐