以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃為導(dǎo)向的電氣信息類課程教學(xué)研究

劉青正+林川+張玉薇+梁程華+韋艷霞

【摘 要】結(jié)合電氣信息類專業(yè)課程特點(diǎn)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目實(shí)施效果，在日常教學(xué)中充分發(fā)揮大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃的導(dǎo)向作用，積極探尋適合良性發(fā)展的教學(xué)方法和策略，提出針對(duì)性的改進(jìn)建議。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)改革 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè) 電氣信息類課程

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2016）04C-0046-03

創(chuàng)新人才培養(yǎng)是未來(lái)高等教育發(fā)展的重中之重與必然趨勢(shì)。我國(guó)高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程實(shí)施措施中，明確了“十二五”期間執(zhí)行國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，其目的就在于對(duì)接受高等教育的本科生實(shí)施創(chuàng)新教育。目前，高校所開設(shè)的電氣信息類課程較多，應(yīng)用范圍十分廣泛，與我們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。其課程知識(shí)體系在專業(yè)建設(shè)規(guī)劃中滲透了眾多學(xué)科，研究?jī)?nèi)容較多，應(yīng)用前景廣泛。電氣信息類相關(guān)課程教學(xué)的目標(biāo)均以用戶需求為導(dǎo)向、以技術(shù)應(yīng)用為措施、以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為目的，屬于體系化、綜合性的學(xué)科，具有很強(qiáng)的專業(yè)性和靈活性，對(duì)應(yīng)用者的創(chuàng)新能力有較高的要求。

一、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)與電氣信息類課程教學(xué)的結(jié)合

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施需要?jiǎng)?chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力作為基礎(chǔ)，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)需要在良好的課程體系中建立。電氣信息類專業(yè)的創(chuàng)新能力的體現(xiàn)就是知識(shí)的綜合應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。電氣信息類專業(yè)項(xiàng)目的開發(fā)與設(shè)計(jì)中，諸如模擬/數(shù)字電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)控制、數(shù)字信號(hào)處理算法實(shí)現(xiàn)等環(huán)節(jié)無(wú)法避免，因此硬件設(shè)計(jì)方面與編程技術(shù)方面的能力結(jié)合培養(yǎng)必不可少。

以電氣信息類課程中嵌入式課程為例，其涵蓋了MCU、ARM、DSP及FPGA等硬件技術(shù)課程，同時(shí)涉及C、C++、JAVA及VHDL等程序設(shè)計(jì)課程。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)的掌握程度對(duì)問(wèn)題的解決具有至關(guān)重要的作用。較多學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)一知半解，缺乏解決問(wèn)題的能力。個(gè)別同學(xué)研究深刻，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與完成過(guò)程中游刃有余，在基本功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上可以創(chuàng)新性地完成若干的拓展功能，創(chuàng)新能力的體現(xiàn)顯而易見。

因此，構(gòu)建合理的電氣信息類課程教學(xué)體系，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目所需知識(shí)，針對(duì)性的研究適合學(xué)生的教學(xué)方法，不僅僅是教學(xué)的本質(zhì)目的，也是對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、電氣信息類課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，各高校在電氣信息類專業(yè)方向所開設(shè)的課程基本類同，分為專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)方向課程，課程體系固定，教學(xué)內(nèi)容類似。但是，在實(shí)際的教育教學(xué)過(guò)程中，卻存在著學(xué)生學(xué)不會(huì)、教師教不懂的困境，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為難學(xué)不再學(xué)，教師認(rèn)為難教不再教的惡性循環(huán)。諸如模擬電路和數(shù)字電路的基礎(chǔ)課程、嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)課程，往往教學(xué)浮于形式，難有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。時(shí)間、精力耗費(fèi)的同時(shí)，學(xué)生的知識(shí)積累和創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果事倍功半，大打折扣。就現(xiàn)況而言，電氣信息類課程教學(xué)存在如下幾個(gè)方面的問(wèn)題急需解決。

（一）課程教學(xué)銜接耦合性不足

電氣信息類所涵蓋的課程、知識(shí)眾多，高校開設(shè)的課程也不盡相同。總體而言，硬件上較多涉及了模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)基礎(chǔ)、ARM原理、DSP應(yīng)用、FPGA設(shè)計(jì)等。軟件上涉及了計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用、匯編語(yǔ)言、C程序開發(fā)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等。

