郑安平 曹卫锋 宋寅卯(郑州轻工业学院 河南 郑州 450002)
电类专业人才创新精神与实践能力培养的研究与实践*
郑安平 曹卫锋 宋寅卯
(郑州轻工业学院 河南 郑州 450002)
电类专业作为典型工科类专业,对学生的创新精神和实践能力的培养非常重要。本文分析了当前电类专业人才培养中存在的问题,提出了重视实践教学,更新实验内容,加强实验室建设,充分利用社会资源,开辟第二课堂等多途径、全方位地培养学生创新精神与实践能力的方法。
电类专业人才;创新精神;实践能力;培养;实践教学
全面推进素质教育是高等院校教育教学工作的主题,中共中央、国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》明确指出,要“以培养学生创新精神和实践能力为重点,实施素质教育”。创新精神与实践能力的培养是素质教育的核心和灵魂。因此,怎样通过高等工程教育的教学改革来培养学生的创新精神与实践能力是一个十分重要的课题。电类专业作为典型的工科类专业,培养适应国家经济和社会发展需要的电类专业创新人才,需要研究和更新教育思想与教学观念,也需要改变传统的教学方式。
进入新时期,国家教育部确立“质量工程”,要求高等教育要切实把重点放在着力提高质量上,特别要努力提高学生的创新精神和实践能力。然而,长期以来,电类专业人才培养重知识学习、轻能力培养,人才与市场脱节,学生的实践能力和创新意识不强,学生动手能力较差,解决实际问题的能力下降,导致学生创新素质不高,工程实践能力不强。特别是在高等教育大众化而教育资源有限的背景下,大学生实践能力与创新精神缺失、人才培养与经济社会发展相脱节的问题日趋明显。
传统电类专业在理论教学中存在着五个不适应:(1)教师的教与学生的学不相适应。教师的教学方法仍然以传授书本知识为主,在教学过程中注重教师的主导作用,忽视了学生主体作用的发挥。(2)教学内容与电子技术的发展要求不相适应。电子技术是发展最快、应用最广的一门技术,而目前教学内容的更新速度比较慢,教材建设落后于科技发展,导致教师在课堂上所讲授的内容与当今迅速发展的电子技术实际有较大差距,有时甚至是错误的。(3)理论教学与工程应用实际不相适应,教师课堂所讲的理论内容与工程应用中的实际问题有一定距离,不利于调动学生的学习积极性和学生工程能力的培养。(4)知识传授与能力培养不相适应。教师在课堂教学中只注重大量知识的传授,而忽略了教会学生学会学习、学会做人、学会处事。(5)考试方法与综合素质提高的要求不相适应。目前的考试方法仍然以闭卷笔试为主,忽视了对学生综合素质和创新能力的考查。
传统电类专业在实验课教学中存在着“四多四少”:(1)验证性实验内容多而综合设计实验内容少。传统的实验教学只注重验证性实验,把实验教学作为理论教学的一种辅助手段,作为巩固和完善理论知识、验证理论教学内容的一种方法,忽略了学生创新思维、创造能力、实践能力和工程能力的培养,压抑了学生的自主性和创造性。(2)封闭式实验内容多,开放性、设计性、创新性实验内容少。虽然这样有利于集中教学,但也使部分后进生学习吃力,而部分优生感觉“吃不饱”,不仅不利于学生个性的发展,而且不利于优秀人才脱颖而出。(3)单科性实验内容多而综合性实验内容少。在所开设的实验课程中,缺少与工程实际问题相结合的综合性、研究性实验内容。传统的实验教学方法受学时的限制,必须在规定的时间内完成教学大纲所规定的实验内容,所以实验前的准备工作基本上由实验室教师完成,实验过程中易出现的问题由教师提前排除,学生进入实验室后,教师在讲台讲,学生机械地听、机械地操作。如果时间短的话,实验就草草结束,最后不仅实验结果记录不全,而且结果正确与否也来不及判断和分析。(4)学生学做的实验多,学会和掌握的实验少。由于现在大多数高校均购买了大量的教学设备,从而大大减少了教师和学生做单个试验的时间,在教学计划学时的时间内学生有时间做较多的实验。但这些设备的实验电路全是连接好的,导致学生做完实验后没有真正掌握实验。因而,传统的实验教学方法给学生发挥主动性和创新的空间小,达不到做实验的目的,更不利于学生实践能力和工程能力的提高。
