以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”課程改革建設(shè)探究與實踐

袁 梅，陸生鮮，汪鵬程

（桂林理工大學(xué) 南寧分校，廣西 南寧530001）

0 引言

創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新是人類文明進步的不熄動力，已成為當(dāng)下鮮明的時代主題。科技的日新月異，“互聯(lián)網(wǎng)+”引領(lǐng)年輕人筑夢青春，演繹一個個精彩傳奇，一批又一批創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的年輕人勇立潮頭。當(dāng)代大學(xué)生如何爭當(dāng)“大眾創(chuàng)業(yè) 萬眾創(chuàng)新”的生力軍？教育部發(fā)布《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2015－2018年）》，對高等職業(yè)院校加強“雙創(chuàng)”教育提出更加明確的要求。高校必須承擔(dān)起“雙創(chuàng)”時代培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)人才的重任，重新審視人才培養(yǎng)和課程建設(shè)模式的不足。

“大眾創(chuàng)業(yè) 萬眾創(chuàng)新” 既是解放生產(chǎn)力，更是解放人自身的創(chuàng)造力，實現(xiàn)人人自由而全面的發(fā)展，高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育不在于培養(yǎng)每位學(xué)生畢業(yè)后都成為創(chuàng)辦公司的創(chuàng)業(yè)者，其重點在于培養(yǎng)創(chuàng)新思維與能力，讓他們將來能更好地面對高度“不確定、不可預(yù)測、未知”的環(huán)境，培養(yǎng)其獨立地與他人合作，提供有價值解決方案的能力[1]。擁有技能和組織經(jīng)驗的復(fù)合型人才，創(chuàng)業(yè)更易成功。“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”是電子類專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，更要順應(yīng)新時代發(fā)展需求，在教育教學(xué)中培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的技術(shù)型人才。

1 智能電子產(chǎn)品設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)狀與改革的必然性

“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”作為一門綜合性和實踐性很強的專業(yè)課程，通過課程的理論和實踐教學(xué)，要求學(xué)生根據(jù)電子產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)來確定總體設(shè)計方案，進而細分到電路模塊的設(shè)計、元器件的選擇與相關(guān)參數(shù)的確定、電路的仿真與調(diào)試，以及后期的軟件設(shè)計、 PCB設(shè)計與加工及電路的調(diào)試等一系列過程。隨著電子信息行業(yè)規(guī)模不斷擴大，企業(yè)對高技能型人才也提出了高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量規(guī)格要轉(zhuǎn)型升級的要求，相比傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品，智能電子產(chǎn)品具有易于功能組合性創(chuàng)新以及創(chuàng)新基礎(chǔ)、創(chuàng)新條件優(yōu)越等特點，往往某一領(lǐng)域某一點的技術(shù)突破，都可以迅速應(yīng)用于智能電子產(chǎn)品，從而實現(xiàn)在原理、性能及功能上的創(chuàng)新。

目前許多高職院校都開設(shè)有“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”課程，既要求學(xué)生具有一定的數(shù)字電路和模擬電路的知識，又要求學(xué)生能夠熟練地掌握計算機以及計算機應(yīng)用軟件的使用方法，課程涉及內(nèi)容寬泛，學(xué)生解決實際工程能力較弱，缺乏動手能力和創(chuàng)新思維能力，許多學(xué)生存在著“聽不懂、不會做設(shè)計、不會實際應(yīng)用”的三大難問題。課程教學(xué)內(nèi)容處于技術(shù)前沿，具有綜合性強、強化應(yīng)用及創(chuàng)新意識的特性，在實踐教學(xué)和課程設(shè)計中更易于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)生通過對該門多學(xué)科交叉融合的綜合性課程的學(xué)習(xí)，既能對前期所學(xué)課程的知識技能的鞏固，又能提升綜合能力，在學(xué)生畢業(yè)后從事智能電子產(chǎn)品設(shè)計、設(shè)備安裝調(diào)試和維護等工作中起著重要支撐作用。可以說，“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”課程改革的力度決定著課程教學(xué)的質(zhì)量。

2 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線的課程改革實踐途徑

2.1 課改思路

近年來，我校創(chuàng)建了良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)軟、硬件環(huán)境，致力于將學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入專業(yè)課程的教學(xué)中，以新理念、新方式、新模式來培養(yǎng)具有可持續(xù)競爭力的創(chuàng)造性人才。遵循“結(jié)合專業(yè)、強化實踐；豐富課程、創(chuàng)新教法；強化師資、突破薄弱”的課改思路，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法、手段和考核方式，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”課程理論教學(xué)和實踐教學(xué)全過程，形成以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”課程教學(xué)模式，大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)大學(xué)生的專業(yè)敏感性與分析解決問題能力。

