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随着经济的迅速发展,应用型创新人才越来越受到社会的重视和欢迎。高校是培养应用型创新人才的摇篮,而实践教学是培养应用型创新人才的重要手段与途径。2007年,湖南人文科技学院按照学科相近的原则,将分散在不同系部的电子电工类实验室进行调整组合,组建了电子电工实验中心,面向全校理工科学生开展实验教学。2008年,电子电工实验中心被确定为湖南省普通高等学校实践教学示范中心建设单位,2012年顺利通过了湖南省普通高等学校实践教学示范中心合格评估。中心经过多年的探索与实践,紧紧围绕培养学生的工程实践能力、创新研究能力和综合素质,逐步形成了“层次+模式”的开放式电子电工实践教学体系,经过实践检验,这种实践教学体系有利于培养高起点高水平的应用型创新人才。
1 “层次+模式”电子电工实践教学体系的构建与完善
1.1 建立以能力培养为主线、分层次的实践教学体系
该校电子电工实验中心经过多年的探索,紧紧围绕培养学生的实际动手操作能力、综合能力和创新研究能力,构建了实验室、实习与实训基地和创新研究3类实践教学平台,形成了以基础实验、专业实验、工程训练和应用创新为层次内容的实践教学体系[1]。
基础实验层:以电路、模拟电子技术、数字电子技术等基础课程实验为主,主要培养学生的基本实验技能,基本分析问题和处理问题的能力。
专业实验层:以现场总线、ARM嵌入式系统、移动通信与无线优化等专业课程实验为主,主要培养学生自主学习、系统分析与综合实验能力及工程素养。
工程训练层:以电工电子实训、课程设计、毕业设计等为主,主要培养学生工程应用能力和独立分析处理问题的能力。
应用创新层:以电子设计大赛、挑战杯、大学生创新性实验计划、飞思卡尔智能小车赛、学生科研等为主,主要培养学生的创新精神和严谨的科研态度及团队合作精神。
实践教学相对独立,但又与理论教学紧密结合,结合各专业特点,实践教学由中心统筹安排。
1.2 优化整合实践教学课程及内容
根据各专业人才培养目标,以传授知识、培养能力和提高素质协调发展为方向,以能力培养为核心,优化整合实践教学课程。根据各专业的培养目标将实践教学时段分布在大学四年的各个不同学期,并将实践教学划分为8大类型:《军事理论与实践》、《社会实践》、《金工实习》、《认识实习》、《课程实验》、《课程设计》、《毕业实习》和《毕业设计》,这8个类型的实践教学分属于基础实践教学、综合实践教学和创新实践教学三个层面。
根据专业人才培养需要,对各个实践教学环节进行合理的组织安排。金工实习和认识实习分别安排在第二学期和第三学期期末。各专业的认识实习一般都安排在与本专业专业知识紧密相关的单位,如通信工程专业的认识实习通常在中国移动娄底分公司和中国电信娄底分公司等电子通信单位实习。各类课程设计安排在第四、五、六学期进行,而毕业实习和毕业设计安排在第七、八学期进行。毕业实习在校外企事业单位进行,实习单位通常与毕业设计课题紧密相关,注重设计选题与企事业单位科研、生产、实验技术开发等社会实际需求和教师科研课题的紧密结合。
教学内容不断更新,大力淘汰传统落后的验证性实验项目,积极增加综合性、设计性与研究创新性实验项目。同时将科技创新成果、工程思想和实践教学改革成果不断融入到实践教学中。例如,电子技术实验室(二)装备了电子电工实验中心与上海启东市新科教电子仪器厂合作研制的科研成果――XK-TAD8 B型电子技术实验装置,用于中心的电子技术实验教学。
1.3 构建以学生为主体的实践教学模式
改革实践教学方法与手段,构建以学生为主体的实践教学模式。针对不同教学内容和实验类型,选择不同的教学方法:
(1)对于基础性和验证性实验课,采取教师在实验开始前先集中讲解再分散做实验的方式。课堂教学方法以启发式、讨论式为主,注重课堂讲解、课堂讨论和个别指导相结合,指导学生重视实验过程,掌握实验知识、实验方法和实验技能。
(2)对于综合性与设计性实验,采取以学生独立设计和完成实验为主,教师指导为辅的方式,即自主训练教学模式。由教师出题,不提供实验指导书,学生自行查找资料,设计并完成实验,包括必要的硬件设计和软件设计,指导教师跟踪实验进程并与学生进行研讨,注重学生自主学习、独立思考意识和工程实践能力的培养。
(3)对于创新性实验,采取项目驱动和课外指导相结合的教学模式。由教师出题或学生自主选题,自主制定实验方案,自行设计并完成实验,指导教师负责检验,主要培养学生的钻研精神、创新能力和团队精神。
中心运用现代化技术及先进的实践教学手段,充分利用网络,使用计算机辅助教学实验软件和多媒体实验教学课件,推广运用虚拟、仿真等实验技术手段,充分调动学生学习的自主性。
1.4 逐步完善开放性实验教学环节,积极拓展校外实践空间
中心在原有开放性实验教学基础上逐步加大开放力度,目前实行“全天开放”、“预约开放”和“网络开放”三种形式。创新实验室、电子设计与开发实验和专业机房对学生全天候开放;电路实验室和电子技术实验室对学生实行预约式开放;实验室综合管理系统、精品课程、中心网站等网络信息平台向全校师生开放。
