電子技術(shù)實踐教學(xué)改革探析

時間:2022-01-02 04:01:39

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電子技術(shù)實踐教學(xué)改革探析

摘要:在“新業(yè)態(tài)”發(fā)展蹄疾步穩(wěn)的時代背景和產(chǎn)業(yè)需求下,以工程教育為指導(dǎo),依據(jù)《華盛頓協(xié)議》定義的畢業(yè)生素質(zhì)對電子技術(shù)實踐課程的教學(xué)在教學(xué)理念、實驗教學(xué)項目和內(nèi)容、實驗教學(xué)模式及評價考核體系方面進行改革,取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:工程教育;畢業(yè)生素質(zhì);電子技術(shù);實踐教學(xué)改革

一、工程教育理念對電子技術(shù)實踐教學(xué)改革的意義

隨著全球工業(yè)升級、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、工業(yè)化和信息化的深度融合,以大數(shù)據(jù)、人工智能等引領(lǐng)的工程“新業(yè)態(tài)”發(fā)展蹄疾步穩(wěn)。根據(jù)“新業(yè)態(tài)”的SPITH(規(guī)模、政治、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和人文),工程教育為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才支撐。在新的時代背景和產(chǎn)業(yè)界的需求下,我國本科教育面臨“工程實踐訓(xùn)練不足,當(dāng)前實踐教學(xué)中工程性、實踐性與創(chuàng)新性缺位”等一系列瓶頸[1]。因此,高等教育迫切需要嵌入工程教育,工程實踐教學(xué)日益成為我國高等工程教育改革的重點。電子技術(shù)課程涉及模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)[2],知識點多、教學(xué)內(nèi)容抽象,且與工程實際密切相關(guān),其實踐環(huán)節(jié)是引導(dǎo)學(xué)生進入工程應(yīng)用的入門實驗訓(xùn)練環(huán)節(jié),對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)至關(guān)重要[3],是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、工程素質(zhì)和創(chuàng)新意識的“新起點”[4]。基于《華盛頓協(xié)議》的工程教育理念,電子技術(shù)的實踐教學(xué)改革顯得尤為必要。

