楊 婷 韓豐澤 樊飛轉(zhuǎn)
陜西服裝工程學(xué)院,陜西 西安 712046
《電路與電子技術(shù)綜合實驗》是一門獨立設(shè)置的實驗課程,目的不僅是使學(xué)生通過實驗操作加強《電路》《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》這三門課程的理論理解,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),同時還要滿足市場的多樣化需求,為市場提供優(yōu)秀人才。因此根據(jù)當(dāng)前市場形勢,需要有針對性的進一步改革《電路與電子技術(shù)綜合實驗》課程的教學(xué)設(shè)備、教學(xué)模式、教學(xué)管理、考核機制。這些都是迫在眉睫的任務(wù),需要不斷的探索和改革,實現(xiàn)教育以人為本的最終目的。
實驗設(shè)備是實驗教學(xué)的基本組成部分,對課堂的教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗至關(guān)重要。目前,由于資金的缺乏和教學(xué)環(huán)境的不足,學(xué)生在實驗教學(xué)過程中,實驗設(shè)備少,更新慢,不能做到一人一臺儀器,讓學(xué)生獨立操作完成實驗,而是二至三人組隊進行練習(xí)。這會導(dǎo)致部分學(xué)生只看不做,不能較好地鍛煉自己的操作能力。同時,部分實驗臺老舊,穩(wěn)定性低,實驗測量產(chǎn)生實驗數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確,影響后續(xù)的數(shù)據(jù)分析,導(dǎo)致實驗結(jié)論誤差較大。
傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容是按照人才培養(yǎng)方案設(shè)置的課程目標(biāo),每節(jié)課的授課內(nèi)容固定,模式單一,實驗教材非常詳盡具體,學(xué)生只需按部就班地完成所有的教學(xué)步驟,即可完成相應(yīng)的實驗內(nèi)容。教師在進行教學(xué)演示過程時,照搬教材實驗過程,缺乏創(chuàng)新性,讓學(xué)生感到枯燥乏味,提不起學(xué)習(xí)興趣[1]。
《電路》《數(shù)字電子技術(shù)》《模擬電子技術(shù)》三門課程的教學(xué)安排在不同的學(xué)期,學(xué)生無法在上完理論課程后隨即進入到實驗室進行操作來理解課堂的內(nèi)容,導(dǎo)致后期教師在教學(xué)過程中遺忘,連貫性差,需要再次進行理論講解。這大量浪費了實驗課堂時間,減少了學(xué)生動手操作的時間,同時部分學(xué)生仍舊不會做,產(chǎn)生畏難情緒,動手操作的積極性大大降低。
實驗室教學(xué)僅提供課堂的時間是遠遠不足的,需要學(xué)生在課后思考并進行大量練習(xí)。實驗教學(xué)不同于理論教學(xué),理論教學(xué)學(xué)生可以通過教材、輔導(dǎo)書、網(wǎng)絡(luò)等多平臺輔助,而實驗?zāi)芰Φ奶嵘枰獙W(xué)生不斷動手進行實際操作和練習(xí)。這就需要學(xué)校能夠提供相應(yīng)的實驗室,提供足夠的實驗教學(xué)人員進行輔助,保證學(xué)生可以安全地在日常學(xué)習(xí)中隨時預(yù)約開放性實驗,使學(xué)生根據(jù)自己的能力和興趣選擇,令學(xué)生學(xué)有所長,學(xué)有所愛,學(xué)有所獲,培養(yǎng)成為市場需要的綜合性人才。
根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置,理論課時教學(xué)遠大于實驗課時,忽略了實驗課程的重要性。陜西服裝工程學(xué)院是一個應(yīng)用型學(xué)校,對工科專業(yè)而言,理論課程固然重要,但對市場的需求而言,已經(jīng)不僅僅是以前只注重理論成績的高低,同時更看重學(xué)生在實際生產(chǎn)生活中的動手能力和吃苦耐勞的品質(zhì)。因此,目前應(yīng)更注重實驗課程的教學(xué),提高學(xué)生對于實驗課程重要性的認(rèn)識,加大實驗課時的安排和學(xué)分。
傳統(tǒng)的實驗課堂教學(xué)方式是以教師為中心,教師不斷地灌輸,并未考慮學(xué)生的適應(yīng)性。這種方式大大降低了學(xué)生的積極性,學(xué)生失去了獨立的思考和探索的過程,而且無法保證課堂注意力的集中,最終脫離社會的需求,不符合應(yīng)用型大學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)[2]。
《電路與電子技術(shù)綜合實驗》課程是一門考查課,期末成績由實驗報告和平時成績兩大模塊組成,占比分別為80%和20%,這種考核方式過于刻板,對學(xué)生而言存在不公平問題。因為有的同學(xué)做實驗動手能力很強,但撰寫報告能力弱,而有的同學(xué)實驗課只看不動手,下課抄襲其他同學(xué)的實驗結(jié)論,但是傳統(tǒng)的考核方式?jīng)]有考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)的過程性努力,成績不能準(zhǔn)確體現(xiàn)出每個人的具體學(xué)習(xí)情況[3]。
