以能力培養(yǎng)為目標(biāo) 深化實踐教學(xué)改革

劉 鑫 曹 智 張慶順 王 虹

河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院 河北保定 071002

以能力培養(yǎng)為目標(biāo) 深化實踐教學(xué)改革

劉 鑫 曹 智 張慶順 王 虹

河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院 河北保定 071002

在以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的高等教育中，能力培養(yǎng)是本位。以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力為目標(biāo)，針對電氣類專業(yè)實踐教學(xué)的特點及實際教學(xué)過程中的經(jīng)驗和體會，從實踐教學(xué)的體系結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法等方面，對電氣類專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析和研究，提出并構(gòu)建了一種“一個核心四個層面”的實踐教學(xué)模式。事實證明該模式可以有效提高實踐教學(xué)效果。

創(chuàng)新型；電氣類專業(yè)；實踐教學(xué)；教學(xué)模式

教育要以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為重，高等教育以能力培養(yǎng)為本位。在高校的教學(xué)體系中，實踐教學(xué)是整個教學(xué)過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，它對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力以及綜合分析能力有著特殊的作用。近年來，高等教育不斷改革發(fā)展，畢業(yè)生人數(shù)持續(xù)增多，就業(yè)競爭越來越大，這就要求畢業(yè)生不僅要有扎實的理論基礎(chǔ)，還必須具有較強的實踐能力和創(chuàng)新能力。對于實踐性很強的電氣類專業(yè)，更是要求畢業(yè)生具有很強的工程和實踐能力。因此，如何通過科學(xué)、有效的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)提高學(xué)生的能力和素質(zhì)，一直是一個重要的研究課題。

1 我校電氣類專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀

多年來，理論課教學(xué)占據(jù)主導(dǎo)的教學(xué)模式始終影響著學(xué)校的教學(xué)計劃與安排，實踐教學(xué)依附于理論教學(xué)，不但課時少，教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容也跟不上社會的發(fā)展與需求，只是起著輔助理論教學(xué)的作用，從而導(dǎo)致實踐教學(xué)環(huán)節(jié)發(fā)展緩慢，在很大程度上影響了學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的提高。隨著我校進(jìn)入“中西部高校提升綜合實力工程”和高等教育改革的不斷深入發(fā)展，社會對畢業(yè)生的能力要求也更加多元化，這些都使學(xué)校對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)更加重視，在加大投入的同時，也提出了更高的要求。但在實際的教學(xué)過程中仍然存在著如下問題：

(1)實驗教學(xué)依然在較大程度上從屬于各門理論課，還未從根本上建立起系統(tǒng)的實踐教學(xué)體系。

(2)實驗教學(xué)內(nèi)容更新緩慢，教學(xué)模式單一，層次區(qū)分不明顯。

(3)學(xué)校對實踐教學(xué)設(shè)備的投入大幅增加，但實驗室、實習(xí)基地等實踐場地面積不夠，仍然存在多人一組的情況，減少了學(xué)生的實際動手機(jī)會。

(4)學(xué)生參與高水平實踐活動(如大學(xué)生科技創(chuàng)新項目、電子設(shè)計競賽以及科研課題等)與相關(guān)實踐指導(dǎo)教師的積極性不對等，缺乏有效的激勵機(jī)制。

2 堅持以學(xué)生為本，構(gòu)建“一個核心四個層面”的實踐教學(xué)模式

“一個核心四個層面”的實踐教學(xué)模式堅持以學(xué)生為本的指導(dǎo)思想和“少講多練、在練中學(xué)”的教學(xué)原則，確立以培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力為核心的實踐教學(xué)體系，并基于“認(rèn)知-技能層、基礎(chǔ)-提高層、綜合-創(chuàng)新層、科技-研究層”四個培養(yǎng)層面。實施漸進(jìn)式實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)過程，既符合認(rèn)知規(guī)律，又符合實踐能力塑造的漸進(jìn)要求，有利于因材施教。

2.1 認(rèn)知-技能層：注重技能，培養(yǎng)興趣

對于大學(xué)一年級的新生主要學(xué)習(xí)課程是大學(xué)數(shù)學(xué)、英語以及計算機(jī)基礎(chǔ)等，尚未真正接觸專業(yè)課程方面的知識。為了使學(xué)生盡早熟悉本專業(yè)，我院從專業(yè)基礎(chǔ)技能培訓(xùn)開始，開設(shè)以培養(yǎng)學(xué)生識別能力和動手能力為主的電工實習(xí)模塊，重點針對電子元器件的認(rèn)知、基本儀器的使用以及電路板裝配、焊接等技能訓(xùn)練內(nèi)容。這一環(huán)節(jié)旨在培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗素養(yǎng)，注重激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣，提高學(xué)生參加實踐教學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，盡早地把學(xué)生吸引到實驗室中來。

