地方高校電類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

程秀芝 雷經(jīng)發(fā) 汪方斌 孫虹 龔雪 欒慶磊

摘 ?要 介紹目前地方高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的一些主要問題，指出實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)跟上理論課程學(xué)分制改革的步伐，在地方高等教育中發(fā)揮多元主體實(shí)踐作用，并構(gòu)建多元分層的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施。

關(guān)鍵詞 電類專業(yè);實(shí)驗(yàn)教學(xué);學(xué)分制;實(shí)驗(yàn)室;應(yīng)用型人才;校企合作;仿真軟件

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）19-0118-03

0 ?前言

傳統(tǒng)的電類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師一般注重實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、電路連接方法等示范的講解，卻忽略了對學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而這與地方高校創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念相悖，使得學(xué)生缺少創(chuàng)新意識和實(shí)踐探索精神。特別是工科電類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手、工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

目前，大部分地方高校實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)的網(wǎng)上選課學(xué)分制教學(xué)改革，但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是非學(xué)分制模式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育相對薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)分制也是對當(dāng)前理論學(xué)分制改革的進(jìn)一步深化[1]。

一般院校的電類專業(yè)本科畢業(yè)生主要是面向生產(chǎn)一線，而對理論課程實(shí)際應(yīng)用的掌握情況及實(shí)踐動(dòng)手能力，用人單位要求越來越高，促使高校加強(qiáng)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程改革，以適應(yīng)社會的需求。地方高校要改變實(shí)驗(yàn)教育理念，建立符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)體系，推行開放式實(shí)驗(yàn)，減小驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)比重，加大調(diào)試類和綜合設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)比重，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦、科技創(chuàng)新能力，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革具有重要意義。

1 ?主要改革措施研究

1.1 ?實(shí)施實(shí)驗(yàn)學(xué)分制

目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)跟上學(xué)分制理論教學(xué)的節(jié)奏，實(shí)施實(shí)驗(yàn)學(xué)分制[2]。多開設(shè)一些綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。對基礎(chǔ)性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)置不同的學(xué)分標(biāo)準(zhǔn)，對實(shí)驗(yàn)課應(yīng)由實(shí)驗(yàn)中心根據(jù)要求單獨(dú)采取考查與考試相結(jié)合的形式，學(xué)生必須達(dá)到一定的實(shí)驗(yàn)學(xué)分要求才準(zhǔn)予畢業(yè)，以此來不斷提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力[3]。

1.2 ?構(gòu)建實(shí)驗(yàn)共享平臺

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)科與學(xué)科之間的結(jié)合越來越密切。因此，學(xué)校應(yīng)打破學(xué)科之間的界限，對整個(gè)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源加以整合，科學(xué)合理地進(jìn)行資源布局，促進(jìn)學(xué)科之間、專業(yè)之間的有效合作。同時(shí)充分利用學(xué)校自身優(yōu)勢，拓展與企業(yè)合作共建實(shí)驗(yàn)室，這種合作模式使實(shí)驗(yàn)室建設(shè)更有特色。

目前，安徽建筑大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)擁有12個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、兩個(gè)省級實(shí)驗(yàn)示范中心，全校的電類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一在省級電工電子實(shí)驗(yàn)示范中心進(jìn)行，優(yōu)化整合了實(shí)驗(yàn)資源配置，同時(shí)提高了學(xué)校整體的教育教學(xué)水平[4]。優(yōu)化應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐人才培養(yǎng)規(guī)格、實(shí)驗(yàn)制度管理模式、設(shè)備與環(huán)境等方面，探索獨(dú)特的、具有積極示范推廣意義的改革成果。

1.3 ?加強(qiáng)軟件仿真環(huán)節(jié)

電類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般采用實(shí)驗(yàn)箱且大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始之前，一般教師先進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，然后讓學(xué)生按照指導(dǎo)書上設(shè)置好的實(shí)驗(yàn)步驟，把實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行重復(fù)，這也導(dǎo)致學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性不高，很難達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，只要一臺計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作。許多軟件都具有仿真功能，如EWB、Protel、Multisim等。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前可借助軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)仿真，也起到提前預(yù)習(xí)的作用，等正確無誤后再到實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試，可以為傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)起到輔助作用。另外，仿真實(shí)驗(yàn)不需要真實(shí)元器件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本[5]，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、真實(shí)而形象，可以增強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)效果的感性認(rèn)識，提高對實(shí)驗(yàn)的興趣。

1.4 ?建立實(shí)驗(yàn)室開放制度

開放實(shí)驗(yàn)室，意指實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將資源開放，給學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)主體，去主動(dòng)獲取知識技能。實(shí)驗(yàn)室開放，學(xué)生可以根據(jù)自己的空余時(shí)間，在網(wǎng)上提前預(yù)約，安排自己的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，根據(jù)自己的發(fā)展方向和特長，選擇本專業(yè)必修和選修實(shí)驗(yàn)，靈動(dòng)而自由，可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。