(一)更新教学内容,改革教学方法
电子技术的发展日新月异,理论不断更新,新的器件层出不穷,但是电类专业有关课程的建设总是落后于科学技术的发展。为此,我们在课程内容上按“但求所用,不求所有”的要求,突出“少而精”,少讲多练,教授最有用和最基本的内容,强调“讲一门课而不是教一本书”的指导思想,注意将新技术、新器件及时引入教学,及时修改更正原教材中过时的理论。
电类专业有关课程的另一个特点是工程实践性强。课程以“厚基础、宽口径、强能力”作为教学基本思想,强调在基本理论分析的基础上注重工程观念的培养,不盲目地讲述基本原理,而是采用结合工程实际的方法讲授。教学上重点突出基本概念的应用和实践操作技能的训练。
对于课堂教学,强调要采用启发式、讨论式教学方法。在讲授方法上做到基本概念讲清、重点内容讲透、知识面讲到,注意课程互相衔接,内容前后贯通。在教学要求上达到基本理论会运用,基本方法要掌握,基本技能会操作,基本问题能分析解决。讲课时突出重点、分析难点,反对面面俱到,培养学生的自学能力和创新思维。
在教学改革中用系统的观念重构课程体系。例如,电类专业的基础课程《电子技术基础》是工程设计性很强的课程,其基础地位不能动摇,因此,模拟和数字逻辑电路中的放大、振荡、反馈、频率特性、组合逻辑电路的设计、时序逻辑电路的设计等基础内容不能削弱。但更要着重分析由功能单元构成的通用集成电路(如集成运放、集成功放、集成A/D、D/A转换器等)和计算机应用集成电路(RAM、ROM等),同时还要加强ASIC教学内容(如CPLD、FPGA等)的教学。在《模拟电子技术》、《数字逻辑电路》、《EDA技术》等课程学完后,再开设一门《电子设计实践》课程,以增强学生的工程实践能力,培养学生的创新意识。
在考试方法上,采取灵活多样的方法。根据课程特点,除个别课程采用闭卷考试外,对综合性比较强的课程采用“设计、制作、编程、调试与文档写作”的形式考试,对涉及知识面广的课程采用开卷考试的形式,对于实践能力要求高的课程,采用实践考核的方式。
(二)重视实践教学,更新实验内容,加强实验室建设
随着网络技术的普及,很多知识已经不需要学习,只需要检索就可以了,但是学生的能力仍只有通过培养才能获得。而提高教学质量,培养学生的创新意识和实践能力,必须以实践教学为依托。因此,加强实验室建设是高校生存发展的根本。
应采取有效机制,鼓励广大优秀教师投身于实验室建设,承担实践教学改革与研究任务。对实验教学改革与实验室建设的成果,应像对待科研成果一样给予重视并奖励,充分调动广大教师员工的积极性。在教学组织、成绩评定等方面,应加大实践环节的权重,以调动学生的主观能动性。
应更新实验内容,除保留和加强基本实践能力的培养外,引入Multisim等仿真分析软件内容和操作技能的培养。采取自由选题方式,学生可以自行选择感兴趣的实验题目,有利于学生个性的培养。应加强EDA技术的教学,将理论教学与实践教学相结合,培养学生的综合实践能力及创新精神。应建立工程系统的概念,提高学生的工程设计能力。应用EDA的仿真分析、自动测试、器件下载配置代替传统手工设计、电路搭建的实验方法,培养学生严谨认真的工作作风和实事求是的思想品质。
