沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院 李姿 陳玉玲 孔德尉
新工科從2016年被提出,是我國工程教育的一大革新,支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,“中國制造”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是國家經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ),是引領(lǐng)社會進步的思想動力源,創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是大學(xué)的主要任務(wù)。新工科中蘊含著五新,即“新理念、新思路、新方法、新發(fā)展、新要求”。
2017年6月,教育部召開的新工科研究與實踐專家組第一次工作會議上審議通過了《新工科研究與實踐項目指南》,在該指南中提出了新工科建設(shè)的指導(dǎo)意見,主要包括“注重創(chuàng)新模式創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、質(zhì)量保障、分類發(fā)展”等要求。
信息與控制學(xué)院共計8個專業(yè),其中電類基礎(chǔ)課程覆蓋其中的6個專業(yè)。電工基礎(chǔ)教研室主要負責(zé)信息學(xué)院電類基礎(chǔ)課和相關(guān)集中實踐環(huán)節(jié)的講授,主要課程包括“電路”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”“數(shù)字邏輯和數(shù)字電路”和“電工電子技術(shù)”,主要實訓(xùn)包括“電子技術(shù)實訓(xùn)”和“模數(shù)電綜合實訓(xùn)”等集中實踐環(huán)節(jié)。
電類基礎(chǔ)課程作為信息學(xué)院電類的專業(yè)基礎(chǔ)課程,其理論內(nèi)容多、實踐性強,學(xué)生需要在理論的指導(dǎo)下抽象出解決實際問題的電路模型,并能通過實踐提高對理論知識的認識,培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力。
目前,學(xué)生在電類基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)存在以下幾個問題。
(1)模擬電子技術(shù)課程中的某些概念理論性較強,學(xué)生對相關(guān)知識點理解還較為吃力,認為其枯燥、無頭緒。
(2)分析電路時,無法準確說明電路的基本功能。
(3)數(shù)字電路設(shè)計時對于邏輯抽象及狀態(tài)賦值的問題不能準確把握。
(4)電路與模擬電路課程之間的關(guān)聯(lián)性較大,學(xué)生對于前續(xù)課程某些知識點理解不到位,直接導(dǎo)致后續(xù)課程內(nèi)容的掌握效果不佳。
(5)理論內(nèi)容與實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容聯(lián)系不夠緊密,實踐中對驗證類的項目多,綜合設(shè)計類的項目少,學(xué)生缺少實戰(zhàn)經(jīng)驗,學(xué)習(xí)效果不理想。
通過理解新工科的內(nèi)涵,結(jié)合信息學(xué)院的實際情況,電類專業(yè)基礎(chǔ)課程需要進一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,突出實踐性教學(xué)地位,完善電類基礎(chǔ)課程教學(xué)體系。通過課程團隊、師生合作、產(chǎn)教融合、以賽促學(xué)等途徑強化教學(xué)的實施效果;通過加強社會實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模式來拓寬教學(xué)的內(nèi)涵和空間。
沈陽工學(xué)院是一所地方應(yīng)用型院校,電類基礎(chǔ)課程是工科類專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課,其實踐性較強,涉及電氣、自動化、通信、電信、計算機、物聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域,傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足“新工科”人才培養(yǎng)的需求,故課程團隊教師經(jīng)過多方調(diào)研,積極努力調(diào)整課程內(nèi)容與授課方式,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
電工教研室涉及的“電路”“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”三門課程率先走出了改革的步伐:課前利用自建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺實現(xiàn)知識點視頻的預(yù)習(xí),課上采用現(xiàn)代化教學(xué)手段“雨課堂”或“翻轉(zhuǎn)課堂”實現(xiàn)師生的實時互動,隨時根據(jù)學(xué)生的情況增加適當(dāng)?shù)臏y試題目,或分組討論總結(jié)課程知識點內(nèi)容,適當(dāng)發(fā)放課堂紅包活躍氣氛,讓學(xué)生在課中做“主體”。課后根據(jù)學(xué)生的情況在網(wǎng)絡(luò)平臺中與學(xué)生積極互動,并開放實驗室,讓學(xué)生積極投入到實驗室中,提高學(xué)生的動手實踐能力(圖1)。
圖1 自建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺
思維導(dǎo)圖是對某一個知識點及與其相關(guān)聯(lián)的知識有機融合的簡單、明了的圖形。思維導(dǎo)應(yīng)用于記憶、學(xué)習(xí)、思考等的思維“地圖”,其簡單卻又極其有效,對于高效地復(fù)習(xí)有很大的幫助。故“數(shù)字電子技術(shù)”課程組率先將思維導(dǎo)圖引入課程中,引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖實現(xiàn)對每一階段性知識點集合的總結(jié)中,有助于學(xué)生對課程體系的深入理解(圖2)。
圖2 學(xué)生思維導(dǎo)圖作品
根據(jù)各專業(yè)人才培養(yǎng)調(diào)研情況,結(jié)合課程內(nèi)容,電類各專業(yè)課程團隊一直認為應(yīng)該從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力這個切入點實施課程教學(xué)改革,加大課程中實踐教學(xué)的比例,充分利用課程中的理實融合、課堂中的實操練習(xí)、仿真練習(xí)、集中實踐環(huán)節(jié)等實現(xiàn)對學(xué)生動手能力的考查(圖3)。
圖3 自制仿真項目
電類基礎(chǔ)課程中都在理論講解過程中穿插生產(chǎn)實際、企業(yè)案例等讓學(xué)生真實感受到企業(yè)崗位的真實案例,通過實驗課程中的理論設(shè)計、仿真驗證、元器件操作驗證等一系列過程使學(xué)生對企業(yè)真實化設(shè)計流程有了初步了解,并通過軟硬件的結(jié)合,實現(xiàn)了學(xué)生動手實踐的全方位培養(yǎng)。
考核是檢驗學(xué)生對一門課程學(xué)習(xí)的有效途徑與方法,多元化的考核方式可以更加全面地考核學(xué)生。電類專業(yè)基礎(chǔ)課程在近幾年的教學(xué)改革中力求“重過程考核、重實踐考核”,突出學(xué)生學(xué)習(xí)的過程,并建立較為完善的實踐考核機制,從實驗表現(xiàn)中觀察學(xué)生對實踐環(huán)節(jié)的操作過程,從實踐考核中觀察學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。
本文從沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院電類基礎(chǔ)課出發(fā),提出了新工科背景下的電類基礎(chǔ)課的教學(xué)改革思路與方法。在新工科教育理念的引領(lǐng)下,為提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,提出了教改的一系列方案,上述教學(xué)改革思路與方法還在進一步實踐中,雖取得了階段性成果,但還需要進一步的完善。