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電工電子是一門實踐性很強的學(xué)科,然而各院??偸怯捎谶@樣那樣的原因忽視這門學(xué)科的實踐教學(xué),這就導(dǎo)致學(xué)生的實踐能力不夠強。此外,實際教學(xué)中教師將課程的重點放到理論知識上,強化學(xué)生電工電子的基本理念、技術(shù)經(jīng)驗等理論知識,學(xué)生的學(xué)習(xí)基本處于模仿教師的技巧。課堂上,任課教師專門進行過細(xì)知識講解、故障排除示范,忽略了學(xué)生自主操作以及解決實際問題能力的培養(yǎng)。
二、電工電子教學(xué)進行改革的主要措施
(一)明確電工電子教學(xué)目的,選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容對于教學(xué)內(nèi)容的選擇問題,應(yīng)首先明確電工電子的教學(xué)目的,進而再不斷結(jié)合實際的理論知識以及生產(chǎn)生活經(jīng)驗,不斷加強培養(yǎng)學(xué)生自身分析問題、處理問題的實踐動手能力,從而輸送給社會以及國家都滿意的電工電子方面的高等技術(shù)型人才。這也就決定了電工電子學(xué)科的主要工作應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生動手能力為著力點。在實際教學(xué)過程中,要分清輕重關(guān)系,有所側(cè)重,切不可樣樣通、樣樣松。
(二)電工電子教學(xué)應(yīng)采用多種教學(xué)方式,進而提升教學(xué)效率當(dāng)前,社會上已經(jīng)有越來越多的院校在加緊進行教育改革。例如,在實際教學(xué)中,普及多媒體技術(shù),在資源得到合理利用前提下,將所學(xué)教材中的知識,按照一定的原則進行重組和歸類,這樣可以使教學(xué)內(nèi)容變得更生動、更具體,同時有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外,基于電工電子學(xué)科具有一定的獨特性,因此可以有針對性的對不同學(xué)生采取不同的教學(xué)方式,實現(xiàn)因材施教,這樣就有效地保證了學(xué)習(xí)效率。
三、結(jié)語
1、考試內(nèi)容拘泥于教材,重知識,輕能力。課程考試的內(nèi)容大多根據(jù)指定的教材或所講授的內(nèi)容出題,考試內(nèi)容多是以知識考核為主,缺乏考核學(xué)生綜合運用知識的能力和創(chuàng)新能力。一些老師為了使更多的學(xué)生過關(guān),在考試前劃范圍、給重點,從而導(dǎo)致了大學(xué)生養(yǎng)成“上課記筆記,課后看筆記,考試背筆記,考后扔筆記”的機械學(xué)習(xí)方法。
2、考試過程中輕過程,重結(jié)果。以分?jǐn)?shù)高低作為判斷的唯一標(biāo)準(zhǔn),造成有些學(xué)生一味追求考試分?jǐn)?shù),而忽視全面素質(zhì)的提高,造成高分低能,甚至有些學(xué)生學(xué)習(xí)的目的只是為了應(yīng)付期末考試,平時不注意認(rèn)真聽講,到考試前幾周開始突擊復(fù)習(xí),學(xué)習(xí)前松后緊,這樣也許可以通過考試,但并不能真實反映學(xué)生對知識的掌握情況。
3、考試方式缺乏多元化、全面性,形式比較單一。以閉卷考試為主,題型多為填空、選擇、判斷、計算等,難以體現(xiàn)課程的特點,只能簡單的考核學(xué)生的記憶知識和簡單推理的基本技能,無法考核學(xué)生運用知識的能力和創(chuàng)新能力??陀^題較多,抑制了學(xué)生的創(chuàng)造性和個性,不利于培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)。
4、考試時間安排的不合理。考試大多安排在期末,致使學(xué)生平時懶于學(xué)習(xí),考試前突擊學(xué)習(xí),養(yǎng)成投機心理;只考核學(xué)生成績,不能及時反饋、促進教學(xué);考試后信息反饋不足,難以準(zhǔn)確評價教學(xué)效果。
二、改革考試方式,促進教學(xué)改革,全面提高學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)
1、革新考試內(nèi)容,增加設(shè)計性、創(chuàng)新性內(nèi)容?!峨姽づc電子技術(shù)》是一門應(yīng)用性極強的課程,考試時,題型應(yīng)該盡量減少客觀題比例,避免過于側(cè)重知識的機械記憶,考試內(nèi)容應(yīng)轉(zhuǎn)移到對分析和綜合應(yīng)用的考核上。
