全釗鋒 劉超娜

（1.廣西民族師范學(xué)院，廣西 崇左 532200；2.廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530100）

0 引言

電子技術(shù)課程設(shè)計是為提高電子工程及相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生理論應(yīng)用能力和實(shí)踐能力而開設(shè)的重要課程之一[1]，電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)是電子類專業(yè)基礎(chǔ)課[2]，是基于學(xué)習(xí)了電路分析、模擬電路、數(shù)字電路等課程的前提下開展的一門實(shí)訓(xùn)課[3]，課程主要是學(xué)生利用已學(xué)的理論知識設(shè)計具有一定功能的系統(tǒng)，著重于學(xué)生動手設(shè)計能力的培養(yǎng)。 本文以廣西民族師范學(xué)院電子信息工程專業(yè)中電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)為例，該課程改革前主要是通過購買具有一定功能的印刷板套件，然后學(xué)生通過套件的電路焊接文件、電子器件進(jìn)行焊接調(diào)試，最終教師通過學(xué)生焊接板子的質(zhì)量、美觀度、功能是否完全等情況進(jìn)行考評，這樣造成了學(xué)生對系統(tǒng)中電路的原理不求甚解，只求按照電路焊接文件焊接出結(jié)果為目標(biāo)，雖然很大部分學(xué)生都能按照原理圖焊接、調(diào)試成功，但是經(jīng)調(diào)查，很大部分學(xué)生都覺得這樣的實(shí)訓(xùn)課沒有學(xué)到什么有用的知識，只會焊接電路板。 為什么會造成這樣的結(jié)果呢？ 第一是課程的考評環(huán)節(jié)太過簡單；第二是課程教學(xué)中缺乏對電子技術(shù)的自主設(shè)計環(huán)節(jié)； 第三是實(shí)訓(xùn)過程中焊接、調(diào)試遇到問題太少，造成這樣的問題就是給學(xué)生發(fā)放的印刷板本來就是經(jīng)過廠家調(diào)試好的電路板了，只要按照原理圖焊接，一般情況不會出錯。 基于這三個方面，有必要對廣西民族師范學(xué)院電子信息工程專業(yè)中電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)進(jìn)行改革。

1 電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計改革

電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程主要從三個方面來提高學(xué)生的動手能力，第一是電路的焊接技術(shù)；第二個是電路系統(tǒng)的設(shè)計能力；第三個是電路系統(tǒng)的調(diào)試能力。 廣西民族師范學(xué)院電子信息工程專業(yè)改革前只重視電路的焊接技術(shù)， 忽視了后面兩種能力的培養(yǎng)，造成學(xué)生厭學(xué)， 對電子技術(shù)課程技術(shù)實(shí)訓(xùn)課缺乏興趣。 以下是文章對著這三方面進(jìn)行改革的看法。

1.1 課程設(shè)計中電路焊接技術(shù)教學(xué)的改革

電子電路的組裝與焊接在電子技術(shù)課程設(shè)計中具有非常重要的地位，它是將理論電路轉(zhuǎn)換為實(shí)際電路的過程，組裝及焊接的優(yōu)劣，不僅影響外觀質(zhì)量，還直接影響電路的性能[4]。 任何一位優(yōu)秀的電子工程師都是從焊接技術(shù)開始起步的，焊接技術(shù)的好壞直接影響后續(xù)電路調(diào)試的復(fù)雜度，如果在電路系統(tǒng)調(diào)試前焊接技術(shù)不過關(guān)，焊接出來的板子錯漏百出，估計在后續(xù)調(diào)試電路中會花費(fèi)很大的精力在電路的斷路、短路、器件放置錯誤等低級的問題上[5]，這不僅給后續(xù)加大了難度，而且調(diào)試出來的電路也是不穩(wěn)定的，在工廠里這類產(chǎn)品屬于次品。