在完善校内实验室开放建设的同时,积极拓展校外实践空间,与企事业单位进行广泛合作,建立实践教学基地。中心与东莞船井电机厂、涟源钢铁集团公司培训中心、湖南安石集团有限公司、湖南同人电子有限公司、深圳瑞谷科技有限公司等签订长期合作协议;此外,中心领导利用出差和外出考察的机会,努力接触当地企业,力促企业成为中心新的实习实训基地。
1.5 建立多元化的考核体系
根据专业的培养目标及实验实践课程的教学目的,针对不同性质的实验实践考核项目,采取不同的考核方式和评分标准,形成多元化的综合考核体系。对于独立设课的实验课程,如电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验,采用实验过程考核与期末考试相结合的方式,即实验过程考核60分(其中预习15%、操作55%、报告30%),期末考试40分(其中操作考试60%、笔试试卷40%)。对于附属于理论课的实验课程,实验成绩占课程总成绩的30%,实验不及格者不得参加该课程的期末考试,且下学期理论补考前必须先实验补考及格,否则不能参加该课程的理论补考,该课程以不及格论处。对于独立设课的课程设计,其评分标准为:设计过程中出勤、学习态度等方面占20%、课程设计质量与答辩占50%及设计报告书写及图纸规范程度占30%。多元化的考核体系充分调动了学生的学习热情,激发了学生的自主创新意识和内在的学习潜能。
1.6 建立科学合理的运行保障体系
完善管理制度。为提高实验室的管理水平,电子电工实验中心根据自身的实际情况,制定了相应的管理规章制度。中心建立和健全了《实验室管理制度》、《电子电工实践教学中心开放管理办法》、《电子电工实践教学中心开放实验室学生守则》、《电子电工实践教学中心工作人员岗位职责》、《实验室安全制度》、《教学科研仪器设备管理使用制度》、《教学科研仪器设备事故处理、赔偿制度》、《实验室工作档案管理办法》、《学生实验守则》等30多个实验室管理规章制度,为实验室的正常运行奠定了制度基础。
加强实践教学设施及校外实习基地的建设。为适应教学手段现代化和实验实践教学的需要,近4年来,学校总投资近800万元,用于中心的教学科研仪器设备的购置和实验室的改造。强化校外实习基地建设,积极加强校企间的密切联系,安排学生到相关企业进行实习实训,并积极探索校企合作办学的方式。
经费保障。中心每年都有专门的设备维护费用、实习经费和材料耗损费用等经费,以保证所有实验项目的正常进行、创新实验的顺利开展及各种实习的正常开展。
加强实践教学师资队伍的建设。通过几年的人才引进与培养,中心建成了一支涵盖教学与科研,人员结构合理,素质优良,相对稳定的师资队伍,教师数量能够满足教学需要。鼓励教师参加各种进修、培训和学术交流活动,注重对教师师德的培养,要求教师把教书与育人工作很好地结合起来,注重对教学过程的检查和监督。
2 教学效果
“层次+模式”的开放式电子电工实践教学体系充分调动了学生的学习积极性和主动性,激发了学生的创新意识和创新潜能。经过基础实验、专业实验、工程训练和应用创新4个层次的实践教学,毕业生得到了很好的电工电子基础知识、工程实践能力、创新意识以及专业素质的训练,获得了较扎实的基本功和动手能力及创新能力,受到用人单位的一致好评。近年来学生的就业率一直处于较高的水平,近三年一次性就业率平均90%以上。
学生积极参与到教师科研、工程和社会应用实践。学生积极参与教师科研项目,如LED灯带控制器的开发,该产品主要应用于家庭、宾馆、KTV和酒吧等场所的灯光装饰,现已投入实际使用;2010年,在教师指导下参与湖南华南煤矿机械制造有限公司带式输送机电气控制系统的设计与开发。2011年起,中心负责学校视频监控系统的安装、维护与管理,同学们积极参与具体的实践操作。学生还踊跃参加电子设备与产品的义务维修,承包了全校所有教室的教学仪器设备维修任务,并设有专门的维修站。
学生积极参与到各类竞赛活动及创新实验项目中,在各种竞赛中取得优异成绩,如在2009年、2011年、2013年三届国家或省级大学生电子设计大赛中,共获得国家一等奖一项、二等奖一项,湖南赛区一等奖、二等奖、三等奖各三项。学生承担大学生研究性学习和创新性实验计划省级项目十几项,2013年有两个项目获批申报国家级大学生创新创业训练计划,这是该校首次获得申报国家级大学生创新创业训练计划的资格。
学生积极参与各种职业资格证书的考试。如电工技术上岗操作证和等级证、Protel证、网络工程师、数据库系统工程师等资格证书400多个。
关键词:应用型本科 实训 团队协作
1、引言
应用型本科教育是培养既具有一定的理论知识又具有较强的动手能力的应用型人才,使学生具备熟练的职业技能和解决实际问题的能力,同时又具有一定的理论科学分析与研究能力、技术的开发与工程设计的能力。目的是培养即具有从事技术开发、产品设计与生产、调试与维护等方面的综合应用型人才。教学课程设置中,应多开设专业实训课,在整个教学过程中既要突出操作能力的训练还要注重综合能力的培养,两者并重缺一不可。
