計算機專業電子工程訓練改革實施

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摘要：區別于傳統的電子信息類專業，針對計算機類專業的特點，在其電子工程訓練實習課程中引入開源硬件Arduino的設計、制作和開發，在傳統的教學方法上加入實例教學和項目式教學方法，構建公平合理的多元化全面考核評價體系，旨在通過虛實結合的方式培養學生的工程意識和創新能力。

關鍵詞：電子工程訓練;專業特點;Arduino

教育部啟動的“卓越工程師教育培養計劃”，要求持續深化工程教育改革，加快培養適應和引領新一輪科技革命和產業變革的卓越工程科技人才。順應社會的發展趨勢，計算機專業也增設了電子工程訓練課程，旨在培養學生的工程意識、實踐能力和創新精神。因此，針對桂林電子科技大學計算機專業的特點和學科優勢，通過完善、豐富教學內容，優化課程安排，建設一種以教師為主導、學生為主體的創新實訓模式，對培養具有較強的創新能力、能夠適應市場要求和社會發展需要的卓越工程師具有重要的意義。

1教學現狀

目前，我校電子工程訓練中心開設的《電子工程訓練》課程是一門綜合性較強的實踐課程，是專門面向計算機科學與工程學院的計算機科學與技術專業大三的學生而開設的，實訓的主要內容為：51單片機電路設計、電路板制作和調試；手工焊接練習；收音機的焊接、裝配與調試。通過此次實習，學生能掌握基本的電子技術知識，了解電子產品的制作流程，實踐動手能力得到進一步提高。《電子工程訓練》課程在前期教改的基礎上，雖然取得一定的效果，但是還是存在一系列問題：第一、實訓內容陳舊。首先，收音機的焊接、裝配、調試和檢測等內容已延續很多年，學生機械式的進行實驗，對產品的原理、設計無法理解。學生的思維活動完全限制在教師預先安排好的軌道上運行，缺乏獨立思考的機會，創新精神和獨立獲取知識的能力得不到培養，不能激發學生的積極性和創新性，學生難以形成工程設計的整體概念。其次，51單片機電路設計、電路板制作和調試等內容在一定程度上可以激發學生的學習興趣并發揮其創新能力，但是，51單片機功能單一，可擴展性差，開展實驗有限，學生的創新力得不到充分展現，而且，使用51單片機還需要了解單片機內部硬件結構和寄存器的設置，這對于計算機專業的學生來說，在短短幾天的時間里掌握并應用是有一定難度的；第二、實訓各項目間聯系不大，收音機和單片機是兩個完全不一樣的產品，除去焊接練習、考核驗收的時間外，剩下的7天里要完成這兩個聯系不大的項目，時間有點緊張，只能完成基本的內容，導致學生自己發揮的機會較少，學生得不到創新訓練的體驗；第三、實習方式不夠靈活，學生人數較多。基于此，對現有的《電子工程訓練》教學內容和模式進行改革，構建培養工程科技人才的教學模式勢在必行。

2教學改革與實施

2.1根據專業特點，為學生量身打造教學內容

桂林電子科技大學《電子工程訓練》課程是一門綜合性較強的實踐課程，是專門面向計算機科學與工程學院的計算機科學與技術專業（含卓越班）大三的學生而開設的，學生已先學習了電工電子類課程，特長是編程，只是還未形成工程理念，把它們聯系起來進行設計應用。因此，針對計算機專業的特殊性和學生個人能力的高低，為學生量身打造與專業緊密相關的綜合性實習內容，把軟硬件結合起來，在硬件平臺上，學習能力強的學生可設計出較復雜的項目，創新能力和個人水平可得到充分發揮。傳統的51單片機功能單一，擴展性差，開展實驗有限，與之相比，開源硬件Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，軟硬件完全開放，從Arduino相關網站、博客、論壇里可獲得大量的共享資源，學生可以不需要了解其內部硬件結構和寄存器設置，就可發揮自己的編程特長快速應用。因此，可以把Arduino的設計開發引入《電子工程訓練》，老師在Arduino網站上為學生挑選某個電路圖，學生用DXP軟件進行PCB設計，隨后制板、焊接、裝配、調試，最后編寫程序下載到自己調試好的Arduino電路板上，水平層次不同的學生可實現不同難度的項目。學生從硬件設計到軟件調試，獨立完成了一個電子產品的設計、制作、調試、開發，既培養了學生的工程意識，又使學生的創新能力、實踐能力、自己解決問題的能力得到進一步提高，而且，還讓學生接觸到了科技的前沿。

2.2建立基于Arduino開發平臺的實驗室

在強化課堂教學的同時，面向學生建立基于Arduino開發平臺的實驗室。實習課程結束后，學生自己完成的Arduino電路板會讓學生帶走，為了能讓學生在課程結束后還能學以致用，甚至強化，工程訓練中心可以開設一個實驗室，給學生提供Arduino實驗開發板、面包板、面包板連接線和電子元器件，并配備穩壓電源。學生可以利用面包板搭建外設電路，與學生自己的Arduino主控板進行連接，實現各種各樣的功能，進一步強化學生的實踐和創新能力，為學生參加科技競賽打下堅實的基礎。

2.3完善教學方法，引導學生向創新能力方向發展

不同的教學內容應用不同的教學方法，例如，在硬件電路設計環節，可采用統一授課的方式，對于制板環節，可通過學生組隊的方式來完成，焊接裝配則以視頻和演示為主，軟件編程環節，實施案例教學、項目式教學方法，注重綜合性項目訓練，老師以引導為主，鼓勵學生獨立完成創意，預留一定空間讓學生自由發揮，引導學生向創新能力方向發展，強化學生工程意識。

2.4構建公平合理的多元化全面考核評價體系

評價教學效果很難采用統一的評價標準，對于實踐性教學而言，更應側重實習過程而不是結果，構建“過程體驗、平時表現、創新意識、個性發展、團隊合作、個人貢獻”的多元化評價理念。基礎階段注重學生對工程概念和實踐技能的掌握程度；綜合應用階段突顯知識綜合運用和創新意識的考核；創新實踐環節偏重于創新能力、團隊協作能力及個人貢獻程度的綜合考核；對自主設計實踐項目、重點突出、思路清晰、方案合理、創新意識強團隊給予適當加分獎勵。

3總結

對計算機專業電子工程訓練現有的教學模式進行改革，改變目前教學內容過于陳舊、單一、與專業結合不緊密的局面，并完善該課程的教學體系，在以后的教學過程中不斷總結提高，及時補充新的教學內容。全面落實“學習工藝知識、提高綜合素質、增強工程實踐能力、培養創新精神和創新能力”的實踐教學內涵，培養大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量、多類型的卓越工程師。

作者：廖秋麗 譚新德 白雁力 吳姝芹 范勇 單位：桂林電子科技大學