這些課程的開設(shè)，存在其特有的先后學(xué)習(xí)順序，即先修課程和后續(xù)課程的關(guān)系。但是，課程與課程之間的銜接耦合性不足，獨(dú)立性較強(qiáng)，沒(méi)有系統(tǒng)化。以嵌入式系統(tǒng)類課程為例，硬件上，單片機(jī)與ARM總體上歸屬同一技術(shù)：控制器。其類似之處在于核心思想、控制方式、外部硬件、設(shè)計(jì)思想等；其區(qū)別之處在于指令代碼、具體結(jié)構(gòu)、部件組成、設(shè)計(jì)環(huán)境等。實(shí)際教學(xué)中相應(yīng)課程的教師基本是從原理到設(shè)計(jì)，整套講解，側(cè)重于基礎(chǔ)。在有限的課時(shí)和短暫的課內(nèi)接觸中，很難達(dá)到良好的效果。學(xué)生對(duì)單片機(jī)知識(shí)仍存在一知半解的情況下，新的ARM知識(shí)又來(lái)填充，導(dǎo)致學(xué)生既無(wú)法分清兩者的異同，又無(wú)法掌握各自的使用，最后只能放棄。軟件上，對(duì)于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，更使不少學(xué)生望而卻步，心生退意。基礎(chǔ)C語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)不到位、嵌入式C語(yǔ)言的應(yīng)用不深刻、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的高度集成化不理解，從而感覺(jué)程序設(shè)計(jì)是摸不到、看不著、用不上的虛無(wú)縹緲的知識(shí)。這些問(wèn)題直接導(dǎo)致普通學(xué)生無(wú)法分清楚異同，也導(dǎo)致具有實(shí)踐能力的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)成員無(wú)法梳理思路，知識(shí)邏輯上出現(xiàn)混亂，在具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和功能完成時(shí)無(wú)從選擇，不知所措。

由此可見，在先修課程中闡述后續(xù)課程的相關(guān)耦合，在后續(xù)課程中融入先修課程的知識(shí)概念，側(cè)重于基本概念的先修課程學(xué)習(xí)，技術(shù)應(yīng)用的后續(xù)課程實(shí)踐，保證課程學(xué)習(xí)的連貫性和耦合性，既達(dá)到了課程體系一體化，又實(shí)現(xiàn)了知識(shí)學(xué)習(xí)的融會(huì)貫通，從而加快學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)知識(shí)掌握和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的腳步。

（二）教學(xué)模式與教學(xué)方法多樣性不足

目前，各高校的課堂教學(xué)仍舊保持以理論教學(xué)為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔的教育教學(xué)模式。由于電氣信息類課程其特有的應(yīng)用實(shí)踐性特點(diǎn)，必然導(dǎo)致這樣的教學(xué)模式和教學(xué)方法存在較大的局限性。

課堂教學(xué)采用普通的教學(xué)方法，機(jī)械式地闡述組成原理、操作方法，意在描述清楚原理而忽視了嵌入式知識(shí)其應(yīng)用性本質(zhì)的體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)依舊保持集成化的實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證、按部就班的流程化操作、呆板的實(shí)驗(yàn)報(bào)告匯報(bào)等，缺乏靈活性和自主性。課程設(shè)計(jì)課時(shí)分配有限，且受工作量的局限性，選題相對(duì)狹隘。為期兩周，以知識(shí)片面應(yīng)用為主要內(nèi)容，在學(xué)生普遍缺乏設(shè)計(jì)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的現(xiàn)況下，根本無(wú)法達(dá)到訓(xùn)練綜合化解決實(shí)際問(wèn)題的目標(biāo)要求。

對(duì)于普通學(xué)生，缺少實(shí)踐的教學(xué)過(guò)程效果不佳；對(duì)于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)成員，占用較多時(shí)間研究基礎(chǔ)，影響了實(shí)戰(zhàn)，最后普遍出現(xiàn)的問(wèn)題就是“基礎(chǔ)類課程不能理解精髓，專業(yè)類課程不能解決實(shí)際問(wèn)題”。因此，機(jī)械地完成整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)后，學(xué)生對(duì)實(shí)踐操作的掌握程度普遍較低。究其原因，就是教學(xué)模式的相對(duì)單一，缺少多樣性；教學(xué)過(guò)程的理論教育相對(duì)側(cè)重，缺乏設(shè)計(jì)性實(shí)踐的投入與支持，缺少靈活多樣的教學(xué)方法。