《电工技术实训》是应用型电气自动化技术专业学生必修的一门技能训练课程。通过本课程的学习,使学生在掌握电工技术基本理论知识的基础上,重点加强实践动手能力的培养,使学生具有一定的设计、安装、调试和分析和解决实际问题的综合技能。
2、电工技术实训课程内容设置及目的
电工技术内容的设置是注重体现“以专业技术应用能力培养为核心,以实践教学为主线,以训练项目为先导,以理论教学为支撑”的教学新思路。电路分析是人类文明和社会生活的重要技术基础,涉及到的专业理论与技能是应用型本科的学生必须掌握的重要内容。注重对学生技术应用能力的训练,通过对实际应用电路的训练,使学生掌握电路连接、电工测量、故障排除等基本技能与技巧,掌握常用电工仪器仪表的基本原理和使用方法,培养学生用基本理论分析问题、解决问题的能力和严肃认真的科学态度。注重体现理论与实践相结合的教育原则。
在实训开题后,学生基本了解实训项目内容和具体要求,然后由学生根据自己课题进行分析,查找相关资料,自主学习来发现自身不足,弥补不足,以达到查漏补缺的目的,通过实训使学生掌握一定的知识。掌握住课题分析设计方法,对其在将来的工作也中也会起到很大的影响。为满足学生对课题的需求,根据学生为完成课题设计制作应具备的知识点与技能对学生进行大方向的指导,使学生能够对课题中所使用到的各个系统的模块进行有针对性的学习。若学生能在后面的学习过程中,掌握各模块中应知和应会的知识与技能,就能逐步达到整体设计、分析、调试和项目的综合应用与制作的最终要求。
3、实训课程以学生为主体
实训课程的教学过程应以学生为主体,让学生充分的参与其中,从开题后,从任务的需求分析,到资料的查找,方案的选定等,都均有学生自主完成。另外,学生学习的效果如何,能否学好自己的专业知识,除自身智力因素外,最关键的一点是他们对所学专业和所学内容是否感兴趣。对学生来说,尤其是刚刚接触一门新课的学生,能否对所学知识产生浓厚的兴趣,影响学生能否学好该专业的一个前提。只有学生产生了浓厚的兴趣才会转化为学习的动力。同时指导老师的作用会起到较大的作用,教师的作用就像是在发酵过程中的催化剂。兴趣到动力的转化需要一个适当的环境,能否创造一个好的环境,需要指导老师在后续的教学和指导中围绕这点进行。同时,在学生实训过程中碰到的问题,指导老师不应该直接给出答案,而是要引导学生一步一步的去分析问题,解决问题,只有如此,学生才能够积累解决问题的经验,激发学生的求知欲和发现问题的欲望。
4、培养学生的协作能力
在培养学生动手能力的同时,培养学生的团队协作能力也尤为重要。目前社会、技术的发展,各种知识、技术不断推陈出新,竞争日趋紧张激烈,社会需求越来越多样化,使人们在工作学习中所面临的情况和环境极其复杂。在项目的进程中必须有一个团队,并要求团队成员之间进一步相互依赖、相互关联、共同合作,建立合作团队来解决错综复杂的问题,并进行必要的行动协调,开发团队应变能力和持续的创新能力,依靠团队合作的力量创造奇迹。在实训课中,注重培养学生的协作能力,是学生在以后工作中应具备的基本素质。
5、考核方法设置
由于实训课是以培养学生实践能力和应用能力为目的,如何根据所要达到的目的进行考核,能否设置一个较合理的考核方式,如何通过这个方式方法进行验证教师的教与学生的学,对应用型人才的培养至关重要。
本文以《电工技术实训》课的考核为例进行介绍,该实训课主要是对电气线路图的设计及线路装配。考核包括四个方面,动手能力的考核,占总成绩的40%;实训论文的考核,占总成绩的30%;实训完成情况的考核,占总成绩的10%;平时及答辩情况的考核,占总成绩的20%。
实训的考核就是对学生所选制作项目完成情况的考核,要求学生演示制作结果并提供设计报告,包括方案论证、程序清单、原理图、硬件电路、存在问题,解决方法和调试步骤、工作日志等。考核只是一种促进学生学习的手段,而不是目的,通过各种方法应让学生更好的学习相关知识,并会运用自己所学的知识。
6、总结
总之,在以学生为主体的教学过程中,学生的积极性被调动以后,教师的主导作用尤为重要,作为应用型本科教育的教师应全面系统地了解应用型本科教育特色的基础上,围绕应用型本科教育的培养目标,认真研究教学计划和教学大纲,对以往的教学模式和教学经验加以总结,不断探索新的教学模式并在教学实践过程中逐步深化和完善。根据学生的具体情况,针对学生的教学要求,编写相关的教学教材。同时采用团队协作的方式培养学生的团队协作精神。因此在教学中我们强调“以学生为主体、教师为主导”的教学理念。
课题为:基于大学生创新能力与综合实践能力培养的教学改革与实践;编号:2011JGZ058
参考文献:
关键词:高职院校;创新;实训
中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1671-1297(2008)08-032-02
一、 前言
