基于赛课结合的电类专业实践教学改革研究

邓鹏

摘要：通过调整电类专业课程设置和采用分阶段实践教学的方式，构建了基于学科竞赛的电类专业核心课程体系，将电类专业学科竞赛中涉及到的基础知识融入教学中，改革了电类专业实践教学和考核评价方法。实践证明：基于赛课结合的电类专业实践教学方式，能极大地提高电类专业学生的学习积极性和专业能力，促进教学质量提高。

关键词：赛课结合;实践教学改革;学科竞赛;创新型人才

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1008-4657（2019）05-0085-05

0 引言

目前，各高校都在探索如何培养实践能力强，能将本专业所学的基础知识灵活应用到实际中，并解决实际问题的应用型人才。随着全国高校招生规模的扩大[1-2]，每年毕业的大学生越来也多，大学生就业面临着很多问题。从近几年的电类专业学生就业情况来看，各高校培养的电类专业人才还不能满足市场对高质量电类专业人才的需求，因此，需要学生深入掌握电类专业知识。本文根据电类专业教学实际情况，对基于赛课结合的电类专业实践教学改革问题进行了研究。

1 电类专业赛课结合实践教学的可行性

1.1 可以培养学生的创新精神

大学生参加学科竞赛一般是在指导老师的指导下，通过查阅各种文献资料，自主设计和研究，通过观察和实验，研究一些现象和实验结果，从而获得一些研究成果。学生在学习和研究过程中发现问题，并解决问题，通过克服各种困难，最终达到竞赛提出的要求，能够培养学生主动学习习惯和创新的精神。以学科竞赛为牵引的实践教学方式，可以使学生在学习中充分发挥学生的潜力，而且教师在教学中可以将知识点融入教学目标任务之中，能提高电类专业实践课的教学质量，真正促进学生创新能力的提高。

1.2 可以提高学生的动手实践能力

电类专业实践课程包括：电路原理实验、模拟电子技术实验和数字电子技术实验等。以往的电类专业实验安排在相关的理论课后面，实验教学内容主要是对理论知识的验证，教学方式单一，学生对验证性实验兴趣不高。针对这种情况，可以将电类学科竞赛题目中涉及到的内容融入到实践教学中，从而提高学生学习兴趣和动手能力。学生在学完专业基础知识后，通过构思和设计，并将所学的专业知识和自己的想法运用到实验和实训，能提高自己对所学知识的综合利用能力。

1.3 可以提高学生的团队协作能力

电类专业学生参加的学科竞赛或科技创新类项目一般都需要组建一个团队，每个竞赛团队的成员一般有3～5人，各成员间需要相互分工合作、交流经验，能起到取长补短的作用。在竞赛训练过程中，每个学生的能力都能得到锻炼。

2 基于学科竞赛的电类专业核心课程体系构建

2.1 调整电类专业课程设置

为了充分调动学生学习的积极性[3-5]，让他们主动学习，可以让低年级的学生参与到高年级的实践课程中去学习和锻炼。以往的电类专业学科竞赛，如电子设计竞赛培训一般只针对大三的学生，因为他们基本学完了大部分的专业课程，可以进行一些综合性的实践训练。但是大三学生只能参加一届学科竞赛就毕业了，这样对于一个学校的人才培养方案来说，学科竞赛没有延续性，每年的竞赛培训和指导都要重新开始，指导老师的工作量也比较大，且效果不理想。因此，我们在进行赛前培训时以大三的同学为主体，鼓励大二和大一的同学参与听课。为了让大二和大一的同学能尽可能听懂培训内容，我们还对人才培养方案中的专业课程设置进行了一些调整，如电路原理安排在大一下学期，模拟电子技术和数字电子技术安排在大二上学期开设。这样安排的好处是学生在大一到大三期间学习的电类基础实践课可以从实践到理论，再从理论到实践，学生对理论知识的掌握会更加深入，更容易将所学知识融会贯通，应用到实践中去。

