“創客”理念在測控技術專業實踐教學中運用方法初探

郭毅鋒++黃麗敏??

摘要：創客教育是本世紀提出并興起的一種新型教育模式，文章針對高等學校測控技術專業，在分析了該專業傳統實踐教學方法存在的問題及不足的前提下，提出了“創客”理念在實踐教學當中的運用方法，闡述了該方法實施的具體條件及保障措施。

關鍵詞：“創客”理念 測控技術專業 實踐教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-5349（2017）11-0015-02

創客教育是一種融合信息技術，秉承“開放創新、探究體驗”教育理念，以“創造中學”為主要學習方式和以培養各類創新型人才為目的的新型教育模式。[1]本世紀由美國提出并開始應用于各種層次的教育當中，對于我國而言，創客教育也在近幾年在中小學以及高等院校逐步開展實施。2016年教育部在《教育信息化“十三五”規劃》中明確提出要積極探索信息技術在“眾創空間”、跨學科學習（STEAM教育）、創客教育等新的教育模式中的應用，著力提升學生的信息素養、創新意識和創新能力，養成數字化學習習慣，促進學生的全面發展，發揮信息化面向未來培養高素質人才的支撐引領作用。[2]由此可見，創客教育在目前是一個重要的、值得研究開展的教育方式，并在未來是一種教育發展的必然趨勢。而對于高等教育而言，雖然目前各個高校都在進行創客教育的教學模式改革，但如何有效地引入“創客”理念的教育模式及具體的教學方法，都還處于探索階段。對于工科專業，培養既具備堅實理論知識基礎，又具有較強實踐動手能力的創新性人才，是進入21世紀以來，在新時代、新的人才市場需求的背景下亟待解決的問題。[3]在諸多工科專業當中，測控技術與儀器專業既需要學生掌握大量的電子電路以及控制科學方面的理論知識，又需要學生學會測控技術在控制工程上的具體應用，實踐教學對于該專業而言是非常重要的環節，只有讓學生更多地自己動手、自己實踐，才能真正達到將所學知識應用于工程應用的目的。其所需要的教育模式及教學方法非常適合于創客理念，而如何將現有的教學方法和手段合理地與創客理念教育相結合，提高教學效果，值得分析、探討，并具有相當的教學改革研究意義。

一、測控技術專業傳統實踐教學存在的問題

對于測控技術專業而言，其實踐教學環節是重要環節之一。傳統實踐教學模式主要由課程實驗、課程設計以及實踐教學基地實習構成。其中絕大多數專業基礎課和專業課的實踐教學，主要集中于課程實驗。即開設與課程理論教學配套的實驗課程，在教師進行理論課教學之后，安排學生到實驗室做實驗，以讓學生了解所學理論知識如何在實際操作當中的運用。而這樣的模式存在一定的局限性及不足。

（一）實驗課時不足

根據教學大綱要求，目前測控技術專業所開設課程，其專業基礎課及專業課一般為64學時、48學時或32學時，其中對應的實驗課程學時最多為16學時。以廣西科技大學電氣與信息工程學院測控技術專業單片機原理及應用課程為例，其理論課時為48學時，實驗學時為16學時；在該專業所有開設專業課程里面，其實驗學時是最多的一門課程。對應16個學時，學生最多只能進行8個實驗項目的練習。 由于單片機原理及應用這門課程是要讓學生掌握以單片機為控制芯片的自動控制裝置的設計開發方法，其接口電路設計以及軟件編程語言和編程工具的熟練運用是該門課程的核心。如此少的實驗時間，只能讓學生僅僅了解所做實驗項目的基本內容，沒有充分的時間讓學生熟練地掌握單片機接口及編程的方法。

（二）教學方法的單一

現在測控技術專業課程的教學模式一般首先由授課教師在教室進行理論知識的講授，然后安排學生在固定的時間到對應實驗室進行實驗課程講授，最后由學生在實驗室完成實驗項目的操作并提交實驗報告。然而，在這樣的模式下，學生僅能在有限的時間內，按照授課教師或實驗指導書所提供的實驗方法以及實驗步驟進行模仿性實踐，即所有的實驗項目均為驗證性實驗，并非設計性、創新性實驗。如此，學生在實驗過程中，沒有自己的思想與思維，相關實驗項目完成之后，學生也不能完全知悉所做實驗的真正意義，同樣不能完全掌握所需要掌握的知識、技能以及方法。