随着社会进步和经济快速发展,需要大量技术应用人才,而高职教育正是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高素质技术应用型人才。因此,发展高职教育对满足社会主义现代建设的需要、普及高等教育、提高民族素质、完善高等教育结构和教育产业经济增长都具有非常重要作用。
实训教学是高职教育发展关键,而“培养学生创新能力”又是实训教学的重点,因为培养创新意识和提高创新能力是实训创新教育宗旨。实训教学创新本质是通过培养学生扎实的专业知识和职业技术、良好的基本素养和对知识综合应用能力,使之具备自主学习、自主思考、自主实践、自主解决问题的能力。
笔者结合我院在建设电工电子实验室和实训教学实践经验,就培养学生实训创新能力,从学院、实训教师和高职学生等方面进行了初步的探索,今将有关体会供参考、指正。
二、 学院在充分调研和总结的基础上,构建科学、全面的实训体系
(一)构建形式灵活、内容丰富的实训课程体系
学院在多年实训教学实践中,发现课程体系的设置存在如下问题:1、传统实训课程教学基本理念存在误区,疏忽了高职院校人才培养侧重点,实训课程大多在模仿本科类实训课程。2、很多高职院校实训内容比较陈旧,跟不上社会和经济发展需要,导致学生进入生产岗位,出现需要重新学习的尴尬场面,使学生产生了学习无用的错误认识。如某些实训项目已经被沿用了几十年,但这些内容目前在实际生产活动中很少使用,缺乏时效性,很难引起学生兴趣。再如,在很多实训制作项目中,学校成套购买集成电路,而学生完成的人工部分就只剩下焊接工作,这对培养学生的创新意识和理论知识的掌握用处不大。
学院在充分总结了交通行业对电工电子技术要求的基础上,调整现行的实训内容,初步建立基于电子电工实训教学的综合课程体系,如图1所示。
其中第一部分是基本技能训练,这是电工电子实训教学的基础,主要涉及基本设备和仪器的认知、调整、使用操作和初步维修以及相关的必备电脑操作能力;第二部分是专业技能训练,涉及电工和电子工艺实训;第三部分是选修课程,主要是拓宽学生知识面,了解最新技术发展现状,为以后工作和深造打下基础。
图1电工电子实训课程体系
同时,在教材的选择上,学院进行了一系列尝试。目前高职教育中,针对交通行业的电子实训教材较少,大部分是近电类的高职、中职教材。学院除了尽可能地收集各本科和高职院校的教材,吸取经验之外,还组织实训指导教师到上海、浙江等地的高校、企业、工厂去参观学习。根据本校的实际条件和专业设置特点,组织有经验的教师和考评员自编了一套实训指导书,突出了基础性和交通行业的适用性,在实际使用中取得较好效果。
(二)建设开放式实验室和实训基地
构建开放式实践教学体系并不完全是简单地将实验室、实训基地大门打开,而是通过学生自己根据课题和爱好,自己选择实验项目,或独立拟定方案。实训指导教师主要负责对实验方案的可行性、安全性和效果进行审查,给予必要的启发和引导,在实验完成后,对实验结果和实验报告进行评价和总结指导。我院在开放实验室和部分实训基地之后,很多学生通过预约方式参加实验,极大发挥了学生积极性,培养了学生良好的个性,激发了学生创新思维。在今后工作中,要争取做到两点:1、只要实验条件允许,学生可“全天候”地到实验室做实验;2、实训基地和实验室,不仅应对本学科、专业的师生开放,而且应对跨学科、跨专业的师生开放,同时还应考虑对社会开放的问题。
(三)加大实训基地建设
实训基地是完成实训教学的物质基础,我院的电工电子实训基地建设工作,参考了《南京市高等职业教育实训基地验收标准》、《教育部高职高专院校实践教学基地评估方案》,以大力发展职业技术教育为主线,坚持以服务为宗旨、以就业为导向的办学理念。首先,充分利用学院现有设备,初步加强对实验室改造。其次,要加大学院实训教学部分的资金投入,但是切忌不能盲目建设,要与培养目标和专业要求紧密结合,同时要考虑与目前现场生产实际或近期生产技术发展的装备水平相匹配。同时,考虑优化实训资源配置和共享以及加强校外基地建设。
三、更新实训老师教育观念,改进教学模式
培养学生创新能力,对学院实训老师的教学观念和教学模式提出了新的要求,在实训教学中,笔者通过以下几个途径进行了尝试:
(一)更新教育观念,增加学生创新意识
首先,传统的实训课程理论教学基本上是一种模式,即“教师讲,学生听”,这种“仓储式”教学方式很难适应时代的要求。为此,课堂教学要不断扩展自身的功能,可以从如何获得讯息和教授及时、有效的知识方面下工夫。课件制作中可运用大量的素材向学生展示知识。如电工安全用电教学中,运用大量实例,讲述用电常识以及触电急救措施。其次,教师要善于改变角色,要从指挥者走向引导者。随着网络信息迅猛发展,学生有很多知识是从网络中获得。好的教学方式是引导学生去探求知识,引导学生走向成功的彼岸,做到“授之以渔”。
再次,要克服以我为中心的传统中国教育心理,要最大限度地让课堂“活”起来,让学生“动”起来,在实训课程中要尽可能多设计一些学生操作性的环节。
(二)多媒体教学手段在电工电子实训教学中的应用
