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地方高校电类专业实验教学改革研究

2021-01-06程秀芝雷经发汪方斌孙虹龚雪栾庆磊

中国教育技术装备 2021年19期
关键词:仿真软件学分制应用型人才

程秀芝 雷经发 汪方斌 孙虹 龚雪 栾庆磊

摘  要 介绍目前地方高校实验教学中出现的一些主要问题,指出实验教学应跟上理论课程学分制改革的步伐,在地方高等教育中发挥多元主体实践作用,并构建多元分层的实验教学改革措施。

关键词 电类专业;实验教学;学分制;实验室;应用型人才;校企合作;仿真软件

中图分类号:G642.0    文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2021)19-0118-03

0  前言

传统的电类基础实验教学,教师一般注重实验原理、实验步骤、电路连接方法等示范的讲解,却忽略了对学生独立思考和创新能力的培养。而这与地方高校创新应用型人才培养理念相悖,使得学生缺少创新意识和实践探索精神。特别是工科电类基础实验教学,要加强对学生实践动手、工程应用能力的培养。

目前,大部分地方高校实现了理论教学的网上选课学分制教学改革,但是实验教学还是非学分制模式。实验教学是高等教育相对薄弱的一个环节,实施实验教学学分制也是对当前理论学分制改革的进一步深化[1]。

一般院校的电类专业本科毕业生主要是面向生产一线,而对理论课程实际应用的掌握情况及实践动手能力,用人单位要求越来越高,促使高校加强相应实验课程改革,以适应社会的需求。地方高校要改变实验教育理念,建立符合应用型人才培养目标要求的实验实践教学体系,推行开放式实验,减小验证型实验比重,加大调试类和综合设计类实验比重,培养学生的动手动脑、科技创新能力,进行实验实践教学改革具有重要意义。

1  主要改革措施研究

1.1  实施实验学分制

目前实验教学应跟上学分制理论教学的节奏,实施实验学分制[2]。多开设一些综合设计性实验,培养学生分析和解决实际问题的能力。对基础性、设计性和创新性实验设置不同的学分标准,对实验课应由实验中心根据要求单独采取考查与考试相结合的形式,学生必须达到一定的实验学分要求才准予毕业,以此来不断提高学生的动手实践能力[3]。

1.2  构建实验共享平台

随着科学技术的发展,学科与学科之间的结合越来越密切。因此,学校应打破学科之间的界限,对整个学校的实验教学资源加以整合,科学合理地进行资源布局,促进学科之间、专业之间的有效合作。同时充分利用学校自身优势,拓展与企业合作共建实验室,这种合作模式使实验室建设更有特色。

目前,安徽建筑大学电气工程及其自动化专业拥有12个专业实验室、两个省级实验示范中心,全校的电类基础实验统一在省级电工电子实验示范中心进行,优化整合了实验资源配置,同时提高了学校整体的教育教学水平[4]。优化应用型人才培养模式,应加强学生实践能力的培养,在实验教学、实践人才培养规格、实验制度管理模式、设备与环境等方面,探索独特的、具有积极示范推广意义的改革成果。

1.3  加强软件仿真环节

电类专业的实验教学一般采用实验箱且大多是验证性实验。实验开始之前,一般教师先进行演示实验,然后让学生按照指导书上设置好的实验步骤,把实验步骤进行重复,这也导致学生参与实验的积极性不高,很难达到预期的实验效果。

随着计算机、网络、通信等先进技术的发展,只要一台计算机就可以进行虚拟实验操作。许多软件都具有仿真功能,如EWB、Protel、Multisim等。学生在实验前可借助软件实现计算机设计仿真,也起到提前预习的作用,等正确无误后再到实验室安装调试,可以为传统硬件实验起到辅助作用。另外,仿真實验不需要真实元器件和实验设备,节约实验成本[5],实验结果准确、真实而形象,可以增强学生对实验效果的感性认识,提高对实验的兴趣。

1.4  建立实验室开放制度

开放实验室,意指实验教学中将资源开放,给学生提供良好的实验环境,让学生成为实验主体,去主动获取知识技能。实验室开放,学生可以根据自己的空余时间,在网上提前预约,安排自己的实验计划,根据自己的发展方向和特长,选择本专业必修和选修实验,灵动而自由,可以进一步激发学习的主动性与积极性。

1.5  积极组织设计类竞赛

近年来院系多次组织学生参加全国性的大学生设计竞赛,并取得很好的成绩。近三年,本专业学生成功参加30多项“西门子杯”挑战赛、“恩智浦”杯智能汽车竞赛、中国工程机器人国际公开赛,进一步提升了学生专业自豪感。学院每年定期举办科技文化节,鼓励学生参加课内外科技文化活动,参赛学生人数逐年增多,效果良好,体现了人才培养的科技创新观。

