Science&TechnologyVision科技视界基于树莓派的开源创新教育平台在电子实践课程中的探索与应用许金李姮李珊廖秋丽渊桂林电子科技大学机电综合工程训练国家级实验教学示范中心袁广西桂林1004冤揖摘要铱针对传统的电子认知实习尧电子工程训练I尧电子工程训练II系列课程试点教学改革袁基于树莓派开发环境探索搭建野开源创新教育平台冶袁构建理实一体化的实践教学体系框架袁实现以开源平台开展开源创客教育新模式袁目的培养学生创新创业能力袁开发学生创新思维袁为全面提高学生动手能力和综合素质及后期专业学习奠定基础遥揖关键词铱创新创业教育曰开源曰电子实践教学曰树莓派中图分类号院G2.0文献标识码院ADOI院10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.09.059文章编号院2095-2457渊2019冤09-0137-002ExplorationandApplicationWiththeOpenSourceInnovationEducationPlatformBasedonRaspberryPiintheElectronicPracticeCurriculumXUJinLIHengLIShanLIAOQiu-li(NationalDemonstrationCenterforExperimentalEducationofMechanicalandElectricalEngineeringTraining,GuilinUniversityofElectronicTechnology,GuilinGuangxi1004,China)揖Abstract铱AneducationplatformofopensourceinnovationbasedonRaspberryPiandElectronicPracticeCoursewasproposedinordertoreformcoursessuchasElectronicCognitionPractice,ElectronicEngineeringTrainingI,andElectronicEngineeringTrainingII.AnopensourceMakereducationplatformandatheoryandintegratedpracticeframeworkofteachingsystemwereestablished.Theplatformcancultivatestudents爷abilityofinnovationandentrepreneurship,improvestudents爷practicalabilityandcomprehensivequality,andprovideastrongfoundationforprofessionallearninginthelaterperiod.揖Keywords铱Innovationandentrepreneurshipeducation;Opensource;Electronicpracticalteaching;RaspberryPi0引言我校的国家级实验教学示范中心要要要机电综合工程训练中心袁作为面向全校电子大类及相关电类专业开设基础实践课程的教学单位袁主要承担着学校大部分工科专业学生的电子工艺实习基础教学和电子产品创新设计制作指导工作遥每学年开设有电子认知实习尧电子工程训练I尧电子工程训练II等电子实训课袁教学目的在于培养一年级新生对基本电子电路知识的初步认知能力袁以及三年级学生对简单工程项目问题的分析解决能力遥针对此该教学目的袁我训练中心提出基于树莓派开发环境[1]搭建具有创客理念的教学技能训练平台袁将开源硬件引入实践教学袁建立以学生为主体尧理论-实践有机融为一体的电子实践教学体系框架袁激发提升学生主动参与创新性实习项目的积极性袁增强专业培养对社会的适应性袁形成切合专业人才培养目标要求的电子实践教学新体系遥1野开源创新教育平台冶总体设计方案野开源创新教育平台冶总体方案是基于树莓派开发环境设计出一套可用于软件开发尧硬件扩展的多功能综合性开源创客教学训练平台遥如图1所示袁该平台可与电子认知实习尧电子工程训练I尧电子工程训练II系列课程现有的电子作品从实体硬件或者虚拟软件上实现有机结合袁并融入于开源硬件的教学应用模式袁完善整个电子实践训练课程教学软硬件系统遥野开源创新教育平台冶是面向电子实训相关课程设计搭建的创新动手技能训练综合教学平台袁涉及电子装配工艺尧元器件焊接尧外围电路设计尧程序编写尧拓展项目应用等多项技能的培养遥此平台通过连接不同的外设扩展接口尧扩展模块袁配置不同开放软件袁可为各个课程提供有不同的实验环境袁构建以学生为主体尧高度互动尧虚实结合的实践环境遥如应用于电子认知实习课程中袁平台可作为学生经SMT工艺实训环节制作装配的Arduino硬件开发板的软硬件开发环境袁充分发挥开源硬件共享性尧开放性尧协作性[2]的优势曰在电子工程训练I课程中袁利用树莓派高速的IO口制作FM小型发射台袁与学生经STM焊接工艺制造装配的AM/FM收音机构成完整的FM通信系统曰在电子工程训练II课程中袁基于该平台实现数字电视盒子功能袁淫基金项目院2017年度广西高等教育本科教学改革工程重点项目渊2017JGZ126冤曰2017年桂林电子科技大学实践教学改革项目渊JGS201715袁JGA201806袁JGB201845冤曰2017年桂林电子科技大学实践教学改革实验教学示范中心专项项目遥作者简介院许金渊1