導(dǎo)語：電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程研究與實(shí)踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)深入到電子信息類、電氣工程、能源動(dòng)力類、機(jī)械、醫(yī)電等工科專業(yè)學(xué)科，具備一定的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力可以幫助學(xué)生完成專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有實(shí)際意義的綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以將理論知識(shí)與創(chuàng)新實(shí)踐結(jié)合，培養(yǎng)工程實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。針對(duì)跨學(xué)科學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，考慮到各個(gè)專業(yè)的教學(xué)資源，很難在各個(gè)專業(yè)的教學(xué)方案中增設(shè)相關(guān)課程。通過全校選修，層次豐富的開放實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課程可取得良好的效果。針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)不同，需求不同，設(shè)計(jì)一系列概念突出、原理簡(jiǎn)單、趣味性強(qiáng)、效果明顯的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，突出電子技術(shù)應(yīng)用的基本邏輯關(guān)系和對(duì)事物客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生感興趣，從興趣轉(zhuǎn)換為能力培養(yǎng)。該實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)，滿足了跨學(xué)科專業(yè)學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐能力培養(yǎng)的問題，促進(jìn)了跨學(xué)科綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)，豐富了實(shí)踐教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞:實(shí)踐教學(xué);電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開放實(shí)驗(yàn);教學(xué)體系;能力培養(yǎng)

中國(guó)現(xiàn)在急需進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)，改變粗放式經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。國(guó)家號(hào)召“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”，說明國(guó)家對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重視。21世紀(jì)是以創(chuàng)造為特征的時(shí)代，不同學(xué)科間的交叉、融合將更為深刻與廣泛。世界許多重大科學(xué)技術(shù)的突破都是從多學(xué)科的角度、運(yùn)用多種知識(shí)、理論和方法才得以解決。因此，培養(yǎng)具有創(chuàng)新型的多學(xué)科交叉人才是實(shí)踐教學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)［1］。電子系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)深入到機(jī)械，能源動(dòng)力，電氣，醫(yī)電等多個(gè)工科專業(yè)學(xué)科，具備一定的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力可以幫助學(xué)生完成專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有實(shí)際意義的綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例如現(xiàn)在的機(jī)械創(chuàng)新大賽、機(jī)器人大賽、節(jié)能減排競(jìng)賽、挑戰(zhàn)杯等科技競(jìng)賽都離不開電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。

1跨學(xué)科專業(yè)融合的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生參與實(shí)踐創(chuàng)新興趣

隨著電子系統(tǒng)，人工智能廣泛應(yīng)用，很多非電類學(xué)科學(xué)生希望具備一定的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，但很多專業(yè)電類專業(yè)課程較少，電子設(shè)計(jì)類實(shí)踐機(jī)會(huì)缺少。開設(shè)面向全校本科生開放的電子設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)，可以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的要求。開設(shè)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)類開放實(shí)驗(yàn)面臨很多挑戰(zhàn)。選修實(shí)驗(yàn)的學(xué)生基礎(chǔ)不同，專業(yè)不同，每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)也不同。但是選修實(shí)驗(yàn)的多數(shù)都是有興趣的學(xué)生，所謂“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，要想把開放實(shí)驗(yàn)開設(shè)好，必須要想激發(fā)和保持參與實(shí)踐創(chuàng)新的興趣。需要根據(jù)學(xué)生共性問題，盡可能設(shè)計(jì)一些基于項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，通過遞進(jìn)式培養(yǎng)模式，在激發(fā)學(xué)生興趣的情況下，讓學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐，體驗(yàn)成功，不斷增加學(xué)習(xí)成就感的實(shí)踐過程。另外，不同專業(yè)學(xué)生能夠產(chǎn)生很多有趣的想法，促進(jìn)他們互相學(xué)習(xí)，共同組隊(duì)，協(xié)同完成電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［2］。

2以生活工程模型為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)遞進(jìn)式的基于項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)

課程面向全校學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容需要在提高學(xué)生實(shí)踐能力和吸引學(xué)生參加上找到平衡點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容要抓住主線，通過簡(jiǎn)明扼要介紹必須了解的理論知識(shí)，盡可能授之以漁，教會(huì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的方法［3］。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上滿足不同學(xué)生的不同需要，促進(jìn)學(xué)生的興趣愛好、專業(yè)特長(zhǎng)得到充分發(fā)揮。以“單片機(jī)入門實(shí)驗(yàn)”為例，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開始以生活中提取的模型，如七彩LED燈，可調(diào)光LED燈，遠(yuǎn)程監(jiān)控的水位控制等等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。從簡(jiǎn)單的人機(jī)交互入手，遞進(jìn)式增加實(shí)驗(yàn)要求，學(xué)生通過圍繞“解決實(shí)際問題”這個(gè)基本點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些綜合性應(yīng)用系統(tǒng)，讓學(xué)生理解工程問題，將知識(shí)用于實(shí)際工程問題，體驗(yàn)成功的喜悅，提高實(shí)踐創(chuàng)新能力。對(duì)專業(yè)需要解決的問題和能夠解決什么問題更加清楚，提高實(shí)踐能力，感受成功的喜悅［4］。

