電子系統設計課程的教學改革與探索

楊芳 劉丹丹

摘要：電子系統設計以全面提升學生實踐能力、創新能力和綜合分析能力為教學目標。結合實際教學需求，為了更好地提高課程教學效果和培養學生的實踐創新能力，從教學內容建設、教學方法改進和考核方式優化等方面進行了積極的探索。

關鍵詞：電子系統;教學改革;創新能力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2020）12-0174-02

隨著科技的發展，電子產品日新月異。新技術，新工藝，新功能令人目不暇接，不斷向智能化發展。對電子類專業人才的需求量和要求也在不斷提高。為了提高學生對社會的適應能力，增強行業競爭力，各大高校都在不斷推進教學改革，優化課程體系，強化學科優勢，從而夯實學生的理論基礎，提高動手和創新能力。

電子系統設計是電子科學與技術專業高年級學生的一門專業選修課和實踐課程。以往的授課方式，采用傳統的課堂教學方式，沿用理論授課與驗證性實驗教學相結合的模式，以理論授課為主，實驗教學為輔。在實驗教學中，采用的是功能模塊固定的實驗板，實驗時，學生只要掌握這一個模塊的功能即可。學生對電路的工作原理不了解，缺乏系統整體的概念，在系統設計、元器件選擇及焊接等方面沒有涉及，系統設計能力沒有得到全面的鍛煉。而且由于電路板的資源有限，可擴展性不強，限制了對一些功能的開發和應用。對于本專業的學生來說，需要掌握電路系統設計的基本流程，從系統設計、元器件選擇、原理圖繪制到硬件電路搭建和程序編寫及調試這一整個過程，從而實現人才培養與社會需求的對接。學生需要掌握電子系統設計的基本思路和方法，熟悉相關軟件的使用，通過分析綜合性設計任務，學會查找參考資料、設計電路、Proteus軟件仿真、電路板焊接、調試以及撰寫總結報告等環節，初步掌握電子系統設計的思路和方法，培養學生的工程實踐意識。因此，將理論知識與應用實際結合起來，綜合運用所學的專業理論知識，提高學生的硬件電路設計和軟件編程能力，從而全面提升學生的應用實踐能力和創新能力，培養適應社會需求的高水平應用型人才，是本課程建設和改革的重點。

1教學內容建設

對整個課程體系進行構建和規劃，重新設置教學內容，主要包括理論教學+電路設計+綜合實驗教學三部分，其中綜合實驗教學是本課程的重點。

（1）理論教學：壓縮理論教學課時，精選授課內容，重點介紹應用性強的相關技術，剔除過時的內容。將部分電子設計競賽的題目也融人教學中，采用實例介紹的形式，提高學生的學習興趣。同時融人電子系統設計先進的設計理念和設計方法。在課堂上布置一些開放性的題目，引導學生去思考，去自己尋找答案，變被動接受為主動學習。

（2）電路設計及仿真：能夠熟練使用Protel電路設計軟件，并設計出符合要求的電路原理圖和PCB版圖是電子類學生應該具備的基本功。雖然專業已開設過相關的課程，但只是給出一個固定的電路，學生仿照著繪制，是軟件的入門操作學習，學生并不具備獨立設計電路原理圖的能力，尤其是PCB版圖的設計是一大弱項。針對這一情況，將電路原理圖以及PCB版圖的設計作為專門的一個教學環節，加強學生電路設計的基本功。在電路設計中，還要充分發揮仿真軟件的作用。Proteus仿真軟件廣泛應用于教學中，能夠將軟硬件結合并具有調試功能，是高質量、高效率的硬件電路設計輔助工具。

（3）綜合實驗教學：加強學生綜合運用專業知識的能力，是教學內容改革的重點。精心設計了10個綜合性實驗項目。項目的設置結合歷年來電子系統設計競賽，以及一些實際應用項目，每個項目既有各自的特點也有交叉點。針對不同學生的學習基礎和學習能力，設置時分為基礎要求和進階要求，滿足不同學生的學習特點，對于基礎薄弱的同學要求能夠完成基礎要求，能力較強的同學則可以挑戰高難度的進階要求。提高學生的積極性、自信心和學習動力。

