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摘要：针对电子专业学生实践创新能力普遍较弱的现状，提出利用电子趣味实验激发学生兴趣，达到提升实践创新能力的教学改革方案。通过成立兴趣班吸纳学生，让学生利用课余时间完成实验的设计、制作与调试工作。在实验中激发电子设计兴趣，锻炼实践能力，培养创新能力。经过两年的有益探索，学生参赛获奖率与毕业设计质量均得到较大提高，证明改革方案的有效性。
关键词：兴趣班；趣味实验；实践创新能力；教学改革
本文引用格式：吴其琦，等.通过兴趣班培养电子专业学生实践创新能力的探索[J].教育现代化,2019,6(36):36-38.
为了培养创新型人才，国家正大力推进大众创业万众创新若干政策措施，同时推出国家级大学生创新创业训练计划，旨在促进高等学校转变教育思想观念，改革人才培养模式，强化创新创业能力训练，增强高校学生的创新能力，培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才[1,2]。创新能力是建立在实践能力基础上的，没有实践能力这个基础创新就会变成无源之水。创新能力又能更好提高实践能力。但在高校中重理论轻实践的现象还比较普遍，工科教育过多重视理论而忽视工程实践，这便导致学生解决工程技术问题能力不强，综合素质不高[3,4]。因此，如何强化实践教学环节，注重学生的实践和创新能力的培养显得尤为重要。
总所周知，兴趣是最好的老师，通过激发学生对专业知识的兴趣，学习效果将能收获事半功倍的效果[5]。相对于其他工科专业，电子设计具有趣味性强，较易实现（器材易购，工具易获得），制作周期较短的特点。因此，对电子专业学生而言，利用趣味实验激发电子设计兴趣，培养实践创新能力，具有得天独厚的优势。
一 基本思路
通过趣味实验培养实践创新能力的基本思路如下：根据学生已学专业课程，班级导师设计若干趣味性强的实验，供学生利用课余时间完成设计与制作，旨在激发学生对电子设计的兴趣。随着兴趣加深，知识与经验的积累，实践能力的提高，必然萌发创新驱动力。这个阶段则重在设计创新性强的题目，旨在培养学生创新能力。经过一系列实验的锻炼，学生的实践创新能力均能普遍提高，将能以高水平完成毕业设计，在择业中更具优势从而提高就业率。
二 以电子实验兴趣班形式开展探索实践
以上述基本思路作为指导，以教改项目为依托，通过成立电子实验兴趣班的形式开展探索实践。导师成立兴趣班并提供趣味实验题目、技术指导、场地与器材，在电子专业学生中吸纳成员，学生利用课余时间完成感兴趣的实验，通过一系列的实验提高自身实践创新能力。
（一）兴趣班组成结构
电子实验兴趣班由学生、导师、场地、器材、时间等要素组成，结构如图1所示。
1.学生是兴趣班的主体，是实践创新能力的培养对象。在大二开始，导师通过开班会的形式，向学生介绍兴趣班的办班目的、作用与政策，鼓励学生积极参加兴趣班。学生应以提升电子设计专业能力为目的，以自愿原则加入兴趣班。
2.导师是兴趣班的软件因素。导师负责管理兴趣班，设计实验题目，指导学生实验，引导学生解决问题。导师的付出应得到回报才能激励导师的积极性，并保证兴趣班的可持续发展。回报方式的如下：学生参加电子设计竞赛、大创项目获奖，将作为获奖指导教师上报。
3.场地是兴趣班的硬件条件，主要利用开放性实验室。实验室应具备计算机、示波器、信号发生器，频谱仪等仪器，具备电烙铁，吸锡器、热吹风等焊接工具。
4.器材是兴趣班的消耗品，常用器材有电阻、电容、晶体管、芯片等。此类耗材的购买可通过实验室维持费、教改项目经费中支出。
5.时间是兴趣班的关键因素，主要利用学生的课余时间，如晚上、周末及假期时间。学生应安排好时间的使用，尽量在不影响正常课程修读的情况下到兴趣班锻炼。
（二）趣味实验的设计
1.电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发与应用。基础课程主要包括《电路分析》、《模拟电路》、《数字电路》、《信号与系统》等。专业课程主要包括《单片机原理》、《高频电路》、《通信原理》、《数字信号处理》等。在众多课程中挑选部分课程作为趣味实验的选题内容，主要兼顾趣味性，可实现性以及创新的空间。经过综合考虑，选用《模拟电路》、《数字电路》、《单片机原理》与《通信原理》四门课程。2.《模拟电路》是电子专业基础课，授课时间在大二上学期，内容包括信号的产生与处理、功率放大、电源电路等。可设计的趣味实验较多，如《呼吸灯》实验的原理是利用三角波驱动功率管，以呼吸节奏般频率改变白炽灯渐亮与渐暗。