胡山+陳志亮+韓瑜

摘要：針對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的不足，在自動化專業(yè)課程教學(xué)過程中實(shí)施了啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。闡述了課程分析、課程設(shè)計(jì)及課程實(shí)施過程，通過實(shí)施結(jié)果分析得知，學(xué)生既鞏固了理論知識，又鍛煉了發(fā)現(xiàn)問題和動手探究的能力，更適應(yīng)當(dāng)前就業(yè)趨勢。

關(guān)鍵詞：啟發(fā)式教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；自動化專業(yè)

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）14-0252-02

合理安排、內(nèi)容新穎的專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生掌握專業(yè)知識的興趣，也是銜接理論課堂和實(shí)踐課堂之間的關(guān)鍵橋梁。隨著國家專業(yè)技能人才需求提高，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展迅速，但也存在教學(xué)觀念滯后、教學(xué)方法單一、課程設(shè)置不合理等問題[1]。

在研究分析自動化類實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展趨勢以及專業(yè)知識、能力、素質(zhì)要求的基礎(chǔ)上，對啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)在自動化專業(yè)課程中的應(yīng)用進(jìn)行研究，采用融合性的啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過提出問題，激勵(lì)學(xué)生動手實(shí)踐。既能鞏固理論知識，也有利于畢業(yè)后與社會的對接，推動“創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)”教學(xué)改革[2]。

一、啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)在專業(yè)課程中的應(yīng)用

啟發(fā)式教學(xué)指教師根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性的教學(xué)指導(dǎo)思想[3]。

（一）課程分析

自動化專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程包括自動控制、過程控制、運(yùn)動控制、計(jì)算機(jī)控制等。專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，形式多樣，穿插在理論課教學(xué)過程中。分為演示性、驗(yàn)證性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。由于控制領(lǐng)域較廣，方法多樣，對象模型復(fù)雜，現(xiàn)場干擾多變，理論與實(shí)踐的真正鏈接存在較大難度。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)對象為大二到大四的本科生。學(xué)生具備一定專業(yè)基礎(chǔ)知識，接受新事物的能力較強(qiáng)，但動手能力不強(qiáng)。約兩成通過專業(yè)社團(tuán)或者自主學(xué)習(xí)已經(jīng)具備一定的專業(yè)操作和設(shè)計(jì)能力。約三到四成擔(dān)任班委或者在社團(tuán)任職，具備良好的溝通和管理能力。這為實(shí)驗(yàn)過程分組分工奠定了基礎(chǔ)。

（二）實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)

1.教學(xué)大綱設(shè)計(jì)。遵循上下承接、由易到難的原則，將每門實(shí)驗(yàn)課程分為必修和選修兩個(gè)部分。涉及設(shè)備使用、原理驗(yàn)證的部分設(shè)為必修，以演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)形式實(shí)現(xiàn)；涉及課程或?qū)I(yè)綜合開發(fā)設(shè)計(jì)的部分設(shè)為選修，以綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)形式實(shí)現(xiàn)。鼓勵(lì)自主探究，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不少于總實(shí)驗(yàn)數(shù)的30%。把數(shù)個(gè)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)變換成微型課程設(shè)計(jì)，從一門課程的“微系統(tǒng)”出發(fā)，通過集中實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生能夠系統(tǒng)性理解掌握[4]。

2.實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)如圖1所示。其中理論知識引入部分一般由教師作為主導(dǎo)，其他幾個(gè)部分均以學(xué)生為主導(dǎo)，采用分組形式完成實(shí)驗(yàn)。

（三）課程實(shí)施過程

1.理論知識引入。此過程是銜接實(shí)驗(yàn)和理論知識的重要環(huán)節(jié)。以教師為主體，根據(jù)理論課內(nèi)容進(jìn)行講授式+啟發(fā)式教學(xué)，約占5—10分鐘：（1）溫習(xí)理論知識，包括重要公式、算法、控制方法；（2）引入實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)或應(yīng)用場景，將理論知識鏈接到實(shí)際。

