“创客”理念在测控技术专业实践教学中运用方法初探

郭毅锋++黄丽敏��

摘要：创客教育是本世纪提出并兴起的一种新型教育模式，文章针对高等学校测控技术专业，在分析了该专业传统实践教学方法存在的问题及不足的前提下，提出了“创客”理念在实践教学当中的运用方法，阐述了该方法实施的具体条件及保障措施。

关键词：“创客”理念 测控技术专业 实践教学

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-5349（2017）11-0015-02

创客教育是一种融合信息技术，秉承“开放创新、探究体验”教育理念，以“创造中学”为主要学习方式和以培养各类创新型人才为目的的新型教育模式。[1]本世纪由美国提出并开始应用于各种层次的教育当中，对于我国而言，创客教育也在近几年在中小学以及高等院校逐步开展实施。2016年教育部在《教育信息化“十三五”规划》中明确提出要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。[2]由此可见，创客教育在目前是一个重要的、值得研究开展的教育方式，并在未来是一种教育发展的必然趋势。而对于高等教育而言，虽然目前各个高校都在进行创客教育的教学模式改革，但如何有效地引入“创客”理念的教育模式及具体的教学方法，都还处于探索阶段。对于工科专业，培养既具备坚实理论知识基础，又具有较强实践动手能力的创新性人才，是进入21世纪以来，在新时代、新的人才市场需求的背景下亟待解决的问题。[3]在诸多工科专业当中，测控技术与仪器专业既需要学生掌握大量的电子电路以及控制科学方面的理论知识，又需要学生学会测控技术在控制工程上的具体应用，实践教学对于该专业而言是非常重要的环节，只有让学生更多地自己动手、自己实践，才能真正达到将所学知识应用于工程应用的目的。其所需要的教育模式及教学方法非常适合于创客理念，而如何将现有的教学方法和手段合理地与创客理念教育相结合，提高教学效果，值得分析、探讨，并具有相当的教学改革研究意义。

一、测控技术专业传统实践教学存在的问题

对于测控技术专业而言，其实践教学环节是重要环节之一。传统实践教学模式主要由课程实验、课程设计以及实践教学基地实习构成。其中绝大多数专业基础课和专业课的实践教学，主要集中于课程实验。即开设与课程理论教学配套的实验课程，在教师进行理论课教学之后，安排学生到实验室做实验，以让学生了解所学理论知识如何在实际操作当中的运用。而这样的模式存在一定的局限性及不足。

（一）实验课时不足

根据教学大纲要求，目前测控技术专业所开设课程，其专业基础课及专业课一般为64学时、48学时或32学时，其中对应的实验课程学时最多为16学时。以广西科技大学电气与信息工程学院测控技术专业单片机原理及应用课程为例，其理论课时为48学时，实验学时为16学时；在该专业所有开设专业课程里面，其实验学时是最多的一门课程。对应16个学时，学生最多只能进行8个实验项目的练习。 由于单片机原理及应用这门课程是要让学生掌握以单片机为控制芯片的自动控制装置的设计开发方法，其接口电路设计以及软件编程语言和编程工具的熟练运用是该门课程的核心。如此少的实验时间，只能让学生仅仅了解所做实验项目的基本内容，没有充分的时间让学生熟练地掌握单片机接口及编程的方法。

（二）教学方法的单一

现在测控技术专业课程的教学模式一般首先由授课教师在教室进行理论知识的讲授，然后安排学生在固定的时间到对应实验室进行实验课程讲授，最后由学生在实验室完成实验项目的操作并提交实验报告。然而，在这样的模式下，学生仅能在有限的时间内，按照授课教师或实验指导书所提供的实验方法以及实验步骤进行模仿性实践，即所有的实验项目均为验证性实验，并非设计性、创新性实验。如此，学生在实验过程中，没有自己的思想与思维，相关实验项目完成之后，学生也不能完全知悉所做实验的真正意义，同样不能完全掌握所需要掌握的知识、技能以及方法。

