基于情景認知理論的“工學交替”電子實訓教學改革

摘要：將情景認知理論中創設知行合一學習情境的思想融入電子實訓教學改革中，并在此基礎上結合“工學交替”模式提出了校內實訓基地改革建設的先進性、適應性、真實性和開放性等四項原則，同時也指出了建設一支高素質、高業務水平的師資隊伍將在教學改革中起到決定性作用。

關鍵詞：情景認知；工學交替；實訓教學

作者簡介：劉翔（1983-），男，湖北武漢人，武漢科技大學工程訓練中心，工程師；王蕾（1987-），女，湖北荊州人，武漢科技大學工程訓練中心，助理工程師。（湖北 武漢 430065）

中圖分類號：G642.45 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0167-02

自20世紀后期以來，電子信息技術的發展速度及其應用領域是以往任何一個時期都無法比擬的。電子信息技術革命式的發展為社會進步注入了強勁的動力，也對大學電子信息類學生的專業能力提出了更高的要求。電子實訓教學是工科電類各專業學生動手能力培養的重要實踐環節，對培養學生的創新實踐能力起到無可替代的作用。

情景認知[1，2]理論是20世紀90年代出現的以萊夫為代表的一個理論派別。它認為知識寓于情境之中，學習者需親臨其境、參與實踐，通過自己的活動去獲得新知識。它要求學習者通過不同的情境去對知識進行“有意義協商”，通過“合法的邊緣性參與”在實踐共同體中獲得“意義和身份的建構”。

“工學交替”[3]是一種將學習與工作結合在一起的教育模式，它以職業為導向，充分利用校內外不同的教育環境和資源，把以課堂教學為主的學校教育和直接獲取實際經驗的校外工作有機結合，貫穿于學生的培養過程之中。

本文結合武漢科技大學（以下簡稱“我校”）自身實際情況，將“工學結合”模式構建于情景認知理論之上，從構建實訓情境、實訓基地建設和師資隊伍建設三個方面進行了闡述，希望為我國高等工程教育改革提供有益的參考。

一、在構建現代化實訓情境的條件下培養學生“四實”精神、明確專業理論課學習目標

相當一部分學生在校期間學習動機不足的原因是他們不清楚所學知識在日后的實踐中有何應用價值。要讓學生在校內學習期間就能提前感悟這種理論與實踐相輔相成的關系，就必須努力創設與實際需求相適應的實訓情境。在這種模擬工程實際需要的環境中完成實訓教學過程，可以大大激發學生的學習動機。我校通過積極申請中央財政支持地方高校發展專項資金資助項目和湖北省地方教育財政支持，解決了大部分的建設資金問題。并通過整合原有基礎實驗實訓資源，于2009年建起了目前初具規模的湖北省級實驗教學示范基地。基地硬件環境最大限度模擬電子行業實際生產環境，為學生在特定情境中學習知識創造了良好的硬件條件，同時也體現了武漢科技大學一貫秉持的“面向實業需求、培養實用人才、倡導崇實學風、強化實訓動手”四實精神。

各種功能強大的模擬仿真軟件及現代化的網絡多媒體平臺是構建現代化實訓情境的有效補充。有些實訓項目需要價格昂貴的儀器設備平臺來支撐，在地方高校辦學經費緊張的現實條件下要引進這些設備平臺顯得不切實際，即使引進了這樣的設備也無法滿足參加實訓所有學生的需要。設備的折舊損耗、學生實訓時的誤操作損耗都是需要認真考慮的問題。而模擬仿真軟件可以很好地彌補這些因實訓設備與經費不足所帶來的缺憾。另一方面，在虛擬仿真環境中，學生不用擔心自己的誤操作損壞儀器設備，這樣更加有利于學生大膽進行實踐探索，讓每個學生的創造力得到充分發揮。這種“軟件仿真設計—硬件最終實現”的思想大大降低了電子設計的成本與風險，是現代電子設計采用的一種流行方法。通過實訓課程學習，身臨其境地參與其中，能夠幫助低年級的學生明確日后學習EDA等專業課的學習目的。

二、體現“工學交替”的校內實訓基地建設原則

校內實訓基地與真正的生產企業還是存在著顯著的差異，但是應該盡量按照生產行業的模式管理與運行，這樣才能培養出具有專業化、技能化、職業化，滿足社會市場需求的綜合應用型人才。在組織運行過程中要十分注意營造良好的工程氛圍，培養學生的職業技能、職業道德、質量意識、安全意識、協作精神，以及發現、分析、解決問題的能力，為真正培養多層次人才奠定堅實的基礎。

實訓基地的建設要堅持以學生為中心，突出校內實踐服務于日后就業需求的“工學交替”思想內涵。校內實訓基地的建設要遵循以下原則。

1.先進性原則

以電子信息行業科技和社會發展先進水平為標準，在技術、設備、管理、教學模式、教學手段等方面體現先進性。把握技術發展前沿，運用現代技術，集成先進設備，在建設上做到適當超前并留有可發展空間。

2.適應性原則

根據學生的實際情況，在實訓過程中使其熟悉、掌握本專業領域先進的技術方向、工藝路線和技術應用的本領。內容安排要具有綜合性，使學生通過實訓不僅掌握本專業的基本技術和技能，而且熟悉和了解與專業相關的技術和技能，也使學生獲得綜合技能和能力、職業綜合素質。

3.真實性原則

創設相應專業崗位的真實情境，按照專業崗位對基本技術技能的要求和教學大綱要求組織和實施實際操作訓練，模擬專業崗位進行工程訓練。部分實訓項目與企業合作，校企充分合作，共同培養學生綜合實踐能力。學校、企業、行業開展多種形式的合作辦學，可以共同攜手做好生源調配、培養教學、工程實踐、就業導向等工作，既解決了學生工程實踐的難題，又讓學生早接觸社會，了解行業，為畢業后的工作奠定了基礎。

