王忠勇
(福建武夷學院電子工程系,福建武夷山 354300)
工程類學科與工程實踐結合比較緊密,在教學上既要求學生掌握基本的理論知識,又要學會相應的實踐操作技能,因此傳統(tǒng)教學就顯得不足。工程類課程必須十分重視理論教學和實踐教學的平衡,以信號與系統(tǒng)為例,信號與系統(tǒng)是一門理論性和實用性都很強的課程,在教學中強調實踐技能的培養(yǎng)與鍛煉,注重學生學習的主動性和創(chuàng)造性的培養(yǎng)。
本文分析了類似信號與系統(tǒng)對工科課程的教學方法,就如何使用實踐教學的方法來促進教學,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式等內容做總結研究。
1.實驗內容來源于企業(yè)實踐。
我們課題組按照實驗大綱的教學要求,對實驗部分盡量接近工程應用實踐,經(jīng)常性地安排教師深入企業(yè)生產過程,提取符合學生水平的內容用于實驗,逐漸形成完整的實踐教學系統(tǒng)。
2.實驗與科研項目結合。
在實驗內容的設計上,我們積極與有科研項目的老師配合,結合本專業(yè)有關工程實踐和科研課題,從不同層次的科研項目中提取實驗部分的內容,經(jīng)過分析綜合把這些內容改進后作為學生的創(chuàng)新性實驗。這些實驗著重于對理論知識的創(chuàng)新。
3.模仿產品設計實驗。
對工科類的學生來說,要學會創(chuàng)新,首先是模仿。模仿是創(chuàng)造的基礎,目的是要逐步培養(yǎng)學生豐富的想象力,能利用實驗研究一些未知的事物,比如,在試驗中,可能會得到預先沒想到的結果,對這些結果的分析,就需要從模仿開始學起。在學生具備了初步的設計實驗能力以后,就要開始學習設計探索性的實驗。
模仿實驗采用以下步驟:首先要將已有的實驗,從實驗目的到實驗過程,以及實驗結果一步一步地分析,看這個實驗是要揭示什么原理,為什么要這樣設計,具體要利用什么電路元件,學會了這些,基本就熟悉了本實驗的設計過程。然后再用逆推法,設計新的實驗。
對學生來說,企業(yè)的產品是最鮮活的教材。借助已經(jīng)建立的幾個實訓基地,深入到企業(yè)內部,將產品和學生所學做對照,可以讓學生理解理論知識如何在產品中體現(xiàn)。
例如科技項目《1000W高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器研究》,是和福建源光亞明電器有限公司合作,在教學中為了讓學生有效地學習,我們課題組將該項目的設計要點分解為幾個部分,具體從以下幾個方面學習:
(1)理論知識的分析,會用到哪些已經(jīng)學過的內容;
(2)軟件的設計,將已經(jīng)學過的編程知識運用到一個一個小的模塊中,設計和調試程序;
(3)硬件的制作,通常分幾個步驟,如何將硬件設計得小型、緊湊;
(4)仿真調試,將學過的仿真平臺運用到本項目中;
(5)產品的初步調試,通過自己的調試,寫出調試結果和自我分析設計心得;
(6)和企業(yè)工程師一道分析產品存在的問題,體會實驗室產品和企業(yè)產品的區(qū)別。
通過實踐項目的教學,學生的自學能力得到了提高,操作技能進步顯著,學生的相互協(xié)作能力增強,為今后的發(fā)展奠定了良好的基礎。
目前我們課題組教師在研的省級科研項目三項,市、廳級科研項目兩項,校級科研和教研項目三項,這些科研項目大部分來自企業(yè)實踐。按照實踐性教學的要求,將科研項目細化,分解到不同課程中,將理論知識運用到實踐中去。
