以项目驱动为核心的电子技术综合设计课程教学改革与探索

周涛　张锐敏　李栓明　张永才　刘丽娟

【摘 要】电子技术综合设计课程是我校电子信息工程专业开设的一门综合实践性课程。以培养学生工程能力和项目管理能力为核心，以项目驱动的方式对课程的教学内容、教学方法和教学效果进行了探讨，课程有效地实现了理论知识与实践能力的融合[1]。

【关键词】电子技术综合设计；项目驱动； 教学效果

0 引言

电子技术综合设计课程是我校电子信息工程专业开设的一门综合实践性课程，时间为两周，在人才培养方案中与通信及信号处理综合设计成为我校电子信息工程两个重要的培养学生综合能力的实践课程。课程设置的目的是打破原有的课程体系，转变以往只强调理论课程，轻视实践教学，重视单一能力培养，忽视电子技术课程体系的系统性和完整性的教学观念，建立以培养学生能力为核心的，以创新性人才培养为目标的教学体系，从而体现“技术与应用，科学与工程”结合的专业特色[2]。

1 完善课程结构，明确教学目标

以往的教学安排中，我们主要侧重培养学生电子电路的分析能力，电子电路的设计和仿真能力，因此，设计基本以仿真分析为主。这种课程结构不再适应我校新一轮人才培养方案对于电子信息工程专业提出的要求以及创新人才的培养。课程教学目标应主要以培养学生严谨的科学态度，培养学生模拟、数字、高频等电路系统设计的基本方法，电子电路设计与EDA调试工具的使用方法，以及团队协作能力的培养和项目管理的基本方法。

因此，我们根据实际电子技术综合设计课程所需的知识点对该课程结构进行改革，将以往独立设置模拟电子技术、数字电子技术、高频电子等课程设计进行提升，创建课程的知识模块体系，优化模块内容，通过各模块的综合，实现专业理论与实践技能的融合，达到提高学生技能和工程应用能力目标。

2 项目驱动教学内容

在教学内容的安排上，改变以往老师一口气上完课程，然后学生动手进行设计的模式。采用仿真和工程实践结合，课堂和课外结合，将课程设置为几个模块，采用项目驱动的方式对各个模块开展教学。从而全面培养学生知识查找、综合设计和研究创新能力。整个课程教学内容上分为：

1）基础理论和习惯培养模块，包括常用电子元器件基础知识，掌握现代电子仪器仪表及常用设备的使用[3]；

2）EDA软件训练模块，包括电路仿真软件的使用，印刷电路板设计软件的使用；

3）电路与系统设计模块，包括电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试；

4）总结模块，撰写系统设计总结报告、答辩等。

在各个教学模块中，课程采用项目驱动的方式来使学生在掌握理论知识的同时，不断培养实践能力。针对整个教学内容我们把课程分为四个项目进行，通过项目的完成，学生逐步完成了课程的学习，综合能力也在不知不觉中得到了锻炼。我们把四个项目分为：

1）基本元件及电路测试项目

因为学生在本课程之前已经修完了相关的先修课程，因此在第一个模块的讲解只需讲授课程的整体结构，电子产品的基本概念等内容。完成后，要求每个学生进行基本电子元件参数的测试，电路虚焊，双面板线路测试等。通过该项目，学生掌握电子元件和电路测试的基本方法，和常用测量仪器的使用方法。

2）电子电路设计和仿真项目

在该项目中，教师首先讲解电路仿真软件Multisim的使用方法，然后以实例设计一个晶体管放大电路。在此过程中，教师从元件参数的选取，放大倍数的计算，系统测试和修改等方面给学生进行讲解。讲解完成后学生参考实例设计一个波形发生电路作为练习。学生设计过程中可相互交流，碰到问题可询问教师，最终完成项目预期目标。该项目完成后，学生可以掌握电路仿真软件的使用方法和电路设计软件的使用方法。

3）电路与系统设计项目

前两阶段的项目完成后，学生已经掌握了电路制板软件Altium Designer的使用方法。接下来教师讲授实验室手工腐蚀法制作单面电路的方法和流程。讲解和制作过程仍然以晶体管放大电路为例，讲解的过程中学生如果有问题可随时提出，教师进行解答。讲解完成后要求学生练习，实现一个放大电路的印刷电路板的绘制，以及电路的腐蚀、焊接、通电调试。

完成练习后，进入综合设计题目阶段，从老师给出的指定题目中选择设计题目，题目相同的同学自动分为一组，基本保证一组四人。每组选出项目负责人，负责人负责整个设计项目的安排，包括任务分割、人员安排、阶段性汇报各自任务进展情况等。在项目负责人的安排下组员课下查阅有关资料，课堂上进行头脑风暴，确定设计思路和方案，进行可行性分析；小组对设计方案进行比较，并与老师讨论，定出最终的设计方案；设计电路、仿真分析、制板、腐蚀连接各部分元件，并进行调试；通过该项目，学生确定了系统的设计参数，完成了绘制电路，电路加工，焊接调试等工作，掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。

4）总结汇报项目

在以往的课程安排中，与一般的课程设计一样课程结束后要求学生撰写一份设计报告作为最后的总结。在新的课程安排中，学生除了撰写设计报告以外；要整理设计材料制作PPT，小组进行答辩。教师将答辩的情况细化后对每组进行评分。通过该项目，学生对整个设计思路和方案进行了全面的总结和整理，可以发现设计中的不足之处和亮点所在。学生在总结的过程中对自己的综合能力进行了大幅度的提升。

3 教学方法

课程的教学方法，打破了传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程主要以学生动手为主的模式，而是采用教师讲授、项目训练、学生参与讲解和答辩的形式。对一些比较重要的知识，比如常用电子元器件的使用，印刷电路板的分类和组成，电子系统的基本设计方法等，采用教师多媒体授课，课后完成相应的训练项目并进行考评。这样一方面增加了学生思考问题的时间，学生学习过程中多了一份压力，也多了一份好奇心。这对整个教学过程的开展是非常有利的。

4 教学效果

经过两周的项目驱动训练和总结，学生对于测量仪器的使用更加熟练，对常用电子元器件的选用和封装了解的更为清楚，对电子电路的设计和实现，项目管理的基本方法了然于心。经过课程的学习学生很容易在接下来的专业课程学习上形成灵活的思想，形成自主学习，自动探索的思维方式，最终形成了不盲目接受知识，对遇到的问题能够通过各种渠道找到答案，形成了对知识的活学活用。

5 结论

课程改革和实践采用项目驱动的方式在我校电子信息工程2012级、2013级和2014级为期两周的电子技术综合设计课程中进行，学生对于课程内容中相关项目的安排比较欢迎，均能圆满地完成课程的设计要求。通过课程增强了学生综合和创新能力，同时培养了学生调试电路的工程能力，学生的动手能力有了显著提高。学生对于参加各类专业设计竞赛和课外科技活动的积极性有了很大提高。

在课程实施过程中，学生设计电路在实现过程中存在电子元器件库不够完善，通过网络购置元器件周期太长，影响了部分学生的设计进度，在今后的课程建设中还要继续凝练设计中可能用到的电子元器件，加强元件库的建设。

【参考文献】

[1]林纯，吴晓新，王建平.开设“电子系统综合设计”课程 培养学生实践能力[J].实验室研究与探索，2015（2）.

[2]雷芳，刘乔寿，代少升.以能力培养为核心的“电子系统综合设计”课程建设[J].价值工程，2014（3）.

[3]高林，张俊梅等.依托电子综合设计培养学生创新应用能力[J].中国现代教育装备，2010（1）.

[责任编辑：朱丽娜]