电工与电子技术工程训练教学研究与实践

电工与电子技术工程训练教学研究与实践

摘要：学院根据CDIO工程教育新理念对电工与电子技术训练部的实验室进行了规划设置，结合电子设计竞赛构建了工程训练教学体系，并把自制实验设备作为训练部的特色来建设，取得了显著成效，既有效提升了我院“教学质量与教学改革工程”的内涵，又展现了实验教学示范中心的示范作用。

关键词：CDIO工程教育电子设计竞赛自制实验设备

2004年美国MIT等提出CDIO工程训练教育理念，倡导现代工业产品从构思、研制到运行、改良乃至终结废弃的全过程为载体培养学生的工程能力。以此工程教育新理念为导向，我院结合实验教学的实际情况，及时调整旧的教育观念和教学思想，2009年成功申报“四川省实验教学示范中心—工程训练中心”。两年来中心建设取得长足进展，投入巨资进行实验室基础设施建设及仪器设备购置，同时进行了实验教学机构的调整，实现了实验室统一管理和资源共享。在此实验教学新理念深入人心、工程训练中心建设初见成效的大好时机，我院又倾全院之力，组织骨干教师对工程训练教学体系和教学内容进行反复研讨，基本确立了在新的框架下进行实验课程的结构优化，按照层次化、模块化、开放性的独立实验教学体系组织实验教学的改革思路以及通过营造真实的工程情境开发工程训练产品，构建完整的工程训练教学体系的目标[1]。

1、电工与电子技术工程训练部实验室规划设置

我院工程训练中心共包括电工与电子技术、通信与信息工程、自动化与电气工程、机械与工业工程四个训练部，统一按照新的实验教学理念对原实验室进行调整。电工与电子技术训练部是在学院电子信息与计算机工程系11个实验室的基础上进行归并后共设置电工电子应用、单片机及电子设计仿真、电子产品工艺和电子创新四个实验室，下设8个实验分室，其中电工电子应用实验室下设两个实验分室，单片机及电子设计仿真实验室下设两个实验分室，电子创新实验室下设三个实验分室。

电工与电子技术训练部主要开展电工电子工程基础训练和综合实践训练，倾力提高学生的工程素质和创新能力，该训练部下辖的各实验分室主要负责工程认知、基本技能训练以及综合创新等不同层次工程训练项目的开展。

电工与电子技术训练部工程认知项目面向全院所有专业的学生开设，基本技能训练和综合创新项目面向具有电路分析和电子技术基本理论素养的工科专业学生开设。本训练部同时承担电装实习、电路原理图与电路板设计、电子技术课程设计、数模混合课程设计、现代集成电路课程设计、电子系统课程设计、毕业实习、毕业设计等实践课程的教学。

电工电子技术训练部所辖各实验分室的主要仪器设备大部分为归并前原实验室所保留的，还包括新添置的功能更全、性能更佳的仪器设备以及最新引进的两条先进工程生产线，对此我院进行了大量调研工作，参照了现代工业企业生产条件来建立现代化工程训练平台，在购置实验设备上尽力与当前工业主流应用一致，在此工程训练平台的基础上还可以完成实验教学设备的自行研制，从而兼有工程训练和科研的双重特性[2]。

2、结合电子设计竞赛构建电工与电子技术工程训练教学体系

全国大学生电子设计竞赛是针对我国高等工科教育中存在的理论与实际联系不紧，工程实践环节薄弱，学生工程能力不强等问题提出的学科竞赛。我院以CDIO工程教育理念为导向来建设工程训练中心，就是要将学生的学习由过去的“被动型”转变为“项目驱动型”，使学生自主性地参加研究性创新性的项目训练，探索出一条以项目、设计为主线的工程教育创新模式。而全国大学生电子设计竞赛正是以每一个赛题作为工程项目，这些工程项目可考查学生实实在在的工程能力和创新能力，来不得半点侥幸，正因为此，电子设计竞赛得到了全国各高校和用人单位的重视和认可，也是我院工程训练教学改革的重要突破口。

