自动化专业电工电子教学模式改革的探索

牛炯 陈家林 陈震 刘兰军 周琳

摘要：课程实习是自动化专业本科教学活动中的一个重要的实践环节，在明确自动化专业电工电子实习重要性的基础上，针对传统的课程实习模式存在的不足，按照高素质创新型人才培养目标的要求，以能力培养为导向，对自动化专业课程实习改革进行了探索。提出从工程实践角度出发，培养学生自顶而下的设计方法。实践教学结果表明，课程实习的教学质量得到了的提高，大大激发了本科生自主学习的热情，教学效果得到了明显的改善。

关键词：自动化专业；电工电子实习；工程实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）07-0101-02

一、引言

电工电子实习是学校实践教学环节的重要组成部分，我校自动化专业安排在大二结束的夏季学期，该实习致力于培养学生熟悉电子产品设计方法以及运用知识独立分析和解决问题的能力。培养学生严谨求实的科学作风，使学生从被动学习转为主动学习和自主探索，实现知识向能力的转化。通过这样的实习，提高学生电路分析能力，增强独立工作，独立思考的能力。同时在讨论中，培养学生的团队协作能力。这是教学计划的一个重要的环节和组成部分。长期以来，实践性教学环节一直处于辅助从属的地位，从思想上和做法上都没有提高到像理论教学那样重要的地位上来；同时由于受到实习时间、场地、经费、学校招生规模逐年扩大等诸多因素的影响，电工电子实习更多的局限在完成几个简单的验证性实验，导致无法激发学生自主学习的热情，自动化专业学生的工程实践能力得不到锻炼，更别说全面的提高学生的综合素质，实现综合能力的培养。我们针对自动化专业的电工电子实习教学的要求和特点，结合工程教育专业认证要求，对自动化专业电工电子实习教学改革进行了探索，并且获得了良好的教学效果。

二、电工电子实习的重要性和存在的问题

电工电子实习是教学计划中一个重要的实践性教学环节，致力于培养学生综合运用知识的能力和创新意识，使学生理论联系实际，巩固和加深课堂所学知识，培养学生的动手能力，观察、分析、解决问题的能力，培养学生严谨求实的科学作风，使学生从被动学习转为主动学习和自主探究，实现知识向能力的转化。参与电工电子实习的自动化专业的学生已经系统地学习了本专业的专业基础课程，如《电路原理》《模拟电子技术基础》以及《数字电子技术基础》等，掌握了各单元电路的基本原理，并在相关实验课程中进行了单元实验，能够独立进行单元电路的设计和程序的编写。但根据以往高年级同学的生产实习以及毕业设计情况来看，学生虽然经过了大量的实验和设计，大部分同学仍然并没有顶层设计的概念，甚至拿到一个综合性题目后不知如何下手，更別说满足设计指标的要求，因此无法将课堂学习到的知识真正运用解决实际问题。传统的电工电子实习模式受到教学理念、实验条件以及经费等客观因素的影响和约束，主要体现在以下几个方面：①实习内容简单，教学大纲缺乏科学性和合理性，无法满足新时期的需求；②随着学生人数的增多，指导教师投入精力有限，无法满足对每个同学实时指导的需求；③实验室管理体系不完善，随着学校逐年扩招，指导大量学生完成较为复杂的设计、焊接以及调试，需要有好的管理理念和方法；④由于学生完成的任务仅仅局限在简单的焊接和相对简单的电路调试，无法激发学生自主学习的热情，因此学生积极性不高，教学效果不佳；⑤实习内容不满足培养创新性工科人才的培养目标。

