基于创新性教学模式之电工电子学实习改革与实践论文
摘要： 以电工电子学实习为平台，构建了创新性实习教学的新模式。该模式注重对工科大学生工程能力的训练和创新素质的培养。经教学实践检验是切实可行的且效果良好。
Abstract: Based on electrical and electronic engineering practice，this article constructed a new innovative teaching mode. This mode pays great attention to bringing up and improving the engineering students’ ability of innovation and practice. The practice proves that this teaching mode is feasible and effective.
关键词： 教学模式；电工电子学；实习；创新教育
Key words: teaching mode；electrotechnics and electronics；practice；innovative education
0 引言
一个创新型国家最大的创新群体是工程师队伍。这支队伍的培养显然主要依靠大学本科[1]。实验教学是创新性高等教育的重要环节，发挥着理论教学不可替代的作用[2]。目前国内工科院校以创新教学为中心，以各种学科竞赛等创新活动为主题的大学生创新能力培养模式正在逐步形成。然而各院校都把重点放在国家大学生创新性实验计划上，项目的实施范围也仅仅局限于少数尖子学生，参与的学生较少，受益面窄。如何使更多的学生尤其是低年级学生能够参与创新实践活动[3]，引发学生的研究兴趣和创新意识，通过创新研究构造浓厚的创新氛围，这是一个值得关注和亟待解决的课题。本文根据2008中国石油大学教学改革重点项目《电工电子学课程创新性实验教学模式的研究与实践》的研究结果，重点探讨了在电工电子学实习中创新性实验教学模式的改革方案与实施办法。
1 传统电工电子学实习教学中存在的问题
电工电子学实习是电工电子学实践类课程中最具综合性、提高性的实验教学环节，其授课对象是非电工科专业大学二年级学生，教学的质量对学生工程能力、创新素质的培养至关重要[4-7]。在多数高校，传统的电子实习项目是组装半导体收音机。采用的是在现成电路板上焊接组装成套器件的.教学模式，存在以下问题：
1.1 实习内容不够合理、缺少创新性 收音机电路原理涉及到高频电子电路理论，对非电专业的低年级学生来讲确实难以理解，不仅不可能从中学习电路的设计方法，而且对电路的调试与故障分析学生束手无策，完全依赖教师，不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
1.2 实习教学模式单一落后 学生在集中实习的两周内主要在老师的示范与指导下识别电子元器件、学习手工焊接技能与电路装配的基本方法。这种在现成的电路板上焊接组装成套器件的“照图搭积木”式教学模式，不利于培养学生的电子系统设计能力和创新意识。
1.3 对新技术的引入不够 对现代电子系统研发技术如电路的计算机辅助设计、SMT表面贴装工艺技术等等引入不足。不能很好地让学生了解、掌握现代先进的电子产品设计制造技术。
2 创新性实习教学模式的构建
据上所析，电工电子学实习教学模式必须以全面培养学生的实践技能、分析发现和解决问题的工程能力与创新实践能力为宗旨，注重电工电子学实习的先进性、工程性和应用性，并且要充分兼顾非电专业低年级学生理论知识与实验能力较弱的实际情况。
2.1 制定科学的教学方案，优化充实教学内容 根据电工电子学理论教学的范围与程度，选择一个难度适中、电路形式综合性较强的实用电路（温度控制与报警电路），以此为实习平台（详见图1）。该方案可分成为五个子项目，即电路的Multisim仿真设计、电路调试、用Protel设计PCB板、装配焊接与调测等。教学目标是让学生经历电子系统设计制作的每个流程，了解和初步掌握电子系统开发设计的相关技术，培养学生工程素质与创新能力。新的教学方案注重能力培养，具有很好的可操作性。
2.2 明确各子项目的教学目标，注重在教学过程中的能力培养 实习过程每个各子项目的教学质量是影响创新性实习教学模式成败的关键。我们在设计实习教学模式时，详细研究并明确了各子项目的教学目标，为新教学方案的实施打下了良好基础。各子项目的教学目标如下：
2.2.1 电路的Multisim仿真设计：以温控与报警电路为例，学习用Multisim仿真设计电路的方法。
通过仿真，使学生了解温控与报警电路的工作原理；用虚拟仪表测量电路的关键参数与波形；了解元件选用原则及电路设计的基本方法；并能够利用Multisim软件完成自选电路如小功率稳压电源、电压/电流检测、阈值报警电路等的设计。
2.2.2 电路（面包板）调试：温控与报警电路在面包板上进行调试。要求学生正确识别和使用元器件，了解元器件替换原则；掌握在面包板上规范连接电路的技术要求；会按功能将温控与报警电路分成单元电路进行调试；初步掌握电路故障的分析、检查与排除方法。
