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摘要:為加強(qiáng)應(yīng)用能力突出人才的培養(yǎng),改變傳統(tǒng)的實驗教學(xué)思路,建立以應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)的新的電子技術(shù)實驗教學(xué)模式,通過對實驗教學(xué)培養(yǎng)模式建設(shè),多層次、模塊化的實驗教學(xué)內(nèi)容改革,更新實驗教學(xué)形式、建立以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)模式、實驗教學(xué)考核評價體系等方面進(jìn)行詳細(xì)闡述,構(gòu)建了新的實驗教學(xué)模式,能夠有效提高學(xué)生的動手能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,為應(yīng)用型本科高校提高電子技術(shù)實驗教學(xué)的效果提供了理論支持。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用型;電子技術(shù);實驗教學(xué)
“電子技術(shù)”是理論實踐結(jié)合緊密的一門理工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程[1],其實踐性很強(qiáng),實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是培育學(xué)生動手能力、工程能力、創(chuàng)新意識的主要抓手,是高校實踐教學(xué)的重要組成部分。隨著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的快速開展,電子技術(shù)實踐教學(xué)需要著眼未來,培養(yǎng)應(yīng)用能力突出的工程技術(shù)人才[2]。本文借助于信息與電氣工程學(xué)院(下面簡稱“我院”)省級現(xiàn)代信息技術(shù)實驗教學(xué)示范中心的建設(shè),通過對電子技術(shù)實驗教學(xué)體系的研究,構(gòu)建一套理論與實踐緊密結(jié)合、實驗項目設(shè)置科學(xué)、注重前瞻性和開放性的電子技術(shù)實驗教學(xué)新模式[3]。
1構(gòu)建應(yīng)用能力突出人才培養(yǎng)的實驗教學(xué)模式
按照我院現(xiàn)代信息技術(shù)實驗示范中心的總體架構(gòu),電子技術(shù)實驗處于基礎(chǔ)層級的公共實驗平臺,面向全院大一、大二的學(xué)生。承擔(dān)模電、數(shù)電、電子技術(shù)等課程實驗教學(xué)和電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)。依據(jù)實驗教學(xué)示范中心人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位,構(gòu)建以應(yīng)用能力、工程意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的的新型實驗教學(xué)模式,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程應(yīng)用能力,為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定必要的基礎(chǔ)。新的實驗教學(xué)模式主要按照以下思路來構(gòu)建[4]。(1)將電子技術(shù)實驗分為基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計型和制作加工型三個層次的實驗類別,對應(yīng)基礎(chǔ)模塊、設(shè)計模塊和制作模塊三部分;為提高學(xué)生工程應(yīng)用能力,減少驗證型實驗學(xué)時,增加綜合型、設(shè)計型和制作加工型實驗學(xué)時。(2)改變原來的單一的教學(xué)模式,開創(chuàng)以學(xué)生為中心的實驗實訓(xùn)教學(xué)方式,來提高學(xué)生做實驗的積極主動性。(3)改變傳統(tǒng)的“注重結(jié)果、輕視過程”的考核評價形式,引進(jìn)“分階段、多元化”的注重過程量化的新的考核評價方式。
2構(gòu)建多層次、模塊化的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)開設(shè)大量驗證型、演示型實驗,不能有效培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決實際問題的能力,也不能突出實驗教學(xué)中學(xué)生的中心地位。為了突出應(yīng)用型人才動手能力培養(yǎng)的特點,對現(xiàn)有實驗項目進(jìn)行改革,減少驗證型實驗,增加綜合設(shè)計型實驗項目和制作加工型實驗項目[5]。截止到2017年12月,我校電工電子類課程開設(shè)綜合設(shè)計型實驗和制作加工型實驗比例已達(dá)到70%以上,同時為加強(qiáng)實驗效果,按照分層次、模塊化的思路,改革了現(xiàn)有的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)[6]。