（三）實驗設備功能單一

目前高校中，絕大多數對于實踐教學所用到的實驗設備均是對應課程的教學實驗設備，即某個實驗設備是針對相應課程而設計，其能夠完成課程教學大綱中所設置對應的實驗項目教學。但正因為其針對性過強，基本所有硬件環節都按模塊設置好，學生只需要按照“標準”的實驗步驟進行簡單連線及其操作就可以完成一個實驗項目。如單片機原理及應用課程所用實驗設備，學生只需要用杜邦線簡單連線，并按照現有的實驗例程，將程序代碼輸入單片機開發環境運行，便可以得到實驗所需要的實驗結果。此種模式下，學生只可能進行固定模式的實驗，或者說只能進行所學課程中，預先設計好的各個知識點的單一功能的固化實驗訓練，并不能對某一門課程所學知識甚至多門課程知識進行綜合性的實驗訓練。即便學生有自己的思維，想進行一些綜合性的實驗項目，其設備功能也不能達到。這就使學生得不到全面鍛煉的機會，導致學生沒有綜合動手能力，其思維方式與思考能力也會不斷下降。

二、“創客”理念的運用

如前文所述，傳統的教育模式，對于工科專業學生，尤其對于測控技術這種需要大量動手實踐才能讓學生充分掌握所需知識的專業，在各個方面已經表現出了對于當代社會培養應用型創新人才的不適宜。而“創客”中“學中做，做中學”的核心理念，恰好能夠改變目前對于測控技術專業學生培養當中出現的各種問題。

（一）開展課外實踐活動

目前所培養的測控技術專業學生動手能力差，不能將所學理論知識合理、充分地運用到具體工程當中，主要是因為所開設課程沒有足夠的課內實踐教學的學時。而在目前的教育模式下，又不可能大幅度增加課內實踐教學環節的時間，那么，可以考慮將相關環節移往課程教學時間以外。結合“大學生電子設計競賽”“挑戰杯”“大學生創新創業項目”等大學生科技活動，各個課程的授課老師同時兼任學生科技活動的指導教師，針對學生所參加的各種科技科技活動，結合課堂所講授的理論知識以及實驗課程所涉及的實踐方法，對學生進行全方位的實踐指導。由于所有的課外科技活動所需時間都遠大于課程教學計劃內的時間，所以，通過此過程可以讓學生在面對具體的設計項目或者工程項目當中，有充分的時間和精力，并在不斷的動手過程中，更好地掌握所學知識的具體應用方法，提高學生的動手能力，真正使學生在“做”中感受到樂趣，進一步激發學生對于“學”的主觀能動性。

（二）提供課外實踐的設備及場地

要使學生在課外積極開展實踐動手活動，就要向學生提供一定的活動場地以及通用實驗設備。針對測控技術專業的學生，因為其主要課程都是基于電路、檢測、控制等方面的內容，并不需要什么大型的被檢測或控制對象來開展，所以開放或建設與當前相關各個專業課程實驗室規模大致一樣的實驗場地就可以滿足該專業學生課外實踐的需求。廣西科技大學電氣與信息工程學院則主要針對測控技術專業的學生建立了一個專門用于學生課外實踐的實驗室，配備桌椅以及相關儀器設備，供學生課外使用。其中，儀器設備主要提供示波器、信號發生器、實驗電源等該專業涉及的同樣設備；并提供電阻、電容、半導體分離/集元件等所需要用到的基本元器件及材料。學生利用場地和器件設備，可以自主考慮設計、制作電子電路作品，在不定時、不定期與指導教師的交流中發掘自己的創新思維能力，提高自身的實踐動手能力，同時還提高了相應的工程實踐經驗。

（三）建立合理的管理制度

由于開展學生課外的科技實踐活動具有時間不確定、人員不固定等特點，所以需要建立一套完整的規范管理制度，才能夠使實踐活動正常、有序地開展。其需要從人員管理、設備管理、器件及材料管理、場地管理等多方面進行考慮。如人員的出入場登記、儀器使用申請、元件及材料使用申領等，都需要根據具體情況不斷調整、修改，充分發揮學生自主開展創新設計及制作研發的實踐動手效率以及所提供給學生用于課外實踐的場地和器件設備的利用效率。

綜上所述，在總結測控技術專業傳統實踐教學模式的前提下，結合“創客”理念，對如何“學中做，做中學”進行分析并提出了一些看法，經廣西科技大學電氣與信息工程學院針對測控技術專業學生運用文中所述的方法開展課外教學驗證，在提高學生實際動手能力以及拓展學生創新思維能力方面取得了一定的效果。

參考文獻：

[1]楊現民，李冀紅. 創客教育的價值潛能及其爭議[J]， 現代遠程教育研究，2015（2）：23-34.

[2]中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要[R].2016.

[3]周如俊.基于創客教育理念的高校藝術類專業教學模式研究[J].教育理論與實踐，2016（24）：9-11.

責任編輯：孫瑤