為了提高學(xué)生的焊接技術(shù)，文章進(jìn)行了以下幾部分改革。 第一，增加學(xué)生焊接的難度，把之前直接購買的印刷PCB 電路板作為焊接改成了直接利用萬能板作為焊接對象，這時學(xué)生就不會有完美的板子作為焊接的支撐了，需要學(xué)生焊接板子需要通過電路原理圖進(jìn)行板子的布局、布線，如果當(dāng)中遇到跳線或者焊盤脫落了的問題，學(xué)生自己想辦法解決。 第二，增加學(xué)生焊接原理圖的難度，這樣學(xué)生焊接的原理圖文件就不是單一的功能電路，而是一個完整的電路系統(tǒng)，需要學(xué)生在了解電路系統(tǒng)的工作原理上方能更好地進(jìn)行焊接，這跟改革前不一樣，改革前是購買單一的功放電路、流水燈電路等單一功能，從原理圖上加大難度，一方面是增加學(xué)生對原理的認(rèn)識和了解，另一方面是讓學(xué)生重視焊接是為原理圖設(shè)計做鋪墊的，只有很好地理解原理圖才能在焊接環(huán)節(jié)中減少不必要的錯誤。第三，加大考評的力度和維度，不單是從焊接后電路系統(tǒng)功能是否完成進(jìn)行考評，從焊接過程的操作方式方法、焊點(diǎn)的圓潤情況、功能是否完成、布局布線是否合理、板子是否美觀等作為評價學(xué)生在焊接技術(shù)部分的成績。 不僅焊接技術(shù)在進(jìn)行以上三個方面的改革，同時在改革之中，還要融入思政教育，讓學(xué)生了解什么是工匠精神。

1.2 課程設(shè)計中電路設(shè)計教學(xué)的改革

廣西民族師范學(xué)院電子信息工程專業(yè)中電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程改革前完全忽視了電路設(shè)計環(huán)節(jié)， 沒有在設(shè)計環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生思考解答問題的方法、途徑的能力，一味地重視焊接技術(shù)。 針對這些問題，在該課程中添加電路設(shè)計的環(huán)節(jié)， 以2020 年電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)中添加的設(shè)計環(huán)節(jié)的題目為例展開說明。 在2020 年春季期，為期一周的電子信息工程專業(yè)181 和182 班的電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)中， 在學(xué)生練習(xí)、掌握了焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上，在最后面的三天實(shí)訓(xùn)中以課程設(shè)計的方式出了一道聲控?zé)舻碾娐吩O(shè)計題目，要求學(xué)生完成聲音震動的檢測，聲光報警控制，以及可調(diào)節(jié)該電路聲音震動的靈敏度，調(diào)節(jié)聲光報警延遲的時間。 同時要求學(xué)生實(shí)訓(xùn)后以此為課程設(shè)計的題目撰寫實(shí)訓(xùn)報告，在實(shí)訓(xùn)報告中闡明實(shí)現(xiàn)題目所有功能可行的方案，并且選出最優(yōu)方案，而且說明在實(shí)訓(xùn)過程中遇到的問題、解決的方法，等等。 當(dāng)設(shè)計電路的題目發(fā)放給學(xué)生以后，本來就缺乏數(shù)字電路、模擬電路的電路基礎(chǔ)知識的學(xué)生，會遇到很多的問題。 指導(dǎo)老師會一步一步指導(dǎo)他們分組討論電路設(shè)計的方案，并指引他們利用仿真軟件Protues 先仿真自己設(shè)計的方案，然后仿真功能完成后再進(jìn)行線下萬用板布局布線進(jìn)行焊接。 在利用仿真軟件中發(fā)現(xiàn)聲音傳感器根本仿真不了，這時需要指導(dǎo)學(xué)生把問題轉(zhuǎn)移，理解聲音傳感器的工作原理后利用滑動變阻器和電阻串聯(lián)模擬聲音傳感器電壓模擬量的輸出，最后完成電路的設(shè)計仿真，同時在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生通過上網(wǎng)獲取有用的資料， 比如設(shè)計電路中利用的NE555 芯片、LM393 芯片等資料。 教師就是通過在教學(xué)中堅持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，添加難度適當(dāng)?shù)恼n程設(shè)計題目，并且在學(xué)生設(shè)計電路中充當(dāng)組織、指導(dǎo)、輔導(dǎo)、答疑的角色，讓學(xué)生感受一下設(shè)計電路中從無到有，最終仿真成功的喜悅。

