滲透式立體化層次性實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的探索

滲透式立體化層次性實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的探索

實(shí)驗(yàn)教育可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論和理論的理解，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)，在課堂教育體系中發(fā)揮著不可替代的作用。為適應(yīng)高等教育、教學(xué)改革發(fā)展趨勢(shì),以及未來(lái)社會(huì)對(duì)多樣性人才的需求許多文獻(xiàn)提出開(kāi)展驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性以及研究性等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類(lèi)型多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新思路,這種教學(xué)思路反映了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革方向和時(shí)代需求,獲得了廣泛的認(rèn)可,但同時(shí)也面臨著新的問(wèn)題,即項(xiàng)目類(lèi)型多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施需要以足夠的學(xué)時(shí)作保障。調(diào)查表明,因各種因素制約,目前多數(shù)高校通信電子線(xiàn)路實(shí)驗(yàn)的課時(shí)為8～16學(xué)時(shí),顯然課內(nèi)開(kāi)展類(lèi)型多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不切實(shí)際的。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以緩解課內(nèi)學(xué)時(shí)偏少的壓力,但學(xué)生面臨多門(mén)課程類(lèi)似的要求,負(fù)擔(dān)太重。實(shí)驗(yàn)課時(shí)相對(duì)不足、教學(xué)效果不好,構(gòu)成了項(xiàng)目類(lèi)型多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的瓶頸問(wèn)題。本文立足課時(shí)現(xiàn)狀,尊重個(gè)體差異,本著以人為本、因材施教的教學(xué)理念,以大實(shí)驗(yàn)觀為指導(dǎo)思想,多方位利用現(xiàn)有教學(xué)資源,構(gòu)建了滲透式立體化層次性實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式有效解決了課內(nèi)學(xué)時(shí)不足帶來(lái)的瓶頸問(wèn)題。1設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是滲透式滲透實(shí)驗(yàn)“滲透式”立體化層次性實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式如圖1所示。立足有限的課內(nèi)學(xué)時(shí),以驗(yàn)證性和仿真設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主,確立基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中心地位。圍繞課內(nèi)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),以各類(lèi)課程設(shè)計(jì)為載體,“滲透式”地嵌入設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;以課外科技活動(dòng)為契機(jī),“滲透式”地開(kāi)展設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;以畢業(yè)設(shè)計(jì)為平臺(tái),“滲透式”地實(shí)施設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;以教師科研為支點(diǎn),“滲透式”地融入創(chuàng)新性、科研性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。以“有形”帶動(dòng)“無(wú)形”,優(yōu)化教學(xué)資源,實(shí)現(xiàn)類(lèi)型多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展。同時(shí),遵循以人為本、因材施教、強(qiáng)調(diào)個(gè)性發(fā)展的教育、教學(xué)理念,開(kāi)展層次性教學(xué)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)面向?qū)I(yè)全體學(xué)生,而設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性以及科研性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目面向具有相應(yīng)基礎(chǔ)和能力的學(xué)生。2新模式的構(gòu)建理念和實(shí)踐2.1設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難度以課程實(shí)驗(yàn)室為立足點(diǎn),確立基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)課程體系中的中心地位?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要由驗(yàn)證性和仿真設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)構(gòu)成。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以直觀性與啟發(fā)性方式驗(yàn)證書(shū)本理論知識(shí),并通過(guò)觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)加深理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)、儀器設(shè)備操作能力以及實(shí)踐動(dòng)手能力。單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力以及綜合知識(shí)運(yùn)用能力,而硬件性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需經(jīng)歷查閱資料、擬定方案、繪制電路圖、制作PCB板、購(gòu)買(mǎi)元器件、焊接、調(diào)試等,過(guò)程復(fù)雜,學(xué)時(shí)少難以滿(mǎn)足。具有強(qiáng)大仿真設(shè)計(jì)功能的技術(shù)給電子技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)革命,諸如EWB、Multisim、Protel、Matlab等EDA設(shè)計(jì)仿真軟件,能夠在相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)有效實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展,既能達(dá)到培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新能力的目的,又避免了硬件性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)固有的問(wèn)題,同時(shí)還為硬件設(shè)計(jì)的全面實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ),是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。2.2積極拓展了大學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的滲透模式各類(lèi)課程設(shè)計(jì)作為實(shí)踐教學(xué)體系的重要組成部分,在高校各學(xué)科,特別是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)普遍開(kāi)設(shè)。以我校為例,電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)主要開(kāi)設(shè)了電子工藝實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)等。