實踐性教學,首要一點就是強調學生的動手能力,在制定教學大綱時,增加了動手和實踐能力的比重,不再以理論考試成績?yōu)槲ㄒ粯藴?,強調動手能力的培養(yǎng)。從簡單的實驗入手,從培養(yǎng)學生準備材料,提取材料入手,由小及大,逐步提高學生的實踐水平。
1.實驗驗證。
驗證性實驗是通過實驗,驗證學過的理論知識,這些實驗的編寫都是基礎性的,相對較為簡單。通過實驗和反饋鞏固所學的知識,知道該實驗用到哪些原理。
(1)軟件環(huán)節(jié)可以讓學生掌握基本的編程能力,從簡單入手逐步過渡到稍微復雜的程序設計,然后根據(jù)仿真效果做對比,提高軟件設計水平。每個設計都要求學生在計算機上完成仿真,通過仿真測試編程效果。
(2)硬件部分主要學習電路板的制作等具體環(huán)節(jié),重點是制作過程,提高制作水平,做到精巧、細致。
2.實驗設計和產品模仿。
借助基金項目,將軟件設計融合到每個項目中去,通過教師科研項目的分解,使得學生逐步掌握這些設計的步驟和方法。為了提高學生的興趣,圍繞企業(yè)產品,將課程的教學內容,逐步在設計中得到體現(xiàn)。對合作企業(yè)提供的產品,除了完成實驗,還對產品做出分解,并和企業(yè)導師聯(lián)系,講解一些設計要點,在學習理論知識的同時,學會知識的運用。
為了更好地提高學生的動手能力,要重視學生的課程設計和畢業(yè)論文,選題必須來源于教師的科研項目或者企業(yè)的生產實際,杜絕以前那種閉門造車式的選題。
1.課程設計的選題。
從教師的科研項目入手,在分解項目內容的基礎上,有目的地做好學生課程設計的選題工作,將簡單的內容作為課程設計,如筆者的南平市級科研項目《基于流體的智能電動機控制系統(tǒng)的研制》,從該課題里面提取《信號與系統(tǒng)》的多項分解任務,作為學生的課程設計,以科研項目作為任務載體,讓學生和實踐接軌。我們課題組的教師均采用了此種方法。
2.畢業(yè)論文的選題。
作為地方性高校,學生的畢業(yè)論文選題必須和企業(yè)接軌。教師和學生通過到企業(yè)走訪,和企業(yè)的設計人員座談,精心設計了與教學內容相符的畢業(yè)設計題目,把學生置于一個“接受任務-分析解決-找出解決辦法”的情景中,以任務為中心,循序漸進地完成教師安排的設計內容,讓學生在設計過程中歸納和總結知識,學會解決問題的方法。
例如福建創(chuàng)四方電子有限公司給我們最新的傳感器產品,在考查了企業(yè)生產流程后,以傳感器為任務核心,總共設計了六個任務,作為學生的畢業(yè)設計題目,完成效果很好。
實踐教學法對教師提出了更高的要求,教師不是單純地授課,而主要是指導。通過激發(fā)學生的學習興趣,指導學生形成良好的學習習慣,為學生創(chuàng)設豐富的教學情景。提高學生的實踐能力,培養(yǎng)應用型人才離不開有豐富實踐經(jīng)驗的教師。
引導教師到產學研基地掛職,鼓勵他們參加相關的應用技能培訓,參加本專業(yè)的各類職業(yè)培訓,定期邀請企業(yè)技術人員來學校做講座,介紹企業(yè)產品和本行業(yè)的發(fā)展趨勢,開拓教師眼界,提高教師指導水平。近年來,我們課題組多數(shù)教師都已分別到福建源光亞明電器有限公司,福建創(chuàng)四方電子有限公司等企業(yè)掛職鍛煉,在掛職期間積極參與企業(yè)的生產,取得了很好的效果。
通過提高教師自身的教學和指導水平,借助教師的科研項目,借助企業(yè)的生產實踐,不斷提高學生的適應能力和創(chuàng)新能力,教學反饋表明這種方法是行之有效的。
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