應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法創(chuàng)新與實(shí)踐*

◆趙肖肖 房建東 王艷榮 張曉東

1 引言

在人才需求多元化背景下，各高校致力于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才。因此，對(duì)大學(xué)生各方面素質(zhì)的培養(yǎng)，是廣大教育工作者密切關(guān)注的重大課題[1]。積極開展大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)，對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力具有重大意義。

創(chuàng)新是社會(huì)前進(jìn)的動(dòng)力，大學(xué)生是社會(huì)的未來，只有將二者有效結(jié)合，才能發(fā)揮最大的作用?，F(xiàn)如今創(chuàng)新已經(jīng)成為一種核心競爭力的體現(xiàn)[2]。由于社會(huì)對(duì)高質(zhì)量電子信息類專業(yè)人才的需求日益增多，各大高校將大學(xué)生培養(yǎng)由單一的理論教學(xué)轉(zhuǎn)型為培養(yǎng)結(jié)合理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力的綜合型人才，即通過創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的方式使學(xué)生掌握理論知識(shí)的同時(shí)，鍛煉學(xué)生的良好實(shí)踐動(dòng)手能力，自主解決操作中的實(shí)際問題，提升學(xué)生的綜合能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是高等學(xué)校教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的重要教學(xué)手段[3]。

應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是以專業(yè)選修課形式開展的大學(xué)生應(yīng)用實(shí)驗(yàn)工作，這是培養(yǎng)學(xué)生從理論走向?qū)嵺`的重要途徑之一，也是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的一種有力探索。本課程以提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)能力為出發(fā)點(diǎn)，通過規(guī)模與復(fù)雜性均不算大的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)調(diào)試訓(xùn)練，鞏固和加深對(duì)模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程知識(shí)的理解與運(yùn)用，掌握一般電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及思路，加強(qiáng)和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，其是對(duì)模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的一種實(shí)踐型的綜合應(yīng)用。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)注重自主性、探索性、過程性、實(shí)踐性和協(xié)作性的創(chuàng)新性訓(xùn)練[4]。

2 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的弊端

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法：

1）在選題時(shí)，教師給定題目，學(xué)生有了實(shí)驗(yàn)題目就開始制作；

2）教師講解，然后學(xué)生就根據(jù)教師擬定的具體實(shí)驗(yàn)操作程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程；

3）學(xué)生提交一份課程設(shè)計(jì)說明書，教師根據(jù)課程設(shè)計(jì)說明書情況進(jìn)行成績?cè)u(píng)定。

這種教學(xué)方法的好處在于學(xué)生可以按照教師規(guī)定好的實(shí)驗(yàn)步驟，在比較短的時(shí)間內(nèi)將實(shí)驗(yàn)結(jié)束；教師也可在有限時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)[5]。但同時(shí)存在一些不足。

1）學(xué)生不能很好地將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程全部掌握。學(xué)生以小組為單位，團(tuán)隊(duì)合作未體現(xiàn)，成績也是以小組形式進(jìn)行評(píng)定，一個(gè)小組總是有一部分學(xué)生什么都不知道，完全以一種依賴心理來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)匆匆交上課程設(shè)計(jì)說明書。課程設(shè)計(jì)說明書上都有所要求的完整的各項(xiàng)內(nèi)容，同時(shí)又有理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致其中有一部分學(xué)生存在僥幸心理，自己根本不參與設(shè)計(jì)，很難確切地考查他們對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握情況。

3 應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法創(chuàng)新

不僅要注重科技的創(chuàng)新，而且要注重綜合能力的培養(yǎng)[6]在整個(gè)應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中始終貫穿統(tǒng)籌學(xué)[6]的應(yīng)用。以往的實(shí)驗(yàn)課大多是教師根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的最合理、最有效的技術(shù)和操作流程，只要遵循這些步驟，學(xué)生就能取得較好的效果。為充分發(fā)揮團(tuán)體中的每個(gè)成員的作用，應(yīng)要求所有組員都要對(duì)自己所做得模塊進(jìn)行詳細(xì)答辯，答辯內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)原理、制作過程、注意事項(xiàng)、遇到問題、解決方法等，力求讓小組中每一個(gè)成員在實(shí)驗(yàn)中鞏固理論知識(shí)，鍛煉動(dòng)手能力，培養(yǎng)實(shí)際解決問題的能力，讓團(tuán)隊(duì)力量發(fā)揮到極致。

