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关于电类基础实验教学改革的一些思考

2013-08-15锐,韩菊,周

实验科学与技术 2013年2期
关键词:实验教学理论实验

任 锐,韩 菊,周 浔

(装甲兵工程学院 控制工程系,北京 100072)

高校作为培养人才的摇篮,如何给国家输送更多、更好的专业技术人才是目前急需解决的问题。现代院校教育模式,不仅要传授知识,还要启迪智慧和掌握方法,培养创造能力才是培养目标[1]。实现这一目标的重要保证是:学校为学生提供足够的能够进行能力培养的资源环境和空间。理论教学注重基本理论、基本概念、基本方法的掌握以及思维能力、学习方法的培养,而实践教学注重于将所学知识综合应用以分析和解决问题,培养学生的综合素质和工程实践能力,所以充分发挥电类基础实验室在专业技术人才培养中的作用势在必行。长期以来,装甲兵工程学院高度重视实验教学,大力投资实验室建设,全面提高实验教学水平。本文针对我院电子技术实验中心的现状,提出一些观点,希望对电类基础实验教学改革有所帮助。

1 实验教学中存在的问题

1.1 课程设置

目前只有《电子测量实验》《电工电子实验》《电子技术基础实验》和《课程设计》这四门实验课程。春季学期开设《电子测量》和《电子技术基础实验》,秋季学期开设《课程设计》及《电工电子实验》。是开学初、学期末忙一阵,学期中间基本没有实验课的状况。尤其是和理论教学之间基本上各自为政,时间安排上不同步,实验课老师在上实验课时必须再重新讲解相关的理论。例如:《电子测量实验》是为后续实验做准备,学习相关仪器的使用与测量方法,但两门实验课程相隔时间较长,到真正做实验时,大部分学生早已忘了实验仪器的使用方法,老师需要重新讲解,浪费了大量时间。

1.2 实验内容

实验内容大多数是原理性验证的比较单一。实验教学仍然实行课前以教材为主进行预习、课堂实验、课后写出实验报告的模式。学生只需要根据老师给定元件种类和数量、电路原理图,在教学实验箱上完成相关实验。在整个实验过程中,学生只是被动地接受实验内容与实验原理,并从仪表上读出相应的信息,不操作实验也能从原理上得出正确答案,不利于培养学生的动手能力及思考、解决问题的能力。

1.3 实验方法

现在采取网上预约实验的方法,使实验室在时间上对学生开放。但是预约的实验也是老师预先给定的,内容固定,学生只是按规定做完相应的实验,得到相应的学分,却不能根据自己的兴趣、爱好选择自己喜欢的实验进行预约。

1.4 实验仪器

随着现代电子技术的发展,多媒体技术的应用,实验过程也从以前自己动手搭接实验电路转变成现在的集成实验箱和计算机技术的应用。学生的动手能力、创新思维还有思考问题的能力都随着现代技术的产生而退步了。同时实验仪器的长期使用导致的损坏,只能等待生产厂家维修,造成经济和时间上的浪费。

1.5 老师队伍

由于实验课程相对集中,实验室的老师配备少,而且实验课程要求小班授课,一人一组实验设备,所以就出现整个学期内,前后忙中间闲的状况。教学资源在整个学期内得不到充分的利用。

2 实验教学改革

根据第十六次全军院校会议精神,院校教学内容体系建设,应着重抓好由过去偏重与基础性、知识性、学科性教学,向注重应用性、创新性综合性信息化教学转变。培养学生养成“如何思考而不是思考什么”的习惯,从而使其创新潜质得到最大限度发挥。实验教学不应是理论教学的辅助,而应是理论教学的扩展或延伸[2]。针对上述问题,笔者对电类基础实验教学改革做了如下探索。

