電子電氣實(shí)踐教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究

摘要:實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是工科類院系的重要教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段。近幾年高校畢業(yè)生面臨擇業(yè)難的現(xiàn)狀，對(duì)我們工程類專業(yè)提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，借鑒其他學(xué)校成功的改革經(jīng)驗(yàn)，探索出切合我院實(shí)際的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。結(jié)合機(jī)電學(xué)院電子電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題，提出在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的若干方法和途徑。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

文章編號(hào):1009-2714( 2015) 02-0106-03

doi:10．3969/j．issn．1009－2714．2015．02．021

收稿日期:2014—12—22

基金項(xiàng)目:湖北師范學(xué)院校級(jí)教研項(xiàng)目( JH201225)

作者簡(jiǎn)介:徐豐( 1987－)女，湖北孝感人，主要從事電氣工程及其自動(dòng)化方面的研究．

電子電氣實(shí)驗(yàn)是電氣工程專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，教學(xué)目的是驗(yàn)證學(xué)生在課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，加深對(duì)知識(shí)的理解并能融會(huì)貫通，提高學(xué)生動(dòng)手技能和科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，為學(xué)習(xí)其他實(shí)驗(yàn)課程打好基礎(chǔ)。如何以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)來開展電子電氣實(shí)驗(yàn)，如何實(shí)施實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革，不斷完善實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系，培養(yǎng)出滿足實(shí)際需求的應(yīng)用型人才，目前各高校正在積極探討解決這個(gè)難題［1～3］。

1　電子電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

近年來我院電子電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直在探尋新的教學(xué)方法和思路，通過努力實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和質(zhì)量在不斷提高，但仍存在一些問題。

1)教學(xué)方法傳統(tǒng)，多采用“灌輸法”。傳統(tǒng)教學(xué)往往重理論輕實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)課作為理論課的輔助手段，主要是對(duì)課堂上的書本知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。通常是老師怎么說學(xué)生就怎么做，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般都是從確定的原理出發(fā)，按照參考書上固定的步驟和方法一步步進(jìn)行最后得出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論 ［2，4］。在這個(gè)過程中學(xué)生幾乎完全按照教師要求或者課本要求進(jìn)行操作，要學(xué)生動(dòng)腦去思考的地方很少。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法讓學(xué)生感到很被動(dòng)，積極性不高，覺得做實(shí)驗(yàn)沒意思。這種方法不能啟發(fā)學(xué)生思考問題，不能激發(fā)學(xué)生興趣，對(duì)提高創(chuàng)新能力幾乎沒有任何幫助。

2)教學(xué)內(nèi)容比較單一、陳舊。所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目都一樣，而學(xué)生的動(dòng)手能力本身就有差異，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)上沒有考慮學(xué)生個(gè)體之間的差異性，不能充分發(fā)揮動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生的主動(dòng)性，而動(dòng)手能力相對(duì)差些的學(xué)生又覺得完成實(shí)驗(yàn)比較困難。實(shí)驗(yàn)教材陳舊，更新速度慢，通常驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占的比重相對(duì)較大，綜合性設(shè)計(jì)和創(chuàng)新型設(shè)計(jì)相對(duì)較少，而實(shí)驗(yàn)題目和要求相對(duì)行業(yè)的高新技術(shù)發(fā)展水平和市場(chǎng)需求來說有一定差距，結(jié)果造成學(xué)校實(shí)驗(yàn)體系與工程需求實(shí)際脫節(jié)。

3)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍力量不足。理論課教師很少進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)課主要由實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)，造成理論課與實(shí)驗(yàn)教學(xué)在一定程度上脫節(jié)。我院擔(dān)任電子電氣實(shí)驗(yàn)課的年輕教師比較多，學(xué)習(xí)積極性普遍很高，但平時(shí)工作任務(wù)也比較重，從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間較短，經(jīng)驗(yàn)尚不足。