二、電子技術(shù)實踐教學(xué)改革

電子技術(shù)實踐教學(xué)經(jīng)過多年的探索,已取得較好的教學(xué)效果,但仍然存在以下弊端:實驗項目多為驗證型;實驗教學(xué)滯后于理論教學(xué),使實驗教學(xué)的目的只定位于驗證性和應(yīng)用性,其教學(xué)內(nèi)容的選擇和呈現(xiàn)方式不能適應(yīng)實踐的要求[5];實踐教學(xué)方法單一、僵硬;實踐內(nèi)容陳舊,實驗項目與本課程理論交融度不夠;實踐教學(xué)評價方式單一。鑒于此,面對目前人才培養(yǎng)方案的變革,對電子技術(shù)(實踐)進行了一系列的改革。1.教學(xué)理念的改革以學(xué)生為中心,提高畢業(yè)生的“就業(yè)力”而非“就業(yè)率”。針對不同的本科專業(yè),依據(jù)其專業(yè)設(shè)置目標(biāo),構(gòu)建多學(xué)科、跨學(xué)科的實驗教學(xué)知識體系;以學(xué)業(yè)成果為導(dǎo)向,對照《華盛頓協(xié)議》提出的畢業(yè)生素質(zhì),構(gòu)建科學(xué)的實驗內(nèi)容和實驗項目;依據(jù)《華盛頓協(xié)議》的畢業(yè)生素質(zhì)設(shè)計實驗教學(xué)模式;構(gòu)建科學(xué)的實踐評價考核體制。2.院系式專業(yè)電子技術(shù)實踐教學(xué)例如,貴陽學(xué)院機械工程學(xué)院有三個本科專業(yè):機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程、汽車服務(wù)工程,這三個專業(yè)均設(shè)置了電子技術(shù)(實踐)這門課程。這三個本科專業(yè)學(xué)科知識交叉互動且高度關(guān)聯(lián),符合院系式專業(yè)的典型特征。與機械設(shè)計制造及其自動化和汽車服務(wù)工程相比,機械電子工程專業(yè)對電子技術(shù)的掌握要求更高,其要求的人才知識結(jié)構(gòu)和電子方面的技術(shù)素養(yǎng)明顯不同。因此,依據(jù)不同專業(yè)特點及不同應(yīng)用需求,對各專業(yè)的學(xué)生采取不同的教學(xué)策略和教學(xué)要求,并設(shè)置不同的實驗項目和實驗內(nèi)容。3.依據(jù)《華盛頓協(xié)議》的畢業(yè)生素質(zhì)設(shè)計實驗項目和內(nèi)容《華盛頓協(xié)議》定義了一致性的畢業(yè)生素質(zhì)作為成果導(dǎo)向標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格,將畢業(yè)生素質(zhì)大致分為12條并歸屬于5類:專業(yè)能力、綜合素養(yǎng)、社交能力、跨學(xué)科能力和終身學(xué)習(xí)能力,以培養(yǎng)畢業(yè)生素質(zhì)為目的,優(yōu)化現(xiàn)有電子技術(shù)實驗項目和內(nèi)容。首先,設(shè)置實驗項目應(yīng)注重單元電路等基礎(chǔ)實驗,旨在提高WA1即專業(yè)知識能力。單元電路實驗一般用于驗證電子技術(shù)的相關(guān)理論,是對現(xiàn)有理論的驗證、鞏固、強化乃至發(fā)展新理論的有效途徑。其次,設(shè)置實驗項目應(yīng)適當(dāng)增加設(shè)計型實驗和綜合型實驗比例,旨在提高WA2即問題分析、WA3即設(shè)計/研發(fā)解決方案、WA4即調(diào)查能力。設(shè)計型實驗一般給出所需設(shè)計的功能及參數(shù)指標(biāo),要求學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的資源自主設(shè)計,這就要求學(xué)生應(yīng)具備一定查閱文獻的能力,先了解一些芯片手冊、現(xiàn)有的實驗方法,然后思考確定設(shè)計方案再實驗操作完成。綜合型實驗所采用的實驗技術(shù)多樣,涉及的實驗內(nèi)容不僅僅局限于本課程的綜合知識,而是多學(xué)科的融合,需要學(xué)生先查閱資料再確定實驗技術(shù)和方案,從而提高WA2、WA3和WA4能力。再次,設(shè)置實驗內(nèi)容時,應(yīng)注重實驗儀器儀表的正確使用、校正和電子線路的自我排障,旨在提高WA5即現(xiàn)代工具使用能力。學(xué)生在做實驗的過程中,首先自行判斷哪些儀器儀表、芯片、導(dǎo)線是好的,在做實驗的過程中自行排出故障,不能一遇到故障就請老師幫忙或申訴失敗原因是因為硬件故障等。最后,設(shè)置實驗內(nèi)容時,盡可能地給出虛擬的不同實驗經(jīng)費預(yù)算或者應(yīng)用規(guī)模等具體情境,要求學(xué)生根據(jù)不同的情境選擇不同的硬件和實驗方案,可提高WA11即項目管理和資金。通過此途徑,了解現(xiàn)有市面上常用的芯片型號、性能、市場價格及其應(yīng)用領(lǐng)域,根據(jù)性價比選擇和比較,讓學(xué)生初步了解項目經(jīng)濟決策。4.依據(jù)《華盛頓協(xié)議》的畢業(yè)生素質(zhì)設(shè)計實驗教學(xué)模式首先,部分實驗前置于理論,通過實驗感性地觀察實驗現(xiàn)象、逐步認(rèn)知理論,從而深入地掌握理論,解決了傳統(tǒng)的實驗課基本后置于理論課的弊端。其次,注重實驗前預(yù)習(xí)是提高WA2和WA4能力的有效措施之一。要求學(xué)生提前預(yù)習(xí),可在有限的實驗時間里提高效率,避免把過多的實驗課時間花費在查閱芯片手冊和方案論證上,進而節(jié)約時間成本。最后,注重小組模式,采用2—3人一組,旨在提高WA9即個人和集體工作、WA10即溝通和交流能力。在實驗過程中,讓小組成員樹立一個共同的目標(biāo),大家相互信任、彼此溝通交流、取長補短并分工協(xié)調(diào),最終完成實驗任務(wù),從而培養(yǎng)團隊合作意識和交流溝通能力。5.評價考核體系的改革電子技術(shù)(實踐)是一門獨立的考查課程,構(gòu)建科學(xué)的評價考核體制尤為必要。電子技術(shù)(實踐)課程學(xué)生成績由預(yù)習(xí)成績、現(xiàn)場驗收成績及實驗報告成績?nèi)糠謽?gòu)成,其權(quán)重為2∶5∶3。其中,現(xiàn)場驗收成績又由兩部分構(gòu)成,小組現(xiàn)場驗收成績和個人現(xiàn)場驗收成績,各占現(xiàn)場驗收成績的50%。首先,對實驗前預(yù)習(xí)進行檢查。對于驗證型實驗,需要學(xué)生計算出實驗理論值;對于設(shè)計型和綜合型實驗,要求學(xué)生在課前畫出電路的原理圖或芯片的引腳圖、電路圖等,進而提高實驗效率,培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)意識。其次,現(xiàn)場驗收。每次實驗以小組形式現(xiàn)場驗收實驗功能、實驗數(shù)據(jù)及實驗操作,根據(jù)實驗完成的效果進行評價和考核,給每組一個成績;再根據(jù)每個成員回答問題、學(xué)生實驗操作的規(guī)范性及學(xué)生參與實驗的參與度給每個小組的成員一個成績。小組成績和每個組員的個人現(xiàn)場驗收成績按照1∶1的比例構(gòu)成現(xiàn)場驗收成績。最后,重視實驗報告的撰寫,以提高學(xué)生的科研寫作素養(yǎng)。在以往的實驗教學(xué)過程中,發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生實驗過程和步驟描述不詳盡具體、實驗數(shù)據(jù)處理得馬馬虎虎、對實驗結(jié)果的描述不嚴(yán)謹(jǐn)。實驗報告隸屬于科技應(yīng)用文體,需要加強對學(xué)生該環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,要求學(xué)生客觀記錄實驗過程、實驗數(shù)據(jù),再完成實驗數(shù)據(jù)分析最終得出實驗結(jié)論。

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作者:徐志佳 舒澤芳 羅金剛 單位:貴陽學(xué)院