“电子信息科学与技术”专业实践教学研究
——以池州学院为例
2010-09-06许卫兵
许卫兵
(池州学院 物理与机电工程系,安徽 池州 247000)
“电子信息科学与技术”专业实践教学研究
——以池州学院为例
许卫兵
(池州学院 物理与机电工程系,安徽 池州 247000)
针对应用型本科专业建设需要,分析电子信息科学与技术专业实践教学中存在的主要问题,从实践教学内容、实践教学环节设计、产学研合作等方面构建出电子信息科学与技术专业的实践教学体系,以期培养学生的工程实践能力、自主创新能力,达到应用型本科专业人才培养的目标。
实践教学体系 实践教学内容 实践教学环节
传统的教学思想比较注重理论教学,把实践教学看成理论教学的附属。近年来随着应用型本科专业建设的深入,实践教学地位与日俱增,加强实践环节,增强学生的工程实践能力,提高学生自主创新能力,已经成为教学改革的关键。构建科学合理的电子信息科学与技术专业实践教学体系,培养高质量、高素质的创新型人才已经成为应用型本科专业建设和人才培养面临的重要课题。
1 电子信息科学与技术专业实践教学存在的主要问题
实践教学环节是应用型人才培养的一个重要环节。实践教学承担着知识传授、科学研究、技术创新、教学改革等高等院校主体工作,对于学生科学素质、工程素质的培养具有不可替代的作用,尤其是对学生工程实践能力和创新能力的培养,具有其独特的地位和作用。
由于认识、师资、资金、设备等多种原因,我院电子信息科学与技术专业在实践教学方面还存在以下几个方面的问题:
1.1 对实践教学的认识不够
实践教学依附于理论教学,尚未形成独立完整的体系,部分实践教学环节流于形式。实验教学被看成理论教学的附属品,在日常的教学个过程中大多表现为重理论、轻实践、轻工程,实践教学中以教师为主,学生被动地按教师的演示方法或实验教材规定的步骤进行实验结果的验证。
1.2 实践教学内容单调
实践教学内容陈旧,实验手段过于单一。实践教学内容中验证性、演示性的多,综合性、设计性等能够激发学生创造性思维的少;基础性的多,科学研究性、与工程实际应用紧密联系的少;教学手段机械、单一,教师在教学过程中能够让学生自由发挥,自主思考的机会不多;单科性实验多、综合性实验少,学生的工程素质和实践能力得不到有效培养。
1.3 实践教学基地建设功能单一
现有的实践教学基地不能够有效地发挥作用,大多仅用于毕业生实习或者专业实习。实践教学基地只是进行认知实习、个别课程的设计、毕业设计。实践教学基地未能在培养创新人才方面发挥作用。
当前这种实验教学结构、教学内容以及教学手段已不能适应应用型人才培养模式的实际需要,必须进行实践教学体系的整体优化与设计。
2 构建实践教学体系的指导思想
电子信息科学与技术专业的实践教学体系建设应本着“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的指导思想,按照“夯实基础,拓宽专业面,注重素质教育和能力培养,增强毕业生适应性”的原则,注重培养和挖掘学生的创新精神和工程实践能力,注意教学内容的多样化与层次性,注意将教学内容与科研生产实际结合,突出创新能力、实践能力和工程能力培养为目标,构建与理论课教学体系相对独立的实践教学体系。使学生毕业后能够快速适应电子与电气信息及计算机应用等领域的相关工作。
3 实践教学体系的构建
3.1 构建层次递进式的实践教学内容
按照工程素质和创新能力的培养目标,电子信息科学与技术专业应对实践教学内容进行有机整合,精选实践教学内容,建立全方位、多层次、模块化的创新能力培养体系,形成了以工程素质、创新能力为主线的分层递进式模块化培养体系,即:(1)验证性基础实验模块,(2)设计与综合性实验模块,(3)研究和创新型实验模块,(4)课程设计模块,(5)毕业设计模块,(6)实际工程课题开发研究模块。
其中基础验证性实验模块为基本电子器件的应用性实验,电路由学生自行安装与测试,其内容要尽量覆盖课程中的重要知识点,突出电子电路调试技能和测量方法的训练,培养正确记录与处理数据、合理表达与报告实验结果的能力。学生在完成基础实验之后,基本上具备设计、调试和测量简单电路的能力。设计与综合性实验模块的教学内容为低频、高频、数字电路中各单元电路的设计及小系统设计。采用积木式、模块化结构,将设计的单元电路组合成小系统电路,完成应用电路系统的设计。以中大规模集成器件为主,引入EDA方法。使学生通过设计性实验初步了解新产品的设计和制作过程,培养学生的综合应用能力以及利用现代化分析、测试手段的能力。研究和创新型实验模块,其教学内容包括信号的检测、控制、传输与处理以及单片机等应用性较强的研究性实验。可以选择与电子信息技术相关的科研课题或学生自拟的课题。从选题、设计,购买元器件、构建实验平台,完成实验调试等过程尽量由学生独立完成,教师只提供必要的技术指导,实验室提供必需的实验设备和场地。课程设计模块,主要针对专业性较强的课程的学习过程中展开的专题设计。毕业设计模块,主要是针对毕业环节,展开的综合性、研究性的设计。实际工程课题开发研究模块,贯穿于研究和创新型实验、课程设计、毕业设计模块,既可以是关于某一门课程的设计、也可以是综合多门课程的综合性的设计,侧重于强调工程实践能力的和创新能力的培养。
