一、未来电工电子实验教学管理模式新思路
电工电子实验室作为高等理工院校普遍设立的基础实验室,往往承担着各大院系所有班级必修的一门实验课,它的地位举足轻重。我们把现有实验教学管理模式存在的弊端加以分析:
1、按照统一的教学计划进行安排,只能在规定的时间段学习规定的实验课程,学生不可以根据自身情况提前学完实验课程,显得过于死板。这种缺少自主性的教学模式,往往无法激发学生的学习动力。
解决上述问题的途径和方法:采用实验课程学分制教学模式,它带来的益处有1)实行学分制及学分制收费后,对于那些刻苦勤奋、理论课程优异及实践能力强的学生做到提前修完规定的学分,缩短学习时间从而提前毕业。而对于那些学习松散的学生,给他们造成一种无形压力,使其在一种公平竞争学习环境中,积极努力,抓紧时间,提高学习效率。
2)实行学分制后能使得设备利用更加趋于合理。学期初,统计出本学期选修了该项实验课程的人数,根据实验设备具体台套数制定好学期实验计划,通过校园网公布。这样一方面使得设备在整个学期运转比较均匀,解决学期中间段期间超负荷工作的矛盾,其次也使得实验安排整体上不会出现过于集中在某个学期或某个学年的情况。另一方面可以使得实验教学不依附于理论教学,成为一个独立的教学体系,使得其重要性和地位都有所提高。
3)实行学分制改革后,没有班级的界限,没有年级的界限。而是根据每一位同学的选修情况制定菜单式教学,既根据实验教学大纲及学生的实际情况量体定做,制定相应的一套实验课目和进度方案。当然方案也不是一成不变,当由于各种外界原因无法顺利按照方案实施时,可以适当进行调整(提前或顺延进行选修既所谓的弹性学分制),只要达到每门实验课所规定的实验理论、技能、实验数目的要求,并通过考核,就算拿到了这门实验课的学分。通过累计每门实验课程的学分,若达到了有关学分制条例规定的实验学分最低标准,既完成了实践模块的学习内容。只有满足不同情况下学生的不同需求,才能真正体现以人为本的教学理念。
4)学分制实验考核中应同时兼顾学生参加各类科技竞赛活动、小发明制作、社会调查、科普宣传活动等,应给予一定的学分。
2、随着近年来招生生源的不断扩充和设备资源的稀缺,这一对矛盾成了发展电工电子实验教学的瓶颈,如何高效利用有限的设备资源,在引进国外注重能力培养教学理念同时,探索一种新的实验室建设及管理模式,对提升基础实验室在高校教育领域的地位意义重大。
解决上述问题的途径和方法:开放式实验教学+专用管理软件+网络资源的应用。
向学生提供开放实验教学的意义在于提高教学资源的使用效率,提高学生独立思考、分析问题、解决问题的能力,引导学生自主获取知识,提高运用所学知识解决实际问题能力。难点在于如何建立高效运行管理机制,包括教学管理、仪器设备管理,元器件管理等,使得教学资源使用效率达到最大化。
实验室开放的全过程管理中包含了软件支持和硬件支持。软件支持涵盖了实验教学管理系统、教学内容管理系统、电子实验报告系统。硬件支持涵盖了派位管理系统、虚拟仪器、监控与支持系统。
以教学管理系统软件设计为例涵盖了教务人员、学生、认课教师、教学主管四个对象,教务人员菜单下包含了编辑实验课程模块、设置教学班级、排定课程要求;学生菜单下包含了预约实验、刷卡派位、预习答题、数据采集、提交报告(电子报告);教师菜单下包含了电子实验报告、批改报告、登记成绩;教学主管菜单下包含检查工作、计算工作量、学期绩效考核。譬如在教务人员菜单下的编辑实验课程模块中可以制定出分层次教学计划模块,各院系根据自己的专业在模块中选择实验项目形成实验教学课程,从而构建本系的实验教学计划大纲。通过数字化、网络化管理能大大提高管理质量和管理效率,真正实现实验室的信息化、无纸化管理。
虚拟技术正在成为现代实验技术发展的趋势,为电子实验报告的实现提供了支持。何谓虚拟仪器?是指通过应用程序将通用计算机与功能化模块硬件结合起来,从而实现对被测试量的数据采集、分析、判断、显示等。虚拟仪器与传统仪器相比,关键在于软件,它的优势为开发与维护的费用低,技术更新周期短;价格低,并且可重用性和配置性强。逐步开展虚拟、仿真实验教学,如逻辑分析仪、数字示波器等虚拟仪器的使用,从一定程度上可以缓解学生人数与设备资源稀缺之间的矛盾。
二、未来电工电子实验教学理念新思路
1、针对我们过去对应每个章节编写的相对独立,无工作对象,以验证理论为主的实验项目、实验内容进行教学改革。
1)建立“对象+模块化”实践教学模式。
在编写《数字电子技术基础实验》这本实验指导书中,我们构建了一个对所学课程具有很好代表性、综合性强的实验项目—简易“数字钟”,它的内部结构很好地涵盖了这门课程重点章节所涉及的知识点,具体分为四个模块:译码、显示电路模块;时、分、秒计数器电路模块;校正电路模块;秒脉冲波形发生器电路模块。框图如下:
先以各个模块为单元进行独立实验,而后通过以上模块进行组合可以构成一个完整的“数字钟”系统,通过数码显示,人工校时等一系列操作,让学生感受如何将所学知识应用于生活,通过“数字钟”这一对象使学生在较短时间内对学习这门课程的目的、意义有个全面的了解,缩短理论知识转换为实践应用所需的时间周期,这种“对象+模块化”实践教学模式能够进一步激发学生兴趣和探索欲。
2)引入大型作业作为课堂教学的延续,加强综合应用能力培养
我们扭转过去只有在课堂、实验室才能进行教学的局限性,把教学范围进行适度扩展,充分利用学生课外时间,引入大型作业作为课堂教学的延续。同时,为了弥补“理论+实验” 常规教学模式的不足,通过大型作业一方面可以让学生自主从单元模块的设计、组装、调试等过程入手,培养学生的自主创新、设计能力及综合技能。另一方面更能培养学生团队合作精神,通过各个模块的级连、统调,互相配合,最终完成对整个系统的设计、组装、调试。
开学初我们列出大型作业题目,不同内容、不同题目由易到难,由学生自由选择。例如:逻辑电路控制的定速往复运动,它由三个模块级联构成:运动小车实验平台(实验室提供)+R-S电路+功率输出电路(后两个模块由学生自行设计)。并以题目作为分组单元确定合作伙伴,同时给出相关设计要求、设计参数等。这之间过程由老师全程参与指导、实验室提供相关器件、测量仪器设备、试验创新平台等。
《邓小平研究》
《中华临床营养》
《环境昆虫学报》
《地质找矿论丛》
《中国超声医学》
《管理工程师》
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