面對疫情,學(xué)生的課堂教學(xué)發(fā)生了巨大的變化,從原有的課堂教學(xué)變?yōu)榱艘慌_手機,一本電腦的網(wǎng)絡(luò)交互模式。這極大考驗著教師和學(xué)生,教師無法實時面對面監(jiān)控學(xué)生,觀察學(xué)生們的學(xué)習(xí)情況。由于網(wǎng)絡(luò)和個人設(shè)備的限制,互動效果差、自制力差的學(xué)生容易出現(xiàn)空放視頻現(xiàn)象,這大大影響的課堂教學(xué)的進度;有的同學(xué)在家作息時間混亂可能直接不上課,理論課程尚且如此,對《電路與電子技術(shù)綜合實驗》課程更是一個巨大的挑戰(zhàn),學(xué)生無法實際操作實驗平臺,實驗課程只能延期開設(shè),這嚴(yán)重影響了教學(xué)進度。
根據(jù)學(xué)校工科專業(yè)的需求,統(tǒng)計在校學(xué)生人數(shù),報批實驗室主任,引入新技術(shù),申請?zhí)碇眯碌膶嶒炘O(shè)備。例如,電路計算機輔助設(shè)計、PCB制版技術(shù)、Multisim仿真實驗、電子電路EDA仿真技術(shù)等設(shè)備;更換老舊設(shè)備,盡量保證學(xué)生人手一臺設(shè)備,充分發(fā)揮每一位同學(xué)的主觀能動性,保證獨立完成實驗,使學(xué)生掌握基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上了解認(rèn)識主流技術(shù)。
參觀相關(guān)兄弟院?!峨娐放c電子技術(shù)綜合實驗》課程的教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)當(dāng)前社會的發(fā)展趨勢和市場需求增加教學(xué)內(nèi)容,不再局限于傳統(tǒng)的固定教學(xué)內(nèi)容,提升學(xué)生的發(fā)散性和創(chuàng)新性思維模式,結(jié)合學(xué)生參加的比賽設(shè)置開放性實驗。例如,全國大學(xué)生電子競賽、全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、藍橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽,這為學(xué)生了解科學(xué)技術(shù)和提升操作能力奠定了基礎(chǔ),激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和興趣,同時還避免閑置實驗設(shè)備的浪費,最大化地利用了實驗資源,提高了實驗開出率[4]。
在完成相應(yīng)的理論教學(xué)后,要靈活地安排實驗課程的教學(xué),以便學(xué)生能更好地理解理論教學(xué)的內(nèi)容,而不是在所有理論課程結(jié)束后再進行集中實驗,就能解決學(xué)生時間緊、任務(wù)重、無法很好地吸收和消化實驗課程內(nèi)容的問題,調(diào)動學(xué)生在實驗課堂上的積極性,發(fā)揮其主觀能動性。
配備充足的實驗教學(xué)人員是保證實驗課程正常教學(xué)的必要條件。當(dāng)代大學(xué)生知識獲取的渠道多而廣,學(xué)生的興趣愛好也是各種各樣,教育不是只滿足應(yīng)試體系,而應(yīng)注重提升學(xué)生全方面綜合素質(zhì)。要因材施教,在完成現(xiàn)有學(xué)習(xí)目標(biāo)后,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好多體驗、多參與、多動手,保證學(xué)生實驗課程第二課堂的開展,學(xué)校提供安全舒適的實驗環(huán)境和實驗教室,以保證學(xué)生開放性實驗課堂高效有序地進行,達到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。
實驗課程教學(xué)在應(yīng)用型大學(xué)中是重中之重,通過不斷練習(xí)來達到高水平的實踐操作能力以適應(yīng)社會的需求,這就要求學(xué)生需要有大量的時間進行實驗練習(xí),鍛煉實驗水平,培養(yǎng)認(rèn)真鉆研的科學(xué)精神和吃苦耐勞的良好品質(zhì)。但在現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案中,對實驗課程課時的設(shè)置遠遠低于理論課程,這使得學(xué)生不能通過實驗課程來全面理解理論課程的意義和價值,造成理論與實踐脫節(jié)。因此,學(xué)校在擬定人才培養(yǎng)方案時,應(yīng)加強實驗課程設(shè)置占比,提升實驗課程在學(xué)生心中的課程地位,讓學(xué)生認(rèn)識到實驗課程與理論課程同等重要,只有理論和實踐相結(jié)合,才能更好地面對市場的需求。
電路與電子技術(shù)綜合實驗和電子行業(yè)密不可分,要充分利用當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)資源,加強聯(lián)系,建立新型教學(xué)模式,和企業(yè)保持長期合作關(guān)系,聯(lián)合校內(nèi)導(dǎo)師和校外導(dǎo)師共同培養(yǎng)學(xué)生,將學(xué)生送到企業(yè)中去學(xué)習(xí)和鍛煉,增加其社會實踐能力。學(xué)生在把學(xué)校所學(xué)的理論和實踐知識充分應(yīng)用到企業(yè)中的同時,又可彌補學(xué)校僅作為基礎(chǔ)性教育的差距,使學(xué)生提前了解到市場所需要的技能,建立起學(xué)校和社會的橋梁,導(dǎo)向式推動學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,發(fā)揮學(xué)習(xí)的積極性,為走入社會打下堅實的基礎(chǔ)。
