电子系统与产品制作实践课程教学探索与设计

陈树林，肖海兵，张振久，潘晓宁

[摘           要]  以电子测量技术与仪器仪表专业为例，对电子系统与产品制作实践课程教学进行了探索，以项目为教学载体，以岗位能力培养为教学目标，采用基于工作过程的教学模式，对教学内容、教学方法以及考核方式进行了综合设计，有效地提高了学生的实践动手能力和创新能力。

[关    键   词]  电子系统与产品制作;实践课程;教学目标;教学方法

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                   [文章编号]  2096-0603（2021）49-0074-02

一、引言

国内的职业教育经过不断的发展与完善，形成了较为完整的教学体系，各种先进的教育理念与教学方法应用到职业教育中。有学者把项目式教学应用于职业教育课堂中，并取得了良好的效果[1-3]。娄颜超研究了基于CDIO的单片机课程项目驱动教学方法，对项目任务构建、任务小组等进行了详细探讨[1]。吴炜以单片机课程为例，对教案内容、教学方法进行了分析，构建了项目驱动式教学的课程教学资源[2]。杨静波对单片机项目式教学模式进行了研究，对项目选题、项目实施过程以及评分机制进行了探讨[3]。笔者分析了高职院校电子系统与产品制作课程在教学过程中存在的问题，把项目式教学方法引入课程中，对教学内容与教学模式进行了探索，设计了对应的考核方案，针对项目式教学探索和改革过程中遇到的问题进行了分析，提出了改进意见，开发了与之对应的课程资源，取得了良好的教学效果[4]。唐勇等人研究了基于工作过程的高职教师职业能力标准，借鉴PDCA循环，按照资讯、计划、实施、评估以及改进五个阶段，分析了教师在各阶段的职业能力要求，构建了专业教师职业能力标准框架体系[5]。吴全全等人以基于工作过程系统化课程开发范式为理论基础，以企业调研为出发点，以“教、学、评”一体化模式为落脚点，评价内容与工作过程对接，构建了行之有效的学生学习效果评价模式[6]。本文以培养高技术、技能型人才为目标，以项目为载体，采用基于工作过程的教学模式，对电子系统与产品制作实践课程的教学进行探索与设计。

二、课程分析

（一）专业课程体系

电子测量技术与仪器仪表专业以培养掌握电子产品的检测、设计、制作为目标，熟悉电子产品生产工艺流程，掌握电子产品质量管理。学生应具备如下技能：熟练使用常见电子产品测量的仪器与仪表，能撰写测试文档;懂得仪器仪表日常维护与保养;熟悉现有电路板制作工艺流程，能够制作电路板;具有电子电路图的阅读、分析、绘制以及出图能力;掌握模拟电路、数字电路以及单片机电路仿真与设计;懂得编写电子产品驱动程序，并能对电子产品进行调试与维修。

为了实现上述目标，本专业开设了模拟电路、数字电路、C语言程序设计等专业支撑课程。为了进一步提高学生的产品开发能力，开设了传感器应用、电子CAD以及单片机等专业核心课程。集中实践有电子测试实践训练、计算机辅助设计、仪器仪表专业岗位技能训练、仪器仪表与电子产品检修训练、电子系统与产品制作实践等课程（如图1所示）。可以看出，电子系统与产品制作实操课程是对本专业所学知识的一个综合训练，是学生理论知识的具体应用，该课程也是提升学生实践动手能力的关键环节，在学生培养方案中具有非常重要的作用。

（二）课程学情分析

传统的电子系统与产品制作实践课程在实施过程中会遇到以下情况：首先，实训内容由教师指定，所有学生都完成相同项目。学得好的学生会觉得项目很简单，学得差的学生会认为项目很复杂，不能充分激发学生的学习兴趣和热情，限制了学生的想象力和创新力。其次，相同实训内容在完成过程中不易区分差异，不能反映学生的真实水平。最后，最终产品外观相同，功能相同，可考核的参数不多。

三、课程内容

本文教学内容以学生自行选题为主，从自身能力、兴趣爱好等因素出发，选择自己感兴趣的实训项目，这样有利于提高学生的学习积极性。对学生自选实训内容，教师可对其难易程度，项目的合理性、可行性以及完成过程中可能会存在的问题等进行把关，确保学生最终能完成该项目，并能从完成实训过程中有所收获。在项目选取过程中，教师可以给学生指引，依据学生自身能力进行推荐，让学生能充分发挥自身才能。对创新性强、实用性高且需要团队合作的项目，允许学生自行分组，但需确保每位学生参与到每步实训过程中。自选或推荐项目主要以智能电子产品或智能控制设备为方向，如智能机械人、智能家居等。也可与电竞项目相结合，比如对电竞设备进行升级改造，实现以赛促学、学赛结合的教学模式。