2、加強過程管理,強調(diào)學(xué)習(xí)過程中的考核和監(jiān)測。不再“一考定終身”,而是把考試當(dāng)作一個貫穿教學(xué)的過程來對待。要求在教學(xué)進程中進行連續(xù)的、不定期的考核,考核的形式可以是多樣的。如增加平時成績在總成績中的比重,以加強對學(xué)生平時學(xué)習(xí)的考核和督促。平時的考核可以采用作業(yè)、課堂提問、討論、報告、階段性測驗等多種方式。通過多種形式,綜合考量學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在這個過程中,可以提高學(xué)生的參與性,加強學(xué)生和教師的交流,提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率,真正的掌握所學(xué)知識,而不是僅為了應(yīng)付考試,同時,教師也可以了解到學(xué)生對知識點的掌握情況,動態(tài)的調(diào)節(jié)后續(xù)教學(xué)內(nèi)容??己藭r要注意兩種不良傾向:只注重平時成績的積累;平時不學(xué)習(xí),期末突擊復(fù)習(xí)。
3、增加小設(shè)計、小制作、小論文等實踐性環(huán)節(jié),作為考核成績的一部分,鼓勵學(xué)生實踐、創(chuàng)新?!峨姽づc電子技術(shù)》是一門實踐性很強的課程,可以結(jié)合課程內(nèi)容,從現(xiàn)實生活中挖掘課題,如從簡單電路的聲控?zé)?、門鈴、防盜報警、雙聯(lián)燈到空氣斷路器、電氣布線等,鼓勵學(xué)生由淺到深,開展以求知為目的的開放型自主學(xué)習(xí)活動,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新和實踐能力,并把該環(huán)節(jié)的內(nèi)容作為考核成績的一部分。
三、結(jié)束語
高職院校的學(xué)生多數(shù)是由于分?jǐn)?shù)不理解而走入高職院校的,所以存在著底子薄問題,缺乏自覺學(xué)習(xí)的能力,再加之院校的不理解使其在學(xué)習(xí)上更缺乏信心,在課堂上無法集中精力進行聽講,理解能力和動手能力都較差。同時電工電子技術(shù)又是一個理論性較強的課程,不僅名詞概念多,而且原理上較為抽象,與學(xué)生在高中時所學(xué)過的知識沒有多大的聯(lián)系,所以在接受上存在著一定的難度。這就需要教師針對教材的內(nèi)容特點及學(xué)生的個性特點來進行教學(xué),從而使學(xué)生夯實基礎(chǔ),更好的對電工電子技術(shù)知識進行領(lǐng)會。
1.1針對學(xué)生物理基礎(chǔ)差、電學(xué)知識概念模糊的現(xiàn)狀,在開展電工電子技術(shù)課程課堂教學(xué)前,需要認(rèn)真找出本堂課所需要的電學(xué)基礎(chǔ),找出哪些概念、基本原理和基本方法是必需的
例如,在學(xué)習(xí)晶體二極管和整流電路這一節(jié)時,首先要理解晶體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體等等這些概念,深刻理解半導(dǎo)體的三大特性;其次,鑒于半導(dǎo)體在整個學(xué)科中的重要性,回顧物質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖的畫法,尤其要了解硅元素的結(jié)構(gòu)示意圖。在學(xué)生了解了硅元素的物質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖,了解了半導(dǎo)體以及半導(dǎo)體的三大特性等這些準(zhǔn)備知識的基礎(chǔ)上,給學(xué)生講授二極管及整流電路,就比較輕松。
1.2電工電子技術(shù)教學(xué)中,每一節(jié)知識都是為后面知識的基礎(chǔ),這就需要在每一節(jié)新課程內(nèi)容開始前,需要花一定的時間去對原來學(xué)過的知識進行鞏固
在對原來知識充分理解的基礎(chǔ)上,才能開展新的教學(xué),這對于教學(xué)效果的提升將會起到極其重要的作用。不打好基礎(chǔ),就像建筑地基不牢一樣,根基不穩(wěn),則上面建設(shè)得再美好也是在浪費時間而已。電工電子技術(shù)教學(xué)也一樣,學(xué)生沒有打好基礎(chǔ),則會在以后的知識學(xué)習(xí)中無法進行理解,從而對課堂產(chǎn)生厭倦,對學(xué)生失去興趣。所以在教學(xué)中,教師可以通過多種形式來對學(xué)生的基礎(chǔ)進行鞏固,如講解、提問、制作知識卡片等,以便于更好的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
2通過改革教學(xué)方法使學(xué)生更好的掌握電工電子技術(shù)知識
2.1創(chuàng)造一個良好的課堂氛圍