2.2 課改的具體實施途徑

2.2.1 明確課程定位

本課程通過設(shè)計智能電子產(chǎn)品實物方式，采取項目教學(xué)的方法培養(yǎng)學(xué)生電子線路階梯遞進式的組裝調(diào)試、軟件編程、智能電子產(chǎn)品設(shè)計與應(yīng)用的工程能力和創(chuàng)新能力，與前修課程“電子技術(shù)”“單片機原理與應(yīng)用”“傳感器與自動檢測”和“電子產(chǎn)品制作實訓(xùn)”相銜接，共同培養(yǎng)學(xué)生將理論知識應(yīng)用到實際項目開發(fā)研究中去；與后面的頂崗實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)無縫銜接，共同培養(yǎng)學(xué)生對實際項目的綜合設(shè)計、開發(fā)及應(yīng)用能力，為以后就業(yè)從事生產(chǎn)和科研工作提供較強的綜合技能。

2.2.2 教學(xué)創(chuàng)新思路

以“挖掘問題-分析設(shè)計-創(chuàng)新思路-解決問題”的創(chuàng)新思維為主線，通過設(shè)計項目的查閱資料、選定方案、設(shè)計電路、仿真設(shè)計、智能電子產(chǎn)品安裝調(diào)試、書寫設(shè)計報告等環(huán)節(jié)，在掌握基本電子理論知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試能力，具備較好的單片機電子電路項目實際應(yīng)用能力，提高學(xué)生在電子電路設(shè)計方面的實踐技能和科學(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生觀察分析問題和動手解決問題的實際能力。其中創(chuàng)新能力培養(yǎng)關(guān)鍵點在于引導(dǎo)學(xué)生查閱資料、歸納總結(jié)、書寫科技小文章；引導(dǎo)學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)不僅“去做”，還要懂得“為何去做”“如何去做”，因需而生，向需而行。

2.2.3 確定課程培養(yǎng)目標(biāo)

以適應(yīng)社會需要為目標(biāo)，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線設(shè)計學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案：

（1）專業(yè)能力目標(biāo)。要求掌握元器件的識別與檢測方法、電子產(chǎn)品制作工藝以及焊接技能、裝配技能、調(diào)試技能等；具備閱讀和分析實際原理圖，借助產(chǎn)品說明書和相關(guān)手冊，查閱有關(guān)數(shù)據(jù)、功能和使用方法的能力；能在設(shè)計過程中正確安裝和掌握設(shè)計軟件的使用。

（2）方法能力目標(biāo)。要求通過理論學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠判斷與選擇有效的信息、能對復(fù)雜問題進行準(zhǔn)確的信息處理、計劃并執(zhí)行；通過對電子產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計與制作的學(xué)習(xí)和深刻領(lǐng)會，以及相關(guān)教學(xué)實踐過程中，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、獨立分析問題、解決問題和技術(shù)創(chuàng)新的能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，掌握基本的思考與設(shè)計的方法，在未來的工作中敢于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新；養(yǎng)成質(zhì)疑和獨立思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣，能對所學(xué)內(nèi)容進行較為全面的比較、概括和闡釋。

（3）社會能力目標(biāo)。要求對從事應(yīng)用電子技術(shù)方面的工作有濃厚的興趣和強烈的事業(yè)心；有較強的求知欲，樂于、善于使用所學(xué)技術(shù)解決生產(chǎn)實際問題。具有克服困難的信心和決心，從戰(zhàn)勝困難、實現(xiàn)目標(biāo)、完善成果中體驗喜悅；具有實事求是的科學(xué)態(tài)度，樂于通過親歷實踐實現(xiàn)，檢驗、判斷各種技術(shù)問題；在工作實踐中，有與他人合作的團隊精神，敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯誤觀點。

