基于电子设计俱乐部的创新人才培养研究

张晨亮 王文 苏学军 郭立康

[摘           要]  针对学生电子信息技术素养的培育问题，以电子设计俱乐部为例，分析了培养目标，给出了考核标准，对俱乐部训练方式与内容进行了优化，在此基础上对俱乐部软、硬件建设进行了研究，并结合俱乐部的日常运行，论述了科学高效的管理手段。

[关    键   词]  人才培养;训练方式;资源建设;科学管理

[中图分类号]  G642                     [文献标志码]  A               [文章編号]  2096-0603（2020）44-0228-02

为了培养创新型、实用型、复合型人才，各高校广泛开展了基于俱乐部的育人方式改革，各种以俱乐部为代表的社交团体应运而生，成为学生陶冶情操、培养技能、创新实践的重要平台。电子设计俱乐部由学生自发成立，自主管理，目的是丰富学生电子制作知识，培养学生电子设计、制作和编程等技术与能力，激发广大学生投身电子事业的热情，同时也能丰富学生校园文化生活。虽然俱乐部是以学生为主的社团组织，但如果不明确培养目标，制订训练项目，俱乐部往往会一盘散沙，发挥不了俱乐部应有的作用。俱乐部应该在教师的指导下有序运行，而完善的人才培养教学体系是俱乐部运行的重要保证。

一、明确培养目标与考核标准

电子设计俱乐部面向全体学生开放，实行会员制管理，涵盖了大一到大三的学生，学生的知识量、专业都有很大差别。因此，在制订培养目标时，会员应该分层次、有差别地进行管理和培养。

1.初级会员的培养目标是学生应具备基本分析问题、解决问题的能力，了解电子技术的基本知识，认识常用电子元器件，学会手工焊接，能够分析简单电路工作原理，进行简单的电子作品的装配。

如果学生具备元件识别、焊接、简单电路分析能力并制作简单电子作品3件以上便可成为中级会员。

2.中级会员要求能够独立分析、解决问题，自主学习新知识，具备软件与硬件相结合的综合实践技能，能独立设计、制作电子作品。

如果学生具备独立电子设计与制作、软件编程能力，并能制作综合性较强的电子作品2件以上便可成为高级会员。学科竞赛获奖学生都可成为高级会员。

3.高级会员应该具备在项目和系统层次上分析、解决问题的能力，具备现代工程意识，能够综合设计复杂电子作品。

会员晋级是通过考核实现的，针对不同级别的会员，俱乐部拟订了详细的考核标准。由俱乐部成立考核小组，并于每学期中期进行集中考核，通过考核者方可晋级，并颁发等级徽章。

二、优化训练方式与内容

传统训练方式采用“教师讲、学生听”的模式，教师占主体地位，学生对教师过于依赖，学生缺乏自主性、积极性和主动性，学生的主体地位不能得到体现，创新意识不强，且很难区分学生的个性与实践能力。由于俱乐部活动时间分散、人员分散、学生知识层次存在差别等客观因素，因此俱乐部在训练的方式与内容上，采用理论讲授与实践操作相结合、统一辅导与个别指导相结合、教师指导与学生自学相结合、导师制与班建制相结合。

对于初级会员，俱乐部采用统一训练模式。该阶段主要以硬件训练为主，不涉及软件编程。不同基础的学生可以在项目库中选择适合的项目，比如，LED发光电路操作、二极管和三极管的使用、触摸感应开关、延时触摸LED灯等。由于俱乐部每周有活动时间限制，现暂时3周完成一个项目。指导教师通过统一授课模式，使初级会员尽快上手。

对于中级会员，主要培养其独立分析、独立设计、独立编程、独立制作、自主学习能力。训练项目要突出综合性、工程性、趣味性等，比如，无线充电循迹小车、无线供电的LED旋转显示屏、无线调频话筒、环境监测系统等。可采用学生自选及教师指导选题，也可训练历年学科竞赛题目，并为学科竞赛提前准备。该阶段，教师不再手把手地教学生了，而是以指导为主，可与学生一起研究方案、解决疑难问题。

对于高级会员，该阶段要掌握硬件设计与软件编程，能熟练运用某个开发平台。高级会员可以实行导师制，在导师的指导下进行更深入的学习，也可根据自己的兴趣选择研究方向。

为了提高训练效率，可以采用以“项目驱动为导向”的训练方式。该方式以某个具体项目为牵引，以解决某个实际问题为目标，以一个或多个知识点为训练要素，每个项目都是一个独立的电路单元。该方式可激发学生的学习热情，使学生主动思考，独立解决问题，适用于各阶段的学生。学生在解决问题的过程中，学到了新知识，提高了训练效率。

项目内容的选取应考虑不同级别学生的差别，遵循“由浅入深、循序渐进”的原则，同时项目也应满足新颖性、趣味性和可操作性，综合性项目要带有一定的工程性，让学生提前接触工程实际。另外，项目的设计可以采用“搭积木”的形式，即把一个综合性的项目拆分成若干个基础性小项目，完成这些小项目，组合起来便可形成一个复杂的系统。该过程使学生一开始便从系统层次上分析、解决问题，使学生目标明确、效率较高，从而增加学生的成就感，学生的积极性很高。

