電子類課程“以賽帶練”教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

電子類課程“以賽帶練”教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

蘭浩，汪魯才，陳俊名

摘要：利用競(jìng)賽資源作為電子類課程改革的突破口，在電子類課程推行“以賽帶練”教學(xué)模式，不僅能在教學(xué)內(nèi)容上引入競(jìng)賽的知識(shí)點(diǎn)，也能采用競(jìng)賽的方式展開(kāi)成績(jī)?cè)u(píng)定。經(jīng)過(guò)4年的教學(xué)實(shí)踐，該教學(xué)模式獲得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電子類課程；教學(xué)改革；以賽帶練

作者簡(jiǎn)介：蘭浩，男，湖南師范大學(xué)工程與設(shè)計(jì)學(xué)院講師，博士，主要研究方向?yàn)閼?yīng)用電子技術(shù)。

中圖分類號(hào)：G712

大學(xué)生的各類科技競(jìng)賽已成為衡量高校教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)而深受各高校的重視。通過(guò)各項(xiàng)賽事的舉辦，不僅檢驗(yàn)了各高校學(xué)生在各自學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新能力，更進(jìn)一步地促進(jìn)了對(duì)高校學(xué)生的綜合素質(zhì)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)和培育。各類科技競(jìng)賽的學(xué)科涵蓋面相當(dāng)廣泛，如：挑戰(zhàn)杯、全國(guó)大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等。然而，各高校如何利用好競(jìng)賽資源培養(yǎng)學(xué)生，是教學(xué)改革的突破口之一。

一、傳統(tǒng)教學(xué)的現(xiàn)狀與不足

通過(guò)對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)、組織學(xué)生參加各類競(jìng)賽以及畢業(yè)生就業(yè)狀況的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了在傳統(tǒng)教學(xué)模式培養(yǎng)下存在學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)能力不足的問(wèn)題。這種現(xiàn)象更多的體現(xiàn)在高校畢業(yè)生進(jìn)入公司、企業(yè)后，往往需要經(jīng)歷一段比預(yù)期時(shí)間更長(zhǎng)的崗前培訓(xùn)和實(shí)習(xí)適應(yīng)期，實(shí)際上是企業(yè)需求和高校培養(yǎng)培育目標(biāo)不能重合的體現(xiàn)，也一定程度上導(dǎo)致了學(xué)生就業(yè)問(wèn)題的產(chǎn)生。

傳統(tǒng)教學(xué)的不足，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是教學(xué)內(nèi)容與最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)之間有很大的差距；二是理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)之間的聯(lián)系不緊密。[1]傳統(tǒng)的理論教學(xué)為了保證其準(zhǔn)確性和基礎(chǔ)性，往往缺少當(dāng)前主流的技術(shù)和主流工藝的教學(xué)內(nèi)容。理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)聯(lián)系不緊密是各高校教學(xué)中普遍存在的現(xiàn)象。從表象上看，實(shí)踐教學(xué)所用的課時(shí)少，學(xué)分所占的比重低，教師和學(xué)生普遍對(duì)實(shí)踐相對(duì)輕視。從原因上分析，實(shí)踐教學(xué)的考核難度大，國(guó)內(nèi)的考核評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)以評(píng)分為主。實(shí)踐是一個(gè)具體性、整體性和操作性很強(qiáng)的活動(dòng)，相比于理論學(xué)習(xí)，對(duì)實(shí)踐學(xué)習(xí)的考核往往沒(méi)有合理的、具體的、細(xì)化的評(píng)判依據(jù)，最后以教師的印象和到課情況評(píng)分，學(xué)生和老師不免會(huì)產(chǎn)生走過(guò)場(chǎng)的思想。無(wú)法公平合理地評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)的質(zhì)量與實(shí)踐教學(xué)課時(shí)少、學(xué)分低的相互影響，從而形成惡性循環(huán)。

二、“以賽帶練”教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

“以賽帶練”的教學(xué)模式，即通過(guò)各類科技競(jìng)賽等方式帶動(dòng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，從而達(dá)到提高學(xué)生專業(yè)知識(shí)水平和實(shí)踐動(dòng)手能力、培養(yǎng)綜合型人才的目標(biāo)。