（三）实验设备功能单一

目前高校中，绝大多数对于实践教学所用到的实验设备均是对应课程的教学实验设备，即某个实验设备是针对相应课程而设计，其能够完成课程教学大纲中所设置对应的实验项目教学。但正因为其针对性过强，基本所有硬件环节都按模块设置好，学生只需要按照“标准”的实验步骤进行简单连线及其操作就可以完成一个实验项目。如单片机原理及应用课程所用实验设备，学生只需要用杜邦线简单连线，并按照现有的实验例程，将程序代码输入单片机开发环境运行，便可以得到实验所需要的实验结果。此种模式下，学生只可能进行固定模式的实验，或者说只能进行所学课程中，预先设计好的各个知识点的单一功能的固化实验训练，并不能对某一门课程所学知识甚至多门课程知识进行综合性的实验训练。即便学生有自己的思维，想进行一些综合性的实验项目，其设备功能也不能达到。这就使学生得不到全面锻炼的机会，导致学生没有综合动手能力，其思维方式与思考能力也会不断下降。

二、“创客”理念的运用

如前文所述，传统的教育模式，对于工科专业学生，尤其对于测控技术这种需要大量动手实践才能让学生充分掌握所需知识的专业，在各个方面已经表现出了对于当代社会培养应用型创新人才的不适宜。而“创客”中“学中做，做中学”的核心理念，恰好能够改变目前对于测控技术专业学生培养当中出现的各种问题。

（一）开展课外实践活动

目前所培养的测控技术专业学生动手能力差，不能将所学理论知识合理、充分地运用到具体工程当中，主要是因为所开设课程没有足够的课内实践教学的学时。而在目前的教育模式下，又不可能大幅度增加课内实践教学环节的时间，那么，可以考虑将相关环节移往课程教学时间以外。结合“大学生电子设计竞赛”“挑战杯”“大学生创新创业项目”等大学生科技活动，各个课程的授课老师同时兼任学生科技活动的指导教师，针对学生所参加的各种科技科技活动，结合课堂所讲授的理论知识以及实验课程所涉及的实践方法，对学生进行全方位的实践指导。由于所有的课外科技活动所需时间都远大于课程教学计划内的时间，所以，通过此过程可以让学生在面对具体的设计项目或者工程项目当中，有充分的时间和精力，并在不断的动手过程中，更好地掌握所学知识的具体应用方法，提高学生的动手能力，真正使学生在“做”中感受到乐趣，进一步激发学生对于“学”的主观能动性。

（二）提供课外实践的设备及场地

要使学生在课外积极开展实践动手活动，就要向学生提供一定的活动场地以及通用实验设备。针对测控技术专业的学生，因为其主要课程都是基于电路、检测、控制等方面的内容，并不需要什么大型的被检测或控制对象来开展，所以开放或建设与当前相关各个专业课程实验室规模大致一样的实验场地就可以满足该专业学生课外实践的需求。广西科技大学电气与信息工程学院则主要针对测控技术专业的学生建立了一个专门用于学生课外实践的实验室，配备桌椅以及相关仪器设备，供学生课外使用。其中，仪器设备主要提供示波器、信号发生器、实验电源等该专业涉及的同样设备；并提供电阻、电容、半导体分离/集元件等所需要用到的基本元器件及材料。学生利用场地和器件设备，可以自主考虑设计、制作电子电路作品，在不定时、不定期与指导教师的交流中发掘自己的创新思维能力，提高自身的实践动手能力，同时还提高了相应的工程实践经验。

（三）建立合理的管理制度

由于开展学生课外的科技实践活动具有时间不确定、人员不固定等特点，所以需要建立一套完整的规范管理制度，才能够使实践活动正常、有序地开展。其需要从人员管理、设备管理、器件及材料管理、场地管理等多方面进行考虑。如人员的出入场登记、仪器使用申请、元件及材料使用申领等，都需要根据具体情况不断调整、修改，充分发挥学生自主开展创新设计及制作研发的实践动手效率以及所提供给学生用于课外实践的场地和器件设备的利用效率。

综上所述，在总结测控技术专业传统实践教学模式的前提下，结合“创客”理念，对如何“学中做，做中学”进行分析并提出了一些看法，经广西科技大学电气与信息工程学院针对测控技术专业学生运用文中所述的方法开展课外教学验证，在提高学生实际动手能力以及拓展学生创新思维能力方面取得了一定的效果。

参考文献：

[1]杨现民，李冀红. 创客教育的价值潜能及其争议[J]， 现代远程教育研究，2015（2）：23-34.

[2]中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要[R].2016.

[3]周如俊.基于创客教育理念的高校艺术类专业教学模式研究[J].教育理论与实践，2016（24）：9-11.

責任编辑：孙瑶