一、课程设计思路
依据电子产品设计岗位需求并综合学生已有的知识、能力提炼工程项目,学生根据项目任务书,按照经济的方式,在规定的时间内完成电子产品的设计、安装调试、检测与相关设计文件编写工作。学生能够带着问题学习和实践,主动查找书和资料,并进行充分的交流和研讨,在研讨中摩擦出思维的火花,提高自主学习能力、创新能力和创造性地解决实际工程问题的能力,凸现“做中学”工程教育模式。[3]课程实施中突出以学生为主,教师主要起引导作用,采用小组学习法提高学生的团队协作能力,并从学生参与整个项目的态度、热情、主动思考、团队协作等方面进行过程考核。鼓励学生创新,对于有所创新的学生,其考核成绩可以提升一个等级,同时,通过有效的评价不断给学生以“成功”的体验。此外,在教学设计中注重培养学生的规范意识、质量意识、成本意识和环保意识。
二、基于CDIO的课程教学设计
整个教学过程按照“做项目”的模式展开,通过采用涵盖电子产品开发四个阶段(方案设计、硬件与软件设计、样机装配与测试、样机鉴定)的教学环节来安排整个教学过程,在每个教学环节均运用CDIO理念(构思———阅读分析、设计、实现、运行———评审)来设计具体教学过程,让学生体验电子产品从无到有的整个设计过程。(一)方案设计引导学生进行项目任务书的阅读与分析;使学生了解项目的应用要求及可能调节的范围(包括技术和制造成本)。学生还可以利用网络、图书馆、资料室查阅专利、期刊杂志、产品手册、芯片数据书等相关资料,了解项目所在技术领域的国内外相关信息,以及实现项目各项指标的主要技术手段,整理、分析、归纳资料及相关信息,提出设计思路与初步方案。学生根据方案评审意见进行方案修改完善,并提出最终实现项目的设计方案。教学指导建议:教师要引导学生正确查阅资料,并及时检查学生学习状况,方案评审主要锻炼学生团队协作及语言表达能力。在评审中要以鼓励为主,指出学生不足。(二)硬件电路设计与软件设计首先,学生根据最终方案确定的主芯片,阅读与分析芯片资料,设计详细电路原理图,完成相关元器件的参数分析、计算,电路设计应根据经济性、环保性、调试与生产、元器件采购以及EMC等方面的要求综合考虑;然后,完成印制电路板设计,并给出采购用的元器件清单,在印制板设计的同时,完成软件流程图及源程序设计;最后,进行电路设计阶段评审。教学指导建议:电路设计过程中英文芯片资料阅读非常重要,这也是学生学习的难点,对整个项目的完成会有很大的影响,教师要引导学生正确学习芯片资料,增加学生“成功”体验。(三)样机装配与调试首先,学生按照IPC-A-610D规范完成印制电路板的组装;其次,编写调试方案并进行调试方案评审;再次,运用相关仪器仪表进行电路软硬件调试;最后,完成项目功能指标及性能指标测试,对测试结果进行分析。教学指导建议:在装配调试过程中,遇到实际的工程问题,需要教师引导学生正确思考。教师可以参与到学生的讨论当中,适当给出合理的意见和建议,及时纠正学生错误的想法,引导学生解决难题。[4](四)样机鉴定首先,学生应了解完成样机鉴定需要的技术文件与工艺文件种类;然后,完善相关技术资料,包括:电路原理图、元器件明细表、装配图、测试说明、调试工艺文件、调试记录、技术说明;最后,教师与学生组成样机鉴定小组,检查样机设计与制作过程中的相关文件是否齐全、规范,样机指标测试是否符合要求,并提出整改意见。教学指导建议:在样机鉴定过程中,教师对学生做得好的方面要给予充分肯定,对不足之处应提出改进的意见和建议,要着重引导学生编制文件中的规范意识和标准化意识。
三、结语
综上所述,“电子产品设计与制作”课程中引入CDIO理念,学生能够体验电子产品开发的整个过程,将学到的理论知识应用于实践中,并通过实践加深对理论知识的理解。课程的教学模式由传统的手把手教学逐步过渡到开放教学,学生学习由被动变为主动,思维训练由封闭转变为开放,综合职业能力和创新能力得到大幅提高,培养了查阅文献资料的能力、实践操作的能力、自主学习的能力、独立思考解决问题的能力、论文写作的能力、语言表达的能力及团队协作精神等,开阔了视野,完善了知识结构。学生适应岗位能力得到进一步提升,同时,在各类全国职业技能大赛及全国大学生电子竞赛中均取得了较好的成绩。
作者:徐丽萍 单位:南京工业职业技术学院能源与电气工程学院副教授
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