三、嵌入式課程教學(xué)措施

（一）優(yōu)化課程體系，組建教學(xué)組

根據(jù)教學(xué)安排，理順課程的前后關(guān)系，合理編排教學(xué)計(jì)劃，使相關(guān)課程在前后順序上緊密銜接，既不能時(shí)間拖延過(guò)長(zhǎng)，又不能違背順序，保證學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的連續(xù)性。

合理優(yōu)化教師隊(duì)伍，形成以主干課程任課教師組成的知識(shí)體系教學(xué)組團(tuán)隊(duì)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)由專任教師帶頭，研討本校同類專業(yè)教學(xué)的教學(xué)模式，在教學(xué)組內(nèi)教師互相交流，互相探討，分析任務(wù)，劃分教學(xué)內(nèi)容，擬定課程教學(xué)一體化的大綱，細(xì)分教學(xué)內(nèi)容與側(cè)重點(diǎn)，將電氣信息類課程教學(xué)的整個(gè)過(guò)程分解成課程線，按照先后順序、耦合性指派任課教師與授課任務(wù)、授課內(nèi)容。在教學(xué)過(guò)程中，要求任課教師必須以“課程內(nèi)強(qiáng)化必修知識(shí)，課程間貫穿相關(guān)知識(shí)”為重點(diǎn)，體系化授課。教學(xué)組團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立教學(xué)，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，從而保證電氣信息類課程知識(shí)教學(xué)的傳承性和統(tǒng)一性。

（二）互助學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)個(gè)體，因材施教

組建學(xué)生學(xué)習(xí)組，以興趣為主要出發(fā)點(diǎn)，帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目的。在實(shí)施過(guò)程中，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)，由各年級(jí)不同階段的學(xué)生通過(guò)個(gè)人自薦、組內(nèi)互薦、綜合評(píng)定的考核辦法，發(fā)掘個(gè)人專長(zhǎng)，強(qiáng)調(diào)發(fā)揮個(gè)人主觀能動(dòng)性，組建以學(xué)習(xí)組為單元的具有長(zhǎng)效可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

學(xué)習(xí)組的建立，目的就是為了提升團(tuán)隊(duì)意識(shí)，并且對(duì)個(gè)人的創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)計(jì)做鋪墊。由于學(xué)習(xí)組是以“因材施教，分工合作”為原則進(jìn)行搭建，因此，個(gè)人均可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好進(jìn)行相應(yīng)角色的承擔(dān)，并達(dá)到深入鉆研電氣信息類課程龐雜知識(shí)中的獨(dú)立知識(shí)點(diǎn)，做到精通單項(xiàng)，熟知其他。例如在學(xué)習(xí)組內(nèi)部分學(xué)生以基礎(chǔ)性的模擬電路為出發(fā)點(diǎn)，鉆研基礎(chǔ)電路的原理與實(shí)踐；部分學(xué)生以控制器為研究對(duì)象，掌握控制器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。只有調(diào)動(dòng)個(gè)人興趣作為學(xué)習(xí)的動(dòng)力和取向，才能最終達(dá)到培養(yǎng)人才、鍛煉創(chuàng)新能力的最終目的。

（三）項(xiàng)目化教學(xué)，強(qiáng)化實(shí)踐

電氣信息類課程知識(shí)涉獵門類較多，但總體特點(diǎn)就是：應(yīng)用性強(qiáng)。單純的理論課教學(xué)和簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)輔助，無(wú)法達(dá)到良好的效果。因此，采用項(xiàng)目案例化教學(xué)過(guò)程，實(shí)施教學(xué)與實(shí)踐雙側(cè)重，才是決定成敗的關(guān)鍵。