2改進教學模式

為使學生掌握系統、全面的電子設計方法，達到提高實踐能力和綜合設計能力的目標，針對綜合實驗項目的具體要求，在教學模式上有了較大的改進和提高。主要體現如下：

（1）開展方式：傳統的教學方法中，重點考察每個學生對知識點的掌握情況，但在實際的項目開發時，往往是一個團隊的合作，因此團隊協作能力顯得尤為重要。在綜合題目的設計上，以團隊協作為基礎，以具體應用為導向，并貫穿項目開發的全過程。充分發揮每個學生的特長，取長補短，達到共同進步的目的。每個小組2-3人，團隊成員各有分工，小組內分配，工作量要基本均等，杜絕一人包辦的情況。學生根據自己的興趣自主選擇題目，也可以提出自己的設計思路。整個項目其實就是一個小項目的開發過程，學生全程參與了每一個環節中，成為教學的主體。不僅鍛煉了自學能力，動手能力，而且加強了團隊協作和溝通能力。

（2）組織形式：實施開放式教學，培養學生的主動性和積極性。教師在整個教學環節中作為引導者，引導學生自主參與課題，實行啟發式、參與式教學。而學生是學習的主體，從知識的被動接受者變為知識的主動建構者，靈活地選取方法和途徑。在課時方面，作為一門課程，時間平均分配在整個教學學期中，每周只有2個課時，學生僅靠課堂時間不可能完成課題任務，需要大量課后時間的投入。因此，需要引導學生充分發揮其主動性，充分利用好課余時間，實現課內與課外教學活動的統一。由于本課程的教學模式比較新穎，學生興趣較大，參與的積極性也會較高。每周的上課時間可以集中解決一周中所遇到的問題。同時開放多種溝通渠道，郵件、QQ或微信討論組，方便學生平時有問題的答疑解惑。鼓勵學生積極利用實驗室現有的實驗設備開展實驗。通過與實驗室協商溝通，利用教師坐班答疑的時間開放實驗室，為學生提供動手實踐的機會。在項目的完成過程中，與學生進行充分的溝通，最大限度地調動他們的積極主動性。

3優化評價體系

制定并實施科學、合理的課程考核評價體系是課程教學改革的關鍵，通過改進評價體系，促進教學過程的開展。評價系統分為個人部分和團隊部分，側重于對學習過程和應用能力的考察。個人部分包括對原理圖的設計掌握情況的評價和每位成員在實驗中所負責的相關內容進行重點考察。團隊部分是對團隊完成情況進行一個整體的評定。對團隊的考核貫穿項目的始終，從方案論證，電路設計，仿真調試，一直到最后的成品結果展示，從而更加全面、客觀地進行考核。只有團隊中的每個成員都認真參與并完成任務要求，甚至有新功能擴展，則整個團隊的整體考評級別也相應提高。這種考核方式較為公平公正，既能對學生個人的掌握情況有一個很好的了解，又能兼顧整體情況。成績的構成包括平時成績、電路設計及仿真、個人答辯和團隊驗收三部分。平時成績是指出勤率，作業完成情況;電路設計及仿真是對學生在電路設計和仿真進行專項訓練的考察;個人答辯包括在實驗完成過程中的電路設計、程序編寫、Proteus仿真或硬件制作等方面的參與部分;團隊驗收是對整個小組的完成情況進行綜合評價。

4結論

電子系統設計課程建設的改革對于培養對實踐能力要求較高的電子類專業人才具有重要的意義。經過近兩年的探索，全面鍛煉了學生的綜合能力。學生的潛力不斷被挖掘，學習的原動力和創新能力也不斷被激發。尤其是出現了很多高質量高水平的作品，學生為了調試程序廢寢忘食，充分說明學生真正投入到學習中，成為學習的主體。學生綜合運用知識的能力和系統設計能力有了大幅度的提高，改革達到了很好的效果。在今后的教學中，需要繼續不斷地探索和完善，根據不同的學生群體，有層次，有針對性，有目的地開展教學，以點帶面，形成積極的學習氛圍，從而提高整體水平，培養適應社會需求的高水平應用型人才。