應用電子技術實驗教學方法創(chuàng)新與實踐*

◆趙肖肖 房建東 王艷榮 張曉東

1 引言

在人才需求多元化背景下，各高校致力于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。因此，對大學生各方面素質的培養(yǎng)，是廣大教育工作者密切關注的重大課題[1]。積極開展大學生創(chuàng)新活動，對培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力和實踐能力具有重大意義。

創(chuàng)新是社會前進的動力，大學生是社會的未來，只有將二者有效結合，才能發(fā)揮最大的作用。現(xiàn)如今創(chuàng)新已經成為一種核心競爭力的體現(xiàn)[2]。由于社會對高質量電子信息類專業(yè)人才的需求日益增多，各大高校將大學生培養(yǎng)由單一的理論教學轉型為培養(yǎng)結合理論基礎和實踐能力的綜合型人才，即通過創(chuàng)新型實驗的方式使學生掌握理論知識的同時，鍛煉學生的良好實踐動手能力，自主解決操作中的實際問題，提升學生的綜合能力。實驗教學方法是高等學校教學的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力的重要教學手段[3]。

應用電子技術實驗是以專業(yè)選修課形式開展的大學生應用實驗工作，這是培養(yǎng)學生從理論走向實踐的重要途徑之一，也是培養(yǎng)大學生創(chuàng)新實踐能力的一種有力探索。本課程以提高綜合運用所學知識能力為出發(fā)點，通過規(guī)模與復雜性均不算大的系統(tǒng)設計與開發(fā)調試訓練，鞏固和加深對模擬電子技術和數(shù)字電子技術課程知識的理解與運用，掌握一般電子系統(tǒng)的設計方法及思路，加強和培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，其是對模擬電子技術和數(shù)字電子技術的一種實踐型的綜合應用。創(chuàng)新實驗注重自主性、探索性、過程性、實踐性和協(xié)作性的創(chuàng)新性訓練[4]。

2 傳統(tǒng)實驗教學方法的弊端

傳統(tǒng)的實驗教學方法：

1）在選題時，教師給定題目，學生有了實驗題目就開始制作；

2）教師講解，然后學生就根據(jù)教師擬定的具體實驗操作程序進行實驗過程；

3）學生提交一份課程設計說明書，教師根據(jù)課程設計說明書情況進行成績評定。

這種教學方法的好處在于學生可以按照教師規(guī)定好的實驗步驟，在比較短的時間內將實驗結束；教師也可在有限時間內完成教學任務[5]。但同時存在一些不足。

1）學生不能很好地將整個實驗過程全部掌握。學生以小組為單位，團隊合作未體現(xiàn)，成績也是以小組形式進行評定，一個小組總是有一部分學生什么都不知道，完全以一種依賴心理來進行設計。

2）實驗結束時匆匆交上課程設計說明書。課程設計說明書上都有所要求的完整的各項內容，同時又有理想的實驗結果，導致其中有一部分學生存在僥幸心理，自己根本不參與設計，很難確切地考查他們對實驗知識的掌握情況。

3 應用電子技術實驗教學方法創(chuàng)新

不僅要注重科技的創(chuàng)新，而且要注重綜合能力的培養(yǎng)[6]在整個應用電子技術實驗中始終貫穿統(tǒng)籌學[6]的應用。以往的實驗課大多是教師根據(jù)多年的經驗總結出的最合理、最有效的技術和操作流程，只要遵循這些步驟，學生就能取得較好的效果。為充分發(fā)揮團體中的每個成員的作用，應要求所有組員都要對自己所做得模塊進行詳細答辯，答辯內容包括實驗原理、制作過程、注意事項、遇到問題、解決方法等，力求讓小組中每一個成員在實驗中鞏固理論知識，鍛煉動手能力，培養(yǎng)實際解決問題的能力，讓團隊力量發(fā)揮到極致。

因此，應用電子技術實驗是以一個組相互協(xié)作完成設計的，成績理應以小組的形式評定。但是通過課設答辯環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)，一個小組總是有一部分學生什么都不知道，完全是以一種依賴心理進行設計，全靠組里“頂梁柱”來完成設計。在這個過程中，針對這種情況，每個小組設立一個組長作為總發(fā)言人，每次小組同學答辯時，先抽簽決定哪一位同學擔任組長。答辯期間先由組長闡述該組課題的大體內容和分工情況，之后對每一個成員設問。這樣一來，各個小組學生通過不斷磨合，學生之間可以培養(yǎng)團結合作精神，相互交流，各盡所能，共同讓創(chuàng)新實驗順利完成，培養(yǎng)團隊精神。而這也是開展創(chuàng)新實驗所要達到的目標之一，因為科研不只是技術的積累[6]。

細化評價方法應用電子技術實驗是通過提交成果和答辯的形式來進行成績評定，其中實物的制作主要是為了鍛煉學生的動手能力，讓學生真正理解理論和實踐之間的關系，親自嘗試焊接工作；答辯環(huán)節(jié)則是通過學生講、教師問的方式來了解學生對創(chuàng)新實驗的認識和理解。

