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一核双融三阶:基于立创EDA的《电子线路 CAD》“课+赛+创”双创人才培养体系探索
——以湖北文理学院为例
摘要:在“新工科”和“工程认证”的双重背景下,学院面向电子行业企业人才需求,立足于湖北文理学院应用型本科的办学定位,以“培养学生专业核心能力”为目标,以“课赛融合、专创融合”为抓手,以三阶式“课+赛+创”教学模式为途径,利用立创EDA云平台,通过《电子线路 CAD》教学实践,积极探索构建“一核双融三阶”:基于立创EDA的《电子线路 CAD》“课+赛+创”双创人才培养体系。
关键词:课赛融合;专创融合;创新创业
1研究背景
根据《国务院关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见》(国发〔2018〕32号)文件精神,“高校要强化大学生创新创业教育培训。在全国高校推广创业导师制,把创新创业教育和实践课程纳入高校必修课体系。”在新工科和工程认证的双重背景下,高校要加强培养满足新时代要求的“双创”型人才。[1]国内很多高校已经进行了课程改革,制订了以学科竞赛为导向的人才培养模式,将教学内容与竞赛相关的方向相结合,选择竞赛的选题进行学习实训,与行业需求相结合,课赛结合、以赛促学,把课程、比赛及科创三者合一,提高学生的工程实践能力,培养学生创新精神和创业能力,为将来创新创业打下基础。
《电子线路CAD》课程内容涵盖了电子产品工艺、电子技术和电子产品设计等知识,培养学生从事电子产品辅助设计的专业核心能力,为电子类综合性课程设计提供基本能力支撑。该课程教学目前面临以下问题:
(1)理论与实践存在时间差,理论指导实践的实时性、针对性和有效性不够强;(2)《电子线路CAD》课程为竞赛培育的后备力量不足,课程现有工具软件非竞赛设计平台,保障学生竞赛能力的靶向性不够强;(3)培养学生双创能力的靶向性不够强,不能满足创新创业需求,没有实现专创融合。
为解决以上问题,课程采用立创EDA平台,融入竞赛实际项目,形成示范教学内容,通过项目化教学,提高学生电路设计能力,从而提高学生竞赛能力,进而提高创新创业能力。
2实施过程
改革在物电学院的《电子线路CAD》课程教学中开展,具体实施如下:
一、“一核”:培养学生专业核心能力-基于工程的项目化教学
根据电子类专业2019版人才培养方案的毕业要求,《电子线路CAD》课程要培养学生设计和开发简单工程问题的解决方案、掌握常用电路设计专业软件的使用原理和方法这两方面的专业核心能力。工程认证背景下,教学内容应跟实际工程结合。教师根据工程认证的要求,从电子类竞赛项目中挖掘出适合《电子线路CAD》课程的实训项目。
《电子线路 CAD》授课目标主要包括两个层面:一是掌握电路原理图的绘制,二是掌握 PCB 的绘制。课程规划了3大教学模块:电路原理图绘制基本技能、PCB 板绘制基本技能、实际工程案例训练,具体实践项目安排如下:
项目1:基本操作与原理图绘图环境设置项目2:绘制LM358原理图库
项目3:绘制SOP-8封装库项目4:TP4056锂电池充电器电路设计
项目5:0.96寸OLED电路设计项目6:ESP8266物联网电路板设计
项目7:51单片机开发板的设计(第十三届蓝桥杯大赛省赛EDA设计模拟题)
项目8:电路系统综合设计(第十三届蓝桥杯大赛省赛EDA设计真题)
二、“双融”:课赛融合、专创融合-使用国产立创EDA在线平台进行教学与实践
常见的印制线路板设计与开发软件有AD、PADS、Cadence allegro等,但是这些软件都是国外的PCB设计软件。在中美博弈的大环境下,只有“将核心技术牢牢掌握在自己手中”,才能解决受制于人的问题,才能从根本上解决国家经济安全、科技安全和国防安全的问题;只有以关键性技术、前沿性技术、现代工程技术、颠覆性技术创新为突破口,努力实现关键技术自主可控,才能把技术创新和科技发展的主动权掌握在自己手中。针对这一实际问题,《电子线路CAD》课程教学引入了蓝桥杯EDA竞赛平台-国产立创EDA,实现了教学与竞赛的无缝衔接,实现了“课赛融合”。《电子线路CAD》教学团队在电路原理图设计和PCB设计的教学过程中渗透工程化理念和创新创业理念,全面梳理和设计课程教学内容,将电子类竞赛和行业的技术规范、创新方法、创新思维等内容融入课程知识点,引导学生开展创新研究、技术研发、产品开发等;将创业理念、创业知识等内容与知识点密切结合,强化学生的创业信心、创业能力,建设“课赛融合”教学案例库、项目库和立体化教材等课程资源,从而实现“专创融合”。
三、“三阶”:采用三阶式“课+赛+创”教学模式
第一阶段:课程。将电子类专业人才培养方案中毕业指标点对应的基础知识和技能分解到《电子线路CAD》对应章节各知识点,将竞赛实际项目融入到课程教学和实践中。将“蓝桥杯”大赛项目融入课程实训,要求学生分工合作、各施其职、完成项目。将“以作品说话”、“团队协作”的竞赛元素贯穿其中,实施“课程教学-实验实践-竞赛创新”一体化教学。
第二阶段:竞赛。选拔《电子线路CAD》课程考核表现优秀的学生参加“蓝桥杯”大赛赛前集训。以“蓝桥杯”大赛为例,每周从“蓝桥杯”大赛EDA设计与开发类题库中抽题,组织学生进行一次基础知识的测验,从“蓝桥杯”大赛EDA设计与开发组的题库中抽题进行一次PCB设计实训。
第三阶段:创新。从竞赛获奖学生中选择一批参与教师团队实际工程项目,引导学生进行创新创业,设计一些实用项目,拓宽学生视野,增强学生开发实际项目的能力。
四、基于立创EDA的《电子线路 CAD》“课+赛+创”双创人才培养体系
课程以“培养学生专业核心能力”为目标,以“课赛融合、专创融合”为抓手,以三阶式“课+赛+创”教学模式为途径,运用多重教学手段,构建多维度全方位分层次的“一核双融三阶”《电子线路 CAD》“课+赛+创”双创人才培养体系。
3成果
一、搭建竞赛平台。物电学院在全校范围内组织“蓝桥杯”、“中国机器人大赛”等各类竞赛,实现“校赛—省赛—国赛”三级竞赛机制,鼓励全校学生参与电子竞赛。同时我院在教学实训中融入行业前沿、岗位要求、评价标准,为竞赛储备更多后备力量,保证竞赛的可持续性发展。
二、搭建双创平台。依托全国创新创业大赛、创新创业项目支持和“互联网+”创新创业大赛,通过结成创新创业小组,利用专业知识积极筹备比赛,在比赛中检验知识,培养创新创业的能力。
参考文献:
[1]国务院.国务院关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见(国发〔2018〕32号)[Z].2018-9-16.
基金项目:2021年教育部产学研项目“基于课赛融合的单片机实践基地建设”(202102211129);2022年教育部产学研项目“基于优利德测试测量仪器的电路分析实验教学设计”(220604679305659);湖北文理学院创新创业教育教学研究专项重点项目“一核双融三阶:基于立创EDA的《电子线路 CAD》“课+赛+创”教学探究(CX202201)。
作者简介:张婧婧(1980-),女,硕士,湖北文理学院物电学院讲师,主要研究方向:电子技术。
京公网安备 11011302003690号