浅谈开放式电子工程训练教学实践

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　论文摘要：开放式电子工程训练是培养学生工程实践能力的一种教学模式，其根本目的在于增强学生的工程制造能力和实践经验。本文结合我校机电实习中心开展开放式电子工程训练的现状，介绍了实践教学改革的情况。实践证明，开展以典型的、综合的工程项目和产品为教学平台的开放式电子工程训练，不仅可以更加有效地利用实验室资源，而且有利于培养学生运用综合知识独立解决实际问题的能力，是值得推广的实践教学模式。

论文关键词：电子工程训练;工程制造能力;开放实验

我国科技创新型的经济发展模式和现代科学技术的发展，需要大量具有创新精神、掌握现代专业技术知识，并能灵活运用专业知识解决工程实际问题、具有工程制造能力和素质的专业人才。因此，改革旧的实验教学模式，构建培养工程科技人才的教学模式势在必行。高等工程教育由于强化了工程实践训练和案例教育，是造就工程科技人才的有效途径，也是高校本科实践教育必不可少的重要环节。近年来，我校在实践教学环节进行了一系列的改革和创新，其中机电实习中心进行了开放式电子工程训练教学的尝试，并取得了很好的效果。

一、开放式电子工程训练教学模式的构建

开放式电子工程训练以培养学生工程制造与创新能力为教学目地，使学生在本科期间积累一定的工程制造经验，培养工程实践素质。开放式教学模式采取：(1)内容开放，即规定的教学内容与自选内容相结合;(2)时间开放，即学生可灵活选择课余时间参与工程训练;(3)教学方式开放，采用教师重点讲解与自学相结合、以及辅导与研讨结合的教学方法。此外，开放式教学将采用多媒体、网络、动画、图像等技术，以增强工程训练的教学效果。

二、开放式电子工程训练内容的设置

内容是工程训练的灵魂。选择能满足市场需要的实用性工程项目和产品、引进科研项目、培养电子产品研发的基本技能等，都可以作为开放式电子工程训练的内容。在我校开展开放式工程训练的过程中，设置了丰富的训练题目，如：印刷电路板(PCB)的制作、电子产品的安装和调试、单片机多种信号发生器的制作、单片机温、湿度控制器的制作、可编程序控制器联网应用实践、可编程序控制器与组态软件相结合的组态监控综合应用、智能车控制、交流电动机自动控制系统等等。这些训练内容涵盖了电子工程训练的大部分内容，既有基础性的技能训练，也有提高性的'创新训练，有的还结合了电子、电工、控制等综合知识的应用，适合不同层次的学生根据自身的特点选作。

这种多层次、综合性、应用性、趣味性的教学内容，可以使学生在训练过程中逐步掌握现代电子产品设计、加工技术以及工程应用技能，初步具有电子产品研发和工程制作能力，从而为培养具有创新意识、创新能力和科学思维方法的高素质人才提供了重要平台。

三、开放式电子工程训练的教学方法

传统的实践教学方法是教师系统讲解实验原理，详细安排实验方法和步骤，学生按照固定的模式去做。这样不仅耗费大量的时间，而且缺少学生独立思考和设计的环节，不利于调动学生的积极性，实验的效果也不好。

在开放式电子工程训练的教学实践中，我们逐步改变了以往的教学方法。例如：在绘制印制电路板、制作单片机应用电路实验板和开发板的电子工程训练中，为了充分发挥学生的创新意识和科研能力，我们采用以学生为主体，教师只起辅助的指导作用。具体而言，学生可以参考视频软件、网络资料和相关书籍来学习设计印制电路板和单片机应用电路板的制作步骤和操作方法。教师则可根据需要采用多媒体课件讲解prote199等绘图软件的使用方法、单片机硬件电路的知识、c语言的编程方法、killc51集成开发软件的应用等，并引导学生根据训练内容的需要主动学习各种基本技能，解决单片机应用电路板设计、安装、调试过程中容易出现的问题。在单片机应用电路设计环节，学生则可以根据个人的兴趣和用途，采用不同的单片机芯片独立进行设计，并完成实验板的制作、调试。这样，才能使学生的创新思维和个性得到充分发展，培养学生创新意识和实际动手能力。

四、开放式电子工程训练典型案例介绍

由于开放式电子工程训练一般都是贴近工程实际的训练项目，因此涉及到的知识领域也非常广泛，要在有限的时间内完成这些内容，需要采取有效的教学组织。以“单片机应用电路实验板的制作”为例，这项训练包括以下几个主要环节：绘制电路原理图和印制电路板图(PCB图)、制作印制电路板、安装和焊接电路板、调试软硬件等。

1.单片机应用电路的设计

通常情况下，参与“单片机应用电路实验板的制作”工程训练的学生在此之前并没有系统学习过单片机的知识，因此在该环节的教学组织中以教师讲解单片机应用电路原理和元器件知识为主，学生借助视频教学课件、网络教材，以及相关教材自主学习为辅，并且通过实践制作逐步应用和理解单片机的知识。在上述理论和实践的基础上，要求学生能够发挥主观能动性，自主设计出具有某些特定功能的单片机应用电路。在这个从理论到实践、实践到认识、再从认识回到实践的学习过程中，培养了学生的自学能力和利用专业知识解决实际问题的兴趣，从而为创新能力的培养奠定了基础。

2.印制电路板图的制作

(1)绘制单片机应用电路原理图。应用绘图软件绘制单片机应用电路原理图、印制电路板图，是进行电子产品开发必备的基本技能，也是需要经过多次实践才能掌握的一项技术。其基本步骤为：1)学生通过自学掌握绘图软件的功能和基本用法;2)利用原理图元件库编辑器制作元件;3)编辑元件参数;4)掌握在原理图中放置元件、布线的方法和要求;5)用表格编辑器检查元件的詹f生遗漏;6)对原理图进行电气法则测试;7)教师讲解原理图的编辑和调整、元器件的封装等步骤，用具体实例来讲解电路图常见错误，以尽可能减少原理图中出现的错误：如漏画导线和元件、元件参数不全、导线没有连通等，最终形成完好的单片机应用电路原理图。这一环节需要参与的学生既要有专业知识做基础，也要有对待工程设计一丝不苟的责任心，才能圆满完成设计任务。