以《單片機(jī)原理》課程為例淺談研究生參與本科實驗教學(xué)的作用

摘 要：實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力的重要手段，研究生參與本科實驗教學(xué)工作可以在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中可發(fā)揮重要作用，對于實驗教學(xué)及研究生的學(xué)習(xí)都具有積極地作用。本文主要以單片機(jī)原理實驗課程為例，探討了研究生參與本科實驗教學(xué)工作的必要性以及研究生如何做好這項工作。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)；實驗室；研究生；單片機(jī)

中圖分類號：G482

碩士研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高質(zhì)量人才，要培養(yǎng)高質(zhì)量的人才，就要研究如何在基礎(chǔ)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和動手實踐能力。實驗、實踐教學(xué)對提高計算機(jī)專業(yè)研究生人才培養(yǎng)的質(zhì)量有重要意義。這要求在課程設(shè)置上不僅有豐富的實驗課程，而且需要通過更為靈活多樣的實踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生“以解決問題為中心”的工程能力[1]。在研究生階段參加本科實驗課的教學(xué)對于一個計算機(jī)專業(yè)研究生多方面能力的培養(yǎng)與提高有著很大的幫助。

文獻(xiàn)[2]主要以中國科技大學(xué)物理學(xué)院為例，介紹了該學(xué)院創(chuàng)新研究生實驗教學(xué)體系，改革實驗內(nèi)容，加強(qiáng)實驗教學(xué)平臺建設(shè)的做法。文獻(xiàn)[3]主要從研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的角度剖析了研究生實驗教學(xué)的改進(jìn)和完善，闡述了研究生教育要理論創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新同時并重的重要性。文獻(xiàn)[4]主要介紹了中南大學(xué)檢驗系醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)研究生積極參與相應(yīng)專業(yè)本科生的實驗教學(xué)，并對實驗教學(xué)進(jìn)行了適當(dāng)改革，為實驗教學(xué)更好地發(fā)展提供了活力。文獻(xiàn)[5]主要闡述了研究生培養(yǎng)是教育改革的新熱點，研究生教育應(yīng)抓住機(jī)遇，隨著社會的發(fā)展而轉(zhuǎn)變觀念。對于口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生來說，應(yīng)重視研究生培養(yǎng)體制和研究生參與本科實驗課的教學(xué)，使之成為培養(yǎng)研究生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。

1 計算機(jī)專業(yè)研究生參與本科實驗教學(xué)的必要性

計算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才，對學(xué)生的實際動手能力要求較高，而實驗教學(xué)正是學(xué)生在學(xué)校培養(yǎng)動手能力的一個重要環(huán)節(jié)。但就目前情況來說，實驗技術(shù)人員缺口大，不能完全滿足實驗教學(xué)的要求，對于學(xué)生能力培養(yǎng)及提高有較大促進(jìn)作用的開放實驗，實驗技術(shù)人員更是無暇顧及。

