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摘要:针对工科本科生的实践能力不足和大学教育新出现的个性化差异现象,本文将工程实践类个性化教学的引入实验教学和实践环节,改变实验教学观念,改革实验教学内容和教学模式,建设实验室教学网站,从而达到培养电子信息工程类本科生个性化实践能力培养目标。
关键词:工程实践教学;实验室教学网站;培养模式
一、引言
高校扩招以来,我国高等教育得到了跨越式发展。经过近十年的建设,学校的学科、专业和学生规模都得到了较大的发展。但是另外一方面,几乎所有高校都遇到了新问题:培养出来的本科人才和社会需求的人才相差较远,特别是实践能力方面。对于电子信息科学与工程类专业的学生,专业知识更新很快,实践能力要求更高。
目前电子信息工程类专业学生和扩招前相比,存在三个新的差异。
(一)生源素质——教学对象的差异
目前大部分高校面向全国招生,各省市教学水平参差不齐,招生分数差别较大,往往最高分和最低分相差一百多分。学生入学前自身知识结构和各项能力有较大差别。
(二)就业要求——教学目标差异
目前一个专业的学生大学四年学习的课程大部分相同,而电子信息工程类专业学生就业面很宽,用人单位要求学生掌握的专业知识和实践能力各不相同,教学目标差异不小。
(三)多校区——教学环境差异
由于扩招,大部分学校新建了新校区,各校区之间均有一段距离,大部分教师异地上课,学生答疑和辅导较为困难。传统意义上的教师和学生之间的教学环境有了新的差异。
教学对象、教学目标和教学环境的差异,对于电子信息工程类专业学生实践能力的培养提出了新的课题。如何打破传统的培养模式,利用现有的教学资源,培养学生具有适应时代需要的实践能力,是摆在我们面前急需解决的问题。综上所述,根据学生的各方面的差异,制定符合个人需求的培养体系,培养每个学生不同的个性化实践能力是迫在眉睫的事,将个性化教学系统引入实验教学和实践教学环节是一个尝试。
二、个性化教学系统
(一)个性化教学系统特征
个体化教学系统又叫凯勒计划,与传统教学不同,可以给予学生更多的个人之间相互影响的选择和机会。个体化教学系统具有五个特征:以掌握为指导,学生自定学习速度,教师用少量的几次课激发学生的动机和兴趣,使用指导性教材,安排学生助理。
将以上五个特征综合成一个“体系”来看,可以这样认为,掌握是目标,其他特征都直接为这一目标服务。在课程的各个部分中,为达到掌握的标准,每个学生必须要又充足的学习时间保证,因此个人定速是必需的。为激励学生设置必要的讲课也是必需的。编制完整的实践教材可以用来指导学生按自己的学习速度进行学习。最后,由于教师时间有限,有必要安排高年级的学生助理进行一对一的个别指导。
(二)个性化教学系统模式
个性化教学系统得教学模式,大致可分为三个过程:教学前教师的准备过程、教学中学生的学习过程、教学后的评价过程。
1.教师的准备过程。在个性化教学系统中,教师并非是教学的领导者,其在教学中担任的角色就像学习的经理。教师的主要任务是在教学前选编教材、编写指导材料和测验试题以及在教学中激励学生,解答学生的问题。
2.学生的学习过程。教师不硬性要求学生在上课时到教室来学习,学生可在任何地方学习,可以利用任何时间学习,唯一的要求是要达到课程所规定的掌握目标。学生学习完全是一种自主学习,当然在学习过程中遇到问题,可以请教教师或同学。学生可以根据自己的实际情况,安排自己的学习时间和学习进度,而不受其他人影响。
3.评价过程。当学生认为自己有把握通过第一单元的测验时,学生可以要求教师给予测验。考完后,老师和助理立即进行评阅。如果学生达到掌握的标准,通过了测验,可以进入下一单元的学习,然后不断学习实践,直到达到掌握标准为止。
三、个性化实践能力培养的实现
个性化教学系统模式,对于目前我国高校的教学资源和学生的具体情况,实验和实践性的教学环节完全按照这种模式是不可能的。因此,我们需要根据现有的教学资源和学生的个别差异,总结出切实可行的方法,对于原有的实验教学模式进行改进和完善,开放工科基础实验室,引导学生加强实践训练,培养和提高电子信息工程类本科生的个性化实践能力。要实现这一目标,我们必须改变实验教学观念,改革实验教学内容,优化实验室资源,拓展实验室功能,建设出一个可以满足多种需求的学习和实践的多功能平台。
(一)个性化实践能力培养计划的制订
