電子信息類課程實驗思考
時間:2022-08-08 08:56:13
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實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對促進學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)具有積極作用,“它讓學(xué)生學(xué)會橫向思考、聯(lián)系實際地學(xué)習(xí),對系統(tǒng)各部分內(nèi)容進行綜合,處理好一些不確定性因素、學(xué)會團隊合作。同時,還能促進理論教學(xué),豐富學(xué)生的理論知識”。對于電子信息類專業(yè)來講,強的實踐能力是專業(yè)的特點也是社會對畢業(yè)生的基本要求[1]。2016年6月我國成為國際上最具影響力的工程教育學(xué)位互認協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的成員,按照工程教育認證理念,高等教育必須將以完整知識體系培養(yǎng)為目標轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生能力培養(yǎng)為目標;目前,以滿足社會需求和以解決復(fù)雜工程問題為導(dǎo)向,全面落實學(xué)生為中心、持續(xù)改進于各個教學(xué)環(huán)節(jié)的落實工程教育認證理念的教育教學(xué)改革在全國高校中積極展開;而實踐能力是學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、溝通與合作等能力的基礎(chǔ),因此加強學(xué)生實踐能力培養(yǎng),是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。事實上,知識需要通過學(xué)習(xí)來掌握,技能需要通過訓(xùn)練來培養(yǎng),能力則要在學(xué)習(xí)知識和訓(xùn)練技能中逐步形成。只有加強實踐教學(xué),才能促成學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。因此,高校必須不斷深化實踐教學(xué)改革,構(gòu)建完善的實踐教學(xué)體系,努力提高實踐教學(xué)質(zhì)量。普通高等院校的實踐環(huán)節(jié)主要由校內(nèi)的課程實驗、實訓(xùn)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計,校外包括各類實習(xí)等組成,幾部分互補完成學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)過程。課程實驗是所有實踐環(huán)節(jié)的基礎(chǔ),是延續(xù)時間最長、是涉及知識面最廣、是學(xué)生掌握知識和技能、獲得實踐能力的主要環(huán)節(jié);提高實踐能力,首先要向課程實驗要效果,結(jié)合目前課堂實驗的問題,以下是幾點思考和做法。
1課程實驗的幾點思考
1.1從專業(yè)培養(yǎng)目標出發(fā),明確課程實驗的目標。課程實驗從形式上主要分為驗證性實驗、綜合性和設(shè)計性實驗,課程實驗的主要目的以掌握對應(yīng)課程的內(nèi)容為主導(dǎo),其目的主要有以下幾個:1)加深理論知識理解;通過驗證類實驗的開設(shè),使學(xué)生對抽象的理論、基本的定理、規(guī)律加深理解;2)通過實驗使學(xué)生掌握基本儀器的使用方法、基本測量系統(tǒng)的組建方法;3)通過實驗,建立對學(xué)科的感性認識,學(xué)習(xí)實驗研究的基本方法。很多課程實驗的目標,僅僅著眼于當(dāng)前課程的需求,沒有從專業(yè)的定位、學(xué)科發(fā)展的需求上,做好目標的修訂,因此,使得學(xué)生對實驗要求的重要性的認識上、對基本技能掌握的重視程度上、以及教師對實驗效果的要求上都會大打折扣;故在課程實施過程中,需要從培養(yǎng)目標的需求出發(fā),明確課程具體的知識目標、技能目標和能力目標,要讓讓學(xué)生清楚,實踐環(huán)節(jié)是能力培養(yǎng)的主要方式,是逐步積累和訓(xùn)練的過程。1.2按照認知規(guī)律,做好實驗內(nèi)容的設(shè)計。一般情況下,每個實驗的內(nèi)容都是以課程內(nèi)容為主線來安排;實際上每門課堂提供的是相關(guān)學(xué)科的基本的實驗方法,因此,有必要在實驗內(nèi)容的安排上、儀器儀表操作技能的提高上、以及實驗過程中分析問題能力的訓(xùn)練上要精心策劃和設(shè)計。要改變原有實驗課學(xué)生只是照圖連線、照指導(dǎo)書一步一看的被動實驗過程;要設(shè)計情境,形成“以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)”的實驗教學(xué);如何達到此目的,筆者認為主要有兩方面因素,一是實驗內(nèi)容和方式上的設(shè)計,提高學(xué)生做實驗的興趣;另外是加強考核(此問題后面討論);在內(nèi)容上,要考慮知識的系統(tǒng)性和技能的漸進性,由基本概念到定理,再到綜合應(yīng)用;由基本儀器的使用、簡單物理量的測量到多個儀器綜合應(yīng)用以及間接測量的設(shè)計;具體實施可借鑒姜大源提出的工作過程系統(tǒng)化的思想[2]。