因此，應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是以一個(gè)組相互協(xié)作完成設(shè)計(jì)的，成績理應(yīng)以小組的形式評(píng)定。但是通過課設(shè)答辯環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)，一個(gè)小組總是有一部分學(xué)生什么都不知道，完全是以一種依賴心理進(jìn)行設(shè)計(jì)，全靠組里“頂梁柱”來完成設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中，針對(duì)這種情況，每個(gè)小組設(shè)立一個(gè)組長作為總發(fā)言人，每次小組同學(xué)答辯時(shí)，先抽簽決定哪一位同學(xué)擔(dān)任組長。答辯期間先由組長闡述該組課題的大體內(nèi)容和分工情況，之后對(duì)每一個(gè)成員設(shè)問。這樣一來，各個(gè)小組學(xué)生通過不斷磨合，學(xué)生之間可以培養(yǎng)團(tuán)結(jié)合作精神，相互交流，各盡所能，共同讓創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)順利完成，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。而這也是開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的目標(biāo)之一，因?yàn)榭蒲胁恢皇羌夹g(shù)的積累[6]。

細(xì)化評(píng)價(jià)方法應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是通過提交成果和答辯的形式來進(jìn)行成績?cè)u(píng)定，其中實(shí)物的制作主要是為了鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，讓學(xué)生真正理解理論和實(shí)踐之間的關(guān)系，親自嘗試焊接工作；答辯環(huán)節(jié)則是通過學(xué)生講、教師問的方式來了解學(xué)生對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和理解。

雖然應(yīng)用電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是以小組的形式打分，但是其中有一部分學(xué)生存在僥幸心理而不自己動(dòng)手，依賴其他成員，不能全身心地投入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中。針對(duì)以上情況，應(yīng)用電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)會(huì)有三次答辯機(jī)會(huì)。傳統(tǒng)教學(xué)方法是每次答辯會(huì)讓每個(gè)小組選出一名學(xué)生單獨(dú)講解，而現(xiàn)在是在小組中先通過抽簽選出一名成員匯報(bào)大體情況，然后對(duì)每個(gè)成員設(shè)疑，這樣可以讓每位學(xué)生都親自加入創(chuàng)新設(shè)計(jì)的行列，同時(shí)可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考問題的能力。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)好的學(xué)生，會(huì)給他們一個(gè)爭優(yōu)答辯的機(jī)會(huì)，實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)制度。

增加和學(xué)生的交流次數(shù)為了解決學(xué)生規(guī)劃不合理的問題，可以安排教師定期對(duì)學(xué)生的研究工作進(jìn)行檢查和交流。增加研究生助教，由于師資有限，在教師忙的時(shí)候通過讓研究生和本科生進(jìn)行交流，共同參加討論。研究生可以對(duì)本科生提出自己的想法，也能從中得到一些啟發(fā)，為自己的后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

合理、有效地管理實(shí)驗(yàn)室學(xué)生在焊接過程中，由于實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間短，空間小，有時(shí)候還會(huì)與教學(xué)沖突，導(dǎo)致自己動(dòng)手的時(shí)間有限。如果條件允許，學(xué)校應(yīng)該增設(shè)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供一個(gè)良好的環(huán)境，讓每一位學(xué)生都能親自參與設(shè)計(jì)的行列。

合理采購實(shí)驗(yàn)器材學(xué)生在焊接實(shí)物過程中需要領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)器材，但是實(shí)驗(yàn)器材比較單一，需要的實(shí)驗(yàn)器材不足，而采購器材的時(shí)間又比較長，導(dǎo)致不能按時(shí)完成實(shí)物的焊接。對(duì)于采購器材，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該統(tǒng)計(jì)上一屆學(xué)生需要的哪一類器材多，提前采購，這樣就不會(huì)耽誤學(xué)生實(shí)物焊接的時(shí)間。

