电工电子技术课程设计(6篇)
时间：2024-09-25
时间：2024-09-25
关键词：电力电子技术；教学改革；应用型人才培养
作者简介：侯丽华（1966-），女，满族，吉林伊通人，长春工程学院教师发展中心主任兼教务处副处长，教授；杜波（1976-），女，吉林长春人，长春工程学院电气与信息工程学院，副教授。（吉林长春130012）
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）35-0072-02
“电力电子技术”课程是自动化专业重要的专业基础课，是一门工程应用性很强的课程。该课程具有教学内容多、课时少、更新快的特点。如何在有限学时内使学生较好地掌握课程知识，提高工程实践能力和创新能力，增强学习兴趣，是教学改革要解决的主要问题。长春工程学院（以下简称“我校”）“电力电子技术”课程组根据学校办学定位和人才培养目标，在明确了自动化专业面向基础工业基层一线应用型人才培养目标、基本规格、专业核心能力以及知识体系等方面基础上，紧密结合工业企业现场实际和电力电子技术发展现状，以先进的教育思想为指导，以应用能力和工程素质培养为核心，不断整合教学内容，完善实验教学条件，开发综合性和设计性实验项目，增加实践环节，改进教学方法与手段，改革考试方式，在教学实践中取得了较好的效果。
一、优化教学内容，构建以应用能力培养为核心的课程体系
1.课程建设与改革思路
教学内容和教学体系的改革是“电力电子技术”课程改革中最重要的环节，直接关系到教学质量的提高，关系到应用型人才培养的要求。我校按照电力电子器件―电力电子变换电路―电力电子电路的微机控制技术―电力电子技术应用的思路，以电力电子器件为电路服务，电路为电力电子系统服务，系统为电力电子应用服务的理念作为教学内容设置的主导思想，以应用能力和工程素质培养为核心，精选理论内容，强化技术应用，及时而恰当地引入电力电子技术的新知识、新技术、新工艺。
2.调整教学内容
在教学设计上理论与实践相结合，知识传授与应用能力培养相结合，课内与课外相结合，讲授与研讨相结合。将电力电子器件、变换电路作为传统内容，将电力电子技术应用作为实用内容，将最先进的自动控制生产线作为新技术，对典型电力电子及电气传动系统分析作为讨论内容，将科研课题引入课堂作为启发内容，通过典型案例分析，将理论与实际结合，培养学生解决实际问题的能力，并通过渗透行业规范、安全操作规程、文明生产等知识培养学生的工程素质。课程的讲授以电力电子器件的工作原理、特性、参数、选择、驱动与保护电路为基础，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC变换电路结构、工作原理、波形分析和参数计算及电路设计为核心，以微机控制的脉宽调制技术（PWM）和各种软开关技术作为新的控制方法和新技术，把电力电子学科的发展方向引入课堂。以电力电子器件的应用电路为教学的重点，解决实际工程问题，使学生能充分认识现代电力电子技术对交、直流电路的控制和变换能力，并掌握各种变换原理和方法，为后续课程“运动控制系统”深入学习及毕业设计打下坚实的基础。
二、强化实践教学，提高学生实践能力和创新能力
1.完善实践教学条件
“电力电子技术”课程具有很强的工程性和实用性，而实验是培养学生理论联系实际、动手能力、严谨的态度和科学研究方法的重要手段。因此，以营造真实的、先进的工程环境为目标，紧密结合工程实际应用，投入100多万元建设和完善了电力电子技术实验室。现实验室拥有实验设备24台套，开发了电力电子技术仿真研究平台，构建了电力电子技术实践教学体系（包括课内实验、课外实验、课程设计、生产实习和毕业设计等），编制相关的教学文件。实验室向学生全面开放，学生以团队的形式开展自主性实验和学科竞赛培训，并为学生提供实际工程技术资料、仿真实训教学软件，培养工程实践应用能力。
2.精心设计实验内容
课程组精心设计了实验教学项目和内容，引导学生从问题出发，逐步由基础实验走向设计性和综合性实验，再过渡到创新性实验。开设了晶闸管整流、逆变的验证性实验，使学生对本课程的应用有初步认识；对直流斩波、交交变换以及PWM控制技术部分的实验，则由教师给出电路参数要求，由学生自行设计主电路、驱动电路等，完成设计性实验，培养学生分析问题，解决问题的能力；软开关技术的实现等具有较高实用价值的实验项目，密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术，并且在国民经济发展中起着重要作用。通过实验学生了解了电力电子新技术的发展动态，同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观感性的认识。实验项目与科研、工程、社会应用实践密切联系，形成良性互动，实现基础与前沿、经典与现代的有机结合，有利于学生创新能力的培养和自主训练。
3.增设课程设计与调试环节
开设了1周“电力电子技术”课程设计与调试实践环节，以完整的电力电子系统为载体，将电力电子器件选择以及电力电子主电路、驱动电路、保护电路、检测电路、控制电路等内容有机地结合起来，使学生通过设计、组装、实验和调试“四位一体”的训练，培养学生的实践能力和创新能力。同时，在教学中使用计算机仿真软件Matlab/Simulink搭建各种常用电力电子电路，且可方便地调整电路的参数进行仿真，培养学生应用计算机处理复杂电力电子电路的能力，也为日后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。
