电基础的实践教学体系与教材协同性研究

李 洋， 闫洪莹， 李 莉

(1. 北京石油化工学院 信息工程学院， 北京 102617; 2. 北京电子科技学院 信息工程学院， 北京 100070)



电基础的实践教学体系与教材协同性研究

李 洋1， 闫洪莹1， 李 莉2

(1. 北京石油化工学院 信息工程学院， 北京 102617; 2. 北京电子科技学院 信息工程学院， 北京 100070)

基于协同理论，构建分层次模块化的电基础实验课群体系和实践教学体系。对电基础的实践教学与教材建设理念之间的协同性、教学内容与教材素材之间的协同性进行了实践总结和理论探索。将各要素有机结合起来，形成协同培养大学生创新能力的合力，提高了大学生创新能力培养绩效。

电基础; 协同理论; 实践教学改革; 创新能力; 教材建设

0 引 言

《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高[2012])4号)中强调：强化实践育人环节，制定加强高校实践育人工作的办法，结合专业特点和人才培养要求，增加实践教学比重，确保各类专业实践教学必要的学分(学时)，提升实验教学水平。为此，电工电子实验教学中心在前期教学改革的基础上，通过借鉴国内高校在教学改革方面的成功经验，形成了面向工程实践的教学特色。为适应新时期电工电子类基础课程的教学特点，树立了注重实践教学、突出创新教育的电工电子工程教育教学理念。以培养创新型拔尖人才为目标，构建了符合学生个性化发展需求，满足学生知识、能力和素质培养需要的多层次实践教学体系及相应的实践教学教材[1-3]。

1 基于协同理论，构建分层次模块化的电基础实验课群体系和实践教学体系

1.1 目前实践教学存在的问题

(1) 我国高校电子信息类专业目前没有把电基础的实验课群看成一个整体，而是单独的各门课程，没有统一的协同关系。另外还有相当一大部分大专院校还沿袭着传统的实验教学管理模式，基本是维护+辅导的模式，难以适应新的实验教学思想和实验教学体系。传统的实验基本为验证性实验，学生在教师的进行直接辅导下，按照实验说明和步骤进行实验，实验教学被作为理论教学的辅助。

(2) 体现实践能力的实践环节仅仅依靠课上的实验学时是不能满足新的实践教学理念实施。这就要在管理体制和教学模式上做彻底改变，但目前开放式的实践教学方法并没有落实在实处、考核模式还很陈旧不能有利于促进创新能力的提高。

(3) 目前能够体现落实教育部加强实践环节、增强培养创新意识精神的精品教材数量不多。实践教材数量确实很多，但大部分还是旧的教育方法，仅仅增加了一些新的技术和新的仪器使用，不能体现学生自我发展、自主学习的实践能力[4--6]。

1.2 构建分层次模块化电基础实践课群体系

(1) 协同理论。1971年，德国学者Haken在系统论中最早提出了协同的概念，即系统中各子系统的相互协调、合作或同步的联合作用及集体行为，结果是产生了1+1>2的协同效应。协同就是协调两个或者两个以上的不同资源或个体，协同一致地完成某一目标的过程或能力，并且通过协同产生“协同效应”，使总体的绩效大于个体绩效的总和。

(2) 构建分层次模块化的电基础实践课群体系：经过多年实践教学改革，逐步确定了电基础课群三个层次实践教学环节。即：电工电子技术(电路、模拟、数字)实验;电工电子工程实训;电子设计与创新和电子设计竞赛。三个层次中各个模块之间实践教学环节相互协同，循序渐进、全面地培养学生的动手能力、工程实践能力和创新能力。每个环节都与EDA技术紧密结合，体现基础实践教学和现代化手段相互融合。

实验层面主要体现三个转移：从验证性实验转移到加强基本技能的训练；从小单元局部电路为主的实验转移到多模块、多知识点综合系统实验；从单一的实验室内实验形式转移到课上课下、实验室内外的多元化实验形式。

工程实训层面用3周时间，首先完成一个相对复杂的控制系统的各个模块设计和制作，不但有硬件和软件还有软硬件的结合，最后完成整个系统综合和调试。完成工程实践能力和工程素质的训练。