高職學(xué)校的學(xué)生入學(xué)門檻很低,學(xué)生素質(zhì)也存在著較大的差異,部分學(xué)生存在著一些不好的習(xí)慣,課堂上睡覺、挑釁及答非所問的現(xiàn)象都普遍存在,學(xué)生具有較強的叛逆性和任性,由于知識缺乏所以在學(xué)習(xí)中極度的不自信,但其個性中又存在著自傲,針對于這部分學(xué)生,如果教師一味的進行批評指責(zé)則不會達到好的效果,可能會導(dǎo)致這部分學(xué)生對這門課程的厭惡程度增加。所以教師需要以寬容的態(tài)度來輕松對等學(xué)生的一些缺點和毛病,在對學(xué)生自身的不足之處進行糾正時要利用恰如其分的提醒,給學(xué)生發(fā)展意見的機會,允許其有背離常規(guī)的思維,增加師生之間的交流,讓學(xué)生充分的感受到課堂氣氛的輕松和愉快,從而才能更好的發(fā)揮其主觀能動性,在課堂中暢所欲言,激發(fā)其學(xué)習(xí)的興趣。
2.2加強實驗教學(xué)
長期以來在我國傳統(tǒng)的教學(xué)方法上,通常都更注重理論教學(xué),所以在學(xué)生剛接觸這個專業(yè)時就會首先進行理論知識的學(xué)習(xí),電子技術(shù)專業(yè)理論知識具有抽象性,在學(xué)生毫無感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上進行理論教學(xué)無法取得良好的教學(xué)效果,所以需要先讓學(xué)生通過實驗進行驗證,然后再進行理論學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)一定理論知識的基礎(chǔ)上,再進行實踐,這樣在教學(xué)中理論和實踐相結(jié)合,可以使學(xué)習(xí)更好的掌握對知識點進行掌握,而且具有較強的動手能力。例如在講單管放大電路時,老師先讓學(xué)生在實驗室自己動手連接一個共發(fā)射極單管放大電路,然后用萬用表分別測出不同輸入情況下的輸出電壓,并記錄下來,同時用示波器觀察輸入、輸出波形,最后以小組為單位,討論輸出、輸入電壓的比值以及波形的情況,這樣讓學(xué)生有了感性認(rèn)識后,老師再結(jié)合理論分析學(xué)生在實驗中觀察到的現(xiàn)象,學(xué)生便很容易理解放大原理,并掌握知識點。
3結(jié)束語
[論文摘要]為在高等院校培養(yǎng)面向21世紀(jì)的電子信息工程專業(yè)人才,對教學(xué)進行改革勢在必行。根據(jù)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對電子信息工程專業(yè)技術(shù)人才的要求,結(jié)合目前高校電子信息工程專業(yè)教育的現(xiàn)狀,提出了高等院校電子信息工程專業(yè)的教學(xué)的改革設(shè)想與建議。
近幾年來,電子信息工程專業(yè)是社會需求旺盛的熱門專業(yè),其招生規(guī)模迅速擴大,在這種生源充足、社會需求旺盛的一派大好形勢下,我們清醒地認(rèn)識到,電子信息技術(shù)發(fā)展日新月異,如果不能及時改革課程結(jié)構(gòu),更新教學(xué)內(nèi)容,改善實驗手段,教學(xué)質(zhì)量就無法保障。近幾年的教學(xué)實踐告訴我們,必須解決以下帶有根本性、戰(zhàn)略性的問題:(1)辦學(xué)規(guī)模與教學(xué)質(zhì)量的問題;(2)專業(yè)雷同與辦學(xué)特色的問題;(3)專業(yè)寬口徑與人才多樣化的問題;(4)與上述相關(guān)的教學(xué)組織運行的問題。只有解決好上述問題,才能使高校的電子信息工程專業(yè)在人才市場的競爭中立于不敗之地。
二、在目前的電子信息工程專業(yè)的教學(xué)、實驗中,主要存在以下幾個方面的問題
1.理論課內(nèi)容陳舊、授課手段單一,實踐內(nèi)容少,與迅猛發(fā)展的現(xiàn)代電子技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)。大多以理論課講授為主,學(xué)生動手實踐機會較少。課程內(nèi)容陳舊,主要是《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》等課程,講課內(nèi)容以模擬單元電路和中、小規(guī)模數(shù)字集成電路為主,與目前IT產(chǎn)業(yè)大規(guī)模集成電路器件高速發(fā)展和應(yīng)用的趨勢嚴(yán)重脫節(jié)。講課效果較差,學(xué)生普遍感覺“學(xué)習(xí)的知識實踐中用不上,實踐中需要的知識沒學(xué)過”。
2.各門課授課內(nèi)容之間缺乏有機聯(lián)系,缺乏一個統(tǒng)一明確的目標(biāo)。有的課理論太多與現(xiàn)代技術(shù)聯(lián)系不緊密,有的課內(nèi)容與其它課有重復(fù),從總體來看,培養(yǎng)目的比較分散。