《電路與電子技術(shù)綜合實驗》課程設(shè)置在陜西服裝工程學(xué)院信息工程學(xué)院的計算機科學(xué)與技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程、智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè),其授課內(nèi)容都是完全一致的,這不能體現(xiàn)每個專業(yè)的培養(yǎng)方向,應(yīng)針對不同的專業(yè)進行專項設(shè)置,達到因材施教的目的。
OBE理念是以教育結(jié)果為導(dǎo)向目標(biāo),教師通過反向教學(xué)設(shè)計,學(xué)生先明確學(xué)習(xí)的目標(biāo),隨后通過老師的啟發(fā)式或引導(dǎo)式不斷地學(xué)習(xí)靠近最終目標(biāo),增加學(xué)生的自我探索能力,提升學(xué)生的社會價值,增加就業(yè)率[5]。
隨著網(wǎng)絡(luò)多媒體的發(fā)展和進步,可以通過多種方式進行預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí):第一,以網(wǎng)絡(luò)課堂為載體,將教學(xué)資源進行整合,有計劃地通過公眾號提前發(fā)布電路與電子技術(shù)綜合實驗教學(xué)資源,其中包括實驗講義、實驗講解PPT、MOOC課程中的實驗視頻等,幫助學(xué)生深刻理解每次實驗的教學(xué)目標(biāo)和實驗方法;第二,運用電子仿真軟件,例如Multisim等進行虛擬仿真訓(xùn)練;第三,上課的過程中通過多媒體進行視頻和動畫的展示,提高學(xué)生的興趣和注意力;第四,開展電子設(shè)計比賽,調(diào)動學(xué)生的積極性,提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。
我院建立完善的實驗使用規(guī)章制度,加強對師生的管理,保證授課教師能夠按照新型教學(xué)改革方式,以結(jié)果為目標(biāo),通過對學(xué)生循循善誘,確定學(xué)生的發(fā)展方向以及發(fā)展目標(biāo)。根據(jù)具體專業(yè)對學(xué)生合理安排有效的實驗項目,加強理論聯(lián)系實際,最終保證學(xué)習(xí)質(zhì)量[4]。
將過程性和結(jié)果性學(xué)習(xí)都列入綜合成績中,其中過程性學(xué)習(xí)包含課前預(yù)習(xí),課堂互動,實驗操作能力三方面,結(jié)果性學(xué)習(xí)包含實驗報告,實驗考試兩方面。通過全方位的評價學(xué)生才可以正確體現(xiàn)出學(xué)生真實水平,以便助力教師不斷提升教學(xué)方法,達到因材施教的目的。
面對疫情,充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)平臺的作用,將“雨課堂+騰訊會議+QQ群+電子仿真實驗平臺”相融合的方式,多方位實現(xiàn)與學(xué)生的有效互動;利用“雨課堂+騰訊會議”視頻直播的方式,進行實驗內(nèi)容和方法的講解;同時增加現(xiàn)場演示實驗,通過騰訊會議實時的和學(xué)生進行語音互動,對部分同學(xué)通過投稿提出問題,進行一對一的問題講解,邀請學(xué)生分享仿真實驗實現(xiàn)過程,并通過投票,彈幕等方式了解學(xué)生的實驗進度和動態(tài)需求;此外,為保證學(xué)生能夠充分掌握實驗教學(xué)內(nèi)容,QQ群分組在課后進行答疑解惑;考慮到學(xué)生無法進行實際操作的問題,購置由清華大學(xué)實驗教學(xué)團隊自主研發(fā)的口袋儀器。這種儀器不僅可以給硬件實驗電路供電,還可以通過和筆記本電腦上的虛擬儀器進行程序配合,實現(xiàn)《電路與電子技術(shù)綜合實驗》課程中常用的下信號發(fā)生器、示波器、邏輯分析儀等功能。這讓學(xué)生不局限于實驗室實驗,還可以擴展到家里、教室、宿舍等多種地方,尤其是針對疫情限制無法返校的學(xué)生。最終,還可以通過雨課堂、QQ群進行網(wǎng)絡(luò)驗收實驗結(jié)果。
《電路與電子技術(shù)綜合實驗》是實驗教學(xué)改革的一部分,是為了在加強學(xué)生對理論知識理解的同時,提高學(xué)生的動手能力,以達到培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)性,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力,面對問題時可以具有發(fā)散性思維方式,走入社會中可以高效靈活地完成工作任務(wù)。實踐表明,通過以上方式,學(xué)生對于電路與電子技術(shù)實驗課程的關(guān)注度和興趣大大提高了,從被動變?yōu)橹鲃?,喜歡去進行實驗探究,通過與教師的相互促進,相互學(xué)習(xí),取得了較為顯著的成效。