三、改进教学方法与手段，调动学生学习主动性和积极性
在实际教学实践中，笔者始终坚持以学生为主体、教师为主导、能力为主线的教育理念，根据课程内容合理采用不同的教学方法组织课堂教学，将“理论+实践+应用能力”的教学模式贯穿在整个教学活动中，由传统的教师满堂灌唱独角戏变成了教师学生共同参与的互动学习，教与学融为一体。教师有所教，学生有所学，极大地调动了学生的学习积极性，加深了学生的理解，加快了学习步伐。通过启发教学法、案例教学法、任务驱动教学方法等，增强学生主观能动性，活跃课堂气氛，挖掘学生潜力，增强专业素养，逐渐让学生由“学会”变成“会学”，由被动变主动汲取知识。
为了分析电力电子器件和电路的工作状态，使学生弄清电路中能量的变换和传递，笔者制作了本课程比较完善的多媒体教学课件。利用多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上，结合典型工程实例，并把电力电子前沿的研究状况、最新的研究成果以图表、图片等方式充实到教学课件中，提高学生的感性认识，激发学生学习的兴趣，不断提高教学效果及教学质量。同时，建设了本课程的教学网站，网站资料丰富，包括教学资料和典型工程实例等，学生可以在网上学习，教师可以在网上进行答疑，激发了学生学习的兴趣，提高了教学效果。
四、改革考核方式，提高学生对知识的综合运用能力
1.考试过程全程化
教师根据“电力电子技术”课程性质和不同阶段的教学要求，通过课堂提问、讨论、平时作业、单元测验、实际操作、撰写报告或论文等方式加强形成性考试评价，并安排阶段性考试以强化学生平时对课程教学内容的学习和掌握，弱化期末终结性考核。
2.考核内容能力化
考核内容围绕应用能力和工程素质培养为核心这个目标设置，结合新的“电力电子技术”教学内容体系，加大电力电子器件特性分析、实际电路分析、应用案例分析、实践技能的比例，侧重考查学生对知识的综合运用、解决问题的能力。
3.考核方式多元化
根据不同阶段的教学要求，考核采取口试、笔试（开卷、闭卷）、开发设计相结合的形式，变单一形式的考核为多种形式的考核。
五、组织课外科技创新活动，探索课内与课外培养的有效机制
按照课内培养与课外培养相结合的原则，把培养学生实践创新能力固化在教学任务中，成立了课外科技活动小组，注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动。依托电力电子实验室的硬件设施，积极组织学生参加全国大学生电子设计大赛和“挑战杯”竞赛，以培养和提高学生的自学能力、实践能力和创新意识。在运行中，加强课外实践活动的组织和管理，制订《大学生课外科技创新实践活动运行管理办法》和《实验室开放运行管理办法》，对大学生第二课堂教育的条件保障、激励政策、管理办法、评价办法等做了明确规定，形成了有效的大学生科技创新实践活动保障体系。
六、加强青年教师培养，提高课程组教师整体水平
师资队伍建设是课程建设的关键，课程组教师的理论教学水平、工程实践能力、科研水平直接关乎“电力电子技术”课程建设水平。按照校内培养与校外培养相结合、教学培养和科研培养相结合的原则，通过建立青年教师“导师制”、定期开展教学研讨和教学观摩、实行青年教师实验室坐班制、深入工业企业生产实际、选派教师参加新技术培训等措施，不断提高青年教师教学水平、学术水平和实践能力。
七、结语
电力电子技术随着社会科学技术的发展而不断地更新，其应用范围越来越广泛，不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力、通信、计算机、新能源系统等。“电力电子技术”课程教学应紧跟时代变化的步伐，不断更新和充实教学内容，改进教学方法与手段，完善实践教学条件建设，创新实验内容，将电力电子技术理论知识与实践紧密联系，培养学生的工程意识，提高实践能力和创新能力。
参考文献：
[关键词]电工技术网络课程设计教学内容
中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110163-01
一、前言
由于电工电子信息科学的迅速发展,使该课程内容繁多,同时又要培养学生的思维能力和创造能力,所以在电工电子技术课程的教学设计中必须遵循最优原则。教学设计系统由学习需要分析、教学内容分析、学习者分析、学习目标的阐述、教学策略的制定、教学媒体的选择和利用、教学评价及修改等七项有机整合构成。网络课程的开发要进行教学设计,设计思想不对头,再好的技术也不能发挥效用。因此,认真做好网络课程的教学设计,是网络课程开发的关键[1-5]。本论文详细介绍电工技术网络课程的设计。
二、电工技术课程设计
(一)电工技术学习需要分析。学习电工技术的学生都已经学过高等数学、普通物理等先修课程,具备了一定的基础知识和专业知识。他们已经了解和掌握基本电路方面的基本原理和分析方法,有独立学习这门功课的能力。对于电工技术网络课程来讲,期望学生达到的状况是进一步深化学习,全面掌握电路基础知识,如电路的基本分析方法、几种典型电路和电路的暂态分析,然后在此基础上,熟练掌握电机与控制部分,最后了解电工的测量及供用电等实用技术[3-6]。
