地方师范院校电子类实践教学体系的整体构建

2018-12-18 07:03郗艳华樊战亭周永军
咸阳师范学院学报 2018年6期
关键词:师范院校办学环节

王 立,张 辉,郗艳华,樊战亭,周永军

(咸阳师范学院 物理与电子工程学院,陕西 咸阳 712000)

地方师范院校或属于师范性质的地方院校(以下统称地方师范院校)在全国高校数量较多,[1]这类院校前期因师资紧缺而建立师范专科学校,经过多年发展成为地方二本师范类高校。随着国家经济的飞速发展,大众教育需求持续性刚性增长,招生规模不断扩大,地方师范院校理科专业基本设有不同类型电子类本科专业,授予工学或理学学位。电子类专业本身实践性较强,但是受地方师范院校办学模式和硬件设施的限制,专业创新性思维培养目标几乎难以达到,其中薄弱的实践环节显得尤为突出。2014年,教育部确定600多所地方高校本科将转向应用技术型,[2]探索将理论与实践教学结合、课内教学与课外实践结合、校内实训与校外实习结合、实践教学与毕业设计相结合的办学模式,[3-6]为当前应用型人才培养模式提供借鉴。为此,本文旨在构建适合地方师范院校的电子类专业实践体系的整体方案,以适应社会对人才的需求。

1 地方师范院校电子类专业产生的背景

地方师范院校普遍成立于20世纪80年代改革开放初期,以师资培养为主要目标,经过多年发展与建设,约在21世纪初依次转型为本科院校。随着中国经济的高速发展,社会对人才需求的多样化越来越迫切,促使教育改革力度不断增大,专业融合与分化现象愈发明显。为了适应社会变革,许多地方院校在扩大招生规模的同时,在原有师范专业的基础上,增设了大量的新专业,电子类专业就是其中之一,它是在原师范物理类专业为基础而设立的专业,具有理、工兼容的特点。为了适应专业的扩容,绝大多数院校已将下属相应二级学院的名称改为“物理与电子工程学院”,或者直接命名为“电子工程”或“电子信息技术学院”等,一方面使二级学院的名称与专业名称符合,说明电子类专业具有良好发展和广阔前景;另一方面,保留“物理”二字表明地方师范院校电子类专业带有明显物理专业办学模式的痕迹。目前电子类专业在校学生规模已远远超过同期师范类物理教育专业的规模。

地方师范院校理工类的培养目标,从过去传统的、较为单一的基础教育师资转向具有非师范性、应用技能型;在学科类别方面,从过去纯粹理科扩展为理、工兼容;在就业领域方面,从过去从事较为单一的基础教育变为基础教育、工程技术、生产实践、企业管理等多领域;在课程设置方面除过具备专业所需的学科理论之外,与现代科技发展、实际应用相结合,增加和丰富了实践教学环节的层次和类型。在教学理念方面,逐渐改变传统师范教育的固有模式,从强调课堂教学艺术转向强化动手能力、实践应用技能的提升。这些转变对于地方师范院校电子类专业而言,无疑都是全新的挑战,要很好地应对,必须涉及到办学模式、办学理念、教学布局、教学环节实施、师资结构和层次的调整等问题,并非是在原有师范院校基础上的微变,而是一项专业改造的系统工程。能否有效、合理、实施是一个具有现实意义的课题,如果不进行深入研究,就不可能适应教育转型、专业转型、人才培养目标的转型,就难于应对社会变革,也无法成为合格的专业。

随着地方高校教育改革的深化,电子类专业在办学理念、办学模式、专业培养目标、课程体系、实践环节等有了普遍正确的理解和认识,办学条件明显改善。但是实践教学环节受到经济发展的制约,地区性差异较大,先天性的缺陷导致存在的问题比较典型,即电子类专业实践教学环节不完整、不系统,实践环节的实施效果与专业预期仍有较大差距。尽管也有学者在实践教学方案、实践教学实施、实践教学方法等方面做了大量探讨,[7-11]然而学生的实践技能和动手操作水平仍然难以令社会满意。