實(shí)施項(xiàng)目化案例教學(xué)，可以本著“由簡(jiǎn)單至復(fù)雜，先基礎(chǔ)后綜合”的原則來(lái)組織。簡(jiǎn)單即完成一個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)、控制一個(gè)單獨(dú)模塊、完成一項(xiàng)既定功能。復(fù)雜即綜合幾個(gè)模塊，完成指定的較強(qiáng)功能。基礎(chǔ)即掌握一個(gè)知識(shí)點(diǎn)、模塊單元的基本原理和操作方法。綜合就是熟知知識(shí)點(diǎn)、模塊單元的相關(guān)知識(shí)和總體應(yīng)用案例。項(xiàng)目化案例教學(xué)過(guò)程可以依托以學(xué)習(xí)組為單位的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，申報(bào)學(xué)院級(jí)、校級(jí)、自治區(qū)級(jí)、國(guó)家級(jí)等不同層次的實(shí)際項(xiàng)目，在項(xiàng)目中鍛煉實(shí)戰(zhàn)能力，從而提升創(chuàng)新能力。入門級(jí)學(xué)生，可以先完成簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)一塊自主開發(fā)的單片機(jī)學(xué)習(xí)板。隨著知識(shí)的積累，不斷向復(fù)雜過(guò)渡，綜合完成所有資源的驅(qū)動(dòng)，達(dá)到量向質(zhì)的轉(zhuǎn)變。訓(xùn)練級(jí)學(xué)生在經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)訓(xùn)練后，深化知識(shí)的綜合性，不僅僅局限在使用，而更加側(cè)重于穩(wěn)定，串口驅(qū)動(dòng)中校驗(yàn)、緩沖等可靠性保障機(jī)制等，進(jìn)一步升華。實(shí)戰(zhàn)級(jí)學(xué)生完成具備實(shí)際功能的具體研究項(xiàng)目申報(bào)，并通過(guò)任務(wù)拆解，結(jié)合團(tuán)隊(duì)成員的個(gè)人特長(zhǎng)，以合作形式完成項(xiàng)目研究與設(shè)計(jì)。

通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施，完成入門級(jí)、訓(xùn)練級(jí)、實(shí)戰(zhàn)級(jí)進(jìn)階過(guò)程后，學(xué)生不僅完成了實(shí)踐教育教學(xué)，還根據(jù)自我取向，側(cè)重一個(gè)方面，掌握一門知識(shí)，做到相關(guān)知識(shí)的熟悉、擅長(zhǎng)知識(shí)的精通，在團(tuán)隊(duì)中獨(dú)當(dāng)一面，在項(xiàng)目合作中發(fā)揮自我的作用。

電氣信息類知識(shí)領(lǐng)域?qū)γ恳粋€(gè)人來(lái)講都是一個(gè)不缺創(chuàng)新點(diǎn)和創(chuàng)新力的待墾之地。高校教育是啟蒙的開始，但絕非夢(mèng)想的終點(diǎn)。電氣信息類專業(yè)課程的高等教育陣地迫切需要改革，尤其是在教學(xué)意識(shí)形態(tài)、教學(xué)組織體系和教學(xué)方式方法上。在經(jīng)過(guò)多年的一線教學(xué)，并接觸眾多學(xué)生，了解其學(xué)習(xí)的困惑之后，以近年國(guó)家開展的“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目的實(shí)施為導(dǎo)向，深化課程教育觀念轉(zhuǎn)變，改革人才培養(yǎng)模式，做到以人為本，強(qiáng)化項(xiàng)目訓(xùn)練，達(dá)到教、學(xué)、練三位一體，以實(shí)用技能掌握作為基本出發(fā)點(diǎn)，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)作為較高要求，在電氣信息類課程教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)具備高水平創(chuàng)新能力的人才。

總之，應(yīng)從地方高校實(shí)際情況出發(fā)，針對(duì)高等學(xué)院的教育教學(xué)出現(xiàn)的教、學(xué)、研三者脫節(jié)，借助國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，在電氣信息類教學(xué)中充分發(fā)揮其導(dǎo)向作用，多渠道探尋適合良性發(fā)展的教學(xué)方法和策略。

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【作者簡(jiǎn)介】劉青正（1980— ），男，河北安國(guó)人，廣西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院講師，碩士，研究方向：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)及電氣信息類課程教學(xué)；林 川（1979— ），男，廣西柳州人，副教授，碩士，研究方向：數(shù)字圖像研究及電氣信息類課程教學(xué)。

（責(zé)編 丁 夢(mèng)）