基于卓越工程師教育培養的電工電子實習教學改革與實踐

趙文兵 高志敏 柴旺興

摘 要：本文主要介紹湖北汽車工業學院電工電子實驗教學中心適應卓越工程師教育培養計劃的要求，積極探索與實踐，在電工電子實習教學改革中獲得的一些有益經驗和認識。

關鍵詞：卓越工程師;電工電子實習;實踐教學

隨著教育部“卓越工程師教育培養計劃”的實施，如何進一步提升教學質量，強化培養學生的工程能力和創新能力，對校內實踐教學平臺的建設以及實踐教學環節的開展都提出了更高的要求。2011年起，電工電子實驗教學中心以工程實踐能力的提高、創新意識的培養為指導思想，對電工電子實習教學進行了行之有效的改革，探索出一條在新形勢下實踐教學的新路，取得了一定的成績。

一、教學改革的思路

在夯實原有的基本技能應用訓練的基礎上，借鑒CDIO（構思一設計一實現一運作）的教學理念，結合本課程教學目標定位來制定和建立相應教學培養大綱和工程教育環境，開展基于項目設計的實踐教學。其目的旨在通過本階段的學習，力求使學生得到具有明顯工程應用背景的系統訓練，初步具備工程師所應有的知識、能力和素質，為將來的長久發展和真正成為一名“卓越工程師”打下良好基礎。

二、教學模式的構建

教學模式的構建應遵循由淺入深、循序漸進的普遍認知規律以及實踐、認識、再實踐、再認識的實踐教學規律，在扎實基礎，加強基本能力訓練的同時，將提高綜合素質和培養創新能力這一核心理念融會其中。因此，電工電子實習的整個教學包括基本技能訓練和創新設計訓練兩大模塊。

⑴學生在電工電子實習中所接受的工程訓練，首先是基本工藝知識和基本操作技術的綜合應用訓練。萬丈高樓重在基礎，在整個教學安排中基本技能訓練必須占有較大的比重。

⑵實習教學的延續性和系統性，需要以項目設計（產品化）為載體，既可以提升和加大教學的層次和深度，也可進一步拓展學生的經驗領域，提高學生的學習興趣，使學生有學有所獲的成就感。

三、教學內容和教學方法的設計

工程訓練不同于任何一門課程實驗，是以學生為主體的實踐性活動。一方面教學內容應由基礎到前沿、由知識的學習到綜合能力的提高，即充分涉足到學生的已有經驗和知識領域，又要有適當的超越，對學生有適度的挑戰;另一方面教學方法要有針對性和可行性，應以豐富的教學模塊和實踐項目做平臺，充分考慮其實施模式的體驗性、實踐性和訓練性，并在高層次階段的訓練中體現內容的綜合性、設計性和探索性。

（一）不同訓練階段的教學安排側重點不同

1.基本技能訓練著重于操作性技能的學習以及大工程意識觀的養成。該階段的教學包括以下兩方面：

①基本工藝知識的學習和相關操作技能的培訓。主要采取現場觀摩、動手實踐等教學手段來展開，強調“事實和現象、理論和方法”。通過進行工程教育，普及基礎知識，使學生對相關領域知識有一定的了解，初步建立感性認識和工程概念;借助于教學中可察、可測、可比的經歷體驗，訓練學生掌握工程技術人員應知應會的基本技能和工藝知識，取得行為上比較持久的改變--從不會到會、從不能到能。

②基本操作技能的強化訓練。主要采取裝配安裝、調整測試典型電子產品等教學手段來展開，強調“學以致用、強化工程素質”。通過完成較復雜的典型電子裝置的裝配和調試（不一定接觸到設計的主要內容），體驗工程過程，增強工程素質，提高綜合工程實踐能力。同時，這種將訓練的最終結果“產品化”的教學方式不但有利于成績的考核，也有利于培養學生發現問題、分析問題以及解決問題的能力。

