电子工艺实习课程改革效果

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随着科技的发展，企业对高校毕业生在动手能力及创新、创造能力方面的要求越来越高。电子工艺实习是电类专业学生接触电子电路的启蒙课程，是培养学生电路设计的入门课程，在培养学生动手实践能力、创新意识方面所起的作用不容忽视［1－3］。

1电子工艺实习课程现状

传统的“电子工艺实习”课程注重对电子套件的焊接，目前很多高校的课程内容是焊接收音机或类似单纯的电子套件。课程内容可以教学生识别电子元器件，也可以锻炼学生的焊接能力，但是也存在一些问题［4］，比如课程内容孤立，不能与相关课程互联互通，形成体系;课程内容老旧，教学模式单一，学生被动接受知识，与课程没有互动，没有自主性，不利于培养学生兴趣;电子套件功能单一，无法编程，无法扩展，课程结束后无法使用，不具备创新价值;专业性强、面向专业单一，不利于大面积推广;电子套件成功率低，影响学生兴趣的建立。这些问题影响了课程教学的效果。为了克服上述问题，培养出具有创新意识和实践能力的复合型人才，江南大学物联网工程学院(以下简称:学院)着手对“电子工艺实习”课程进行了一系列改革，并取得了一定的成果。

2电子工艺实习课程改革内容

“电子工艺实习”属于实践环节的教学范畴，要保持教学内容的先进性需要使课程内容紧跟电子工业的发展趋势［5］，我们的课程改革内容总结如下。

2．1结合学院特色自制实验套件

传统的实习套件是收音机等单纯的电子套件，教学内容陈旧，与其他课程没有关联，教学效果不明显［6］。针对此问题，我们先后设计了多版电子工艺实习套件，最终我们将“电子工艺实习”课程与学院的物联网特色相结合，设计了基于物联网技术的电子工艺实习套件，它采用流行的电子积木模式，分为底板、扩展板和创意板，底板可编程、带WIFI联网功能，扩展板具有固定功能，创意板则是学生根据需求自己设计、自己焊接，可以与开放云平台进行数据交互，可以与手机APP进行数据交互;套件成本低廉、电子工艺实习课程结束以后学生还可以用它来进行大学生创新项目或参加各类电子、创新创业比赛，实现一板多用。套件既可以实现“电子工艺实习”课程的锻炼学生动手能力的目的、培养了学生的专业兴趣，又可以培养学生自主创新的意识。套件实物如图1所示。图1基于物联网技术的电子工艺实习套件

2．2教学内容项目化，增强课程效果

为了增强课程的教学效果，我们采用了项目式教学模式［7］，一个班级分为几个组，每一组都要完成不同的项目。项目的要求是基于套件制作具有实际应用价值的产品，比如远程温湿度控制系统、智能环境监测系统等。每个项目都融合了理论知识与实践技能，分析需求、设计方案、器件选型、电路焊接、程序编写、产品调试，整个项目流程学生全部独立完成。学生由传统电子工艺实习课程的被动接受知识转变为主动掌控课程，电子工艺实习的课程目标在项目进行过程中被无形完成。课程实施的主要步骤为:(1)讲解电子元器件识别、电路焊接、仪器使用等传统电子工艺实习课程内容;(2)学生动手焊接套件的底板、扩展板;(3)公布项目题目，详细需求，学生自由分组、选题;(4)项目进行，学生作为项目主体设计创意板、焊接、编程，教师在项目中指导;(5)项目结题，学生分组展示成果，提交文档，教师根据完成程度评分。

