何家梅， 周成虎， 查蔓莉

（河南工程學院電氣信息工程系，河南鄭州 451191）

淺談電子類專業(yè)學生的技能培養(yǎng)

何家梅， 周成虎， 查蔓莉

（河南工程學院電氣信息工程系，河南鄭州 451191）

論文從四方面探討電子類學生電子系統(tǒng)設(shè)計和制作技能的培養(yǎng):①從課堂入手，重視各種EDA軟件在教學中應(yīng)用;②在各類實訓中，全面培養(yǎng)學生的專業(yè)技能，如查找資料、選擇方案、電路仿真、選購元件、PCB制作以及安裝調(diào)試，以學生為主，教師為輔;③學院建立了創(chuàng)新開放實驗室，選拔有興趣的學生在此平臺上自主學習，使學生的專業(yè)技能進一步提高;④以電子大賽作為契機，組織學生參賽，取得了較好的成績，學生專業(yè)技能得到突飛猛進。實踐教學表明，從以上四方面綜合培養(yǎng)學生的專業(yè)技能，能使學生自學能力、創(chuàng)新能力，實踐應(yīng)用能力得到了極大的提高，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的學生，并帶動了全體學生學習的積極性。

電子類專業(yè);技能培養(yǎng);電子設(shè)計自動化;課程實訓;創(chuàng)新實驗室;大學生電子設(shè)計競賽

0 引言

大學教育的一個重要內(nèi)容是對學生專業(yè)技能的培養(yǎng)，其核心是分析問題和解決問題的能力。具體到電子類專業(yè)就是電子系統(tǒng)的設(shè)計、組裝和調(diào)試的能力。近年來，我院電信系從課程設(shè)置到教學內(nèi)容改革，從覆蓋全體學生的實習實訓到為有興趣的學生建立的電子創(chuàng)新開放實驗室，探索出了一套培養(yǎng)學生電子專業(yè)技能的方法。

1 實訓安排貫穿各個學期

1.1 專業(yè)和課程介紹

我院電氣系有4個?？茖I(yè):電子信息工程、通信技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電氣自動化。在課程設(shè)置上我們加強了實訓教學環(huán)節(jié):?？?年在第二、三、四、五學期分別開設(shè)了電子技術(shù)操作、電子課程綜合設(shè)計、印刷線路板設(shè)計和單片機設(shè)計實訓以及電子系統(tǒng)設(shè)計實訓，用時共計10周，占10學分。在實訓中學生學習電子產(chǎn)品(收音機、萬用表)安裝和調(diào)試的方法;用晶體管和通用集成芯片完成秒表、搶答器、倒計時、報警器、音頻放大器的仿真和制作;用單片機完成萬年歷、計算器、交通燈、時鐘、溫度計、電壓表的設(shè)計和制作;通過EDA實驗箱完成FPGA的仿真、下載及驗證。

1.2 實訓方法

我們對實訓方法進行改革，在實訓中以教師指導為輔，學生自學為主。從電路仿真設(shè)計、選購元件、PCB制板、焊接安裝到最后調(diào)試的各個環(huán)節(jié)均由學生獨立完成。具體做法是:①實訓前1個月，要求學生完成選擇題目、仿真設(shè)計電路、列舉元件清單的任務(wù);②從學生選擇的題目中選出電路可行、難易適中、元件易得的5個題目，供所有學生選用;③被選中題目的學生在實訓第一周給大家講解電路的原理，教師進行補充和完善，以便使每位學生了解電路的原理。這樣既調(diào)動了優(yōu)秀學生的積極性，又確保大部分學生能夠理解電路的原理;④購買、分發(fā)元器件都讓學生組織安排;⑤制作PCB板、安裝焊接并最終調(diào)試，完成整個電子作品設(shè)計和制作。通過以上過程使學生掌握了電路設(shè)計制作的一般方法。

2010～2011年下學期在電子0941、0942本科班采用此方法培養(yǎng)學生專業(yè)技能，學生的積極性被調(diào)動起來，從剛開始按照教材選擇的芯片到從電子器材商場能買到的芯片，學生根據(jù)可獲得的芯片反復(fù)修改電路。實訓周學生在實驗室經(jīng)常忙碌到晚上9點，這在以往實訓中是罕見的。學生的設(shè)計思路十分開闊，每個組的電路都各不相同，使教師們都大受啟發(fā)。