研究生參與本科實驗教學(xué)恰能解決這一問題。研究生教育是國家面向公民進(jìn)行素質(zhì)教育的重要組成部分，也是國家高級人才培養(yǎng)的主要方式。學(xué)校整體水平的提高與研究生教育密切相關(guān)，富有創(chuàng)新精神的研究生群體是學(xué)校教學(xué)、科研活動中最富活力的有生力量[6]。研究生經(jīng)過本科學(xué)習(xí)期間的鍛煉，具有動手能力較強(qiáng)、實驗室學(xué)習(xí)經(jīng)驗豐富等特點，只需稍加培訓(xùn)和引導(dǎo)，便可在實驗教學(xué)中發(fā)揮重要作用，有效地幫助教師和實驗技術(shù)人員完成實驗教學(xué)任務(wù)。同時，參與本科的實驗教學(xué)對研究生來說，也是一個極好地鍛煉機(jī)會。首先，參與本科實驗教學(xué)可以增進(jìn)研究生對理論知識的理解與掌握。講授課程是增進(jìn)對這門課程理解和掌握的最佳途徑，尤其是實驗課程。研究生參與實驗課程的教學(xué)，不僅可以重新認(rèn)識這門課程、加深對這門課程的理解，更可以在指導(dǎo)實驗課程的過程中鍛煉自己的動手能力，在幫助本科生解決實驗過程中遇到的問題時，更加可以鍛煉自己解決問題的能力。當(dāng)研究生圓滿完成實驗教學(xué)任務(wù)后，他們在實驗技能和理論方面將更加的精通。尤其對于有志于從事學(xué)術(shù)研究工作的學(xué)生而言，參與本科生實驗課教學(xué)有助于熟悉教學(xué)和實驗室管理的方法，獲得實際的操作技能。例如，對《單片機(jī)原理》這門課程來說，在實驗教學(xué)過程中因為學(xué)生的編程思想、電路搭建及操作實驗箱方法的不同，會在實際操作中遇到各種問題，解決這些問題本身就是對研究生編程能力及操作能力的極大提高。其次，參與本科實驗教學(xué)可以鍛煉研究生的口頭表達(dá)能力和協(xié)調(diào)、溝通能力。參與本科實驗教學(xué)的工作，意味著研究生需要和任課教師、實驗技術(shù)人員和本科生進(jìn)行交流與溝通協(xié)作，在指導(dǎo)實驗的過程中，有很多不可預(yù)知的事件及突發(fā)問題，這就需要研究生與教師、實驗技術(shù)人員及本科生進(jìn)行溝通與協(xié)調(diào)，通過這樣的鍛煉，可以極大地提高研究生的口頭和書面溝通技巧。再者，參與本科實驗教學(xué)可以提高研究生的自信心及獨立性。研究生在參與本科實驗教學(xué)的過程中，將自己所學(xué)的知識傳授于他人，通過指導(dǎo)本科生完成實驗，完成實驗?zāi)繕?biāo)，可以增強(qiáng)自己的自信心，同時通過參與實驗課程教學(xué)的過程，將有為人師的自豪感以及獲得成功的成就感。由此可見，研究生參與本科的實驗教學(xué)是一個雙贏的策略。

以《單片機(jī)原理》課程為例，這門課程是一門年輕的課程，也是計算機(jī)專業(yè)中一門重要的課程[7]，由于發(fā)展非常迅速，且可被廣泛地應(yīng)用，因此對單片機(jī)人才的需求量大。通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以較系統(tǒng)地掌握單片機(jī)的基本原理、接口和應(yīng)用技術(shù)。實驗課在這門課程的學(xué)習(xí)中尤為重要，通過實驗課程，學(xué)生可以熟悉單片機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用，為將來從事工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)工作奠定堅實的基礎(chǔ)，為將來進(jìn)行各種智能化產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)提供技術(shù)準(zhǔn)備。而當(dāng)前由于實驗技術(shù)人員的短缺，僅只能完成幾項課內(nèi)實驗，對于學(xué)生能力有較大提高的開放實驗，任課教師及實驗人員無暇顧及，而研究生參與本科實驗課的教學(xué)恰能解決這個燃眉之急。研究生在課余時間指導(dǎo)本科生完成這門課程的開放實驗，可以做到幾乎手把手教學(xué)，這樣對本科生及研究生都有較大地促進(jìn)作用。對于計算機(jī)類的其它實驗課程，這種方法都適用，長此以往，本科生及研究生的動手能力都會極大地提高。

2 研究生如何較好地參與實驗教學(xué)工作

研究生參與實驗教學(xué)的基本任務(wù)包括強(qiáng)調(diào)重要的概念、揭示學(xué)科的內(nèi)在規(guī)律、示范基本實驗技能、指導(dǎo)編程、完成電路設(shè)計以及操作實驗箱等實驗教學(xué)過程。以《單片機(jī)原理》課程為例，主要采用的實驗教學(xué)方法有驗證性、模仿性、探索性以及開放性的實驗教學(xué)方法。所謂驗證性實驗教學(xué)方法的是指學(xué)生按實驗指導(dǎo)書給定的實驗步驟、電路接線圖和實驗程序或流程圖來連接實驗電路，并輸入和運行程序，驗證性地觀察、記錄實驗現(xiàn)象或者結(jié)果。模仿性的實驗教學(xué)方法的是學(xué)生按照參考性的電路和程序，改造或模仿設(shè)計出有關(guān)實驗電路，改編或重新編寫實驗程序，達(dá)到課程要求的實驗現(xiàn)象或者實驗結(jié)果。探索性的實驗教學(xué)方法是按照教材內(nèi)容，不指定實驗電路及其實驗程序，要求學(xué)生根據(jù)課程要求，自己設(shè)計實驗方法，構(gòu)造調(diào)試電路或者實驗結(jié)果。開放性的實驗教學(xué)方法的主要思想是學(xué)生可以不受具體教學(xué)內(nèi)容限制，自己選擇實驗項目，獨立或者合作設(shè)計、調(diào)試和運行實驗。