4.開放性原則

開放性的概念可以從兩個方面進行理解：一是時間的開放性，二是空間的開放性。時間的開放性是針對系統軟硬件平臺及其規范化而言，以保證平臺具有適應新技術的發展、容納新設備的能力，其包括可擴展性和可移植性兩方面。空間的開放性是針對系統接口及其規范化而言的，它又可分為互操作性和互換性。

三、建設一支責任心強、業務水平高的實訓教師隊伍

從根本上說教師是推進教學改革的決定性因素。教師水平的高低直接影響教學改革的深度和廣度乃至改革最終是否能夠獲得成功。[4]

實訓教師的工作環境以及授課的方式都與理論教學教師存在著不小的差異。另外在實訓過程中還要隨時注意學生實訓操作的安全，實訓教師在課堂上的體力、精力消耗比理論課教師要大得多。因此對實訓教師的職業操守與責任意識的培養就是一個十分突出的問題。要想讓實訓課程平穩、安全、有序推進發展，就必須建設一支擁有強烈愛心、奉獻心和責任心的教師隊伍。

實訓教師的自身業務水平是制約教學質量的決定性因素。實訓教師應緊跟電子信息技術的發展進行科學研究，同時還要將自己最新的研究成果或是先進的技術手段引入日常的實訓教學中，這樣才能夠調動起學生參與學習的主動性，開闊學生的眼界，拓寬學生的知識面，使得實訓教學真正為提高學生動手能力與培養創新意識奠定良好的基礎。

實訓教師應注意提高自身的動手實踐能力。實訓教師要克服只動嘴不動手的習慣，一方面這是實訓教師區別于理論課教師的顯著區別；另一方面，教師勤于動手會對學生起到一種潛移默化的示范作用；最后，教師在動手之中更加容易發現實踐過程中會遇到的問題，這樣就可以為課后的教學反思提供第一手的材料，從而幫助自己改進課堂教學的質量。

四、教學改革的成果

1.提煉總結了一套模塊化案例教學方法

實訓教學內容以生動具體的案例為載體呈現在參訓學生面前。在高等教育學分制改革的背景下，采用案例教學法可以較容易地將這個教學內容分割成若干個既相互獨立又相互聯系的模塊。學生在完成一個模塊的過程中要充分考慮該模塊與下個模塊之間的接口（軟件的或硬件的），只有各個模塊都能獨立地建立起來，并在它們之間形成無縫的連接，才能完成整個系統的裝配與調試。案例教學法的案例應力求真實、典型，富有啟發性，教學過程應該是一個動態、開放的過程。[5]案例教學的具體實施方案如圖1所示。

2.初步建立起“逼真”的校內電子實訓學習場地

電工電子實訓部根據功能需求設置了兩條制作生產線：快捷單、雙面PCB制作工藝生產線（適用少量、一般精度PCB加工及學生小制作與電子設計競賽制作）、高精度工業級PCB制作生產線（適用大批量、工業級PCB加工及學生工藝實訓）。快捷單、雙面PCB制作工藝生產線主要滿足80人學生電子技術課程實訓PCB制作、相關課程設計的PCB制作、電子設計競賽PCB制作；高精度工業級PCB制作生產線主要滿足學生電子CAD/CAM課程教學實訓、PCB制作工藝實訓、校企合作項目開發PCB制作、自制實驗設備開發PCB制作，可同時滿足40人高精度PCB制作工藝實訓或PCB制作。

3.設計了一套新的學生實訓考核評價體系

目前我校的電子實訓呈現出規模化發展趨勢，隨之而來的將是向以提高培養質量為主的內涵式發展轉變。建立完善的質量管理體制和質量監控系統，全面了解各階段運行情況，將有效保證教育質量、促進學生培養的可持續發展。

學生實訓成績的考核不再是“筆試+操作”的模式。對學生的考核將不以最終的結果為主要依據，而是更加看重學生在這個過程中的綜合表現——即是否初步掌握了分析問題、解決問題的能力以及在實訓中表現出來的創造性。這種新的評價體系避免了一些學生為求結果弄虛作假的現象，體現了能力優先的特點。

五、結語

電子實訓是高等院校工科電類專業的重要實踐環節，然而由于學校教育與產業界需求存在的差異導致畢業生很難滿足用人單位的需求。有鑒于此，我們借鑒情境認知理論并通過多種途徑籌措資金，努力改善了校內實訓環境，將所需習得的知識融于情境之中，盡量縮小學校教育與現實需求之間的差異。同時，在創建實訓基地時考慮了工程實踐教育的特點，采取“工學結合”的模式，為培養滿足社會市場需求的綜合應用型人才奠定了基礎。在傳統實訓教學方法不能適應現代社會對工程人才綜合工程實踐能力需求的背景下，本文介紹了我校在這方面所進行的一些探索，希望能夠為我國大學生工程實踐能力培養提供借鑒。

參考文獻：

[1]J.萊夫，E.溫格.情景學習：合法的邊緣性參與[M].王文靜，譯.上海：華東師范大學出版社，2004.

[2]馬龍云.基于情境認知學習理論的英語實踐教學改革探索[J].教育探索，2012，（8）：45-46.

[3]陳建宏.汽車專業工學交替人才培養模式改革與實踐[J].交通職業教育，2012，（6）：15-18.

[4]甘利人，吳鵬，高蓓蕾.基于情境認知理論的教學體系構建[J].現代教育管理，2009，（2）：67-70.

[5]張春莉，權元元.教育碩士研究生培養中應用案例教學法的實證研究[J].學位與研究生教育，2013，（1）：44-47.

（責任編輯：劉輝）