合理使用實(shí)驗(yàn)器材，避免浪費(fèi)學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)成品之后，要把一些比較貴重的實(shí)驗(yàn)器材保留下來，以備二次使用，這樣可以避免一些實(shí)驗(yàn)器材的浪費(fèi)。

4 應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

圖1 是應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的具體實(shí)施框圖，外部數(shù)據(jù)庫資源由校內(nèi)在線教育綜合平臺(tái)支持。

圖1 應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法具體實(shí)施過程框圖

圖2 部分實(shí)驗(yàn)作品

1）引導(dǎo)培訓(xùn)。課設(shè)前先選擇性地講解幾個(gè)典型的歷史課題，讓學(xué)生明確工作任務(wù)，幫助學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到舉一反三的效果。但是不能講解太細(xì)致，以免禁錮學(xué)生的創(chuàng)新思維。培訓(xùn)的PPT 與視頻可以上傳在校內(nèi)網(wǎng)平臺(tái)上。

2）導(dǎo)入課題。設(shè)計(jì)新課題時(shí)核心方法不變，改變應(yīng)用場景，避免抄襲上屆。可以從外校專題庫選取題目，且每屆題目記錄在專題庫中。

3）確定方案。開動(dòng)前組織課堂會(huì)議，每組成員商議，各組之間討論。教師可以提出建議，確定采用的設(shè)計(jì)方案，使學(xué)生工作效率提升，同時(shí)以備后續(xù)檢查。

4）中期交流。組織課堂會(huì)議，檢查完成進(jìn)度，督促學(xué)生工作。

5）答辯環(huán)節(jié)。以組為單位集體答辯，先抽簽選出總發(fā)言人，然后根據(jù)組員分工情況，提問涉及每一個(gè)人；答辯教師根據(jù)表現(xiàn)情況給分。

6）總結(jié)交流。組織第三次會(huì)議，總結(jié)各組情況，申請(qǐng)?jiān)俅鸬目稍试S延長一周完善內(nèi)容。

7）課后工作。改變以往先交報(bào)告后答辯的情況，學(xué)生在答辯期間不出示紙質(zhì)成果，只能全身心投入實(shí)踐中，完成答辯后總結(jié)實(shí)驗(yàn)收獲，一定程度上提高學(xué)生的參與度。

8）評(píng)分規(guī)則。以選題、答辯環(huán)節(jié)為主，以集體會(huì)議考勤、課設(shè)報(bào)告為輔，最終擇優(yōu)給予物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。

以內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中的12 組學(xué)生的實(shí)施情況為例，表1 是實(shí)驗(yàn)題目的匯總。本次實(shí)驗(yàn)的題目都是學(xué)生在掌握了一定的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生活中的實(shí)際需求自己設(shè)定的。圖2是部分實(shí)驗(yàn)作品。

5 教學(xué)方法總結(jié)與展望

該應(yīng)用電子實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法正處于嘗試階段，但已初見成效，在實(shí)驗(yàn)中仍存在重理論知識(shí)、輕實(shí)踐能力的問題。如何才能更好地把學(xué)習(xí)知識(shí)和培養(yǎng)動(dòng)手能力結(jié)合起來仍然是關(guān)注點(diǎn)。在未來的教學(xué)中可以在學(xué)生合作探究過程中，讓學(xué)生自薦擔(dān)任助教志愿者，相比教師，學(xué)生之間的交流更加深入細(xì)節(jié)，同時(shí)可以提高學(xué)生的積極性。嘗試將面對(duì)面教學(xué)與在線教學(xué)完全混合，課堂增設(shè)講座，成立學(xué)習(xí)小組；網(wǎng)絡(luò)增設(shè)在線測試，電子作業(yè)提交，使用Wiki、Blog、在線會(huì)議室等技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行虛擬課堂指導(dǎo)。通過完美互動(dòng)，主動(dòng)適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，讓學(xué)生更好地投入學(xué)習(xí)。■

表1 實(shí)驗(yàn)題目匯總