论文部分内容阅读
摘要：素质教育观下，学生创新能力的培养至关重要。探索了新形势下，如何提高大学生的实践创新能力，提出以电子竞赛作为推动力，以电子技术课程设计实践环节为基础，进行课程设计的教育教学改革，培养学生创新思维的能力，提高其实践动手能力。建立起“知识、能力、实践创新相统一”的人才培养模式。
关键词：创新思维；创新实践；电子技术；课程设计；电子大赛
作者简介：张晓红（1969-），女，河南洛阳人，河南科技大学电气工程学院，副教授；曲晓丽（1973-），女，河南洛阳人，河南科技大学电气工程学院，讲师。（河南 洛阳 471023）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）15-0115-02
一、实践创新人才培养模式改革的背景
创新是当今时代的主题。21世纪的中华民族要想实现经济的腾飞，必须拥有大批富有创新精神和创新能力的人才。电子信息发展日新月异，新技术不断涌现，电类专业大学生掌握的知识和具备的能力必须跟上时代发展的步伐，必须把学生的创新实践能力培养摆在首位。
当今社会培养创新人才，体现在创新精神和意识、创新思维及创新能力等几个方面，而对于大学生来说实践创新能力的培养至关重要。其具体体现在能用比较丰富的理论知识和经验来解决实际问题，具有极强的创造力以及敏锐的观察力等。现阶段存在的问题主要表现在：部分大学生创新意愿有待提升，创新实践能力较差。相当一部分大学生学习成绩不错，但是理论和实际相结合的能力较差；积累知识的能力较强，但是动手能力较差。学生对于理论知识掌握较好，但是工程意识薄弱，工程实践能力差等。
由此，需要我们更新教育理念、改革课程体系与教学内容，加快人才培养模式的改革，激发大学生创新意愿，提高学生的实践创新能力。各类电子设计竞赛为学生提供了这样一个平台：既注重创新能力培养，又推进理论联系实际，加强动手能力和工程实践能力的训练，提高学生综合素质。高等学校作为知识创新、传播和应用的基地，创新教育应该贯穿在整个教育过程之中，而培养创新思维应该落实到教育的每个环节之上。针对以上问题，本文以河南科技大学电气工程学院为例，就如何将参加竞赛作为推动学生积极主动学习的动力，以电子技术课程设计这个基本的实践环节为基础，加强动手能力和工程实践能力的训练进行探索与实践。
二、电子技术课程设计教改中创新实践教育的探索
1.课程设计实践教学环节的作用
电子技术课程设计是学生在经过“电路”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等课程之后，由专业基础课、专业课的学习到独立进行毕业设计，完成毕业论文过渡的重要的实践性教学环节。[1]在教师的指导下，学生通过综合运用所学知识，结合电子技术方面某一专题独立地开展电路的设计、仿真及安装调试实验。
通过课程设计既加深学生对所学知识的理解，又培养和提高其分析、解决实际电子电路问题的能力，为今后的专业课学习打下坚实的理论基础和实验素质。同时也通过撰写课程设计总结报告，锻炼学生完成学术论文的能力，对其完成毕设论文以及今后的专业技术工作都是一个启蒙训练。[2]
坚实的理论基础和熟练的动手能力是评价课程设计的两个必要标准，也是培养创新素质的必要条件。因此重视电子技术课程设计，通过其教育教学改革，培养学生创新思维和实践动手能力。
2.对教学内容、教学方法和教学手段进行创新
