王曉惠 李娟 謝文丹 劉潔

（商丘工學(xué)院，河南 商丘 476000）

引言

新工科建設(shè)是從新一輪全球科技變革和產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的需求分析，在卓越計(jì)劃基礎(chǔ)上，提出的一項(xiàng)持續(xù)深化工程教育改革的重大行動(dòng)計(jì)劃。工科在我國(guó)高等教育中占有極其重要的位置，工科專業(yè)占全國(guó)高校專業(yè)總量的1/3。然而我國(guó)工程教育存在大而不強(qiáng)的問題，高等工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量尚待提高。教育部在2017年提出了“新工科”概念，旨在培養(yǎng)和造就一批又一批專業(yè)融合、創(chuàng)新力強(qiáng)、未來能夠引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的高質(zhì)量新型工程技術(shù)人才。對(duì)高校來說，設(shè)立新興工科專業(yè)，如人工智能、智能制造、機(jī)器人、云計(jì)算等，鼓勵(lì)產(chǎn)教深層次融合協(xié)同育人，對(duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)升級(jí)改造為傳統(tǒng)工科專業(yè)發(fā)展開辟新途徑。依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，我國(guó)工程人才應(yīng)具備實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革尤為重要。針對(duì)電類專業(yè)和學(xué)生學(xué)習(xí)情況，構(gòu)建有利于工程技術(shù)型人才實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)工程能力和創(chuàng)新能力為結(jié)果導(dǎo)向，培養(yǎng)符合市場(chǎng)需求、與企業(yè)無縫銜接的電類專業(yè)畢業(yè)生。

一、電類實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀

以商丘工學(xué)院為例，在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)及學(xué)生做實(shí)驗(yàn)過程中仍然存在一些問題。第一，課程驗(yàn)證性、演示性實(shí)驗(yàn)仍占較大比例，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)偏少甚至沒有。學(xué)生參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或教師演示做實(shí)驗(yàn)，機(jī)械的連線搭建電路、記錄數(shù)據(jù)，學(xué)生容易投機(jī)取巧，課后寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)缺思考、分析和處理，甚至不確定記錄的數(shù)據(jù)是不是對(duì)的。第二，教師實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法傳統(tǒng)，一般是實(shí)驗(yàn)室板書或多媒體先講解涉及到的理論知識(shí)，然后給學(xué)生演示，之后讓學(xué)生跟著步驟做，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。第三，實(shí)驗(yàn)考核方式不能真實(shí)反映學(xué)生實(shí)踐真實(shí)水平，更無法激勵(lì)學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的考核方式期末卷面成績(jī)?yōu)橹?，給學(xué)生的印象是考前前兩天復(fù)習(xí)到位，多背背記憶就能考出不錯(cuò)的成績(jī)，使得學(xué)生不太重視實(shí)踐能力的提高，而那些平常實(shí)踐動(dòng)手能力不錯(cuò)的學(xué)生總評(píng)成績(jī)卻不高。這樣的考核方式導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，難以達(dá)到理想的考核評(píng)價(jià)效果，更不能滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。為緊跟新工科建設(shè)的步伐，電類專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系的改革已刻不容緩。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革思路

結(jié)合我校電類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況和新工科建設(shè)發(fā)展需求，以高等工程教育理念為指導(dǎo)，強(qiáng)化實(shí)踐培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革思路如下。

（一）更新適應(yīng)“新工科”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法。結(jié)合工程實(shí)踐，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，減少演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例，增加綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)占比，以工程情境為驅(qū)動(dòng)，開展基于工程項(xiàng)目的探究式教學(xué)、基于工程案例的討論式教學(xué)、基于工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練的參與式學(xué)習(xí)，以成果為導(dǎo)向，著力培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)。

（二）完善實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行機(jī)制，以學(xué)生為中心。開放電類實(shí)驗(yàn)室，引進(jìn)更高檔次實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，根據(jù)新工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要建設(shè)電類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，將真實(shí)實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真相結(jié)合，技能興趣小組與開放實(shí)驗(yàn)室結(jié)合，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐興趣與動(dòng)手能力；激勵(lì)學(xué)生崇尚實(shí)踐創(chuàng)新，對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的作品進(jìn)行集中展示；通過大學(xué)生創(chuàng)新性比賽、學(xué)科競(jìng)賽訓(xùn)練等，有效提高實(shí)驗(yàn)室的開放率和利用率。