2.2.3 用Protel设计PCB板：通过Protel软件的讲授及培训，使学生通过温控与报警电路的PCB设计，掌握Protel软件的基本使用方法，并能够完成自选电路的PCB设计。通过观看PCB板制作工艺的视频介绍，了解PCB制作的工艺流程。
2.2.4 焊接知识及焊接方法：观看关于现代电子信息产品制造业的主流安装技术SMT表面贴装工艺的视频介绍，了解一般焊接工艺与要求；学习手工焊接方法。经过焊接训练后，完成一个桥式整流电容滤波稳压管稳压电路的焊接，要求元件布局合理，焊点美观无虚焊，电路功能正确。
2.2.5 装配焊接、调测：考虑到学生在今后竞赛和科研中，一般不会批量制作电路，故选择在万用板上组装温控与报警电路。要求学生合理布局元件，少飞线，焊点美观无虚焊，电路功能正确。为今后进行电子产品制作，参加电子设计大赛、毕业设计等环节打好基础。
2.3 编写相应的辅助讲义、制作配套的视频和PPT课件 由于电工电子学实习采用与之前完全不同的教学方案，为了改革后的教学需要，我们编写了相应的辅助讲义，如实习电路之Multisim仿真初步、Protel实习指导书、电子焊接实习指导等，并引进和制作了配套视频教材如SMT表面贴装工艺、PCB板制作工艺等和相关的PPT课件。为学生实习提供了丰富的学习资料。
2.4 制订科学全面的考核评分标准 以前的考核形式主要依据组装收音机最后结果和实习报告，这种考核方式不能科学的全面的反映学生的实习效果。为使学生了解电子系统设计制作过程各个环节的技术要求，掌握电子系统设计制作的基本方法，针对各个环节制定出了相应的教学要求与评分标准，将考核融入到整个实习过程中。成绩由六部分组成：Multisim仿真设计（20%）电路（面包板）调试（20%）设计PCB板（10%）焊接练习（10%）组装联调（25%）实习报告（15%）。分项考核，逐项打分，使实习的评分不仅科学可操作，而且也促进学生重视实习的各个环节，明确各项技术要求，有利于提高实习质量。
评分标准分教师用和学生用两种。评分标准（教师）：主要针对学生对各个教学环节掌握及完成的程度给出具体的评分标准，保证不同教师在相同环节上评分的一致性。评分标准（学生）：主要给出学生各个子项目的具体要求以及各子项目在整个实习中所占的评分比例。
3 创新性教学模式的实施与效果
在2009、2010年暑假，对我校非电工科专业23个班实施了新的实习教学方案。新方案得到学生的支持与欢迎，取得了非常好的教学效果。表现在：
3.1 激发了学生的学习兴趣，主动参与的热情非常高 在整个实习期间，实验室全天开放，学生不仅早到晚走，连午休和晚上也都泡在实验室。当作品通过验收后，学生纷纷摄影留念，并把照片放在校园网上，对自已的实习成果感到非常自豪。
3.2 提高了学生的实践技能、分析发现和解决问题的工程能力、创新精神和与创新实践能力 通过计算机辅助设计软件的使用、印刷电路板的制作、电路的安装和调试，使学生获得一次较为系统的训练。在实习过程中，电路的仿真设计、电路调试时的故障排除都是理论与实际相结合的重要体验，缩短了学生与实际工程的距离，对他们今后的发展有着不可估量的意义。
3.3 增强了学生科技创新的自信心 许多学生开始主动与老师联系，积极申请参加学校组织的各种比赛和项目，如大学生研究创新计划、大学生电子设计大赛、大学生课外科技作品竞赛等，大大增强了学生参与科技创新的自信心。
4 结语
电工电子学实习只是电工电子学实践类课程之一，创新性实践类课程教学模式的研究是一个系统工程。应当在国家对大学生创新教育、素质培养要求的大环境下，重新审视电工电子学实践类课程的教学内容与教学方法，建立符合实践教学规律与人才培养要求的教学体系。全面推进当代大学生的素质教育，培养出适应时代需求的工程能力强和有创新意识的复合型人才。
参考文献：
[1]李培根.培养大批创新型工程师时不我待[J].中国高等教育，2007（5）：35-37.
[2]肖看，尹仕，严国萍.创新型电工电子全开放实验教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索，2010,（4）：79-82.
[3]张熠，张豫滇，杨英强.电类专业低年级大学生创新实践的引导[J].实验室研究与探索，2010,（8）：70-72.
[4]李沛，侯晓霞，胡延平.电子工艺实习教学改革之实践[J].中国电力教育2010,（7）：149-150.
[5]王俭等.重视过程质量的电子电路类设计实验[J].实验室研究与探索，2009,（11）：131-133.
[6]方凤才，唐柳，王海波，曾忠宁.高校电子工艺实习教学实践研究[J].广西师范学院学报（自然科学版）2009,（3）：119-122.
[7]符玉荷，黄谭友，杨启洪，杨日福.电子工艺实习面临的挑战及其发展方向[J].实验室研究与探索，2008,（8）：128-131.
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