3.一方面授課的內(nèi)容與最新發(fā)展的技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié),一方面教師尤其是青年教師的知識結(jié)構(gòu)得不到優(yōu)化和充實,易造成老師不敢多講,學(xué)生不愿多聽、動起手來什么都不會的惡性循環(huán)局面。
4.實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容手段比較單一,實踐環(huán)節(jié)只讓學(xué)生了解及掌握最基本的東西,在綜合能力培養(yǎng)方面、在實際問題解決方面、在創(chuàng)新性方面缺乏必要的內(nèi)容。
在這種情況下,進行適應(yīng)時代需要的電子信息工程專業(yè)建設(shè),是培養(yǎng)現(xiàn)代電子專門人才迫在眉睫的需要。
三、教學(xué)改革的具體建議
(一)以提高技能水平為教學(xué)核心,采取多種實踐教學(xué)方法
實踐教學(xué)的教學(xué)方法要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同而有所不同,不能采取一成不變的教學(xué)模式。我們把實踐課題分成不同的課程類型:項目中心類型、任務(wù)中心類型、問題中心類型、訓(xùn)練中心類型、體驗中心類型、案例中心類型和復(fù)合類型等。例如單片機的實踐訓(xùn)練就采取“任務(wù)中心”、“訓(xùn)練中心”和“項目中心”相結(jié)合的復(fù)合型教學(xué)方法,以完成一個實際課題為中心,帶動訓(xùn)練和項目,學(xué)習(xí)相關(guān)知識。電子產(chǎn)品工藝訓(xùn)練則采取訓(xùn)練中心的教學(xué)方法,從元器件的測量、元件的裝配、元件的焊接、電路的調(diào)試、電路的維修等工藝進行反復(fù)強化訓(xùn)練,通過大量的實踐達到提高學(xué)生的技能水平和熟練程度。對實踐課程的考核方式也要相應(yīng)改變,強調(diào)進行素質(zhì)考核與技能考核,減少知識的記憶力考核。實踐類課程的筆試一律開卷考核,允許學(xué)生使用任何工具和儀器。有些實踐課程可以進行分段考核和實時考核。
(二)加強師資隊伍建設(shè)
為了更好地培養(yǎng)電子類應(yīng)用型本科人才,師資隊伍建設(shè)是關(guān)鍵。沒有一支符合高等教育要求的師資隊伍,即使有好的教學(xué)計劃和一流的實驗實訓(xùn)設(shè)備,也實現(xiàn)不了培養(yǎng)合格的學(xué)生的目標(biāo)。打造一支教學(xué)效果好、科研能力強、實踐經(jīng)驗足、師德高尚、結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”師資隊伍,是電子信息工程專業(yè)師資隊伍建設(shè)的重要任務(wù)。
(三)注重計算機技術(shù)和電子信息工程專業(yè)基礎(chǔ)知識的融合
計算機技術(shù)的發(fā)展已使得計算機技術(shù)成為各學(xué)科專業(yè)不可缺少的工具和重要組成部分,其中電子信息工程專業(yè)與計算機技術(shù)聯(lián)系最為緊密。電子信息工程是一門應(yīng)用計算機等現(xiàn)代化技術(shù)進行電子信息控制和信息處理的學(xué)科,主要研究信息的獲取與處理,電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用和集成,對學(xué)生使用計算機的能力、利用軟件和硬件技術(shù)開發(fā)應(yīng)用計算機技術(shù)的綜合能力要求很高,其本科教育中計算機基礎(chǔ)教育的基本任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生操作使用計算機的能力和開發(fā)應(yīng)用計算機的軟件設(shè)計能力。因此,學(xué)生應(yīng)具備較強計算機應(yīng)用方面的理論知識和實踐能力,除了會使用已開發(fā)的軟件包外,還應(yīng)對已有的軟件包進行二次開發(fā)或直接利用某種高級語言進行設(shè)計開發(fā),也能從事控制電路、接口電路等方面的設(shè)計與調(diào)試工作。因此,電子信息工程專業(yè)計算機基礎(chǔ)尤為重要,學(xué)生的計算機能力關(guān)系到能否達到培養(yǎng)目標(biāo)、能否適應(yīng)電子信息產(chǎn)業(yè)對人才的需求。電子信息技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合十分緊密,在電子信息工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的教學(xué)中,計算機的內(nèi)容雖有獨立性,但在很多情況下已很難將計算機技術(shù)單獨分離出來,其和計算機技術(shù)結(jié)合十分緊密,并逐步走向融合。因此,在電子信息工程專業(yè)的課程設(shè)置和課程內(nèi)容銜接中,必須注意到這種融合性,在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的理論及實驗教學(xué)中多結(jié)合計算機技術(shù)。例如,在《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號處理》等課程實驗中可讓學(xué)生自己編程處理,只有這樣才能獲得很好的計算機教學(xué)效果。
