孫晶　楊輝媛

摘 要：電子電工技術(shù)課程是理工科非電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程在學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮了重要作用。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在各種弊端，如教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)手段單一、教學(xué)模式單調(diào)等。基于實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種新的開放式教學(xué)模式，通過電子電工技術(shù)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣增大，創(chuàng)新精神及實(shí)踐動手能力都有所提升，可有效補(bǔ)充傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。

關(guān)鍵詞：開放基金項(xiàng)目 電子電工技術(shù)實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

電工電子技術(shù)是理工科非電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的開展與理論課相輔相成，有利于把理論知識具體化，加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力和科研創(chuàng)新精神。因此，不斷豐富電子電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、加強(qiáng)開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)，既有利于學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也可進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1-3]。

一、傳統(tǒng)電子電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.傳統(tǒng)的電子電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊。目前高校中開設(shè)的電子電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱修訂后一般均會沿用很多年，不能夠及時更新，而電子學(xué)的發(fā)展日新月異，這就使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)與電子學(xué)前沿發(fā)展脫節(jié)。而且高校實(shí)驗(yàn)課程中一般驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例較高，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過少，內(nèi)容缺乏科學(xué)性和針對性，無法做到因材施教，這既不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，也無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)淪為一個過場，無法達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

2.傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法手段單一。目前，理論課教學(xué)改革成果層出不窮，微課、慕課等各種信息化教學(xué)手段相繼在理論教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。反觀實(shí)驗(yàn)教學(xué)在這方面相對滯后，大多還是以教師為主體，采用灌輸式、演示式教學(xué)方法，新的教學(xué)前沿手段沒有得到應(yīng)用，學(xué)生上課缺乏學(xué)習(xí)熱情，很多學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課純?yōu)閼?yīng)付，背離了實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)初衷。

3.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單調(diào)。傳統(tǒng)的電子電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大多為課上教師講解、演示，學(xué)生有樣學(xué)樣，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，課后處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，課程考核方式多為對學(xué)生基本操作能力的考察。教學(xué)模式以教材為中心、以課堂為中心、以教師為中心，教學(xué)過程流水化，教學(xué)模式單調(diào)，學(xué)生被動接受，對所學(xué)知識的掌握流于表面。

二、基于實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)及實(shí)施

1.基于實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目通過開放專業(yè)實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備的共享使用提高了實(shí)驗(yàn)室資源的利用率，同時也擴(kuò)大了各學(xué)科的交流，大多面向教師及科研工作者，目前也已有部分高校開設(shè)了面向本科生的實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目[4，5]?；趯?shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，能夠補(bǔ)充傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的不足，吉首大學(xué)實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理中心每年均會有專項(xiàng)資金支持面向一線教師及本科生的實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目，對大學(xué)生創(chuàng)新性研究項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)科競賽等均起到了支持作用，取得了良好的教學(xué)效果。本項(xiàng)目既是在吉首大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的支持下開展的。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生根據(jù)給定實(shí)驗(yàn)參數(shù)要求，利用所學(xué)相關(guān)課程知識，獨(dú)立查找資料，設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)路線、方法步驟并加以檢驗(yàn)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)。相對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來說，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的科研創(chuàng)新精神、信息檢索處理能力以及實(shí)踐動手能力有更高的要求，同時，一般設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生分組合作，也培養(yǎng)了學(xué)生的分工協(xié)作、合作交流的能力。

相對于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，基于實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在多個方面表現(xiàn)的更具有開放教學(xué)的特點(diǎn)。如學(xué)生可根據(jù)自身專業(yè)背景和學(xué)習(xí)興趣，自主選擇參加的開放基金項(xiàng)目；學(xué)生可根據(jù)自身時間安排，選擇開放時間段的任一時間參與；指導(dǎo)教師確定實(shí)驗(yàn)題目后，學(xué)生可自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟等；實(shí)驗(yàn)分組后，學(xué)生自行商量分配任務(wù)；實(shí)驗(yàn)考核方式不再僅限于考核學(xué)生的操作能力，而是綜合考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)各個階段的表現(xiàn)。這些極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時對于學(xué)生綜合素質(zhì)的訓(xùn)練提升也有極大的益處。

2.基于實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程

為保障實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的順利實(shí)施，吉首大學(xué)制定了《吉首大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放基金管理辦法》，每年面向全校教師、學(xué)生開放申請，獲批的項(xiàng)目除了能夠使用實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理中心統(tǒng)一管理的實(shí)驗(yàn)儀器外，還有一定的經(jīng)費(fèi)支持，用于實(shí)驗(yàn)材料購置、成果轉(zhuǎn)化等。實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目實(shí)施時間一般為一年，中間會不定期進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)展情況檢查，以確保項(xiàng)目順利開展。實(shí)驗(yàn)室開放時間均會在網(wǎng)上公布，實(shí)驗(yàn)儀器使用管理采用信息網(wǎng)絡(luò)平臺管理。項(xiàng)目結(jié)束后，學(xué)校按照實(shí)驗(yàn)開展情況進(jìn)行驗(yàn)收。