3.2 改革实践教学环节
在实践环节上,可以采取以下几种形式:(1)课内实验:一般占课程总学时的1/4左右;(2)课外实验:由老师布置任务,让学生在课外完成;(3)开设仿真实验;有些不能实现的复杂实验,可以利用MATLAB,Pspice、等软件进行仿真实验;(4)开设综合性课程设计;(5)选拔优秀学生参加教师的科研活动。电子信息科学与技术的实验教学要注重理论教学与实践教学相结合,实验教学与特色教育相结合,实验室开放与个性化教育相结合,人才培养质量总体水平与个性化培养相结合,指导教学与自主学习相结合的教育模式,注重突出学生主体,强调学生的主动参与、协作、探究和积极动手,注重指导教师的综合引导,有效地培养学生的探究精神,提高学生的综合实践能力和创新能力,极积开展综合性课程设计。开设的实践教学环节包含课内实验教学环节和集中实践教学环节两个方面,如表1、2所示。
表1 专业课程中课内实验教学环节(实验课程)
表2 专业课程中集中实践教学环节
在集中实践教学环节中将理论教学与实践教学相结合,完成从市场调研、选题、方案论证、理论设计、器件选择、实际制作、指标测试、结果分析、论文写作等一系列工作,培养学生的综合实践能力。
3.3 倡导电子设计竞赛,促进教学改革
全国大学生电子设计竞赛是全国高校电子信息类学科教学改革的壮举和培养跨世纪创新人才的重要途径。通过组队参加全国大学生电子设计竞赛旨在促进电子信息科学与技术专业和课程建设,培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的学风,加强学生动手能力的培养和工程实践能力的训练。精选一批理论基础扎实、实践经验丰富、专业面宽广的教授和副教授组成教练队伍,精心制订训练计划和竞赛方案。挑选理论知识扎实,实践能力强的同学组成电子设计竞赛小组,为电子设计竞赛小组的成员专门开设“电子系统设计”选修课及配套的实验课,让他们设计制作遥控功率放大器、数字相位计、数字频率计、稳压电源等,进行实战模拟,培训结束后,组队参加全国大学生电子设计竞赛。
3.4 紧密校企合作,构建产学研平台
为全面培养学生的专业素质和工程实践能力,在课程、毕业设计环节,加大工程设计题目的比例,多途径、多形式地与企事业单位共建校外实践教学基地。充分利用人才和科研方面的优势,力争获得企业的科研立项和经费支持。同时,参与企业的科技开发与技术改造项目,与企业合作解决遇到的技术难题,还可以通过与企业联合申报各类项目。利用来自企业的实际工程题目,更好地培养学生的工程实践能力。
3.5 注重提高实验教师综合素质
学生自己动手,独立思考时,发现问题和提出问题的机会更多,有些问题甚至教师也未曾遇到过,这就对实验教师提出了更高的要求,实验教师不但要具备坚实的理论基础和实验技能,而且还要具备很强的实际解决问题的能力。因此,要重视实验课教师队伍的建设,全面提高实验教师综合素质和能力,在队伍建设上,引入竞争机制,引进一些高学历、有实际工作经验和责任心的教师到实验室工作,改善实验教师队伍结构,提高实验教师的待遇,调动实验教师的工作热情和积极性,培养出适应新时期发展要求的高素质合格人才。
4 结束语
通过构建电子信息科学与技术专业的实践教学体系,丰富了实践教学内容,深化了实践教学层次,对学生创新能力和工程实践能力的培养起到积极的作用;同时,学生通过实践教学环节有效地巩固了理论知识,促进了学生对理论知识的掌握和应用;通过建立实践教学体系还可以拓宽学生自主学习的空间和领域;文章构建的电子信息科学与技术专业实践教学体系对我院其它理工科专业的实践教学体系的建设也具有一定的借鉴作用。下一步的主要工作是根据实践教学的具体内容自编实践教学指导书。
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[责任编辑:束仁龙]
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1674-1102(2010)03-0137-03
2010-04-29
池州学院教学研究项目(2008YJ003)。
许卫兵(1973—),男,安徽池州人,池州学院物理系机电工程系副教授,硕士,研究方向为电力电子技术、电气信息技术。