传统教育观念重视理论知识的传授，而没有重视实践创新能力的培养。因此，为了真正提高学生的创新能力，就要结合课堂教学，改革教学方法，将理论教学和动手能力相结合。体现在课程设计方面，首先在选择设计题目上，其内容不能一成不变。几年来我们在教学中选出了如抢答器、数字钟、交通灯控制器和数字频率计等题目，这些题目既覆盖了数字电路的基本内容，又贴近生活实际，而且有实用价值。但是几年下来，一直沿用这几个题目，让学生从其中几选一进行设计，逐渐不能引起学生新的兴趣和积极性，慢慢出现抄袭的现象。学生从选择设计方案，到最后显示结果，出现较大的局限性。例如，对于“交通灯”题目，大部分学生只会按照老师辅导时给出的提示，采用正向计时的形式，而很少去尝试真正的交通灯倒计时的设计思路；设计方案较为单一和雷同，很少自己真正动脑子进行设计和创新，而是局限于一个框架和定式思维。因此，课程设计可以选择一些趣味性的题目，范围可以稍大一些。指导教师首先针对这些题目对学生进行集中辅导，学生可以根据自己的兴趣和能力来确定题目，对于每个题目都划分基本设计任务以及扩展环节。恰当的选题可以让不同程度的学生经过努力能完成设计任务，在巩固所学知识，提高技能等方面有所收获。同时给学生留下很大的发挥空间，大大激发了学生的学习积极性。而另一方面，当前电子技术及IC技术迅速发展，新技术不断推陈出新，对电子技术课程设计有了更高的要求。[3]
电子技术课程设计也要紧跟技术前沿，改革以往传统的大量理论分析，增加当前典型芯片和典型电路的应用介绍。尽量做到设计内容新颖有趣，有一定的实用价值，涉及知识点多，且侧重模块化的设计分析方法。具体体现在：首先使学生能迅速识别典型电路，且能通过简单的试验或设计熟练掌握典型电路的原理和实际应用。例如：对时基电路的设计，常见的分频电路，任意进制计数器的构成，校时电路，具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能的抢答器等等。其次还要将电子技术的新器件（如CPLD、FPGA等）和新技术（如EDA、电子电路软件仿真、虚拟仪器技术等）引入实践教学中，从而丰富实验内容和手段，同时配合理论课内容对课程设计内容体系进行更新和完善。近代电子技术的一个重要环节是智能化，其核心是微型机的应用，因此本课程教学需将微机应用作为一个主要内容，使学生在实验室中不仅能接触到有关电子系统的硬件知识，同时也熟悉其软件设计。
以电子大赛项目为目标，把目前与电子技术相关的竞赛内容结合到课程设计环节，尽可能地开发一些综合性、设计性内容，同时进行相关的实训，培养学生兴趣，并鼓励学生开动思维，开发创新。 3.建立创新实验室
课程设计的内容涉及面广，前沿科技含量大，为满足课程设计对仪器设备及元器件的要求，因此需建立配套的实验设施，以保证实验的高水平。为此，电气学院专门成立了创新实验室，积极开展EDA和 SOPC技术应用的教学，提高了学生电子设计自动化的水平。同时也为学生进行电子设计方面的实训提供了硬件基础。
三、在教改的实践探索过程中加强创新教育
1.创建电子爱好者学生小组
在实践的过程中必须引入创新教育的新理念。结合学科专业特色，鼓励大学生把个人特长、兴趣爱好和人生规划、职业规划结合起来，通过创新实践活动，激发学生创新意愿，提升创新实践能力，着眼培养任职能力强、长远发展后劲足的创新型人才队伍。[4]
创新不但需要具有丰富的书本知识，而且需要进行广泛的课外实践活动。为此，我们组织成立了电子爱好者学生小组。课程组教师分工组织并指导课外电子爱好者学生小组动手搭建电路，进行焊装训练。首先结合电子技术方面某一专题独立地开展电路的设计、安装与实验，通过电子技术课程设计的实训，一方面加深学生对所学电知识的理解，培养和提高其解决实际电子电路问题的能力、动手能力和创新思维能力；另一方面使学生初步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法；同时也培养学生严谨的科学作风和善于合作交流的团队精神。随着基本能力的提高，再逐个突破典型电路，结合电子大赛的相关题目进行训练，培养其创新思维和实践动手能力，真正达到理论与实践的结合。
2.组建一个大赛的培训团队