有條件的少數(shù)高校,如哈爾濱工程大學(xué)開(kāi)設(shè)了“高頻電子線(xiàn)路課程設(shè)計(jì)”,使高頻電子線(xiàn)路(通信電子線(xiàn)路)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目得到更有效的開(kāi)展,但大多數(shù)高校因多種因素的制約未能開(kāi)設(shè)類(lèi)似的課程設(shè)計(jì)。因此,立足本校相關(guān)性強(qiáng)的各類(lèi)課程設(shè)計(jì),有意識(shí)地滲透設(shè)計(jì)性、綜合性通信電子線(xiàn)路實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容,對(duì)項(xiàng)目類(lèi)型多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展很有意義。本課程組成員在教學(xué)中積極實(shí)踐了這一滲透模式,取得了較好的效果。比如利用單片機(jī)課程設(shè)計(jì),嵌入無(wú)線(xiàn)通信模塊,即把傳統(tǒng)的有線(xiàn)按鍵控制模塊改進(jìn)為無(wú)線(xiàn)遙控模塊,使學(xué)生有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)發(fā)射和接收電路的設(shè)計(jì)和綜合知識(shí)的運(yùn)用。再比如在電子工藝實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)中,以對(duì)講機(jī)或收音機(jī)為實(shí)訓(xùn)對(duì)象,在專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)中,以RFID技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容作為設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容等。2.3產(chǎn)品類(lèi)專(zhuān)業(yè)豐富的課外科技活動(dòng)課外科技活動(dòng)是課內(nèi)教學(xué)的有益補(bǔ)充,是“理論化實(shí)踐”的重要途徑,能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、工程意識(shí)和創(chuàng)新能力。許多高校,特別是工科院校,充分認(rèn)識(shí)到它的重要意義,紛紛開(kāi)展多種形式的課外科技活動(dòng)。豐富的課外科技活動(dòng)為通信電子線(xiàn)路的設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施提供了新的空間和舞臺(tái)。針對(duì)電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè),我校開(kāi)展的科技活動(dòng)主要有微機(jī)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽、創(chuàng)新中心創(chuàng)新活動(dòng)、“太陽(yáng)鳥(niǎo)”基金項(xiàng)目、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)項(xiàng)目等。課程組教師以此為契機(jī),鼓勵(lì)學(xué)生積極參與各類(lèi)科技大賽或申請(qǐng)立項(xiàng),并以指導(dǎo)教師的身份跟蹤指導(dǎo)。在大賽或立項(xiàng)題目設(shè)計(jì)上,伺機(jī)融入設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容,比如“智能無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“半雙工無(wú)線(xiàn)呼叫系統(tǒng)”,以及“調(diào)頻收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì)”等,顯然,課外科技活動(dòng)作為教師潛意識(shí)下的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)拓展落到了實(shí)處。2.4設(shè)計(jì)思路和平臺(tái)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等教育人才培養(yǎng)的重要綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的訓(xùn)練。選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,而選題的重要策略之一就是緊密結(jié)合專(zhuān)業(yè)課程,體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用。畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為融入通信電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)性、綜合性以及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容提供了平臺(tái),且具有較強(qiáng)的可操作性。多年來(lái),我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,擬定了諸如“高頻諧振式儲(chǔ)能電容充電控制器設(shè)計(jì)”、“高頻變頻器設(shè)計(jì)及其在鍋爐引風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用”、“基于無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的輪胎防爆系統(tǒng)”等畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,使通信電子線(xiàn)路專(zhuān)業(yè)知識(shí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合,既達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的培養(yǎng)目標(biāo),又實(shí)現(xiàn)了通信電子線(xiàn)路多類(lèi)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的有效開(kāi)展,取得了事半功倍的教學(xué)效果,有效提高了教學(xué)質(zhì)量。2.5實(shí)施科研項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有機(jī)融合的原則德國(guó)思想家、教育家洪堡在柏林大學(xué)的辦學(xué)過(guò)程中,首先提出了“通過(guò)研究進(jìn)行教學(xué)”的思想和“教學(xué)與研究相統(tǒng)一”的原則,明確了教學(xué)與科研辯證統(tǒng)一、相輔相成、互相促進(jìn)的關(guān)系。利用教師的科研活動(dòng),“滲透式”地開(kāi)展創(chuàng)新性和科研性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容,是洪堡“科研促教學(xué)”思想的一種表現(xiàn)形式。在教學(xué)實(shí)踐中,教師一方面要有效調(diào)動(dòng)學(xué)生參與科研項(xiàng)目的主動(dòng)性和積極性,提供寬松的科研環(huán)境,另一方面又要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,把科研項(xiàng)目分解為多個(gè)子課題,在難度上與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相仿,從而使科研項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有機(jī)融合?！皾B透式”教學(xué)模式不僅有效開(kāi)展了創(chuàng)新性和科研性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,而且通過(guò)專(zhuān)家、教授的言傳身教,使學(xué)生初步掌握了科學(xué)研究的基本思路與方法,有效培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探索精神和科學(xué)素養(yǎng),激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性,進(jìn)一步提升了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要“滲透式”立體化層次性實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式,使類(lèi)型多樣化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的方式滲透到課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課外科技活動(dòng)以