2.1 整合课程设置

2.1.1 理论教学与实验教学相辅相成

实验教学为理论教学服务,同时又独立于理论教学,两者应该相辅相成。在基础实验教学过程中,课程的设计,内容的安排,必须与理论课教学相互配合,才能使学生更好地掌握实验原理,理解实验内容,认识实验装置,拓展实验知识,达到理论与实验并重,相互促进与提高的目的。基础理论课和实验课应该同步进行,即上完一次理论课,紧接着进行实验验证相关内容,此时的实验目的是为了让学生对所学知识加深理解,只需安排一些验证性实验即可。这类实验难度较低,大部分理论老师可以完成,所以不必配备相应的实验老师,但需要实验管理员进行实验仪器管理方面工作,可以配备相应的文职人员,这样做可以优化实验室课程设置,充分利用教学资源。由于理论教学贯穿学期始终,这样安排所有的原理验证实验就可以逐步完成,学时分配上也比较充裕。例如:电路是电类基础的第一门课程,学生第一次接触电子元器件,从没有见过实物,通过老师的理论讲解,很难有一个更深刻的认识,而此时安排一次“认识元器件”的实验,使学生不至于觉得学习理论太过于枯燥,还能够提高学生的学习兴趣。

2.1.2 优化课程设计

建立与理论教学并行的,既相对独立又相互联系的实验教学体系;以基本能力训练为基础,以综合素质培养为核心,以创新能力培养为主线,整体优化课程设计。将电子测量实验、电工电子实验、电子技术基础实验课程,整合成一门综合性的实验课程,即:《电子电路设计·仿真·测试》,单独设课,由实验中心负责。综合后的课程是在学完所有理论基础、验证性实验完成的前提下,以设计为主线,通过增加实验学时,调整设计型实验的内容和比例,采用仿真与实验操作结合、课内与课外结合、硬件与软件结合的教学模式,全面而系统地培养学生的获知能力、综合设计与研究创新能力。

2.1.3 开设创新性自主实验

创新性自主实验由学生自主地选择感兴趣的课题进行研究,只提出相应技术指标要求,提供实验仪器设备和元器件,让学生自行设计电路图和实验方案,鼓励学生用不同的方式达到实验的目的。有意识地引导学生从依赖指导书提供的步骤做实验转向独立设计实验方案和步骤完成实验,整个过程以学生为主、老师为辅。我们在此基础上,组织了科技创新竞赛活动,如校内的“院科技周活动”“飞思卡尔竞赛”;省和国家级大学生电子设计大赛等,进一步强化学生的工程实践能力。

2.2 采用科学的教学方法和手段

按照“以人为本、因材施教”的教育思想,以培养“厚基础、强能力、高素质”的创新人才为目标,实践课程配合理论教学,系统性、分阶段地逐步完成教学要求。在教学内容上从易到难、从简单到综合,逐步体现并适度重复实验基础知识、基本方法和基本技能;在教学要求上循序渐进,不断提升对实验过程中各个环节的要求和精细程度,不追求完成实验的数量,而要求学生做好、做完整所做的实验。最后在综合性的设计实验中对学生的知识掌握、综合设计能力、创新实践能力以及文字语言表述能力进行全面的考核。改革实验形式和教学模式,重视实验技术研究,实验项目选择、实验方案设计应有利于启迪学生科学思维和创新意识;精选、更新经典的基础性实验,提高更新演示验证实验,大量开设综合设计实验,开展创新研究型实验尝试。采取“理论教学与实践教学相结合”“老师指导与学生自主学习相结合”“课内实践与课外创新活动相结合”“创新与科学研究相结合”等多样性的教学模式。例如,在“综合电子系统设计”的教学中,让学生自主选题,自行制定电子系统的功能指标,自行设计、分析、实现,并制定测试和演示方案,老师仅进行适当的引导和指导。在实践中充分发挥学生的创造性、想象力和主观能动性,培养学生的知识应用能力、信息获取和选择能力、创新能力、实践能力,引导和培养学生发挥个性,培养创新意识和创新能力。

