胡山++陳志亮++韓瑜

【摘要】針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的不足，對(duì)自動(dòng)化類專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行研究。從創(chuàng)新型課程設(shè)置、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課堂、創(chuàng)新型考核評(píng)價(jià)、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)四個(gè)方面進(jìn)行分析。實(shí)踐表明，采用自動(dòng)化類專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)方法

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）06-0111-02

自動(dòng)化類專業(yè)的特點(diǎn)在于強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生實(shí)踐能力的一個(gè)主要途徑[1]。2005年，教育部高教司發(fā)布《關(guān)于開展高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)和評(píng)審工作的通知》并啟動(dòng)全國(guó)的評(píng)審工作。2006年4月公布了25家首批國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。自那時(shí)起延續(xù)至今的十年建設(shè)，可謂高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的一個(gè)里程碑。近年來高校自動(dòng)化類實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法得到了多層次的擴(kuò)展和提升，但也存在一些問題：

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)從屬于理論教學(xué)

實(shí)驗(yàn)課程根據(jù)理論教學(xué)的需要來開設(shè)，成為理論教學(xué)的輔助。實(shí)驗(yàn)安排缺乏全局性，不能提高學(xué)生創(chuàng)新能力和運(yùn)用理論知識(shí)分析問題、解決問題的能力[1]。

（2）內(nèi)容缺乏與當(dāng)今時(shí)代發(fā)展相關(guān)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)儀器更新周期過長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)跟不上實(shí)驗(yàn)技術(shù)的快速發(fā)展，學(xué)科發(fā)展的新成果、新的實(shí)驗(yàn)方法不能及時(shí)融合到教學(xué)中[1]。

（3）以教師為中心，缺乏新意

學(xué)生在課堂上完全按照教師的要求開展實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的想法得不到啟發(fā)和發(fā)展，同時(shí)減弱了學(xué)生動(dòng)手探索的興趣。

（4）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)安排零散，不利于學(xué)生形成完整的知識(shí)體系

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的零散性，直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)整門課程的工程應(yīng)用沒有全局直觀的了解，不利于形成完整的知識(shí)體系。學(xué)生容易養(yǎng)成學(xué)過就忘，學(xué)過就放的習(xí)慣，學(xué)習(xí)效果大大降低。

在研究分析自動(dòng)化類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)以及自動(dòng)化類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師知識(shí)、能力、素質(zhì)要求的基礎(chǔ)上，對(duì)本科層次自動(dòng)化類專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行探索。

一、創(chuàng)新型課程設(shè)置

1.系統(tǒng)性課程設(shè)置

調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生邊思邊學(xué)。學(xué)生在進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的操作過程中，通常不愿主動(dòng)思考，其主動(dòng)性和創(chuàng)造性得不到應(yīng)有的鍛煉和提高，這與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)是不相符合的。有選擇地減少或合并部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性及綜合型實(shí)驗(yàn)。調(diào)整實(shí)驗(yàn)上課時(shí)間，使其盡量與理論教學(xué)同步進(jìn)行[2]。

把數(shù)個(gè)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)變換成微型課程設(shè)計(jì)，從一門課程的“微系統(tǒng)”出發(fā)，通過集中實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生能夠?qū)υ撜n程有一個(gè)系統(tǒng)理解掌握，在相對(duì)于單個(gè)實(shí)驗(yàn)更長(zhǎng)的時(shí)間里進(jìn)行實(shí)踐的訓(xùn)練，使得學(xué)生能夠在比較充分的時(shí)間里消化吸收課程內(nèi)容、掌握實(shí)踐技能。避免實(shí)驗(yàn)剛結(jié)束，學(xué)生就從腦海中“自動(dòng)刪除”了大部分實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能。

2.分層次課程設(shè)置

根據(jù)專業(yè)、年級(jí)設(shè)立不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和內(nèi)容。由淺入深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)。在學(xué)生本科學(xué)習(xí)周期中。形成一個(gè)完整的系統(tǒng)， 把創(chuàng)新理念貫穿在全過程中。

