電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

劉明亮

摘 要：根據(jù)黑龍江大學(xué)電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)際情況，對(duì)電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了研究。轉(zhuǎn)變教育理念，采用虛擬—實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式，構(gòu)建多重實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系，積極建立校內(nèi)外實(shí)踐基地，加大指導(dǎo)教師工程培訓(xùn)，構(gòu)建科學(xué)量化的師生互評(píng)，激發(fā)學(xué)生的工程潛力，提高科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)能力。

關(guān)鍵詞：電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心;工程認(rèn)證;教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? 文章編號(hào)：1002-2589（2019）04-0140-02

美英等國(guó)家實(shí)行工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證制度，主要目的是保證工程教育質(zhì)量，使高等學(xué)校培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生工程教育水平與相關(guān)職業(yè)資格互相認(rèn)可。2006年，我國(guó)啟動(dòng)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作，并成立了認(rèn)證機(jī)構(gòu)——中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)。2013年6月，我國(guó)工程認(rèn)證工作取得長(zhǎng)足進(jìn)展，被接納為《華盛頓協(xié)議》成員，說(shuō)明中國(guó)工程教育已經(jīng)走出國(guó)門(mén);2015年3月，《工程教育認(rèn)證工作指南（2015版）》認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，新版指南特別強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐類(lèi)教學(xué)，要求學(xué)生具備分析、解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

工程教育認(rèn)證對(duì)高校的專(zhuān)業(yè)建設(shè)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)很多高校積極開(kāi)展，黑龍江大學(xué)正是這些高校之一。電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心肩負(fù)著培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞碾娮与姎忸?lèi)專(zhuān)業(yè)復(fù)合型人才的任務(wù)。在工程認(rèn)證以及教育改革背景下，高等教育階段電工電子基礎(chǔ)課程和實(shí)驗(yàn)存在著許多問(wèn)題，已經(jīng)制約了電子電氣類(lèi)、自動(dòng)化類(lèi)工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量。電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心的工程教育改革已時(shí)不我待，及時(shí)及早進(jìn)行有其重大意義，具體的研究意義有以下幾個(gè)方面。

一、電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性

（一）深刻理解工程認(rèn)證的核心理念

我國(guó)開(kāi)展工程認(rèn)證相對(duì)較晚，“工程認(rèn)證”的相關(guān)概念對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)比較陌生。這就需要對(duì)工程認(rèn)證進(jìn)行科普，了解解讀國(guó)內(nèi)外工程認(rèn)證的歷程發(fā)展、認(rèn)證理念、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證機(jī)構(gòu)等，讓社會(huì)、用人單位、高校、學(xué)生準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)工程認(rèn)證體系，理解工程認(rèn)證的核心理念，最終將轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊墓こ探逃^念。

（二）推動(dòng)高等學(xué)校電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心課程體系的教學(xué)改革

高等學(xué)校電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心課程體系的教學(xué)改革應(yīng)該穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)行，在工程認(rèn)證背景下構(gòu)建一套適合黑龍江大學(xué)電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案，能夠推進(jìn)本校電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心的教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、思維創(chuàng)新能力;提高電子電氣類(lèi)、自動(dòng)化類(lèi)學(xué)生高等教育質(zhì)量;為社會(huì)、用人單位培養(yǎng)合格的人才服務(wù)。

（三）提高學(xué)生的實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐、創(chuàng)新、就業(yè)能力

改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)技巧、培養(yǎng)模式，實(shí)驗(yàn)方案和流程，使學(xué)生掌握扎實(shí)的工程基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具有初步的科學(xué)研究和科技開(kāi)發(fā)能力;具有研究新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備的初步能力;具有一定該專(zhuān)業(yè)的行業(yè)和職業(yè)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的法規(guī)、法律常識(shí);具有一定該行業(yè)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的基礎(chǔ)知識(shí);具有一定的表達(dá)能力和人際交往能力;具有一定的組織管理能力，及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力。