2.2 采用分阶段实践教学的方式

为了提高学生的实践能力，我们对学生进行分阶段实践教学，还开设了小型电子产品装配与调试实训、电子系统综合设计等选修课程，作为课内实践教学的补充。

第一阶段主要针对大一年级的学生，要求学生学會小型电子产品装配与调试的基础知识，指导学生掌握用万用表、信号源、数字示波器等基本仪器仪表的使用方法，学会简单电路的焊接和普通常用元器件的测量方法，开阔学生视野，锻炼学生的动手能力，让学生了解电子技术的发展现状。第二阶段主要针对大二年级的学生，除了做完基本的模拟电路和数字电路实验外，指导老师提供一些带有综合性的电路设计题目，学生根据要求进行设计。第三阶段主要是针对大三年级的学生，要求学生能根据所学的专业课，如单片机原理与接口技术、EDA技术、嵌入式系统等课程，结合全国大学生电子设计竞赛赛前培训，独立进行设计和制作，灵活运用所学的理论知识。

3 基于赛课结合的电类专业实践教学的实施

3.1 将电类专业学科竞赛中涉及到的基础知识融入教学中

电类专业实践课程的教学往往都是以验证性的实验为主[6-7]，由老师先讲解或演示后，学生按老师的要求进行操作，这样只是简单的模仿和重复操作，不能提高学生的创新能力，也难以提高学生对电类专业实践课程的学习兴趣。为提高教学效果，可以借鉴学科竞赛的指导方式，进行分组实践教学指导。教师在布置实验任务后，学生可以自觉到图书馆或网上查找相关资料，并和小组成员讨论，解决问题。学生在实验过程中自主分工合作，最后由教师对实验结果进行点评。这样的实验教学方式，学生不会把做实验当做一种负担，反而会更加努力的去寻找解决实验中遇到问题的方法，能起到事半功倍的效果。

我们在指导学生参加学科竞赛的同时，对学科竞赛中涉及到的专业基础知识进行提炼，将电类学科竞赛中涉及到的基础内容融入到实践教学中，把学科竞赛作为学生重要的实践教学内容[8-10]，这样可以将学科竞赛与基础实验、课程设计、毕业设计等有机融合在一起，形成以学科竞赛为引导的实践课程教学方式，达到以赛促教的目的。

教学案例1：将电子设计竞赛知识点融入电子技术课程设计中。

我们对电子设计竞赛中涉及到的电子技术基础知识进行了归纳，结合学生掌握知识的情况，按照电子设计竞赛的要求，将电赛中的部分内容引入到电子技术课程设计中，通过项目式教学使学生通过“理论-实践-理论”的方式学习，在实践中培养学生的学习兴趣和对所学知识的应用能力。表1为电子技术课程设计项目式教学内容、知识点和学时安排。

这些项目都源于电子设计竞赛，每个选题都能体现理论教学内容的重点和实际应用。在课程设计中，老师引导学生对各个知识点进行剖析，合理安排计划。教师设计好课程设计项目后，对学生进行分组，学生根据自己兴趣选题，查阅和收集相关资料，通过团队合作的方式进行讨论和分工，对计划安排进一步细化和执行。

3.2 改革电类实践课程教学方法，解决专业课程教学与学科竞赛脱离的问题

目前，电子技术发展迅速，实践教学的内容也应该不断更新，随着人才培养方案中教学学时的压缩，原有的教学方法很难保证教学进度的顺利实施，这就需要老师在教学过程中进行实践教学改革，荆楚理工学院电类专业实践教学主要做了以下改革。

3.2.1 充分利用各种仿真软件

在计算机上利用仿真软件可以对电路原理、模拟电子技术、数字电子技术等课程中的实验电路进行仿真。能用于电类专业实践教学仿真软件比较多，如Proteus、Multisim等。通过仿真软件，学生可以很方便的进行电路设计和仿真，通过仿真测试，可以得到需要的波形和数据。在以往，课堂上讲解芯片的用途和电路的工作原理，学生听起来很枯燥乏味，引入仿真软件后，可以激发学生的学习兴趣。学生不仅在课堂上对理论知识理解更加深刻了，在课后还可以利用仿真软件自主学习和进行相关的实验。

