摘要:阐述测控电路课程教学过程中的问题与改进策略,基于项目式教学,探讨教学方法和考核方式的实践,从而培养高质量应用型学生的实践能力。
关键词:测控电路,项目式教学,考核方式
1课程背景
随着科技快速发展,技术进步带来的经济发展比重越来越高,经济的发展反过来又对科技的发源地高校提出了新的要求。国际高教界形成了一个共识,即重视实践教学、强化应用技术型人才培养。我国***府也积极做出了响应,强调与重视应用型本科教育的发展。应用型本科的发展对于支撑未来中国经济社会发展,以及推进中国高等教育大众化进程起着积极的促进作用[1,2]。目前,《测控电路》等电子类的课程主要存在以下几个问题。(1)课程普遍偏重理论教学,教学形式主要是课堂讲述知识,课下学生做习题,期末闭卷考试,相对的实验内容很少,而且基本是验证型实验。这种教学方式还是一种非常传统的教学形式。结果是学生学完课程后,面对具体的工程问题还是束手无策。(2)授课知识内容。可以看到,随着技术的发展,尤其是集成电路技术的快速发展,电路越来越集成化、数字化、智能化,模拟部分变少,数字部分变多。其中模拟部分以运算放大器为主要核心,构成模拟信号的各种处理电路,各种器件与技术更新很快。数字部分则有各种MCU、FPGA等技术构成。而目前的课程讲述的还是20年前的内容。(3)实验多为仿真[3-5],没有实物制作,学生参与感与成就感低。(4)企业的需求。课堂讲授的知识在企业很少用到,或者根本不用。理论多,实践少。这些问题使得该门课的教学目标无法达到应用型大学的培养目标,严重偏离课堂内容服务于实践,服务于经济发展的指导思想。我们经过考虑,决定从教学方法、考核方法两个维度对课程进行改革探索,以期提升教学效果,培养合格人才。
2教学方式的实践
教学方式上,不再以课本理论知识讲解为中心,而是以实践为中心,突出知识的应用。因此,我们在课堂中引入项目式教学。在各高校本科自动化、测控、仪器等相关专业中,《测控电路》均为一门核心专业主干课程。本课程教学目标是让学生获得应用电子信息技术构建测量与控制系统中的信号处理与控制电路,从而解决相应的工程问题的能力。课程具有综合性强、技术更新快、强调应用等特点,从而导致在该课程的教学过程中出现的一些内容陈旧、理论过重等问题。本文结合我校背景,从如何办好应用型大学的角度出发,探索《测控电路》这门课程在教学过程中的改进与改革,通过改进授课方法和改变考核方式两个方面,从而培养高质量应用型大学学生的实践能力。
2.1项目式教学
项目式教学(Project-BasedLearning,PBL)是一种强调实践、以学生为教学活动中心的方法。该方法首先由老师根据相关知识点或者需要学生掌握的技能,设计一个学生需要完成的项目,然后引导学生解决实际问题,在解决问题过程中,学生获得相应的知识或者技能。该方法强调动手实践、自主学习。学生为了能够完成一个项目,不仅仅需要运用已经学到的、各个学科的知识;而且还要通过自主学习获得新的知识和技能,有时候还要与其他同学组成团队,通过相互协作,才能达到目的。由于在完成项目这个过程中,学生所做出的诸如所学知识的应用、新知识的学习、各种知识的综合应用等行动具有自发性,不是第三方灌输的,这是PBL与传统教学模式的根本区别,也是传统教学模式无法比拟的。因此,PBL教学模式才使得学生们的综合素质有全方位的提升。在项目教学中,教师的角色定位很重要。不再是权威,不再是唯一标准的制定者,不再灌输知识。教师不再是主体,只是指导者,要引导学生,让学生充分发挥主体作用。
2.2项目的来源
我们的思路是,从学生学科竞赛和毕业设计中来。在日常教学中,专业课要考虑到学生的课外竞赛和毕业设计,在教学内容中要引入竞赛或者毕业设计题目中的案例。例如,我们在讲信号运算一章时,可以引入“全国智能车大赛”中车道轨迹引导线20kHz电磁信号的检测为例,将实际案例与课本知识结合起来。将竞赛或者毕业设计中的案例引入到课程中,作为项目式教学的素材,使得课堂的范围扩大,课堂不再局限于教室;使得教学的内容扩大,不再是几个书本上的经典公式,而是实际应用的电路。充实、丰富、活化了教学内容,使得学生对理论的理解更加深入和牢靠。反过来,学生又能将学到的理论知识反哺到学科竞赛和毕业设计中去,用理论知识去指导实践。两个过程相辅相成,形成良性互动。
3考核方式的实践
由于在教学内容上做出了侧重实践的改革,那么考核方式也必然做出相应的改进。(1)改变原有评分分配权重。以前的课程评价标准为:总成绩由平时成绩、实验成绩与期末闭卷考试成绩构成,其中平时成绩比重为20%,实验成绩比重为10%,期末考试成绩比重为70%。而平时成绩由学生出勤、课堂回答问题、课后作业等构成。考试内容则为书本理论知识,以计算为主。虽然由10%的实验成绩,但是由于实验课时的限制,所有实验均为验证性实验,设计性的实验为空白。在引入项目式教学后,我们改进考核方式,将实践环节分值比重大幅提高,引导学生注重实践。(2)改变单一标准的评价体系。首先,项目式教学强调的学生获得解决实践问题的能力,而不是获得正确答案。一个工程问题的解决方案一定是多种多样的,所以在评价学生成果时就不能有设置标准答案。一定是将评价指标分解为学生在项目完成过程中的全过程。例如资料的查阅,团队的合作,设计方案的合理性等等。其次,要将学生带入评价过程中,可以让学生自评、互评。在评价中,激活学生思维,激发学生的学习兴趣,充分发挥学生的主观能动性。
4结语
自2017年本教改逐步实施以来,《测控电路》课程的授课效果也逐步提高。首先,学生的学习兴趣大大提高,课堂参与度明显增强,课下实践活动均能积极主动参与。学生的综合素质提高通过毕业设计以及学科竞赛成绩得到了体现。(1)毕业设计方面。由于有了一定的实践经验,所以学生在面对毕业设计时就会有思路,有方案,能解决。其中优秀的就可以选择一些难度较大、有实用意义的课题。毕业设计的总体水平逐年提高。目前大部分的题目为真题,均要求做出实物。近两年来,我们专业指导的大约160名学生毕业设计,普遍设计成绩良好。多人毕业设计推荐优秀,参加了学校答辩,获得校级优秀毕业论文。(2)学科竞赛方面。通过项目式的课程改革,结合开放创新实验室,使得学生对竞赛有了信心,从而大大提高了参与兴趣,而且取得了不错的成绩。4年来,本课程组老师指导大学参加了全国、全省大学生电子设计竞赛、大学生光电设计竞赛、全国智能车大赛等赛事,获得各类奖项22项,其中一等奖5项、二等奖8项、三等奖9项。通过项目式教学的改革,教学改革取得了一定的效果,同时为如何办好应用型大学做出了探索与实践。
参考文献
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作者:禹玮 尹宇芳 郭兰芳 单位:成都工业学院 自动化与电气工程学院
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