（三）深化校企深度融合的協(xié)同育人機(jī)制。與商丘美格電子科技有限公司、河南西科電子有限公司、武漢創(chuàng)維特信息技術(shù)有限公司等14 家多家企業(yè)建立了穩(wěn)定的校企合作關(guān)系，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常進(jìn)行。聘請(qǐng)多位位企業(yè)導(dǎo)師參與指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。此外，人才培養(yǎng)方案的論證、修訂與完善充分聽取校外專家、企業(yè)、用人單位意見，邀請(qǐng)校企聯(lián)合培養(yǎng)人才的企業(yè)專家進(jìn)行把關(guān)。

（四）“四位一體”實(shí)踐培養(yǎng)模式構(gòu)建。在學(xué)校電類實(shí)驗(yàn)中心的基礎(chǔ)上，學(xué)校建設(shè)了一批如西科、美格等校外實(shí)踐基地、電工、單片機(jī)等課程組建技能興趣小組，技能小組普及到每位學(xué)生并貫穿專業(yè)教育全過程，數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)，形成了課程實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)、技能小組、校外實(shí)踐基地相結(jié)合的“四位一體”實(shí)踐培養(yǎng)模式。

三、電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

傳統(tǒng)的電類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般是教師按照實(shí)驗(yàn)涉及到的理論知識(shí)進(jìn)行講解和演示實(shí)驗(yàn)，之后學(xué)生參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或按照教師規(guī)定的步驟進(jìn)行操作、接線、記錄數(shù)據(jù)或現(xiàn)象等。這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，實(shí)驗(yàn)過程易于掌控。演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的理解，但缺點(diǎn)是只重視學(xué)生外顯行為，不太關(guān)注學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練的內(nèi)在規(guī)律，實(shí)驗(yàn)過程強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一性，不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)與創(chuàng)新意識(shí)的訓(xùn)練，課程與實(shí)驗(yàn)之間、實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)之間容易割裂，不利于后續(xù)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展，學(xué)生缺乏主動(dòng)性。針對(duì)“新工科”建設(shè)要求，以綜合能力培養(yǎng)為目標(biāo)，在開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了以下教學(xué)改革。

（一）構(gòu)建層次化遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

心理干預(yù)前后患者焦慮、抑郁、SCL-90得分干預(yù)組與對(duì)照組有顯著差異。本研究綜合運(yùn)用各種干預(yù)措施，對(duì)患者實(shí)施心理護(hù)理。有研究表明[4，5]，支持性心理護(hù)理對(duì)改善患者情緒是有效的。陳晶等研究表明[6，7]，合理運(yùn)用心理治療手段，如行為療法、暗示療法、音樂療法對(duì)患者情緒的改善是有效的。

針對(duì)“新工科”建設(shè)要求，以培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科交叉融合的應(yīng)用能力、工程能力、創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)、分析與解決問題能力為導(dǎo)向，構(gòu)建電類專業(yè)層次化遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。該體系包括三個(gè)層次，由淺及深，由易到難，第一層次是電類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，主要包括演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；第二層次是電類與信息融合的專業(yè)實(shí)驗(yàn)，主要包括操作性、綜合性實(shí)驗(yàn)；第三層次主要包括設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

（二）教學(xué)模式改革

1.改變傳統(tǒng)的講授式授課方式，注重探索實(shí)踐課程線上線下混合式教學(xué)方式。實(shí)踐課程與理論課程不同，當(dāng)然也不能完全采用線上的教學(xué)方式，如MOOC 或SPOC 等。以CDIO 工程教育理念為指導(dǎo)，采用項(xiàng)目式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力。采用啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，變過去考核實(shí)驗(yàn)結(jié)果為考核實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)。豐富教學(xué)資源與教學(xué)手段，不斷引進(jìn)信息新技術(shù)，采用新的教學(xué)資源和教學(xué)手段，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

