建立開放與自主學(xué)習(xí)模式下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
電氣學(xué)院 李琰 吳建強(qiáng) 齊鳳艷
為了貫徹我校研究型大學(xué)的教學(xué)理念與實(shí)施科技精英型拔尖人才的培養(yǎng)目標(biāo),滿足日益提高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求,學(xué)校電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心秉承 “工程實(shí)踐能力強(qiáng)”的人才培養(yǎng)特色,以學(xué)科為依托,以改革為核心,以人才培養(yǎng)為主線,把學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程,著重培養(yǎng)學(xué)生4方面的能力:基本科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒐こ虒?shí)踐動(dòng)手能力、掌握高新技術(shù)能力和科技創(chuàng)新能力。中心從教學(xué)制度與教學(xué)方法等方面進(jìn)行了深入的改革,建立了開放與自主學(xué)習(xí)模式下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,并產(chǎn)生了基于該體系下的成績(jī)?cè)u(píng)定方式,以確保學(xué)生能得到嚴(yán)格的實(shí)踐能力訓(xùn)練,并培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。
開放與自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
中心“電工電子實(shí)驗(yàn)系列課程”的教學(xué)實(shí)行全方位開放的模式,主要體現(xiàn)在:教學(xué)計(jì)劃內(nèi)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)元器件和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容全部開放,教學(xué)計(jì)劃外的實(shí)驗(yàn)全面開放。對(duì)于教學(xué)計(jì)劃內(nèi)的實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以根據(jù)自己選定的時(shí)間來完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),在完成基本實(shí)驗(yàn)后,也可根據(jù)興趣,自己選擇完成更加深入的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。中心也歡迎學(xué)生利用中心的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備,進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃以外的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),包括進(jìn)行綜合型和設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。
開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式以學(xué)生為本,給學(xué)生以最大的自由空間,有助于學(xué)生個(gè)性化發(fā)展,有利于創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才培養(yǎng),同時(shí)為科技精英型的拔尖人才培養(yǎng)提供條件和空間,并在“開放式”的基礎(chǔ)上向“研究性”過渡。此外,開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可以最大限度地利用實(shí)驗(yàn)室資源。
自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式要求學(xué)生自己了解和理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓學(xué)生獨(dú)立思考、解決問題,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)中心為學(xué)生提供了視、聽、像結(jié)合的學(xué)習(xí)資料和環(huán)境,可以在較短時(shí)間內(nèi)形象地為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)的全過程,既提高了教學(xué)效率,又調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。在課堂上,教師盡量做到少講多做,讓同學(xué)獨(dú)立思考、解決問題,完成實(shí)驗(yàn)。教師由指導(dǎo)變?yōu)橐龑?dǎo),由講授變?yōu)閱l(fā),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力。同時(shí),這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式還提倡并促進(jìn)了學(xué)生之間的交流。
開放與自主學(xué)習(xí)模式下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課,改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。要想提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量與效果,首先要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位,使其不再是理論教學(xué)的附屬,這樣,學(xué)生才會(huì)從思想上真正重視實(shí)踐學(xué)習(xí)。2006年起,中心陸續(xù)將電工學(xué)、電路和電子學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)部分,與其理論課分離出來,單獨(dú)設(shè)立了15門電工電子實(shí)驗(yàn)系列課程,且確定為必修考試課程,并編制了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,增加了電路實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)數(shù)。中心教師根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容,對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行了改革,于2009年~2010年初出版了一套包括國家“十一五”規(guī)劃教材在內(nèi)的《電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》、《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程》、《電路實(shí)驗(yàn)教程》、《電工學(xué)新技術(shù)實(shí)踐》、《電工電子EDA實(shí)踐教程》電工電子實(shí)驗(yàn)系列教材。這些教材改變了從前實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書只是交待實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法的寫法,加入了與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí)、器件的基本知識(shí)、測(cè)試及數(shù)據(jù)處理方法等內(nèi)容,自成體系。同時(shí)教材又融入教學(xué)研究和教學(xué)改革的最新成果,并增加了大量的綜合設(shè)計(jì)和研究型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)力度。為配合“開放與自主學(xué)習(xí)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式”,進(jìn)一步培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力,按照循序漸進(jìn)的原則,“電工電子實(shí)驗(yàn)系列課程”建立4個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和個(gè)性化的研究型實(shí)驗(yàn)。課程還開發(fā)出了節(jié)能燈的參數(shù)測(cè)量與控制特性的研究、復(fù)雜電子電路計(jì)算機(jī)模擬仿真、模擬數(shù)字電路的綜合設(shè)計(jì)等30余項(xiàng)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和10余個(gè)個(gè)性化的研究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目能充分開闊學(xué)生視野,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,滿足了不同學(xué)生發(fā)展方向的需求。