二、電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的內(nèi)容

（一）以學(xué)生為教育教學(xué)的中心，教學(xué)方法個(gè)性化多樣化

電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)核心為一切為了學(xué)生，凸顯“以學(xué)生為主體”的工程教育理念。在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)環(huán)節(jié)中，課堂反轉(zhuǎn)，學(xué)生的地位為主體。在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中學(xué)生提出具體問(wèn)題和要求，引發(fā)學(xué)生思考，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)性和自主性，啟迪同學(xué)根據(jù)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的目的合作或獨(dú)自完成提高級(jí)別的綜合實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，踐行“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教學(xué)過(guò)程引入具體工程問(wèn)題作為教學(xué)情境，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)充分飽滿(mǎn)。

（二）明確具體的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，構(gòu)建完善實(shí)驗(yàn)課程體系

綜合考察通過(guò)工程認(rèn)證的相關(guān)高校，學(xué)習(xí)和理解工程認(rèn)證的畢業(yè)生要求，尋找差距，建立完善的電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程體系。

（三）升級(jí)實(shí)驗(yàn)室條件，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)建立穩(wěn)定的校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)實(shí)踐基地

提升實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)硬件條件，建立虛擬網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)預(yù)約平臺(tái)，虛擬網(wǎng)絡(luò)輔助平臺(tái)為學(xué)生搭建縱橫兩條知識(shí)點(diǎn)主線延伸平臺(tái)。橫向延伸平臺(tái)幫助學(xué)生從多個(gè)角度理解掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)涵及其應(yīng)用方法;縱向延伸平臺(tái)幫助有余力、有興趣學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步探索。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可有效利用實(shí)驗(yàn)室硬件資源。校內(nèi)外的時(shí)間基地可以使學(xué)生學(xué)以致用，理論聯(lián)系實(shí)踐。

（四）持續(xù)改進(jìn)工程教育質(zhì)量

工程認(rèn)證是一個(gè)長(zhǎng)期投入和堅(jiān)持的工作。它的有效期分為3年、6年兩種，通過(guò)3年有效期限的高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)需要每年向國(guó)家工程教育委員會(huì)匯報(bào)專(zhuān)業(yè)自身的改進(jìn);通過(guò)6年有效期限的高校專(zhuān)業(yè)每?jī)赡晷枰驀?guó)家工程教育委員會(huì)遞交專(zhuān)業(yè)自身改進(jìn)報(bào)告;有效期到達(dá)后，高校專(zhuān)業(yè)需要遞交延長(zhǎng)有效期的申請(qǐng)給國(guó)家工程教育認(rèn)證中心，這樣可以保證持續(xù)改進(jìn)和提高工程教育質(zhì)量，相應(yīng)的要求電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心的教務(wù)、教學(xué)、實(shí)驗(yàn)持續(xù)改進(jìn)。

三、電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的措施

（一）灌輸“以學(xué)生為中心”教育理念

傳統(tǒng)的填鴨型教學(xué)模式必須改變，教師將知識(shí)與技能單向灌輸出給學(xué)生這種被動(dòng)的教學(xué)模式需要摒棄，工程認(rèn)證的理念是“以學(xué)生為中心”，新的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我，老師應(yīng)該教授學(xué)生如何學(xué)習(xí)，怎樣學(xué)習(xí)，及適應(yīng)社會(huì)環(huán)境的能力。具體做法為圖1所示：

第一，教學(xué)過(guò)程中寬口徑，注重基礎(chǔ)，老師教學(xué)以社會(huì)需求為前提，尊重學(xué)生的個(gè)體需要，啟迪啟發(fā)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生自身個(gè)性和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容精心挑選，合理設(shè)置，滿(mǎn)足三個(gè)條件：鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)踐能力;和社會(huì)行業(yè)接軌，提升個(gè)體生存、適應(yīng)環(huán)境、競(jìng)爭(zhēng)能力;教學(xué)思政，培養(yǎng)學(xué)生上進(jìn)精神，形成良好價(jià)值觀。

第三，教師既要做好知識(shí)的傳授者又要做好學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。老師在教授知識(shí)的同時(shí)，要積極引導(dǎo)學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)能力和交流能力，讓學(xué)生能夠自我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，和別人積極溝通、創(chuàng)新創(chuàng)造等多種能力。

第四，教學(xué)效果的評(píng)估評(píng)價(jià)注重差異化、多樣性，不同專(zhuān)業(yè)制定不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)自身學(xué)習(xí)情況。

（二）虛擬—實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)模式，提供資源豐富的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)

