工程实践与科技创新系列课程的实践

图 ２ “ 创 Ｉ Ｂ 课 程 内容 不 意 图 科 Ｉ ” —
２３ “ ． 科创 ＩＩＣ 的课 程 内容 Ｉ－ ”
在“ 创 Ｉ— ” 程 中 ， 科 ＩＣ 课 Ｉ 我们设 计 了一 个 集手 机
编程 、 单片机和通信技术等知识的题 目： 手机控制 “
图 科创系列课程体 系时 间分布及其能力培养 目标
卓 越 工程 师计 划 十分重 视提 高 大学 生解 决实 际 问题 的实践 能 力 和 创 新 创 业 能 力 … 。如 何 设 置 合 理 的实践课 程 ， 高他们 的动手 能力 、 提 分析 问题 解决 问题 的能力 是 高 校 面 临 的 挑 战 。工 程 实 践 与科
好 的基 础 。第 二 、 、 三 四阶 段 （ 科 创 Ｉ、Ｉ、Ｖ” 的 “ ＩＩ Ｉ ） Ｉ 课 程 分别 面 向一 、 、 年 级 开 设 ， 二 三 内容 从 调 试 局部 电路或 软件 ， 计并 完成 包含 硬件 及 软件 的小 系统 ， 设 到最终 能 够 自主设 计并 调试 较为 复 杂 的系统 。
摘要 ： 本文介绍 了我校 ： 程实践与科技创新系列实践课程的设计原则 ， 以四门相关课程 为例 ， 明了四个阶段模块课 程的 内容及 设置思路 ， 说 介 绍 了课程运行保障措施及教学效果。实践表明 ， 该系列课程的实施 ， 有效地调动 了学生参与创新实践的积极性 ， 提高 了学生的工程创新能力 。 关键词 ： 工程实践 ； 科技创新 ； 素质教育 中图分类号 ：Ｇ６ ２ ０ ４ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ８０ ８ ２ １ ）３０ ６ －３ １０ － ６（０ ２ ０ －０ １ ６ ０
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电气 电子教学学报
第３ ４卷
由此可 见 ， 创 系列课 程 既是一个 整体 ， 是若 科 又 干个 互 相竞 争 的个 体 。各 系 （ ｔ） 中一 在课 程 组 的把 Ｌ ， 关 下设 计 、 组织运 行不 同的课 程模 块 ， 学生 完全 根据 兴 趣爱好 和个人规 划 选课 。这 种在统 一管 理下 的竞 争 机制 有效 地调 动 了参 与教 师 的 积极 性 ， 高 了系 提
程 实施 “ 中学 ” “ 玩边 学 ” 做 和 边 的教学 理念 。
２２ “ ． 科创 ｎ－ 的课程 内容 Ｂ”
第 四阶段 是科 创 系 列课 程 的最 高 阶段 ， 生 在 学 这里可以大显身 手。我们借 鉴“Ｅ Ｅ电脑 鼠走 迷 ＩＥ
宫” 竞赛 ， 将其适当简化后引入课程 ， 设计 了这个小 车 自主走 迷 宫 的题 目。要 求学 生 从 零 开 始 ， 计 一 设
目前 ， 工程 实践 与科 技 创 新 系 列 课 程 包 含循 序
渐 进 的 四个 阶段 。第 一 阶段 （ 科创 Ｉ ） 向大一 新 “ ”面 生 。这 是 电类 专业 的必 修 课 ， 要 进 行 基 本 焊接 和 主
基本仪器的使用训 练。同时 ， 通过一定的竞技使学
生 产生 较 为浓厚 的兴趣 ， 而 为 进一 步学 习打 下 良 从
２ 各 阶段 内容 实 例
２ １ “ 创 Ｉ 的课程 内容 ． 科 ”
“ 创 Ｉ是 两 个 学 分 的大 电类 专 业 的 必修 课 ， 科 ”
第 二 阶段 的训 练 ， 生 将 可具 有 较 好 的编 程 能力 及 学
一
主要 以作品焊接和组装为主 ， 提供了 自动小车的焊 接与调试 、 万用表及无 线话筒 的焊接与安装调试等 课程 项 目。学 生通 过实 践 ， 以对 电路 的焊 接 、 件 可 零
进的技术 ， 使其软硬件水平又有了飞跃。
２ ４ “ 创 Ｉ － 的课程 内容 ． 科 Ｖ Ｃ”
对 学生 提 出了较 高 的要 求 ， 其 能 够 适应 今 后 的主 使 流 电子 产 品设计 。同 时 ， 这些 课 程 也 具 有一 定 的实 用 性及 趣味 Ｉ 如 在 自动小 车 的项 目中 ， 用课程 比 生， 采 赛 等方 式 ， 使学 生 思 考 ， 试 改进 电路 参 数 ， 性 促 尝 使 能 达 到最优 。针 对 电气 信 息 类试 点 班 的学 生 ， 加 增 了单 片机控 制 电动小 车运 行 轨 迹 等 内容 ， 实 践 课 在
主讲教师、 科技活动的场所及指导人员 、 成果考核与 验 收形 式等 。
