電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)研究與管理平臺實現(xiàn)
——借鑒德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)實踐教學(xué)模式

岑盈盈,莫云峰,戴 敏,章曉眉

(浙江科技學(xué)院a.工程訓(xùn)練中心;b.信息與電子工程學(xué)院,杭州310023)

電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)研究與管理平臺實現(xiàn)
——借鑒德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)實踐教學(xué)模式

岑盈盈a,莫云峰b,戴 敏a,章曉眉a

(浙江科技學(xué)院a.工程訓(xùn)練中心;b.信息與電子工程學(xué)院,杭州310023)

在對電工電子實習(xí)教學(xué)現(xiàn)狀、模塊化教學(xué)項目進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上,借鑒德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的教學(xué)模式,提出了電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)內(nèi)容體系,設(shè)計了基礎(chǔ)、應(yīng)用和拓展三類電工電子實習(xí)模塊。同時,探索了利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生自主參加電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)的相關(guān)方式,構(gòu)建了電工電子實習(xí)計算機(jī)輔助教學(xué)新環(huán)境,并進(jìn)行了教學(xué)實踐與計算機(jī)輔助教學(xué)管理的有機(jī)結(jié)合。

電工電子實習(xí);模塊化教學(xué);自主學(xué)習(xí);網(wǎng)絡(luò)平臺

電工電子實習(xí)基地是應(yīng)用型高校培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的重要基地。實習(xí)中采用模塊化教學(xué)是充分利用現(xiàn)有資源,向?qū)W生開放硬件和軟件資源,提高設(shè)備共享和使用效率的有效措施,也是促進(jìn)實踐教學(xué)和人才培養(yǎng)模式改革,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求。

浙江科技學(xué)院(以下簡稱浙科院)與德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)進(jìn)行了30年的合作,課題組多年來借鑒德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的辦學(xué)經(jīng)驗,結(jié)合學(xué)校辦學(xué)的實際情況,在加強(qiáng)提高學(xué)生的電工電子實習(xí)應(yīng)用能力方面,不斷進(jìn)行教學(xué)研究與實驗探索,利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)理念,構(gòu)建了實習(xí)教學(xué)新環(huán)境并取得了一定的成效[1]。

1 電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)

1.1 電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)的意義

在理工科高校中,電工電子實習(xí)是實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中一個重要的組成部分,是提高學(xué)生動手能力的有效途徑。實習(xí)的主要目的是將所學(xué)到的專業(yè)知識應(yīng)用到工程實際中,將感性和理性的專業(yè)知識融合起來,深層次地強(qiáng)化專業(yè)知識。扎實、有效的電工電子實習(xí)教學(xué)活動,對學(xué)生加深工程技術(shù)意識,為后續(xù)學(xué)習(xí)、實踐及畢業(yè)后所從事的工程技術(shù)工作將產(chǎn)生重要影響[2]。

電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)打破了按照學(xué)科型人才培養(yǎng)模式下的傳統(tǒng)教學(xué)模式,它按照不同的實習(xí)內(nèi)容與任務(wù),分解為若干個實習(xí)“模塊”,將整個實習(xí)內(nèi)容進(jìn)行重新構(gòu)建。學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣與愛好,自主進(jìn)行選擇,將以教師的“教”為中心轉(zhuǎn)化為以學(xué)生的“學(xué)”為中心,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),達(dá)到良好的教學(xué)效果。模塊化教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的有效途徑之一,國內(nèi)許多高校也在嘗試電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)。本課題的研究成果對高校電工電子實習(xí)教學(xué)活動和教學(xué)改革具有重要意義。

1.2 浙科院電工電子實習(xí)教學(xué)狀況

浙科院工程訓(xùn)練中心開設(shè)電工電子實習(xí)教學(xué)活動比較早,借鑒了德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的成功經(jīng)驗,并結(jié)合學(xué)校的實際情況進(jìn)行了探索。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐,內(nèi)容不斷豐富和完善,特別是近幾年來在浙江省教育廳和學(xué)校的資助下,課題組開展了一系列的電工電子實習(xí)教學(xué)的改革與探索,進(jìn)行了模塊化教學(xué)方式的探究與實踐,積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗,取得了一定的成效[3]。

電工電子實習(xí)是面向電類及非電類工科專業(yè)學(xué)生的重要實踐環(huán)節(jié)。根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)計劃,一般實習(xí)時間安排為1至2周,以接受比較全面的工程訓(xùn)練的實踐性教育。通過電工電子實習(xí),能夠使學(xué)生了解相關(guān)技術(shù)的發(fā)展前沿,提高學(xué)生動手能力和工程實踐能力。通過直接的工程實踐訓(xùn)練,使學(xué)生具有一定的工程意識,掌握更多的知識和技能,提高實踐能力和創(chuàng)新精神[4]。