为了更好地促进学生的实践创新能力的提高，让更多的人参与到实践创新中来，课题组特意组建一个大赛的培训团队。教师分工组织指导学生参加课外电子兴趣小组、电子创意制作活动、机器人设计、全国建模竞赛、挑战杯、电子设计大赛等比赛活动。在参加这些全国性比赛前，必然要在全校开展多重选拔赛。扩大选拔赛的范围和受益面，对于培养和带动更多的学生参与创新实践活动具有十分重要的意义。
团队成员除了指导老师以外，还有前面比赛获奖的参赛学生，由这些学生负责新一批参赛学生实践动手能力的培养，通过传帮带，从基础的电子元件到电子工艺制作，手把手地指导。新一批参赛学生在掌握了基本的电子电路组建和制作技能以后，再由各指导老师开展比赛电路模块设计和综合电路系统设计的培训，与此同时，参赛学生在培训过程中可以互相切磋和交流，自我总结相关经验，并整理成册，作为大赛培训的资料积累。这样以高年级参加过创新实践活动的学生带低年级学生，把各个团队在创新实践活动中积累的宝贵经验和优良作风传承下去。
由于广大学生和老师的不懈努力，近年来，我校学生在全国电子设计制作大赛有多人获得一、二、三等奖。而课题组的教师积极参加各类教研活动，同心协力，扶持创新团队建设，以项目带团队，以团队带人才，形成团队内部人才培养的梯队，在教学改革、教学实践等方面取得了一系列成果。
四、结束语
通过改革课程设计的实践教学方法，改变学生重理论轻实践的做法，刺激学生学习电子技术课程的兴趣，将理论教学与实践相结合，开拓学生视野，改变以往学生仅从理论知识上得到电子技术的认识，形成身临其境的感性认识。同时也促进学生勇于探索的学习风气，形成实践思维习惯，使学生真正成为“知识、能力、实践创新相统一”的创新人才。
参考文献：
[1]贺付亮.“电子技术课程设计”课程探索[J].电气电子教学学报，2010，（2）：32-33.
[2]张晓红，赵显红，等.电子技术课程设计的探索与实践[J].科技创新导报，2009，（9）：116.
[3]侯素芳，等.电子技术课程设计内容改革的研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，（1）：108-110.
[4]李健睿.大学生创新实践能力培养的探索与思考[J].高等教育，2012，（12）：54.
（责任编辑：刘辉）
关键词：创新思维；创新实践；电子技术；课程设计；电子大赛
作者简介：张晓红（1969-），女，河南洛阳人，河南科技大学电气工程学院，副教授；曲晓丽（1973-），女，河南洛阳人，河南科技大学电气工程学院，讲师。（河南 洛阳 471023）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）15-0115-02
一、实践创新人才培养模式改革的背景
创新是当今时代的主题。21世纪的中华民族要想实现经济的腾飞，必须拥有大批富有创新精神和创新能力的人才。电子信息发展日新月异，新技术不断涌现，电类专业大学生掌握的知识和具备的能力必须跟上时代发展的步伐，必须把学生的创新实践能力培养摆在首位。
当今社会培养创新人才，体现在创新精神和意识、创新思维及创新能力等几个方面，而对于大学生来说实践创新能力的培养至关重要。其具体体现在能用比较丰富的理论知识和经验来解决实际问题，具有极强的创造力以及敏锐的观察力等。现阶段存在的问题主要表现在：部分大学生创新意愿有待提升，创新实践能力较差。相当一部分大学生学习成绩不错，但是理论和实际相结合的能力较差；积累知识的能力较强，但是动手能力较差。学生对于理论知识掌握较好，但是工程意识薄弱，工程实践能力差等。
由此，需要我们更新教育理念、改革课程体系与教学内容，加快人才培养模式的改革，激发大学生创新意愿，提高学生的实践创新能力。各类电子设计竞赛为学生提供了这样一个平台：既注重创新能力培养，又推进理论联系实际，加强动手能力和工程实践能力的训练，提高学生综合素质。高等学校作为知识创新、传播和应用的基地，创新教育应该贯穿在整个教育过程之中，而培养创新思维应该落实到教育的每个环节之上。针对以上问题，本文以河南科技大学电气工程学院为例，就如何将参加竞赛作为推动学生积极主动学习的动力，以电子技术课程设计这个基本的实践环节为基础，加强动手能力和工程实践能力的训练进行探索与实践。