電子電工技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選取了具有一定實(shí)用意義，同時學(xué)生也比較感興趣的報(bào)警電路設(shè)計(jì)作為實(shí)驗(yàn)主題，主要面向材料科學(xué)與工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、電子信息科學(xué)與技術(shù)以及物理學(xué)等理工科專業(yè)學(xué)生開設(shè)，開放時間為學(xué)期末實(shí)踐周。項(xiàng)目實(shí)施信息在網(wǎng)上進(jìn)行公示，學(xué)生自由報(bào)名，報(bào)名結(jié)束后，指導(dǎo)老師先統(tǒng)一組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室儀器操作、安全衛(wèi)生等方面的知識培訓(xùn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)任務(wù)發(fā)布和實(shí)驗(yàn)分組。隨后，各小組收集資料，處理信息，根據(jù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)要求自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路及實(shí)驗(yàn)步驟，期間指導(dǎo)老師可采用線上交流的方式為學(xué)生答疑解惑，并準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需電子元器件。完成電路設(shè)計(jì)后，學(xué)生可任選一實(shí)驗(yàn)室開放時間，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路的連接檢驗(yàn)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。整個過程中，教師主要起引導(dǎo)作用，大部分工作需要學(xué)生自己完成，改變了“照貓畫虎”式的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，改被動為主動，給了學(xué)生自由發(fā)揮的空間，極大的調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、基于實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)踐成效

經(jīng)過近一年的實(shí)踐后，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通過報(bào)警電路的設(shè)計(jì)調(diào)試，學(xué)生基本了解了電子電路的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)流程，掌握了一些常用電子儀器的操作方法，能夠把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，加深了對理論知識的認(rèn)識，同時，在設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生的文獻(xiàn)檢索及信息處理能力也有所提高，此外，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的興趣明顯增大，實(shí)踐動手能力和綜合應(yīng)用能力也有所提升。參加開放基金項(xiàng)目的學(xué)生中有6人申報(bào)了大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目，5人參加大學(xué)物理競賽，3人參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，申報(bào)實(shí)用新型專利一項(xiàng)，撰寫論文一篇。

此外，在項(xiàng)目實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)，由于實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目靈活性比較大，能根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施情況對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，如根據(jù)學(xué)生興趣細(xì)化報(bào)警電路使用場合，進(jìn)行不同參數(shù)的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行前期培訓(xùn)及任務(wù)布置時，可以把儀器操作方法、安全衛(wèi)生注意事項(xiàng)講解等錄制成微課視頻，上傳到網(wǎng)絡(luò)，方便學(xué)生隨時查看。為滿足不同專業(yè)學(xué)生的時間安排，組建了線上學(xué)習(xí)小組，學(xué)生可以在里面相互討論交流，指導(dǎo)老師也可在線為學(xué)生答疑解惑?；趯?shí)驗(yàn)室開放基金的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核內(nèi)容更加多元化，學(xué)生的協(xié)作交流能力、創(chuàng)新精神、文獻(xiàn)檢索和信息處理能力、實(shí)踐動手能力等都成為考核內(nèi)容。這些都可以為常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供借鑒。

四、總結(jié)與展望

基于實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的電子電工技術(shù)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)采用了開放式教學(xué)模式，是在學(xué)生掌握一定實(shí)驗(yàn)技能和專業(yè)理論知識的基礎(chǔ)上，由指導(dǎo)教師給出實(shí)驗(yàn)主題，學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，通過小組協(xié)作，完成整個設(shè)計(jì)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，提升綜合素質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)開展過程中，以學(xué)生為中心，教師起到引導(dǎo)作用，啟發(fā)式、互動式教學(xué)方法，信息化教學(xué)手段都得到良好的應(yīng)用，通過實(shí)施發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣增大，創(chuàng)新精神以及實(shí)踐動手能力等都得到訓(xùn)練，這使得基于實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能成為常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充。

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基金項(xiàng)目：吉首大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（JDLF2017019，家用報(bào)警電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）；吉首大學(xué)獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）課程建設(shè)項(xiàng)目（JDDL2017004，電子電工技術(shù)）；2017年度國家民委教改項(xiàng)目（17135，民族地區(qū)地方高校新工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐——以吉首大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)為例）

作者簡介：

一作：孫晶（1982.3）女，漢族，山東省濟(jì)寧人，吉首大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院副教授、博士，研究方向：光電子信息。

二作：楊輝媛（1976.9）女，湖南省人，吉首大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院高級實(shí)驗(yàn)師，研究方向：電子線路。