“以賽帶練”教學(xué)模式將科技競(jìng)賽融入到教學(xué)的多個(gè)環(huán)節(jié)，以強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的重要性，通過(guò)競(jìng)賽帶動(dòng)實(shí)踐教學(xué)。通過(guò)“以賽帶練”的教學(xué)模式，提高全體學(xué)生的專業(yè)知識(shí)水平，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)的認(rèn)識(shí)，使全體學(xué)生進(jìn)一步了解所學(xué)專業(yè)的實(shí)際工程應(yīng)用，提高部分學(xué)生的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品研發(fā)能力。[2]教師也通過(guò)“以賽帶練”教學(xué)模式相應(yīng)提高自己的教學(xué)水平。

(一)將“以賽帶練”引入到理論教學(xué)中

科技競(jìng)賽的內(nèi)容往往具有很強(qiáng)的時(shí)代性，能準(zhǔn)確地把握住電子技術(shù)發(fā)展的前沿特征。將往屆的科技競(jìng)賽所涉及到的專業(yè)知識(shí)融入到理論教學(xué)內(nèi)容中，授課時(shí)也采用競(jìng)賽的形式展開(kāi)對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理論分析和實(shí)際操作。例如：在自動(dòng)控制教學(xué)過(guò)程中，引入03年的液位點(diǎn)滴控制題目作為專題分析，讓學(xué)生利用課余時(shí)間以小組形式展開(kāi)對(duì)控制算法的最優(yōu)分析，在課堂上，通過(guò)實(shí)物驗(yàn)證各種算法的特點(diǎn)，這樣有利于在教學(xué)過(guò)程中比對(duì)各類控制算法的性質(zhì)、特點(diǎn)以及所適應(yīng)的控制對(duì)象。例如：在電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分教學(xué)過(guò)程中，提供07年的開(kāi)關(guān)電源的簡(jiǎn)化模型和實(shí)物，讓學(xué)生以小組形式展開(kāi)對(duì)電源和MOS管的學(xué)習(xí)，要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出提高電源工作效率的作品，這樣讓實(shí)際的設(shè)計(jì)案例融入到教學(xué)中。在課堂教學(xué)中采用對(duì)實(shí)際電路的分析和測(cè)量作為理論教學(xué)內(nèi)容補(bǔ)充，使學(xué)生將更為直觀。例如：07年的音頻信號(hào)分析儀、飛思卡爾智能車中的電磁檢測(cè)等部分，可以引入傳感器技術(shù)教學(xué)中；電腦鼠競(jìng)賽中對(duì)賽道信息的存儲(chǔ)和調(diào)用的過(guò)程，可以融入到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)中。

(二)將“以賽帶練”引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

實(shí)驗(yàn)是通過(guò)實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證理論知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。競(jìng)賽是專業(yè)知識(shí)的具體應(yīng)用，將競(jìng)賽的部分內(nèi)容加入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以極大的豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也可以采用競(jìng)賽式的實(shí)驗(yàn)評(píng)定方法。[3]例如：飛思卡爾智能車競(jìng)賽中的電磁檢測(cè)電路部分作為模電實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，將所用檢測(cè)電路的參數(shù)作為實(shí)驗(yàn)需要達(dá)到的目標(biāo)，待實(shí)驗(yàn)完成后學(xué)生將實(shí)驗(yàn)作品裝配到飛思卡爾電磁車構(gòu)成一個(gè)整體，在競(jìng)賽賽道上進(jìn)行試跑，以試跑成績(jī)作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于信號(hào)處理課程，競(jìng)賽過(guò)程中所測(cè)量的參數(shù)還可以為實(shí)驗(yàn)提供數(shù)據(jù)素材，例如：12年飛思卡爾智能車競(jìng)賽的電磁組倒立擺模型可以為濾波器的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)；12年湖南省電子競(jìng)賽的溫度控制可以為設(shè)計(jì)自動(dòng)控制器提供數(shù)據(jù)。

