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电子信息类课程实验思考

实践教学环节对促进学生创新能力、实践能力和学习能力的培养具有积极作用,“它让学生学会横向思考、联系实际地学习,对系统各部分内容进行综合,处理好一些不确定性因素、学会团队合作。同时,还能促进理论教学,丰富学生的理论知识”。对于电子信息类专业来讲,强的实践能力是专业的特点也是社会对毕业生的基本要求[1]。2016年6月我国成为国际上最具影响力的工程教育学位互认协议《华盛顿协议》的成员,按照工程教育认证理念,高等教育必须将以完整知识体系培养为目标转变为以学生能力培养为目标;目前,以满足社会需求和以解决复杂工程问题为导向,全面落实学生为中心、持续改进于各个教学环节的落实工程教育认证理念的教育教学改革在全国高校中积极展开;而实践能力是学生学习能力、创新能力、沟通与合作等能力的基础,因此加强学生实践能力培养,是提高人才培养质量的关键环节之一。事实上,知识需要通过学习来掌握,技能需要通过训练来培养,能力则要在学习知识和训练技能中逐步形成。只有加强实践教学,才能促成学生创新能力的提高。因此,高校必须不断深化实践教学改革,构建完善的实践教学体系,努力提高实践教学质量。普通高等院校的实践环节主要由校内的课程实验、实训、课程设计和毕业设计,校外包括各类实习等组成,几部分互补完成学生实践能力的培养过程。课程实验是所有实践环节的基础,是延续时间最长、是涉及知识面最广、是学生掌握知识和技能、获得实践能力的主要环节;提高实践能力,首先要向课程实验要效果,结合目前课堂实验的问题,以下是几点思考和做法。

1课程实验的几点思考

1.1从专业培养目标出发,明确课程实验的目标。课程实验从形式上主要分为验证性实验、综合性和设计性实验,课程实验的主要目的以掌握对应课程的内容为主导,其目的主要有以下几个:1)加深理论知识理解;通过验证类实验的开设,使学生对抽象的理论、基本的定理、规律加深理解;2)通过实验使学生掌握基本仪器的使用方法、基本测量系统的组建方法;3)通过实验,建立对学科的感性认识,学习实验研究的基本方法。很多课程实验的目标,仅仅着眼于当前课程的需求,没有从专业的定位、学科发展的需求上,做好目标的修订,因此,使得学生对实验要求的重要性的认识上、对基本技能掌握的重视程度上、以及教师对实验效果的要求上都会大打折扣;故在课程实施过程中,需要从培养目标的需求出发,明确课程具体的知识目标、技能目标和能力目标,要让让学生清楚,实践环节是能力培养的主要方式,是逐步积累和训练的过程。1.2按照认知规律,做好实验内容的设计。一般情况下,每个实验的内容都是以课程内容为主线来安排;实际上每门课堂提供的是相关学科的基本的实验方法,因此,有必要在实验内容的安排上、仪器仪表操作技能的提高上、以及实验过程中分析问题能力的训练上要精心策划和设计。要改变原有实验课学生只是照图连线、照指导书一步一看的被动实验过程;要设计情境,形成“以学生为主体,教师为主导”的实验教学;如何达到此目的,笔者认为主要有两方面因素,一是实验内容和方式上的设计,提高学生做实验的兴趣;另外是加强考核(此问题后面讨论);在内容上,要考虑知识的系统性和技能的渐进性,由基本概念到定理,再到综合应用;由基本仪器的使用、简单物理量的测量到多个仪器综合应用以及间接测量的设计;具体实施可借鉴姜大源提出的工作过程系统化的思想[2]。实验科学有其自身的规律,有其特有的方法、步骤;从最简单的开始,详细介绍实验方案、步骤、分析方法提出的依据等,然后逐步提升复杂实验度、仪器的种类,但实验的方案设计方法、步骤、分析方法等重复前面的过程,对于讲过的知识、使用过的仪器在后续实验中仅讲异同部分;在形式上,对于专业基础课程或专业核心课程,积极推荐采用基于行动导向的项目式教学方法,该方法把学生整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件,设计为一个个项目教学方案,这样做不仅传授给学生理论知识和操作技能,更重要的是培养他们的职业能力。1.3加强实验过程质量监控,做好评价工作,持续提高实验效果。有了实验内容,效果怎么样,要看实际中的执行情况,因此加强实验过程的质量监控尤为重要。而实践教学质量的评价工作不同于课堂教学,有其特点[3],但总体量表指标的设计仍可从教学态度、教学内容、教学方法、教学效果几个维度进行,同时考虑实验课程本身的特点。在评价主体上,据我们的调研,有相当部分院校的实验课程都采用督导随机抽查方式,而很少考虑学生的评价、体现学生为中心,忽略了效果的真正反映者。因此可采用学生评价和督导随机检查评价方式进行。针对评价结果,重点在于发现问题,查找工作中的不足,调动教师工作的积极性,持续改进实验教学;以下十点是我们制定的学生进行实验课程质量评价的指标:①认真负责、准备充分、严格管理、组织有序;②遵守教学纪律,无迟到早退离岗等,严格执行实验学时安排;③对实验中的问题重视,对学生指导有耐心;④实验分组合理,能充分利用现有资源;⑤教师能强调重点内容,解释清楚正确的操作规范;⑥教师能熟练掌握实验仪器(或软件工具)操作和使用;⑦实验任务的指导清晰而具体;⑧教师能及时发现实验中出现问题,并合理解决;⑨实验报告批改认真,发还迅速,并且有建设性的评价;⑩实验成为帮助理解理论知识和锻炼动手能力不可或缺的一部分。1.4采用多种实验考核形式,调动学生实验的积极性。学生是学习的主体,需要通过各种教育环节和制度,调动学生学习的积极性。对于课程实验,很多院校都是依附于理论课程,期终成绩中实验课程的成绩只占15%-20%左右,考核主要依靠实验过程和报告,根据“三分之一”理论,该法对前、中三分之一的学生有效,但后三分之一的学生可能存在应付和抄报告的问题;因此实际中除了对学生进行正面引导外,采用多种形式的考核方式应该是较好的调动积极性的有效方法;具体操作方案是,首先将课程实验从依附于理论课程的状态剥离出来,进行单独考核,从根本上会调动学生重视实验的主动性;另外在考核方式上,可选用报告、过程、答辩、考核等多种形式;比如针对综合设计型实验可以引入答辩的形式、针对基础性、验证性实验可引入考核的方式等。