在深入调研学生的就业情况后,高校根据自身的师资和实验室情况,制订专业培养计划时,拟定出多个专业方向,每个方向开设多层次的专业方向模块课程和对应的实践教学环节。学生入学后配备专业教师,进行专业导论介绍,加强学生对专业的认识。在大学的第五学期专业基础课程学习结束后,每个学生发挥自己的主观能动性,在专业老师的指导下,根据自己的知识结构、能力和爱好选择自己的专业方向,制订符合自身个别差异的个性化实践能力计划。
(二)實践教学改革
作为实践能力培养的主要环节——实验,长期以来一直处于一个以教师为中心,强制所有学生在同一时间内做相同的实验,而不是根据自己的特长发挥自己的主观能动性去实践。同时实验教学大部分以验证性为主,少数课程设计是实验室设计,离实际工程应用相差很远,所以培养出来的学生的实践能力和实际需求之间的距离可想而知。因此,要在实验教学的内容和模式上进行改革。
1.实验教学内容改革。在多个实践性环节中,由浅入深安排多层次实验,例如单个逻辑单元验证性实验、模块设计、系统设计实验、综合性设计实验。同时加强具有工程背景的课程设计训练,例如我们开设的工程设计管理课程,学生可以发挥自己的主观能动性,选定工程背景类的课题,这些课题大部分来自实验系统或产品。只有这样,学生才能清楚知道将来要设计的产品什么样的,可以分解成哪几个模块,模块如何实现和调试,以及产品将来的市场前期调研和预期的效益情况。此外,在实验室课堂中开设单片机、DSP应用、ARM应用、CPLD与FPGA设计等方面的工程实例培训,供学生根据自己的情况选择进行学习,另外还提供往年电子设计制作竞赛题目。实验室提供相关设备和器材,感兴趣的学生可以利用业余实践进行自我训练。
2.实验教学模式改革。实验室增加全体学生的开放时间,最好是全天。学生的实验采取个性化教学,老师主要起到引导学生入门和辅导作用,想学生讲解最基本的实验内容,宣布整个实验课程进度及结束时间。学生根据自己的情况,通过实验室网络系统安排自己的实验时间和总体实验速度,而不受其他人影响。这样避免所有学生“一刀切”的教学,对于基础差的学生可多花些时间进行基础训练,对于有兴趣和有余力的学生在完成必要的实验后,实验室可以提供有限开放、小制作的条件,培养他们的钻研精神和创新能力,老师也可以指导学习过程中出现困难的学生,提供一些实例培训,提高学习效率。
(三)实验室教学网站建设
在网络普及的今天,有了实验室教学网站的帮助,可以拓展实验室的新功能,培养学生个性化的实践能力就会事半功倍。建立一个好的实验室教学网站,是进行实验教学管理、教学内容和方法改革的有力保障,它主要包括下列模块:
1.实验管理系统。通过该系统,学生在登陆后可以知道各个实验室所有仪器设备和开放时间,根据自己的情况预约实验时间,系统确认后得到自己安排的实验课表。
2.实验网络课堂。教师可以借助实验网络课堂这个平台,准备不同的实验教学给不同专业方向的学生开放。学生可以在规定的任何时间内,在有网络的地方进行自主学习,因而学习的灵活性和自主性大为增加。此外,还可以将各个专业方向的课程和实践系统在网络课堂上进行介绍,使学生对于自己的知识体系结构和能力培养有一个较全面的认识。此外,网络课堂不断收集单片机、CPLD与FPGA设计、DSP应用等方面的工程实例和历年大学生电子设计竞赛题目,提供给学生进行设计训练,让学生踏上工作岗位之前能进行专业工程实践能力的系统训练和创新培养。
3.实验成绩管理系统。该系统记录学生已参加过的所有实验课程和实践性环节,包括每个实验和设计成绩,通过这个过程老师发现每个学生特长,给予必要的培养,使其在以后的培养过程中修订训练内容。
4.聊天室。通过聊天室,师生可以进行较好的双向沟通,一方面老师发布难点和大众化的问题,组织同学们讨论,并进行归纳总结;另一方面,学生有问题可以通过留言和老师交流,也可以和别的同学交流讨论。此外,通过网络,师生不用见面,可以克服学生的心里障碍,说出自己心里的真实想法。
四、结论
现代企业希望高校培养出来的工科类本科生具有某一个或几个方面的专长,因此实验室就是这样一个训练本科生“一专多能”的平台,使得用人单位和高校之间培养目标尽可能的缩小。对于学生而言,在大学四年中,自己在老师的指导下,参与自身实践能力的培养计划的制订和实施,极大调动学生的积极性,学生由“要我学”变成“我要学”。学生在不断学习中,根据自己的特点培养具有自身特点的个性化实践能力,从而为将来走向社会打下良好的基础。
参考文献:
[1]赵华君,程正富,朱家富,等.电子信息科学与技术专业应用型人才培养模式探索与实践[J].重庆文理学院学报,2007,26(1),73-75.