多媒体教学利用现代计算机技术,融图形、图像、文字、音效、视频于一体,使学生同时通过视觉和听觉的刺激接受知识,由于多媒体教学的集成性和交互性特点,既能将来自各种电子媒介的信息进行集成,又允许教师通过编程或与计算机进行对话而主动的控制计算机,完成教学任务,改善传统教学中的说教场面,使之更加形象、友好,更加接近现代气氛,易为学生接受。特别在电工电子实训教学中,可以采用多媒体课件来模拟课程实验与演示、模拟现场操作的界面,对理解理论概念、熟练操作技能、降低教学成本,起到重要作用。
(三)实训理论教学增加互动性
实训指导教师主讲核心内容,主要包括核心概念、原理和分析方法以及动手注意事项,同时提出据此可进一步深入实训项目分析讨论的内容,特别是提供与之相关的设备、仪器和相关电路,让学生积极参与讨论,组织小组和班级形式的讨论和交流,这就大大地提高了学生的主动参与性,激活了学生的创新思维活动,开拓了思路,最后再由教师进行综合分析评论,并通过演示或仿真直观地得到正确的结论。这种互动式教学方式在实训中的应用效果很好,学生反映这种方式学得活、记得牢,在完成作业或实验中也明显农现出具有正确、清晰的思路
(四)提高教师自身素质,建设“双师型”队伍
高职教育需要既有理论深度又有实践经验的“双师型”教师队伍,在实践上可以通过以下几个途径:1、 学校应为教师创造更多的参观、进修、实践等学习机会,使实训教师取得中高级技术岗位证书,提高实训教师综合素质;2、鼓励实训教师积极参加学校科研工作,提高自身素质;3、加强新进实训教师的岗前培训工作,安排新教师到对口的单位或者学校实训基地进行一段时间实习。
四、提高高职学生基本素质和专业技能
与本科院校学生相比,高职学生基本素质和学习能力等方面有别于本科院校学生,普遍存在着内在学习动力不足,学习目的性不明确,理想和信念相对不稳定等特征,特别是在实训课程教学中以上特征表现尤为明显,还表现出分析问题和解决问题能力不强。
笔者根据学生就业方向和相关行业特点,结合学院环境条件的实际情况,在以下几个方面进行了尝试:
(一)做好学生答理工作
实训教学以学生为主体。整个实训的设计和操作都是由学生亲自完成的,与实训理论教学相比具有更大的独立性和自由性。因此,在每次实训前,要求学生充分预习该次的实训项目,明确实训目的、仪器设备、步骤及内容,使他们在实训中做到心中有数。在实训过程中,老师要引导学生积极思考,认真操作,达到预期目的;加强学生动手能力的培养,发挥学生主观能动性,指导老师要根据教学仪器设备的台套数和学时数,合理安排学生的分组数,使每一个学生都能在实训课内有动手操作机会;同时,指导老师要及时发现学生的不足之处加以引导,以帮助学生加深对实训及理论的理解。
(二)坚持标准,严格考核
实训技能考核,可以使学生明确实训目的和重要性,从而激发和调动学生的学习积极性和主动性,有利于培养学生的创新精神和实践能力。同时,实行实训技能考核也必将会改善实训教学效果,提高教学质量,促进教育规范。实训技能考核包括参加实训的态度、知识掌握的深度、操作能力、质量安全等方面的内容。焊接水平、元器件识别和检测能力、安装工艺质量、调试都进行考核,每一项都有评分标准。按照标准做好每个学生的考核记录,还要根据出勤等综合评价。
(三)增强学生的安全意识,为提高创新能力打下基础
很多年轻高职院校教师和学生都很容易淡薄人身安全和仪器设备安全,试想,缺乏安全意识的学生创造出的产品必然会存在很多安全隐患。可通过参加社会实践和企业调研工作等方式,以亲身经历和借鉴以往教训,提高学生安全意识。
(四)给学生机会,解决企业部分实际生产问题
没有实际参与实践学生无法深刻体会到一些理念,没有这一环节,所谓的实训学习都不能说是成功。在和中船绿州集团合作开发项目的实训学习过程中,师生一起对绿州集团的船舶齿轮箱机进行了技术更新和设计,比如让原来基本电路控制原理方式转变为PLC控制,这大大提高了设备可靠性,取得了绿州集团的好评,提高了学院知名度和美誉度,更是极大鼓舞了学生的学习和动手热情。
(五)鼓励学生组织相应的协会,促进发挥其积极作用
学校鼓励对电工电子实训感兴趣的学生成立电工电子实训技术协会,充分利用和发挥协会的积极作用,开展各种活动,如定期开设专题讲座、科技月等活动,打破年级界限,让更多的同学参与进来,增强学生的学习兴趣。也可以参加全国或省里组织电工电子方面的竞赛,如“全国大学生电子设计竞赛”、“挑战杯”等科技活动,通过这些形式增强学生的动手能力和创新能力。同时,可坚持在每周或节假日义务为学院职工及当地市民维修家用电器,让学生接触社会,在实践中培养学生的动手能力与团队合作精神,增强学生的学习兴趣与能力。
五、 结束语
随着世界经济的快速发展,对电工电子实训教学提出越来越高的要求,尤其是如何培养学生的创新意识,提高创新能力问题。笔者通过一些教学经验和实践探索,从构建科学实训体系、改进教师教学理念和教学模式以及提高学生专业技能等方面进行探讨,期望能给高职院校实训教学中的学生创新培养提供有益的帮助和启发。
参考文献
[1]邱鸿勋.人才需求分析与职业教育发展战略探讨[J].职业技术教育.2002,(3).
[2]蒋作斌.对职业教育特色问题的认识[J].职教论坛,2003,(1).