由此可见，积极探索出一种适合现阶段实际情况的自动化专业电工电子实习模式，提高电工电子实习质量，是实践教学改革的一项重要工作。

三、自动化专业电工电子实习的改革与实践

本科生在平时学习中通常只是学习一门门的课程，完成学分的积累，所学的知识点都是“剥离的”、“孤立的”，并没有以“联系的”、“系统的”观点来学习本专业的知识，很多时候是学了后面的知识，忘了前面的知识，建立不起来知识点之间相互的联系。针对这些问题，我们及时转变教育观念。电工电子是自动化本科生开展的第一门综合性实践教学课程，培养学生在实习过程中从工程角度出发，站在顶层设计的角度思考问题，增强学生系统工程的意识和实践动手能力，为工程实践奠定良好的基础。

1.成立电工电子实习小组，完善电工电子。实习教学内容电工电子实习的主体是大二升大三的学生，在这个阶段他们仅完成了专业基础课程的学习，因此在实习内容的设计上必须围绕他们已经学习过的知识展开，使学生在为期4周的电工电子实习过程中，能够站在顶层设计的角度思考问题，从工程角度出发，完成方案设计、电路仿真、电路板的焊接和调试以及实习报告的规范化书写等流程。下面对各个环节开展的工作进行详细介绍：①方案设计环节：由指导老师给定设计题目，并对题目中涉及到的知识点和参数指标进行分析和讲解，学生在给定时间内围绕相关知识点查阅资料，设计系统方案；然后指导教师对学生查阅的方案进行初次答辩，并进一步针对方案中的问题进行分析讲解，分解和细化方案，将任务分解成独立的单元模块，明确每个单元模块的原理和输入输出关系，使学生深入理解方案的设计思路和方法。然后学生根据任务要求和指标对各模块进行电路设计和理论计算。②电路仿真环节：学生理解了单元模块的工作原理和输入输出关系后，根据所学的知识设计电路，并在multisim软件上对电路进行仿真，验证电路设计的正确性。这个环节能够充分调动学生的主观能动性，利用所学的知识结合工程应用，解决实际问题。③电路板焊接环节：这个环节在仿真环节全部完成后进行，主要培训学生的焊接能力。焊接前指导教师给学生讲解不同封装类型器件的焊接方法和焊接过程中的注意事项，强调弱电使用安全规范。指导教师发给学生已经制作好的印刷线路板（PCB），学生根据印刷线路板的原理图进行焊接，PCB板上的各个单元模块都是独立的。④电路调试环节：这个环节主要训练学生独立思考问题和解决问题的能力。所涉及的综合性实验包含模拟电路部分和数字电路部分，学生在完成焊接后，对各个单元模块电路进行调试，使每个单元模块的输出与理论计算相符。⑤实习报告的书写：学生在完成作品的验收后，需要进行实习报告的书写，本环节主要是培养学生规范化书写设计报告，要求对实习过程中遇到的问题进行分析和总结，能够分析输出结果进行误差、动态范围以及线性度等相关指标分析，并对实习的各个环节提出意见和建议，使指导教师能够通过该反馈机制不断地完善实习流程和教学方法。

2.建立科学完善的考评体系。电工电子实习成绩是对学生实习情况的全面评价，因此必须建立科学客观的考评机制，客观、真实地评价学生的实习效果。实习结束后，由指导教师根据学生实习出勤情况、作品验收情况、考试成绩以及实习报告四部分评定实习成绩，其中出勤情况占10%，作品验收情况占30%，考试成绩占20%，实习报告占40%。作品验收主要包括学生方案设计验收、仿真结果验收、焊接验收以及电路板性能测试验收四部分，通过分环节验收可以有效地对学生的实习进行过程监管。

四、结束语

电工电子实习的改革在我校自动化专业已经实施了三年，从教学效果来看，电工电子实习改革是行之有效的，很大程度上提高了电工电子实习的质量，本科生通过电工电子实习，经历了自顶而下设计过程，由于学生完全参与了设计到实践的环节，大大地激发了学生自主学习的热情，同时强化了学生系统工程意识，为后续课程的学习以及实际工程设计奠定了良好的基础。电工电子实习教学环节的改革与完善是一项长期的任务，虽然在我校自动化专业的教学实践中取得较好的教学效果，但仍需要不断地加强和完善，以满足不断发展的现代教育的要求。

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