吳艷玲

摘要：高等學(xué)校第二課堂相比于第一課堂，無疑給學(xué)生提供了更好的實踐和學(xué)習(xí)平臺，但要通過第二課堂切實培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，必須要系統(tǒng)研究。本文針對第二課堂電子創(chuàng)新設(shè)計，以實踐為基礎(chǔ)，對學(xué)生的專業(yè)能力培養(yǎng)作了深入地研究。

關(guān)鍵詞：第二課堂；電子設(shè)計；專業(yè)能力

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0195-02

高等學(xué)校第二課堂的設(shè)置目前缺乏系統(tǒng)的、科學(xué)的理論支持，課程內(nèi)容隨意性明顯，常常不能與第一課堂有效地銜接，內(nèi)容不規(guī)范，培養(yǎng)目標(biāo)不明確，計劃性差，有的只是第一課堂的知識的補(bǔ)充和延續(xù)，忽視了素質(zhì)教育和培養(yǎng)，有的則是偏于素質(zhì)教育和培養(yǎng)，忽視了與專業(yè)結(jié)合，有的是開展娛樂和趣味性的活動。因此，要通過第二課堂切實培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，必須要系統(tǒng)研究。本文針對第二課堂電子創(chuàng)新設(shè)計，以實踐為基礎(chǔ)，對學(xué)生的專業(yè)能力培養(yǎng)作了深入的研究。

一、第二課堂電子設(shè)計課程設(shè)置研究

電子設(shè)計作為第二課堂可以為學(xué)生提供很好的實踐平臺，在實踐中與第一課堂的知識有效銜接，不但可以深化對第一課堂知識的理解，而且能有所創(chuàng)新。但實際要達(dá)到好的專業(yè)能力的培養(yǎng)效果，必須首先科學(xué)地設(shè)置課程。電子設(shè)計以模擬電子技術(shù)和單片機(jī)原理及接口技術(shù)為基礎(chǔ)，學(xué)生必須先掌握這兩門課程，包括理論部分和實踐部分，才有能力進(jìn)行完整項目的設(shè)計。因此電子設(shè)計課程必須先開出這兩門課程，而且要考慮開出的先后順序。模擬電子技術(shù)是一門技術(shù)性和實踐性很強(qiáng)的課程，尤其在實踐過程中，有很多因素影響實驗結(jié)果，比如噪聲、接地方式、強(qiáng)弱電隔離等，而這些因素往往是無法統(tǒng)一定量分析的，對于初學(xué)者來說就會覺得模電太難掌握，往往一個實驗花很長時間都解決不了問題。如果把模擬電子技術(shù)作為第二課堂電子設(shè)計的第1門課，絕大多數(shù)同學(xué)都會因為模電琢磨不定，實驗做不出來，結(jié)果喪失信心，無法堅持學(xué)習(xí)。而單片機(jī)則相對較簡單，實踐也容易出效果，把單片機(jī)作為第1門課，學(xué)生會在看到實驗結(jié)果時獲得成就感，從而建立信心增強(qiáng)對電子設(shè)計的興趣。學(xué)完單片機(jī)然后再開始學(xué)習(xí)模電，有了之前建立的信心以及一些實踐的方法，學(xué)生就有勇氣面對困難，堅持不懈。學(xué)習(xí)完前面提到的兩門基礎(chǔ)課程的理論和實踐之后，要把模電和單片機(jī)結(jié)合起來，安排兩個培訓(xùn)項目：（1）語音采集與回放系統(tǒng)；（2）簡易數(shù)控電源設(shè)計。通過這兩個項目的培訓(xùn)，可以建立系統(tǒng)的概念，掌握一個完整項目的系統(tǒng)設(shè)計方法。考慮到電子設(shè)計不同項目對微控制器的不同要求，后續(xù)課程再安排FPGA相關(guān)課程及實驗項目。前面各階段培訓(xùn)之后，學(xué)生已經(jīng)具備基本的電子設(shè)計的專業(yè)能力，之后的培訓(xùn)課程安排就必須要進(jìn)一步提高學(xué)生的設(shè)計能力，力求把每一個電子設(shè)計的作品做到高指標(biāo)、高精度。因此我們挑選一些難度較大，指標(biāo)較高的電子設(shè)計題作為后一階段的強(qiáng)訓(xùn)課程內(nèi)容。第二課堂電子設(shè)計課程設(shè)置必須遵循由簡到難、由局部到整體、由粗到精的原則。