实验室的建设与改善是教学改革的保障,是为学生开辟第二课堂、提供实践机会的基础,也是培养学生创新能力和实践能力的必备条件。应充分认识实验对创新人才培养的重要性,加大实验室建设的投资力度,加快从单一的验证性实验到设计性、研究性、综合性实验的过渡。应改革现有的实验教学模式,构建以“基本技能+应用能力+创新能力”培养为主线的实验教学体系,建立“基础实验、设计性实验、综合设计性实验、设计研究性实验”四个层次的实验教学模式。在实验课教学方式上,应坚持因材施教的原则,使各类学生的动手技能都能得到提高,思维能力和创新意识得都到加强。应加快实验室的建设,实施开放式的实验室管理模式,创造良好的实践教学环境氛围,变学生被动学习为主动学习,既能保证大部分学生“吃好”,又能让学有余力的学生“吃饱”。
(三)充分利用社会资源,开辟第二课堂
应充分利用社会资源,开辟第二课堂,作为实践教学的补充。现在,国内外一些大的电子企业为了提高自己的知名度,也为了给本企业培养技术人才和扩大自己的潜在市场份额,每年都会在自己的网站上邀请高校学生参加他们组织的电子设计大赛。如周立功公司主办的嵌入式系统设计大赛和FPGA设计大赛、英飞凌公司主办的太阳能应用设计校园大赛、凌阳公司主办的电子设计大赛等等,这些大赛都是直接面向在校大学生举办的。学生参加大赛不仅不用缴纳任何费用,而且这些公司还会提供大赛所需的开发板和主要电子元器件。如果设计得比较好,还可获得一定数额的奖金。为此,高校可以组织学生积极参与这些企业主办的电子设计大赛。这样,一方面,解决了学校投入资金不足的问题,另一方面,也很好地实现了人才与企业的无缝对接。
(四)增强教师和学生的团队合作意识,培养实践创新型人才
根据高校教育教学的特点,为保证人才培养的质量和教师队伍的可持续发展,通过合理组织校内资源,形成一支具有高稳定性、高层次、高素质、高能力、协作精神和乐于奉献的师资队伍是非常必要的。在组建教学团队时,要注重知识结构和年龄结构的老、中、青相结合,帮助和促进青年教师快速成长,不断自我提高,以保证教师队伍的可持续发展。针对实验教师数量不足的现状,可充分利用高年级顶尖学生帮助教师指导低年级学生学习基础知识和技能,形成“传、帮、带”的教育教学模式。另外,还可以利用这些顶尖学生参加到教师参与的实践教学和实际科研项目中,进一步提高顶尖人才的创新意识和实践能力。
通过三年的教学改革实践,我校在电类人才创新意识与实践能力的培养上已经取得了一些成果。在教育部重点资助的9类学生学科竞赛中,与电类专业相关的有全国大学生电子设计大赛和“飞思卡尔”杯全国大学生智能车比赛两项,我校作为地方普通本科院校与全国重点院校同台竞技,成绩逐年稳步提高。在2007~2009年参加的智能车比赛中,分别获得了赛区三等奖、二等奖、一等奖,并在2009年获得国家级二等奖1项;在2007年电子设计大赛中获赛区一等奖2项,二等奖1项;在2009年电子设计大赛中,获赛区一等奖3项,二等奖1项,并且学生设计的“宽带直流放大器”获国家级一等奖。学生的就业率和就业质量也在稳步提高,在全国高校学生就业形式日趋严峻的情况下,我校培养的电类专业学生,有不少被直接招进中广核电集团、许继集团、周立功公司等国内知名的电类企业。
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G718
A
1672-5727(2011)10-0136-02
郑安平(1964—),男,硕士,郑州轻工业学院电气信息工程学院自动化系教授,研究方向为检测技术与自动化装置。
曹卫锋(1975—),男,河南汝南人,硕士,郑州轻工业学院电气信息工程学院讲师,研究方向为计算机测量与控制。