遵循上下承接、由易到難的原則，將每門實(shí)驗(yàn)課程分為必修和選修兩個(gè)部分。涉及設(shè)備使用、原理驗(yàn)證的部分設(shè)為必修，以演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)形式實(shí)現(xiàn)；涉及課程或?qū)I(yè)綜合開發(fā)設(shè)計(jì)的部分設(shè)為選修，以綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)形式實(shí)現(xiàn)。為提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，減少驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)， 增加綜合型、設(shè)計(jì)型、研究型的實(shí)驗(yàn)[3]。綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不少于總數(shù)的三分之一。

二、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)課堂

1.提高課前預(yù)習(xí)比重

為改變學(xué)生依賴心理，區(qū)別于傳統(tǒng)的課上講解、課上練習(xí)方式，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)。以布置任務(wù)或者提供材料的形式，要求學(xué)生在課前必須掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。留出充分的課堂實(shí)踐時(shí)間，讓學(xué)生打有準(zhǔn)備的仗。

為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，可借助計(jì)算機(jī)多媒體工具來實(shí)現(xiàn)。如選取照片、視頻等素材，將必要的實(shí)驗(yàn)操作提供給學(xué)生。預(yù)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，統(tǒng)一在實(shí)驗(yàn)課堂上解答。這樣既具有新穎性，又能避免學(xué)生的依賴性和惰性，使其具有獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力[2]。

此外，鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，設(shè)備調(diào)試。學(xué)生起輔助作用，可量力完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書整理，實(shí)驗(yàn)材料分配和擺放，實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)功能調(diào)試等工作。經(jīng)過準(zhǔn)備，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)了解更深，同時(shí)也能奇高學(xué)生綜合動(dòng)手能力和安全生產(chǎn)習(xí)慣。

2.采用團(tuán)隊(duì)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為激發(fā)學(xué)生的潛力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，采用團(tuán)隊(duì)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。團(tuán)隊(duì)分組不能完全自由化，應(yīng)綜合考慮學(xué)生的知識(shí)背景和個(gè)人素質(zhì)[4]，保證每組動(dòng)手能力均衡，具備管理和溝通能力較強(qiáng)的組長(zhǎng)。

整個(gè)小組都必須樹立“共同努力，共同學(xué)習(xí)”的理念。組長(zhǎng)起到團(tuán)結(jié)隊(duì)友、組織實(shí)踐活動(dòng)的作用。組長(zhǎng)不能“獨(dú)攬大權(quán)”。優(yōu)生幫扶基礎(chǔ)較差的學(xué)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，組長(zhǎng)填寫表格，總結(jié)團(tuán)隊(duì)完成情況及各人賦分[4]。

3.應(yīng)用創(chuàng)新課堂教學(xué)方法

改變課堂教學(xué)方法，教師要切實(shí)發(fā)揮主導(dǎo)作用，根據(jù)學(xué)生的不同情況因材施教，要求學(xué)生不僅要知其然，而且要知其所以然。多采用鼓勵(lì)式教育，形成師生之間、學(xué)生之間的互動(dòng)模式，使學(xué)生手腦并用，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性[2]。根據(jù)課程特點(diǎn)和學(xué)生特色，選取合適的創(chuàng)新式課堂教學(xué)方法。如啟發(fā)式、案例式、翻轉(zhuǎn)課堂等新方法。

對(duì)于工程應(yīng)用廣泛的課題，可采用啟發(fā)式+案例式方法教學(xué)，以學(xué)生為主體，教師起引導(dǎo)作用。以典型案例為準(zhǔn)，設(shè)定基礎(chǔ)目標(biāo)，通過設(shè)置問題或故障，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐。取代直接羅列實(shí)驗(yàn)要求及步驟，教師應(yīng)通過預(yù)習(xí)及引入理論知識(shí)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考。學(xué)生開動(dòng)腦筋，自信心和積極性都得到提高。