[2]谢克明,梁宪生.电子信息工程类大学生实践教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2005,(24).
[3]肖春芳.电信专业实践教学改革探讨[J].科教文汇,2007,(3).
关键词:工程实践教学;实验室教学网站;培养模式
一、引言
高校扩招以来,我国高等教育得到了跨越式发展。经过近十年的建设,学校的学科、专业和学生规模都得到了较大的发展。但是另外一方面,几乎所有高校都遇到了新问题:培养出来的本科人才和社会需求的人才相差较远,特别是实践能力方面。对于电子信息科学与工程类专业的学生,专业知识更新很快,实践能力要求更高。
目前电子信息工程类专业学生和扩招前相比,存在三个新的差异。
(一)生源素质——教学对象的差异
目前大部分高校面向全国招生,各省市教学水平参差不齐,招生分数差别较大,往往最高分和最低分相差一百多分。学生入学前自身知识结构和各项能力有较大差别。
(二)就业要求——教学目标差异
目前一个专业的学生大学四年学习的课程大部分相同,而电子信息工程类专业学生就业面很宽,用人单位要求学生掌握的专业知识和实践能力各不相同,教学目标差异不小。
(三)多校区——教学环境差异
由于扩招,大部分学校新建了新校区,各校区之间均有一段距离,大部分教师异地上课,学生答疑和辅导较为困难。传统意义上的教师和学生之间的教学环境有了新的差异。
教学对象、教学目标和教学环境的差异,对于电子信息工程类专业学生实践能力的培养提出了新的课题。如何打破传统的培养模式,利用现有的教学资源,培养学生具有适应时代需要的实践能力,是摆在我们面前急需解决的问题。综上所述,根据学生的各方面的差异,制定符合个人需求的培养体系,培养每个学生不同的个性化实践能力是迫在眉睫的事,将个性化教学系统引入实验教学和实践教学环节是一个尝试。
二、个性化教学系统
(一)个性化教学系统特征
个体化教学系统又叫凯勒计划,与传统教学不同,可以给予学生更多的个人之间相互影响的选择和机会。个体化教学系统具有五个特征:以掌握为指导,学生自定学习速度,教师用少量的几次课激发学生的动机和兴趣,使用指导性教材,安排学生助理。
将以上五个特征综合成一个“体系”来看,可以这样认为,掌握是目标,其他特征都直接为这一目标服务。在课程的各个部分中,为达到掌握的标准,每个学生必须要又充足的学习时间保证,因此个人定速是必需的。为激励学生设置必要的讲课也是必需的。编制完整的实践教材可以用来指导学生按自己的学习速度进行学习。最后,由于教师时间有限,有必要安排高年级的学生助理进行一对一的个别指导。
(二)个性化教学系统模式
个性化教学系统得教学模式,大致可分为三个过程:教学前教师的准备过程、教学中学生的学习过程、教学后的评价过程。
1.教师的准备过程。在个性化教学系统中,教师并非是教学的领导者,其在教学中担任的角色就像学习的经理。教师的主要任务是在教学前选编教材、编写指导材料和测验试题以及在教学中激励学生,解答学生的问题。
2.学生的学习过程。教师不硬性要求学生在上课时到教室来学习,学生可在任何地方学习,可以利用任何时间学习,唯一的要求是要达到课程所规定的掌握目标。学生学习完全是一种自主学习,当然在学习过程中遇到问题,可以请教教师或同学。学生可以根据自己的实际情况,安排自己的学习时间和学习进度,而不受其他人影响。
3.评价过程。当学生认为自己有把握通过第一单元的测验时,学生可以要求教师给予测验。考完后,老师和助理立即进行评阅。如果学生达到掌握的标准,通过了测验,可以进入下一单元的学习,然后不断学习实践,直到达到掌握标准为止。
三、个性化实践能力培养的实现
个性化教学系统模式,对于目前我国高校的教学资源和学生的具体情况,实验和实践性的教学环节完全按照这种模式是不可能的。因此,我们需要根据现有的教学资源和学生的个别差异,总结出切实可行的方法,对于原有的实验教学模式进行改进和完善,开放工科基础实验室,引导学生加强实践训练,培养和提高电子信息工程类本科生的个性化实践能力。要实现这一目标,我们必须改变实验教学观念,改革实验教学内容,优化实验室资源,拓展实验室功能,建设出一个可以满足多种需求的学习和实践的多功能平台。
(一)个性化实践能力培养计划的制订
在深入调研学生的就业情况后,高校根据自身的师资和实验室情况,制订专业培养计划时,拟定出多个专业方向,每个方向开设多层次的专业方向模块课程和对应的实践教学环节。学生入学后配备专业教师,进行专业导论介绍,加强学生对专业的认识。在大学的第五学期专业基础课程学习结束后,每个学生发挥自己的主观能动性,在专业老师的指导下,根据自己的知识结构、能力和爱好选择自己的专业方向,制订符合自身个别差异的个性化实践能力计划。