2.3 整合優(yōu)化課程內(nèi)容

按照培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目標(biāo)，及時補充新技術(shù)新技能，以“挖掘問題－分析設(shè)計－創(chuàng)新思路－解決問題”的創(chuàng)新思維為主線設(shè)計好理論教學(xué)內(nèi)容和實踐教學(xué)內(nèi)容。課程教學(xué)內(nèi)容整合劃分為人機交互、信號采集、輸出控制、無線通信四個模塊；課程能力培養(yǎng)內(nèi)容整合劃分為進階式的四大模塊：理論基礎(chǔ)知識模塊、基礎(chǔ)技能訓(xùn)練模塊、綜合技能訓(xùn)練模塊和創(chuàng)新設(shè)計模塊，在創(chuàng)新設(shè)計模塊中再根據(jù)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力層次劃分為應(yīng)用型創(chuàng)新設(shè)計、集成型創(chuàng)新設(shè)計和研究型創(chuàng)新設(shè)計。整合優(yōu)化后具體的教學(xué)內(nèi)容框架圖1所示。

圖1 課程教學(xué)內(nèi)容整合優(yōu)化框架

2.4 創(chuàng)新教學(xué)模式

在教學(xué)改革實踐過程中，主要采用了項目驅(qū)動法、講練結(jié)合法、小組討論法、分組實訓(xùn)法等多種教學(xué)方法，輔助采用多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等現(xiàn)代教學(xué)手段，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生積極思考與實踐，進而促進學(xué)生職業(yè)能力的提高。

在項目驅(qū)動法教學(xué)過程中，以完成各個具體的項目為線索，把教學(xué)內(nèi)容和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維隱含在每個項目之中，采用混合式教學(xué)模式、基于體驗的五步創(chuàng)業(yè)教學(xué)法（圖2）等新型的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生無論在課堂內(nèi)或課外都能積極、主動的參與到課程的學(xué)習(xí)。體驗式五步創(chuàng)業(yè)教學(xué)法是根據(jù)“雙創(chuàng)”思維與原則創(chuàng)新出來的教學(xué)法，在課程改革過程中教學(xué)效果良好，值得推崇。

圖2 體驗式五步創(chuàng)業(yè)教學(xué)法

通過體驗式五步創(chuàng)業(yè)教學(xué)模式改革，將教師活動和學(xué)生活動緊密匹配，學(xué)習(xí)方式方法不斷完善，打破了呈現(xiàn)、接收、反饋的固有模式，以參與、體驗的全新知識呈現(xiàn)在學(xué)生面前，實現(xiàn)在教學(xué)中不僅教授學(xué)生掌握知識，更重要的是讓學(xué)生能夠?qū)W以致用，能做到知識遷移，讓實踐教學(xué)發(fā)揮實際作用。在創(chuàng)新設(shè)計模塊中讓學(xué)生自己提出想法和需解決的痛點問題，用問題引發(fā)學(xué)生進行思考，引導(dǎo)學(xué)生使用開發(fā)者的思維邏輯進行思考，通過思考、頭腦風(fēng)暴討論和教師指引，由學(xué)生自己制定出解決問題的方案，然后設(shè)計出智能電子產(chǎn)品，好的苗子或?qū)嵱玫漠a(chǎn)品推薦參加各類比賽，為學(xué)生搭建展示創(chuàng)新才華的平臺。

2.5 搭建形式多樣的課內(nèi)外實踐平臺

校企合作，協(xié)同育人。與企業(yè)合作共建共管創(chuàng)新實訓(xùn)室，聘請企業(yè)技術(shù)骨干為指導(dǎo)教師，及時為學(xué)生提供新技術(shù)新技能的有效指導(dǎo)；師生共同開發(fā)與課程學(xué)習(xí)配套的積木式智能電子創(chuàng)新實驗開發(fā)板，保證人手一套隨身攜帶，隨時驗證智能電子產(chǎn)品設(shè)計靈感，打破學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時空限制；組織學(xué)生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、大學(xué)生電子設(shè)計大賽、全國職業(yè)技能大賽等；鼓勵大學(xué)生發(fā)揮專業(yè)技術(shù)特長積極申報科研項目，指導(dǎo)學(xué)生參加教師相關(guān)科研項目、校園應(yīng)用科研項目、服務(wù)地方區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展科研項目。大學(xué)生參與項目和賽事，提高了專業(yè)知識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能、設(shè)計出具有實際應(yīng)用價值的智能電子產(chǎn)品，能直接服務(wù)學(xué)校和社會，踐行學(xué)校為地方區(qū)域經(jīng)濟服務(wù)的職能，同時也為學(xué)校帶來各種資源，實現(xiàn)學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生三方共贏，資源共享，為學(xué)生日后創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造有利的就業(yè)條件[2]。