目前普遍存在的一種現(xiàn)象是:雖然學(xué)生做了很多實(shí)驗(yàn)，但他們的實(shí)際操作水平和創(chuàng)新能力并沒有得到提高。學(xué)生不會(huì)自己獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不會(huì)自主選擇實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，不能單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)，很多人害怕出差錯(cuò)，對(duì)自己獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)比較畏懼，更別說創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力能夠提高。結(jié)合我院實(shí)際情況，主要可以從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，教學(xué)模式、師資隊(duì)伍建設(shè)和教學(xué)評(píng)價(jià)體系等方面來實(shí)施改革。

2　電子電氣實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)改革方向

2．1改革傳統(tǒng)的教學(xué)體系

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不僅在于驗(yàn)證課堂理論知識(shí)，更重要的是通過動(dòng)手操作實(shí)踐，培養(yǎng)具有工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力和獨(dú)立解決實(shí)際問題的應(yīng)用型人才。因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容不僅要注重基礎(chǔ)，還要加強(qiáng)與市場(chǎng)實(shí)際需求同步。我院結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主導(dǎo)，創(chuàng)建課內(nèi)外相結(jié)合的實(shí)踐課程體系。課程主要分課內(nèi)和課外實(shí)驗(yàn)，由不同層次的實(shí)驗(yàn)?zāi)K構(gòu)成。課內(nèi)分三個(gè)層次:基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，課外分自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和科研型項(xiàng)目2個(gè)層次，教學(xué)環(huán)節(jié)中融入電力、電子、仿真和控制等領(lǐng)域的新技術(shù)，以適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需要 ［2，3］。在培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能操作的基礎(chǔ)上，多激發(fā)學(xué)生興趣可以鼓勵(lì)學(xué)生自己去尋找實(shí)驗(yàn)課題，給他們提供一個(gè)相對(duì)自由的環(huán)境，逐步加強(qiáng)培養(yǎng)工程系統(tǒng)觀念。教學(xué)內(nèi)容從簡(jiǎn)單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)開始，逐步加大難度，循序漸進(jìn)，可以適當(dāng)重復(fù)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生完全掌握實(shí)驗(yàn)基本操作方法，再慢慢加大實(shí)驗(yàn)難度，使學(xué)生的實(shí)際操作技能和創(chuàng)新思維在實(shí)踐中不斷提高。

2．2改變教學(xué)方法

1)授課式教學(xué)，主要針對(duì)一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，目的是培養(yǎng)學(xué)生基本技能和基本分析方法。教師可以先簡(jiǎn)略講解實(shí)驗(yàn)原理和步驟，學(xué)生按照老師講解的思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，連線調(diào)試，直到得出結(jié)果，學(xué)生要掌握原理，能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和誤差分析，在實(shí)驗(yàn)過程中有不懂的問題教師可以進(jìn)行指導(dǎo)。通過這類實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，能夠?qū)W會(huì)運(yùn)用基礎(chǔ)理論去分析解決一些具體問題。例如基爾霍夫定律的驗(yàn)證、門電路和時(shí)序電路測(cè)試等實(shí)驗(yàn)可以采用這類方法。

2)引導(dǎo)式教學(xué)，教師要逐漸改變單向灌輸式教學(xué)，采取一種開放互動(dòng)的教學(xué)模式。在教學(xué)過程中教師從學(xué)生選題后下達(dá)任務(wù)開始，鼓勵(lì)學(xué)生思考怎么搭建實(shí)驗(yàn)框架，幫助學(xué)生形成內(nèi)在創(chuàng)新意識(shí)，可以讓小組之間相互點(diǎn)評(píng)設(shè)計(jì)方案，找出設(shè)計(jì)亮點(diǎn)和不足之處，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，最后整理出整個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟。在這個(gè)過程中多鼓勵(lì)讓學(xué)生親自去動(dòng)手做，去探索嘗試，敢于出錯(cuò)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。這種方法主要用于綜合設(shè)計(jì)型、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)往往綜合應(yīng)用多門專業(yè)課程知識(shí)，通過訓(xùn)練學(xué)生對(duì)理論知識(shí)理解也更加深刻，在這個(gè)過程中可以迅速提高學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，增進(jìn)學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作與競(jìng)爭(zhēng)感。

