胡山+陳志亮+韓瑜
摘要:針對傳統(tǒng)實驗教學方法的不足,在自動化專業(yè)課程教學過程中實施了啟發(fā)式實驗教學。闡述了課程分析、課程設計及課程實施過程,通過實施結果分析得知,學生既鞏固了理論知識,又鍛煉了發(fā)現(xiàn)問題和動手探究的能力,更適應當前就業(yè)趨勢。
關鍵詞:啟發(fā)式教學;實驗教學;自動化專業(yè)
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)14-0252-02
合理安排、內容新穎的專業(yè)實驗能夠激發(fā)學生掌握專業(yè)知識的興趣,也是銜接理論課堂和實踐課堂之間的關鍵橋梁。隨著國家專業(yè)技能人才需求提高,高校實驗教學發(fā)展迅速,但也存在教學觀念滯后、教學方法單一、課程設置不合理等問題[1]。
在研究分析自動化類實驗教學發(fā)展趨勢以及專業(yè)知識、能力、素質要求的基礎上,對啟發(fā)式實驗教學在自動化專業(yè)課程中的應用進行研究,采用融合性的啟發(fā)式實驗教學,通過提出問題,激勵學生動手實踐。既能鞏固理論知識,也有利于畢業(yè)后與社會的對接,推動“創(chuàng)新型實驗教學”教學改革[2]。
一、啟發(fā)式實驗教學在專業(yè)課程中的應用
啟發(fā)式教學指教師根據(jù)教學任務和學習的客觀規(guī)律,從學生的實際出發(fā),以啟發(fā)學生的思維為核心,調動學生學習的主動性和積極性的教學指導思想[3]。
(一)課程分析
自動化專業(yè)實驗課程包括自動控制、過程控制、運動控制、計算機控制等。專業(yè)實驗內容豐富,形式多樣,穿插在理論課教學過程中。分為演示性、驗證性、綜合性和設計性實驗。由于控制領域較廣,方法多樣,對象模型復雜,現(xiàn)場干擾多變,理論與實踐的真正鏈接存在較大難度。
實驗教學對象為大二到大四的本科生。學生具備一定專業(yè)基礎知識,接受新事物的能力較強,但動手能力不強。約兩成通過專業(yè)社團或者自主學習已經(jīng)具備一定的專業(yè)操作和設計能力。約三到四成擔任班委或者在社團任職,具備良好的溝通和管理能力。這為實驗過程分組分工奠定了基礎。
(二)實驗課程設計
1.教學大綱設計。遵循上下承接、由易到難的原則,將每門實驗課程分為必修和選修兩個部分。涉及設備使用、原理驗證的部分設為必修,以演示性和驗證性實驗形式實現(xiàn);涉及課程或專業(yè)綜合開發(fā)設計的部分設為選修,以綜合性和設計性實驗形式實現(xiàn)。鼓勵自主探究,綜合性和設計性實驗不少于總實驗數(shù)的30%。把數(shù)個單獨實驗變換成微型課程設計,從一門課程的“微系統(tǒng)”出發(fā),通過集中實驗教學,使學生能夠系統(tǒng)性理解掌握[4]。
2.實驗過程設計。實驗過程設計如圖1所示。其中理論知識引入部分一般由教師作為主導,其他幾個部分均以學生為主導,采用分組形式完成實驗。
(三)課程實施過程
1.理論知識引入。此過程是銜接實驗和理論知識的重要環(huán)節(jié)。以教師為主體,根據(jù)理論課內容進行講授式+啟發(fā)式教學,約占5—10分鐘:(1)溫習理論知識,包括重要公式、算法、控制方法;(2)引入實驗目標或應用場景,將理論知識鏈接到實際。
在這個過程中,教師需要通過以下問題啟發(fā)學生進行思考:(1)理論知識是否正確?如何驗證?(2)理論知識在實際中如何應用?是否可行?(3)如果這樣做,結果會怎么樣?學生開動腦筋,自信心和積極性都得到提高。教師在一問一答中確定基本實驗方法。
2.分組實驗。采用案例式+啟發(fā)式教學,以學生為主體,教師起引導作用,約占70—80分鐘。以典型的、應用廣泛的案例為準,設定基礎目標,通過設置問題或故障,引導學生動手實踐:(1)實驗分組,保證每組動手能力均衡、具備管理和溝通能力較強的組長;(2)教師演示,重點強調安全規(guī)范操作;(3)提出目標,學生分組輪流動手實驗;(4)鼓勵學生自主探索新方案。
3.分組評價。由教師進行分組評分及個人初步評分,約占5—10分鐘。分組評分由實驗效果、分工合作情況、實驗數(shù)據(jù)處理結果決定。個人分數(shù)由實驗過程、老師提問、分工合作能力及自主探究能力決定。
4.深入擴展。教師開放實驗室,對于想進一步深入實踐的學生,采用討論式+啟發(fā)式教學,共同深入探討[5]。此外,有較強能力和意愿的學生可逐漸與教師課題、項目對接,與就業(yè)需求對接。
二、啟發(fā)式實驗教學總結
以自動化類專業(yè)核心課程《過程控制與自動化儀表》、《單片機技術》為主,在試點班實施一個學期,分析教學效果。
(一)現(xiàn)場效果
經(jīng)過理論知識與實際應用的鏈接,學生能克服對動手實驗的恐懼感,和理論學習的疑惑感。實驗設置由易到難、模塊化,階段性成果使學生的自信心增加。出勤率和準時性有了較大提高,課后與老師探討人數(shù)有所增加。學生找到樂趣,注意力更加集中,實驗效果提高。分工合作能力和團隊意識得到鍛煉,實際上,分工合作好的分組的確在實驗中表現(xiàn)比較優(yōu)秀,數(shù)據(jù)正確性也較高。
(二)數(shù)據(jù)及報告效果
實驗數(shù)據(jù)和實驗報告“千篇一律”的現(xiàn)象有所改善。實際數(shù)據(jù)更有特點,能較好地反映真實掌握情況。
綜上所述,通過啟發(fā)式實驗教學,學生既鞏固了理論知識,又鍛煉發(fā)現(xiàn)問題和動手探究的能力。有助于更好更快地達到自動化專業(yè)教學目標,同時也更適應當前教學及就業(yè)趨勢。
(三)進一步研究內容
課題還存在以下可以改進的地方:(1)提升課前預習部分內容比重,提前發(fā)現(xiàn)問題,課堂上統(tǒng)一解答;(2)研究更全面的課程評價體系,在理論考核中加入實驗部分。
參考文獻:
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Abstract:In view of the shortcomings of traditional experimental teaching methods,inspired experiment education was operated in courses of automation specialty. In this paper,curriculum analysis,curriculum design and curriculum implementation are proposed. The analysis of experiment results reveals that students not only reinforces the theoretical knowledge,but also exercise the ability to discover problems and hands-on ability,and more suitable for the current employment trends
Key words:inspired education;experiment education;automation specialty