基于卓越工程师教育培养的电工电子实习教学改革与实践

赵文兵 高志敏 柴旺兴

摘 要：本文主要介绍湖北汽车工业学院电工电子实验教学中心适应卓越工程师教育培养计划的要求，积极探索与实践，在电工电子实习教学改革中获得的一些有益经验和认识。

关键词：卓越工程师;电工电子实习;实践教学

随着教育部“卓越工程师教育培养计划”的实施，如何进一步提升教学质量，强化培养学生的工程能力和创新能力，对校内实践教学平台的建设以及实践教学环节的开展都提出了更高的要求。2011年起，电工电子实验教学中心以工程实践能力的提高、创新意识的培养为指导思想，对电工电子实习教学进行了行之有效的改革，探索出一条在新形势下实践教学的新路，取得了一定的成绩。

一、教学改革的思路

在夯实原有的基本技能应用训练的基础上，借鉴CDIO（构思一设计一实现一运作）的教学理念，结合本课程教学目标定位来制定和建立相应教学培养大纲和工程教育环境，开展基于项目设计的实践教学。其目的旨在通过本阶段的学习，力求使学生得到具有明显工程应用背景的系统训练，初步具备工程师所应有的知识、能力和素质，为将来的长久发展和真正成为一名“卓越工程师”打下良好基础。

二、教学模式的构建

教学模式的构建应遵循由浅入深、循序渐进的普遍认知规律以及实践、认识、再实践、再认识的实践教学规律，在扎实基础，加强基本能力训练的同时，将提高综合素质和培养创新能力这一核心理念融会其中。因此，电工电子实习的整个教学包括基本技能训练和创新设计训练两大模块。

⑴学生在电工电子实习中所接受的工程训练，首先是基本工艺知识和基本操作技术的综合应用训练。万丈高楼重在基础，在整个教学安排中基本技能训练必须占有较大的比重。

⑵实习教学的延续性和系统性，需要以项目设计（产品化）为载体，既可以提升和加大教学的层次和深度，也可进一步拓展学生的经验领域，提高学生的学习兴趣，使学生有学有所获的成就感。

三、教学内容和教学方法的设计

工程训练不同于任何一门课程实验，是以学生为主体的实践性活动。一方面教学内容应由基础到前沿、由知识的学习到综合能力的提高，即充分涉足到学生的已有经验和知识领域，又要有适当的超越，对学生有适度的挑战;另一方面教学方法要有针对性和可行性，应以丰富的教学模块和实践项目做平台，充分考虑其实施模式的体验性、实践性和训练性，并在高层次阶段的训练中体现内容的综合性、设计性和探索性。

（一）不同训练阶段的教学安排侧重点不同

1.基本技能训练着重于操作性技能的学习以及大工程意识观的养成。该阶段的教学包括以下两方面：

①基本工藝知识的学习和相关操作技能的培训。主要采取现场观摩、动手实践等教学手段来展开，强调“事实和现象、理论和方法”。通过进行工程教育，普及基础知识，使学生对相关领域知识有一定的了解，初步建立感性认识和工程概念;借助于教学中可察、可测、可比的经历体验，训练学生掌握工程技术人员应知应会的基本技能和工艺知识，取得行为上比较持久的改变--从不会到会、从不能到能。

②基本操作技能的强化训练。主要采取装配安装、调整测试典型电子产品等教学手段来展开，强调“学以致用、强化工程素质”。通过完成较复杂的典型电子装置的装配和调试（不一定接触到设计的主要内容），体验工程过程，增强工程素质，提高综合工程实践能力。同时，这种将训练的最终结果“产品化”的教学方式不但有利于成绩的考核，也有利于培养学生发现问题、分析问题以及解决问题的能力。

2.创新设计训练着重于个性化培养和科研开发能力的提高。相关的教学安排以CDIO工程教育模式展开，强调“个性化发挥，提高创新能力和综合素质”。以项目为导向，从最初的构思设计开始，经历过程设计和实现阶段，使学生逐步完成项目（产品）研发全过程，自我体验、自主学习、自由创造。依托着基于项目设计的实践教学，力求将前期的训练内容迅速转化为能力、知识和态度。这一阶段的训练主要有“小型电子器具的制作”和“汽车模型设计与制作”两大选项，强度较大，以完成一个电子产品作为最终训练目标，在提升各单项技能综合运用能力的同时，通过电子电路的仿真设计、印制电路板的布局和连线设计、产品外形和整机装配的设计等几个环节，进一步拓宽学生自我发挥的空间。

