电子设计实践能力提高班教学模式探索

彭珞丽 彭 端 蒋力立 梁远博 陈 安 陈灵敏 杜宇上

广东工业大学 广东广州 510006

为了培养创新型电气信息类拔尖人才，近一年来，我校电工电子实验中心从低年级本科生中选拔优秀学生组建电子设计实践能力提高班，开展电工电子实验创新教学，变验证性实验为探索性实验，变孤立单个知识点实验为多知识点融合综合性实验，变学生按照指导书被动进行实验为主动研究性实验，丰富了学习内容，为学生在高年级进入创新团队和参与各项电子设计竞赛创造了条件。

1 教学目标

电子设计实践能力提高班的教学目标是，面向现代电子工业生产实际，培养具有现代电子系统综合设计能力的人才。低年级学生通过对典型电子产品的认知、学习、设计、组装、调试和实验，逐步掌握现代电子系统综合设计和创新方法，强化现代电子系统综合设计能力。通过实践，学生熟练掌握电工电子仪器仪表的使用、常用电子元器件的选择、常用电子电路设计、电子电路仿真技术、基本传感器应用电路设计、单片机系统设计、EDA数字系统设计、Altium Designer 2009电路和PCB设计方法等，为电气信息类创新活动和电子设计竞赛奠定坚实的基础。

2 教学模式改革

电子设计实践能力提高班针对传统的电工电子实验教学模式开展了如下改革。

(1)改革教学目标：继承原有电工电子实验体系的优点，构建现代电子技术实验教学模式和体系，培养企业需要的电气信息类拔尖人才。

(2)改革组织形式：在全校一年级本科生中选拔优秀学生组建电子设计实践能力提高班，每年1个小班，由30名学生组成。

(3)改革教学内容：以现代电子设计为主，传统经典电路为辅；以电子工业产品开发为主，教学型产品为辅。

(4)改革教学方法：以实践为主，讲授为辅；以自学为主，答疑为辅；以探索为主，讨论为辅；以引导为主，灌输为辅；以能力为主，知识为辅；以过程为主，结果为辅。

(5)改革评价体系：变课程考试为综合实验报告，提交设计的电子作品。

(6)改革学时分配：半年集中基础培训，半年分兴趣小组设计、制作、调试。

3 教学特色

(1)电子设计实践能力提高班的课程系列化、模块化、层次化。

(2)以实践教学为主，突出实践，实现“玩中学，学中玩”“做中学，学中做”。

(3)拓展学生的知识面，补充实践学时，丰富课余生活，形成学生的特长和个性。

(4)培养学生的学习能力，促进学生创新、创业、就业能力的提高。

(5)全面培养学生的实践能力，培养企业需要的电气信息类拔尖人才。

4 教学计划和内容

电子设计实践能力提高班的教学计划分为三个阶段，课内总学时数108课时，全年安排36周，每学期18周，周学时数为3课时，教务处教学计划单列组班。

第一阶段：电工电子认知阶段，完成12学时教学计划内容(见表1)。

表1

第二阶段：集中实验能力训练阶段，完成42学时教学计划内容。

集中实验能力训练以AVR单片机为载体，通过编程实现单片机的各种功能。AVR单片机是目前最新的单片机系列之一，拥有丰富的片内硬件资源，功能强大，可靠性高，功耗低，在业界得到迅猛发展和广泛应用。集中训练环节以ATMEGA128A芯片构成实验系统，完成21个实验项目的训练(见表2)。

表2

第三阶段：分组分项目综合训练阶段，完成54学时教学计划内容。

学生分组，每组2～3人，自由组合，自由选择项目类别，采用命题作文的形式完成一个典型电子产品的设计、组装、实验和调试(见表3)。

表3

5 组织方式

学校教务处每年下达单列教学计划，电子设计实践能力提高班招生名额为30人，招生工作在大一下学期进行，全校理工类专业一年级本科生各科成绩合格者均可报名参加考试。电工电子实验中心负责组织初试和复试，初试主要考查学生的基本实验技能，初试通过后，在网上公示名单；对初试合格学生进行复试，复试采用面试形式，主要考查学生的非智力因素及合作沟通能力，确定最终录取名单并在网上公示。

电子设计实践能力提高班的教学安排在大二上、下两个学期，上学期完成基础能力训练，下学期完成综合能力培养，总学时数为432课时，其中课内108课时，课外324课时，由电工电子实验教学团队分阶段分梯度完成。

6 运行管理机制

电子设计实践能力提高班的学生来自学校不同学院、不同专业，为方便教学，同时不影响学生的正常学习，提高班教学时间一般安排在18:00～21:00。要求教师具有良好的敬业态度和较强的奉献精神；要求学生既有浓厚的电工电子实验兴趣，又有强烈的责任心和担当力；为了不影响常规教学，提高班的实验教学设备、实验元器件、材料需单独购置和准备，不宜与常规教学设备共用；要求教师深入开展实验教学改革，采用自主研究式、探索式实验模式，培养学生玩中学、做中学的能力；引入退出机制，允许不适应这种教学模式的学生退出，学生退出后不能获得相应的学分；引入新的评价机制，学生的成绩由综合实验报告和电子作品综合评定，所得学分与其他选修课学分价值相同。

7 实践效果

2013年5月，经过报名、初试和复试，我们在全校范围内选拔了40名学生进入电子设计实践能力提高班。在培养过程中，有4名学生不适应提高班的教学模式和教学方法，申请退出，其余36名学生经过近一年的培养和训练，从不适应到适应，从被动学习到主动学习，从孤立学习到相互启发式学习，学生发生了明显的变化：

(1)主动学习意识明显增强，综合实践能力得到提高。

(2)团队合作意识明显增强，文献检索和应用能力得到训练。

(3)学生自主参与、自主选择、自主设计、自主实践能力得到充分施展。

(4)现代电子产品设计、组装、调试、综合实验能力增强，作品不断增加。

(5)学生参加电子科技创新活动的热情高涨，对自己的学习提出了更高的目标。

8 结束语

电子设计实践能力提高班经过近一年时间的实践，探索构建了提高学生电子设计实践能力的教学新模式，在教学目标、教学计划、教学内容、组织方式、运行管理机制等方面取得了有益的经验，为我校培养拔尖创新型电气信息类人才创建了一个新的实践教学平台。

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