將“以賽帶練”引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅僅是將科技競(jìng)賽的內(nèi)容引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中，而且要充分發(fā)揮各類競(jìng)賽的培訓(xùn)作用，作為對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充。賽前培訓(xùn)是學(xué)生參與競(jìng)賽前對(duì)學(xué)生的集中培訓(xùn)，培訓(xùn)的內(nèi)容充實(shí)，實(shí)際應(yīng)用性高，針對(duì)性也較強(qiáng)。組織還沒(méi)有積累足夠的知識(shí)參加競(jìng)賽的學(xué)生參加賽前培訓(xùn)的講課環(huán)節(jié)，并鼓勵(lì)學(xué)生參與賽前培訓(xùn)，協(xié)助參賽隊(duì)員完成賽前的訓(xùn)練。在此過(guò)程中，學(xué)生不僅能感受到專業(yè)學(xué)科的綜合實(shí)際運(yùn)用，還能學(xué)到很多必要的技能和技巧，如PCB板的繪制、運(yùn)放的選擇、阻抗匹配、常用的經(jīng)典電路等等，極大的催化了學(xué)生理論知識(shí)向?qū)嵺`能力的轉(zhuǎn)化過(guò)程，同時(shí)也促進(jìn)了不同年級(jí)學(xué)生之間的經(jīng)驗(yàn)交流和學(xué)習(xí)。

(三)將“以賽帶練”引入到課程設(shè)計(jì)中

課程設(shè)計(jì)是對(duì)對(duì)應(yīng)課程以及之前所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，根據(jù)競(jìng)賽的形式和內(nèi)容，融入部分競(jìng)賽內(nèi)容作為課程設(shè)計(jì)題目。[4]例如：飛思卡爾智能車競(jìng)賽和全國(guó)大學(xué)生電腦鼠競(jìng)賽，可以設(shè)計(jì)并制作出一個(gè)簡(jiǎn)易電腦鼠硬件或者一臺(tái)智能循跡小車，亦可以將已搭建好硬件和底層軟件系統(tǒng)提供給學(xué)生，要求學(xué)生在此基礎(chǔ)上完成設(shè)計(jì)控制策略和算法的優(yōu)化。

三、“以賽帶練”的教學(xué)評(píng)價(jià)

隨著“以賽帶練”融入到教學(xué)中，在鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參與競(jìng)賽的同時(shí)，更應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生的興趣?！耙再悗Ь殹睉?yīng)該是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的有力補(bǔ)充，而不能讓理論和實(shí)踐教學(xué)讓路于競(jìng)賽。在教學(xué)評(píng)價(jià)方案的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)不同科技競(jìng)賽的性質(zhì)和特點(diǎn)，確定合理的評(píng)價(jià)方案。在教學(xué)評(píng)價(jià)方案的設(shè)計(jì)中，除了對(duì)學(xué)生理論和動(dòng)手能力提高有指標(biāo)性的要求，還要考察學(xué)生之間的交流與合作能力。學(xué)生對(duì)教學(xué)的評(píng)價(jià)要進(jìn)行跟蹤，學(xué)生經(jīng)過(guò)不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐，對(duì)專業(yè)會(huì)有更為深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)教學(xué)的評(píng)價(jià)會(huì)更為全面和客觀。

自2009年開(kāi)始施行這類型的教學(xué)改革以來(lái)，筆者所在學(xué)校在部分課程中加入了競(jìng)賽的內(nèi)容。從目前的實(shí)驗(yàn)改革結(jié)果來(lái)看，接受改進(jìn)后的畢業(yè)生，較未改進(jìn)的對(duì)口就業(yè)的比例提高了15%-20%，讀研的比例提高了近10%。在對(duì)口就業(yè)的畢業(yè)生中，都能夠輕松的接受和理解崗位培訓(xùn)的內(nèi)容。其中經(jīng)過(guò)選拔在實(shí)驗(yàn)室參與項(xiàng)目的學(xué)生全部具備直接參與研發(fā)的能力，在別人還在進(jìn)行崗位培訓(xùn)的時(shí)候，他們已經(jīng)融入了相應(yīng)的部門(mén)。

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[責(zé)任編輯陳國(guó)平]