實驗科學(xué)有其自身的規(guī)律,有其特有的方法、步驟;從最簡單的開始,詳細介紹實驗方案、步驟、分析方法提出的依據(jù)等,然后逐步提升復(fù)雜實驗度、儀器的種類,但實驗的方案設(shè)計方法、步驟、分析方法等重復(fù)前面的過程,對于講過的知識、使用過的儀器在后續(xù)實驗中僅講異同部分;在形式上,對于專業(yè)基礎(chǔ)課程或?qū)I(yè)核心課程,積極推薦采用基于行動導(dǎo)向的項目式教學(xué)方法,該方法把學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程分解為一個個具體的工程或事件,設(shè)計為一個個項目教學(xué)方案,這樣做不僅傳授給學(xué)生理論知識和操作技能,更重要的是培養(yǎng)他們的職業(yè)能力。1.3加強實驗過程質(zhì)量監(jiān)控,做好評價工作,持續(xù)提高實驗效果。有了實驗內(nèi)容,效果怎么樣,要看實際中的執(zhí)行情況,因此加強實驗過程的質(zhì)量監(jiān)控尤為重要。而實踐教學(xué)質(zhì)量的評價工作不同于課堂教學(xué),有其特點[3],但總體量表指標的設(shè)計仍可從教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)效果幾個維度進行,同時考慮實驗課程本身的特點。在評價主體上,據(jù)我們的調(diào)研,有相當(dāng)部分院校的實驗課程都采用督導(dǎo)隨機抽查方式,而很少考慮學(xué)生的評價、體現(xiàn)學(xué)生為中心,忽略了效果的真正反映者。因此可采用學(xué)生評價和督導(dǎo)隨機檢查評價方式進行。針對評價結(jié)果,重點在于發(fā)現(xiàn)問題,查找工作中的不足,調(diào)動教師工作的積極性,持續(xù)改進實驗教學(xué);以下十點是我們制定的學(xué)生進行實驗課程質(zhì)量評價的指標:①認真負責(zé)、準備充分、嚴格管理、組織有序;②遵守教學(xué)紀律,無遲到早退離崗等,嚴格執(zhí)行實驗學(xué)時安排;③對實驗中的問題重視,對學(xué)生指導(dǎo)有耐心;④實驗分組合理,能充分利用現(xiàn)有資源;⑤教師能強調(diào)重點內(nèi)容,解釋清楚正確的操作規(guī)范;⑥教師能熟練掌握實驗儀器(或軟件工具)操作和使用;⑦實驗任務(wù)的指導(dǎo)清晰而具體;⑧教師能及時發(fā)現(xiàn)實驗中出現(xiàn)問題,并合理解決;⑨實驗報告批改認真,發(fā)還迅速,并且有建設(shè)性的評價;⑩實驗成為幫助理解理論知識和鍛煉動手能力不可或缺的一部分。1.4采用多種實驗考核形式,調(diào)動學(xué)生實驗的積極性。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,需要通過各種教育環(huán)節(jié)和制度,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。對于課程實驗,很多院校都是依附于理論課程,期終成績中實驗課程的成績只占15%-20%左右,考核主要依靠實驗過程和報告,根據(jù)“三分之一”理論,該法對前、中三分之一的學(xué)生有效,但后三分之一的學(xué)生可能存在應(yīng)付和抄報告的問題;因此實際中除了對學(xué)生進行正面引導(dǎo)外,采用多種形式的考核方式應(yīng)該是較好的調(diào)動積極性的有效方法;具體操作方案是,首先將課程實驗從依附于理論課程的狀態(tài)剝離出來,進行單獨考核,從根本上會調(diào)動學(xué)生重視實驗的主動性;另外在考核方式上,可選用報告、過程、答辯、考核等多種形式;比如針對綜合設(shè)計型實驗可以引入答辯的形式、針對基礎(chǔ)性、驗證性實驗可引入考核的方式等。
2實驗課程改革實踐
2.1基于項目式教學(xué)的《通信電子線路》實驗課程開發(fā)簡介。通信電子線路是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是專業(yè)的核心課程之一,從專業(yè)定位和培養(yǎng)目標上看,該課程是學(xué)生系統(tǒng)掌握模擬電子技術(shù)的關(guān)鍵課程、是掌握通信系統(tǒng)構(gòu)成、原理的基礎(chǔ)課程、是培養(yǎng)學(xué)生電子系統(tǒng)的設(shè)計能力、學(xué)生掌握時域、頻域測量儀器與方法的測試能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。我們將該門實驗課程設(shè)為獨立實驗課,并對實驗內(nèi)容開展項目式教學(xué)方法的探討。2.1.1基本思路。