2.1基礎(chǔ)型實驗
基礎(chǔ)型實驗主要包括驗證型實驗和演示型實驗,通過基礎(chǔ)型實驗使學(xué)生了解常用儀器儀表的基本操作方法,掌握實驗操作的基本技能,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的實驗習(xí)慣和對實驗的敬業(yè)精神,為專業(yè)實驗提供基本技能保障。這部分實驗在實驗教學(xué)開始階段集中進(jìn)行,占到實驗學(xué)時的20%,主要為后續(xù)實驗開展提供條件[7]。
2.2綜合設(shè)計型實驗
綜合設(shè)計型實驗主要包括結(jié)合專業(yè)特點、側(cè)重實際設(shè)計與操作的一些實驗。一般由實驗教師依據(jù)自己的科研項目或者現(xiàn)實生活中的應(yīng)用提出實驗課題,學(xué)生設(shè)計實驗方案、選擇實驗設(shè)備、采集實驗數(shù)據(jù)并處理,得到最終結(jié)果。因為電子技術(shù)實驗是專業(yè)基礎(chǔ)實驗,大部分為大一或大二的學(xué)生,學(xué)生知識層次較低,學(xué)生在進(jìn)入實驗室做實驗之前,需要先提交預(yù)習(xí)報告,由實驗教師審核通過后,才能開始實驗。在做實驗的過程中遇到問題,學(xué)生隨時可向指導(dǎo)教師咨詢,真正做到以學(xué)生為主,教師為輔,培養(yǎng)學(xué)生初步的電路設(shè)計、電路搭建的能力[8]。這部分實驗主要在實驗教學(xué)中后期進(jìn)行,學(xué)生除了進(jìn)實驗室作為課內(nèi)時間外,還要充分利用課外時間進(jìn)行文獻(xiàn)的查閱、實驗方案的設(shè)計、預(yù)習(xí)報告的撰寫等,如此既延伸了實驗教學(xué)的時間,也增加了學(xué)生提高實驗應(yīng)用能力的空間。
2.3制作加工型實驗
制作加工型實驗主要由電子技術(shù)課程設(shè)計來體現(xiàn)。在學(xué)期的最后兩周,集中時間,通過應(yīng)用性強(qiáng)的課設(shè)題目,使學(xué)生將模電、數(shù)電等電子技術(shù)課程所學(xué)知識綜合應(yīng)用,來設(shè)計制作完成一個實際電子產(chǎn)品。課設(shè)過程主要包括電路設(shè)計、模擬仿真、制作電路板、焊接、調(diào)試等電子產(chǎn)品設(shè)計制作等過程。課設(shè)題目一般為新穎、貼合實際應(yīng)用、比較前沿的課題,通常由教師提供課設(shè)任務(wù)書,學(xué)生兩人一組選題,也可學(xué)生自主設(shè)題。第一周學(xué)生根據(jù)課程設(shè)計題目任務(wù)書查閱文獻(xiàn)資料設(shè)計電路圖,通過Protel或AltiumDesigner等軟件將電路原理圖和Pcb板圖畫出來,并通過仿真軟件仿真通過。第二周學(xué)生將設(shè)計的電路利用轉(zhuǎn)印機(jī)轉(zhuǎn)印到敷銅板上,通過腐蝕、打眼、刷松香水等步驟制作電路板,然后焊接、調(diào)試,最終生成電子產(chǎn)品[9]。整個過程完全按照小型電子產(chǎn)品的工程制作流程開展,極大地提高了學(xué)生對電子技術(shù)的綜合應(yīng)用能力。
3構(gòu)建以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)模式
電子技術(shù)實驗教學(xué)內(nèi)容抽象,傳統(tǒng)教學(xué)模式很難達(dá)到對學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)[10],經(jīng)過革新傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法和實驗教學(xué)形式,能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新認(rèn)識和科學(xué)思維等綜合能力。
3.1實驗教學(xué)方法
