6月29日至7月3日,清华大学电子工程系夏季学期实验课程“电子系统专题设计与制作”在清华大学建筑馆报告厅及电子系馆顺利开展。本次活动由清华大学电子系主办,以“课赛结合”为核心模式,内容涵盖单片机开发、焊接工艺实操、传感器与电机驱动、PCB设计与硬件系统整合等环节。清华附中科技办公室组织初三创新书院学生参与此次实践,与清华大学本科生同堂学习、同台竞技,体验电子系统从无到有的全过程。
6月29日上午,同学们参加集中授课。孙忆南、胡云淏两位老师详细讲解了竞赛赛道设置、安全规范及焊接工艺原理,从焊锡合金的共晶特性到电烙铁的温度设定,从助焊剂的作用机理到热缩管绝缘处理,帮助同学们建立起对电子工艺的系统认知。当晚,大家分班开展动手练习,在助教指导下完成首次焊接操作。

学习焊接原理并动手实践
6月30日上午,电子系张沕琳老师在电子系馆9-208会议室对附中同学们的到来表示欢迎,并作“电子信息技术——智能社会的基座”主题讲座。

张沕琳作主题讲座
6月30日至7月1日,实践活动进入MCU开发与驱动控制核心阶段。胡云淏老师深入讲解了ESP32-S3芯片架构、GPIO寄存器操作与中断机制,同学们从点亮第一个LED开始,逐步完成按键消抖、定时器配置、PWM调制及舵机/电机驱动等进阶任务。调试过程中,各组不断遇到软硬件问题,在师生共同努力下逐一攻克,在实践中深化了对嵌入式开发流程的理解。

调试单片机程序与电机模块
7月2日,课程进入嵌入式通信与传感器应用专题。姚遥老师讲解了串口通信原理及OLED驱动方法,刘若桐老师深入解析了编码器测速算法与ADC/DAC转换技术。同学们完成了PC与单片机通信、两块ESP32间全双工通信、OLED屏幕显示驱动以及电机转速测量等实验任务,进一步拓展了对嵌入式系统通信与信号采集的认知。
7月3日,课程进入PCB设计与硬件系统整合阶段。李泊衡老师以“便携式多功能测量仪”项目为例,演示了从需求分析、原理图绘制到PCB布局布线的完整硬件开发流程,重点讲解了电源方案设计、EDA工具使用及生产文件导出等关键环节。随后,胡云淏老师介绍了选修课体系及扩展模块领取规则,为同学们后续深入学习提供了清晰路径。

在EDA软件中进行电路设计
本次“电子系统专题设计与制作”课程不仅强化了学生在嵌入式开发、电路设计、焊接工艺等领域的实操能力,更通过“课赛结合”模式,让学生在真实竞赛环境中锻炼了工程思维、团队合作与抗挫折能力。学生在课程中收获了从原理图到PCB、从焊接调试到作品展示的完整项目经验,为后续专业课(模电、数电)及挑战杯等科创竞赛打下坚实实践基础。

附中学生与清华大学电子系师生合影
清华附中一直致力于拔尖创新人才的培养,共设有十个高研实验室,涵盖能源系统、资源环境与地理信息、计算机科学、机器人与自动化、生命科学、分析化学、具身智能、智能安全、工程教育和波音牛顿飞行学院等方向。高研实验室面向有兴趣、有能力、肯投入的同学,开展为期两年的学习与实践。学生需在先导课程中掌握科学研究技能与方法,开展小课题研究,在高一下学期选定研究方向并参与开题答辩,在高二完成项目研究,撰写论文并通过结题答辩予以结业。学生的诸多优秀成果曾多次在各项大赛中斩获佳绩。
文字:居重艳
图片:谭洪政 居重艳
审核:徐文兵 谭洪政
编辑:党政办