二、第二課堂培訓(xùn)方法研究

第二課堂課程設(shè)置好之后，還必須注重培訓(xùn)方法。由于學(xué)生是剛開始接觸電子設(shè)計，對很多東西都不懂，碰到問題也不知如何去解決，再加上剛開始跟學(xué)長們也不是很熟，也沒怎么交流，導(dǎo)致在最開始的幾個星期里會像個無頭蒼蠅到處亂撞，基本上拿到一個問題都不會自己獨立地去思考，更不用說形成自己的方案甚至去實施自己的方案了。那么培訓(xùn)時，老師必須采取科學(xué)的方法，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，解決問題。電子設(shè)計的培訓(xùn)基地為學(xué)生提供了很好的實踐環(huán)境和實驗條件，為了確保每一課程項目的培訓(xùn)都能提高學(xué)生的專業(yè)能力，一定要有合適的培訓(xùn)方法。電子設(shè)計重實踐，但培訓(xùn)時一定要注意實踐必須以理論為指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生從理論入手，通過實踐驗證理論設(shè)計是否正確，實踐中遇到問題時又要上升到理論，補(bǔ)充理論知識，最后解決問題。培訓(xùn)過程中，切忌全程灌輸，要啟發(fā)學(xué)生獨立思考，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，這樣學(xué)生才能在提高專業(yè)能力的同時又具備一定的創(chuàng)新能力。下面以模電的實踐培訓(xùn)為例，探討第二課堂的培訓(xùn)方法。學(xué)生剛開始對模電的認(rèn)識還是比較模糊。用分立元件實現(xiàn)10W的低頻功率放大器，經(jīng)過這個項目的培訓(xùn)后，學(xué)生的動手能力可以大幅提高，而且能建立對模電的具體認(rèn)識。但這個項目難度也是很大的，培訓(xùn)時既要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨立解決問題的能力，又要在適當(dāng)?shù)臅r候幫助學(xué)生找到解決問題的方法，以免學(xué)生長時間解決不了問題時喪失信心。根據(jù)題目要求，將5mV信號放大為■=8.94V，電壓放大倍數(shù)為1788倍，單級放大電路不能滿足要求，必須采用多級放大電路。因此，本次設(shè)計要用到差分放大電路，集電極輸出的共射放大電路和乙類功率放大電路。培訓(xùn)時，首先要求學(xué)生自己通過《模擬電子技術(shù)》課本理解這三種電路的基本原理，包括放大電路的靜態(tài)分析與動態(tài)分析。當(dāng)學(xué)生具備理論基礎(chǔ)后，指導(dǎo)學(xué)生確定直流電源電壓及進(jìn)行器件選型，各級三極管的型號根據(jù)UCEO，ICM和PCM三個參數(shù)確定。三極管型號確定后，學(xué)生就可以結(jié)合電路指標(biāo)和三極管的放大系數(shù)確定各級靜態(tài)工作點及動態(tài)范圍，最終獨立設(shè)計出完整的低頻功率放大器電路圖。此時的電路設(shè)計還完全停留在理論設(shè)計，由于學(xué)生理論水平有限，設(shè)計出的電路多少都存在問題，不過經(jīng)過后面的調(diào)試后，電路會逐步得到改善，所以老師不必在這個階段指出問題，要培養(yǎng)學(xué)生獨立發(fā)現(xiàn)問題并且解決問題的能力。接下來，要求學(xué)生按自己設(shè)計的電路先焊接輸入級差分放大電路，調(diào)試好后再焊接調(diào)試中間放大的共射放大電路。當(dāng)這兩級電路聯(lián)調(diào)時，大部分同學(xué)會發(fā)現(xiàn)電壓放大倍數(shù)比兩級單獨設(shè)計的放大倍數(shù)的乘積要小得多，但每級單調(diào)時又與理論設(shè)計符合。出現(xiàn)這個問題后，學(xué)生往往無法找到真正原因，自然也無法把問題解決。其實問題在于學(xué)生對多級放大電路的放大倍數(shù)計算沒有理解清楚，他們只知道整體放大倍數(shù)等于各級放大倍數(shù)的成績，而這里各級放大倍數(shù)已經(jīng)不是每級獨立的放大倍數(shù)了，還要考慮前后級輸入輸出電阻對各級放大倍數(shù)的影響，所以這時要提醒學(xué)生查閱多級放大電路的放大倍數(shù)的計算方法。理解了這一點后，學(xué)生就知道了問題所在，進(jìn)而找到辦法，通過增加射級跟隨電路把兩級電路隔離，就解決了這個問題。經(jīng)過一段時間的培訓(xùn)，學(xué)生基本上可以簡單地去分析一些問題了，盡管分析得還不是很全面，但至少不會像最開始進(jìn)實驗室的那種碰到問題無從下手的問題了。