2005年,教育部下发文件,提出在物理、化学、生物、力学、电子等学科中,建立国家级实验教学示范中心。各高校高度重视,积极申报,加强实验中心建设,总结了大量经验,值得参考和借鉴445。
依据学校人才培养定位,实验教学中心(以下简称“中心”)以教育教学思想和观念转变为先导,强化“工程-理论-实践-工程”的教育教学理念,积极推进实验实践教学改革;建设以学生为本、培养学生实践能力、创新意识、创业精神为核心的实验实践教学新体系;建立优质资源共享和现代化高效运行的管理体制;建设理论教学、实验实践教学与科学研究紧密结合的高素质实验教学队伍;建立了全方位的实践教学平台,将课程设计贯穿课程理论教学过程,开展了丰富多彩的课外培养活动,使其成为培养电气工程领域高素质应用型人才的重要基地。
1.实验教学中心改革思路
1.1 突出一个目标
以“一实两创”特色人才培养为目标,着力培养具有突出实践能力、创新意识和创业精神的高素质应用型人才,强化学生的实践能力和工程素质的培养和训练,以适应21世纪电气信息技术快速发展的电工技术领域、尤其是电力工程领域的人才需求。实践能力是主体,是基础;创新意识和创业精神是两翼,是升华。通过实施突出实两创”特色的高素质应用型人才培养模式,培养学生能干事的知能基础、敢干事的无谓胆识和干成事的坚韧品格。
1.2 建设一支队伍
建设一支结构合理、专兼职相结合的高水平实验教学队伍是“中心”持续稳步发展的关键“中心”采用课程负责人制和实验助理制,打通学科建设与实验实践教学的人才通道。
(1)课程负责人制。理论教学与实验教学一人负责,有助于理论教学与实践教学的深入结合。
(2)实验助理制。从博士和硕士研究生中遴选实验助理,兼职参与实验实践教学、实验室建设和管理。
1.3 构建两个平台
(1)物理模拟、数字仿真和工程实训三位一体。①物理模拟:“中心”开设电工、电子、电机、电磁场、单片机、自动控制、电力系统综合、继电保护、高电压、自动远动、电力系统动态模拟等物理模拟实验。②数字仿真“中心”开设电路仿真EWB、电子设计、多级电网数字仿真、电力系统高级应用、电力设备仿真系统等数字仿真实验。③工程实训:“中心”建有电工电子实习基地、输变电工程实训基地和多个校外实习基地,为学生工程实训提供了平台。
通过物理模拟、数字仿真和工程实训三位一体的培养,极大地提高了学生应用课堂所学知识解决实际工程问题和实际动手操作能力。如对于电力系统运行操作,首先在电力系统动态模拟实验室进行实验,使学生利用所学的理论知识分析电力系统运行操作中的物理现象,强化基本概念和基本分析方法;然后针对相同内容通过以实际电网为背景的多级电网仿真培训系统进行数字仿真,使学生掌握大规模电网操作中的现场实际问题以及解决实际问题的能力;最后在实验变电所进行实际操作训练。
(2)基于网络技术的现代化实验实践教学管理与监督保障平台。
1.4 面向二维服务
根据“中心”的人才培养目标,建立面向“横向覆盖,纵向贯通”的实践教学。
(1)横向覆盖。“中心”面向全校34个电气信息类、工科非电类和文经管类本、专科专业5000余名学生,承担了电力生产工程认知教育,相关课程的实验教学、工程训练、课程设计、毕业设计和大学生科技创新任务,以及电气工程及其相关领域的研究生培养工作,具有很大的横向覆盖面。
(2)纵向贯通。“中心”对电气信息类的专科、本科、硕士、博士研究生在实验实践教学环节上贯通。
1.5 覆盖五个层次
(1)工程认知层。针对文、经、管类学生了解电气工程领域的相关知识,主要以模型演示、观看多媒体教程等方式进行。
(2)基础实验层。针对电气工程领域基础课程,强调学生熟悉仪器设备、软硬件工具的使用方法、验证实验内容,掌握基础理论与基本方法。
(3)工程实训层。针对电气工程领域专业,强调学生了解电力生产的实际过程、具体操作方法和步骤,交互推动理论课程的学习,培养电气工程专业素养。
(4)综合设计层。针对某一系统,综合应用相关知识,具体完成实验方案、测试和论文,培养工程素质。
(5)研究创新层。针对某一系统,强调实施过程中的创新思维和创新手段的应用、以及团队合作精神的培养,实现自主选题、自主设计、自主完成实验,独立撰写项目验收报告。
1.6 坚持六个结合
坚持:实践教学和理论教学相结合;设计型实验与工程实训相结合;研究创新型实验与课外科技活动、竞赛、科研课题相结合;实验实践教学与电力行业实际相结合;实际物理实验与虚拟仿真实验相结合;研究生培养与实验实践教学相结合。
2.实验教学示范中心改革方案
“中心”设有学术委员会和管理委员会,学术委员会主要负责“中心”的发展规划、建设项目立项审批,管理委员会主要负责“中心”的具体软硬件建设的具体实施。
2.1 建设高水平的实验教学队伍
学校优势学科-电气工程学科的高水平教师是“中心”教师队伍的组成部分,同时聘任电气工程相关学科的优秀教师为中心的兼职教师,确实保证实验实践教师队伍的高质量。为了提高实验教学的指导和管理力度“中心”建立了实验助理制度,即从博士和硕士研究生中遴选实验助理,兼职参与实验实践教学、实验室建设和管理工作。
2.2 扎实开展实践平台建设
近几年“中心”新增DSP、ARM/EDA、数字仿真实验室、电工电子实训基地、电力运行仿真中心、电力生产动态模型演示实验室、真实的66~220kV变电站的输变电实训中心等。同时为了跟踪电气工程领域的新技术“中心”又新增加了风力发电系统、太阳能发电系统、蓄能系统等一系列实验平台。自行研制了电工实验台、数字和模拟电子实验箱、单片机实验箱、PLC、DSP实验平台、便携式电子实验包、电工电子实训实验台、继电保护实验台等800余台套。