在具體的教學(xué)過程中，主要抓住以下幾點：

(1)實習(xí)套件的選擇一定要實用，能夠引起學(xué)生的興趣且價格不能太高，如流水燈、萬用表、收音機(jī)、萬年歷等實習(xí)套件。

(2)結(jié)合大一學(xué)生缺乏理論基礎(chǔ)知識的特點，教師講解原理應(yīng)形象化，注重通俗易懂。例如在調(diào)幅收音機(jī)的組裝和調(diào)試中講解廣播發(fā)送電路的原理時，可以形象的把載波信號比做“飛機(jī)”，把需要發(fā)送的音頻電信號比做“貨物”，那么信號的調(diào)制過程就是將“貨物”裝到“飛機(jī)”上，然后經(jīng)過高頻功率放大器這個“加油站”加足了“油”之后將“貨物”(信號)發(fā)射出去。這樣，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又使其對廣播發(fā)送電路的工作原理接受起來更容易，理解的也更深刻。

學(xué)生科研團(tuán)隊是綜合性的復(fù)雜系統(tǒng)，是提升學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑和方法。目前，國內(nèi)多數(shù)高校學(xué)生科研團(tuán)隊中導(dǎo)師處于主體地位，承擔(dān)核心工作，學(xué)生處于次要位置，工作量少且水平較低，不能從整體層次把握科研的脈絡(luò)[4]。學(xué)生與科研活動從理論上的交互轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H上的輔助者角色。同時，由于身份的關(guān)系，學(xué)生不自覺由科研的參與者變?yōu)榭蒲械呐杂^者，難以培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。

(3)增加“演練”環(huán)節(jié)，如漆包線造型焊接、廢舊電路板拆焊練習(xí)等，以避免學(xué)生焊接技術(shù)不熟練所造成的損失。

(4)建立多元化考核方法，通過對其學(xué)習(xí)態(tài)度、實踐能力、綜合表述能力以及創(chuàng)新能力等環(huán)節(jié)給予全面的評價，而不單單以其最后完成的實習(xí)作品為評價標(biāo)準(zhǔn)。

另外，為了增加學(xué)生電子學(xué)方面的知識和興趣，在我院實習(xí)創(chuàng)新基地和學(xué)院樓道里分別建立了作品展示柜和電子文化長廊，以實物和展牌的方式展出一些學(xué)生的作品、常用的電子元器件的圖片以及有關(guān)電子學(xué)起源和發(fā)展方面的知識。通過這種形式，學(xué)生對本專業(yè)的基礎(chǔ)知識有了更加直觀的印象，同時也增強了其參加實踐教學(xué)的興趣和積極性。

2.2 基礎(chǔ)-提高層：理論聯(lián)系實際，具備初步的綜合分析和設(shè)計能力

這一階段的學(xué)習(xí)主要安排在大學(xué)二年級，以電路分析基礎(chǔ)、數(shù)字電路、模擬電路、信號與系統(tǒng)、EDA技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課程的實驗和課程設(shè)計為主，重點在于使學(xué)生掌握電子電路常用參數(shù)的測量方法、分析電子線路以及設(shè)計小型電路系統(tǒng)的初步能力，為以后的提高打下堅實的基礎(chǔ)。

在這個環(huán)節(jié)中，注重理想模型與實際電路的結(jié)合，鍛煉學(xué)生運用所學(xué)理論知識分析和解決實驗中所遇到問題的能力，并能將計算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到實驗中。例如，在模擬電路實驗整流電路這部分內(nèi)容里，理論上半波整流電路輸出電壓的平均值Uo(AV)=0.45U2(U2是整流電路輸入正弦交流電的有效值)，用Multisim12.0仿真軟件對該電路進(jìn)行仿真的結(jié)果和實際測量值總比理論值小0.5 V左右，那么這個差值主要就是因為在理論計算時把整流二極管理想化后，未考慮其實際壓降所造成的結(jié)果。

同時，可以適當(dāng)?shù)卦黾右恍┚C合性、設(shè)計性的實驗，在實驗項目的選擇上既要注重最后的實物聲光電效果以提高學(xué)生實驗的興趣，難度又不要太大。對于這部分實驗，指導(dǎo)書上只對學(xué)生提出最終設(shè)計要求，而不給學(xué)生詳細(xì)的實驗步驟，也不給完整的實驗電路，只提供部分參考電路和實驗方法及原理，讓學(xué)生自己選擇實驗方案、選擇儀器儀表、確定設(shè)計實驗步驟。

2.3 綜合-創(chuàng)新層：提高能力，重在創(chuàng)新

這一階段主要以高年級的課程設(shè)計和創(chuàng)新性實驗為主，旨在考察學(xué)生的綜合設(shè)計與實現(xiàn)能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中探索，在探索中提高，培養(yǎng)不怕失敗，勇于創(chuàng)新的頑強精神。