我院电工电子技术训练部按照工程认知、基本技能和综合创新三个层次共开设电工与电子技术工程认识、电子产品装配工程训练、电路原理图与电路板设计工程训练、电子电路计算机仿真工程训练、电子产品设计与工艺工程训练、单片机技术工程训练、现代集成电路应用工程训练、嵌入式技术工程训练、虚拟仪器技术工程训练、电子系统综合设计工程训练、全国大学生电子设计竞赛培训共11门训练课程共91个训练项目。三个层次的训练具有有机结合并递进提升的特点，综合训练的17个项目有一部分是市场上的电子产品，其余基本都是电子设计竞赛历年的考题以及模拟练习题目，认知训练和技能训练的74个项目大部分是以电子竞赛的综合题目为基础分解出来的。由于电子设计竞赛题目具有与当前热门技术接轨的特点，因此电工与电子技术训练部所开设的项目也就具有非常丰富的内涵。

工程训练的教学运行模式也参照了被证明是行之有效的竞赛培训模式，即“以教师为主导、学生为主体，学生自主实践为主、教师指导为辅，集中教学与个别指导相结合”。训练组织形式和指导方法力求灵活多变，综合运用基于问题的探索发现法、任务驱动教学法、示范设计教学法以及互动讨论教学法，积极调动学生自觉学习的积极性，自行完成训练项目的方案设计工作并完成制作，激发学生大胆探索的兴趣从而逐步提高动手能力[3]。

3、把自制实验设备作为训练部的特色来建设

由于工程训练实验教学体系和项目内容的变化发展，现有实验仪器和设备的配置也必须相应地变化，只有这样，才能真正贯彻工程训练中心的实验教学新理念，目前市场上与本训练部相关的仪器设备产品水平并不能紧跟科技发展的需要，部分价格昂贵、功能单一且更新较慢，已经无法适应目前工程训练实验教学体系和项目内容的变化，一定程度上阻碍了培养创新型人才的需要。因此我们提

出把自制实验设备作为训练部的特色来建设，把教师的科研、实验室建设的实际需求和学校人才培养的目标很好地结合起来，既能提升省级实验教学示范中心建设的内涵，又可满足综合性、设计性、创新性等实训项目的要求；通过教师主导、学生参与的方式，不但能够打造高水平的实验教师队伍，而且能够丰富、活跃学生的科学思维，加强理论和实践的联系，激发学生的创新思维和创新潜能。

我院自主研制实验设备的开发设计流程和工程训练教学体系中的训练项目的设计流程基本相同。在我们设置一部分工程训练项目时，首先组织实验教师对市场产品进行充分调研后购置成品、半成品及相关材料，然后对产品的结构、原理、功能进行详尽分析和论证，再仿照真实产品完成设计和制作并形成产品样机，最后进行文档归纳，制订项目设计报告，最终提炼出电子产品型的工程训练项目。由此可见，按照工程训练的流程完成项目实训的过程本身也是产品研制的过程，因此完全可以借助工程训练平台进行实验设备的自主研制[4]。

4、结语

电工与电子技术训练部在成立短短两年多时间，由于坚持了正确的工程教育理念，经过工程训练的学生在参加全国及四川省大学生电子设计竞赛等活动中报名涌跃，成绩斐然，2009年以来获省奖8队次，个人奖2人次，部分优秀学生签约国内知名IT及单片机企业。由于本训练部多次带队参加具有较大影响的竞赛活动，实验教学改革紧跟竞赛导向，促进了教学内容的调整与完善，部分课程的教学改革取得重大突破，2010年实践课程“电子产品设计与工艺”获四川省精品课程立项，其工程教学新理念在全省得到推广。

同时电工与电子技术训练部在自主研制实验设备的过程中实现了教学、科研、工程实践相结合，本部6名教师参加院级教学改革项目、大部分实验教师和部分优秀高年级学生参与了实验教学设备的研制开发工作，目前结合“电子系统综合设计工程训练”和“单片机技术工程训练”两门训练课程的项目，已开发出“多处理器实验开发装置”、“FPGA实验开发平台”、“语音信号控制实验系统”等几套实验教学设备，通过自制设备不仅实实在在提高了工程训练质量，实验设备还直接反哺教学，从而进一步改善了工程训练条件。

参考文献

[1]教育部.关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知[Z].教高,[2005]8号,2005-05-12.

[2]陈褒丹等.通过电子设计竞赛促进CDIO工程教学体系改革[J].高等学校电工电子实验教学改革与

电子设计竞赛工作经验交流研讨会,2009,5:1-6.

[3]刘树郁,林明河.开拓进取促进专业课实验室建设[J].实验室研究与探索,2005,24(6):116-119.