二、电子技术课程设计教改中创新实践教育的探索
1.课程设计实践教学环节的作用
电子技术课程设计是学生在经过“电路”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等课程之后，由专业基础课、专业课的学习到独立进行毕业设计，完成毕业论文过渡的重要的实践性教学环节。[1]在教师的指导下，学生通过综合运用所学知识，结合电子技术方面某一专题独立地开展电路的设计、仿真及安装调试实验。
通过课程设计既加深学生对所学知识的理解，又培养和提高其分析、解决实际电子电路问题的能力，为今后的专业课学习打下坚实的理论基础和实验素质。同时也通过撰写课程设计总结报告，锻炼学生完成学术论文的能力，对其完成毕设论文以及今后的专业技术工作都是一个启蒙训练。[2]
坚实的理论基础和熟练的动手能力是评价课程设计的两个必要标准，也是培养创新素质的必要条件。因此重视电子技术课程设计，通过其教育教学改革，培养学生创新思维和实践动手能力。
2.对教学内容、教学方法和教学手段进行创新
传统教育观念重视理论知识的传授，而没有重视实践创新能力的培养。因此，为了真正提高学生的创新能力，就要结合课堂教学，改革教学方法，将理论教学和动手能力相结合。体现在课程设计方面，首先在选择设计题目上，其内容不能一成不变。几年来我们在教学中选出了如抢答器、数字钟、交通灯控制器和数字频率计等题目，这些题目既覆盖了数字电路的基本内容，又贴近生活实际，而且有实用价值。但是几年下来，一直沿用这几个题目，让学生从其中几选一进行设计，逐渐不能引起学生新的兴趣和积极性，慢慢出现抄袭的现象。学生从选择设计方案，到最后显示结果，出现较大的局限性。例如，对于“交通灯”题目，大部分学生只会按照老师辅导时给出的提示，采用正向计时的形式，而很少去尝试真正的交通灯倒计时的设计思路；设计方案较为单一和雷同，很少自己真正动脑子进行设计和创新，而是局限于一个框架和定式思维。因此，课程设计可以选择一些趣味性的题目，范围可以稍大一些。指导教师首先针对这些题目对学生进行集中辅导，学生可以根据自己的兴趣和能力来确定题目，对于每个题目都划分基本设计任务以及扩展环节。恰当的选题可以让不同程度的学生经过努力能完成设计任务，在巩固所学知识，提高技能等方面有所收获。同时给学生留下很大的发挥空间，大大激发了学生的学习积极性。而另一方面，当前电子技术及IC技术迅速发展，新技术不断推陈出新，对电子技术课程设计有了更高的要求。[3]
电子技术课程设计也要紧跟技术前沿，改革以往传统的大量理论分析，增加当前典型芯片和典型电路的应用介绍。尽量做到设计内容新颖有趣，有一定的实用价值，涉及知识点多，且侧重模块化的设计分析方法。具体体现在：首先使学生能迅速识别典型电路，且能通过简单的试验或设计熟练掌握典型电路的原理和实际应用。例如：对时基电路的设计，常见的分频电路，任意进制计数器的构成，校时电路，具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能的抢答器等等。其次还要将电子技术的新器件（如CPLD、FPGA等）和新技术（如EDA、电子电路软件仿真、虚拟仪器技术等）引入实践教学中，从而丰富实验内容和手段，同时配合理论课内容对课程设计内容体系进行更新和完善。近代电子技术的一个重要环节是智能化，其核心是微型机的应用，因此本课程教学需将微机应用作为一个主要内容，使学生在实验室中不仅能接触到有关电子系统的硬件知识，同时也熟悉其软件设计。
以电子大赛项目为目标，把目前与电子技术相关的竞赛内容结合到课程设计环节，尽可能地开发一些综合性、设计性内容，同时进行相关的实训，培养学生兴趣，并鼓励学生开动思维，开发创新。 3.建立创新实验室