但是,在電工電子實習(xí)教學(xué)實踐中也存在一些問題。諸如:學(xué)生自主能力差和專業(yè)緊密度不夠,在教學(xué)改革與教學(xué)研究方面,大多數(shù)實習(xí)教學(xué)研究局限在某一特定的課程實踐中;研究者鮮有用高等教育學(xué)或大學(xué)課程論的基本原理來探討模塊化實踐教學(xué)理論的;在實施過程中,如何權(quán)衡綜合創(chuàng)新、擴(kuò)大學(xué)生選擇的自由度與學(xué)生的基本實踐能力和基本素質(zhì)培養(yǎng)之間的矛盾,如何改革電工電子實習(xí)教學(xué)活動的形式,如何在電工電子實習(xí)中建立一套有效的自主型模塊化的實習(xí)教學(xué)模式,教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)課時安排如何更合理,等等[5]。

2 電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)研究的內(nèi)容

借鑒德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)相關(guān)經(jīng)驗,在多年來研究與實踐的基礎(chǔ)上,主要從電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)體系、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的計算機(jī)輔助教學(xué)、實習(xí)成績的考核與評價、模塊化實習(xí)教學(xué)管理平臺的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)4個方面進(jìn)行了研究和探索。

2.1 電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)體系

課題組將電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)內(nèi)容的基本框架設(shè)計為基本實習(xí)、應(yīng)用實習(xí)和拓展實習(xí)3個模塊,并在這3個模塊下進(jìn)一步分解為子模塊,根據(jù)專業(yè)要求確定各模塊應(yīng)達(dá)到的知識結(jié)構(gòu)和能力。學(xué)生可以根據(jù)專業(yè)要求和興趣,自主選擇相應(yīng)的若干個子模塊,進(jìn)行多層次、多方向的實習(xí)訓(xùn)練,充分發(fā)揮自己的專業(yè)特長和創(chuàng)新積極性。并對實習(xí)內(nèi)容、績效分析、教師的作用、學(xué)生在實習(xí)項目中所處的地位等進(jìn)行一系列研究[3]。

基本實習(xí)模塊是實習(xí)的基礎(chǔ),由基本理論與基本技能兩部分組成,主要培養(yǎng)學(xué)生基本的學(xué)習(xí)能力、思考能力、表達(dá)能力及動手能力等基礎(chǔ)綜合實踐能力;應(yīng)用實習(xí)模塊是培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用與實際操作能力的獨立模塊,主要是提高學(xué)生實踐技能、分析問題和解決問題的能力;拓展實習(xí)模塊是對專業(yè)有關(guān)知識外延的模塊,以加大實習(xí)的信息量,采用工程項目教學(xué)法,通過設(shè)計制作來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,檢驗項目實施過程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作能力、解決問題能力和綜合能力等。

2.2 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的計算機(jī)輔助教學(xué)

電工電子實習(xí)應(yīng)打破傳統(tǒng)的教學(xué)方法,除了傳統(tǒng)的現(xiàn)場實習(xí)以外,還可以借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)的手段,采用虛擬實習(xí)或演示實習(xí)等進(jìn)行輔助教學(xué)。課題組對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開展開放型虛擬實習(xí)教學(xué)進(jìn)行了較長時間的研究與改進(jìn),對實習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分析,將教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行整合,結(jié)合微課及視頻教學(xué)、虛擬實習(xí)演示,促進(jìn)學(xué)生以實習(xí)內(nèi)容為中心進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.3 實習(xí)成績的考核與評價

在傳統(tǒng)的應(yīng)試教育中,對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的評價往往以考試成績?yōu)橐罁?jù),如果在實習(xí)成績評價中也沿用此方法,評價將失去存在的價值。因為在電工電子實習(xí)中,知識應(yīng)用和能力發(fā)展遠(yuǎn)比掌握知識的基本概念重要得多。因此,工程訓(xùn)練中心對開放型實習(xí)成績評價體系進(jìn)行了研究,提出了多元化的評價方法,使得成績的評定更為合理,從而有利于學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)[6]。

2.4 電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)管理平臺的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

該管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)以模塊化教學(xué)模式為基礎(chǔ),以便捷開放為目標(biāo),主要考慮以下功能:模塊設(shè)置、內(nèi)容管理、模塊選擇管理、模塊化實習(xí)教學(xué)的實施管理、實習(xí)的考核管理等。

3 電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)管理平臺的構(gòu)建

3.1 平臺構(gòu)建的總體設(shè)計思路

教學(xué)管理平臺系統(tǒng)的設(shè)計是在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下,為學(xué)生構(gòu)建利用計算機(jī)輔助教學(xué)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的主要方法,以計算機(jī)輔助教學(xué)管理為教學(xué)管理手段[7],以提高學(xué)生電工電子實踐操作能力為主要目標(biāo)。