2.線上線下結(jié)合，多平臺(tái)結(jié)合。充分利用信息技術(shù)資源，比如學(xué)習(xí)通，可發(fā)布課前預(yù)習(xí)，課堂練習(xí)以及課后測(cè)試。督促學(xué)生提前預(yù)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量。教師的操作演示視頻也可在平臺(tái)上供學(xué)生課后學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生更靈活的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的掌握。教師還可以利用QQ 群、微信群等交流平臺(tái)，及時(shí)解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的疑惑。

3.課上課下相結(jié)合、真實(shí)與虛擬仿真相結(jié)合的電類基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)，有一定安全要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)成本高，通過虛擬仿真增強(qiáng)感性認(rèn)知。

4.開展多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)前布置實(shí)驗(yàn)思考，實(shí)驗(yàn)中討論驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)后總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)施多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。

（三）專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

第二、第三層次專業(yè)實(shí)驗(yàn)結(jié)合電類專業(yè)課程內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，由教授、專業(yè)骨干教師和實(shí)驗(yàn)人員對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等開展討論，確定綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

1.專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的工程能力，將解決復(fù)雜工程問題意識(shí)的培養(yǎng)貫穿于所有專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)。專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)方案、技術(shù)路線、元器件選擇、設(shè)計(jì)制作與調(diào)試等。

2.加大專業(yè)教師科研成果向?qū)嶒?yàn)教學(xué)的轉(zhuǎn)化率，可結(jié)合教師的科研項(xiàng)目開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。形成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3.面向本專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展熱點(diǎn)，開設(shè)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。以電信專業(yè)2019 級(jí)為例，其傳感器核心課程在開課初期，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)度開展智能臺(tái)燈綜合設(shè)計(jì)，在課程學(xué)習(xí)階段完成基本原理、方案選擇、電路設(shè)計(jì)、焊接調(diào)試等全過程。

4.利用開放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)專業(yè)、根據(jù)社會(huì)工業(yè)需求自選課題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)開發(fā)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不局限于教學(xué)大綱內(nèi)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

5.鼓勵(lì)學(xué)生參加“創(chuàng)新杯”、全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽、水中機(jī)器人大賽等學(xué)科競(jìng)賽，結(jié)合競(jìng)賽訓(xùn)練開展專業(yè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。學(xué)科競(jìng)賽對(duì)大學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)具有不可替代的作用。

（四）多元化、全過程實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制改革

目前我校實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，結(jié)構(gòu)單一，不能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合水平。改革后的考評(píng)機(jī)制應(yīng)不同類型的實(shí)驗(yàn)做出相應(yīng)調(diào)整。第一層次，演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較簡(jiǎn)單，重點(diǎn)考查學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)操作和撰寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第二層次，專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師可根據(jù)學(xué)習(xí)通平臺(tái)學(xué)生回答問題情況作為學(xué)生的考評(píng)依據(jù)。第三層次，設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容包括:課前設(shè)計(jì)、自主創(chuàng)新能力、作品驗(yàn)收、答辯和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。課前設(shè)計(jì)主要是對(duì)原理和方案的選擇等；自主創(chuàng)新能力是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)資源的利用和自主學(xué)習(xí)能力，作品功能和電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性；作品驗(yàn)收采用演示答辯的形式，演示中需體現(xiàn)出測(cè)試過程、仿真結(jié)果和數(shù)據(jù)處理等；實(shí)驗(yàn)報(bào)告要規(guī)范，體現(xiàn)學(xué)生對(duì)文檔的編輯和工具的使用能力。多方位的考核形成多元化、全過程的考評(píng)機(jī)制，在整個(gè)過程中也逐步培養(yǎng)起學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語(yǔ)

以新工科建設(shè)為契機(jī)，我校面向“新工科”建設(shè)，提出了電類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)新思路，以學(xué)生為中心，形成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)層次化遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革，構(gòu)建多元化、全過程考核機(jī)制，為提高電類專業(yè)學(xué)生的綜合能力與創(chuàng)新意識(shí)助力。