2 重視各種EDA軟件的使用

2.1 EDA軟件介紹

EDA是電子設(shè)計自動化(Electronic Design Automation)的縮寫。EDA軟件寬泛地分4種:①電路仿真軟件，如Pspice、EWB(Multisim)、Protues;② 印刷電路板設(shè)計軟件，如Protel(Altium)軟件;③PLD設(shè)計軟件，如MAX+PLUSII、QuartusII;④ IC設(shè)計軟件。教學中涉及前三類軟件。EDA軟件不僅用于電路仿真設(shè)計、做PCB板，而且可以通過軟件編程對硬件結(jié)構(gòu)和工作進行重構(gòu)，從而使得硬件的設(shè)計可以如同軟件設(shè)計那樣方便快捷?，F(xiàn)代電子技術(shù)向高集成度、專用芯片(ASIC)、片上系統(tǒng)(SOC)方向發(fā)展，EDA軟件的自動化和智能化程度不斷提高，高性能EDA軟件為復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計提供了不同用途和不同等級的一體化的開發(fā)集成環(huán)境。

2.2 EDA軟件的使用場合

EDA仿真軟件能很好的說明電路的功能，例如用Pspice可以分析各節(jié)濾波電路的特點;用EWB分析555產(chǎn)生振蕩電路的頻率等等。EDA仿真軟件在教學中的使用場合:① 仿真軟件應(yīng)用要與基礎(chǔ)課同步進行，教師在電路分析、模擬電路、數(shù)字電路教學中經(jīng)常使用電路仿真軟件，并要求學生部分作業(yè)用軟件仿真完成。②實訓中電路仿真是必須做的，學生提交仿真電路圖和元件清單，才可以購買器件。③實訓中盡量用Altium Designer6.9制作單面PCB板取代萬用板。④單片機實訓中要求學生用Proteus和Keil C在電腦上仿真運行之后，再做實物。經(jīng)過幾個學期的培養(yǎng)，學生畢業(yè)時，大部分都掌握了EWB(Multisim)、Proteus、Keil、Altium Designer6.9、MAX+PLUSII、QuartusII軟件的使用，為復(fù)雜片上系統(tǒng)開發(fā)打下了基礎(chǔ)。掌握EDA軟件的使用，是電子類學生應(yīng)該具備的專業(yè)技能。

3 建立大學生電子創(chuàng)新開放實驗室

3.1 電子創(chuàng)新開放實驗室的特色和作用

電子創(chuàng)新開放實驗室位置在實驗樓里，提供實驗場所及設(shè)備，學生可自備電腦，業(yè)余時間來學習、研究、設(shè)計和制作電路。使用的元件一部分由學校提供，其余自費購買，獲獎后報銷。實驗室由學生自主管理，學生自學為主、教師指導為輔。學生之間以老帶新、互相協(xié)作、重在實踐，形成了濃厚的學習氛圍。學生經(jīng)常利用業(yè)余時間到創(chuàng)新實驗室學習，輔導電子競賽的老師，也經(jīng)常利用休息時間到學校輔導學生。在電子創(chuàng)新開放實驗室的學生由于得到老師和同學的幫助，專業(yè)技能進步很快。參加競賽及獲獎的學生全部來自電子創(chuàng)新開放實驗室。值得一提的是，有位學生在網(wǎng)上購買的小型機床的基礎(chǔ)上，設(shè)計改造出一臺印刷電路板雕刻機，雕刻機在程序控制下，鉆頭幾分鐘即可加工完成一塊單面PCB板，加工質(zhì)量很高。另外一名學生設(shè)計制作的單片機學習板已在網(wǎng)上銷售。還有兩位同學開發(fā)出太陽能照明系統(tǒng)，太陽能充足時，太陽能電池產(chǎn)生的電能通過升壓可供220 V燈泡工作，并用蓄電池存儲電能;太陽能不足時，可以用蓄電池供電;如果檢測到蓄電池地電流不足，自動切換到交流供電電網(wǎng)上，保證燈泡始終有可靠的電能供給。電子創(chuàng)新開放實驗室中學生的優(yōu)秀作品層出不窮。