(四)建立實驗教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控和評估機制,強化開放實驗教學(xué)的組織與管理,確保開放實驗教學(xué)質(zhì)量。開放實驗教學(xué)管理的好壞直接影響最終的教學(xué)效果。在開放實驗教學(xué)過程,既堅持“以學(xué)生為本,自主學(xué)習(xí)”,滿足學(xué)生課內(nèi)外的要求,又及時給學(xué)生提供正確的引導(dǎo)。對于課程內(nèi)規(guī)定完成的實驗,要采用提前集中授課的方式,讓學(xué)生完成預(yù)習(xí)后,在網(wǎng)上預(yù)約實驗時間。計算機管理系統(tǒng)及時為學(xué)生排位,根據(jù)學(xué)生的實驗記錄各種相關(guān)信息,供教師和學(xué)生查詢。針對開放實驗后可能會存在學(xué)生抄襲實驗數(shù)據(jù)、實驗報告等問題,要建立實驗教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控和評估機制。具體構(gòu)思為:學(xué)生進入實驗進行課內(nèi)實驗時必須通過預(yù)習(xí)檢查(可通過預(yù)習(xí)檢查課件進行);基礎(chǔ)實驗教學(xué)過程實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理;值班教師對學(xué)生的實驗質(zhì)量進行隨機抽查;加大實驗報告的比重;采用答辯和集中進行操作考試相結(jié)合的考核方法,確保開放實驗教學(xué)的質(zhì)量。
(五)以素質(zhì)教育為核心,堅持可持續(xù)發(fā)展觀,大膽進行全面教學(xué)改革
可持續(xù)發(fā)展是一種新的發(fā)展觀,教育在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中占據(jù)極其重要的地位。一方面,教育改革與發(fā)展的各種問題,從發(fā)展戰(zhàn)略、培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)設(shè)置到教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法、教學(xué)管理,都可以從可持續(xù)發(fā)展的觀念和原則得到啟發(fā);另一方面,在對大學(xué)生實施素質(zhì)教育的過程中,必須把可持續(xù)發(fā)展的觀念、知識、能力、行為,作為文化素質(zhì)教育的重要組成部分。從可持續(xù)發(fā)展的理念和原則與實施素質(zhì)教育出發(fā),高等教育和教學(xué)改革就可以在面臨和解決經(jīng)濟體制轉(zhuǎn)變、高等教育大眾化到來的一系列問題時,少走彎路。在實踐教學(xué)改革中,可以給學(xué)生選擇學(xué)習(xí)的更大的自,使學(xué)生相對獨立地進行實踐,揚其所長;在改革傳統(tǒng)的考試方法時,以考評綜合實踐能力為主,用實驗操作、完成設(shè)計課題等方法考核學(xué)生,促使學(xué)生真正為提高能力而學(xué)。
參考文獻
[1]王皖貞,電子信息工程專業(yè)教學(xué)改革探索[J].北京城市學(xué)院學(xué)報.2003.63(3):8-11
示范中心是一個復(fù)雜系統(tǒng),示范中心建設(shè)是一項系統(tǒng)工程。要規(guī)劃好、用好各種要素并處理好相互關(guān)系,使中心整體發(fā)揮出最大的效益。要準(zhǔn)確定位,中心是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的主戰(zhàn)場,是學(xué)校整個教學(xué)、科研體系的一個子系統(tǒng)。中心是一個開放的、動態(tài)發(fā)展的系統(tǒng),不是孤立的、不變的,要勇于創(chuàng)新、進取,不能故步自封、停滯不前。中心建設(shè)是一個長期的過程,既不能無所事事、碌碌無為,也不能奢求一步到位。要采取“科學(xué)定位、系統(tǒng)規(guī)劃、逐次推進、不斷完善”的思路,不斷推進實驗室建設(shè),不斷更新實驗內(nèi)容、改革實驗教學(xué)方法與手段,不斷提高實驗教學(xué)質(zhì)量。