為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。為了讓同學(xué)們能夠更好地理解實(shí)驗(yàn)相關(guān)信息,并更好的自主完成實(shí)驗(yàn),中心教師為中心各實(shí)驗(yàn)室的所有實(shí)驗(yàn)儀器制作了視頻教學(xué)課件,方便學(xué)生學(xué)習(xí)儀器的使用。同時(shí),中心針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制作了140余個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件。這些課件設(shè)計(jì)合理、制作精細(xì),實(shí)現(xiàn)了視、聽、像結(jié)合,聲、文、圖并茂,把實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和儀器儀表使用方法生動(dòng)、形象、真實(shí)地展現(xiàn)在學(xué)生面前,可以在較短時(shí)間形象地幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,既提高了教學(xué)效率,又調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也大大提高了實(shí)驗(yàn)課的效率,減少了實(shí)驗(yàn)過程中的誤操作和實(shí)驗(yàn)材料的損耗。中心為每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建立了豐富的預(yù)習(xí)考核題庫,預(yù)習(xí)考核題目涉及本次實(shí)驗(yàn)的理論知識(shí)、儀器儀表的使用方法、電路連接正誤判斷、實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的某些現(xiàn)象的解釋、實(shí)驗(yàn)中用到的調(diào)試方法等,通過網(wǎng)絡(luò)化預(yù)習(xí)考核管理軟件檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。中心為學(xué)生提供了全天候的開放機(jī)房,周一到周六全天開放,為學(xué)生提供優(yōu)良的環(huán)境。機(jī)房配備有專用的管理軟件,對(duì)學(xué)生在機(jī)房的使用和學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全程記錄、統(tǒng)計(jì)管理。
開放式教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化管理。為了能夠?qū)﹂_放實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行有效的管理,中心為課程建設(shè)了非常完善的網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息管理平臺(tái)。平臺(tái)的主要組成包括:開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)門戶網(wǎng)站、各種模式下的開放教學(xué)管理子系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助管理子系統(tǒng)。中心的門戶網(wǎng)站為學(xué)生們提供了中心制作的所有實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)課件和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心所有儀器儀表使用方法的視頻課件,供本校和外校學(xué)生在網(wǎng)上或下載進(jìn)行輔助學(xué)習(xí)。通過開放教學(xué)管理子系統(tǒng),中心可以對(duì)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)、學(xué)時(shí)累計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效管理。實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助管理子系統(tǒng),提供了包括機(jī)房管理軟件和觸摸屏管理與信息瀏覽軟件在內(nèi)的成績(jī)管理、工作量統(tǒng)計(jì)、設(shè)備管理、實(shí)驗(yàn)臺(tái)通斷電網(wǎng)絡(luò)化控制、實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)錄入、網(wǎng)上師生實(shí)時(shí)互動(dòng)交流,以及各類的統(tǒng)計(jì)分析功能等強(qiáng)大的信息管理。完備的網(wǎng)絡(luò)化的信息交流和管理系統(tǒng),豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,使開放與自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系的順利實(shí)施成為可能。
多段式、多方位的實(shí)驗(yàn)考核方式。中心為了配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè),建立了多段式、多方位的實(shí)驗(yàn)考核方式。其指導(dǎo)思想為:更注重過程,甚于結(jié)果;更注重能力,甚于知識(shí);客觀、合理、公正。多段式、多方位的實(shí)驗(yàn)考核方式是一套貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程的跟蹤考核體系,旨在通過融合在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中的多方位考核,進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng),提高學(xué)生綜合素質(zhì)。采取的具體考核方式包括預(yù)習(xí)考核與課上抽查、實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定相結(jié)合、期末實(shí)驗(yàn)考試、實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)的評(píng)定、競(jìng)賽與創(chuàng)新課題的免試激勵(lì)等。這些措施也都在督促學(xué)生做好實(shí)驗(yàn),提高動(dòng)手和創(chuàng)新能力方面取得了很好的效果。
實(shí)踐效果
開放與自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式最大的教學(xué)效果就是把學(xué)生從“不得不學(xué)”激發(fā)到“肯學(xué)”和“會(huì)學(xué)”。目前學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程的重視程度有了明顯的提升,能自覺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),預(yù)考核及格率與上課出勤率也達(dá)到99%以上。課堂秩序良好,同學(xué)們能夠?qū)P牡耐瓿勺约旱膶?shí)驗(yàn),不再有隨意走動(dòng)、交頭接耳的情況。實(shí)驗(yàn)課上教師通過隨機(jī)提問由學(xué)生來回答重點(diǎn)與注意事項(xiàng),比起平鋪直敘式地交待更能引起學(xué)生的注意力。經(jīng)過全程監(jiān)督考核,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力有明顯提高。雖然期末考題比未改革前增加了難度和內(nèi)容,但是從考核方式改革后的2008年的春季學(xué)期,到2010年的春季學(xué)期,不及格率從10%降至3%。學(xué)生們踴躍參加實(shí)驗(yàn)課中含有創(chuàng)新思維的選作內(nèi)容,積極性大大提高,動(dòng)手能力強(qiáng)、學(xué)有余力的學(xué)生得到了更多、更深入的鍛煉機(jī)會(huì)。