拿到題目，首先就是將題目進(jìn)行仔細(xì)的分析，將題目要求做的系統(tǒng)分成若干個小的模塊，再逐個完成。在完成各個小模塊的同時，學(xué)生會碰到很多之前還沒有考慮到的一些細(xì)節(jié)，由此可能會產(chǎn)生一些問題，這時就需要去網(wǎng)上找相關(guān)的資料來解決這些問題。最后每個模塊完成后，需要將它們結(jié)合在一起形成一個系統(tǒng)來完成想要完成的功能，在此過程中又會碰到兩個模塊之間相互影響、參數(shù)不匹配等問題，這又需要我們?nèi)ソ鉀Q匹配與相互影響的問題，在解決這些問題的同時學(xué)生的能力也得到了提高。在培訓(xùn)時，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定的題目，在做的過程中會出現(xiàn)各種意想不到的情況，所以必須在盡可能短的時間內(nèi)找出問題和解決問題。不懂的知識可以去學(xué)習(xí)，硬件、軟件調(diào)不出來，只要有耐心，認(rèn)真分析總能找出原因，從而找到解決問題的方法。出現(xiàn)問題時應(yīng)保持冷靜、沉著，不應(yīng)急躁，急躁也不能解決問題，說不定還會造成更嚴(yán)重的問題。這在一定的程度上使得學(xué)生的應(yīng)變能力得到提高。其次，是團(tuán)隊精神的培養(yǎng)。在做項目時非常需要團(tuán)隊精神，三個人必須互相信任、互相配合、分工合作，只有這樣才能在最短的時間內(nèi)完成項目。在順境時小組成員要相互提醒保持冷靜，逆境時要相互鼓勵共度難關(guān)，出現(xiàn)問題時不能相互埋怨一個實驗?zāi)芊耥樌刈龀晒?，取決于每一個小組成員之間的相互溝通，比如，做硬件的告訴寫軟件同學(xué)的思路，以及硬件上面可能存在的一些問題，是否在軟件上面可以得到彌補(bǔ)，如果可以，就讓軟件去彌補(bǔ)彌補(bǔ)。如果軟件彌補(bǔ)不了的，就去解決硬件上面的問題，爭取讓軟件和硬件相輔相成。大家都減輕負(fù)擔(dān)。同時也應(yīng)該充分認(rèn)清楚自己小組之間的強(qiáng)項，比如，小組在軟件上面存在著一些不足，那么做硬件的就盡量去為軟件的減輕負(fù)擔(dān)，讓實驗?zāi)軌蝽樌剡M(jìn)行。或者當(dāng)軟件比較簡單的時候，負(fù)責(zé)軟件的同學(xué)就告訴在軟件上面哪些地方可以彌補(bǔ)硬件上面的不足，這樣做到軟硬結(jié)合。隨著所做項目的增多，經(jīng)驗積累增多，后面所做的項目也越來越難，每個項目給的時間也越來越緊，要想在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)，就不能像之前那樣拖拖拉拉，而且單憑個人能力是無法做到的，這時學(xué)生開始真正意義上的分工合作。最開始同學(xué)們本打算自己都盡快地完成自己的那一部分，然后爭取提前兩天完成每個項目，然后每個組員再將自己負(fù)責(zé)的那一部分講給小組其他成員聽，以及在這過程中應(yīng)該避免什么問題，讓小組其他成員在此基礎(chǔ)上加以理解并消化，爭取讓每個小組成員都盡可能多地學(xué)到東西。但在實際中，或許是題目太難，又或者是配合得不夠好，總是在每個項目快要截止的那天才能做出來，甚至有的項目在超過截止日期之后還沒做出來，又由于時間緊迫，所以每個項目做完之后也沒什么時間進(jìn)行小組內(nèi)部交流，小組內(nèi)部成員學(xué)到的東西都有一定的局限性，這也預(yù)示著在接下來的日子里還有更多的東西要學(xué)，絲毫不能有半點松懈。

第二課堂電子創(chuàng)新設(shè)計基于良好的實踐環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，要達(dá)到好的培養(yǎng)效果，首先，必須合理地設(shè)置培養(yǎng)課程，遵循由簡到難、由局部到整體、由粗到精的原則。其次，要注重培養(yǎng)方法，培訓(xùn)時既要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨立解決問題的能力，又要在適當(dāng)?shù)臅r候幫助學(xué)生找到解決問題的方法，提高學(xué)生的專業(yè)能力。最后，還要強(qiáng)調(diào)同學(xué)之間的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，小組隊員要有一定的分工，每個人負(fù)責(zé)一部分，相互幫助，相互學(xué)習(xí)提高。這樣，項目設(shè)計和制作才會更順利更快完成，專業(yè)能力才能得到更大的提高。

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