采用項目式教學(xué),主要達到以下幾個目的:提升學(xué)生對通信系統(tǒng)整體概念的認識,加深學(xué)生對各章節(jié)內(nèi)容的理解;實現(xiàn)學(xué)生對單元電路參數(shù)的定性認識到定量認識的轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生的電子線路理解能力;通過不同任務(wù)的實施,加深學(xué)生對單元電路的理解和訓(xùn)練學(xué)生對通用電子測量儀器的使用技能;通過項目的構(gòu)建,提高學(xué)生綜合應(yīng)用各方面知識分析問題解決問題的能力。2.1.2實驗課程的項目與任務(wù)設(shè)計。根據(jù)實驗教學(xué)內(nèi)容,整個實驗課程設(shè)計為四個項目。項目1—1W短波調(diào)幅發(fā)射機的設(shè)計與測試;項目2—短波AM接收機的設(shè)計與測試;項目3—調(diào)頻收音機性能測試;項目4—頻率合成器;針對項目1,我們完成了以下5個任務(wù)的開發(fā),任務(wù)1—發(fā)射機機系統(tǒng)的組成及參數(shù)分配設(shè)計;任務(wù)2—放大器的原理與測試;任務(wù)3—C類功放的原理與測試;任務(wù)4——AM、DSB調(diào)制電路的設(shè)計與調(diào)試;任務(wù)5—發(fā)射機輸出特性測試。實驗以項目為單元組織,實驗首先完成各任務(wù),最后完成項目要求的指標;在每個任務(wù)的設(shè)計時,遵循基本電子系統(tǒng)測試規(guī)程,實驗內(nèi)容由簡單到復(fù)雜,由基本單元到系統(tǒng);儀器操作上,基本操作不斷重復(fù),新的儀器隨著系統(tǒng)的引入不斷增加。2.2關(guān)于課程實驗考核與評價。我們在陜西科技大學(xué)信工131、信工132班對《通信電子線路》課程實驗教學(xué)過程和考核方式進行了探討。2.2.1實施方案。對參加試點的班級,不強行要求做實驗預(yù)習(xí)報告、實驗報告,但必須提交規(guī)范的實驗數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)與分析結(jié)果,學(xué)期末進行考試確定該課程實驗課程成績??荚噧?nèi)容通過對本學(xué)期所要求實驗內(nèi)容進行分解成小題目,規(guī)定學(xué)生在30分鐘內(nèi)對隨機所抽題目完成實驗與報告,考核主要在常規(guī)儀器的使用、課程內(nèi)容的掌握、解決問題的能力等方面。選信工131班同學(xué)進行試點,信工132班同學(xué)仍然采用傳統(tǒng)的要求和考核方式。為了比較效果,在對131班進行考核的同時,在信工132班選取班級學(xué)習(xí)成績在中上的10名同學(xué)同時進行考核。2.2.2效果分析。1)成績比較比較兩個班級處于類似位次同學(xué)的考試可以看出,信工131班10名同學(xué)的平均成績,比132班高約5分左右;其中差距比較大的得分點在于儀器的使用和實驗操作的規(guī)范程度。對于實驗報告的規(guī)范性差距不大。2)學(xué)生對教師實驗課堂的評價信工131班的學(xué)生對實驗老師在實驗的準備、儀器的使用、測量的技能、問題的解答等方面對教師的評價要高于132班的同學(xué);同時對于教學(xué)效果,信工131班很多同學(xué)表示,過去在示波器使用中沒有搞清楚的問題終于解決了,表示對該門課程基本內(nèi)容有了較為深刻的理解;在動手能力提高方面覺得這門實驗課程非常必要。3)督導(dǎo)對實驗教師的評價為了比較改革效果,實驗期間,要求教學(xué)督導(dǎo)對兩個班級的實驗過程進行隨機檢查。從督導(dǎo)的檢查結(jié)果可以看出,131班同學(xué)的實驗紀律明顯好于132班、實驗效率和效果好于132班。
3結(jié)束語
課程實驗是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的主要環(huán)節(jié),特別是高等教育的大眾化后,生源質(zhì)量的變化,該環(huán)節(jié)的改革對培養(yǎng)質(zhì)量的提高至關(guān)重要。只有不斷的根據(jù)社會需求的變化,調(diào)整培養(yǎng)目標,明確各門課程實驗的知識、技能和能力要求、在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上進行改革,適應(yīng)學(xué)生具體情況、通過加強實驗過程管理,改革考核方式,才能為社會培養(yǎng)出有用人才。
參考文獻
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[2]姜大源.論高等職業(yè)教育課程的系統(tǒng)化設(shè)計:關(guān)于工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)的解讀[J].中國高教研究,2009,(4)
作者:馬令坤 李慧貞 楊 帆 張震強 單位:陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院