2 地方师范院校电子类专业实践教学存在的主要问题

地方师范院校电子类专业受办学层次、模式、理念、地域、硬件投入等影响,实践环节欠账较多,致使专业实践教学中存在诸多问题,主要表现在以下几个方面。

(1)地方师范院校办学模式及教学实施方案与电子技术类专业学科要求存在较大差距。其一,反映在办学的理念上,师范院校强调学科理论的整体性、系统性、逻辑性,注重学科知识的逻辑顺序及衔接,在课程内容上强调数学表述的解析性及分析过程。教学过程关注理论的完整推导,而不重视实际运用,认为实践仅是为了验证理论,并提供合理的基础,但是电子类专业强调学科的应用性、实践性、综合性。因此,两者在教学理念上存在巨大差异。其二,不同类型的电子专业在培养目标上的模糊性,导致实践教学环节的实施很难对症下药。电子学科属于一级学科,其下多有分支,各分支之间的差异性显而易见,但是在地方师范院校培养方案中,不同类型的电子专业特点无法区分,这是具有普遍性,且显性的问题。其三,在教学实施中,理论性学时占据主导地位,而实践环节课时相对偏少,类型比较单一,仅涉及传统经典性验证类实验及少部分综合性实验,基本属于实验室实验,学生几乎接触不到现代电子设备及测量手段。其四,实验内容多属于成熟的传统基础理论,探索性并与现实紧密结合的应用性内容少之又少,甚至没有,无法为学生提供有效、系统的实践训练。因此,结构性缺陷导致培养目标无法按学科要求实现。

(2)受经济条件限制,培养方案中的专业实践教学环节无法在实施过程中真正落实。尽管在培养方案中实践教学环节及学时有明确要求,可在实施过程中明显缺少可操作性及其细则,与专业需求有较大的距离。电子技术类专业是本世纪初发展较快且属于热门的专业,实践性要求较高,而地方师范院校以理科办学模式行工科专业实践之实的天然缺陷,不能有效地保障实践教学环节,这集中反映在两个方面,一是专业实践基础设施薄弱,实践性资源较少,实践环节结构不完善,系统性配置不到位,且在短期内难以解决。二是指导实践教学的师资严重匮乏,从事实践环节指导教师及实验技术人员的基本实践能力不足。

(3)师资结构使电子类专业发展受到极大制约,此问题以前没有引起足够重视。地方师范院校电子类专任教师的学科背景及实践能力通常与技术类、工程类教师差距较大,很多教师若从事基础理论和基础实验教学尚可胜任,但对于实践性、实用性较强环节则显得力不从心,尤其是面对电路设计,实际电路组装、调试,实用电子产品的性能分析时差距更大。客观看是缺少系统的实践技能训练,主观上不具备从事实践工作的能力和经验则是主因,所以极大制约着实践环节的有效实施,实践效果显而易见。加之,现行政策对教师的实践技能培训不够重视,教师本身接触实训的机会较少,也不愿意在此投入更多精力和时间,使在岗教师本身实际经验积累和指导学生实践能力的提高极为有限。近年来,虽然校方也招聘一些学历较高、具有电子专业背景的教师弥补专业不对口的困境,但是现有教育体制培养的师资本身就缺乏系统性实践训练,从学校走向学校的受教历程和工作模式,根本不可能有实际经验的积累。同时高校人事制度也限制招聘有实际经验、实践技能突出者从事教学工作。这种师资结构性缺乏,极大地限制了实践教学的实施,并成为难以逾越的障碍。

(4)招生规模扩大,打破了学校专业类别的界限,跨越了专业领域,从过去强调专业性到现在的宽口径,无疑是一个巨大的变化。但是反映在学生层面有两个因素值得考虑:其一是认识上的偏差,即重视学业成绩,忽视实践环节。因为实践环节需要花费较多地时间,需要投入更大的精力,没有理论课程来得简洁、方便。其二是多数学生自身实践能力较差。在中学阶段,为了应对高考放弃了在高考中占比相对少的实践环节,所以实践经验积累相对较少,动手能力较差,这为以后大学阶段实践环节留下了隐患。