(二)电工技术教学内容分析。将教学内容分解为相对独立的知识结构,即电路部分、电机与控制和电工测量;然后,明确不同教学内容之间的结构关系,即首先掌握电路的基本概念、基本定律和电路的基本分析方法,以及电机与控制部分,最后学习电工测量技术,使学生由浅入深、由易到难、由理论到实际应用、循序渐进地学习,同时也保证学习者头脑中清晰的教学流程,但是各个内容之间相对独立的,方便学习任意选择学习。电工技术网络课程的教学内容如图1所示。
(三)教授对象分析。教学设计的一切活动都是为了促进学习者的学习。教学目标是否实现,要通过学习者的学习活动和学习效果体现出来,而学习者作为学习活动的主体,在学习过程中通常和自己的学习特点联系在一起。学习者分析主要是为了了解学习者的学习准备情况及其学习风格,为学习内容的选择和组织、学习目标的阐明、教学策略的制定与媒体的选用等提供依据。了解学习者的基本特征,确定教学内容的教学起点,作为网络课程设计依据。本课程主要是面向技术学校的学生。技术学校的学生学习具有参与性、自我教育性、差异性和矛盾性等特点。
(四)学习目标分析。电工技术是非电类专业的一门技术基础课,学习本课程的目的就是达到能够熟练掌握常用电工、电子器件及其基本放大电路和典型电路的功能和应用,能够自如运用一些电工电子技术中的基本概念、基本原理和基本分析方法。
(五)教学策略制定。在本网络课程中采用了以下几种教学模式的有机结合方式:讲授型模式、个别化学习模式、讨论学习模式、协作学习模式、探索学习模式。在电工网络课程设计中,对这五种主要学习模式进行有机结合,使之达到相辅相成的效果,同时,注重充分发挥各自的优势以适合于学习者的学习特点,以达到良好的教学效果。
(六)教学媒体选择。教学媒体是承载和传播教学信息的载体和工具。在教学过程中选择与运用教学媒体主要考虑媒体与教学内容的统一性;媒体与教学方法的协调性;媒体与认知水平的相容性。本网络课程主要面向成年人,采用文本、图像和动画三类教学媒体,以文本为主要教学信息表达形式。
三、电工技术网络课程制作
(一)电工技术网络课程体系结构。电工电子技术网络课程由课程目录、课程要求、内容索引、习题指导、课程实验、教学资源、讨论天地七个模块组成。这七大模块构成一个系统,相互依存、相辅相成、密不可分。
(二)电工技术网络课程页面设计。文本是在Dreamwaver网页编辑下,进行文字录入的。对电工电子技术网络课程页面中的字体设计基本原则是字体不易过多,不要使用超过三种以上的字体,并且要尽量使用常用字体。本网络课程图形图像采用FireworksMX和photoshop7.0软件进行处理。
网络课程是由一页一页的网页按照一定的顺序和结构组成的。页面设计中注重根据主题内容的不同制作出生动、和谐、美感的界面,整个课程既有变化又有统一的节奏和韵律的格式,使学习者在轻松愉快的审美感受中进入网络学习世界,在较短的时间内获取更多的知识信息。
(三)电工技术网络课程导航设计。网络课程的导航要求切实做到没有迷航现象的发生,它能够使学习者在学习内容之间自如跳转,不受任何的限制,同时,也不能使页面中的导航按钮功能重复,杂乱无章的任意摆放,以免造成页面面积的浪费。导航系统一般要求清晰、明确、简洁、方便。在电工电子网络课程设计中采用以下几种导航方式:主导航栏、菜单式树状导航等方式。
(四)电工技术网络课程交互设计。“交互”是网络课程设计的重要组成部分,它必须遵守如下原则:一致性、简单性、可靠性、趣味性。设计本课程中提供了很多方法和手段支持人际交互,比如电子邮件、电工电子技术论坛、聊天室等,值得一提的是这些人际交互方法都是学习者协作学习的有效工具。
四、结束语
一个良好的教学设计是网络课程成功开发的一半。本文就详细介绍了电工技术网络课程的课程设计步骤:学习需要分析、教学内容分析、学习者分析、学习目标确立、教学策略制定、教学媒体选择和教学效果评价。按照这七个步骤进行逐一分析与设计,然后把他们有机的整合在一起,确立出电工技术网络课程的教学设计系统,为后面网络课程的制作提供指导意义。给出了电工技术网络课程制作过程和制作原则。
参考文献:
[1]杨振坤等,电工电子网络课程的体系结构与实现技术,高等工程教育研究,2002.
[2]成谢峰,电工电子网络化教学系统,青岛大学学报,2001
[3]娄淑琴、盛新志,“数字电子技术基础”网络课程的设计与开发,中国远程教育,2003.
[4]陈宝军、杨改学,试论网络课程的教学交往本质,中国远程教育,2003.
[5]晶玉课件编写组,多媒体课件制作实战,机械工业出版社,2003.
[6]沈二,从麻省理工学院的开放课件看国外网上开放课程发展,中国远程教育,2002.
作者简介:
【关键词】电力电子技术教学方法教学改革
一、积极探索逆向思维教学法及工学结合的教学模式的研究
《电力电子技术》是机电类专业的专业基础课。课程涉及到大量的电路分析，是一门与实践联系比较紧密的课程。逆向思维教学法是从果导因的逆向分析法。在逆向思维教学的基础上，为加强学生实际能力的培养，探索工学结合的教学模式，课程组结合课程教学特点，创建了“理论——实践——工程设计”一体化的教学模式。我们将教学过程分解为三个互相联系的模块，整个过程将理论教学、实训与实践、工程设计三大部分进行了一体化的组织设计，各个模块的有机衔接，教学组织过程依次展开。同时，根据教学内容，选择了灵活的教学方法，如现场教学、案例教学、项目驱动、真题实做等，构成一个学校——企业——社会贯通的现代教学链，加强了学生实际动手能力和创新能力的培养。从真正意义上实现了理论与实践互交互融和开放性教学，体现了工学结合特色。