雖然應用電子技術創(chuàng)新實驗設計是以小組的形式打分，但是其中有一部分學生存在僥幸心理而不自己動手，依賴其他成員，不能全身心地投入創(chuàng)新實驗中。針對以上情況，應用電子技術創(chuàng)新實驗會有三次答辯機會。傳統(tǒng)教學方法是每次答辯會讓每個小組選出一名學生單獨講解，而現(xiàn)在是在小組中先通過抽簽選出一名成員匯報大體情況，然后對每個成員設疑，這樣可以讓每位學生都親自加入創(chuàng)新設計的行列，同時可以提高學生的動手能力和獨立思考問題的能力。在此基礎上，對于在實驗中表現(xiàn)好的學生，會給他們一個爭優(yōu)答辯的機會，實行獎勵制度。

增加和學生的交流次數(shù)為了解決學生規(guī)劃不合理的問題，可以安排教師定期對學生的研究工作進行檢查和交流。增加研究生助教，由于師資有限，在教師忙的時候通過讓研究生和本科生進行交流，共同參加討論。研究生可以對本科生提出自己的想法，也能從中得到一些啟發(fā)，為自己的后續(xù)學習打下基礎。

合理、有效地管理實驗室學生在焊接過程中，由于實驗室的開放時間短，空間小，有時候還會與教學沖突，導致自己動手的時間有限。如果條件允許，學校應該增設幾個實驗室，為學生提供一個良好的環(huán)境，讓每一位學生都能親自參與設計的行列。

合理采購實驗器材學生在焊接實物過程中需要領取實驗器材，但是實驗器材比較單一，需要的實驗器材不足，而采購器材的時間又比較長，導致不能按時完成實物的焊接。對于采購器材，實驗室應該統(tǒng)計上一屆學生需要的哪一類器材多，提前采購，這樣就不會耽誤學生實物焊接的時間。

合理使用實驗器材，避免浪費學生在完成實驗成品之后，要把一些比較貴重的實驗器材保留下來，以備二次使用，這樣可以避免一些實驗器材的浪費。

4 應用電子技術實驗教學方法

圖1 是應用電子技術實驗教學方法的具體實施框圖，外部數(shù)據(jù)庫資源由校內在線教育綜合平臺支持。

圖1 應用電子技術實驗教學方法具體實施過程框圖

圖2 部分實驗作品

1）引導培訓。課設前先選擇性地講解幾個典型的歷史課題，讓學生明確工作任務，幫助學生進行設計，達到舉一反三的效果。但是不能講解太細致，以免禁錮學生的創(chuàng)新思維。培訓的PPT 與視頻可以上傳在校內網平臺上。

2）導入課題。設計新課題時核心方法不變，改變應用場景，避免抄襲上屆。可以從外校專題庫選取題目，且每屆題目記錄在專題庫中。

3）確定方案。開動前組織課堂會議，每組成員商議，各組之間討論。教師可以提出建議，確定采用的設計方案，使學生工作效率提升，同時以備后續(xù)檢查。

4）中期交流。組織課堂會議，檢查完成進度，督促學生工作。

5）答辯環(huán)節(jié)。以組為單位集體答辯，先抽簽選出總發(fā)言人，然后根據(jù)組員分工情況，提問涉及每一個人；答辯教師根據(jù)表現(xiàn)情況給分。

6）總結交流。組織第三次會議，總結各組情況，申請再答的可允許延長一周完善內容。

7）課后工作。改變以往先交報告后答辯的情況，學生在答辯期間不出示紙質成果，只能全身心投入實踐中，完成答辯后總結實驗收獲，一定程度上提高學生的參與度。

8）評分規(guī)則。以選題、答辯環(huán)節(jié)為主，以集體會議考勤、課設報告為輔，最終擇優(yōu)給予物質獎勵。

以內蒙古工業(yè)大學應用電子技術實驗課程中的12 組學生的實施情況為例，表1 是實驗題目的匯總。本次實驗的題目都是學生在掌握了一定的模擬電子技術和數(shù)字電子技術知識的基礎上，結合生活中的實際需求自己設定的。圖2是部分實驗作品。

5 教學方法總結與展望

該應用電子實驗技術實驗教學方法正處于嘗試階段，但已初見成效，在實驗中仍存在重理論知識、輕實踐能力的問題。如何才能更好地把學習知識和培養(yǎng)動手能力結合起來仍然是關注點。在未來的教學中可以在學生合作探究過程中，讓學生自薦擔任助教志愿者，相比教師，學生之間的交流更加深入細節(jié)，同時可以提高學生的積極性。嘗試將面對面教學與在線教學完全混合，課堂增設講座，成立學習小組；網絡增設在線測試，電子作業(yè)提交，使用Wiki、Blog、在線會議室等技術平臺進行虛擬課堂指導。通過完美互動，主動適應學生個性化發(fā)展需求，讓學生更好地投入學習。■

表1 實驗題目匯總