(5)政策性支撑力度不够,缺少可利用实践性资源。按照专业建设要求,虽然地方师范院校加大了电子专业建设力度,但是也仅限于与课程相关的实验室项目的建设,能够满足课程验证性实验的内容,并占有一定的实践课时比例。实验室实验环节只是实践环节的基础层面,学生仅能完成理论验证或说明理论的合理性,根本得不到电路设计、器件综合配置、电路调试、参数测量、仪器及生产设备正确使用以及对电子电路、电子产品发展趋势的了解等涉及电子类专业的核心训练,因此并不能替代电子实践系统训练,与现代电子技术需求和发展相去甚远。这些都是办学理念错位、办学条件欠缺和教学结构不合理在实践环节中的集中反映,与工科的办学模式有本质的区别。另外,地方师范院校也不善于开拓或利用当地的电子资源作为学生实践的场所、扩大学生专业视野、了解电子行业状况、寻求学生实践项目。这类无视科学技术发展、脱离校企实质性结合的硬伤,使所谓培养“实践性人才”的目标,其实是一句空话。

(6)缺乏科学合理的实践教学评价体系。目前不是缺少评价体系,而是无法对实践环节进行准确、定量、客观的评价。实践教学体系与理论教学体系的评价完全不同,在某种意义上,实践教学评价体系因素更为复杂,合理性更难于掌握,刚性可操作性较差。如果不通过全方位实践训练环节考察,仅仅通过有限的实验室教学环节,很难区分学生真正的创新和实践能力,故无法作出明确、客观、准确的判断。目前尚未见到有关实践环节的综合评价体系,只有局部的讨论。[12-13]

3 地方师范院校电子类专业实践教学体系遵循的原则

从以上分析可知,地方师范院校电子类实践环节薄弱问题,并非简单地通过单一经济投入就能解决,而必须通过明确专业理念、构建系统实践教学环节、改造师资队伍结构、转变学生观念、充分利用地方电子资源、加大实践环境及硬件设备的建设等综合因素才能从根本上解决。基于目前实践教学状况,期望设计一套适合地方师范院校教学实际,充分发挥现有电子资源优势的综合完整的实践教学体系,以期改变电子类专业实践流于形式的现状,使专业发展素质和能力能紧跟社会的步伐,学生具备真正意义上的专业,鉴于以上思考,构建实践教学体系要符合的基本原则是:

(1)基础性原则。作为非工科类地方师范院电子类专业,在开发、设计中达到创新性目标并不现实,但是应该得到电子专业最基本的训练,跟上时代发展趋势,读懂、理解现代电子电路的原理、结构,熟悉基本设备的操作使用和器件的基本性能,掌握电子产品的基本测试手段。注重专业基本素养提升,强调基础理论够用、实践技能熟练、自主实践环节完善、实践作品与毕业设计相结合的培养模式。

(2)系统性训练原则。把系统实践训练作为整个教学过程中的一个有机整体,强调校内实训、实验与校外调研、实习相结合,强调实践环节自主参与和强制参与相结合,强调竞赛参与的广泛性、项目完成的独立性、毕业设计实物化。在系统训练中提高实践能力、积累实际经验、奠定创新素养。

(3)层次性原则。电子专业实践环节层次化。通过从元器件认知、基本理论验证与实现方法、简单实用电子产品组装、生产工艺流程、单元电路统调、产品质量检验、设备维护流程等过程,使学生得到全方位、不同层面的有效训练。

(4)地方性原则。要与地方电子企业相结合,一方面充分利用地方电子企业的资源作为重要的实践教学补充,弥补目前地方师范院校电子专业办学中实践环节落不到实处的突出性问题。另一方面,以校企合作方式,把专业建设与地方资源相结合,把高校专业教师与地方企业工程师相结合,把理论教学与生产实践相结合,打破两者相互割裂封闭局面,形成一个开放、互补系统。

4 地方师范院校电子类专业实践教学体系整体方案

基于上述原则,实践教学构建中依据办学定位,针对培养目标,结合办学条件,构建了四个基本模块,如图1所示。每个模块突出解决实践环节中一类重点问题,模块之间相互衔接形成有机整体。该方案既体现了教学层次性,又提供了可实现的路径及具体操作项目。

图1 整体实践教学体系

图2 实训模块

实训模块如图2所示。该部分包括三个方面内容:电子器件认知、焊接训练、常用电子产品组装。第一部分内容考虑到学生入校后对基本器件了解程度和元器件本身的发展状况。第二部分内容考虑焊接本身就是电子实践的一个重要组成部分,焊接工具、材料选择也是间接对器件外形结构、性能的了解。当然,技术训练的目的是为今后从事具体电子电路的实际工作打下基础。第三部分组装简单、常用电子产品,一是从整体、感性上了解电子电路布局和功能,二是通过组装成品提高学习电子专业的兴趣。实训目前在地方师范院校教学中往往被忽视,一方面由于客观条件所限,实质性问题是缺乏有实际指导能力、能解决具体问题的师资。另一方面是理念,认为技能培训不是本科院校的重点,而是职业院校的内容。