山東科技大學(xué)電工電子實驗教學(xué)中心(以下簡稱中心)于2002年正式組建,前身為成立于1958年的山東礦業(yè)學(xué)院礦電實驗室。先后被評為省級雙基一類實驗室、省級高等學(xué)?;A(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心、中央與地方共建高校實驗室、省級普通高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心。2007年被批準(zhǔn)為國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)單位,2012年通過驗收。中心下設(shè)18個實驗室和2個實驗基地,設(shè)備資產(chǎn)總額1 900余萬元,面積3 660余平方米,儀器設(shè)備4 300余臺套?,F(xiàn)有教師69人,其中專職教師45人(博士22人,高級職稱32人)。面向全校9個學(xué)院、42個專業(yè)開設(shè)20門理論課程、19門實驗課程,實驗項目255項。每年接納5 300多名學(xué)生完成計劃內(nèi)實驗人時數(shù)28萬,指導(dǎo)學(xué)生科技創(chuàng)新活動和其他實踐教學(xué)任務(wù)21萬人機時。
創(chuàng)新實驗教學(xué)理念,確立中心建設(shè)思路
山東科技大學(xué)是一所工學(xué)、理學(xué)、管理學(xué)、文學(xué)、法學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、教育學(xué)等多學(xué)科相互滲透、協(xié)調(diào)發(fā)展的省屬重點大學(xué),工科優(yōu)勢突出,具有鮮明的煤礦行業(yè)特色,是山東省重點建設(shè)的5所應(yīng)用基礎(chǔ)型人才培養(yǎng)特色名校之一。學(xué)校歷來重視實踐教學(xué),長期以來“吃苦耐勞、動手能力強”是用人單位對該校畢業(yè)生的一致評價。
中心2007年被批準(zhǔn)為國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)單位。在建設(shè)過程中,中心系統(tǒng)地梳理了建設(shè)的方方面面,形成了“以培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新精神為目標(biāo),以高水平學(xué)科平臺為依托,夯實基礎(chǔ),強化綜合,倡導(dǎo)創(chuàng)新”的實驗教學(xué)理念,注重“知識、實踐、創(chuàng)新”的有機統(tǒng)一,實行理論教學(xué)與實驗教學(xué)一體化,從根本上改變輕實驗、重理論的傳統(tǒng)教學(xué)觀念。采取“科學(xué)定位、系統(tǒng)規(guī)劃、逐次推進、不斷完善”的建設(shè)思路,通過學(xué)校投資、教改項目立項、社會捐贈、自制儀器設(shè)備等方式不斷推進實驗室建設(shè),把創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)貫穿于實驗教學(xué)各個環(huán)節(jié),不斷更新實驗內(nèi)容、改革實驗教學(xué)方法與手段,提高實驗教學(xué)質(zhì)量。
積極研發(fā)實驗教學(xué)儀器,解決教學(xué)難題
中心非常重視現(xiàn)有設(shè)備的維護和保養(yǎng),提高設(shè)備使用率,使之最大限度地服務(wù)于教學(xué)及科研:(1)常態(tài)化、制度化管理。每學(xué)期末各實驗室統(tǒng)一上報需要維修的設(shè)備清單,由中心統(tǒng)一聯(lián)系廠家維修。對于小的故障,由實驗室管理員或任課教師實時維護,所需耗材從中心運行經(jīng)費中隨時解決。(2)鼓勵任課教師自制教學(xué)儀器。自制教學(xué)儀器的一大優(yōu)勢是便于維護,保證設(shè)備有較高的完好率和利用率。(3)建立實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng),通過自動化、信息化管理提高設(shè)備管理水平。
為解決購置設(shè)備不能滿足教學(xué)需求的難題,中心鼓勵教師、學(xué)生積極參加教學(xué)儀器的改進和研制工作。近年來投入30萬元用于教學(xué)儀器研制,開發(fā)了虛擬信號分析儀、DSP實驗系統(tǒng)、模擬電子實驗系統(tǒng)、數(shù)字電子實驗系統(tǒng)、EDA實驗系統(tǒng)、單片機實驗系統(tǒng)等500多套實驗儀器,其中虛擬信號分析儀獲2010年全國高等學(xué)校電子技術(shù)研究會實驗教學(xué)成果二等獎。本文推薦2種自制實驗教學(xué)儀器。
