电子设计综合实践教学环节的创新与改革

　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）23-0118-02

　　随着科学技术的不断发展和大学本科毕业生就业压力的不断加大，用人单位更注重毕业生的动手实践能力和科技创新能力。因此，注重培养学生分析问题和解决问题的能力，培养适应新形势下综合素质高、复合型及应用型的人才，成为当前的迫切需求。在大多数的理工院校，会开设工艺性和实践性较强的教学环节，以培养学生的动手能力和创新意识[1]。

　　一、完善电子设计综合实践教学体系，采用模块化、多层次的教学模式

　　广东工业大学自动化学院以往开设的实践性教学环节，主要以电子CAD实训和电子综合设计与实践为主。该实践课程主要是针对自动化、电气类专业大三学生开设的，一般先修课程为《模拟电子技术》和《数字电子技术》。其中，电子CAD实训主要以熟悉电子工艺为主[2]，设置16个学时，内容包括熟悉PCB电路板的制作工艺和流程，熟悉普通电工电子仪表的使用，熟悉手工焊接的技巧和方法，焊接、组装和调试一些简单的电子小套件，如直流稳压充电器、机器狗、收音机等。这种传统的实训内容单一，所做的电子小套件是购买的已印制好的电路及相应的配套元器件，限制了学生的动手能力和创新思维[3，4]。另外一门电子综合设计与实践是熟悉与掌握设计仿真软件为主，课程设置为16个学时。教师通过设置好多组题目，由学生自由选择设计与仿真项目，利用EDA?件设计和仿真数字电路系统，最后下载到DE2板加以验证。该实践课程可以充分发挥学生的设计与仿真能力，但缺少动手制作电路板及焊接和调试电路的练习，使理论和实践发生脱节。

　　鉴于两门课程的侧重点不同，本学院进行了实践环节的创新和改革，将两个实践环节合二为一，设置了48个学时，涵盖采用EDA软件进行电路设计与仿真、PCB图设计与绘制、电路制作、焊接与调试等综合性内容，学时上更充足，教学环节更全面。本课程是对电工和电子技术理论教学的深化和补充，既可以加深学生对理论知识的理解，提高综合运用所学理论知识分析问题、解决问题的能力，也可以培养学生的动手实践能力和科技创新能力，为后续课程的学习与日后工作奠定基础[5]。

　　电子设计综合实践采用渐进式PBL教学方式（即在常规PBL教学模式的基础上，增加“过渡问题引导”和“教师课内辅导”等环节），通过解决电子电路设计与制作调试的实际问题，来提升学生综合设计与时间能力及科技创新能力。本课程的教学目标，主要包括以下三点。

　　1.能够针对具体电子电路系统设计目标，设计多种解决方案，对复杂工程问题的设计方案进行综合和评价。

　　2.在理解多种解决方案的基础上，能够通过建模与仿真，对不同方案进行分析、比较和评价，选择适合的方案，尝试进行改进和优化。

　　3.能够将理论设计实现，使学生具备电子产品的设计、制作、安装、调试及性能测试的能力，并能够借助于口头和课程设计报告等书面方式与外界进行交流。

　　二、结合培养目标和毕业要求，充实电子设计综合实践的内容

　　在总结以往实践教学环节经验和充分调研的基础上，我们制定了最新的电子设计综合与实践教学大纲[6]，对实践环节的教学目标和毕业要求指标点提出明确要求。工程类专业的毕业要求，最重要的一点是能够将专业知识用于解决复杂的工程问题，使用现代工具对复杂工程问题进行预测和模拟，能够基于工程相关背景进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响。

　　依据电子设计综合与实践教学大纲，课程设计具体内容和安排如表1所示。

　　三、注重学生的动手能力和创新能力，完善电子设计综合实践考核机制

　　本实践课程的考核与成绩评定方法，采用全面和创新开放式的考核指标要求，其中包括三大内容：平时成绩、实践报告成绩、项目设计考核成绩。平时与实践报告部分，按照通用的标准进行评定，而项目设计考核部分，包括创新与开放式的评定指标、扩展功能的实现及创新性，所占比例为30%，更注重学生动手能力和创新能力的培养。

　　四、电子设计综合实践的发展方向与创新探索

　　对自动化和电气相关专业的培养目标，涵盖培养学生具有健全人格、正确价值观、良好职业素养及社会责任感，具有对相关领域复杂工程问题进行分析、设计与开发的专业能力，具有组织和实施相关领域工程项目的团队合作和管理能力，并在实际工作中不断追求自主学习、终身学习与创新意识，主动适应技术、经济与社会的持续发展。通过对电子设计综合实践教学环节的改革和探索，其发展方向和创新教学模式应重点体现以下几个方面。

　　1.加强理论基础，注重培养动手能力。保证一定课时的理论课教学，再通过一定学时的综合实践，使学生能够将专业知识应用于实践，不断提高动手能力和创新能力。

　　2.建立模块化、多层次的创新型教学模式。针对不同专业的学生和培养目标，采用多层次的创新型教学模式，设置开放式的设计项目，学生可以自行选择感兴趣的题目。通过建模和仿真，分析和比较多种解决方案，利用电子产品和设计方案的多样性，避免学生出现重复、抄袭现象，极大提高自主学习和创新能力。

　　3.营造自主创新与合作氛围，创建开放式实验基地。鼓励并指导学生积极参与丰富的电子设计竞赛，让学生有更多的展示自己潜力和创新能力的平台，培养团队合作意识，提高综合素质。学院建立了多个创新实验室，并提供课余实践场地，采用门禁系统，学生可自助进出实验室，形成良好的开放式实践氛围。 　　?子设计综合实践教学环节，旨在培养学生能够理解并掌握专业知识，将其用于分析工程问题，设计复杂工程问题的解决方案和满足特定需求的系统、单元，并使用现代化的工具进行仿真和验证，最后为解决复杂工程问题得出有效结论。因此，对实践课程进行创新与改革，构建完善和丰富的实践教学体系，是为社会培养高素质复合型人才的充足保障。

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