3宣傳，教學(xué)，激勵(lì)相結(jié)合，建立有效的實(shí)驗(yàn)組織方式

宣傳機(jī)制:與科技社團(tuán)合作，通過做講座，鼓勵(lì)多學(xué)科學(xué)生參與。通過歷年的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)，有電信、電氣、機(jī)械、能動(dòng)、軟件、生命等學(xué)院，十多個(gè)專業(yè)的學(xué)生報(bào)名參加，具備良好的學(xué)生基礎(chǔ)。利用學(xué)生口碑，可以向有興趣的學(xué)生宣傳。教學(xué)方式:不同專業(yè)學(xué)生，基礎(chǔ)不同，需要建立積極的反饋交流機(jī)制，耐心解答學(xué)生的疑惑，細(xì)心指導(dǎo)其完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。合理分組，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作共同解決問題，發(fā)現(xiàn)知識(shí)如何應(yīng)用，理解工程問題，體驗(yàn)成功的過程。激勵(lì)機(jī)制:借助校企合作，申請(qǐng)免費(fèi)芯片和開發(fā)板，設(shè)計(jì)完成的作品歸學(xué)生所有。對(duì)于一些優(yōu)秀的學(xué)生通過贈(zèng)與一些實(shí)驗(yàn)開發(fā)板作為獎(jiǎng)勵(lì)。提高學(xué)生的積極性，使其參加工程實(shí)踐的積極性提高。

4研究以工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)考核辦法和激勵(lì)機(jī)制

在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的情況下，鼓勵(lì)學(xué)生自主選題，進(jìn)行后續(xù)培養(yǎng)。通過選題報(bào)告，項(xiàng)目答辯，項(xiàng)目報(bào)告各個(gè)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，以及在實(shí)驗(yàn)中的工作量來進(jìn)行考核。本項(xiàng)目主要是想通過設(shè)計(jì)綜合性的應(yīng)用系統(tǒng)，著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題，項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告的撰寫能力。

5跨學(xué)科電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)具備可行性

根據(jù)這幾年面向全校開放實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生從零基礎(chǔ)開始，在經(jīng)過電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)類開放實(shí)驗(yàn)后，參與各種科技活動(dòng)學(xué)生比例大幅度上升。以“單片機(jī)入門開放實(shí)驗(yàn)”為例，通過調(diào)查問卷得知，80%以上選課學(xué)生對(duì)于單片機(jī)都是零基礎(chǔ)，在選修了實(shí)驗(yàn)后，都能夠完成一些自主性實(shí)驗(yàn)。例如水位檢測(cè)，流量控制，遙控小車等系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)。在選修了“PCB設(shè)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)”之后，都了解元器件的基本知識(shí)和選型，能夠設(shè)計(jì)原理圖，獨(dú)立完成PCB設(shè)計(jì)制作，具備調(diào)試電路的經(jīng)驗(yàn)。選課學(xué)生中有1/3的學(xué)生都參與了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目。有37%的學(xué)生都參加了全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、節(jié)能減排競(jìng)賽、節(jié)能車大賽、全國(guó)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)競(jìng)賽等各類競(jìng)賽活動(dòng)，并取得了優(yōu)異的成績(jī)。多年來的本科教學(xué)實(shí)踐和指導(dǎo)本科生科技競(jìng)賽以及科技活動(dòng)的過程中，有些非電類學(xué)生從大一開始就介入科協(xié)、機(jī)器人隊(duì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，他們?cè)诰邆淞己玫碾娮酉到y(tǒng)設(shè)計(jì)能力之后，并沒有荒廢本專業(yè)的學(xué)業(yè)，反而對(duì)本專業(yè)的實(shí)踐能力有了促進(jìn)。很多在全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)的學(xué)生，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力很強(qiáng)，說明對(duì)跨院系學(xué)生在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)是可行的。這些學(xué)生一般都對(duì)電子系統(tǒng)有著非常濃厚的興趣，或者受到了學(xué)長(zhǎng)、家庭的影響。我們希望通過幾方面問題的研究和實(shí)踐，使這類學(xué)生的比例大幅度增長(zhǎng)，培養(yǎng)更多的綜合性創(chuàng)新人才。

6結(jié)語

現(xiàn)在國(guó)家號(hào)召“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”，說明國(guó)家對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重視。為了適應(yīng)“扁平化、多樣性、快節(jié)奏”的社會(huì)，學(xué)生不可能僅僅從書本中找到答案，必須要有學(xué)習(xí)能力和工程實(shí)踐能力［5］。產(chǎn)業(yè)升級(jí)，高附加產(chǎn)業(yè)改革的需求，需要大量具備電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的高水平畢業(yè)生。西安交通大學(xué)在培養(yǎng)方案上降低了課程的學(xué)分要求，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，增加了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的時(shí)間。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力對(duì)于工科大多數(shù)專業(yè)學(xué)生都有幫助，在此背景下，設(shè)計(jì)適合跨院系學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很有意義。結(jié)合學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽等環(huán)節(jié)，能夠有效的培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。

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作者:王中方 李 銘 張鵬輝 張芳娟 單位:西安交通大學(xué)