2.3 丰富教学资源

2.3.1 丰富实验内容

目前,中心所开设的实验项目虽然能满足实验教学,但还是比较少,并且综合性、趣味性不高,因此,要有针对性地增加现实生活中学生能接触到的、看到的、听到的电类现象组合成若干实验项目,并在不同的培养阶段纳入不同项目让学生仿真或实作。这样能让他们经常感悟:原来这个东西是这样设计的,原来我也是可以的。从而增强学生的自信心,提高他们的兴趣,促进他们主动地学习。

2.3.3 开通网络教学平台

目前中心已经建立网络教学平台,主要用来进行网络预约实验。可以在此基础上充分利用现代网络技术建立更深层次的网络教学平台,打破传统教学在时间和空间上的限制,学生可以在任何时间和地点,通过网络进行自主学习、交流讨论;在网络教学平台上向学生公布实验教学的要求、计划和考核要求;向学生提供丰富的教学资源,如网络课件、电子教案、电子版教材与参考书、器件数据手册、应用资料、设备使用手册、网络链接等;在网络交互平台上,实时发布课程的疑难问题、学生意见反馈,开展专题讨论和网络释疑,教学情况调查等教学辅助工作;并在网络平台上完成考试、成绩查询、统计等教学管理工作。

2.3.3 实施教学与实验一体化管理的模式

协调实验室与教研室之间的工作关系,加强实验室与教研室之间的交流和协调,形成一种理论教学与实践教学在内容与人员两方面的一体化管理机制[3]。教研室主任与实验室主任分工协作,各有所重。这种教学与实验一体化管理的模式,有利于知识的交叉、渗透与融合,在教学上可避免理论与实践脱节、教学资源浪费的现象。实验教学模式的改变,对理论老师的知识结构、专业拓宽、业务能力和综合素质提出了更高的要求。尤其是青年老师既要有较高的科学素质和理论水平,又要有一定的实验技能和较强的动手能力,弥补了现在青年老师在理论上和实践上的不足。

2.4 建立科学的实验考核体系

采取灵活多变的考核形式,不以实验结果的准确与否评价实验成绩,而着重看实验方法、实验过程以及对问题的分析和处理的思想方法。给学生更多自由思维和发挥的空间,鼓励学生求异、探索和创新。实验考核的评分方式与理论课的考试相对独立,促使学生、老师更加重视实验课程,更加有利于加强实践性教学环节,提高实验教学质量。

准备考试前,老师可根据操作领域的教学目标,编制好若干实验操作题,并提供必需的仪器、元器件,由学生抽签进行考核。实验命题应注意科学性、代表性、全面性、实践性、针对性和可行性,强调对实验理论和动手能力的全面考查。为了发挥考试对实验教学的正确导向作用,实验考核应分阶段进行。每个阶段完都对学生进行一次考核,其中以最后一次考核成绩为主要成绩评定依据。且平时成绩也纳入最后成绩评定中。通过这样的考核,学生可以掌握自己在每一阶段的学习情况,了解自己的优缺点,加强薄弱环节的学习和动手练习,真正提高学生的动手能力和综合运用能力。

3 结束语

实验是科学理论的源泉,是工程技术的基础。实验室是培养学生创新能力、动手能力、独立工作能力和实践能力的主要场所。实验教学可以培养学生科学求实的精神、严谨周密的工作作风和团结协作的精神。实验教学在形式、内容和人员结构上都要与社会的需求和现代技术的发展同步,只有这样才能使培养出所需要的高技能创新人才,为实现我国的可持续发展提供强劲的动力。

[1]刘国买,罗意平. 加强实验教学改革,培育创新应用人才[J]. 中国大学教育,2002(6):19-20.

[2]岳松,蒋珍菊,芮光伟,等,基础化学实验教学改革探索与实践[J]. 实验科学与技术,2006,4(3):45-47.

[3]郭彦杰,刘越峰. 基础实验技术管理队伍的素质建设[J]. 实验室科学,2005(2):138-140.

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