二、加强课程建设，精心、合理选择教学内容
1.了解相关课程之间的分工。知识是相互联系、相互渗透的。在开课前，熟悉本课程与相关学科的联系，了解先修课“电路”和“电子技术基础”两门课程的教学情况和后续课“变频调速技术”的安排，处理好他们之间的关系，保持整个专业课程体系前后衔接，避免内容的重复和疏漏。例如“自关断器件”一章节，电子技术基础中已讲过小功率晶体管、场效应管的结构、原理、特性及应用。在本门课程中，对功率晶体管、功率场效应管应重点讲述其与小功率管的不同之处。对于晶闸管直流电动系统部分，重点应在整流、有源逆变两种状态下，电流连续、断续时的电动机特性，而直流可逆调速系统的内容则需放到后续课程“变频调速技术”中。
2.以器件、电路、应用为主线，加强基础知识的学习。以开关方式工作的电力半导体器件是现代电力电子技术的基础核心。电力电子器件的基础之一是能以小信号输入控制很大的输出，这就使电力电子设备成为强弱电之间的接口的基础。讲解器件原理及特性，目的是为了应用器件组成电路，故应掌握器件外部特性、极限参数和使用注意事项。三方面的内容应以电路为主，学习各类电力半导体器件所构造各种功率变换电路时，学生应掌握功率变换主电路的构成、工作原理和工作波形，不同负载对电路工作特性的影响以及主电路的元件参数计算和选择。
3.介绍学科前沿发展的动向，反映本学科和相邻学科的新成果、新进展。无电网污染、无电磁干扰、节能省电等绿色指标是全球范围内的热门话题。由于很多电力电子装置结构相当复杂，为简化设计而出现的集功率开关、变换控制电路、传感控制电路为一体的智能功率集成模块受到欢迎，厚膜集成模块、积木式的功能模块，灵活机动既能单独使用，也能相互组合成较大的系统，成为电力电子技术的发展方向。教学内容应主动吸收最新信息，同时引导学生了解电力电子技术的发展动态，扩大知识面，这可通过指导学生阅读与电力电子技术有关的学术期刊，登陆相关的专业网站，使学生了解自己目前所学知识在本领域所处的位置，从而站在较高的起点上，去适应学科未来发展的需要。
三、改革教学方法，形成以能力培养为主线的课程特色
《电力电子技术》是一门理论包含实践的课程，根据其自身的特点，课程的内容设计应注重“讲”“练”。多年来，电力电子技术课程的教学方法是以教师为中心的，逐章逐节不厌烦地讲授，讲得过多、过细，以求“当堂弄懂”“课上解决”。这样只是传授，学生总是处于被动接受的地位，极大地妨碍了学生学习的主动性和积极性的发挥，不利于学生的素质和能力的培养。而实现教学现代化是加大授课信息量，节约课时，增强教学效果的重要措施。为改变这种情况，首先，教师在课前注意调查学生的学习基础，合理安排教学内容。而在教学中力求突出内容的重点和难点，但又要保证内容的系统性、完整性，并精选一部分内容留给学生去自学，写报告，然后开展课堂讨论，同时，结合学生看到的一些与电力电子技术有关的现象，让学生设计主电路，画出波形图。
四、加强实践环节，注重综合能力培养
电力电子技术有很强的实践性，而实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段，因此应精选最基本的也有较高实用价值的实验项目。例如选择在计算机、通讯设备及家用电器等广泛应用的开关电源作为实验项目，介绍典型的开关电源的线路，比较开关电源和线性电源的性能，使学生对开关电源有了深刻的印象，并增强了学习电力电子技术课程的兴趣。由于电力电子电路具有强、弱电结合的特点，要特别强调实验操作的认真、规范，保证实验顺利进行，避免事故发生。实验前，要求学生根据实验名称及预习要求进行预习，从而在观察现象和发现问题等方面充分发挥主观能动性。实验过程中，注意考察每个学生的实际动手能力，针对性提出线路连接和实验现象方面的问题。让学生边做边答，防止学生机械接线，使实验走过场。注意介绍新仪表、新仪器的使用，例如数字式示波器的使用，这样学生会直接感受到科技发展带来的巨大方便。
计算机仿真是使用计算机对已经存在或正在设计的对象的模型进行研究，具有精度高、重复性好等特点，是进行科学研究的重要手段之一。现在出现了大量的仿真软件，将电子仿真设计软件PSPICE和科学计算软件MATLAB等引入到电力电子技术教学中，让学生按研究的侧重面或实际需要对实际对象进行简化提炼，而不是原型的复现，这样有利于抓住其本质或主要矛盾，对所学理论有深刻的理解，也为学生今后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。
在课程结束前安排一周的课程设计，可将电力电子技术及其他先修课程(电工基础、电子技术、电机学等)中所学到的理论和实践知识全面地结合起来，同时培养和提高学生自我获取知识的能力。课程设计的内容应具有一定的系统性、新颖性。教师要发挥指导作用，指导学生阅读参考文献，审阅设计方案，检查设计进度，及时指导和帮助其解决存在的问题，逐步培养学生的独立工作能力、设计技能和建立正确的设计思想，重视学生的具有创新精神的见解。
五、结束语
电力电子技术课程的教学改革是一项系统工程，其学术性和技术性较强，涉及面很广。而教学改革是一项长期而艰巨的任务，我们只有不断积极探索教学内容、教学方法，充实自己，以适应当今社会的需要。
参考文献
[1]黄俊，王兆安.电力电子变流技术［M］.北京：机械工业出版社，2000.
