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应用能力培养下的电子技术实验教学改革

2019/12/23 阅读:

摘要:为加强应用能力突出人才的培养,改变传统的实验教学思路,建立以应用能力培养为目标的新的电子技术实验教学模式,通过对实验教学培养模式建设,多层次、模块化的实验教学内容改革,更新实验教学形式、建立以学生为中心的实验教学模式、实验教学考核评价体系等方面进行详细阐述,构建了新的实验教学模式,能够有效提高学生的动手能力,培养学生的创新能力,为应用型本科高校提高电子技术实验教学的效果提供了理论支持。

关键词:应用型;电子技术;实验教学

“电子技术”是理论实践结合紧密的一门理工科专业的专业基础课程[1],其实践性很强,实践性教学环节是培育学生动手能力、工程能力、创新意识的主要抓手,是高校实践教学的重要组成部分。随着创新创业教育的快速开展,电子技术实践教学需要着眼未来,培养应用能力突出的工程技术人才[2]。本文借助于信息与电气工程学院(下面简称“我院”)省级现代信息技术实验教学示范中心的建设,通过对电子技术实验教学体系的研究,构建一套理论与实践紧密结合、实验项目设置科学、注重前瞻性和开放性的电子技术实验教学新模式[3]。

1构建应用能力突出人才培养的实验教学模式

按照我院现代信息技术实验示范中心的总体架构,电子技术实验处于基础层级的公共实验平台,面向全院大一、大二的学生。承担模电、数电、电子技术等课程实验教学和电子技术课程设计任务。依据实验教学示范中心人才培养目标的定位,构建以应用能力、工程意识和创新能力培养为目的的新型实验教学模式,提高学生的综合素质和工程应用能力,为后续专业课程学习奠定必要的基础。新的实验教学模式主要按照以下思路来构建[4]。(1)将电子技术实验分为基础型、综合设计型和制作加工型三个层次的实验类别,对应基础模块、设计模块和制作模块三部分;为提高学生工程应用能力,减少验证型实验学时,增加综合型、设计型和制作加工型实验学时。(2)改变原来的单一的教学模式,开创以学生为中心的实验实训教学方式,来提高学生做实验的积极主动性。(3)改变传统的“注重结果、轻视过程”的考核评价形式,引进“分阶段、多元化”的注重过程量化的新的考核评价方式。

2构建多层次、模块化的实验教学环节

传统的实验教学开设大量验证型、演示型实验,不能有效培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,也不能突出实验教学中学生的中心地位。为了突出应用型人才动手能力培养的特点,对现有实验项目进行改革,减少验证型实验,增加综合设计型实验项目和制作加工型实验项目[5]。截止到2017年12月,我校电工电子类课程开设综合设计型实验和制作加工型实验比例已达到70%以上,同时为加强实验效果,按照分层次、模块化的思路,改革了现有的实验教学环节[6]。

2.1基础型实验

基础型实验主要包括验证型实验和演示型实验,通过基础型实验使学生了解常用仪器仪表的基本操作方法,掌握实验操作的基本技能,培养学生严肃认真的实验习惯和对实验的敬业精神,为专业实验提供基本技能保障。这部分实验在实验教学开始阶段集中进行,占到实验学时的20%,主要为后续实验开展提供条件[7]。

2.2综合设计型实验

综合设计型实验主要包括结合专业特点、侧重实际设计与操作的一些实验。一般由实验教师依据自己的科研项目或者现实生活中的应用提出实验课题,学生设计实验方案、选择实验设备、采集实验数据并处理,得到最终结果。因为电子技术实验是专业基础实验,大部分为大一或大二的学生,学生知识层次较低,学生在进入实验室做实验之前,需要先提交预习报告,由实验教师审核通过后,才能开始实验。在做实验的过程中遇到问题,学生随时可向指导教师咨询,真正做到以学生为主,教师为辅,培养学生初步的电路设计、电路搭建的能力[8]。这部分实验主要在实验教学中后期进行,学生除了进实验室作为课内时间外,还要充分利用课外时间进行文献的查阅、实验方案的设计、预习报告的撰写等,如此既延伸了实验教学的时间,也增加了学生提高实验应用能力的空间。

2.3制作加工型实验

制作加工型实验主要由电子技术课程设计来体现。在学期的最后两周,集中时间,通过应用性强的课设题目,使学生将模电、数电等电子技术课程所学知识综合应用,来设计制作完成一个实际电子产品。课设过程主要包括电路设计、模拟仿真、制作电路板、焊接、调试等电子产品设计制作等过程。课设题目一般为新颖、贴合实际应用、比较前沿的课题,通常由教师提供课设任务书,学生两人一组选题,也可学生自主设题。第一周学生根据课程设计题目任务书查阅文献资料设计电路图,通过Protel或AltiumDesigner等软件将电路原理图和Pcb板图画出来,并通过仿真软件仿真通过。第二周学生将设计的电路利用转印机转印到敷铜板上,通过腐蚀、打眼、刷松香水等步骤制作电路板,然后焊接、调试,最终生成电子产品[9]。整个过程完全按照小型电子产品的工程制作流程开展,极大地提高了学生对电子技术的综合应用能力。