2.3 建立基于网络技术的实验管理体系
建立了网上预约管理信息系统;建立了实验室网上预习系统,可实现学生网上学习仪器设备使用、基础实验预习演示;建立了网上实验实践答疑系统,及时与学生实现交互。
中心在完成计划内本科实验教学任务的基础上,还为本科生毕业设计、研究生科研提供了实验场所。本着为全校师生提供全方位、多层次的服务宗旨,中心建立了开放运行机制,并建立了实验室开放的各项规章制度和管理办法。
2.4 构建较为完善的学生课外培养体系
“中心”通过设立学生课外科技活动学分、“电气工程实践教学中心大学生创新基金”、科研课题组招聘,各类竞赛等方式激发学生参与课外创新性研究的热情。
2.5 探索理论教学与实践教学相结合的新模式
在高水平软硬件平台的支撑上,探索“全程设计”的教学新模式,即将某一系统的设计贯穿于某门课程的全程,或贯穿于多门课程的全程。
(1)电子信息类课程的“全程设计”。在数字电子技术课程授课之初就将智能交通灯、电子时钟等综合设计性题目布置给学生,随着教学内容的逐步展开,要求学生进行阶段性设计,学习结束后完成项目的整体研制,并撰写实践报告。在单片机、DSP和EDA等课程中继续沿用相同的题目进行设计,要求学生注意比较不同方法的优劣。这种模式大大提升了学生的学习兴趣,多方位培养了学生的实践技能,同时也使学生认识到新技术的优势。
(2)电力工程类课程的“全程设计”。在电力系统分析之初,将一电网的规划设计布置给学生,在课程学习的不同阶段完成网络参数计算、潮流计算、短路计算、调压计算、稳定性分析计算等内容的设计。在后续的继电保护课程、发电厂电气部分和高电压技术等课程中,仍针对该系统进行相应子模块的设计。这种模式采用递进式工程训练,将分散的课程通过某一电网设计的实践环节贯穿起来,使学生在专业课学习之初就树立大工程概念,明确所学课程在电力系统中的任务和地位,取得了良好的学习效果。
2.6 探索与企业联合开展实践教学的新模式
近年来,与广东核电集团、中国大唐集团等企业开展订单式人才培养,利用企业的实训基地,培养高素质应用型人才。
3.电气工程实验教学中心未来建设规划
中心坚持与时俱进的科学发展观,在“十二五”规划中,明确提出了继续按照“国家级实验教学示范中心”标准进行建设的奋斗目标,中心可持续发展的建设规划为:
(1)瞄准社会和电力行业对人才培养的需求,不断探索实验实践教学改革,进一步充实、完善和落实教学建设方案。
(2)不断探索和实践实验室管理和队伍建设方面的改革措施,为实验室建设和人才培养提供保障和持续发展的动力。
(3)加强数字化、网络化实验平台建设,加强实际物理实验与虚拟仿真实验的结合,有效地促进学生课内、课外实验教学活动的开展。
(4)结合学校人才培养定位,对实验教学五层次进行更为深入的改革研究,使各层次内容有机联系,加强对工程实训和创新层的教改研究与实践,提高学生的工程素质和创新能力。
(5)进一步探索“中心”的管理模式,对相对独立的人、财、物等管理权限和机构设置进行探索,进一步改进和落实中心的管理职责,建立一套高效合理、资源优化、可持续发展的管理模式。
(6)加强学科建设与实验室建设的紧密结合,在实验助理的基础上,将开展实验研究助理工作,将科研成果尽快转化为学生的创新实验内容。
4.结语
中心根据学校人才培养定位,确立了“突出一个目标、建设一支队伍、构建两个平台、面向二维服务、覆盖五个层次、坚持六个结合”的建设思路,构建了模块化、递进式、重衔接、强结合的立体化实践教学体系,构建了“全程设计、平台支撑”的理论教学与实践教学相结合的新模式,强化了学生对理论教学的理解和掌握,学生的实践能力和工程素质得到提高。“中心”的实验仪器和设备先进,管理规范、实验环境和条件良好。
关键词:“3+1”创新教育;工程素质;实践课程
作者简介:洪远泉(1979-),男,广东五华人,广东韶关学院物理与机电工程学院,实验师;周永明(1963-),男,江西泰和人,广东韶关学院物理与机电工程学院,教授。(广东 韶关 512005)
基金项目:本文系广东省自然科学基金资助项目(项目编号:10451200501004408)、韶关学院第十三批教育教学改革研究项目(项目编号:SYJY20121338)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)06-0039-01
韶关学院是地处广东粤北山区的地方应用型本科高等院校,跟传统的地方院校一样,电子专业在办学过程中,面临着办学资金不足、教学设备落后、师资整体水平不高、生源质量下降等一系列问题。为在现有的基础上提高学生的综合素质,培养学生的工程实践能力,满足企业对电子专业人才的要求,我们对电子专业的人才培养模式和课程体系进行一系列的改革实践,探索适合我们的应用型、创新型电子专业人才培养模式。2010年,电子系与广州周立功单片机有限公司合作,对2010级电子专业学生启动电子“3+1”创新教育模式。以校企合作的形式,由企业向学校的人才培养提供工程实践支持、设备支援、师资培训并参与学校的教学过程,学校根据企业对新世纪电子技术人才的要求,科学调整专业培养方案和课程体系,构建教与学、理论与实践、学校与企业紧密结合和全方位素质教育的人才培养体系。充分发挥学校与企业的各自长处,实现合作双赢的局面。
一、电子“3+1”创新教育模式简介