―、构建课程体系的总体思路
构建微电子技术专业课程体系的总体思路是以微电子行业职业岗位需求为依据，以素质培养为基础，以技术应用能力为核心，构建基于工作过程的课程体系。实施学院“四环相扣”的工学结合人才培养模式，将“能力标准、模块课程、工学交替、职场鉴定”的四个环节完整统一，环环相扣，充分体现了高职教育工学结合的人才培养思想，努力为社会培养优秀高端技能型人才。
1.行业、企业等用人单位调研。通过调研国内“成渝经济区”为主)微电子技术行业、企业等用人需求和要求，了解现有高职微电子技术专业学生就业情况、用人单位反馈意见及人才供需中存在的问题。电子信息产业是重庆市国民经济的第一支柱产业。重庆市“十二五”规划建议提出，培育发展战略性新兴产业。把新一代信息产业建设为重要支柱产业，建设全球最大的笔记本电脑加工基地、建设通信设备、高性能集成电路、光伏组件及系统、新材料等重点产业链(集群)，建成国家重要的战略性新兴产业基地。以集成电路产业的重点项目为牵引，建成包括芯片制造、封装、测试、模拟及混合集成电路设计和制造等项目的产业集群，形成较为完善的集成电路产业链;四川电子信息产业未来5年将迈万亿元，成渝经济区将打造成西部集成电路的产业高地。随着惠普、富士康、英业达、广达集团等世界级的IT巨头进入成渝，未来几年IT人才需求在20万以上，而现在成渝地区每年培养的相关人才不过2万人左右，远远不能满足社会需求。市场需求的调查表明，近年来成渝地区IC制造、IC封装及测试、IC版图设计等岗位的微电子技术应用型人才紧缺。同时调研表明半导体行业企业却难以招到满意的人才，学生在校学非所用，用非所学，实践动手能力、社会适应能力、责任意识、职业素养难以满足企业要求。
2.基于工作过程的课程体系的理论基础。基于工作过程的课程体系的理论基础，主要从德国“双元制”职业教育学习论和教学论的角度阐述构建基于工作过程的课程体系的理论依据。工作过程系统化的课程体系必须针对职业岗位进行分析，整理出具体的、能够涵盖职业岗位全部工作任务的若干典型工作过程，按照人的职业能力的形成规律进行序列化，从中找出符合职业岗位要求的技术知识和破译出隐性的工作过程知识，并以工作任务为核心，组织技术知识和工作过程知识[2]。通过完全打破原有学科体系，按照企业实际的工作任务、工作过程和工作情境组织课程，形成围绕工作过程的新型教学项目的“综合性”课程开发。
3.形成专业定位，确定培养目标。根据存在的问题及半导体产业链过程：集成电路设计—裸芯片精细加工^封装测试—芯片应用—PCB设计制造，充分掌握现有微电子技术专业课程体系建设的基础及存在的问题，形成重庆电子工程职业学院微电子技术专业定位，确定培养目标:培养德、智、体、美全面发展;掌握微电子技术专业领域必备的基础知识、专业知识;有较强的岗位职业技能和职业能力;面向集成电路设计、芯片制造及其相关电子行业企业，满足生产、建设、服务和管理第一线的优秀高端技能型专门人才。毕业生应该既掌握微电子方面的基本技术，又具有很强的实际操作能力。具体可从事岗位:集成电路版图设计;半导体器件制造;IC制造、测试、封装;电子工艺(半导体)设备运行、维护与管理;简单电子产品的设计与开发;电子产品的销售与售后服务，并为技术负责人、项目经理等后续提升岗位奠定良好基础。
二、构建基于工作过程的学习领域课程体系
对专业核心课程的构建采用“微电子行业专家确定典型工作任务—学校专家归并行动领域—微电子行业专家论证行动领域—学校专家开发学习领域—校企专家论证课程体系”的“五步工作机制”，实现校企专家共同参与课程体系设计。通过工作任务归并法，实现典型工作任务到行动领域转换，通过工作过程分析法，实现从行动领域到学习领域转换，通过工作任务还原法，实现从学习领域到学习情境转换的“三阶段分析法”，构建基于工作过程的微电子技术专业课程体系和教学内容，获得人才培养目标、课程体系、课程教学方案“三项主要成果”。即“533”课程设计方法。
1.确定行动领域。工作过程系统化课程是按照工作过程要求序化知识、能力和素质，是以工作过程为参照物，将陈述性知识与过程知识整合、理论知识与实践知识整合，在陈述性知识总量没有变化的情况下，增加经验以及策略方面的“过程性知识”3]。对典型工作任务进行归纳，确定行动领域。将本专业52个典型工作任务归纳为6个行动领域，即集成电路版图设计、晶圆制造、集成电路芯片制造技术、芯片封装、芯片测试、SMT技术。
2.确定典型工作任务。所谓典型工作任务是指一个复杂的职业活动中具有结构完整的工作过程，它是职业工作中同类工作任务的归类，能表现出职业工作的内容和形式，并具有该职业的典型意义。我院召集企业专家和工作在一线的工程师、技术员，与学院的微电子技术专业教师一起，召开课程开发座谈会，进行微电子技术课程体系开发：以“集成电路(版图)设计—晶圆制造—封装测试—表面贴装”工作过程为主线，与行业企业一线技术骨干、专家解析微电子技术专业岗位中版图设计师、半导体芯片制造工、IC测试助理工程师、SMT工程师、FPGA助理工程师等典型岗位，得出行动领域所具有的专业素质、知识与能力。
3.将行动领域转化成学习领域。对完成典型工作任务必须具备的基本职业能力(包括社会能力、方法能力、专业能力)进行分析。通过归纳形成专业职业能力一览表。这些职业能力就是学习领域(即课程)中学习目标制定的依据。打破原有16门专业理论课程和9门实践课程组成的课程体系，按照以工作过程为导向，进行课程的解构与重构，将6个行动领域转换为9个学习领域，即集成电路版图设计、集成电路芯片制造技术、微电子封装与测试、表面贴装工艺与实施、电子线路板实用技术、电子测量仪器使用与维护、语言、单片机应用技术、FPGA应用技术及实践。根据微电子技术专业岗位群的职业能力和工作过程要求，重新构建基于工作过程的课程体系。第一、二学期：电路分析、电子技术等基础课程;第三、四、五学期：集成电路制造技术、电子测量仪器使用与维护、FPGA应用开发实用技术、微电子封装与测试、SMT技术、集成电路版图设计等专业核心课程。
