电子设计类课程的教学模式及应用研究

施文灶　王平

本课题研究的电子设计类课程指的是电子信息工程专业培养计划中的单片机技术、嵌入式系统、电子系统设计等课程。在相关领域，国内以同济大学为代表的高校在嵌入式课程中率先引入由卡内基梅隆大学（CMU）提出的“Learning by doing”这一适用于电子设计类课程的行之有效的先进教学理念，对嵌入式教学进行了部分改革。其他许多高校也将课程进行了强化实际动手能力和实践能力的改进，教学效果取得了一定程度的提高[1]。

本课题旨在使电子设计类课程的教学与毕业设计相结合，贯穿于本科二年级到四年级，即从二年级开始开设的设计类课程到大四的毕业设计，有效地提升电子信息工程专业的教学质量和学生的专业水平。

一 电子设计类课程的教学模式

以单片机课程的教学为例。

1 在实例中传授理论知识

打破传统上以“讲概念说原理”为主的教学模式，消除电子设计类课程的神秘感及学生的惧怕心理，提高和改进学习效果，使此类课程被更多学生所接受[2]。设计几个较基础的实例，将理论知识融合其中，使学生对课程有着最直接的深刻认识，可收到事半功倍的学习效果。例如：在讲授单片机的I/O口资源时，直接给学生演示键盘控制LED的效果，这样有利于强化学生对I/O口作用的理解，同时也熟知某引脚具备输入或输出功能时的应用。

2 课程实践项目的设计

“会考试，不会做”是目前电子信息工程专业学生普遍存在的问题。以实际项目的开发过程和方法为主线，采用“项目驱动、案例导向”模式进行启发式教学，将“边做边学、以做促学”的教学思想贯穿于整个教学过程中。这样，学生不仅加深了对原来只停留在书本上的专业概念和原理的理解，而且每个学生或项目团队都能完成一个完整的、甚至有创造性的作品。充分激发了学生的成就感和自主学习的积极性，有利于显著提高课程教学效果[3-4]。

本课题通过建立“三层次实践项目”（基本型项目、提高型项目、研究创新型项目）教学模式和与该模式配套的实践教学管理体系[5]，在每个实践项目中，提出了“基本”与“扩展”内容的不同要求，保证了实践教学的系统性和实践环节的完整性，形成了“基础—提高—创新”的研究型实践教学新体系，从而兼顾了不同层次的学生[6]，使所有学生都能根据自己的知识水平选择适合自己的实验项目，从根本上解决了“单片机只是为少数学生开设的课程”这一问题。单片机实践项目的设计如表1所示。

3 课程考核方式

以项目考核代替笔试。以表1中的实践项目完成情况及期末作品（期末作品完全由学生自由选择，可以参考“研究创新型”项目）进行综合评价。为了防止学生拿他人成果作为作品，按毕业设计的要求来验收作品项目——提交完整的设计报告、设计源代码、分组进行答辩，其中设计报告需包括目录、设计题目、设计任务、设计思路（原理组成框图、资源分配）、硬件电原理图和连接图、程序流程图、设计心得和参考资料;设计源代码要有较为详细的注释。这样的做法将是学生对毕业设计过程的一次预练，也有利于督促学生在项目上多花时间和精力，真正掌握单片机的知识及其设计方法。

4 项目在课程结束后的延续

在教学过程中发现，很多学生在课程结束后都会存在项目（特别是提高型项目和研究创新型项目）的部分功能未完成或想进一步完善的情况。这时如果继续给学生提供实验室平台和相关资源，将会使学生更进一步。可以按本科毕业设计的难易程度对项目在原有基础上进行功能的添加，修改成毕业设计题目，有助于学生学习的延续，也为毕业设计提前做了准备。

二 基于提升毕业设计质量的应用实践

学生在做毕业设计中存在两大问题：一是从毕业设计题目下达到毕业答辩不到一年的时间里，部分学生考研或找工作占用了大四的绝大部分时间，真正进行毕业设计的时间不够;二是学生对所选题目不了解或不感兴趣使得很难进入设计工作状态。这两方面因素最终导致毕业设计质量不高，部分学生到了答辩时还不清楚自己的设计方向，甚至为了应付完成任务，少数人去抄袭或购买毕业设计作品或论文。

为了提升毕业设计的质量，很多人提出了各种办法和建议，如：适当延长毕业设计的时间，让学生有充分的时间来深入研究一个课题[7]。增设命题介绍环节，提供选题依据，允许自选题目;采用信息化管理手段，提高管理效率和毕业设计教学质量[8]。增强指导教师责任心，严格毕业答辩[9]。不可否认，这些方法都能从一定程度上提升毕业设计的质量，但不能从根本上解决问题。我们认为，毕业设计质量能否提升，真正的决定性因素在于学生，而不在于教师或管理手段。必须让学生先对题目有深入了解，根据自身的专业水平选题，进而产生兴趣，才有可能真正投入到设计工作中[10]。

将设计类课程的项目开发延续到毕业设计中（在原有项目的基础上进行扩展，作为毕业设计的提前准备），学生有了更充裕的时间和更明确的设计任务，可以和指导教师协商选择自己感兴趣的毕业设计课题，从而充分发挥学生的潜能，提高毕业设计质量。

实践表明，平时在课堂上按教师的指导完成课程任务的学生对单片机系统设计有较为深入的认知。以课堂上完成的项目为基础，提前进入毕业设计环节，普遍使毕业设计的完成质量有了明显的提高。由学生自由组队进行实践项目开发，培养团队合作能力;鼓励学生自选题目，充分发挥学生的自主想象力和创造力。文中的教学过程主要以单片机为例，项目的设计稍加修改可以推及到嵌入式系统、电子系统设计等课程，具有一定的参考价值和推广意义。

参考文献

[1]何宗键.从一门课程到一个专业——同济大学移动与嵌入式课程经验谈[J].计算机教育，2008（17）：48-50.

[2]纪昕成. 高校电子信息工程创新教育策略探讨[J]. 信息系统工程， 2014 （4）：158-158.

[3]赵国安，郁斌.以学生团队学习和课题开发模式改革嵌入式课程[J].现代教育技术， 2009（19）： 136-138.

[4]李莉，路而红.电子信息工程专业学生创新能力的培养[J].北华航天工业学院学报，2008（z1）：59-60.

[5]刘鑫，陈丽霞，王虹.电子类专业实践教学模式的研究与探索[J].中国现代教育装备， 2008（8）： 86-87.

[6]朱金秀，朱昌平，范新南，等.“以学生为本”建设电子信息技术实验教学示范中心[J].实验室研究与探索， 200912）：

93-94，97 .

[7]陆静. 提高高校毕业设计质量途径的探索[J]. 大学教育， 2014（2）： 37-38.

[8]杨帆.本科毕业设计教学模式创新研究[J].计算机教育，2010（7）：74-77.

[9]胡娅萍， 吉洪湖. 本科毕业设计存在的问题及解决途径探讨[J].中国电力教育（下）， 2014 （2）： 137-138.

[10]杨冰， 邓曙光， 谭跃， 等. 提高电子信息类专业本科毕业设计质量的探索与实践[J]. 电脑知识与技术， 2014（24）：endprint