2.創新設計訓練著重于個性化培養和科研開發能力的提高。相關的教學安排以CDIO工程教育模式展開，強調“個性化發揮，提高創新能力和綜合素質”。以項目為導向，從最初的構思設計開始，經歷過程設計和實現階段，使學生逐步完成項目（產品）研發全過程，自我體驗、自主學習、自由創造。依托著基于項目設計的實踐教學，力求將前期的訓練內容迅速轉化為能力、知識和態度。這一階段的訓練主要有“小型電子器具的制作”和“汽車模型設計與制作”兩大選項，強度較大，以完成一個電子產品作為最終訓練目標，在提升各單項技能綜合運用能力的同時，通過電子電路的仿真設計、印制電路板的布局和連線設計、產品外形和整機裝配的設計等幾個環節，進一步拓寬學生自我發揮的空間。

①“小型電子器具的制作”項目選定一些典型的電子電路，通過電路仿真設計、電路安裝與調試（元器件測試、篩選、PCB板上自主設計完成板面布局及連線、元器件管腳成型處理、電路焊裝等）以及整機裝配（機箱面板布局和外殼型式的設計、機箱內部聯接的設計、整機安裝調試等）三個環節的訓練，學習電子電路產品化的實現方法。

②“汽車模型設計與制作”項目為機電結合實訓項目，主要有車身造型、機械加工、智能控制三個環節組成，分別由材料科學與工程學院、機械工程學院、電氣與信息工程學院三個單位協作完成。車模制作（智能控制環節）占電工電子實習總學時的1/3，涉及車模控制系統的硬件（完成單片機核心板、無線遙控模塊、電源及電機驅動模塊、語音電路、LED指示電路等聯接及測試）和軟件（完成單片機C語言程序設計以實現車模的前進、后退、左轉、右轉以及停止等控制功能）兩大部分。

各訓練階段的主要教學內容和方式見表1。

（二）分類考核有指向性、針對性與適應性

在基本技能訓練階段中，立足于操作技能的規范化和工程技術要求的達標，設立一套嚴格的評分標準，主要強調對數量和質量的結果考核，扎實基礎，杜絕形式上的走過場。在設計創新訓練階段則著重于以創新能力及其構成要素作為教學評價的主要指標，采用過程考核與目標考核相結合的考核方法，著重考察學生的工程實踐能力，鼓勵通過創新提高成績檔次。以車模制作項目為例，其總評成績主要從結構方案對總體要求的滿足性、結構指標的先進性和結構制作的可行性等方面綜合評定，過程評價包括安全、文明、規范操作，焊接工藝及質量和裝配工藝及質量，占比40%;目標評價由軟件編程及調試和整機功能實現兩項組成，占比60%。

需要特別指出的是，作為成績考核的一部分，將工廠生產現場管理的經驗引入實習教學的現場管理，建立一套包括工作紀律、生產秩序、環境衛生等多個方面的管理制度，規范行為，培養學生嚴肅認真的工作態度，促進學生技能和品質的共同提高。同時，對實習過程中的作弊行為一律“零容忍”，實習總成績將不予評定。

（三）發揮教材建設對實踐教學的支撐和推動作用

⑴針對實踐教學的特點，大量采用視頻、動畫和電子課件等現代化教學手段開展教學。生動、直觀的立體化教材不僅幫助學生較快地理解和掌握那些用傳統的教學手段難以表現的內容，也進一步擴展了學生的認識視野， 提高學習興趣和效果。

⑵營造體現科學、和諧的環境文化氛圍，激發學生的探索欲望，同時也有利于實踐能力的培養以及良好行為習慣養成。通過教學用的標本、模型等實物的展示，進一步豐富學生的感性經驗、拓展知識面;通過相關的操作規程的展示，保證教學工作在安全、穩定中開展;通過各類創新大賽成果及科研成果的展示，倡導積極向上、崇尚科學的優良學風;等等。

四、結語

近十年的教改實施情況表明，步進式的實踐教學體系以及開放式的管理模式對教學水平的提升效果明顯，學生普遍反映實習的難度增加、收獲加大，教學的總體滿意度逐年提高，教學質量測評優良。“汽車模型設計與制作”項目有機整合了金工實習和電工電子實習兩大常規實踐教學環節，2018年度該項目被評為我校優秀協作育人教學案例二等獎。

參考文獻：

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