4.形成学习情境模式。学习情境是实施基于工作过程系统化的行动导向课程的教学设计，由教师根据学校教学计划，结合学校的教学设施条件、教师执教能力和专长，由教师按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”的行动方式来组织教学，从而促进学生对职业实践的整体性把握4]。微电子技术专业核心课程形成的学习情境模式为：①集成电路版图设计课程以任务为载体形成6个学习情境:N/PM0S晶体管版图设计、反相器、与非门、或非门版图设计、触发器版图设计、电压取样电路版图设计、比较器版图设计、DC-DC版图设计;②集成电路芯片制造技术课程以设备为载体形成8个学习情境:集成电路芯片制造技术工艺流程、硅晶圆制程、硅晶薄膜制备、氧化工艺、掺杂技术、光刻工艺、刻蚀工艺、集成电路芯片品检;③微电子封装与测试课程以工艺为载体形成4个学习情境:DP封装、BGA封装、CSP封装、MCM封装;④表面贴装工艺与实施课程以工艺流程为载体形成5个学习情境:SMT工艺流程的基本认知、表面贴装生产准备、表面贴装设备操作与编程、表面贴装品质控制、SMT生产线运行及工艺优化5个学习情境;⑤电子线路板实用技术课程以项目为载体形成3个学习情境：单面板的制图与制板、简单双面板的制图与制板、复杂双面板的制图与制板;⑥电子测量仪器使用与维护课程以电路设备为载体形成9个学习情境:收音机元件准备、收音机电路测试、收音机电路工作状态检测、收音机整机调整、收音机装调使用仪器的保养与维护、电视机元件检测、电视机电路检测、电视机的质量检查、电视机装调使用仪器的保养与维护;⑦C语言课程以项目为载体形成6个学习情境:编程的基本概念、C语言上机步骤C语言上机步骤、算法的概念、基本数据类型、结构化程序设计、函数的概念;⑧单片机技术及应用课程以任务为载体形成6个学习情境““跑马灯”电路分析与实践、单片机做算术、逻辑运算并显示、开关信号状态读取与显示电路的制作、交通信号灯电路的设计与制作、产品数量统计电路的设计与制作、两台单片机数据互传;⑨FPGA应用技术及实践课程以项目为载体形成6个学习情境:课程概述、基于QualusII的原理图输入设计、宏功能模块应用、基于QuarusII软件的VHDL文本输入设计、VHDL设计、实用状态机设计。
三、试点实施效果分析
在教学实施上，重点是加强教师执教能力：教师在教学中的角色应由主宰者转化为引导者。教师应该主动地引导、疏导和指导学生，学生可以根据自己的兴趣爱好，在教师的指导下，充分利用各种资源，相互协作开展对某一问题的学习探讨，从而获得新知识，得到探索的体验及情感，促进能力全面发展。经过我院近3年的教学实践，课程教学效果得到显著提高，学生专业核心能力、岗位适应能力、社会能力显著提高，“双证书”提高到100%，专业对口率从原来的48%上升到92%，用人单位满意度达90%以上。
高职院校在办学过程中要形成特色鲜明的高职办学模式，课程体系是重要的载体。办学特色正是通过课
程体系的实施来实现的。基于工作过程系统化的课程体系，跟随产业的发展，调整专业的课程设置，符合职业岗位要求，学生技能显著提升，同时结合我院的办学特色，努力探索基于工作过程的高职微电子技术专业课程体系的构建思路和构建策略。
参考文献：
[1]姜大源.关于工作过程系统化课程结构的理论基础〇].职教通讯，2006,(1).
[2]余国庆职业教育项目课程的几个关键问题ffl.中国职业技术教育，2007,(4).
[3]首珩，周虹基于工作过程的课程体系开发与实施m职教论坛，2008,(9).
[4]姜大源，吴全全当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社，2007.
关键词:电子技术;课程设计;教学实践
在科技高速发展的今天，电子技术在人们的生活、学习、科学研究等各个领域都得到了广泛的应用。因此在大学电子技术课程设计的教学过程中，教师如何教好，学生如何学好这门课程也成为值得我们探究的问题。
1电子技术课程设计介绍
电子技术课程设计是继“模拟电子技术”和“数字电子技术”课程的理论学习和实验教学之后进行的一个非常重要的实践性教学环节。课程设计的目的旨在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力的基础之上，能够综合运用所学知识进一步学习和掌握电子电路系统的分析、设计和实现方法［1－3］。我院电子技术课程设计是针对物联网工程专业开设的，该课程开设在第四学期，也就是大二的最后一个学期，而学生在第三学期刚学完模拟电子技术和数字电子技术基础课程。有了这两门课程做基石，给电子技术课程设计的顺利完成打下了良好的基础。接下来，以我院物联网工程13本1班的电子技术课程设计的教学实施为例，对该课程的实施情况进行分析和总结。电子技术课程设计的时间安排表。
2电子技术课程设计的实施过程
2．1确定题目
在教师的指导下，学生可以自主选择课题，并对课题的基本要求和扩展要求加深理解。然后，学生就要通过图书馆、网络等多种途径查阅与课题设计相关的资料，积累与课题相关的知识。物联网13本1班共有44人，教师组总共给出30个题目，每个题目都有扩展要求，虽然有一部分同学选做了同样的题目，但是同学们都对自己做了较高的要求，同样的题目采用了不同的芯片，最后制作的实物也不尽相同，比较圆满的完成了课程设计。全部课程设计题目如表2所示。前16个题目主要是采用模拟电子技术的知识来完成的，其余14个题目主要依靠数字电子技术的知识来完成。
2．2仿真电路设计
随着电子技术的不断发展，电子设计自动化技术(EDA，ElectronicsDesignAutomation)已经成为实用电路设计过程中不可忽视的重要手段［4］。现在流行的EDA软件有很多，比较常用的有Proteus、Multisim和EWB。EWB是其中相对简单好用的一种仿真软件，也是这次课程设计中学生们较为常用的一种软件。通过仿真软件的应用，学生可以对自己的设计思路进行验证，还不用担心损坏元器件。当设计好的电路能在仿真软件中达到预期的效果后，再进行实物的搭建就会事倍功半了。但是仿真软件也存在一定的问题，例如，在电路仿真时，二极管、数码管等器件即使不接限流电阻也不会烧毁，但是在实物搭建中如果也不接限流电阻，往往就会烧坏这些器件。这也是实物搭建过程中需要注意的事项。