2．3鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽

電子設(shè)計(jì)大賽、智能車大賽、機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽和挑戰(zhàn)杯賽等大賽是電子領(lǐng)域比較有影響的競(jìng)賽 ［3］。這些競(jìng)賽是面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)，目的在于推動(dòng)高等學(xué)校課程體系和課程內(nèi)容的改革，有助于高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)與基本能力，有助于學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)的培養(yǎng)、提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力。鼓勵(lì)學(xué)生參與此類競(jìng)賽，能訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作水平，提高大學(xué)生科研創(chuàng)新技能和創(chuàng)造性精神，對(duì)自主創(chuàng)業(yè)有很大幫助。近年來，我院每年都會(huì)派出代表隊(duì)參加全國大賽，已經(jīng)獲得了多個(gè)“飛思卡爾”杯智能車競(jìng)賽、全國大學(xué)生自動(dòng)化應(yīng)用大賽( AB杯)和“藍(lán)橋杯”全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽獎(jiǎng)項(xiàng)，僅2014年一年就斬獲“智能車”競(jìng)賽13個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

2．4提高實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)技能

高素質(zhì)的師資隊(duì)伍是高水平教學(xué)質(zhì)量的保證，打破理論教師與實(shí)驗(yàn)教師的界限，讓經(jīng)驗(yàn)豐富的理論課教師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)教師一起擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員必須不斷地學(xué)習(xí)，利用進(jìn)修和培訓(xùn)機(jī)會(huì)，多了解新技術(shù)、新方法、新設(shè)備，不斷提高綜合能力和業(yè)務(wù)水平才會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)有充分的認(rèn)識(shí) ［2，3］。

2．5改變實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系

以往的實(shí)驗(yàn)課程的考核評(píng)價(jià)方式存在一些不足，促使很多學(xué)生輕視實(shí)驗(yàn)課程的考評(píng)。例如有的學(xué)生很認(rèn)真的做實(shí)驗(yàn)，可能因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備的故障導(dǎo)致出不了結(jié)果，最后影響分?jǐn)?shù)，而有的學(xué)生混水摸魚還能拿到高分，前者就覺得很吃虧，后者可能就一直抱著僥幸心理?？梢圆扇『侠淼膶?shí)驗(yàn)成績(jī)測(cè)評(píng)方式，來提升學(xué)生的動(dòng)手學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)更加重視。另外，還可以采取一些激勵(lì)措施來獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新行為，在成績(jī)?cè)u(píng)定中如果不能體現(xiàn)創(chuàng)新的價(jià)值，學(xué)生就會(huì)覺得為創(chuàng)新付出的努力沒有得到認(rèn)可，就不愿意投入時(shí)間和精力去思考、創(chuàng)新 ［5］。結(jié)合實(shí)際，我院的實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)分為平時(shí)考核和期末考核兩部分，平時(shí)成績(jī)占40%，考查內(nèi)容包括平時(shí)考勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況，學(xué)生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)、操作儀器和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ恼莆粘潭?期末成績(jī)占60%，期末考試以隨機(jī)抽題方式進(jìn)行考試，考前教師將每門課程做成試題庫，學(xué)生從題庫隨機(jī)抽題考試，在規(guī)定時(shí)間里完成試驗(yàn)任務(wù)，如接線、調(diào)試并得出結(jié)論，最后還要解答實(shí)驗(yàn)教師提出的相關(guān)問題，通過這種考查方式，學(xué)生的動(dòng)手積極性都很高，實(shí)驗(yàn)效果也比較好。

3　結(jié)論

在高校電子電氣實(shí)踐改革活動(dòng)中，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，因材施教，分流培養(yǎng)，才能更利于大學(xué)生整體創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。電子電氣實(shí)踐教學(xué)模式的改革在我院已經(jīng)實(shí)施了多個(gè)學(xué)期，成效比較顯著。通過不斷的努力，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到了很大的提高，學(xué)生也更加充滿信心和成就感。但我們也認(rèn)識(shí)到，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是一朝一夕就能完成的，必須建立并長(zhǎng)期堅(jiān)持創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)方案，投入更大的熱情和責(zé)任，才能順應(yīng)市場(chǎng)要求培養(yǎng)出滿足社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。