3.2 電子設(shè)計大賽簡介

全國大學生電子設(shè)計競賽始于1994年，每兩年舉辦一次，由教育部高教司、工業(yè)和信息化部人教司共同主辦的全國性大學生科技競賽活動。比賽要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)完成電路的設(shè)計和電子產(chǎn)品組裝。競賽是對參賽團隊電子設(shè)計能力、理論聯(lián)系實際能力、科技創(chuàng)新能力、工程實踐能力和團隊協(xié)作能力的最好檢驗。

3.3 電子設(shè)計大賽的成績

參加電子大賽可以促進學生技能突飛猛進。賽前充分準備，賽時集思廣益、拼體力、拼智力，歷經(jīng)四天三夜完成作品，賽后總結(jié)經(jīng)驗教訓。近年來參賽成績不斷提高，2011年全國大學生電子設(shè)計競賽河南賽區(qū)我院有15個參賽隊，45名學生參賽，獲一等獎1個、二等獎4個。2012年參加第七屆“中國航信杯”全國信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽，參賽學生獲得了全國一等獎1隊、全國二等獎2隊、全省二等獎2隊的優(yōu)異成績。其中由朱振豪等人設(shè)計制作的多功能數(shù)顯卡尺以總分第一名獲得了全國一等獎。2013年參加“瑞薩杯”全國大學生電子設(shè)計競賽，朱振豪等3人榮獲國家一等獎，姜順天等3人榮獲國家二等獎。

4 結(jié)語

名言道:“聽過的，我會忘記;看到的，我能記住;做過的，我才能理解”。華中科技大學的楊叔子院士提出，創(chuàng)新來源于實踐。幾年的實踐表明，通過采用多種方法綜合培養(yǎng)，不僅提高了學生的電子專業(yè)技能，而且增強了學生對所學專業(yè)的興趣。一些畢業(yè)生利用所學專業(yè)知識進行創(chuàng)業(yè)，還有些人很快找到了研發(fā)的工作，大部分畢業(yè)生進入社會后得到了良好的發(fā)展。

［1］ 楊叔子.創(chuàng)新源于實踐［J］.實驗室研究與探索，2004(7):1-3.

YANG S Z.Creation Being Originated From Practice［J］.Research and Exploation in Laboratory，2004(7):1-3.

［2］ 李香萍.電子技術(shù)實驗教學改革與實踐［J］.實驗室研究與探索，2009(10):117-119.

LI X P.Reform and practice of the experimental teaching for electronic technology［J］.Research and Exploation in Laboratory，2009(10):117-119.

［3］ 王 靜，胡玉才.協(xié)同培養(yǎng)大學生實踐創(chuàng)新能力的研究與實踐［J］.實驗技術(shù)與管理，2013，30(9):19-21.

WANG J，HU Y C.Research and practice on collaborative cultivation of innovation ability of undergraduates［J］.Experimental Technology and Management，2013，30(9):19-21.

［4］ 付興鋒.以大學生競賽活動為契機 推進實踐教學改革［J］.實驗室研究與探索，2010，29(1):127-128.

FU X F.Advancing the Reform of Teaching on Practice with Opportunity of Multifarious Competition for Undergraduates［J］.Research and Exploation in Laboratory，2010，29(1):127-128.

［5］ 夏定元.探索實驗室管理模式提高大學生創(chuàng)新能力［J］.實驗室研究與探索，2010(3):88-90.

XIA D Y.Exploring Management Management Modes of Laboratory to Enhance Undergraduates’Innovation Ability［J］.Research and Exploation in Laboratory，2010(3):88-90.

［6］ 余小瀅，卞雨池.電子設(shè)計競賽促進實踐教學改革［J］.實驗技術(shù)與管理，2007，24(6):107-109.

YU X Y，BIAN Y C.Electronic design contest promotes practical teaching reform［J］.Experimental Technology and Management，2007，24(6):107-109.

［7］ 徐志玲，李飛標.基于提升學生實踐能力的實驗室科技創(chuàng)新平臺構(gòu)建［J］.實驗技術(shù)與管理，2013，30(9):28-30.

XU Z L，LI F B.Constructuring platform of laboratory technogical innovation based on improving students’practical abilities［J］.Experimental Technology and Management，2013，30(9):28-29.