(1)高性價比的便攜虛擬信號分析儀
儀器設(shè)備是示范中心建設(shè)中的關(guān)鍵問題之一。目前我國高等學(xué)校電工電子類基礎(chǔ)實驗室中,所配置基礎(chǔ)儀器通常是函數(shù)信號發(fā)生器、雙路示波器、雙路直流電源等。層次高一點的實驗室雖然配備了少數(shù)頻譜分析儀、數(shù)字存儲示波器、任意波形信號發(fā)生器,但是由于臺套數(shù)太少,大部分學(xué)生沒有機會熟悉使用這些高端儀器。
針對這種情況,中心開發(fā)了一種具有很高性價比的便攜虛擬信號分析儀。該儀器集信號源、示波器、記錄儀、頻譜分析儀、時頻分析等多種功能于一體,成本低廉,體積小,重量輕。具有獨立知識產(chǎn)權(quán),硬件部分自行設(shè)計、制作,核心軟件采用C#語言自行開發(fā),擁有源代碼,便于不斷開發(fā)完善。
該儀器已在學(xué)校電子技術(shù)、DSP技術(shù)等課程實驗以及學(xué)生科技創(chuàng)新活動中獲得推廣應(yīng)用,對于提高實驗教學(xué)水平起到了重要作用。圖1a為虛擬信號分析儀電路板。圖1b為PLAB儀器工具箱(PLAB意為個人實驗室,即Personal Laboratory),包括虛擬信號分析儀、萬用表、常用工具等。由于大部分學(xué)生擁有筆記本電腦,再加上一套這樣的儀器工具箱就相當(dāng)于擁有一個便于攜帶的小型個人電子實驗室,在校園任何一個角落都可以開展實驗活動。
(2)C55x DSP實驗教學(xué)系統(tǒng)
數(shù)字信號處理器(DSP)具有強大的數(shù)據(jù)處理能力、豐富的片上資源和靈活的對外接口,在電子信息、通信、計算機、儀器設(shè)備、自動控制、醫(yī)學(xué)、消費類電子、軍事等領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。因此,DSP技術(shù)已成為高校電氣信息類學(xué)生必須掌握的一門重要技術(shù),國內(nèi)越來越多的高校陸續(xù)開設(shè)了DSP類課程。
中心教師選用TI公司的C5000系列C55x芯片為核心開發(fā)了一套功能強大的DSP實驗教學(xué)系統(tǒng)(如圖2所示)??紤]到DSP區(qū)別于其他各種嵌入式處理器的突出特點是具有高速實時信號處理能力,因此在主系統(tǒng)板設(shè)計中設(shè)置了4路高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC),并配置了相應(yīng)的4路模擬信號輸入輸出通道,以強化系統(tǒng)的信號采集和處理能力。同時為該系統(tǒng)配備了自制虛擬信號分析儀,為系統(tǒng)提供豐富的各種測試信號,對系統(tǒng)輸出信號進行波形記錄、頻譜分析和時頻分析。
另外,系統(tǒng)所配置的關(guān)鍵設(shè)備XDS100仿真器也由中心教師自行開發(fā)。中心是國內(nèi)最早推出XDS100仿真器的單位之一,最早將該型仿真器進行開源,為國內(nèi)DSP技術(shù)愛好者自制該型仿真器提供技術(shù)支持。
理論教學(xué)與實驗教學(xué)一體化,培養(yǎng)高素質(zhì)教師隊伍
無論是實驗室建設(shè)還是實驗教學(xué),教師隊伍培養(yǎng)是關(guān)鍵,中心將其列為工作重點之一:
(1)實行理論教學(xué)與實驗教學(xué)一體化。中心不但承擔(dān)實驗教學(xué)和實驗室建設(shè)任務(wù),同時還承擔(dān)相應(yīng)理論課程的教學(xué)和課程建設(shè)任務(wù)。要求教師必須參與實驗教學(xué)和實驗室建設(shè)工作,符合教師條件的實驗人員可兼理論課,工作量計算與理論課教師相同;對教師進行實驗教學(xué)研究給予經(jīng)費支持,并實行獎勵措施。
(2)中心建設(shè)與學(xué)科建設(shè)緊密融合。中心教師不但從事實驗教學(xué)、理論教學(xué)工作,同時也參加科研和學(xué)科建設(shè)工作。吸引并穩(wěn)定一大批優(yōu)秀人才從事實驗教學(xué)工作,不斷把先進的科研成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)成果,使實驗教學(xué)始終保持高、新水平。
(3)重視青年教師培養(yǎng)。對新進青年教師進行崗前規(guī)范化培訓(xùn);安排教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教師對青年教師進行傳幫帶;引導(dǎo)青年教師積極參加教學(xué)研究和教學(xué)改革實踐;鼓勵并指導(dǎo)青年教師參加學(xué)校講課比賽;鼓勵資助青年教師參與指導(dǎo)學(xué)生學(xué)科競賽活動;資助教師參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議和發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文。