2．3实物搭建
实物搭建是和仿真电路设计几乎同样费时甚至更为费时的过程。电路越复杂，实物搭建的过程就越长。因为条件所限，一部分同学设计的电路在面包板上搭建完成，一部分同学设计的电路通过实物焊接来完成。而在面包板上搭建的电路因为接触不良，导线连接错误等问题，常常会出现电路搭建好后却不能得到预期效果的情况。事后寻找错误原因时却并不那么容易找到问题所在。有时候寻找问题花费的时间往往比重新搭建一遍电路还要长。所以电路的搭建最好在一开始就细心认真，争取一次成功。
2．4课程设计评分
课程设计历经表1所示6个环节，评分时针对其中的4个主要环节，也即仿真电路设计、实物搭建情况、设计报告完成情况、答辩情况，分别进行评分，从而得到最终成绩。课程设计各环节占总成绩百分比情况如表3所示。最后要求学生提交仿真电路、设计报告和答辩PPT的电子版，以及打印好的纸质设计报告。
3总结
通过电子技术课程设计，学生们在2周的时间之内完成了一个实用电路的设计和实现，培养了学生正确的设计思想，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神;促使学生综合运用所学的电子技术知识对工程实际问题进行分析和解决。通过课程设计，使学生对于仿真软件的使用和电子产品实物的搭建、焊接能力得到训练和提高［5－6］。然而，在整个课程设计过程中也发现了一些值得思考的问题，希望在以后的课程设计过程中能够进行改进。
(1)题目难易程度不尽相同。
尽管题目组老师尽力使得每个题目都难易相当，但是还是存在有些题目容易些，有些题目难一些的情况。导致学生们完成的进度不一致，最后成绩评定不能完全公平。建议在以后的课程设计中，对于难易程度不同的题目设置不同的难度系数，这样在学生自由择题的时候就会慎重选择题目了。
(2)实物搭建方法最好统一。
采用面包板搭建简单的电路是非常方便快捷的，电路改错也很方便。然而当电路变得复杂时，面包板就不是最好的选择了。因此以后的课程设计可以考虑采用万能板来进行实物搭建，既锻炼了学生在万能板上进行实物电路搭建的能力，还能锻炼学生的实物焊接能力。虽然存在一些不足，但是学生们的收获依然很大。有的学生甚至表示:两周的课程设计做完，感觉自己收获的知识比一学期的理论学习还要多。虽然不排除有夸张的成分，但是也间接体现了学生在电子技术课程设计中确实获益匪浅，这也是设立这门课程设计的初衷和希望达到的目的。
参考文献:
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［2］王美玲，陶涛鑫君，，等．基于PSoC的数字电子技术教学改革探索［J］．实验室研究与探索，2014(08):162－165．
［3］孙炳．模拟电子技术与数字电子技术的优势比较［J］．电子技术与软件工程，2015(16):146．
［4］徐晓霞．基于EDA的电子技术课程设计探究［J］．电子测试，2015(05):148－150．
［5］李宁，罗琴娟，钱桦，等．数字电子技术自主设计性实验教学实践及分析［J］．实验技术与管理，2015(06):161－163．
（常州信息职业技术学院电子信息工程系，江苏常州213164）
【摘要】本文介绍了《电子小产品设计与制作》实训课程的设计与实施，从课程设置定位与设计思路、课程教学内容与教材、课程教学方法与手段等方面阐述了课程设计；从课程实施时的师资队伍、课程实施后取得的效果等方面对课程的不足进行了探讨。
关键词实训课程；课程设计；课程实施
作者简介：胡远望（1973—），男，硕士，高级工程师，主要研究方向为EDA、电力电子。
巫胜洪（1965—），男，硕士，研究员，主要研究方向为电子对抗。
我院《电子小产品设计与制作》实训课程始于2009年下半年，源于2008年开始的常州信息职业技术学院示范性高等职业院校核心课程建设项目。经过不到两年时间的建设，电子制作实训室从无到有，新建了2间电子制作实训室及1间PCB制作室。从实训室的布局规划、设备采购、室内装饰，到主要实训项目清单、配套实训指导书、配套元器件库、实训课程标准、典型任务书、典型实训作品样例的建立等等，都为《电子小产品设计与制作》实训课程的正常开设打下了良好的基础。
1《电子小产品设计与制作》实训课程的设计
1.1课程设置定位与设计思路
《电子小产品设计与制作》实训课程是培养学生职业素质的重要课程，在专业课程体系中占有核心地位，也是专业的核心课程。课程以电子电路为基础，以单片机智能控制为核心，以典型电子产品为载体，理论实践一体化，基于工作过程导向；构建以电子产品设计与制作的“工作过程为导向、能力培养主线、项目任务载体”的课程教学模式，形成模块化的课程结构体系。
通过项目设计与制作使学生进一步掌握基本的相关理论知识，进一步强化实践动手能力，获得系统工程的理念，获得问题分析与问题解决能力，获得创新意识的熏陶，逐步成为具有电子产品设计与开发能力的实践应用型人才。
课程设计思路着重于以就业能力培养为导向的产学结合，在有限的时间内尽可能掌握电子产品设计的基本方法和技能。电子产品选择的原则为代表性、实用性、适中性。采用理论实践一体化教学模式。
1.2课程教学内容与教材
目前关于电子制作实训的教材不多，不太适合高职教学。结合高职院校学生的实际知识和动手能力，校本教材《电子小产品设计与制作实训指导书》将重点放在一个项目上，让学生通过这一个项目的训练，掌握电子产品的设计与制作过程，将理论与实践更好地结合起来。与其它教材的不同之处在于，教材没有给出现成的原理图、PCB图、软件代码等供学生使用，而是通过介绍其它实例，让学生利用现有条件，采用上网搜索、图书馆查资料等方法自己去思考自己去动手做出该项目。
