工程教育專業認證背景下電子技術綜合訓練教學改革與優化

李恒杰 周 云 李建海

（1.蘭州理工大學電氣工程與信息工程學院，甘肅 蘭州730050；2.上海交通大學電子信息與電氣工程學院，上海200240）

0 引言

工程教育專業認證為各國工程教育實現國際化以及工程人才的國際流動與跨國配置提供了重要途徑與中介工具。2013年，我國成為《華盛頓協議》預備成員，2016年轉正，表明我國高等工程教育進入了國際化的新時代[1]。

高校專業教學改革以應用型人才培養為導向，這是現代化教育改革的必然要求，而當前高校課程教學改革中還面臨著人才培養目標定位不準確、課程教學比例設置不合理以及理論課程與實踐應用結合等問題，這成為制約高校課程教學改革的重要因素，要求高校結合實際情況，不斷優化課程結構，完善課程體系，為課程教學改革創造有利條件[2]。

電子技術綜合訓練面向電氣工程及自動化、自動化等電類專業及應用物理等非電類專業開設，是一門電子線路仿真設計結合電路實踐制作的專業必修課，學時為三周，學分為3個學分。電子技術綜合訓練內容涵蓋面廣、兼顧設計與實踐，是培養學生工程意識和工程實踐能力的主要環節之一[3]。

然而，從之前的教學實施情況來看，學生雖然具備了初步的分析、設計能力，但自主解決工程問題的能力還有所欠缺，因此迫切地需要從課程目標、教學內容、實施過程、考核與評定等多方面進行深入的改革與優化，從而適應工程技術人才培養的目標要求。

1 根據畢業要求，設計合理的課程目標

電子技術綜合訓練的主要內容為模擬電路和數字電路的分析、設計與制作，需要學生掌握電子電路的設計方法，能應用基本電子器件進行分析與設計，初步具備用電子技術分析和解決工程問題的能力，對常用模擬和數字電路進行實驗方案設計及實驗分析，并考慮技術、經濟、環境等因素，所以可以有效支撐12個畢業要求中第3個指標點表述的設計/開發解決方案的內容。在具體實施過程中學生需要熟悉工程領域主流工具軟件的使用，能借助計算機仿真等現代化分析途徑，預測和模擬復雜工程問題，因此可以支撐畢業要求中第5個指標點表述的使用現代工具的內容。在訓練過程中又是多人組隊完成，需要學生能夠在多學科背景下與其他成員共享信息，并正確處理個體與團隊的關系，完成所承擔角色的任務，因此可以支撐畢業要求中第9個指標點表述的個人和團隊的內容。

確定了課程與畢業要求的支撐關系，融入課程思政內容之后，制定出電子技術綜合訓練的課程目標為：

（1）能夠了解國內外電子技術領域的最新發展動向，熱愛科學，樹立國家、制度、文化自信，并能綜合運用電子技術的基本概念、基本原理和基本方法，根據任務要求設計合理的電路并進行實驗。

（2）能夠運用Multisim等軟件工具進行分析計算，輔助進行電路設計。

（3）能夠與其他成員共享信息完成所承擔角色的任務，順利完成綜合訓練。

2 更新教學內容，提升課程層次

根據課程目標，對教學內容進行梳理更新如下：

（1）講解畢業要求和課程目標，依據設計任務書的要求，根據所學知識，通過對設計任務的分析和資料查閱，確定設計方案。本部分的重點和難點為論證和擬定整體設計方案；思政內容為多種設計方案選擇，引導學生進行經濟性能分析，培養學生從多角度分析問題的能力。

（2）電路設計，包括元器件選型和參數的確定。本部分的重點和難點為各單元電路設計及參數計算；思政內容為結合對器件生產設計國家的了解，滲透自主研發、做強自主品牌，自力更生等概念、精神。

（3）利用EDA類仿真軟件，對電路功能進行仿真驗證。本部分的重點為熟練運用相關仿真軟件；難點為仿真軟件中缺少器件的替代仿真方法；思政內容為結合對Multisim等仿真軟件的了解，培養學生自力更生精神，激發學生對國產軟件做強做大而努力學習。

（4）進行技術總結，繪制圖紙，撰寫設計報告，準備答辯。本部分的重點為設計報告的寫作與圖紙繪制；思政內容為培養學生精益求精的國家工匠精神。

（5）答辯。本部分的重點為同組成員之間的分工與協作；思政內容為培養學生誠實守信的學術素養。

3 優化教學過程，提升訓練效果

3.1 結合課程目標，設計能力提升的訓練題目

在設計訓練題目時，充分考慮了綜合性、應用性、趣味性、工程性、實用性，所有的題目都是模擬和數字相結合的綜合性題目，希望以此來訓練學生的綜合設計能力，個別題目內容涉及一些課堂之外的簡單知識，希望能夠訓練學生自主學習新知識的能力。在題目的工作量上，考慮到要讓大多數學生在規定的時間內完成全部訓練任務。同時，為了最后評分公正起見，也基本保證各題目在工作量上大致接近。在題目的具體技術要求上，有許多地方人為的沒有在任務書中做出很具體的要求，目的是希望學生能夠根據他們對任務書和相關工程問題的理解，自行設計，充分發揮他們的聰明才智，實現一些他們感興趣的或者認為應該具有的功能，為學生留下了發揮的空間，以此來培養他們的創新能力和工程思維。

3.2 豐富教學手段，拓展課程內涵

由于實驗室環境和條件所限，而同時進行電子技術綜合訓練的班級較多，不能保證全都學生安排在相關實驗室進行，可以在確保安全的前提下，允許學生在教室、宿舍利用自己的計算機完成設計和仿真工作，在宿舍完成電路焊接的大部分工作。綜合訓練不斷對歷年題目進行了精簡更新，共精選出設題目10道，由學生自由組隊，每組2~3人。組隊時，考慮到學生能力差異，鼓勵2人組隊也允許3人組隊，但3人組隊最高成績為良好。選題時，原則上每隊可以自由選擇，但為了避免個別題目有多組選做，故要求每道題目每個班最多只能有兩隊選做。

3.3 針對不同基礎學生，設計個性化教學過程

電子技術綜合訓練同時面向電氣工程及自動化、自動化等電類專業及應用物理等非電類專業開設。不同專業的人才培養目標不同，學生前期所學基礎課程及后期專業課程也不同，因此需要有針對性的設計不同的教學過程。電類專業學生前期較扎實的學習過模擬電子技術基礎及數字電子技術基礎等課程，可按正常教學過程進行。而對非電類專業學生，前期模擬電子技術及數字電子技術課程學時較少，在教學過程中課采用理論講授與實踐操作穿插進行，最終完成小型電子電路的設計與制作。

4 結語

通過對電子技術綜合訓練課程目標的確定、教學內容的更新以及教學過程的優化，增加了整個課程知識量的深度與廣度。學生通過實踐進一步加深對所學內容的理解，拓寬了視野。通過開展這種“實做”型綜合訓練實踐，學生普遍能學以致用，受益匪淺，實踐能力和工程能力得到了很好的培養。同時，整個訓練大大提高了學生對電子技術的濃厚興趣和對專業的熱愛。此外，在小組協作過程中，學生能夠在多學科背景下正確處理個體與團隊的關系，與其他成員共享信息，完成所承擔角色的任務。