當(dāng)前學(xué)生普遍存在主動性差、依賴性強(qiáng)的共性,為增強(qiáng)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)積極性,須要改變以前“保姆式”的實驗教學(xué)方法,多采用討論式、項目式、開放式等教學(xué)措施。討論式教學(xué)方法是在實驗開始由指導(dǎo)教師講解實驗?zāi)康摹嶒炘恚贾脤嶒炄蝿?wù),學(xué)生分組討論實驗方案,在實驗過程中各組相互比較方案的優(yōu)點和不足,并對實驗結(jié)果進(jìn)行比較,得出最優(yōu)的實驗方案,由此提高學(xué)生參與實驗的主動性;項目式教學(xué)方法是由指導(dǎo)教師給出設(shè)計型的實驗題目,學(xué)生以小組為單位,自主進(jìn)行文獻(xiàn)資料的查閱、實驗方案的設(shè)計以及最終實驗報告的撰寫,整個過程充分體現(xiàn)學(xué)生的主觀能動性,訓(xùn)練學(xué)生分析、解決問題以及團(tuán)隊合作的能力[11];開放式教學(xué)方法是教師學(xué)生雙向選擇,實驗室全方位開放,學(xué)生可以將自己感興趣的實驗問題帶到實驗室,在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,進(jìn)行仿真、驗證,鍛煉學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)。新的實驗教學(xué)方法能夠激發(fā)學(xué)生的實驗主動性,提高學(xué)生的實驗興趣,并能有效支撐各級各類創(chuàng)新大賽,得到良好的教學(xué)效果。
3.2實驗教學(xué)形式
現(xiàn)如今計算機(jī)教育技術(shù)飛速發(fā)展,可以應(yīng)用多媒體教學(xué)、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等現(xiàn)代教育技術(shù)手段,讓學(xué)生全方位的理解實驗;也可以利用虛擬仿真實驗的教學(xué)模式,增加實驗項目和實驗的趣味性,提高學(xué)生的實驗積極性[12]。
4構(gòu)建全方位的實驗教學(xué)考核評價體系
實驗考核是檢查學(xué)生的理論水平和實驗技能的一種方法,也是調(diào)動學(xué)生對實驗積極性的一種驅(qū)動力。大眾化的實驗教學(xué)考核評價方式是“注重結(jié)果、輕視過程”,只要學(xué)生得出的實驗結(jié)果準(zhǔn)確、合理即可,而不管學(xué)生如何得到[13]。這種評價方式對認(rèn)真進(jìn)行實驗的學(xué)生很不公平,損害了這部分學(xué)生的積極主動性。為了調(diào)動學(xué)生的實驗熱情,采用“分階段、多元化”的注重過程的新的方式,對實驗教學(xué)進(jìn)行更加科學(xué)的考核。新的考核評價方式將考核指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化,實驗指導(dǎo)教師需要掌握學(xué)生做實驗的所有環(huán)節(jié),做出公平、公正、合理的評價,主要從以下幾個方面進(jìn)行考核。
4.1實驗預(yù)習(xí)
進(jìn)實驗室進(jìn)行實驗之前,學(xué)生需要對實驗的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí),按照實驗要求自行設(shè)計實驗步驟,選擇合適的實驗方法,提交預(yù)習(xí)報告,由指導(dǎo)教師審定實驗步驟是否合理,實驗方法是否科學(xué)。此部分占總成績的20%[14]。
4.2實驗過程
主要指學(xué)生做實驗過程中儀器儀表的連接和儀器儀表的使用。指導(dǎo)教師主要檢查學(xué)生對儀器儀表的使用熟悉程度,能否按照規(guī)定方法正確連接設(shè)備,能否通過儀器準(zhǔn)確讀出數(shù)據(jù)等。此部分占總成績的40%。
4.3實驗結(jié)論
學(xué)生通過儀器設(shè)備采集實驗數(shù)據(jù),進(jìn)行分析處理后,對照理論值,查找產(chǎn)生誤差或者錯誤的原因,并作出合理解釋,以此訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。此部分占總成績的20%。
4.4實驗報告
依據(jù)實驗結(jié)論,學(xué)生要提交實驗報告,指導(dǎo)教師依據(jù)實驗報告各部分是否齊全,數(shù)據(jù)是否合理,給出對應(yīng)的成績。此部分占總成績的20%。采用新的考核評價體系使實驗課程在學(xué)生心中的地位加重,能夠使學(xué)生更加重視實驗,有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)[15],同時通過引進(jìn)實驗教學(xué)智能管理系統(tǒng),對學(xué)生實驗前期、中期、后期進(jìn)行全過程培養(yǎng)與質(zhì)量把控。
5結(jié)語
應(yīng)用能力突出的人才培養(yǎng)是地方高等學(xué)校尤其是專科升格為本科的高校改革的必然趨勢,也是用工單位對畢業(yè)生的期望。電子技術(shù)課程的新知識更新速度明顯快于傳統(tǒng)學(xué)科發(fā)展,通過構(gòu)建突出應(yīng)用技能培養(yǎng)的新的實驗教學(xué)模式,能夠提高學(xué)生的動手能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,為電子技術(shù)實驗教學(xué)的改革提供實踐驗證。
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作者:閆永亮 韓海燕 王淑欣 閻俊 單位:河北工程大學(xué)