收稿 日期 ：０ １１ －２ 修 回 日期 ：０ ２０ ．２ ２ １ －１２ ； ２ １ －４１ 第一作者 ： 张士文 （９ ６ ） 男 ， １７ 一 ， 硕士 ， 讲师 ， 主要从事电工理论与计算机控制技术等教学与研究工作 ， — ｉ：ｓｚａｇ ｊ ．ｄ ．ｎ Ｅｍａｌ ｗ ｈｎ ＠ｓｕ ｅ ｕ ｃ ｔ
列 课程 的质 量 。 １ ３ 科创 课程 的开设 情况 ． 科 创 系列课 程采 用工 程实 践与科 技 创新 “Ｉ Ｉ． Ａ”
机 驱动等 知 识 于 一 体 的题 目： 计 算 机 控 制 小 车 走 “ 迷 宫 ” 内容 如 图 ２所 示 。该 题 要 求 学 生 还 能 够 在 ， Ｐ Ｃ机 上通 过算 法 实现 迷 宫 （ 及小 车 ） 的图像 采 集 和
组装、 常用工 具 的使 用 及基 础 仪 器 的操 作 有 一 定 的
了解 。在 部 分项 目中 ， 选用 以贴 片封装 为 主的器 件 ，
定 的硬 件设计 调 试 能力 ， 手机 编程 足 以吸 引他 们
深入 其 中 。除此之外 ， 片机 系统设 计 、 单 蓝牙通 信技 术 和玩具 小车 的控 制 方法 ， 学 生 在 玩 中学 到 了先 使
１ ２ 课程 的运 行机 制 ．
技创新 （ 简称科创 ） 系列课程是我校 面向电类专业 本 科 生开设 的 以工 程实 践及 创新 能力 培养 为 主 的课 程， 藉此可 以改善学生理论联系实际的能力。
在课 程 组 整体 规划 的基 础 上 ， 系 （ 各 中心 ） 均可 设计 融 研究 、 新 和实 践 于 一 体 并 符合 相 应 阶段 要 创
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔｈ ｕ ｄ ｌｎｅ ｏ ｕ ｒｃ ｌ ｍ ｒ ｖ ｓｏ ｏ ｎｇｎ ｅ ｉ ｇ ｐ ａ ｔｃ ｎｄ ｔ ｃ ｎｉａ ｎ ｏ ａｉｎ ｓ ｒｅ ｏ ｒｅ ｓ ｅ ｇ ｉ ｅｉ ｆｃ ｒｉｕ ｕ ｐ ｏ ｉｉｎ ｆ ｒｅ ｉ ｅ ｒｎ ｒ ｃ ｉｅ ａ ｅ ｈ ｃ ｌｉ ｎ ｖ ｔｏ ｅ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｉ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎｒ ｄ ｃ ｄ．Ｔｈ ｏ ｔｎ ｓ ａ ｏ ｃ ｒ ｒｒ ｌ ｔｄ ｓ — ｏ ｒｅ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎｄ ｃ ｎ ｅｎｓｆ ｅａ ｅ ｕｂ ｃ ｕ ｓ ｓ，ｐ ｏ ｉ ｅ ｙ ｔ ｌｃ ｒｃ ｌａ ｄ ｅ ｅ ｔｏ ｉｓ ｐ ａ ｔｃ ｏ ｒ ｖ ｄ ｄ ｂ ｈｅ ｅ ｅ ｔ ａ ｎ ｌｃ ｒ ｎ ｃ ｒ ｃｉｅ ｉ ｔａ ｈｉ ｅ ｔｒ ｕ ｎ ｖ ｒｉｙ，ａ ｅ ｉ ｔｒ ｒ ｔｄ ａ ｘ ｍｐ ｅ ．Ｉ ｓｐ ｏ ｅ ｏ ｂｅｅ ｆｃ ｉｅ ｉ ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｔ ｒ ａ ｉｉｉｓ ｅ ｃ ｎｇ ｃ ｎ ｅ ，ｏ ｒｕ ｉｅ ｓｔ ｒ ｎ ｅ ｐ ｅ ｅ ｓｅ ａ ｌ ｓ ｔｉ ｒ ｖ ｎ ｔ ｆｅ ｔ ｎ ｉ ｒ ｖ ｎ ｈｅ ｃ ｅ ｔ ｔｅ ｖ ｖ ｏ ｈ ｔ ｄｅ ｔ ｏ ｈａ ｅ ｅ ｒ ｌｅ ｏ ｓ ｓ ｆｔ ｅ ｓｕ ｎ ｓｗｈ ｖ ｎ ｏ ｌｄ ｃ ｕｒｅ ．Ｔｈ ｎ ｒ ｄ ｔｏ ｓｈ ｌ ｆ ｌｆ ｒｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｐ ａ ｔｃ ｌｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｉｔｏ ｕｃｉ ｎ ｉ ｅ ｐ ｕ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｃｉ ａ ｏ ｒ ｅ ． ｏ Ｋ ｅ ｗｏ ｄｓ： ｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ｐ ａ ｔｃ ｙ ｒ ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｒ ｃｉ ｅ；ｔ ｃ ｉａ ｎ ｖ ｔｏ ｅ ｈｎ ｃ ｌｉｎｏ ａｉ ｎ；ｅ ｓ ｎ ｉｌｑ ａ ｉｉｓ ｏ ｅ ｔｄ ｄ ｃ ｔ ｎ ｓｅ ｔａ — ｕ ｌ ｅ － ｒ ｎ ｅ ｅ ｕ ａｉ ｔ ｉ ｏ