课程设计的内容涉及面广，前沿科技含量大，为满足课程设计对仪器设备及元器件的要求，因此需建立配套的实验设施，以保证实验的高水平。为此，电气学院专门成立了创新实验室，积极开展EDA和 SOPC技术应用的教学，提高了学生电子设计自动化的水平。同时也为学生进行电子设计方面的实训提供了硬件基础。
三、在教改的实践探索过程中加强创新教育
1.创建电子爱好者学生小组
在实践的过程中必须引入创新教育的新理念。结合学科专业特色，鼓励大学生把个人特长、兴趣爱好和人生规划、职业规划结合起来，通过创新实践活动，激发学生创新意愿，提升创新实践能力，着眼培养任职能力强、长远发展后劲足的创新型人才队伍。[4]
创新不但需要具有丰富的书本知识，而且需要进行广泛的课外实践活动。为此，我们组织成立了电子爱好者学生小组。课程组教师分工组织并指导课外电子爱好者学生小组动手搭建电路，进行焊装训练。首先结合电子技术方面某一专题独立地开展电路的设计、安装与实验，通过电子技术课程设计的实训，一方面加深学生对所学电知识的理解，培养和提高其解决实际电子电路问题的能力、动手能力和创新思维能力；另一方面使学生初步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法；同时也培养学生严谨的科学作风和善于合作交流的团队精神。随着基本能力的提高，再逐个突破典型电路，结合电子大赛的相关题目进行训练，培养其创新思维和实践动手能力，真正达到理论与实践的结合。
2.组建一个大赛的培训团队
为了更好地促进学生的实践创新能力的提高，让更多的人参与到实践创新中来，课题组特意组建一个大赛的培训团队。教师分工组织指导学生参加课外电子兴趣小组、电子创意制作活动、机器人设计、全国建模竞赛、挑战杯、电子设计大赛等比赛活动。在参加这些全国性比赛前，必然要在全校开展多重选拔赛。扩大选拔赛的范围和受益面，对于培养和带动更多的学生参与创新实践活动具有十分重要的意义。
团队成员除了指导老师以外，还有前面比赛获奖的参赛学生，由这些学生负责新一批参赛学生实践动手能力的培养，通过传帮带，从基础的电子元件到电子工艺制作，手把手地指导。新一批参赛学生在掌握了基本的电子电路组建和制作技能以后，再由各指导老师开展比赛电路模块设计和综合电路系统设计的培训，与此同时，参赛学生在培训过程中可以互相切磋和交流，自我总结相关经验，并整理成册，作为大赛培训的资料积累。这样以高年级参加过创新实践活动的学生带低年级学生，把各个团队在创新实践活动中积累的宝贵经验和优良作风传承下去。
由于广大学生和老师的不懈努力，近年来，我校学生在全国电子设计制作大赛有多人获得一、二、三等奖。而课题组的教师积极参加各类教研活动，同心协力，扶持创新团队建设，以项目带团队，以团队带人才，形成团队内部人才培养的梯队，在教学改革、教学实践等方面取得了一系列成果。
四、结束语
通过改革课程设计的实践教学方法，改变学生重理论轻实践的做法，刺激学生学习电子技术课程的兴趣，将理论教学与实践相结合，开拓学生视野，改变以往学生仅从理论知识上得到电子技术的认识，形成身临其境的感性认识。同时也促进学生勇于探索的学习风气，形成实践思维习惯，使学生真正成为“知识、能力、实践创新相统一”的创新人才。
参考文献：
[1]贺付亮.“电子技术课程设计”课程探索[J].电气电子教学学报，2010，（2）：32-33.
[2]张晓红，赵显红，等.电子技术课程设计的探索与实践[J].科技创新导报，2009，（9）：116.
[3]侯素芳，等.电子技术课程设计内容改革的研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，（1）：108-110.
[4]李健睿.大学生创新实践能力培养的探索与思考[J].高等教育，2012，（12）：54.
（责任编辑：刘辉）