電工電子多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)

盧 颯

(中國(guó)計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院，浙江杭州310018)

0 引言

電工電子實(shí)驗(yàn)是一門(mén)實(shí)踐性、工程性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。對(duì)獨(dú)立學(xué)院而言，由于學(xué)生層次相對(duì)較低，數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)習(xí)興趣積極性和主動(dòng)性差別較大等原因，因此在電工電子實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程中若采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的大一統(tǒng)方式，即采用單一的教學(xué)目標(biāo)和要求面向全體學(xué)生，則不利于“因材施教”原則的貫徹，不利于學(xué)生的多元化發(fā)展［1]。

針對(duì)這一問(wèn)題，我院電工電子實(shí)驗(yàn)中心借助浙江省課堂教學(xué)改革項(xiàng)目“電工電子實(shí)驗(yàn)分層教學(xué)模式的探索與實(shí)踐”的實(shí)施，針對(duì)獨(dú)立學(xué)院生源特點(diǎn)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，秉承“分類(lèi)目標(biāo)引導(dǎo)、分層遞進(jìn)培養(yǎng)”的教學(xué)理念，逐步形成了分層次教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路，使電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)既不是面向?qū)W生中間群體的大眾化教學(xué)過(guò)程，也不是面向少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生的精英式教學(xué)過(guò)程，而是通過(guò)不同的平臺(tái)、不同的課程以及不同的方法為每個(gè)學(xué)生提供合適的空間和目標(biāo)，使每一個(gè)學(xué)生都有收獲和進(jìn)步。

1 多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

在上述教學(xué)理念和改革思路引導(dǎo)下，我院電工電子實(shí)驗(yàn)中心構(gòu)建了分層次的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，如圖1所示。該教學(xué)體系共分為三個(gè)層次，與之對(duì)應(yīng)的是三個(gè)平臺(tái):①基礎(chǔ)必修平臺(tái)—在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中體現(xiàn);②提高選修平臺(tái)—在提高選修課程教學(xué)中體現(xiàn);③學(xué)生自主學(xué)習(xí)和工程應(yīng)用及創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺(tái)—通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和科研活動(dòng)實(shí)現(xiàn)［1]。

三個(gè)層次之間難度遞進(jìn)，實(shí)現(xiàn)從基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ骄C合應(yīng)用能力，并進(jìn)一步發(fā)展為工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的階梯性能力培養(yǎng)過(guò)程。在具體課程設(shè)置上，按不同培養(yǎng)要求對(duì)相關(guān)課程進(jìn)行合理配置并明確了教學(xué)目標(biāo)。

圖1 電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2 教學(xué)內(nèi)容

三層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系內(nèi)容如下:

1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面向全體學(xué)生，采用低起點(diǎn)、分層次、小步遞進(jìn)的教學(xué)模式。即將原來(lái)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)根據(jù)難易程度、附加內(nèi)容、指標(biāo)要求高低等因素分成三個(gè)難度層次，各層次難度要求及其特點(diǎn)如表1所示。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中根據(jù)自身?xiàng)l件和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)選擇其中的一類(lèi)完成。

表1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)各層次說(shuō)明

下面以“集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，介紹各層次實(shí)驗(yàn)要求，如表2所示。

表2 “集成運(yùn)放非線性應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的各層次要求

通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)方法，在保證基本教學(xué)要求前提下，學(xué)生根據(jù)自身能力和興趣選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐步激發(fā)興趣、提高能力、建立掌握電工電子實(shí)驗(yàn)技術(shù)的信心［3]。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)較好地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，有效提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2)提高選修實(shí)驗(yàn)教學(xué)

該層次面向基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)電子技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生興趣、希望進(jìn)一步通過(guò)課程學(xué)習(xí)增強(qiáng)應(yīng)用能力的學(xué)生，為這些學(xué)生提供上升的空間和途徑［3]。教學(xué)內(nèi)容主要涉及電子綜合設(shè)計(jì)類(lèi)選修課的內(nèi)容，如電子綜合與創(chuàng)新設(shè)計(jì)、智能車(chē)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新、機(jī)器人電子技術(shù)基礎(chǔ)與制作等選修課程。

3)自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

該層次面向有興趣、能力強(qiáng)的學(xué)生，為他們提供創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑。教學(xué)內(nèi)容在課外進(jìn)行，主要有開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、各種電子設(shè)計(jì)類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)生科技立項(xiàng)及教師科研項(xiàng)目等。其特點(diǎn)是綜合度高，實(shí)用性強(qiáng)，學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，著重培養(yǎng)應(yīng)用能力，并在實(shí)踐中不斷培養(yǎng)創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力［4]。

3 教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)中心在不同階段、不同層次教學(xué)工作中，本著“有利于加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性、增強(qiáng)獨(dú)立分析解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，有利于加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有利于學(xué)生個(gè)性和才能的全面發(fā)展”的原則，在不同階段采用了不同的教學(xué)方法。

(1)在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段，中心對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。將原來(lái)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)分成三個(gè)不同難度、不同要求的檔次，允許學(xué)生根據(jù)自身?xiàng)l件進(jìn)行選擇，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用不同的教學(xué)方法。如對(duì)C層次，教師會(huì)給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中詳細(xì)講解，有利于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)方法;對(duì)B層次，教師給出實(shí)驗(yàn)方案并給予一定的引導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的詳細(xì)步驟由學(xué)生自行制定，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?而對(duì)A層次，教師只給出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，由學(xué)生自行選擇方案，獨(dú)立設(shè)計(jì)完成，有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。在以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)難度和完成情況給予恰當(dāng)?shù)某煽?jī)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。同時(shí)不斷鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Λ@得一定提高之后，嘗試選擇更高一級(jí)難度實(shí)驗(yàn)。