１ 课 程 总体 设 置 及 特 点
１ １ 科创 课程 的 四个 阶段 ．
求的模块 ， 形成 同一级别。多个方 向的课程供学生 选择 ， 大 的丰 富 了各 阶段 的 内容 。 极 每 个新 申报 的课 程模 块都 须 先经课 程 组讨 论 同
意， 并报 学 院及 教 务 处批 准 以后 才 能 实 施 。各 模 块 均要 有 详细 的课 程 大 纲 和 活 动 计 划 安 排 ， 括 ： 包 题 目、 学分 、 内容 、 预期 达到 的 目标 、 堂讲 座 的次 数及 课
部 能够 自主走 迷 宫 的小 车 。这 个模 块 融 机 械 设 计 、
加工 、 电路设计 、 调试 、 嵌入式系统和软件算法于一
体， 集趣 味性 和挑 战性 于一身 ， 对参 与学 生提 出 了较 高 的要求 ， 为后续 的科 技 竞 赛 和 毕业 设 计 等 工 作 打 下 良好 的基 础 。表 １总结 了各科创 阶段 课程模 块 涉
Ｐ ａ ｔｃ ｏ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｐｒ ｃ ｉｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｉａ ｎ ｏ ａ ｉｎ Ｓ ｒｅ ｕ ｓ ｓ ｒ ｃ ｉｅ ｆ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ａ ｔｃ ｎ ｃ ｎ ｃ ｌＩ ｎ ｖ ｔｏ ｅ ｉｓ Ｃｏ ｒ ｅ
Ｚ ＨＡＮＧ ｈ － ｌ ，Ｚ Ｓ ｉｗｅｌ ＨＡ ＮＧ ｅ ｇ，Ｓ Ｆ ｎ ＨＵ ｏ ｈ ａ，ＺＨＥＮＧ － ｕ Ｇｕ － ｕ Ｙｉｈ ｉ
小车定位 ， 并生成控制指令 ， 使小车Ｊ ｌ 出迷宫。 ｌ Ｊ ￣ 走 该 题 目偏 重 于用软 件 算 法解 决 小 车 的识别 及 控 制 ，
是 小 系统 中的一部 分 。参 与 学生通 常处 于一 年级 下
或二年级上 ， 已修 完 高 级 语 言 程 序 设 计 （ Ｃ或 Ｊｖ ａａ 等 ）能 够编 写简单 的程 序 ， 缺 乏 大 型程 序 设 计 经 ， 但 验 及 自学 能力 。学 生 通 过本 课 程 的训 练 ， 以提 高 可 软件编 写与 调试 能 力 。 同时 ， 们 也可 以学 习单 片 他 机及 电机控 制 电路 ， 硬件设 计有 初步 的认识 。 对
小车 自主 运 动 ” 。要 求 学 生利 用 Ａ ｄｏ ｎｒｉ 统 的手 ｄ系 机或 平板 电脑 实现 小 车 的无 线 控 制 ， 整个 题 目是 一 个完 整 的小系统 ， 包含 嵌入 式 系统软 件设 计 、 件设 硬
计 。本 阶段 的学 生 处 于二 年 级 下 或 三年 级 上 ， 过 通
第３ ４卷 第 ３期 ２１ ０ ２年 ６月
电气 电子教学学Байду номын сангаас
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｅ Ｅ Ｅ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊｎ ２ ２ ｕ ． ０１
二 实 践 与 科 技 创 新 系 列 课 程 的 实 践 ［程
张士 文 ，张 峰 ，殳 国华 ，郑 益 慧
（ 海 交通 大 学 电工 电子 实验教 学 中心 ， 海 ２０ ４ ） 上 上 ０ ２０
（Ｅｅ ｒａ ｎ ｌ ｔ ｎ ｒｃｃ Ｔａｈｎ ｅｔ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ｉｏＴｎ ｎｖｒｔ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ０ ｈｎ ） ｌｔｃｌ ｄＥｅ ｒ ｉＰ ａｔ ｅ ｅｃｉ Ｃｎｅ Ｓ ａ ｇ ａ ａ ｏｇＵ ｉ ｓｙ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ４ ，Ｃ ｉａ ｃｉ ａ ｃｏ ｃ ｉ ｇ ｒ Ｊ ｅｉ ２
和 “ＩＢ 等 形 式 的 名 称 。 这 里 ＩＩ，Ｉ，Ｖ 表 示 阶 Ｉ ” — ，ＩＩ Ｉ Ｉ
段 ， Ｆ为各系 （ Ａ— 中心 ） 设计 的模块编号。学生能
够 通过 课程 名称 了解 该课 程 的级别及 开设 部 门。模 块 阶段 分布 及对 学生 能力 培养 目标 如 图 １所示 。