988要冤男袁汉族袁四川内江人袁讲师袁硕士袁研究方向为环境监控理论及其自动化仪器遥Science&TechnologyVision科技视界137Science&TechnologyVision科技视界结合学生经PCB设计制版尧电子元器件焊接尧程序开发与系统组装调试尧系统参数测量四个实训环节制作的液晶数字电视机完成功能完善的智能电视应用遥图1开源创新教学平台与电子实践课程的融合2教学实施与应用方案I创尧电面新子向教工本育平程中台训心开设的电子认知实习尧电子工程训练冶练为II教电学子平实台践袁围训绕练授课课程内教容学尧袁授以课野开方源式和课程评价标准三个方面开展教学改革袁探索实施开源2.1创新不同野的开教教课源学育程创内新模式遥中新容袁教的有育制作平定为台工冶具能的以袁各也种有不作同为的开身发份平引台入的到袁如何在各课程中制定适宜的教学内容以突出专业定向尧开展创客教育[3]到野因地制宜冶是需要尧培首养要学解生决野的Maker问题冶遥精根神据袁即各如不何同做专业的专业背景知识制定了不同阶段的教学内容袁构建可柔点在渊性于1冤扩训针展练对的学在教生电学独子模立认式动知[4手实]院能习力课和程实中践的能应力用遥袁教鉴学于侧学重习此课程的学生时处一年级袁专业基础薄弱袁野开源创新教育平台冶主要以一种开发工具的学习及使用附加于原课程的教学内容中袁扩展现有课程的软件平台搭建Arduino尧语言践袁针对UNO学习不同开环节遥本中心使用以自主优化设计的专源业硬制件定教特学定开实发验板训为练对项象目开袁展引生导产学实生认识开源硬件在自身专业的应用场合袁使学生更加充分了解专业定向袁提高学生专业学习兴趣遥开源教学在电子认知实习课程中的教学过程具体分为案例样品演示尧开源开发板制造尧综合拓展项目实战尧作品现场验收评议等四个环节遥学生在此课程中不再是仅仅测量电子元器件尧装配电子产品袁而是需要利用在制造阶段制作的ArduinoUNO开发板作为主控制核心袁配合相关外围电路袁探究设计一个具有创意的产品曰课程渊的2冤应针用对袁于学在生电处子在工本程科训三练年级I和阶电段子袁工已程具训备练一定II专业基础袁参于此课程重在锻炼其专业应用能力及解决实际问题能力袁因此袁野开源创新教育平台冶不仅作为一种工具使用袁而是能够利用其强大的二次开发能力进行应用开发袁可在教学内容中纳入基本的开发语言学习尧外设开发方法尧应用开发实例[5]等袁通过此平台袁将原单一化的生产实训变为整体化的系统性开2.2发实训袁更为强化工程意识尧创新开发能力的培养遥针教对学于方野法开的源改创革新教育平台冶在不同课程中的应用袁应渊1制冤电定子多认种教知学实方习法课院程对于野开源创新教育平台冶138科技视界Science&TechnologyVision的使用更多的是一种工具的操作学习袁在教学过程中应采用视频演示尧实物演示尧课件讲授尧软件练习尧模拟演示尧软硬实验尧拓展启发尧测评讨论等教学方法袁以学生开放学习为主尧教师课堂集中教学为辅进行教学曰野一开个源渊2综创冤在合新电开教子发育工平平程台台训遥冶在不练教单I和学是电中一子工程训练II课程中袁袁种以工野具实袁例更法为冶重为要主的进是行基础能力的教学袁以野项目驱动法冶完成学生综合能力的培养袁开发学生创新思维袁实现创新理实一体化型教2.3育遥为评能价突机出制个的体完差善异化袁充分有效评价学生实践创新50应用能力袁课程采用面向于过程和结果权重定%向的设综置合简评易价故机障制袁遥需在实要践学过生程学中会袁利教用师相可关通比仪过各平占器台仪表袁对故障点进行排查袁再经过对原理的分析袁结合对故障原因的判断袁通过焊接或修改电路的连接尧更换元器件尧修正程序的流程等操作使电路恢复原有功能袁锻炼学生解决实际问题的真实能力袁并根据对学生实践过程做出真实尧客观的评价袁评定学生过程表现的成绩遥在课程结束时袁采用验收实践课程作品的形式进行评价院课程作品验收选择不受约束的创意设计的方式袁不以固定的作品进行检验遥学生可以选择单人完成一个作品袁也可以以团队的形式完成一个创意作品遥其中针对于团队形式考核袁为考察团队中个人的能力及贡献袁可增加实操考核环节袁侧重点是系统实现过程中的电路调试与故障诊断训练袁弥补原有考核方式中的不足遥作品验收以学生自行评定尧大众评定及教师评定等三者共同综合得分作为学生作品环节的成绩遥3结语探索搭建基于树莓派开发环境学科交叉融合优势的野开源创新教育平台冶袁面向于电子认知实习尧电子工程训练I尧电子工程训练II系列电子实践课程实施教学改革袁实现以开源教学应用模式开展开源创客教育袁目的培养学生创新精神尧激发创新潜能袁锻炼创新技能遥该平台能够提升学生综合实践创新能力袁可为全面提高学生动手能力和综合素质及后期专业学习奠定基础袁建立交叉学科一体化并可柔性扩展的教学模式袁完善电子实践课程体系的建设遥咱人1暂EbenUpton,Gareth揖Halfacree.参考文树献莓铱派用户指咱民邮电出版社,2016.南[M].北京:实2咱20163战暂Martin暂田[MEvans,JoshuaNoble,JordanHochenbaum等.Arduino利].娟北.京高:校人创民客邮教电育出的版社模,式2014.研究[J咱电4咱子暂李(49认姮):知,134实许习金-135.].教育教学论坛,教,叶学懋模,吴式姝探芹索.[开J].源科硬技件视引界入,2017机械(电子专业的设5暂王凡,周文辉,刘保军,刘金华,彭芳.基于Arduino05):73的+叶电53.81计-85.实践曳课程教学改革[J].现代计算机(专业版),2018(35子):