(4)重視學(xué)術(shù)交流和對外交往。除了積極主辦、承辦高層次學(xué)術(shù)會議之外,還派遣骨干教師赴美國、英國、德國的知名大學(xué)訪問,邀請國內(nèi)外知名專家來訪。
突出創(chuàng)新特色,收獲建設(shè)成果
中心在建設(shè)過程中呈現(xiàn)出三大特色:(1)形成了集“研究性、自主性、開放性”于一體的層次化創(chuàng)新性實驗教學(xué)模式,使創(chuàng)新活動及早開展并連貫化,由原來面向少數(shù)學(xué)生的精英教育變?yōu)槊嫦虼蟛糠謱W(xué)生的大眾教育。(2)自制教學(xué)儀器層次高、批量大、應(yīng)用效果好。(3)中心建設(shè)與學(xué)科建設(shè)緊密融合,吸引和穩(wěn)定優(yōu)秀人才從事實驗教學(xué)工作。
在創(chuàng)新性實驗方面中心做了以下工作。
(1)中心提出集“研究性、自主性、開放性”于一體的電工電子創(chuàng)新性實驗教學(xué)理念。創(chuàng)新性實驗必須具備3個基本屬性,①研究性:具體實現(xiàn)方法多樣性,得到的實驗結(jié)果具有多樣性,學(xué)生只要獨立完成,出現(xiàn)雷同結(jié)果的概率極?。虎谧灾餍裕簩W(xué)生根據(jù)總體題目要求,自擬具體的實驗題目,自主提出實驗方案、完成實驗和實驗報告,指導(dǎo)教師的任務(wù)主要是管理和提供基礎(chǔ)支持;③開放性:通過實驗室開放活動完成,指導(dǎo)教師要確保階段性檢查督促和對最終結(jié)果把關(guān)。
(2)開發(fā)了模擬電子、數(shù)字電子、EDA、DSP、單片機、虛擬信號分析儀等10種、500多臺套新技術(shù)含量高、模塊化的實驗教學(xué)設(shè)備,學(xué)生可以方便地進行模塊組合完成多樣化的創(chuàng)新實驗。
(3)分基礎(chǔ)新技術(shù)綜合三個層次開展創(chuàng)新性實驗項目建設(shè)。其中,結(jié)合電路、模電、數(shù)電、單片機、EDA、電機與電力拖動、電力電子技術(shù)、高頻電子線路、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等電工電子類專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)了32個基礎(chǔ)類創(chuàng)新性實驗項目;結(jié)合DSP、PLC、PSOC、高端微控制器技術(shù)(ARM和MSP430等)、新型電子器件、傳感器、圖像處理、語音處理等新技術(shù)課程建設(shè)了30個新技術(shù)類創(chuàng)新性實驗項目;結(jié)合學(xué)??蒲刑厣?,建設(shè)了12個綜合類創(chuàng)新性實驗項目。
(4)開設(shè)創(chuàng)新學(xué)分和創(chuàng)新性實驗課程。創(chuàng)新性實驗為選修課,在4至6學(xué)期每學(xué)期安排1次課。學(xué)生完成一個創(chuàng)新性實驗可獲得1創(chuàng)新學(xué)分。將創(chuàng)新性實驗教學(xué)分為3個層次進行。第一為基礎(chǔ)層,主要覆蓋電路、模擬電子、數(shù)字電子、單片機、EDA、電機與電力拖動、電力電子技術(shù)、高頻電子線路、數(shù)字信號處理等專業(yè)基礎(chǔ)類課程。第二為新技術(shù)應(yīng)用層,主要覆蓋DSP、PLC、PSOC、高端微控制器技術(shù)、新型電子器件、傳感器、圖像處理、語音處理等新技術(shù)課程。第三為綜合創(chuàng)新層。綜合運用所學(xué)知識、技術(shù),結(jié)合學(xué)??蒲袃?yōu)勢,面向?qū)嶋H問題提出新課題。通過3個層次的創(chuàng)新性實驗教學(xué)活動,使學(xué)生在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段就參與創(chuàng)新活動。創(chuàng)新活動由淺入深,最終達到較高的水平。
獲批國家級雙語教學(xué)示范課程、國家級精品課程、國家級教學(xué)團隊、國家級人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)各1個,獲國家教學(xué)成果二等獎1項,省級教學(xué)成果一等獎1項,全國行業(yè)協(xié)會教學(xué)成果二等獎以上6項。出版教材21部,其中實驗教材6部。發(fā)表教學(xué)論文50余篇。學(xué)生在科技創(chuàng)新競賽活動中獲得全國三等獎以上17項,省級二等獎以上67項。學(xué)生獲得專利47項,其中發(fā)明專利3項。