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电子制作创新实践教学研究

发表时间：2021/3/22 来源：《文化研究》2021年3月上作者：欧阳富安

[导读] 本文主要分析了电子制作创新实践课程的定位，从教学体系、主要内容、进行方式、考核方式等方面来阐述该课程建设的实践经验和探索。

江西工程学院欧阳富安

【摘要】本文主要分析了电子制作创新实践课程的定位，从教学体系、主要内容、进行方式、考核方式等方面来阐述该课程建设的实践经验和探索。
【关键词】电子制作；创新实践；教学研究
        一、引言
        电子实验中心的实验教学定位为学生工程训练培养的主要基地和创新能力培养的重要基地。树立以学生为本，以知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念。构建以学生能力培养为核心，旨在加强学生实践能力和创新能力的工程实践，促进学生的知识、能力、素质综合协调发展的实验教学体系。既重视学生“应知应会”的基础实验，更强调综合型、设计型、创新型、开放型实验教学，加强学生工程训练和设计能力培养。
        在我校机械工程及自动化专业培养体系中，《电子制作》是学生在学习了电工学、微机原理及应用、测试技术以及电子CAD之后，进一步综合运用电方面的知识，体验计算机测控系统的设计方法和过程，初步了解机电一体化系统设计知识，从而完成对机电系统创新性设计。
        二、教学体系
        电子技术的特点是易学难精，入门门槛并不高，电子制作以学生自主进行电子项目的制作为主，教师辅助学生解决遇到的困难。电子元器件的识别、测量；电烙铁手工焊接；电路图的识图；电路工作原理；元器件的安装方法；电路调试检测等等，都是一个循序渐进的过程，学生在“做中学”。学生为了自己的作品，主动接受知识，学生回归为学习的主体，教师起到引导、辅助的作用。
        本课程侧重理论和技能并重的教学安排。意在通过该课程实践，使非电类学生能在已学电子和计算机知识背景下，通过自我实践，熟练掌握常用测控手段，从整体上全面掌握电气线路设计的基本步骤，了解电气设计的基本要求，运用系统总体设计方法对机电系统进行创新性设计，解决本专业实际问题的能力的教学目标。
        三、主要内容
        为加强学生实践能力和创新能力的培养；通过电子产品从原理设计、工艺设计、样机制作的全过程，实现对学生工程师素质的培养；同时学习和掌握机械法制板工艺及化学制板工艺。学生根据指导书提出的设计要求，并用电子CAD软件（Altium Designer DXP）设计出符合要求的原理图及印制线路板，并利用实验设备制作出试验PCB；然后利用实验室现有元器件，并购买部分易损器件，装配并进行调试，使硬件系统正常工作；最后根据设计要求编制单片机源程序，并能调试通过，使控制器达到设计要求。
        在课程内容设置上以项目为模块，突出能力的锻炼，强化技能的训练，模拟电子产品的整个生产流程。在内容设置的选取上都是为了达到既定的能力目标：①熟练使用常用电子测量仪器和焊接工具，包括万用表、电子毫伏表、函数信号发生器、示波器、频率计、扫频仪等；②熟练使用电烙铁和热风枪等焊接工具，包括元器件加工与成型的能力；③常用电子元器件的检测和识别的能力，根据元器件查找相关资料的能力；④印刷电路板的制作能力，电路板布局与布线能力以及电子产品的装配能力；⑤具备一定的电子电路的识图能力和调试检测能力；⑥灵活掌握汇编语言编程和Keil C编程以及调试能力。
        结合学生对专业理论知识的掌握情况，在多年实践经验的基础上，先后自编涵盖数控进给控制器，单片机与PC机通讯，温度测量计，实时时钟，电子计算器，转速调节器，数据存储器等项目的实践指导材料。内容包括各个项目的功能要求、基本电路图、创作与调试方法、可持续创新的提示、评价体系等，列入电子专业教学计划，进行系统性训练，强化学生的专业知识。

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        由于设计时间限制，针对不同专业方向的学生，针对偏向机的学生，硬件原理图及线路板可由教师预先设计完成，学生了解整个流程，按照设计要求进行装配及调试，然后再按照设计要求进行软件设计及软件调试，从而基本上达到设计一个完整控制系统的要求。
        四、进行方式
        课程安排是在整个学期内分散执行的，这样可以充分利用学生的课余时间，还可以结合各类创新实践大赛，国家级、省级以及校级都有，争取到了经费，更主要是提高了学生的学习兴趣，真正做到理论和实践相结合。整个实践过程分为以下几个阶段进行。
        1.布置课题，查阅资料
        时间为校历第1-4周。选题可由指导教师选定，或由指导教师提供多个选题供学生分组选择；也可由学生自己选题，但学生选题需通过指导教师批准。指导教师在布置课题时，要求介绍课程设计的内容、要求、安排、考核方法和注意事项等；同时，还要讲授必要的课题背景和相关知识、基本原理，着重帮助学生明确任务，理解系统的一般设计方法和软件调试技巧等。学生课前要认真预习，课上由教师讲授和学生实践相结合，课后要认真复习，并积极完成课后练习题。学生在学习过程中，还要注意参考网上资源，学会在网上搜索相关资源，培养基于网络的学习能力。
        2.设计阶段
        时间为校历第5-17周。首先根据系统结构设计操作功能和流程，明确接口元件的种类、数量。选择计算机进行接口设计、电路设计，利用电子CAD软件绘制电气原理图和PCB，从设计到制作，体会非常深刻。其次，安装元件，根据操作功能绘制程序框图，编制主要程序并反复调试。
        3.结果整理、撰写说明书
        时间为校历第18-19周。在设计的各个环节后，学生都要及时整理设计过程和结果，总结分析问题，找出其中存在的问题，并提出相应改进措施，按照正确的格式书写设计说明书。
        4.答辩
        时间为校历第20周。设计完成后每个学生都要进行答辩，学生讲解设计思路和设计成果，回答答辩老师提出的问题。
        五、考核方式
        1.考核方法
        学生递交软件、设计图和设计报告，教师根据设计态度、设计方案、考勤、调试结果、报告质量和答辩情况综合评分。
        2.成绩评定
        学生的设计成绩的评定由三部分构成：设计成绩、平时成绩、答辩成绩。设计成绩占50%，答辩成绩占30%，平时成绩占20%。成绩评定按优、良、中、及格、不及格五个等第评定。90—100分为优、80—89分为良、70—79分为中、60—69分为及格、60分以下为不及格。
        六、结论
        本课程中学生的提高是一个缓慢的过程，制作出某个实物并不是最终目的，而是要通过制作几个电路的过程让学生自己慢慢体会成长的过程。经过多年实践证明，我校在电子制作创新实践教学中，经过长期不懈的努力，在培养学生创造性思维方面迈出了新的一步，取得了较好的实际效果。
参考文献
[1]赵伟绪.电子制作在电子专业入门教学中的几点建议[J].中国科教创新导刊,2012(10):176-178.
[2]赵惠敏.在电子制作中培养学生的创造性思维[J].科教文汇,2017(6):130.
[3]黄小华.浅析高职院校《电子制作》课程建设[J].职业教育研究,2011(33):25.
作者简介：欧阳富安，1963年9月，江西莲花，本科，高级工程师，研究方向：电子工程。