电子设计大赛与电工电子设计实训课程改革

摘要：目前高等院校电工电子设计实训课程普遍存在学生积极性不高，教学课时较少和教学效果不理想的问题。通过对教学内容和实训考核评价方法的改革，提高了电工电子设计实训课的教学质量。

关键词：演示实验；虚拟实验；Multisim；自制套件；面试考核

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）13-0131-02

全国大学生电子设计竞赛是具有22年历史的科技活动，从1994年第一届开始至今已经举行了12届。教育部和工信部共同发起的这项活动极大的促进了普通高等院校信息与电子类学科课程体系的改革。推动了课程建设和实验室建设工作。参与的学生在实践方面获得了很大的锻炼，将来在工作中的竞争力也得到了提高。指导教师的付出也得到了教育部和高校的认可，承认并计算其工作量。电工电子设计是面向高校理工科专业的学生开设的实训课。主要面向大一大二新生，介绍常用电子元器件的封装结构，不同元器件的选用及常见故障的识别；熟悉常用电子仪器仪表的使用；掌握电子元器件的焊接技术。着重训练学生的实践动手能力，作为电子设计竞赛的前期基础教学环节，承担发现选拔人才的任务。

1 目前教学中存在的问题

学生学习积极性不高。通过对学生上课精神状态的掌握和课下与老师同学之间的交流可以发现一个普遍共识，随着时间的增长，大学生的学习积极性逐年下降。主要表现在实践能力不足，眼高手低的问题比较突出。大一新生对大学充满好奇，相对来说情况还算较好，但是也存在上课玩手机，实训不按照操作规程执行，组织性差纪律散漫的问题。这一方面是现在社会知识爆炸以及知识碎片化造成的，另一方面也反映新时代下教学的改革迫在眉睫。

学校对实践教学重视度不够，课时较少。随着学校实践教学课程数量的增加，而总学时并没有增加多少，这就造成留给每一个课程的实践教学课时非常有限。电工电子设计的实训教学是非常花时间的，一次教学单元应该在4个课时左右，否则很难有效展开教学工作。因为教学课时受到压缩，原来的教学内容就需要进行改进，以适应新形势的要求。目前存在实践教学和理论教学方面的衔接没有处理好的问题。

2 教学内容的改革

目前高等院校学生普遍反映课程设置负担过重，而教学效果并不明显。造成的原因是多方面的，其中之一是课程内容陈旧，已不适应新形势的需要。针对电工电子设计实训课程的特点，需要增加实训套件的选择性和趣味性。传统的实训套件主要是六管收音机，尽管成本低廉但是教学效果并不好。应该允许学生根据自己的专业特点和兴趣爱好自由选择实训套件内容，这就要求实训套件的研制要与时俱进，每年都需要增加一些创新性的实训套件，并将其引入实训教学中。这对实训指导教师和实验室元器件库的建设都提出了新的要求。

重视演示实验，增加虚拟仿真实验。有些实验趣味性很强，但是成本较高不适合作为电工电子基础实训内容。可以将这类实验制作成演示性的，如四旋翼飞行器和脑波控制轨道车等等。这些演示性的实验可以增加学生的学习乐趣，开阔专业知识的视野。在教学开始的时候进行演示，可以吸引学生的注意力，在接下来的学习中更加积极主动。同时在教学过程中将虚拟仿真实验引入电工电子设计实训教学中，采用Multisim仿真软件，增加学生对电路的直观认识，为后续专业课程的学习奠定很好的基础。这很好地解决了课时少和课程综合性、实践性强的矛盾，同时也降低了材料的耗损，减少了经费的支出。采用虚实结合的方式，弥补了现场实验中的不足。

以滤波器实训为例，最简单的形式是一阶无源低通滤波器。对于没有学习过专业课的学生来说一阶无源滤波器截止频率的概念，显得很难理解。可以通过仿真让学生理解频域、波特图的概念，学会使用示波器和信号源等仪器。通过虚拟仪器的使用学生可以掌握常用仪器仪表的使用，并进行电路的直流工作点分析、交流分析、瞬态分析等常用分析方法。在对无源滤波器理解的基础上，再进行二阶有源带通滤波器的实训。通过采用仿真软件，在教学过程中随时提供演示电路和定性定量分析。教师可以在多媒体教学的过程中分析电路的特性，灵活的更改电路参数，进行接近于实际电路的调试分析，有利于对电路进行故障识别，并加深对理论的理解。

3 考核方式的改革

实践教学的考核一直是个难题，实践教学质量监控一直没有较好的量化标准。电工电子设计实训课程的考核不仅作为评价学生学习质量和教师教学效果的手段，同时也肩负为电子竞赛选拔人才的任务。通过近十年的实践摸索，采用面试的方式进行考核，收到了良好的效果。学生在课程结束时不仅掌握了基础知识而且语言表达能力得到了有效提高。可以在公共场合，自信地描述自己的实训作品。在面试的过程中教师需要根据学生的专业和兴趣爱好来提问，学生的回答反映其思维方式、应变能力和对专业知识的掌握程度。最终课程的成绩是根据面试成绩和实训套件制作效果综合打分。通过这种考核方式可以更加真实地反映学生的专业素养。这种考核方式增加了指导教师的工作强度，但是提高了学生的语言表达能力并且锻炼了其面试技巧和应变能力。

4 结论

以全国大学生电子设计大赛为契机，进行了电工电子设计课程的实训教学改革。不仅给学生以有用的专业知识，更重要的是通过这些教学环节和知识载体，使学生了解电工电子设计的思想、方法和精神，学会使用这种方式理性的观察和分析生活中的电子产品。为后续专业课程的学习和工作中的实践打下了坚实的基础。

参考文献：

[1] 黄用勤， 陈珺， 王书纯，等. 电工电子实验教学示范中心持续性建设的探索[J]. 实验技术与管理， 2016（2）.

[2] 刘美华， 屈喜龙， 刘伟成. 依托电工电子实训开展大学生创新性实验计划[J]. 实验室研究与探索， 2016（1）.

[3] 陈建新. 基于MOOC的《大学计算机基础》翻转课堂教学改革[J]. 电脑知识与技术：学术交流， 2015（11）.

[4] 景宁波， 尚长春， 柴钰. 电工电子设计课的教学改革与实践[J]. 电脑知识与技术：学术交流， 2014（9X）：6401-6402.

[5] 谢晓霞， 张权. 功率因数提高的Multisim仿真和实验分析[J]. 现代电子技术， 2015（1）：150-152.