教学案例2：将实践教学中的仿真软件应用于电子设计竞赛中。

结合电子技术实验教学中应用的仿真软件，可以对电子设计竞赛中的一些题进行软件仿真，加快设计进度，在比赛中起到事半功倍的效果。例如我们指导学生参加电子设计竞赛时，对2009年的全国电子设计竞赛题——低频功率放大器的前置放大电路进行了仿真，然后制作实物，取得了较好的效果。图1为前置放大和功率放大电路的Proteus仿真电路图，图2为前置放大和功率放大电路输入和输出电压仿真波形。

3.3.2 充分利用网络资源

教师在讲课过程中可以给学生推荐一些相关的学习网站，学生不仅可以学到一些书本上沒有的理论知识，还可以在网上论坛里与一些相关专业的工程师交流，拓展学生的知识面，培养他们查阅资料的能力。

3.2.3 结合所学课程，合理布置实践教学课后作业

教师在布置实践教学课后作业时，可以多列一些综合性的题目，让学生根据自己的兴趣爱好来选择适合自己的题目。由于每个学生对理论知识的掌握程度和对问题的解决思路都不一样，这样可以充分发挥学生的动手能力和创造力。

3.3 改革电类实践课程的考核评价方法

以往的实验教学考核一般都是根据实验报告、实验操作、考勤成绩综合评定，不能包含整个实验教学过程。因此，在实验教学考核上，我们根据荆楚理工学院的实际情况，将实验预习、实验操作、实验讨论、实验考试（答辩和操作）等也包含在实验考核中。我们鼓励学生将学科竞赛中涉及到本门课程的内容写到实验报告中，也可以参考学科竞赛中对学生的评价方式来判定实验成绩。这种评价方式，可以提高学生参与学科竞赛的兴趣，促使学生主动学习，同时也促进学生对实验内容的深入理解。

4 基于赛课结合的电类专业实践教学成效

学科竞赛是学生素质能力提高的有效途径之一，不同的学生可以根据自己的知识能力和兴趣爱好选择适合自己的学科竞赛，同时学生在参加学科竞赛的过程中不仅提高了运用知识的能力，还可以培养写作能力、团队协作能力等，为将来参加工作打下基础。教师在指导学生参加学科竞赛的过程中可以积累经验，将学科竞赛中的内容与平时的课堂教学、实验教学、课程设计、毕业设计、科研等联系起来。近几年，荆楚理工学院电子信息工程学院进行了基于赛课结合的电类专业实践教学改革，取得了一些成效，越来越多的学生愿意进入实验室参与科技创新活动，学院专门建立了大学生创新实验室，给愿意提高自己动手能力的学生提供场地和机会。这样也促使学院改变了对其他实验室的管理方式，为每个实验都配备学生实验助理员，配合实验指导老师管理实验室，学生可以在课余时间在实验室利用实验设备进行科技创新活动，提高了实验设备的利用率，同时也提高了学生学习专业课程的积极性。

近几年，荆楚理工学院电子信息工程学院学生参加学科竞赛和课外创新活动的人数逐年增加，我们对2014～2018年学生进入实验参加科技创新活动的人数进行了统计，如图3所示，从图中可以看出，参加人数连续5年递增，在2018年，人数达到416人。

近五年荆楚理工学院电子信息工程学院学生在全国大学生电子设计竞赛、全国大学生智能汽车竞赛、全国大学生物联网设计竞赛中荣获国家级、省级奖项40余项，部分学生还在期刊上发表了学术论文和申请了国家专利。学生通过参加各种学科竞赛，综合素质和能力得到很大提高，对专业知识的掌握也比较牢固，在就业中也受到用人单位的好评。

5 结语

创新型人才的培养需要经历一个逐步提升的过程，需要根据学生不同阶段的知识水平进行相应的指导和培养。本文结合教育规律，提出的基于赛课结合的电类专业实践教学方式，以培养学生的动手能力和实践能力为目标，以学科竞赛和大学生科技创新为平台，能提高电类专业大学生的科技创新水平和实践能力，能提高电类专业实践教学质量。

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[责任编辑：郑笔耕]