1.5 ?積極組織設(shè)計(jì)類競賽

近年來院系多次組織學(xué)生參加全國性的大學(xué)生設(shè)計(jì)競賽，并取得很好的成績。近三年，本專業(yè)學(xué)生成功參加30多項(xiàng)“西門子杯”挑戰(zhàn)賽、“恩智浦”杯智能汽車競賽、中國工程機(jī)器人國際公開賽，進(jìn)一步提升了學(xué)生專業(yè)自豪感。學(xué)院每年定期舉辦科技文化節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生參加課內(nèi)外科技文化活動(dòng)，參賽學(xué)生人數(shù)逐年增多，效果良好，體現(xiàn)了人才培養(yǎng)的科技創(chuàng)新觀。

1.6 ?積極拓展校企合作

為了更好地培養(yǎng)應(yīng)用型人才，服務(wù)于地方，要扎實(shí)推進(jìn)校企合作，加強(qiáng)教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的建設(shè)工作，積極鼓勵(lì)并組織教師深入企業(yè)生產(chǎn)、管理一線開展產(chǎn)學(xué)研活動(dòng)，不斷提高教師的實(shí)踐教學(xué)、科研創(chuàng)新與服務(wù)社會能力，為提升教育教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量提供原生動(dòng)力。校企合作的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)和學(xué)?！半p贏”的格局。一方面，企業(yè)可以利用學(xué)校幫助建立員工培訓(xùn)體系，大大提升生產(chǎn)效率;另一方面，學(xué)校通過和企業(yè)合作，了解企業(yè)、行業(yè)的發(fā)展趨勢和用工需求，并把企業(yè)學(xué)到的新知識融入教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)相結(jié)合，提高教育服務(wù)經(jīng)濟(jì)的能力。

近年來，院系已經(jīng)與寶能電力發(fā)展有限公司、高晶光電科技有限公司、聯(lián)寶電子科技有限公司、水安建設(shè)集團(tuán)、太古可口可樂、訊安信息科技有限公司、亞太日化、易磁達(dá)電磁科技有限公司、云智物聯(lián)科技有限公司等企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，讓學(xué)生參與其中，為以后的就業(yè)和科研工作做“熱身運(yùn)動(dòng)”。

2 ?實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

根據(jù)高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，學(xué)生要具有工程意識和創(chuàng)新能力[6]，構(gòu)建“基礎(chǔ)—專業(yè)—能力拓展”三層實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，如圖1所示。

對于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革，適當(dāng)保留一些經(jīng)典的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高綜合性應(yīng)用和設(shè)計(jì)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例，要跟上科技進(jìn)步的社會步伐[7]。

在實(shí)驗(yàn)方法上，引進(jìn)仿真軟件Multisim、電子設(shè)計(jì)CAD

軟件、Protel以及可編程器件設(shè)計(jì)軟件，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果的直觀性。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式上，在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，通過仿真軟件模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課上再通過實(shí)物實(shí)踐操作，實(shí)驗(yàn)課堂效果會更好。也可以課堂教學(xué)與課外創(chuàng)新興趣小組相結(jié)合，靈活采用多種教學(xué)模式。

在實(shí)驗(yàn)時(shí)間上，采用開放式教學(xué)。目前高校理論課已實(shí)行學(xué)分選課制，實(shí)驗(yàn)課也不可能像以往按班級來安排，學(xué)生可以采用網(wǎng)上預(yù)約的方式，靈活安排自己的實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備和教學(xué)資源。

3 ?預(yù)期改革效果

改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)分層次培養(yǎng)實(shí)踐技能人才，預(yù)期效果如下。

第一階段：培養(yǎng)電類基礎(chǔ)工科素質(zhì)能力。通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)儀器操作能力、數(shù)據(jù)處理能力和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科研實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。

第二階段：培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)能力。通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)理論知識的工程應(yīng)用能力，促進(jìn)工程素質(zhì)以及自主設(shè)計(jì)能力的提高。

第三階段：培養(yǎng)拓展創(chuàng)新的能力。通過拓展型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)施實(shí)驗(yàn)的能力，掌握初步的產(chǎn)品開發(fā)能力，以此擴(kuò)展并提高綜合素質(zhì)和復(fù)雜工程應(yīng)用能力。

針對不同的教學(xué)形式和內(nèi)容，采用多樣化的考核方法，考核過程規(guī)范化，鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新提高成績檔次，所構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系使學(xué)生的科學(xué)作風(fēng)、實(shí)踐創(chuàng)新和綜合解決實(shí)際問題能力得到提高。

4 ?結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，發(fā)揮著多元主體的實(shí)踐作用。因此，學(xué)校必須從思想上對實(shí)驗(yàn)教學(xué)加以重視，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，從學(xué)校上層領(lǐng)導(dǎo)到一線教師，自上而下統(tǒng)一認(rèn)識。任何一項(xiàng)改革，首先是人的思維意識的轉(zhuǎn)變，改革的順利進(jìn)行離不開人。從思想上轉(zhuǎn)變對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的態(tài)度，從根本上改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于相對薄弱環(huán)節(jié)的狀態(tài)，方能保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的順利進(jìn)行。

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