2.6 創(chuàng)新課程考核評價機制

課程考核除傳統(tǒng)的評價指標(biāo)之外，還增加了創(chuàng)新教育評價指標(biāo)。從課堂教學(xué)效果和學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新水平提升兩個方面進行綜合評價，體現(xiàn)在課程設(shè)計環(huán)節(jié)的評價，重點考察學(xué)生融會貫通的能力和創(chuàng)新設(shè)計成果，激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的熱情和創(chuàng)新能力的提升。課程設(shè)計環(huán)節(jié)創(chuàng)新教育評價指標(biāo)見表1，將課程學(xué)習(xí)評價與專業(yè)培養(yǎng)、技能競賽充分有效結(jié)合。

表1 課程設(shè)計環(huán)節(jié)創(chuàng)新教育評價指標(biāo)

3 課改成效

近年來，我校“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”課程通過改革實踐，在課程設(shè)計任務(wù)中融入創(chuàng)新教育，學(xué)生提出并完成創(chuàng)新點比例逐漸增加，學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力都逐步提高（圖3）。同時在創(chuàng)新教育評價指標(biāo)的激勵引導(dǎo)下，學(xué)生積極參加校內(nèi)科技活動月競賽、廣西及全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、廣西及全國職業(yè)技能大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等賽事，參賽比例與獲獎率都逐年增加（圖4），在2021年學(xué)校與企業(yè)合作，舉辦首屆“信盈達杯”電子創(chuàng)新設(shè)計競賽，取得良好成效，極大提高了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造積極性，拓寬了產(chǎn)教學(xué)研融合思路和平臺。

圖3 課程設(shè)計任務(wù)完成率與創(chuàng)新評價

圖4 近年學(xué)生參賽量與獲獎情況

課程改革后，有更多的學(xué)生參加到科技創(chuàng)新活動月和教師的科研活動中。老師們指導(dǎo)學(xué)生參加與當(dāng)?shù)叵狸犐疃群献鞯难邪l(fā)項目“多功能正壓式空氣呼吸器使用計時器”獲得國家發(fā)明專利；指導(dǎo)學(xué)生科技項目立項研制的“智能騎行頭盔”代表學(xué)校參加由南寧舉辦的中國-東盟職教展，得到好評并成功申請國家實用新型專利。學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計的智能電子產(chǎn)品可以直接應(yīng)用在現(xiàn)實生活領(lǐng)域中，增強大學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，為大學(xué)生快速適應(yīng)工作崗位需求打下堅實基礎(chǔ)。

我校的教學(xué)改革實踐證明，融“雙創(chuàng)”思維于“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”專業(yè)課程的教學(xué)中，從產(chǎn)品到技術(shù)到設(shè)計，從理論知識到動手實踐到創(chuàng)新思維，每一個環(huán)節(jié)腳踏實地的勤鉆研和精打磨，改變了學(xué)生的思維方式、行為方式和生活方式，潛移默化提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。以“挖掘問題－分析設(shè)計－創(chuàng)新思路－解決問題”為主線整合優(yōu)化“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”課程教學(xué)內(nèi)容，并通過構(gòu)建了融入創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程教學(xué)框架，搭建提高學(xué)生創(chuàng)新能力的課內(nèi)外實踐教學(xué)手段，制定面向培養(yǎng)創(chuàng)新能力的發(fā)散式課程教學(xué)評價平臺,最終形成以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”課程教學(xué)模式助力大學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時具備創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)業(yè)技能等各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合能力，快速提升了“智能電子產(chǎn)品設(shè)計”專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語

時代和技術(shù)的飛速發(fā)展速度對教育教學(xué)和學(xué)生不斷創(chuàng)新的能力提出了新要求。在新經(jīng)濟的環(huán)境下，重視大學(xué)生創(chuàng)新意識和工程能力的培養(yǎng)已經(jīng)成為各個高校的共識和趨勢。隨著互聯(lián)網(wǎng)的新技術(shù)和智能電子產(chǎn)品新設(shè)備不斷推陳出新，需要根據(jù)技術(shù)和市場趨勢，適時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，完善學(xué)習(xí)方式和方法，整合資源，優(yōu)化產(chǎn)學(xué)結(jié)合，把企業(yè)中先進的技術(shù)和理念帶到高校；學(xué)校必須重視實踐，更新觀念，為大學(xué)生提供自主發(fā)展的時間和空間，積極引導(dǎo)大學(xué)生提升職業(yè)素養(yǎng)，努力提高大學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力[3]。