1.6  积极拓展校企合作

为了更好地培养应用型人才,服务于地方,要扎实推进校企合作,加强教学科研团队的建设工作,积极鼓励并组织教师深入企业生产、管理一线开展产学研活动,不断提高教师的实践教学、科研创新与服务社会能力,为提升教育教学水平和人才培养质量提供原生动力。校企合作的实施,可以实现企业和学校“双赢”的格局。一方面,企业可以利用学校帮助建立员工培训体系,大大提升生产效率;另一方面,学校通过和企业合作,了解企业、行业的发展趋势和用工需求,并把企业学到的新知识融入教学中,实现产学相结合,提高教育服务经济的能力。

近年来,院系已经与宝能电力发展有限公司、高晶光电科技有限公司、联宝电子科技有限公司、水安建设集团、太古可口可乐、讯安信息科技有限公司、亚太日化、易磁达电磁科技有限公司、云智物联科技有限公司等企业开展产学研合作,让学生参与其中,为以后的就业和科研工作做“热身运动”。

2  实验教学体系建设

根据高校应用型人才培养要求,学生要具有工程意识和创新能力[6],构建“基础—专业—能力拓展”三层实验教学体系,如图1所示。

对于实验内容改革,适当保留一些经典的基础实验项目,提高综合性应用和设计创新型实验项目的比例,要跟上科技进步的社会步伐[7]。

在实验方法上,引进仿真软件Multisim、电子设计CAD

软件、Protel以及可编程器件设计软件,增强实验效果的直观性。

在实验教学模式上,在实验预习环节,通过仿真软件模拟实验,实验课上再通过实物实践操作,实验课堂效果会更好。也可以课堂教学与课外创新兴趣小组相结合,灵活采用多种教学模式。

在实验时间上,采用开放式教学。目前高校理论课已实行学分选课制,实验课也不可能像以往按班级来安排,学生可以采用网上预约的方式,灵活安排自己的实验时间和实验项目,充分利用学校现有的设备和教学资源。

3  预期改革效果

改革后的实验教学分层次培养实践技能人才,预期效果如下。

第一阶段:培养电类基础工科素质能力。通过基础实验项目的操作训练,培养学生的实验仪器操作能力、数据处理能力和严谨认真的科研实验作风。

第二阶段:培养专业技术能力。通过专业实验项目的综合训练,培养学生专业理论知识的工程应用能力,促进工程素质以及自主设计能力的提高。

第三阶段:培养拓展创新的能力。通过拓展型实验项目的训练,培养学生独立设计实施实验的能力,掌握初步的产品开发能力,以此扩展并提高综合素质和复杂工程应用能力。

针对不同的教学形式和内容,采用多样化的考核方法,考核过程规范化,鼓励学生通过实验创新提高成绩档次,所构建的实验教学体系使学生的科学作风、实践创新和综合解决实际问题能力得到提高。

4  结束语

实验教学是高校人才培养的关键环节,发挥着多元主体的实践作用。因此,学校必须从思想上对实验教学加以重视,转变教学观念,从学校上层领导到一线教师,自上而下统一认识。任何一项改革,首先是人的思维意识的转变,改革的顺利进行离不开人。从思想上转变对实验教学的態度,从根本上改变实验教学处于相对薄弱环节的状态,方能保证实验教学改革的顺利进行。

参考文献

[1]熊光红.浅谈地方高校完全学分制改革的实践与探索[J].教育现代化,2019(54):143-145.

[2]肖毅,尹德志,潘华,等.对实验教学学分制改革的探讨[J].成都纺织高等专科学校学报,2011(1):42-44,66.

[3]邵利敏,肖志刚,索雪松.学分制下电类专业实验教学改革的探讨[J].中国电力教育,2008(22):106-107.

[4]王迎春,吴雁,肖竹平,等.西部民族地区高校实验室开放共享的探索与实践[J].教育现代化,2019(54):131-133.

[5]张红民,贺晓蓉,万文略,等.“电气系统与检测控制虚拟仿真实验教学中心”构建与实践研究[J].教育现代化,2015(8):6-9.

[6]朱永华,眭国荣,基于科技创新平台的大学生创新能力培养机制研究[J].教育现代化,2015(6):19-22.

[7]闫永亮,韩万祥,阎俊,等.电子技术综合性设计性实验教学改革探索[J].实验室科学,2015(1):97-99.

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