3构建以学生为中心的实验教学模式

电子技术实验教学内容抽象,传统教学模式很难达到对学生综合应用能力的培养[10],经过革新传统的实验教学方法和实验教学形式,能够提高学生的创新认识和科学思维等综合能力。

3.1实验教学方法

当前学生普遍存在主动性差、依赖性强的共性,为增强学生的求知欲望和学习积极性,须要改变以前“保姆式”的实验教学方法,多采用讨论式、项目式、开放式等教学措施。讨论式教学方法是在实验开始由指导教师讲解实验目的、实验原理,布置实验任务,学生分组讨论实验方案,在实验过程中各组相互比较方案的优点和不足,并对实验结果进行比较,得出最优的实验方案,由此提高学生参与实验的主动性;项目式教学方法是由指导教师给出设计型的实验题目,学生以小组为单位,自主进行文献资料的查阅、实验方案的设计以及最终实验报告的撰写,整个过程充分体现学生的主观能动性,训练学生分析、解决问题以及团队合作的能力[11];开放式教学方法是教师学生双向选择,实验室全方位开放,学生可以将自己感兴趣的实验问题带到实验室,在指导教师指导下,进行仿真、验证,锻炼学生的实践能力和创新素质。新的实验教学方法能够激发学生的实验主动性,提高学生的实验兴趣,并能有效支撑各级各类创新大赛,得到良好的教学效果。

3.2实验教学形式

现如今计算机教育技术飞速发展,可以应用多媒体教学、微课、翻转课堂等现代教育技术手段,让学生全方位的理解实验;也可以利用虚拟仿真实验的教学模式,增加实验项目和实验的趣味性,提高学生的实验积极性[12]。

4构建全方位的实验教学考核评价体系

实验考核是检查学生的理论水平和实验技能的一种方法,也是调动学生对实验积极性的一种驱动力。大众化的实验教学考核评价方式是“注重结果、轻视过程”,只要学生得出的实验结果准确、合理即可,而不管学生如何得到[13]。这种评价方式对认真进行实验的学生很不公平,损害了这部分学生的积极主动性。为了调动学生的实验热情,采用“分阶段、多元化”的注重过程的新的方式,对实验教学进行更加科学的考核。新的考核评价方式将考核指标标准化,实验指导教师需要掌握学生做实验的所有环节,做出公平、公正、合理的评价,主要从以下几个方面进行考核。

4.1实验预习

进实验室进行实验之前,学生需要对实验的内容进行预习,按照实验要求自行设计实验步骤,选择合适的实验方法,提交预习报告,由指导教师审定实验步骤是否合理,实验方法是否科学。此部分占总成绩的20%[14]。

4.2实验过程

主要指学生做实验过程中仪器仪表的连接和仪器仪表的使用。指导教师主要检查学生对仪器仪表的使用熟悉程度,能否按照规定方法正确连接设备,能否通过仪器准确读出数据等。此部分占总成绩的40%。

4.3实验结论

学生通过仪器设备采集实验数据,进行分析处理后,对照理论值,查找产生误差或者错误的原因,并作出合理解释,以此训练学生发现问题、解决问题的能力。此部分占总成绩的20%。

4.4实验报告

依据实验结论,学生要提交实验报告,指导教师依据实验报告各部分是否齐全,数据是否合理,给出对应的成绩。此部分占总成绩的20%。采用新的考核评价体系使实验课程在学生心中的地位加重,能够使学生更加重视实验,有利于应用型人才的培养[15],同时通过引进实验教学智能管理系统,对学生实验前期、中期、后期进行全过程培养与质量把控。

5结语

应用能力突出的人才培养是地方高等学校尤其是专科升格为本科的高校改革的必然趋势,也是用工单位对毕业生的期望。电子技术课程的新知识更新速度明显快于传统学科发展,通过构建突出应用技能培养的新的实验教学模式,能够提高学生的动手能力,培养学生的创新能力,为电子技术实验教学的改革提供实践验证。

参考文献(References):

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[15]刘沛津,寇雪芹,任继红,等.基于工程应用人才培养的电工电子实验课程教学探究[J].中国电力教育,2013(26):87-89.

作者:闫永亮 韩海燕 王淑欣 阎俊 单位:河北工程大学

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