對(duì)于需要深入理論聯(lián)系實(shí)際的課題，可以參考翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式。翻轉(zhuǎn)課堂是指教師課前提供教學(xué)視頻，學(xué)生自行觀看，課堂中著重進(jìn)行面對(duì)面的答疑和交流，是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的顛覆?，F(xiàn)在很多課程都引入了翻轉(zhuǎn)課堂，形式新穎，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。而對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可將“教-學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)-教”，更可以安排學(xué)生與教師角色“翻轉(zhuǎn)”。預(yù)習(xí)較好或參與課前準(zhǔn)備的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，可在教師指導(dǎo)和幫助下，為大家做講解和示范。突破傳統(tǒng)課堂的教學(xué)局限，翻轉(zhuǎn)課堂重構(gòu)教學(xué)結(jié)構(gòu)，翻轉(zhuǎn)課堂體現(xiàn)新的教學(xué)理念。實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，提升課堂互動(dòng)質(zhì)量與教學(xué)效果[5]。

4.開展“第二課堂”

采用課上+課下聯(lián)合教學(xué)。教師定時(shí)開放實(shí)驗(yàn)室，對(duì)于想進(jìn)一步深入實(shí)踐的學(xué)生，采用討論式+啟發(fā)式教學(xué)，共同深入探討。鼓勵(lì)和支持學(xué)生參加課外科技活動(dòng)。激發(fā)學(xué)生熱情，提高實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。此外，有較強(qiáng)能力和意愿的學(xué)生可逐漸與教師課題、項(xiàng)目對(duì)接，與就業(yè)需求對(duì)接。同時(shí)，也鼓勵(lì)支持學(xué)生參與自制教學(xué)科研設(shè)備[3]，并舉辦設(shè)備維護(hù)和維修的培訓(xùn)，這與提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果也是互相促進(jìn)的關(guān)系。

三、創(chuàng)新型考核評(píng)價(jià)

建立開放的考核評(píng)價(jià)體系。注重實(shí)驗(yàn)過程的考核?？己朔?jǐn)?shù)由過程分、數(shù)據(jù)分和能力分組成。實(shí)驗(yàn)過程分涉及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作技能、解決問題的措施。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分涉及實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。能力分屬于附加分，涉及學(xué)生的綜合動(dòng)手能力和安全操作能力[1]。良好的考核制度可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生預(yù)習(xí)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的積極性[2]。

此外，為了強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必須性和重要性，可在課程期末測(cè)試中加入實(shí)驗(yàn)考核部分，包括在理論試卷中加入10%的實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理相關(guān)題目，及加入相應(yīng)的實(shí)操部分考核。

四、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

為規(guī)范實(shí)驗(yàn)室管理，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，應(yīng)持續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。如今信息化建設(shè)得到了很多實(shí)踐上的肯定，可以應(yīng)用到智能化、信息化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中來。引入創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)化、信息化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案，為新型實(shí)驗(yàn)方法的研究和實(shí)施提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[6]。為實(shí)驗(yàn)室配備現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，可為多種創(chuàng)新型教學(xué)方法的實(shí)施提供硬件支撐[5]。建立網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)，學(xué)生可進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)習(xí)，網(wǎng)上預(yù)約，網(wǎng)上提交數(shù)據(jù)。教師可進(jìn)行網(wǎng)上授權(quán)，并且可以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，提供必要的指導(dǎo)[7]。這樣減少學(xué)生依賴教師課堂講課的心理，提升了教學(xué)信息化程度，為教學(xué)當(dāng)前存在的許多滯后性問題提供了可行的解決辦法[2]。

五、總結(jié)

實(shí)踐表明，自動(dòng)化類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)正逐步走出傳統(tǒng)，走向創(chuàng)新。采用自動(dòng)化類專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，能夠克服許多傳統(tǒng)教學(xué)方法產(chǎn)生的弊端，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，有助于更好更快地達(dá)到自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)也更適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)及就業(yè)趨勢(shì)。自動(dòng)化類實(shí)驗(yàn)教學(xué)還有許多值得研究和發(fā)展的空間，應(yīng)不斷探索、不斷實(shí)踐，帶入更多新的觀點(diǎn)和方法。

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基金項(xiàng)目：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)教學(xué)改革與質(zhì)量建設(shè)研究項(xiàng)目（JGY2015-08）

作者簡(jiǎn)介：胡山（1973—），男，副教授，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)教師，研究方向：測(cè)控技術(shù)與自動(dòng)化.