三、加强硬件资源建设

为了系统地培养学生，必须有完善的、良好的硬件环境。为此，俱乐部投入资金，建立了电子技术创新实验室，并升级了EDA实验室、电子技术实践实验室。

电子技术创新实验室是学生俱乐部活动的主要场所，配备了40套通用电子仪器设备，每套设备包括电脑、数字示波器、频谱分析仪、直流稳压电源、信号发生器等。另外，为了满足学生知识拓展需求，还配备了单片机开发板、DSP实验箱、FPGA实验箱、物联网实验箱等;并自研竞赛训练实验箱，包括多个训练单元，如传感器、单片机、功率驱动电路、通信模块、显示模块等，可完成多个竞赛项目的训练等。除此之外，电子技术实践实验室还安装一个印制板生产线、一个可容纳30名学生的元件焊接实验台，并配备了3D打印机、台钻、小型车削加工机床、手电钻、角磨机等工具，让学生不出实验室便可加工出所需机械结构。EDA实验室配备20台电脑，主要完成软件编程、电路仿真、印制板设计等任务。

为了满足学生电子元件的需求，俱乐部专门配备了常用元器件柜，并把所有库存元器件编号上网，形成数据库，学生可在网上查询元器件存放位置及库存数量，并通过电子耗材管理系统进行申领。

四、加强软件资源建设

除了硬件建设，实验室的软件建设也必须跟上，否则学生在实验室训练目标不明确，训练效率不高，效果不理想。软件建设主要包括：指导教师建设、网络教学资源建设、训练项目库建设。

指导教师是决定俱乐部成败的关键。指导教师不但可以传授学生知识，还可以指引学生方向。一个知识渊博、实践技能强的教师对学生的影响将是巨大的，因此指导教师是不可或缺的，其能力水平将直接决定俱乐部活动开展的水平。为了提高指导教师水平，我们制订了“指导教师实践技能升级计划”，鼓励指导教师多动手、多实践，提高指导水平。

实验室还经常邀请参加过电子设计竞赛并获全国奖的学生参加指导，进行经验交流，实现传帮带。这样的学生实践技能较高，有着丰富的实践经验，容易和参训的学生产生共鸣，对学生的帮助效果较为明显。

网络教学资源包括网络课程、微课、MOOC、自学平台等，为学生自学提供支撑。学生可以利用课余时间自学相关知识。网络教学资源要内容丰富、信息量大。对于学生存在的共性问题，可尽量补充教学资源，使学生在实验室就能查到解决问题的方法，提高自主意识及自学能力。

训练项目库主要包括学生在俱乐部活动的实践项目。比如无线和弦音乐门铃、光控自动节能灯、电子助记器、收音机、电磁炮、迷你音响、触摸感应开关、报警器等。项目具备趣味性、实用性和层次性，不同阶段的学生可以选择不同种类和难度的项目。对于一些较基础的项目，俱乐部提供详细的制作方法及元件清单，备好电子元件。对于一些设计性、创新性较强的项目，要给出设计方向、关键技术、参考方案等。建立辅导教材，把制作方法汇编成书，还要逐步录制视频并上传网络。

五、探索科学管理手段，提高俱乐部运行效率

每个实验室都设置了门禁系统并安装了监控，授权的学生可以持卡进入实验室并自動完成考勤。实验设备都有编号，实验台分配给学员并签订责任书，要求对实验台的秩序、设备的完好等负责，对于随意调换座位及不填履历本的行为及时进行教育。

元器件领取实现了信息化，对出入库的每个元件都进行登记，把元件出入库信息存入数据库，对于快用完的器件，系统会报警提示。学生使用后的元件有几种处理方法：一是对价格较高的元件，在确认未损坏的情况下回收，重复使用。二是允许学生在俱乐部网站内打广告，鼓励学生之间相互交换元件，同时带动知识和技术的交流。三是对学生创新设计并取得成功的作品回收，并给予学生一定的奖励。回收作品中有保存价值的留作展览，其余的拆解后再利用。

实验室具有全面的规章制度，我们又根据创新实验室的特点，制订了特定的要求，比如，电烙铁的操作规定、加工机床操作规定等。实验室配备的所有设备都装有功能完备的漏电保护自动开关，同时，还有一个总开关，并能实现远程监控，当实验室没有学生时，可远程关闭总开关，防止出现触电事故。

六、结语

通过几年的建设探索工作，我校电子设计俱乐部的创新人才培养体系建设取得了可喜的成绩，学生获得了多项国家级和山东省竞赛奖项，形成了科学高效的创新能力培养模式，学生参加俱乐部活动和学科竞赛积极性很高，具有广泛性和可持续性。

参考文献：

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◎编辑 张 俐