四、课程实施

课程以项目为载体，基于工作过程展开教学。一个电子产品仅考虑控制系统，从想法到成型大致需要电路设计、电路仿真、电路板印制、电路焊接、产品调试、小样以及批量等过程。本文参考企业项目产品开发流程，制定了相应的实操工艺。依据实操工艺，编制实训操作手册。项目工艺流程从项目选型开始，能够进行仿真的项目，预先进行仿真，以提前判断产品运行效果，方便进行必要的方案修正，确保项目的可行性。为让学生熟悉企业常规电路板制作工艺，本文教学设计采用传统腐蚀方式印制电路板。电路板制作工艺流程包括电路板的菲林纸打印、覆铜板预处理、蓝油、曝光、显影、腐蚀、脱膜等过程。由于工艺过程具有腐蚀性，为了确保安全，必须严格遵守实操手册，且需要在老师的指引下按具体的实训工艺流程与步骤独立完成。在进行制板工艺操作之前，学生应掌握每一步工艺中的关键参数，如蓝油厚度、均匀程度、曝光时间，显影液、腐蚀液以及脱膜液的浓度和溫度等。焊接技能在培养方案中第三学期已有专项训练，通过图1中的单片机开发板焊接调试实操课程，学生已具备插件和贴片器件的焊接能力。电路调试过程是对学生电路理论知识与电子器件应用的一个综合锻炼，也是对实训工作和能力提升的考查。本次实训工艺无法实现多层电路板的制作。学校教学与企业生产存在差异，校内由于场地和设备等问题，现阶段只能采用手工焊，无法采用企业的回流焊等工艺，小样与量产阶段，在实训过程也无法完成。学院目前通过工业4.0项目，搭建了一套STM自动生产线，该生产线即将引入本实训课程中。本课程最后安排了答辩环节，答辩内容主要有实训项目文档展示和答辩PPT讲解，答辩成绩计入考核总成绩。答辩环节能有效提高学生的语言表达能力以及项目文档撰写能力。

五、考核方式

基于工作过程的实训考核依据项目新颖性、项目难易程度（易、一般、难）、实践过程（图纸设计、蓝油、曝光、显影、腐蚀、脱膜、打孔、调试）、最终成品（外观、实用）以及答辩过程（实训文档、答辩PPT）评分，每条明细、每个步骤都需给出评分标准以及具体分数，做到评分有理有据，客观反映学生的水平。若采用网络评分方式，可以加入学生自评和学生互评。对于创新性高、具有市场前景的项目，可以引入全院或全校师生参与评分。支持、鼓励能力突出的学生以个人或组队方式参加各类高水平电竞项目，并对获奖或创业学生进行奖励。

六、总结

电子系统与产品制作实训课程具有很强的实践性，是对学生所学理论和专业知识的总结与检验。本课程设计基于电子产品从设计到成品的工艺制作过程，既能提高学生的实践动手能力，加深巩固学生对本专业知识的融会贯通;又能让学生对企业生产工艺流程、岗位职能有一定的认知，从而提高学生的岗位竞争力。

经过多年的探索与改革，电子系统与产品制作实训课程取得了良好的教学效果，深受学生喜爱，培养的学生在电子技能竞赛中屡获佳绩。但也存在需要改进和提高的地方，学院需要从场地、设备、经费等多方面投入，教师也需要与时俱进，向企业学习先进技术与管理经验，并应用于实践教学中。

参考文献：

[1]娄颜超.基于CDIO的单片机应用课程项目驱动式教学方法研究[J].喀什大学学报，2020，41（3）：96-99.

[2]吴炜.单片机课程项目驱动式教学的教学资源构建研究与探索[J].课程教育研究，2019（23）：237-238.

[3]杨静波.单片机课程项目式教学模式探究[J].现代职业教育，2018（12）：193-194.

[4]陈树林，潘晓宁，张振久.基于项目式教学的高职“电子系统与产品设计”课程改革探索[J].职业教育研究，2018（8）：62-66.

[5]唐勇，李春明，向月波，等.基于工作过程的高职教师职业能力标准研究：以轻工类高职院校专业教师为例[J].教育科学论坛，2021（21）：57-61.

[6]吳全全，王茜雯，闫智勇.职业院校学生学习效果评价的困境表征与模式重构：基于工作过程系统化课程开发范式的探思[J].中国职业技术教育，2021（14）：55-63.

◎编辑 栗国花