工程認(rèn)證需要長(zhǎng)期投入。硬件需不斷升級(jí)，在資金有限的情況下，并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+，可采用虛擬—實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)模式，引進(jìn)資源豐富的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。如圖2所示。

平臺(tái)分為虛擬部分和實(shí)踐部分，虛擬部分學(xué)生在課前仿真完成，實(shí)踐部分在課堂搭建。黑龍江大學(xué)電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心硬件實(shí)踐平臺(tái)包括電工學(xué)—電路分析分平臺(tái)、模擬電路分平臺(tái)、數(shù)字電路分平臺(tái)、單片機(jī)與微處理器分平臺(tái)、EDA—DSP分平臺(tái)、高頻電子線路分平臺(tái)等，這些分平臺(tái)用于學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)，電路搭建。軟件操作平臺(tái)包括軟件安裝方法指南和例子介紹、軟件安裝、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仿真模擬，調(diào)試等。

（三）培養(yǎng)學(xué)生全方位能力，構(gòu)建多重實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系

電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為兩個(gè)部分，課前虛擬、課上實(shí)踐。學(xué)生課前空閑時(shí)間充足，布置相應(yīng)任務(wù)，采用項(xiàng)目—綜合式層次化教學(xué)，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、創(chuàng)造思維、解決問(wèn)題、創(chuàng)新創(chuàng)造、基本的工程設(shè)計(jì)能力;課上實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能、動(dòng)手操作、問(wèn)題聯(lián)想發(fā)散等能力。

1.課前虛擬

課前在軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)學(xué)生上自主完成，除了完成基本教學(xué)任務(wù)外，學(xué)生還可以實(shí)現(xiàn)自己諸多想法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造力。有提高要求和學(xué)有余力的學(xué)生，可進(jìn)一步拓展學(xué)習(xí)。

2.課上實(shí)踐

培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作，分為三部分：基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用和操作、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、基本實(shí)驗(yàn)電路調(diào)試。

（四）積極建立校內(nèi)外實(shí)踐基地

積極聯(lián)系校外企業(yè)，做好科技與人才交流、合作，操作形式為：主動(dòng)出去解決企業(yè)技術(shù)難題，為企業(yè)提供技術(shù)支持;主動(dòng)邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任相關(guān)實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)師，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力;建設(shè)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)、工程基地，為校內(nèi)實(shí)踐的開(kāi)展以及校內(nèi)實(shí)習(xí)提供保障。

（五）加大實(shí)驗(yàn)教師工程培訓(xùn)

堅(jiān)持引進(jìn)與培養(yǎng)，建設(shè)一批具有健全的工程實(shí)踐教學(xué)理念，具有較高教學(xué)水平，具有較強(qiáng)實(shí)踐能力的復(fù)合型教師隊(duì)伍。專(zhuān)任教師去企業(yè)實(shí)踐，了解工程場(chǎng)景和企業(yè)需要，提高自身工程實(shí)踐能力，拓寬知識(shí)面，才可以更好地為學(xué)生服務(wù)。

（六）面向教師和學(xué)生，構(gòu)建科學(xué)量化的師生互評(píng)

教學(xué)評(píng)價(jià)既評(píng)價(jià)老師也評(píng)價(jià)學(xué)生，雙向考核?？己藢W(xué)生的預(yù)習(xí)、操作、實(shí)驗(yàn)完成、實(shí)驗(yàn)分析和總結(jié)情況四個(gè)方面;考核教師教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)方法等，由學(xué)生考核。師生相互反饋，相互評(píng)價(jià)，相互改進(jìn)。

工程認(rèn)證時(shí)代，高校培養(yǎng)的人才需要適應(yīng)社會(huì)的需求，要求高校由“教”向“學(xué)”轉(zhuǎn)變。電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)作為電子電氣類(lèi)、自動(dòng)化類(lèi)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，要做出相應(yīng)改變。以人為本，完善實(shí)驗(yàn)課堂設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)變教學(xué)思維，注重能力的培養(yǎng)，提高課程效果達(dá)成度，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)。但工程認(rèn)證本身就是長(zhǎng)期的，堅(jiān)持的工作，需要高校、專(zhuān)業(yè)、教師包括學(xué)生不斷地實(shí)踐和探索。