2．3拓展教学内容

为了使教学内容跟上当前电子技术的发展，课程内容保留了电子元器件识别、测量仪器的使用、电路绘制软件的使用、电路焊接等传统电子工艺实习课程的内容，在此基础上又拓展了程序编写的相关教学内容［8－9］，程序编写主要分为硬件编程和云平台编程。为了降低编程难度及与其他后续课程互通，硬件编程语言我们选用了MicroPython。MicroPython是剑桥大学教授乔治达明为嵌入式系统设计的编程语言，它基于ANSIC，是Python3的精简版［10］。Mi-croPython拥有独立的解析器、编译器、虚拟机和类库等，目前已经实现了ESP8266、STM32等嵌入式芯片的基本硬件资源，包括常用的GPIO、PWM、ADC、SPI、IIC、OneWire，使用MicroPython可以快速搭出建物联网产品原型。云平台我们采用了中国移动的免费开放物联网平台OneNET，它支持http、MQTT等多种网络协议，能够轻松地实现设备接入与数据管理［11］。它采用可视化拖拽式编程，学生在极短的时间内即可编辑出美观的界面。在WEB端和APP端登录后即可查看界面数据、反向控制设备。WEB端的界面实例如图2所示。2．4采用现代化教学辅助措施随着信息技术的发展，各种社交软件和平台层出不穷，利用好这些手段，可以作为课堂教学的有益补充。“电子工艺实习”课程进行过程中，除了传统课堂教学方式外，我们也引入了这些现代化技术做为辅助手段［1］。例如开通微信公众号，除了公布课题要求、参考资料等信息外，还不定期推送各种技术文章;录制教授电路板焊接技术和编程技术的微课视频，使学生在课余时间也能学习相关知识;建立有QQ课程群，可以随时解答学生的问题，实时指导学生。通过信息技术的引入，增强了学生与课程及教师的互动，增加学生学习的自主性，有益于培养学生对电子设计的兴趣。

3电子工艺实习课程改革的效果

实践教学环节在高校人才培养的过程中起着非常重要的作用，强化电子工艺等实践教学环节对于加强学生动手实践能力、提高学生创新意识、完善学生的综合素质等方面起到很大的作用。通过近四年对“电子工艺实习”课程地改革，我们学院取得了良好的成绩，主要表现在:(1)学生的综合素质得到了较大的提高，每年的各级各类科创比赛中学院学生的参赛成绩良好，特别是2016年江苏省电子设计大赛，学院捧得了江苏省TI杯，并获得了全国邀请赛全国一等奖;2019年学院在全国大学生电子设计大赛中获得了全国二等奖。(2)学生对电子设计的兴趣得到了培养，每年报名参加各类比赛的人数持续增多，为此我们还特意设置了院内的电子设计比赛。(3)学生的创新意识得到了培养，很多学生基于我们的电子工艺实习套件参加各类的大创项目并有意识地将项目成果化，每年都有学生基于套件申请的专利、撰写的论文被授权或录用。

4结语

实践证明，根据江南大学实际情况，系统性、有针对性地对“电子工艺实习”课程进行教学改革，可以达到培养学生创新意识、提高学生综合素质的目的。

参考文献(References):

［1］任喜伟，张震强，闫红超．电子工艺实习教学信息化改革探索［J］．中国教育信息化，2019(2):60－62．

［2］位磊，黄金刚，胡少六，等．电子工艺实践“三段式”教学模式探索与改革［J］．实验科学与技术，2018，16(3):115－118．

［3］王正峰，党会，李雪，等．对电子工艺实习教学模式和方法的探索［J］．教育教学论坛，2018(9):146－147．

［4］车焕，李稳．电子工艺实习课程改革探索［J］．中国电力教育，2017(5):59－61．

［5］朱梦冰，刘晶如，杨燕，等．应用型创新人才培养实践教学改革［J］．实验室研究与探索，2016，35(7):186－189．

［6］王慧，钟福如，刘丽娟．电子工艺实习成绩评定初探［J］．福建电脑，2015(6):84－85．

［7］吕菲，盛凯，丁小一．基于项目教学法的电子工艺实训课程教学的实践［J］．山东农业工程学院学报，2018(12):191－192．

［8］任小军，陈福彬，李越．应用电子工艺实习平台培养学生的创新能力［J］．高等教育，2017(4):182－183．

［9］任小军，魏英，柴海莉．电子工艺实习在创新意识培养与实践教学中的作用［J］．教育现代化，2017，38(9):18－19．

［10］邵子扬．MicroPython入门指南［M］．北京:电子工业出版社，2018:1－5．

［11］中移物联网有限公司．公开协议产品指南［EB/OL］．［2017］．

作者：冯伟 于丹石 张新 彭力 单位：江南大学物联网工程学院信息与控制国家级实验教学示范中心