电子设计与创新层面主要是引导学生参加校级、市级以至国家级的各类现代电子系统设计竞赛，培养大学生的科研能力、创新设计能力和工程应用能力。近年来，学生参加电子设计竞赛，智能机器人大赛和车模大赛，获得多项全国、北京市和学校的奖励。

(3) 师生协同，引导学生个性化学习和实践将教师素质的有效提高和学生工程素质、创新能力提升结合起来，不断展示出教学高效性能。充分发挥施教角色的主导性、学习角色的主体性，关注学生的不同特点和差异，发展每一个学生的优势，注重学生的个性化发展。教师是提高教学质量的决定性因素，工程素质、创新教学应回归到探索发现的科研创新，电基础课群实验的教学队伍应具有兼顾科研的学术张力。除电基础实验实践教学任务，大多数实验教师还承担了适量的理论基础课或毕业设计的教学，并且参加科学研究与学科建设，使教师科学素质和教学水平得到大幅提高，为教师协同培养学生的工程素质、创新能力奠定了坚实的基础。

一方面，实验教师要拥有精深的专业理论知识和宽泛的综合知识，并能将这些知识进行交叉、整合，应用到电基础实验创新教学中。另一方面，教师要不断地储备新知识，掌握科技发展的新动向，注重对最新理论、技术和信息的了解，将这些内容融会在电基础课群实验学科的教学中，高效地带领学生协同创新[7-9]。

2 新的实践教学体系与教材的协同性

2.1 实践教材存在的问题

目前的实践教材建设工作仍滞后于实践教学改革，现在使用教材中有不少内容陈旧，一些课程的教材可供选择的品种太少；一些基础课的实践教材虽然品种较多，但低水平重复严重；有些教材内容庞杂，书越编越厚等等，都不利于学生自学能力的提高和全面素质的培养。存在的问题主要表现于以下几个方面：

(1) 某些实践教材虽然在前言或序中罗列了不少的实践教学改革思想，但在书中的体系与实验内容上还是以往的教学体系与陈旧的实验内容。

(2) 某些实践教材中即便引入了新的技术、新的仪器和一些综合性的实验，在内容上也不能体现培养学生创新能力的培养。

(3) 实验教材中引入的综合多知识点的思考题和选作题偏少。

(4) 体现动态或多维实践教学的配套电子资源教材偏少。

(5) 目前编写基础课程实验教材的教师参与科学研究的较少，编写与科研相结合的实践性题目缺乏。

(6) 与实践教学改革相配套的管理措施落后于教学改革，使实践教学改革理念实施较缓慢。如开放性实验的管理与政策等[10-12]。

2.2 新实践教学体系与教材的协同性

提高实践教学的教材质量作为教材建设的核心、重点提高教材的内在质量。编写实践教材时，应同时注意几个方面的协同：学生实验操作能力与实验条件的协同；学生实验能力的培养与科技创新的协同；教学仪器与教材协同；电子教学资源与教材的协同；学生实验技能的基本要求和考核方式的协同。

需要严格的审稿制度，聘请专家审稿。建立教材质量跟踪与信息反馈制度，定期检查教材的使用情况。教材要适应多样化的教学需要，正确把握新世纪教学内容和课程体系的改革方向，在选择教材内容和编写体系时注意体现素质教育和创新能力与实践能力的培养，为学生知识、创新能力、素质协调发展创造条件。

近年来，我国高等教育教材建设取得突破性的进展，出现了一批内容新、体系新、方法新、手段新的高水平实践教材，并在实践基础上进行修订，逐步形成精品教材。我们电工电子教学实验中心积极投入编写教材的工作，从讲义开始，到正式出版，最后成为精品教材，走过了近10年的漫长的道路。中心出版的实践教材有：“十五”、“十一五”规划教材《电工电子基础实践教程》(上、下册)和北京市精品教材《EDA技术实用教程》(实验理论一体)，“十二五”规划教材《现代电子设计与创新》等[13-14]。