平臺功能如圖1所示,分為基地概況、教學(xué)信息、電子教材、視頻微課、討論交流、在線測試、實習(xí)報告、成績管理、成果展示、用戶管理10個模塊。

圖1 電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)管理平臺功能圖Fig.1 Functional diagram of teaching management platform for electrical and electronic practice

3.2 平臺功能模塊

3.2.1 基地概況模塊

該模塊包括基地簡介、師資隊伍、設(shè)備環(huán)境、規(guī)章制度4個子模塊。分別介紹了電工電子實習(xí)基地的基本情況、師資力量、主要儀器設(shè)備、實習(xí)基地的相關(guān)規(guī)章制度,以及安全操作規(guī)程等。

3.2.2 教學(xué)信息模塊

該模塊包括電工電子實習(xí)教學(xué)大綱、教學(xué)安排、教學(xué)課表及通知公告4個子模塊。

3.2.3 電子教材模塊

該模塊包括基本模塊、應(yīng)用模塊和拓展模塊3個子模塊,每個子模塊下分若干個章節(jié)。學(xué)生按照章節(jié)模塊分類的電子教材進(jìn)行自主學(xué)習(xí)(實習(xí)預(yù)習(xí))。

3.2.4 視頻微課模塊

該模塊包括基本模塊、應(yīng)用模塊和拓展模塊3個子模塊。學(xué)生通過觀看視頻微課來進(jìn)行自主學(xué)習(xí)(實習(xí)預(yù)習(xí)),在學(xué)習(xí)過程中既獲得直觀的教學(xué)信息,又增加了學(xué)習(xí)的興趣,這樣可獲得較佳的教學(xué)效果。

3.2.5 討論交流模塊

該模塊包括群組討論、個別交流、教師答疑3個子模塊。對在學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的問題進(jìn)行學(xué)生之間或師生之間的討論交流,教師也可以通過教師答疑子模塊對學(xué)生群體或個別進(jìn)行輔導(dǎo)。

3.2.6 在線測試模塊

該模塊包括學(xué)生基本練習(xí)和知識自測2個子模塊。學(xué)生可以通過完成基本練習(xí)題來鞏固所學(xué)的知識。通過測試既能反饋學(xué)生對知識點的掌握程度,又能從側(cè)面反映出該學(xué)習(xí)資料的接受程度。

3.2.7 實習(xí)報告模塊

該模塊提供學(xué)生網(wǎng)上撰寫實習(xí)報告的環(huán)境。

3.2.8 成績管理模塊

該模塊包括成績錄入、成績匯總、成績查詢3個子模塊。教師進(jìn)行成績錄入和成績匯總,學(xué)生可以在成績查詢中查詢自己實習(xí)成績。

3.2.9 成果展示模塊

該模塊主要展示學(xué)生優(yōu)秀的實習(xí)作品。如展示學(xué)生參加相關(guān)學(xué)科競賽獲獎的作品,拓展模塊實習(xí)作品,以及在應(yīng)用模塊中學(xué)生自己設(shè)計制作的作品等。

3.2.10 用戶管理模塊

該模塊包括用戶注冊和注冊管理2個子模塊。用戶分學(xué)生用戶、教師用戶、管理員用戶3類。學(xué)生用戶擁有瀏覽、評測、提問及討論等權(quán)限;教師用戶能夠上傳、修改學(xué)習(xí)資料(微課),供學(xué)生用戶學(xué)習(xí)、追蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度;管理員用戶權(quán)限主要為維護(hù)平臺正常進(jìn)行[8]。

實踐結(jié)果證明,利用上述管理平臺功能后,在管理規(guī)范化、管理效率、師生交流、學(xué)生反應(yīng)度方面都有了明顯的提升。

4 電工電子模塊化教學(xué)活動的流程

電工電子模塊化教學(xué)管理平臺主要是利用計算機(jī)輔助教學(xué)進(jìn)行研究,電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)活動流程如圖2所示。其中:實習(xí)教學(xué)引導(dǎo),主要引導(dǎo)幫助學(xué)生進(jìn)入自主模塊化實習(xí)教學(xué)活動;實習(xí)模塊選擇,根據(jù)實習(xí)教學(xué)活動引導(dǎo)選擇實習(xí)模塊;預(yù)習(xí)方式選擇,可以選擇自主學(xué)習(xí)的理論知識電子教案或?qū)嵙?xí)演示實習(xí)視頻或微課;討論交流,學(xué)生之間就某一實習(xí)內(nèi)容進(jìn)行群體專題討論或個別交流;網(wǎng)上指導(dǎo),集中教師與學(xué)生之間的個體或集中化的指導(dǎo);實習(xí)知識自測,自我測試學(xué)習(xí)情況;實習(xí)操作步驟,介紹實習(xí)操作步驟,并可讓學(xué)生在實習(xí)中即時查閱;實習(xí)報告撰寫,學(xué)生可在網(wǎng)上撰寫實習(xí)報告,平臺自動生成實習(xí)報告;實習(xí)成績評定,教師對學(xué)生的實習(xí)成績進(jìn)行網(wǎng)上評定。