教材的编写基于典型的产品开发过程：任务分析——方案设计——硬件电路设计与制作——软件设计与调试——性能检测——产品性能改进——产品制作——技术文件编制。在教学实施过程中结合本教材可采取不同的教学方法，有意识、有步骤地将职业能力与职业素质融入到教学实施中去，用来培养学生具有电子产品性能和技术指标分析能力，能根据任务要求完成方案设计，能运用开发工具进行电路软硬件设计与制作，能按要求完成电路设计、安装调试工作，能对电子产品进行参数、技术指标测试，具有严谨的职业态度、规范的操作习惯、高度的责任心，具有团结协作精神和创新精神，最终使学生成为具有电子产品设计与开发能力的实践应用型人才。
1.3课程教学方法与手段
《电子小产品设计与制作》实训课程的教学方法应从最基本的单元电路入手，传授电路的设计方法、工程计算、元器件的选择原则等内容，进而使学生尝试较复杂系统的设计与制作，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力，自学的能力，应用网络等资源查找资料的能力，团队协作的能力。
课程教学鼓励老师不拘泥于某几种教学方法，而是根据学生的个性特征及教师的教学特点，运用各种各样的教学方法达到教学目的。
教学可采用多种方式，如：（1）采用多媒体教学，提高教学效果。（2）引入虚拟仿真技术，激发学习兴趣。（3）运用开放式教学，增强学习效果。（4）组织学生参与竞赛，以赛促学。
2《电子小产品设计与制作》实训课程的实施
2.1课程实施时的师资队伍
从实施角度来看，主讲教师应由具有丰富实践经验的专业教师或工程技术人员或“双师素质”的教师担任。主讲教师应具备较强的教学能力、教学研究能力、电子产品开发设计与生产工艺应用能力，并且作风正派、有一定的组织能力。
目前本课程的教学团队有14位专兼职教师，其中专职教师9人，兼职教师5人。专任教师中“双师”素质和有企业经历教师的比例合理，专业教师中来自行业企业的兼职教师比例符合课程性质和教学实践要求。此外，本课程组的专职教师大部分与企业合作开发过不同类型的电子产品，参与过指导学生电子设计竞赛，并获得一等奖、二等奖、三等奖多次。
2.2课程实施后取得的效果及不足
从2009年下半年开始《电子小产品设计与制作》实训课程以来，截止到2013年12月，总共有54个班进行了实训，学生累计超过二千多人。从教学效果来看，学生受到了很好地教育，得到了学生的好评。通过项目设计与制作，使学生能够进一步掌握基本的相关理论知识，如模拟电路、数字电路、单片机技术、protel、电子工艺等书本知识；进一步强化了学生的实践动手能力，提高了分析问题与解决问题的能力；使学生树立了系统与工程的观念：电子产品从信号输入、中间处理到最后的输出，各模块之间的逻辑关系、参数设置和接口要求都是相互协调、相互制约的，只有从系统的角度全面考虑、自上而下地规划才能获得理想效果。
对学生来说，《电子小产品设计与制作》实训所涉及的知识和技能在以后的专业工作中将会用到，对学生专业思想的建立和稳定、专业素质的培养起到至关重要的作用，使学生能够获得创新意识的熏陶，逐步成为具有电子产品设计与开发能力的实践应用型人才。
但实施《电子小产品设计与制作》实训课程后，也发现有一些不足之处，突出表现在两个方面：
（1）学生基础不一，实训课前不预习。
《电子小产品设计与制作》实训课程应该安排在《电路与电工技术》、《电子技术与项目训练》、《PROTEL应用实训》、《单片机技术与项目训练》、《电子产品结构与生产工艺技术》等课程之后，上课前应该对这些前序课程好好进行复习总结，但现在的情形是很多学生考完就忘，课前也不预习，等到实训课时才发现有许多知识需要回忆巩固，需要花费更多时间整理。
针对此现象，可以采取提前让学生明白本实训课程与其它课程的不同之处，早做准备的方法来改善。
（2）实训课程课时少，涉及到的知识点较多。
《电子小产品设计与制作》实训课程授课时间为两周，后改为三周后又改为两周；时数为52课时，后改为72课时，60课时，又改为52课时。在两周或三周实训中牵涉到的知识点非常多，如：电子产品设计方法的内容；项目的可行性分析、方案设计、实施的工作计划、整机结构设计；原理图设计、电子元器件的正确选用、局部电路仿真；印制电路板排版设计的基本原则、PCB的DFM、PCB设计；编程规范、软件设计、proteus仿真；常用电子元器件的质量检验方法、焊接质量检验；软硬件联调、故障处理；电子产品的整机组装知识、性能检验；电子产品的设计文件、工艺文件等。因此实训时必须抓重点，并且要求学生充分利用课后时间。
同时，为了突出实践教学以学生为主的特点，指导教师将重点放在总体方案制定、抓方向、抓进度、讲解相关重要内容上，强调对学生设计中的错误或不规范之处逐步加以引导，在老师或同学的启发下，由学生自己纠正或改进，引导学生对不同的方案进行比较，用不同方案设计，鼓励学生独立思考和创新思维。
3结束语
电子科学技术的发展是一个国家科学技术进步的重要标志之一，普及电子科学技术是我们国家科学技术发展的需要，更是培养21世纪科技人才的需要。在广大学生中普及电子技术，使他们接触电子元器件，动手安装制作一些电子作品，学习和掌握一些电子技术的开发、试验和应用的技能、技巧，对他们的发展有着重要影响，而这些科技动手能力和科技素质的培养对其一生都有着非常重要的意义。
《电子小产品设计与制作》正是为了培养学生的电子综合应用能力，掌握现代电子产品印制板设计技术与设计方法，提升电子信息工程技术专业学生的专业素质和专业技能而开设的。随着课程建设的进一步进行，将按照专业培养方案的要求对课程的有关内容进行更新和完善，使学生得到更好地锻炼。
参考文献
［1］胡远望,陈必群,巫胜洪.电子小产品设计与制作实训指导书[M].常州:常州信息职业技术学院,2013.
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［3］姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计：关于工作过程系统化课程开发的解读[J].北京:中国高教研究,2009(4).
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