根據(jù)不同的專業(yè)，通過課程設(shè)計和創(chuàng)新實踐課程，對學(xué)生進(jìn)行更深入地培養(yǎng)和訓(xùn)練，使學(xué)生能夠較系統(tǒng)地掌握從選題、方案論證、電路設(shè)計、電路實現(xiàn)以及裝配調(diào)試，到最后的總結(jié)報告、文檔整理以及撰寫論文等全過程的各個環(huán)節(jié)。對于課程設(shè)計和創(chuàng)新性實驗，形式上采用學(xué)生自由結(jié)組的選課模式，設(shè)計題目由有經(jīng)驗的教師給出，也可自選或自定題目，由學(xué)院指派高水平的教師對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。近年來，學(xué)生優(yōu)秀作品層出不窮，如無人駕駛汽車模型控制系統(tǒng)、指紋識別考勤系統(tǒng)、衛(wèi)星授時時間基準(zhǔn)及溫濕度顯示系統(tǒng)等，都是學(xué)校立項，學(xué)生自己完成的大學(xué)生創(chuàng)新項目作品。

這期間，學(xué)院定期邀請相關(guān)方面的專家學(xué)者來校舉辦學(xué)術(shù)講座，將學(xué)科前沿的最新動態(tài)及教師的科研成果及時介紹給學(xué)生，以使其了解本學(xué)科相關(guān)技術(shù)的最新進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生參加課程設(shè)計和創(chuàng)新性實驗的興趣。

2.4 科技-研究層：發(fā)現(xiàn)人才，重點培養(yǎng)，提高科研能力

這一環(huán)節(jié)主要是面向大三、大四的高年級學(xué)生，目標(biāo)是選拔一些專業(yè)基礎(chǔ)扎實、有創(chuàng)新意識且能力比較突出的學(xué)生，進(jìn)行重點培養(yǎng)。在這期間，提倡實驗過程中的探索和研究，鼓勵學(xué)生盡可能多地嘗試各種方案，在摸索和研究中得到啟發(fā)、鍛煉、提高。輕結(jié)果，重過程，不以成敗論英雄。

可以通過組織學(xué)生參加大學(xué)生科技創(chuàng)新項目(STCP)、智能機(jī)器人大賽、全國電子設(shè)計競賽，參與實驗室建設(shè)和教師的科研項目等，增加其參與高層次實踐訓(xùn)練的機(jī)會，而且，通過參加具體項目，可使學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到實際項目研究中,提高學(xué)生的科研興趣和能力，也為其以后參加相關(guān)的技術(shù)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。

另外，學(xué)校積極配合并大力支持學(xué)生參加課外科技活動，負(fù)責(zé)提供場地、設(shè)備、元件和優(yōu)秀輔導(dǎo)教師，做好賽前的準(zhǔn)備工作和競賽過程中的相關(guān)指導(dǎo)工作，為優(yōu)秀學(xué)生的脫穎而出創(chuàng)造條件。對于表現(xiàn)突出的學(xué)生，應(yīng)給予一定的學(xué)分認(rèn)定和獎勵。同時，為了提高實驗教學(xué)與裝備水平，我院還與ALTERA，中興通信，羅克韋爾等公司取得聯(lián)系，建立了聯(lián)合實驗室，更好地為教師與學(xué)生服務(wù)。

3 結(jié)束語

高等教育的主旨是人才培養(yǎng)，而創(chuàng)新型人才是社會發(fā)展的排頭兵和主導(dǎo)者。深化實踐教學(xué)改革，就要堅持以人為本，既要充分調(diào)動實驗技術(shù)人員的積極性，鼓勵、支持他們不斷探索實驗教學(xué)，構(gòu)建科學(xué)合理的實驗教學(xué)體系，又要以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索愿望，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和挖掘潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。只要我們堅持不懈的探索、研究，努力深化改革，不斷開拓創(chuàng)新，實驗教學(xué)質(zhì)量與水平一定會越來越高，學(xué)生的就業(yè)競爭力就會越來越強。

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Targeting Ability Cultivation， Deepening Reform of Experimental Teaching

Liu Xin， Cao Zhi， Zhang Qingshun， Wang Hong
Hebei University， Baoding， 071002， China

It's an important target to cultivate innovative talents in Higher education which is ability-based.For the target of practical ability cultivation，in allusion to the characteristic of the experimental teaching for electrical speciality， and some experience in the practical teaching process，the article analyzes and researches the experimental teaching sector of electrical speciality in architecture and teaching ways，brings up and designs a experimental teaching model for one core and four levels.It is proved that this model can improve the effect of experimental teaching.

innovation； electrical speciality； experimental teaching； teaching model

2014-11-10

劉鑫，碩士，實驗師。

2014年度河北省社會發(fā)展課題“利用綜合大學(xué)多學(xué)科優(yōu)勢拓展工程人才創(chuàng)新領(lǐng)域研究”和河北大學(xué)2014年“精品實驗項目”(編號：SY201410)。