在這個(gè)過程中，教師需要通過以下問題啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考：（1）理論知識是否正確？如何驗(yàn)證？（2）理論知識在實(shí)際中如何應(yīng)用？是否可行？（3）如果這樣做，結(jié)果會怎么樣？學(xué)生開動腦筋，自信心和積極性都得到提高。教師在一問一答中確定基本實(shí)驗(yàn)方法。

2.分組實(shí)驗(yàn)。采用案例式+啟發(fā)式教學(xué)，以學(xué)生為主體，教師起引導(dǎo)作用，約占70—80分鐘。以典型的、應(yīng)用廣泛的案例為準(zhǔn)，設(shè)定基礎(chǔ)目標(biāo)，通過設(shè)置問題或故障，引導(dǎo)學(xué)生動手實(shí)踐：（1）實(shí)驗(yàn)分組，保證每組動手能力均衡、具備管理和溝通能力較強(qiáng)的組長；（2）教師演示，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)安全規(guī)范操作；（3）提出目標(biāo)，學(xué)生分組輪流動手實(shí)驗(yàn)；（4）鼓勵(lì)學(xué)生自主探索新方案。

3.分組評價(jià)。由教師進(jìn)行分組評分及個(gè)人初步評分，約占5—10分鐘。分組評分由實(shí)驗(yàn)效果、分工合作情況、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果決定。個(gè)人分?jǐn)?shù)由實(shí)驗(yàn)過程、老師提問、分工合作能力及自主探究能力決定。

4.深入擴(kuò)展。教師開放實(shí)驗(yàn)室，對于想進(jìn)一步深入實(shí)踐的學(xué)生，采用討論式+啟發(fā)式教學(xué)，共同深入探討[5]。此外，有較強(qiáng)能力和意愿的學(xué)生可逐漸與教師課題、項(xiàng)目對接，與就業(yè)需求對接。

二、啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)總結(jié)

以自動化類專業(yè)核心課程《過程控制與自動化儀表》、《單片機(jī)技術(shù)》為主，在試點(diǎn)班實(shí)施一個(gè)學(xué)期，分析教學(xué)效果。

（一）現(xiàn)場效果

經(jīng)過理論知識與實(shí)際應(yīng)用的鏈接，學(xué)生能克服對動手實(shí)驗(yàn)的恐懼感，和理論學(xué)習(xí)的疑惑感。實(shí)驗(yàn)設(shè)置由易到難、模塊化，階段性成果使學(xué)生的自信心增加。出勤率和準(zhǔn)時(shí)性有了較大提高，課后與老師探討人數(shù)有所增加。學(xué)生找到樂趣，注意力更加集中，實(shí)驗(yàn)效果提高。分工合作能力和團(tuán)隊(duì)意識得到鍛煉，實(shí)際上，分工合作好的分組的確在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)比較優(yōu)秀，數(shù)據(jù)正確性也較高。

（二）數(shù)據(jù)及報(bào)告效果

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告“千篇一律”的現(xiàn)象有所改善。實(shí)際數(shù)據(jù)更有特點(diǎn)，能較好地反映真實(shí)掌握情況。

綜上所述，通過啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生既鞏固了理論知識，又鍛煉發(fā)現(xiàn)問題和動手探究的能力。有助于更好更快地達(dá)到自動化專業(yè)教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)也更適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)及就業(yè)趨勢。

（三）進(jìn)一步研究內(nèi)容

課題還存在以下可以改進(jìn)的地方：（1）提升課前預(yù)習(xí)部分內(nèi)容比重，提前發(fā)現(xiàn)問題，課堂上統(tǒng)一解答；（2）研究更全面的課程評價(jià)體系，在理論考核中加入實(shí)驗(yàn)部分。

參考文獻(xiàn)：

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[5]宋國利，蓋功琪，蘇冬妹.開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2010，29（2）：91-132.

Abstract：In view of the shortcomings of traditional experimental teaching methods，inspired experiment education was operated in courses of automation specialty. In this paper，curriculum analysis，curriculum design and curriculum implementation are proposed. The analysis of experiment results reveals that students not only reinforces the theoretical knowledge，but also exercise the ability to discover problems and hands-on ability，and more suitable for the current employment trends

Key words：inspired education；experiment education；automation specialty