专业评估视角下电气信息类人才“以赛促教，以赛促学”的实验实践教学模式改革

韩涛 凌六一 王成军 欧阳名三

摘要针对现有电气信息类实验实践教学中教师水平参差不齐，实验教学多为验证性实验，实践教学内容单一，无法高效培养学生创新能力和工程应用能力的问题，提出了“以赛促教，以赛促学”的电气信息类实验实践教学新模式。在课前，教师教分析，学生学架构。在课中，教师教理论，学生学应用。在课后，教师教扩展，学生学创新。通过新教学模式改革，使得电气信息类专业教师理论水平得到加强，专业知识得到扩展，也使学生创新能力得到培养，动手能力得到锻炼，解决工程应用问题的能力得到提高，最终通过学科竞赛，实现了教师和学生的共同进步。

关键词 以赛促教；以赛促学；电气信息类专业

中图分类号：G642文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2022.02.019

电气信息类专业是一门重要的传统专业，包含电气自动化、电工电子、信号处理等相关技术，培养合格的电气信息类专业人才，对于我国信息化、工业化迅速发展具有重要意义。[1]据统计，在2020年，电气信息类专业人才缺口为750万人，到2025年，电气信息类专业人才缺口会增加到950万人，[2]而在高等院校的电气信息类专业面临大而不强，培养的电气信息类专业人才在实际的工程应用中还有差距，缺少工程应用能力和适应性，电气信息类人才培养模式面临巨大挑战，亟需一种能提高学生工程应用能力，熟练掌握系统开发方法、具有举一反三能力的新的教学方式。[3][4]

专业评估工作依据预设的评估指标，利用可行的评估手段，通过定性与定量分析，对专业进行价值判斷。在专业评估的大背景下，可以找出专业建设各环节存在的问题，其中就包括实践教学体系中存在的各种问题。提高学生工程应用能力，需要培养学生在对理论知识深刻理解的基础上，加强电气信息系统的认识，能独立的设计出适用于现场工程环境的各种电气信息类系统，并举一反三的将这些系统进行扩展，能迅速的应用在相似工程环境中，提高科技生产力，这些能力的培养需要学生不断的参加相关专业的竞赛比赛，不断打磨自己的技术技能。[5][6]在2019年的《教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》中更是提出，加强学生理性参加竞赛，以赛促教、以赛促学，已达到“学生忙起来、教师强起来、管理严起来、效果实起来”的效果。[7]

1电气信息类专业实验实践教学现状

由于高校的电气信息类专业是电气、控制、电子和通信多种学科的交叉融合，广泛的应用到其他各类专业学科当中，因此对实验实践教学要求较高，现有的电气信息类实验实践教学还存在着不足之处。

1.1实验教学系统性较弱

传统的电气信息类专业实验教学大多还停留在原理验证性实验阶段，针对某门理论课程中较为重要的原理，搭建实验电路，测得数据，进行分析验证，这种实验电路结构固定、功能单一，扩展性差，仅仅能帮助学生加深对现有理论的认识，而对于培养实际电路设计与应用能力作用有限，且由于这些原理仅仅是某些专业课程中几个零散重要原理，相互之间联系较弱，实验课程设置的系统性也往往较差。

在一些实践课程的教学中，如收音机实习、毕业设计等，虽然涉及一些电路系统功能组成有所分析，却没有深入的讲解每个组成部分中涉及的基本原理，对如何进行原理性扩展，设计出其他不同功能的电路缺乏系统性引导。这种实践教学无法做到将理论知识与实际应用进行系统性融合，缺乏理论深度，无法培养学生的创新能力。

1.2实验教学模式不合理

传统的电气信息类专业实验实践教学过程，课前仅仅要求学生对即将实验的内容进行预习，了解所要验证的原理，学习实验过程中所用到的仪器设备。课中通过老师的讲解进一步掌握实验原理，了解实验步骤，学习如何搭建所需电路，如何测试所需数据。课后通过对实验数据进行一系列的分析处理得出验证性结论，完成实验报告。实验课程的学习效果反馈，教师只能通过学生上交的实验报告进行了解。实践类教学则更多地使用教师讲解，学生模仿实现的方式进行一些电路系统的实现。

这些传统的实验实践教学模式，模式缺乏灵活性、教学过程存在生搬硬套的问题，实验教学缺乏目标性和系统性，最终导致学生学习过程缺乏兴趣，积极性不高，更无法培养学生工程应用能力。

针对上述高校电气信息类专业实验实践教学的不足，利用“全国大学生电子设计大赛”“西门子杯中国智能制造挑战赛”等各种电气信息类学科竞赛，[8][9]对电气信息类专业实验实践教学内容及模式进行改革，以提高学生的创新能力和工程应用能力。

2“以赛促教、以赛促学”电气信息类专业实验实践教学新模式

电气信息类学科竞赛，需要参加的学生在一个确定时间内，完成具有一定功能和性能指标的电路系统，需要学生具有较好的电气信息类各种理论知识、硬件系统设计、软件编程基础，对学生的创新能力、分析能力、动手能力、意志力等素质也有着较高的要求。[10]围绕电气信息类学科竞赛，以培养符合国家发展需要、促进科技进步的合格专业人才为目标，设计出“以赛促教，以赛促学”的电气信息类实验实践教学新模式，如图1所示。

2.1以赛促教，提高教师教学水平

参加电气信息类学科竞赛，离不开教师的悉心指导，这就要求教师对竞赛涉及的相关学科知识、技术有较深的理解，通过对某一个学科竞赛的题目系统性的教学，培养学生独立思考，自主学习的能力。