［8］ 馮曉云.實踐育人是大學的根本［J］.實驗室研究與探索，2013(1):1-4.

FENG X Y. Practice Education——the Fundamentalto the Universities［J］.Research and Exploation in Laboratory，2013(1):1-4.

［9］ 楊 寧，王 凡.大學生創(chuàng)新活動體系建設(shè)［J］.實驗室研究與探索，2013(2):106-108.

YANG N，WANG F.Construction of a Creative Activity System for Undergraduates［J］.Research and Exploation in Laboratory，2013(2):106-108.

［10］ 韋文祥，李勇成，等.由大學生電子設(shè)計競賽引發(fā)對就業(yè)能力培養(yǎng)的思考［J］.實驗室研究與探索2009，28(10):11-13.

WEI W X，LI Y C，et al.Thinking of Bringing up Employability by Undergraduates Electronic Design Competition［J］.Research and Exploation in Laboratory，2009，28(10):11-13.

［11］ 尹 仕，肖 看.全開發(fā)的創(chuàng)新性實驗室教學體系構(gòu)建［J］.實驗室研究與探索，2013，32(11):183-185.

YIN S，XIAO K.The Construction of an Completely Opening Innovatively Practical Teaching System［J］.Research and Exploation in Laboratory，2013，32(11):183-185.

［12］ 李 欣，謝 宏.電子類卓越工程師培養(yǎng)與實驗室教學創(chuàng)新［J］.實驗室研究與探索，2013，32(10):160-162.

LI X，XIE H.Training of Excellent Engineers and Teaching Innovation in Laboratory for Electronics Majors［J］.Research and Exploation in Laboratory，2013，32(10):160-162.

［13］ 謝小東，李 平.“EDA技術(shù)”課程實驗教學的探索［J］.實驗技術(shù)與管理，2012，29(6):181-183.

XIE X D，LI P.Exploration on experimental teaching of EDA Technology course［J］.Experimental Technology and Management，2012，29(6):181-183.

［14］ 陳惠英，賈秀美.改革電子技術(shù)實驗教學模式的實踐與探索［J］.實驗技術(shù)與管理，2007，24(12):129-131.

CHIN H Y，JIA X M.Practice and exploration on the teaching reform mode of electronic technology experiment course［J］.Experimental Technology and Management，2007，24(12):129-131.

［15］ 柯文徳，彭志平.實驗教學質(zhì)量監(jiān)控在創(chuàng)新科技競賽中的應(yīng)用［J］.實驗室研究與探索，2013，32(11):160-163.

KE W D，PEN Z P.Application of Quality Monitoring Architecture of Experiment Teaching in Innovational Scientific Competition［J］.Research and Exploation in Laboratory，2013，32(11):160-163.

On the Skills Training of Electronic Speciality Students

HE Jia-mei，ZHOU Cheng-hu，CHA Man-li
(Department of Electrical Information，Henan Institutes of Engineering，Zhengzhou 451191，China)

In this paper，the cultivation of specialty skills on electronic system designing and producing of electronic speciality students is studied from four aspects.In the class，we attach importance to the application of various EDA software.In various practical trainings，students are trained comprehensively，including information searching，solution selection，circuit simulation，electronic component choosing，PCB producing，installation and debugging.The trainings are student-oriented，with the assistant of teacher auxiliary.Our department also sets up an innovation open laboratory，and selects interested students to study in the laboratory independently.It can improve their speciality skills significantly.We take advantage of National Undergraduate Electronic Design Contest，organize students participation in the contest.These students achieve quite good result，at the same time，they speciality skills advance rapidly.Practical teaching indicates that by four aspects mentioned above，speciality skills of student，such as self-learning ability，innovation capacity，application ability can be greatly enhanced.A group of gifted students have sprung up and the enthusiasm of all students are stimulated.

electronic speciality;skills training;EDA(Electronic Design Automation);practical training;innovation lab;National Undergraduate Electronic Design Contest

G 642

A

1006－7167(2014)05－0217－03

2013－05－06

河南省教育廳科技攻關(guān)項目(112102310327)

何家梅(1963－)，女，重慶江津人，學士，副教授，主要從事電子類專業(yè)基礎(chǔ)課和實訓課教學。

Tel.:13283873210;E-mail:1907444191@qq.com