2实验课程改革实践

2.1基于项目式教学的《通信电子线路》实验课程开发简介。通信电子线路是电子信息工程专业的专业基础课程,是专业的核心课程之一,从专业定位和培养目标上看,该课程是学生系统掌握模拟电子技术的关键课程、是掌握通信系统构成、原理的基础课程、是培养学生电子系统的设计能力、学生掌握时域、频域测量仪器与方法的测试能力的关键环节之一。我们将该门实验课程设为独立实验课,并对实验内容开展项目式教学方法的探讨。2.1.1基本思路。采用项目式教学,主要达到以下几个目的:提升学生对通信系统整体概念的认识,加深学生对各章节内容的理解;实现学生对单元电路参数的定性认识到定量认识的转变,提高学生的电子线路理解能力;通过不同任务的实施,加深学生对单元电路的理解和训练学生对通用电子测量仪器的使用技能;通过项目的构建,提高学生综合应用各方面知识分析问题解决问题的能力。2.1.2实验课程的项目与任务设计。根据实验教学内容,整个实验课程设计为四个项目。项目1—1W短波调幅发射机的设计与测试;项目2—短波AM接收机的设计与测试;项目3—调频收音机性能测试;项目4—频率合成器;针对项目1,我们完成了以下5个任务的开发,任务1—发射机机系统的组成及参数分配设计;任务2—放大器的原理与测试;任务3—C类功放的原理与测试;任务4——AM、DSB调制电路的设计与调试;任务5—发射机输出特性测试。实验以项目为单元组织,实验首先完成各任务,最后完成项目要求的指标;在每个任务的设计时,遵循基本电子系统测试规程,实验内容由简单到复杂,由基本单元到系统;仪器操作上,基本操作不断重复,新的仪器随着系统的引入不断增加。2.2关于课程实验考核与评价。我们在陕西科技大学信工131、信工132班对《通信电子线路》课程实验教学过程和考核方式进行了探讨。2.2.1实施方案。对参加试点的班级,不强行要求做实验预习报告、实验报告,但必须提交规范的实验数据记录数据与分析结果,学期末进行考试确定该课程实验课程成绩。考试内容通过对本学期所要求实验内容进行分解成小题目,规定学生在30分钟内对随机所抽题目完成实验与报告,考核主要在常规仪器的使用、课程内容的掌握、解决问题的能力等方面。选信工131班同学进行试点,信工132班同学仍然采用传统的要求和考核方式。为了比较效果,在对131班进行考核的同时,在信工132班选取班级学习成绩在中上的10名同学同时进行考核。2.2.2效果分析。1)成绩比较比较两个班级处于类似位次同学的考试可以看出,信工131班10名同学的平均成绩,比132班高约5分左右;其中差距比较大的得分点在于仪器的使用和实验操作的规范程度。对于实验报告的规范性差距不大。2)学生对教师实验课堂的评价信工131班的学生对实验老师在实验的准备、仪器的使用、测量的技能、问题的解答等方面对教师的评价要高于132班的同学;同时对于教学效果,信工131班很多同学表示,过去在示波器使用中没有搞清楚的问题终于解决了,表示对该门课程基本内容有了较为深刻的理解;在动手能力提高方面觉得这门实验课程非常必要。3)督导对实验教师的评价为了比较改革效果,实验期间,要求教学督导对两个班级的实验过程进行随机检查。从督导的检查结果可以看出,131班同学的实验纪律明显好于132班、实验效率和效果好于132班。

3结束语

课程实验是培养学生实践能力的主要环节,特别是高等教育的大众化后,生源质量的变化,该环节的改革对培养质量的提高至关重要。只有不断的根据社会需求的变化,调整培养目标,明确各门课程实验的知识、技能和能力要求、在教学内容和教学方法上进行改革,适应学生具体情况、通过加强实验过程管理,改革考核方式,才能为社会培养出有用人才。

参考文献

[1]马令坤,李慧贞,郑恩让等.电子信息类专业实践教学体系构建研究与实践[J].教育教学论坛,2014,(4)

[2]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计:关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究,2009,(4)

作者:马令坤 李慧贞 杨 帆 张震强 单位:陕西科技大学电气与信息工程学院

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