3 提高了大学生创新能力培养绩效

教学效果是评价教师的根本性指标，实验教师教学效果好，在每学期进行的期中教学检查中学生对教师课堂教学效果的评价优秀率均为100%。科研促教学卓有成效，在工程实训层面根据不同的专业开发出不同的工程实训题目，研究创新性课程设计项目等，激发了学生实践创新的兴趣，引导和启发学生通过实验来学会如何剖析实验问题。积极参加课余科技创新活动，近5年来课题组教师指导本科生在各类科技竞赛中获奖300人次，其中获全国大学生机器人竞赛一等奖10项，蓝桥杯全国电子竞赛一等奖3项，北京市电子竞赛及其他的各类竞赛一等奖各60项，二等奖100项，本科生参加教师科研项目10项、本科生优秀毕业论文10余篇，公开发表论文20篇[15]。

4 结 语

在实验教学理念与改革思路上我们坚持实践教学一条龙和电类专业四年电工电子不断线，做法上采用“硬、软、实、虚相结合”的原则，如何保证这些措施实施：① 狠抓常规实验教学，特别是综合实验和创新性实验；② 完善创新基地的建设，保证学生常年都有地方可去，参加各类竞赛的学生都是来自创新基地；③ 教学内容和教材内容的协调，保证有合适教材。总之，就是将各要素有机结合起来，形成协同培养大学生创新能力的合力[16]。

从学生参加竞赛的成绩、完成的作品来看，进步是明显的，另一方面从用人单位的反馈信息也说明了我们的做法是可行的。但是改革的路还很长，要求我们要更加努力的工作。

[1] 教育部．教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见[EB/OL].2012-3-26．http：//www．moe．gov ．cn /publicfiles/business/htmfiles/moe/s6342/201301/xxgk_146673.html．

[2] 秦钢年,黄大明.构建适应创新型人才培养的实验教学体系作用[J]. 实验室研究与探索, 2012, 31(1): 101-104.

[3] 郭栋才，詹拥共，旷亚非.基于创新型人才培养的实践教学新体系的探索与实践[J].实验技术与管理，2013(11)：141-143.

[4] 李 洋.高校实验室协同创新平台共建与共享刍议[J].实验室研究与探索,2014(11):297-300.

[5] 汪 静，胡玉才，迟建卫.协同培养大学生实践创新能力的研究[J].实验技术与管理，2013 (9):19-21.

[6] 杨理连.高职素质教育与人才培养的协同性分析——以天津职业大学素质教育模式的实践探索为例[J]. 职教论坛， 2012(2): 56-58.

[7] 李 洋，张晓燕，张吉月. 非电类电工电子系列课程体系改革的研究与实践[J]. 实验技术与管理，2009(6):196-198.

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[13] 李 洋. 现代电子设计与创新[M].2版.北京：中国电力出版社，2012.

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[15] 王 丽,周 玲.创新型实践教学在大学生能力培养中的作用[J]. 实验室研究与探索,2013, 32(3): 143-146.

[16] 张晓燕，李 洋.EDA技术在实践教学体系中应用的探索和实践[J]. 实验室研究与探索,2008, 27(12): 48-50.

The Research on Collaborative of Practice Teaching Systems in Electronic Base and Textbooks

LIYang1,YANHong-ying1,LILi2

(1. College of Information Engineering， Beijing Institute of Petrochemical Technology， Beijing 102617, China;2. College of Information Engineering, Beijing Institute of Electronic Science & Technology， Beijing 100070, China)

Based on coordination theory, it was built electronic base system and practice teaching system which were in hierarchical experimental structure. The practice summary and theoretical exploration were conducted in collaborative electrical-based practice teaching ideas and materials construction between collaborative teaching content and teaching material. The various elements combined to form collaborative efforts for fostering college students innovation ability and improving teaching performance.

electronic base; collaborative theory; practice teaching reform; innovation capacity; textbooks construction

2014-10-24

李 洋(1962-)，男，江苏睢宁人，博士，副教授，研究方向是EDA技术与电子系统设计。

Tel．：15810688989； E-mail: liyang@bipt.edu.cn

G 642； TN 101

A

1006-7167(2015)10-0216-03