(2)在擴(kuò)展提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段，則主要以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式整合電路原理、模電、數(shù)電、單片機(jī)和傳感器等課程內(nèi)容，采用案例式教學(xué)，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)從設(shè)計(jì)電路、選擇器件、安裝調(diào)試到結(jié)果測(cè)試獨(dú)立完成，教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給以指導(dǎo)。對(duì)于部分有難度的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，按照2－3人組隊(duì)完成實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)得到了良好的鍛煉和提高。

(3)在創(chuàng)新培養(yǎng)教學(xué)階段，學(xué)生以自主學(xué)習(xí)為主，以歷屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽真題要求為目標(biāo)，以團(tuán)隊(duì)合作方式進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，教學(xué)過(guò)程不僅培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)用能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。

4 多元實(shí)驗(yàn)考核方法

實(shí)驗(yàn)中心積極探索實(shí)驗(yàn)考核方式的改革，根據(jù)多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，建立多元實(shí)驗(yàn)考核辦法，根據(jù)不同層次采取不同考核辦法。

(1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程:采用“實(shí)際操作+筆試+平時(shí)”考核方式。實(shí)驗(yàn)考核采取試題庫(kù)形式，考核時(shí)由學(xué)生隨即抽取試題，重點(diǎn)考查學(xué)生實(shí)際操作能力及對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解及分析能力。

(2)提高及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程:采用“目標(biāo)+環(huán)節(jié)+報(bào)告”考核方式。具體考核內(nèi)容涉及資料收集、方案設(shè)計(jì)、軟硬件設(shè)計(jì)、裝配與調(diào)試、測(cè)試與優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告撰寫(xiě)等過(guò)程，實(shí)驗(yàn)考核分項(xiàng)進(jìn)行，統(tǒng)籌兼顧選題難度、設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)結(jié)果和設(shè)計(jì)報(bào)告。

對(duì)參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲得獎(jiǎng)勵(lì)的學(xué)生，按照學(xué)院政策給予學(xué)分獎(jiǎng)勵(lì)，其獲得學(xué)分由主講教師確認(rèn)后免修相關(guān)課程。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹的電工電子多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系較好滿(mǎn)足了不同基礎(chǔ)、不同能力及不同發(fā)展目標(biāo)的學(xué)生在電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的要求，實(shí)現(xiàn)了面向不同學(xué)生的分類(lèi)教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容符合獨(dú)立學(xué)院層次學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)能力，取得了良好的效果。

1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)“低起點(diǎn)、多臺(tái)階、分層次”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，相當(dāng)部分基礎(chǔ)差、能力弱的學(xué)生不再畏懼實(shí)驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)完成低難度實(shí)驗(yàn)過(guò)程，獲得極大成就感，逐步培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)興趣，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的動(dòng)力與學(xué)好的信心。基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)的學(xué)生獲得了進(jìn)一步提升能力的空間，增強(qiáng)了向高難度實(shí)驗(yàn)進(jìn)步的勇氣。同時(shí)也促使學(xué)生在決定等級(jí)選擇時(shí)，必須對(duì)三個(gè)等級(jí)的要求進(jìn)行了解和比較，逐步養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)的習(xí)慣。開(kāi)展分層次的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰傮w水平有較大提高。

實(shí)驗(yàn)中心對(duì)電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)施分層次教學(xué)的10個(gè)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，學(xué)生的反饋意見(jiàn)匯總?cè)绫?所示。數(shù)據(jù)表明絕大多數(shù)學(xué)生肯定了在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中分層次、分目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)的做法。

表3 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分層教學(xué)反饋意見(jiàn)統(tǒng)計(jì)表

2)提高及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

在分層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的提高及創(chuàng)新實(shí)踐階段中，實(shí)驗(yàn)中心通過(guò)為學(xué)生提供充分的實(shí)驗(yàn)條件、豐富的課程內(nèi)容和多元化的教學(xué)手段，極大提高了學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。近三年來(lái)，我獨(dú)立學(xué)院學(xué)生踴躍參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，并取得了優(yōu)異的成績(jī)，共獲國(guó)家一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省一等獎(jiǎng)13項(xiàng)，二等獎(jiǎng)15項(xiàng)、三等獎(jiǎng)27項(xiàng)。無(wú)論在獲獎(jiǎng)等級(jí)還是獲獎(jiǎng)數(shù)量上，均處在浙江省獨(dú)立學(xué)院前列。中心教師指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)發(fā)的新型智能門(mén)鎖項(xiàng)目已進(jìn)入教育部2014年度“全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基金”全國(guó)總評(píng)審入圍名單(全國(guó)共68項(xiàng)，浙江省入選2項(xiàng))。

以上表明，電工電子分層實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效提高我獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的電工電子實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)了一批有良好應(yīng)用能力和創(chuàng)新精神的學(xué)生。

［1] 李東紅等，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)分層自主教學(xué)改革［J] .北京:中國(guó)電力教育，2012年第6期，108-109

［2] 劉穎.淺議多層次電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)［J] .石家莊:教育教學(xué)論壇，2013.2:96-97

［3] 徐文娟.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分類(lèi)設(shè)置實(shí)踐研究［J] .哈爾濱，黑龍江教育，2011.10:25-26

［4] 李宗平、張戰(zhàn)鋒.基于自主性、開(kāi)放性和創(chuàng)新性的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建［J] .天津:實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013年02期:168-171