《自然风电风扇》实验的原理是通过提取电阻的热噪音得到低频随机信号，再驱动电风扇获得随机风速模拟出自然风的效果。《空气净化器》实验的原理是通过产生高压驱动臭氧管获得臭氧用于净化空气。模拟电路实验的特点是要求较强调试能力。通过模拟电路实验，让学生把理论与实际很好的结合起来。3.《数字电路》也是电子专业基础课，授课时间在大二下学期，内容包括逻辑门、寄存器、计数器等。可设计的趣味实验很多，如《梦幻3D光柱》实验的电路原理是顺序读出存储器中预先编排好的数据送至发光管中显示。《多种波形发生器》实验的电路原理是利用555芯片产生方波、通过积分产生三角波，通过滤波产生正弦波。《电子琴》实验的电路原理是利用琴键开关切换555芯片的振荡频率以产生7种音调。数字电路设计的特点是电路功能环环相扣，逻辑性较强，有利锻炼学生逻辑分析能力。4.《单片机原理》是电子专业的专业课，授课时间在大三上学期。授课内容包括单片机工作原理与C51语言设计等。实验应兼顾趣味性与方案的多样性，如《避障小车》实验的避障方案可选用光电传感器、超声波传感器或微波传感器等。《水温控制系统》实验的算法设计可采用PID算法、自适应算法，或对系统建模获得最优控制模型。《超声波测速仪》实验的测速方案可采用多普勒差频测速原理，或根据单位时间内变化的距离测量速度。基于单片机的实验能够锻炼学生的编程能力，软件与硬件联调能力，在实验过程中往往能激发新想法，培养创新能力。5.《通信原理》也是电子专业的专业课，授课时间在大三下学期。内容包括信号调制、信息编码，扩频通信等内容。设计的实验相对较复杂，如《数字对讲机》实验涉及的内容有发射接收电路的硬件设计，语音信号的采样、编码与解码的软件设计等。《跳频通信系统》实验涉及的内容有发射接收电路的硬件设计，跳频算法设计，错误检测与纠错等。该类实验的综合性强，需具备较好的硬件与软件设计能力，一般需要多名学生通力合作才能完成，锻炼了学生综合设计能力与培养团队合作精神。
以上所述四门课程时间跨度为大二至大三，实验内容从基础课到专业课，实验工作量从小到大，从趣味性到创新性上过渡，汇总如表1所示。
三教学改革效果
本文建构的教学改革方案，从2016年开始实施的2年里，以本校14级电子信息工程专业为教学改革对象，在79名电子专业学生中吸引36名学生参加电子设计兴趣班。共设计11个趣味实验，其中《模拟电路》与《数字电路》的实验完成效果较好，而《单片机原理》与《通信原理》的实验完成效果一般。究其原因，后者题目的难度较大，综合性较强，还与学习该门课程的效果密切相关。可喜的是，全部学生都坚持到了最后，实践能力都得到普遍提高，部分学生在实验中不同程度的表现出创新性。这部分学生都以较高水平完成了毕业设计，毕业后大部分学生从事电子设计类工作，在工作岗位上卓有成绩。
兴趣班学生在设计实验过程中感受了电子设计乐趣，还参加了大学生电子设计竞赛，高校无人机比赛等科技类竞赛，以及申报大学生创新创业项目。在2016年广西大学生设计竞赛与2017年全国大学生电子设计竞赛中，共获得广西一等奖2项，广西二等奖9项。在广西高校无人比赛中获得一等奖1项，二等奖1项。申报大创项目8项，其中3项获得校级优等。在毕业设计环节中，有5人获得校级优秀设计，7人获得院级优秀毕业设计。
四 结束语
本文在改革与探索的基础上，以电子信息专业为试验对象，通过成立电子设计兴趣班，利用趣味实验激发学生电子设计兴趣，培养实践创新能力。从两年的探索实践中取得的成绩看，教学改革取得了预期效果，证明通过兴趣班培养实践创新能力的可行性。目前探索尚处在初期，尚存在一些不足之处，如提供的实验数量不够丰富，学生参与率不够高等。项目组将继续探索，积累经验，以求把教学改革成果推广到更多专业中，培养出更多创新型人才。
参考文献
[1]刘恒,刘建成,孙冬娇,等.基于学科竞赛的电子信息类创新人才培养研究[J].中国现代教育装备,2018(11):74-77.
[2]孙亚星,王景贵,王建花,等.学科竞赛驱动的实践创新能力培养模式探讨[J].工业和信息化教育,2018(08):53-58.
[3]刘小莲,岳磊.“学研结合”培养创新型电子信息科学与技术专业人才的探索与实践[J].教育教学论坛,2019(08):162-163.
[4]王宝珠,高飞,王强.以创新实践能力培养为核心,构建实践教学体系[J].教育现代化,2018,5(27):27-30.
[5]刘斌,潘宇,梁喜幸.兴趣型电子设计竞赛教培模式的探讨[J].山东工业技术,2018(11):221.
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