①“小型电子器具的制作”项目选定一些典型的电子电路，通过电路仿真设计、电路安装与调试（元器件测试、筛选、PCB板上自主设计完成板面布局及连线、元器件管脚成型处理、电路焊装等）以及整机装配（机箱面板布局和外壳型式的设计、机箱内部联接的设计、整机安装调试等）三个环节的训练，学习电子电路产品化的实现方法。

②“汽车模型设计与制作”项目为机电结合实训项目，主要有车身造型、机械加工、智能控制三个环节组成，分别由材料科学与工程学院、机械工程学院、电气与信息工程学院三个单位协作完成。车模制作（智能控制环节）占电工电子实习总学时的1/3，涉及车模控制系统的硬件（完成单片机核心板、无线遥控模块、电源及电机驱动模块、语音电路、LED指示电路等联接及测试）和软件（完成单片机C语言程序设计以实现车模的前进、后退、左转、右转以及停止等控制功能）两大部分。

各训练阶段的主要教学内容和方式见表1。

（二）分类考核有指向性、针对性与适应性

在基本技能训练阶段中，立足于操作技能的规范化和工程技术要求的达标，设立一套严格的评分标准，主要强调对数量和质量的结果考核，扎实基础，杜绝形式上的走过场。在设计创新训练阶段则着重于以创新能力及其构成要素作为教学评价的主要指标，采用过程考核与目标考核相结合的考核方法，着重考察学生的工程实践能力，鼓励通过创新提高成绩档次。以车模制作项目为例，其总评成绩主要从结构方案对总体要求的满足性、结构指标的先进性和结构制作的可行性等方面综合评定，过程评价包括安全、文明、规范操作，焊接工艺及质量和装配工艺及质量，占比40%;目标评价由软件编程及调试和整机功能实现两项组成，占比60%。

需要特别指出的是，作为成绩考核的一部分，将工厂生产现场管理的经验引入实习教学的现场管理，建立一套包括工作纪律、生产秩序、环境卫生等多个方面的管理制度，规范行为，培养学生严肃认真的工作态度，促进学生技能和品质的共同提高。同时，对实习过程中的作弊行为一律“零容忍”，实习总成绩将不予评定。

（三）发挥教材建设对实践教学的支撑和推动作用

⑴针对实践教学的特点，大量采用视频、动画和电子课件等现代化教学手段开展教学。生动、直观的立体化教材不仅帮助学生较快地理解和掌握那些用传统的教学手段难以表现的内容，也进一步扩展了学生的认识视野， 提高学习兴趣和效果。

⑵营造体现科学、和谐的环境文化氛围，激发学生的探索欲望，同时也有利于实践能力的培养以及良好行为习惯养成。通过教学用的标本、模型等实物的展示，进一步丰富学生的感性经验、拓展知识面;通过相关的操作规程的展示，保证教学工作在安全、稳定中开展;通过各类创新大赛成果及科研成果的展示，倡导积极向上、崇尚科学的优良学风;等等。

四、结语

近十年的教改实施情况表明，步进式的实践教学体系以及开放式的管理模式对教学水平的提升效果明显，学生普遍反映实习的难度增加、收获加大，教学的总体满意度逐年提高，教学质量测评优良。“汽车模型设计与制作”项目有机整合了金工实习和电工电子实习两大常规实践教学环节，2018年度该项目被评为我校优秀协作育人教学案例二等奖。

参考文献：

[1]胡维，张方樱.电工电子实习教学改革的探索[J].实验科学与技术.2015（01）：123-126.

[2]陆华才;李满华.卓越工程师工程实践能力阶梯培养模式研究[J].教育教学论坛.2020（26）：57-58.

[3]赵文兵，高志敏，柴旺兴.学科交叉机电结合的工程实践教学研究[J].南方农机.2020（13）：160+173-174.