(二)實践教学改革
作为实践能力培养的主要环节——实验,长期以来一直处于一个以教师为中心,强制所有学生在同一时间内做相同的实验,而不是根据自己的特长发挥自己的主观能动性去实践。同时实验教学大部分以验证性为主,少数课程设计是实验室设计,离实际工程应用相差很远,所以培养出来的学生的实践能力和实际需求之间的距离可想而知。因此,要在实验教学的内容和模式上进行改革。
1.实验教学内容改革。在多个实践性环节中,由浅入深安排多层次实验,例如单个逻辑单元验证性实验、模块设计、系统设计实验、综合性设计实验。同时加强具有工程背景的课程设计训练,例如我们开设的工程设计管理课程,学生可以发挥自己的主观能动性,选定工程背景类的课题,这些课题大部分来自实验系统或产品。只有这样,学生才能清楚知道将来要设计的产品什么样的,可以分解成哪几个模块,模块如何实现和调试,以及产品将来的市场前期调研和预期的效益情况。此外,在实验室课堂中开设单片机、DSP应用、ARM应用、CPLD与FPGA设计等方面的工程实例培训,供学生根据自己的情况选择进行学习,另外还提供往年电子设计制作竞赛题目。实验室提供相关设备和器材,感兴趣的学生可以利用业余实践进行自我训练。
2.实验教学模式改革。实验室增加全体学生的开放时间,最好是全天。学生的实验采取个性化教学,老师主要起到引导学生入门和辅导作用,想学生讲解最基本的实验内容,宣布整个实验课程进度及结束时间。学生根据自己的情况,通过实验室网络系统安排自己的实验时间和总体实验速度,而不受其他人影响。这样避免所有学生“一刀切”的教学,对于基础差的学生可多花些时间进行基础训练,对于有兴趣和有余力的学生在完成必要的实验后,实验室可以提供有限开放、小制作的条件,培养他们的钻研精神和创新能力,老师也可以指导学习过程中出现困难的学生,提供一些实例培训,提高学习效率。
(三)实验室教学网站建设
在网络普及的今天,有了实验室教学网站的帮助,可以拓展实验室的新功能,培养学生个性化的实践能力就会事半功倍。建立一个好的实验室教学网站,是进行实验教学管理、教学内容和方法改革的有力保障,它主要包括下列模块:
1.实验管理系统。通过该系统,学生在登陆后可以知道各个实验室所有仪器设备和开放时间,根据自己的情况预约实验时间,系统确认后得到自己安排的实验课表。
2.实验网络课堂。教师可以借助实验网络课堂这个平台,准备不同的实验教学给不同专业方向的学生开放。学生可以在规定的任何时间内,在有网络的地方进行自主学习,因而学习的灵活性和自主性大为增加。此外,还可以将各个专业方向的课程和实践系统在网络课堂上进行介绍,使学生对于自己的知识体系结构和能力培养有一个较全面的认识。此外,网络课堂不断收集单片机、CPLD与FPGA设计、DSP应用等方面的工程实例和历年大学生电子设计竞赛题目,提供给学生进行设计训练,让学生踏上工作岗位之前能进行专业工程实践能力的系统训练和创新培养。
3.实验成绩管理系统。该系统记录学生已参加过的所有实验课程和实践性环节,包括每个实验和设计成绩,通过这个过程老师发现每个学生特长,给予必要的培养,使其在以后的培养过程中修订训练内容。
4.聊天室。通过聊天室,师生可以进行较好的双向沟通,一方面老师发布难点和大众化的问题,组织同学们讨论,并进行归纳总结;另一方面,学生有问题可以通过留言和老师交流,也可以和别的同学交流讨论。此外,通过网络,师生不用见面,可以克服学生的心里障碍,说出自己心里的真实想法。
四、结论
现代企业希望高校培养出来的工科类本科生具有某一个或几个方面的专长,因此实验室就是这样一个训练本科生“一专多能”的平台,使得用人单位和高校之间培养目标尽可能的缩小。对于学生而言,在大学四年中,自己在老师的指导下,参与自身实践能力的培养计划的制订和实施,极大调动学生的积极性,学生由“要我学”变成“我要学”。学生在不断学习中,根据自己的特点培养具有自身特点的个性化实践能力,从而为将来走向社会打下良好的基础。
参考文献:
[1]赵华君,程正富,朱家富,等.电子信息科学与技术专业应用型人才培养模式探索与实践[J].重庆文理学院学报,2007,26(1),73-75.
[2]谢克明,梁宪生.电子信息工程类大学生实践教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2005,(24).
[3]肖春芳.电信专业实践教学改革探讨[J].科教文汇,2007,(3).