基于上述實驗教學(xué)方法及課程特點，研究生助教從教學(xué)環(huán)節(jié)上要做好以下幾點：（1）與承擔(dān)實驗課的老師交流。要與老師保持緊密的聯(lián)系，充分了解老師的期望和學(xué)生的需要，確認(rèn)自己的工作范圍和任務(wù)，如果有課程上的任何改變要及時與任課教師及實驗技術(shù)人員溝通。（2）實驗前準(zhǔn)備。要分別確定采用驗證性的實驗教學(xué)方法、模仿性的實驗教學(xué)方法、探索性的實驗教學(xué)方法以及開放性的實驗教學(xué)方法的實驗。對于采用不同實驗教學(xué)方法的實驗做相應(yīng)的準(zhǔn)備，熟悉電路接線圖和實驗程序，尤其是對開放性的實驗教學(xué)，在課程開始前，要針對實驗內(nèi)容大量查閱資料，對實驗過程中容易出現(xiàn)的問題做充分的準(zhǔn)備，對于實驗內(nèi)容，要有自己的想法，比如不同的程序設(shè)計思路、電路搭建方法等，這樣有助于及時解決學(xué)生實驗過程中遇到的問題。（3）實驗過程。應(yīng)盡量提前到達(dá)實驗室，再次確認(rèn)實驗箱及計算機(jī)運行良好，尤其是對于剛剛結(jié)束實驗課的實驗室更加至關(guān)重要，這將有比較充足的時間調(diào)試設(shè)備，并迎接學(xué)生。上課時要穿戴要整齊，保持教師的職業(yè)風(fēng)度，才會被學(xué)生當(dāng)成老師而不是另外一個學(xué)生。必須保持實驗室正常秩序，實驗才能有效地完成。詢問并與學(xué)生交談，鼓勵學(xué)生用正確的科學(xué)術(shù)語清晰明白地表達(dá)想法，同時鼓勵學(xué)生間討論實驗問題。如果學(xué)生提出問題，不要急于回答，要幫助他們完成實驗并找到答案，使他們知其然，更知其所以然。鼓勵和要求學(xué)生正確地記錄實驗過程及實驗結(jié)果。建立一個合理的實驗成績評定方法，客觀公正地評價學(xué)生完成實驗的情況。（4）實驗課結(jié)束。實驗室結(jié)束后，關(guān)閉計算機(jī)及整理實驗箱，打掃教室衛(wèi)生，為下面的課程做好準(zhǔn)備，對于在實驗過程中出現(xiàn)問題的計算機(jī)及實驗箱，及時查找問題，對于無法解決的硬件問題，做好記錄并與實驗技術(shù)人員溝通，維修設(shè)備，以免影響后面的實驗課；及時和客觀地批改實驗報告，并返還學(xué)生，以便他們能及時知道自己的問題從而下次實驗課及時改正；與課程老師交流，請老師指出什么地方做的好，什么地方做的還有欠缺，并及時改正。（5）注重實驗室安全。在課程開始前，首先要讓學(xué)生了解實驗室安全常識，嚴(yán)格要求他們按正確的規(guī)程操作，并注意實驗室衛(wèi)生；其次，要掌握基本的危險處理措施，要有緊急預(yù)案，出現(xiàn)火災(zāi)、電事故，能及時有效合理處置。

3 結(jié)束語

總之，研究生參與本科實驗教學(xué)工作首先要處理好自己的學(xué)業(yè)與助教之間的關(guān)系，以學(xué)業(yè)為主，助教為輔，做到學(xué)業(yè)和工作兩不誤并相互促進(jìn)，同時要正確處理教師和學(xué)生這種雙重身份。參與本科實驗教學(xué)的工作具有教師和學(xué)生雙重角色，平衡教師和學(xué)生之間的關(guān)系，既要保留與學(xué)生的親近感，又要保持教師的威嚴(yán)感。最后，經(jīng)過充分的課前準(zhǔn)備、課上指導(dǎo)和課后反饋，研究生必能做好本科實驗教學(xué)的工作。

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作者簡介：王倩（1981-），女，山東濟(jì)南人，實驗師，碩士，從事計算機(jī)實驗室教學(xué)、管理方向的研究及圖論與組合優(yōu)化的研究。

作者單位：西北民族大學(xué) 數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)學(xué)院，蘭州 730030