1.3 課程設(shè)計中調(diào)試系統(tǒng)教學(xué)的改革

電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程的調(diào)試是整個課程設(shè)計最關(guān)鍵的部分，所謂調(diào)試就是檢驗(yàn)設(shè)計的電路系統(tǒng)原理是否正確，焊接技術(shù)是否有短路、斷路等問題，電子電路本身的類型非常復(fù)雜和多樣，每個電子電路的設(shè)計和調(diào)試過程也有很大的不同[6]。 當(dāng)然更需要考慮到電磁干擾等問題，它是決定整個課程設(shè)計成敗的關(guān)鍵因素。 在改革前都是通過指引學(xué)生反復(fù)利用萬用表檢測相關(guān)電路的某些測試點(diǎn)電壓，并以此判斷某部分電路是否出現(xiàn)問題。 改革后，第一，加大學(xué)生對相關(guān)儀器設(shè)備的使用的種類，不單有萬用表，還有示波器、信號發(fā)生器、頻率計、頻譜分析儀等，讓學(xué)生在調(diào)試過程中選擇更適合自己的檢測工具， 比如在測試芯片NE555 的時候，指導(dǎo)學(xué)生利用示波器觀察輸出信號的頻率以及電壓大??；第二，差異化指導(dǎo)，一個班級的學(xué)生在調(diào)試過程中會出現(xiàn)不同的問題，這需要教師針對不同學(xué)生進(jìn)行不同的指導(dǎo)，然后將同學(xué)出現(xiàn)的類似問題在課后分享給同學(xué)們，讓他們在自己的調(diào)試中獲得直接經(jīng)驗(yàn)的同時也收獲間接經(jīng)驗(yàn)；第三，個性化指導(dǎo)，針對個別學(xué)生在調(diào)試到某個步驟實(shí)在進(jìn)行不下去，這時就需要教師親自下沉一線，把遇到的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因以及解決的方案講解給同學(xué)，讓學(xué)生知道老師解決問題的方法和步驟， 從而調(diào)整自己的調(diào)試步驟和方案；第四，嚴(yán)苛考評，針對課程設(shè)計已經(jīng)調(diào)試成功的同學(xué)進(jìn)行驗(yàn)收答辯，特別是針對電路設(shè)計中某個重要器件的作用進(jìn)行答辯，讓學(xué)生在調(diào)試中重新認(rèn)識電路系統(tǒng)的原理，明白理論與實(shí)踐是有差異的，而且讓學(xué)生分析產(chǎn)生差異的原因，以此倒逼學(xué)生再次深刻理解課程設(shè)計題目的原理。

2 結(jié)果

文章對廣西民族師范學(xué)院電子信息工程專業(yè)的電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)進(jìn)行改革，主要針對課程設(shè)計中電路焊接、 電路設(shè)計和電路調(diào)試三部分的探索，最后以提交的課程設(shè)計報告和課程設(shè)計作品為根據(jù)評分，圖1 是近三年電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)學(xué)生的期末平均成績與學(xué)生評價授課內(nèi)容、 方式滿意度的柱形圖，2019 年是教學(xué)改革前的數(shù)據(jù)， 學(xué)生該課程的平均成績?yōu)?5 分左右，2020 年、2021 年是教學(xué)改革后的數(shù)據(jù)，學(xué)生該課程的平均成績?yōu)?2 分左右，足足提高了7 分左右，而且從學(xué)生評價的滿意度可以看到改革后比改革前有明顯的提高。

圖1 近三年學(xué)生平均成績與評價滿意度

通過以上分析 2019 年、2020 年、2021 年三年電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)改革前后效果的對比，教學(xué)改革后大部分學(xué)生的課程設(shè)計都取得不錯的成績，更重要的是學(xué)生學(xué)會了利用模電、數(shù)電的理論知識去解決實(shí)際問題，真正做到理論聯(lián)系實(shí)際，提高了學(xué)生的動手設(shè)計能力，提高了學(xué)生對電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程學(xué)習(xí)的興趣，也為接下來學(xué)習(xí)電子專業(yè)核心課程打下牢固的基礎(chǔ)。