实验模块如图3所示。该部分内容作为电子专业素养训练的一个重要环节,分成三个层次。操作性实验紧扣电子理论的基础,体现基础理论、基本方法、基本测量手段的实现,养成良好的专业思维习惯。以单片机、CAD绘图为基础的仿真实验是体现现代电子技术发展的方向,在了解部分仿真软件的基础上,为以后从事电子电路、产品开发、创新训练做些铺垫工作。综合训练部分注重对基础实验内容及方法的改进,强调求异、质疑、探索思维的培养。

实践模块如图4所示。该部分包括专业见习、实习、社会实践三个环节。见习环节主要是开阔视野,认识,了解电子电路应用范围,同时希望在此过程中多了解电子行业发展状况。专业实习则希望学生扎实地将所学理论知识与实践相结合,将理论知识在实际过程中运用,并在实习过程中了解电子企业的管理、生产、研发等运行模式,学习元器件参数的选择及在实际产品中的配置,学习电子成品的技术检测方法和手段,学习电子设备的选配和维护,学习产品生产过程中的各种技术规范及要求等。社会实践则是通过学生实地调研,提高对电子专业的认知和思考,以及发现一些感兴趣的实际问题,为以后专业发展提供帮助。

图3 实验模块

图4 实践模块

综合模块如图5所示。该部分设立了三个环节,即参加实际电子竞赛,以命题方式完成自己的设计;参与研究课题,将所学知识在课题研究中得以运用;毕业设计,用所学知识形成一份满意答卷作为大学学习的总结。无论哪个环节,无不是将知识综合运用,将所学知识在综合过程中得以深化和创新。同时也可以检验专业实践教学效果。

5 结语

(1)本实践教学方案中,注重实践环节不断线,内容从点到面,形式由单一到综合,强调学生的主动参与性。实践形式包括实训、实验、实践、综合提高四个环节,地域包括校内实验室,实训室、校外电子企业。实现方式包括实物操作与软件模拟。提高包括实训、见习、实习、综合以及参加竞赛、毕业设计等。而设计的这些内容目前在地方师范院校有条件、有能力或经过努力可以实现的。

图5 综合运用模块

(2)实践采用实训普遍开放性,校内实验集中性,见习、实习扩展性,竞赛广泛参与性,毕业设计约束性的方式;各个阶段制订明确实践目标,突出学生自主独立、重在应用,教师起指导、辅助作用。以基本的电子作品、实践报告、调研报告等作为各个环节主要实践结果和考核依据。

(3)将各层次的电子竞赛、各类研究项目(包括教师科研、教学立项,大学生创新项目,自主创新立项目等)、各种电子产品制作等纳入实践环节,并要求这些内容与毕业设计主要内容相关,最终以实际作品构成毕业设计的主要内容,从而体现实践内容的一致性。

(4)该方案突出基础性、独立性、实用性和现代性。所谓基础性,就是以最常用、最基本的单元电路为主,强调对基本电路的功能性和原理性的训练和理解,以最基本的测试手段为主,掌握基本设备、仪器的正确使用;所谓独立性,就是要求学生在一定原则的约束下,自主独立完成实验项目;所谓实用性,就是掌握和了解最常用电子电路,以实际电子产品作为独立实施实践的手段;所谓现代性,就是要了解现代电子技术实践发展的方向,了解现代电子产品的现状及测量方法、生产设备发展的状况。

地方师范院校受师资、地域、办学条件及学生自身条件的限制,让学生在四年本科阶段达到具有完全创新能力不现实,但是可以通过实践环节的完善,为学生创新潜能的实现提供保障。加强实践教学已成为地方师范院校办学的共识,但是最重要的是要把实践内容落实到具体的可操作环节上。根据自身条件,选择合适的方案,建立相应标准。本文限于篇幅,仅给出了实践教学环节的整体性方案及实施的路经,未涉及每个模块或环节的具体要求。

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