在课前，教师教分析。教学生如何对某个学科竞赛的题目进行分析，针对其需要实现的功能及性能指标，深入理解其中涉及的学科知识，结合学生现阶段知识储备和动手能力，选择一个难度适中的题目。指导学生从理论上和实践上做科学合理的分析，将参赛作品从硬件电路结构和软件算法程序进行分解分析，再将相关的电路组件和算法模块组合成一系列电路子系统，最终将这些子系统作为每次实验实践教学的课程内容进行教学。这种实验实践教学课程内容的设置，整体上实现一个具有一定功能和性能指标的电路系统，有较好的系统性；每次实验内容实现一个电路子系统，使得单次实验也能具有较好的完整性。

在课中，教师教原理。将课前分解出的每个电路子系统作为每次实验课程内容，充分讲解该子系统涉及的理论知识和操作技能，如子系统的电路结构、电子元器件使用、电路子系统工作原理、自动控制原理、通信方式及原理、嵌入式编程等。由于每个子系统包含多门电气信息类专业课程知识，如果想要在学科竞赛中取得较好成绩，就要求指导教师具备较深的理论水平，这对教师也是一种挑战，调动了教师不断更新知识、钻研科学技术的积极性，必将带来教师和学生水平的共同提高。

在课后，教师教扩展。指导学生根据实验课中讲到的相关理论技术，设计一些新的电路子系统，让学生了解到，基本理论和关键技术可以扩展应用到其他很多领域。这要求教师除了对本学科领域深入研究外，还需要对其他领域有所涉猎，促使教师不断丰富自身的知识储备，进一步提高教师科研水平。

2.2以赛促学，加强学生工程应用能力

参加电气信息类学科竞赛，还需要学生具有较高的综合素质，努力学习，独立思考、不断提升理论知识，不断磨炼动手能力，勇于创新。

在课前，学生学架构。学生应理解一个复杂完整的电路系统应由一系列子系统组成，通过一系列子系统的组合搭建，逐渐完成一个完整的复杂系统，学会复杂系统的设计。这种从总体上对电路系统的思考，会让学生设计电路具有很强的全局观和系统性，提高了學生逻辑思维能力。

在课中，学生学应用。学生需要将学到的理论知识进行深入理解，在理论指导实践的基础上，认真仔细的设计实现出每个电路子系统。再通过反复实验，得出每个电路子系统的电路性能，以及影响这些性能参数的相关要素，掌握每个电路子系统的电路特性、控制算法。这种针对每个电路子系统进行设计并实验的过程，可以强化学生对原理、算法的深入理解，培养学生的耐性和毅力，提高学生的动手能力。

在课后，学生学创新。学生在教师进行扩展教学的基础上，进一步发现相关原理、算法的应用范围，学会将掌握的知识技能扩展到多个应用领域，发现新理论，发明新方法，探索新应用。这种教学方式可以帮助学生开阔眼界，启发学生的创新性，促进学生独立探索的积极性，使得整个实验实践教学过程起到举一反三的作用。

最后，教师通过分析各个部分得分情况分析学生对电子电路、自动控制、软件编程等理论与实践的掌握情况，评估学生动手能力、分析能力、创新能力的培养情况，调整教学重点，针对性的优化培养模式和内容，不断提高教学效果。

3结论

本文针对电气信息类专业实验实践教学多以验证性实验为主，实践内容简单，无法较好培养学生解决实际工程应用能力的问题，提出了“以赛促教，以赛促学”的电气信息类专业实验实践教学新模式。通过对学科竞赛的系统性分析、深入理论探索、广泛扩展到多个应用领域，使实验实践教学有的放矢，使学生的科研兴趣得到激发，理论水平不断提高，创新能力逐渐增强，理论联系实际解决实际工程应用能力也获得锻炼，实验实践教学模式改革效果显著。

基金项目：安徽省教育厅省级重点教学研究项目（项目编号：2019JYXM1165）；安徽省创新创业教育线上线下混合式和社会实践课程（项目编号：2020XSXXKC152）。

参考文献

[1]刘艳，李擎，李江昀，等.电气信息类创新人才培养的探索与实践[J].高等理科教育，2020（02）：111-115.

[2]陈为真，牟怿.地方高校电气信息类复合型人才培养模式研究[J].教育教学论坛，2020（27）：313-314.

[3]李明磊，杜娟，王传毅，等.新工科：政策实践与研究进展[J].高等教育研究学报，2020（1）：60-65.

[4]王华，吴桂清，刘红霞，等.“新工科”理念下的电气信息类专业实验教学体系建设[J].实验技术与管理，2020，37（12）：13-16.

[5]何莉，曾兆敏，穆晓霞.以赛促教在教学实施过程中的研究[J].电脑知识与技术，2021，17（20）：223-224.

[6]王曼.“以赛促学，以赛促教”模式在计算机教学中的实践探索[J].无线互联科技，2021，18（10）：149-150.

[7]教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见[J].中华人民共和国教育部公报，2019（09）：26-30.

[8]张志，姚娜，唐校，等.“以赛促教，以赛促学”促进应用型人才培养的探索与实践——以“电力电子技术”课程为例[J].东莞理工学院学报，2020，27（05）：126-130.

[9]段金英，张晓娟.“以赛促教、赛教融合”实践教学模式改革——以《电气控制技术与PLC》为例[J].电子测试，2021（13）：134-136.

[10]滕召胜，汪沨，欧阳博，等.电气信息类学科竞赛管理模式的改革与实践[J].实验技术与管理，2019，36（06）：21-24.