3+1”创新教育模式是广州周立功单片机有限公司与高校提出的新世纪电子专业创新型人才培养模式,旨在培养着眼于21世纪生产一线的、有电子工程素质的零适应期高校毕业生。
从时间角度看,“3”表示从大学一年级到大学三年级的学习时间,“1”表示大学四年级的学习时间。大学前三年完成电子工程师所需的基础知识与基本能力训练,后一年通过产学研的结合,培养工程实践能力,融会贯通所学知识,进行创新设计与实践,达到培养应用型人才的目的。通过教与学、理论与实践、学校与企业紧密结合的培养模式,实现全方位的素质教育。教学上,采用互动式、启发式、探讨式教学方式,提高学生学习的积极性、主动性,培养学生的自学能力和思考能力。[1]
二、“3+1”创新教育实践课程体系
创新教育实践课程体系是培养学生实践能力的基础。在现有的专业培养方案的基础上,结合企业提供的实验设备和企业对人才的要求,通过科学修改、优化组合,以培养学生专业学习兴趣、提高创新实践能力为目标,形成专业技能实践课程体系。通过删减一些内容,增加实践实训课程来合理安排每门课程的学时数,使得学生能够在理论学习中将实践结合起来,培养工程设计意识。“3+1”创新教育实践课程体系如下表1所示。
表1 “3+1”创新教育实践课程体系一览表
学期 实践课程与实践学时
第一学期 电子工艺:18学时,计算机应用基础:18学时
第二学期 电子线路CAD:18学时,数电实验:26学时
第三学期 数字电子技术设计:18学时,模电实验:28学时,物理实验:30学时
第四学期 模拟电子技术设计:18学时,高频电路实验:8学时
第五学期 单片机设计与制作:22学时,高频电路课程设计:16学时,EDA实验:8学时,嵌入式系统实验:12学时
第六学期 电子系统综合设计:36学时
第七、八学期 金工实习:2周,毕业设计:10周,专业实习:1周,毕业实习:12周
三、工程素质培养探索与实践
通过开设实训课程,加强学生的工程设计能力,提供工程素质,是电子“3+1”创新教育模式的一个重要举措。电子工程素质是衡量毕业生综合能力的重要指标。实践证明,工程素质高的毕业生在就业与升学方面比别的学生更有优势。实践实训课程采用由简单到复杂的晋级阶梯模式,一年级培养专业学习兴趣,二年级培养电路设计基础,三年级培养工程设计基础,四年级培养工程设计综合素质,层层深入,将一个对电子专业知识一片空白的大一新生培养成卓越的电子工程师。教学中,尽量选择大众学生能够接触得到的电子产品为实训内容,实现教学内容与电子产业新技术接轨,培养学生专业设计制作的兴趣。教学方式上,将理论与实践紧密结合,改革传统的实训课程讲完再做的模式,采取边讲变做与做了再讲相结合的模式,通过实训强化理论,将学生感觉抽象的电子元件、工艺技术、单元电路具体化,加强实训教学效果。
工程素质培养中,除了重视实践课程教学外,还重视对学生进行电子工程文档撰写能力培养。电子工程师的成长过程其实是经验积累的过程,好的经验是在实战中不断总结而成的。经验的总结离不开工程设计文档的收集、整理。在第一学期开设的“计算机应用基础”课程中,根据企业工程文档管理的要求,对工程文档的基本格式、撰写方法、电脑排版进行系统教授。并要求学生在完成每次的实验实训后,撰写规范的设计报告。[2-3]
四、“3+1”创新教育实施模式
“3+1”创新教育模式在实施过程中,将实验班、实验室、实践基地紧密结合,形成开放式教学管理模式。学生自愿报名加入实验班级,学校提供专门的实验室,并由学校和企业提供必要实验设备和器材,把实验室钥匙交给学生管理,形成开放式实践教育基地。每个学生在实验室有固定的位置,配置电脑、电源、信号发生器、示波器和各类开放板。在实验班中,学生自主管理,建立班级管理制度,管理班级成员的学习和生活,对于违反班级管理制度的学生及时进行警告,严重者进行淘汰。通过开放式的实践基地,结合创新教育课程体系,班级成员利用课余时间进行各项学习活动。通过每天的集体晨跑活动,培养学生的团队意识和耐力。组织每天一讲活动,促使学生总结一天的学习,并进行学习经验交流。通过周末论坛、英语演讲等活动,培养学生的演讲表达能力,提高综合素质。[1]
五、总结
韶关学院电子“3+1”创新教育模式自2010年实施以来,经过3年的探索与实践,主要取得了如下的成绩。
1.学科竞赛
在2011与2013年全国大学生电子设计竞赛和2012年广东省大学生电子设计竞赛中,电子专业学生获得省级一等奖4项,二等奖3项,三等奖6项。每年的校级大学生专业技能竞赛中,电子专业全体学生都积极参与,并上交作品,获得学校的奖励。
2.学生科研项目
电子专业学生在申请大学生创新创业项目和创新科研项目中,获得了国家级项目1项,省级项目5项,校级项目15项,累计科研经费达8万元。科研项目数量在学校名列前茅。
3.考研与就业
近2年来,我系共有9名学生考上“985”或者“211”院校的研究生。尤其是2009届电子专业毕业生考研录取率达到了6%。就业率连续3年保持100%。这些成绩,对新升格本科不久的地方高校来说,是很不容易的。
电子“3+1”创新教育模式虽然取得了一定的成绩,但在实践过程中,由于学校和企业的投入力度不够大,实验设备不足,师资整体水平不高,学生之间能力差异大等原因,导致部分学生无法完成学习任务,中途退出。在今后工作中,我们应当尽力克服这些缺点,给学生提供更好的创新教育平台,提高学生的创新能力、工程素质。
参考文献:
[1]周永明.新增地方本科院校电子专业“3+1”创新教育模式探讨[C].中国高等学校电子教育学会第二十四届年会论文,三亚,2009.