圖2 電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)活動的流程圖Fig.2 Process chart of electrical and electronic modular teaching activities

5 電工電子模塊化教學(xué)管理平臺的特點

1)將建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論應(yīng)用到電工電子實習(xí)中,平臺為學(xué)生構(gòu)建了一個更加自主的實習(xí)環(huán)境。

2)模塊內(nèi)容設(shè)置的層次化創(chuàng)新。設(shè)置內(nèi)容由淺入深、由簡單到復(fù)雜的多層次的子模塊,在教學(xué)大綱的要求下,學(xué)生根據(jù)不同專業(yè)的教學(xué)要求,自主選擇相應(yīng)的模塊實習(xí),使學(xué)生掌握基本功,開拓想象力,培養(yǎng)分析能力、創(chuàng)造能力和實踐能力。

3)多種教學(xué)方法的綜合應(yīng)用。在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中可以選擇多種教學(xué)方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí),如觀看電子教材、觀看視頻微課、模擬實驗操作等。

4)提供了多種良好的交流環(huán)境。學(xué)生和教師,以及學(xué)生和學(xué)生間可以進(jìn)行一對一或多對多的交流。

6 電工電子模塊化教學(xué)管理平臺的實踐應(yīng)用

課題組開發(fā)了如圖3所示的教學(xué)管理平臺,該平臺采用PHP、JS和CSS等語言,應(yīng)用Dreamweaver工具進(jìn)行開發(fā),試運(yùn)行良好。平臺不僅可以在電工電子實習(xí)中應(yīng)用,也可以進(jìn)行改進(jìn)應(yīng)用于其他實踐教學(xué)中,通過網(wǎng)絡(luò)對電工電子實習(xí)進(jìn)行計算機(jī)輔助模塊化的教學(xué)成為一種新的模式,而且具有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

圖3 浙江科技學(xué)院電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)管理平臺界面Fig.3 Interface of teaching management platform of electrical and electronic practice in Zhejiang University of Science and Technology

7 結(jié) 語

浙科院是借鑒德國應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式、首批教育部批準(zhǔn)的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點高校。課題組近年來借鑒德國應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,結(jié)合學(xué)校特點及學(xué)科專業(yè)和學(xué)生具體情況,構(gòu)建了良好的電工電子實習(xí)模塊化教學(xué)管理平臺,提供了豐富的實習(xí)內(nèi)容、合理的教學(xué)課時和良好的實習(xí)環(huán)境。教學(xué)管理平臺通過試運(yùn)行,從學(xué)生反饋的情況來看,效果良好。學(xué)生能通過模塊的教學(xué),在良好環(huán)境下自主地學(xué)習(xí),提高了學(xué)習(xí)的效率,達(dá)到了良好的實習(xí)教學(xué)效果;平臺同時也能不斷促進(jìn)教師學(xué)習(xí)新知識,以提高自己的業(yè)務(wù)水平,做好模塊化教學(xué)管理工作,提高教學(xué)質(zhì)量。

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Research on modularization of electrical and electronic practice teaching and design of management platform—Exploration of practice teaching mode by German FH

CEN Yingyinga,MO Yunfengb,DAI Mina,ZHANG Xiaomeia
(a.Engineering Training Center;b.School of Information and Electronic Engineering,Zhejiang University of Science and Technology,Hangzhou 310023,China)

Based on the investigation of the present situation of electrical and electronic practice teaching,and the research of modular teaching project,the paper puts forward the design of three kinds of teaching content system,including foundation,application and development.It also explores the use of network technology to guide students to participate in the electrical and electronic practice teaching,and builds a new the connection between environment and management platform to explore the connection between teaching practice and the computer-aided teaching management.

electrical and electronic practice;modular teaching;autonomous learning;network platform

岑盈盈(1961— ),女,浙江省杭州人,高級實驗師,主要從事電工電子實踐教學(xué)與研究。

10.3969/j.issn.1671-8798.2015.05.012

G642.44

A

1671-8798(2015)05-0381-05

2015-09-01

浙江省教育廳科研計劃項目(Y201120066);浙江科技學(xué)院教學(xué)研究項目(2013-k52)