冼燦嬌,宋俊慷
(廣西民族師范學(xué)院,廣西 崇左 532200)
隨著社會的發(fā)展,社會對創(chuàng)新型人才需求不斷增加,實踐教學(xué)改革很受歡迎,通信和電子信息類的人才培養(yǎng)更強調(diào)厚基礎(chǔ)、強實踐、重創(chuàng)新。數(shù)字電子技術(shù)課程是通信工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是比較重要的一個科目,同時也是一門理論與實踐密切結(jié)合的課程。而數(shù)字電子技術(shù)實驗又是數(shù)字電子技術(shù)的重要組成部分,數(shù)字電子技術(shù)實驗課程涉及各種TTL 器件、CMOS 器件和集成器件的功能驗證及應(yīng)用,實驗過程中涉及到的理論知識點比較多、比較廣,系統(tǒng)性和邏輯性比較強。數(shù)字電子技術(shù)實驗課程教學(xué)是一門主要以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,以及加強學(xué)生對知識更直觀的理解、運用和實踐能力為導(dǎo)向,從而達到培養(yǎng)學(xué)生以科學(xué)的思維方式分析問題、解決問題和提升工程實踐能力為目的的實驗教學(xué)體系。
目前,社會對科技人才需求量大,且普遍要求大學(xué)生一畢業(yè)后不需要過多培訓(xùn)便能勝任單位工作,基于這樣的大環(huán)境,國家有關(guān)部門特地出臺了相關(guān)產(chǎn)教融合指導(dǎo)意見,大力鼓勵全國各高等院校實施產(chǎn)學(xué)融合政策。在國家支持下,產(chǎn)學(xué)融合作為人才培養(yǎng)的重要抓手,人才知識體系與人才結(jié)構(gòu)要滿足產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需求。而傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)存在教學(xué)模式和教學(xué)手段單一、教學(xué)內(nèi)容落后以及考核不全面等問題,為此,如何提高實驗教學(xué)質(zhì)量、增強學(xué)生的動手實踐能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,讓實驗課堂教學(xué)更有效,教學(xué)考核更全面、更精確,是數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)工作中的一項重要任務(wù)。
現(xiàn)階段,數(shù)字電子技術(shù)實驗經(jīng)過不斷的改革,雖然有了一些改進,但還是存在一些問題。下面以我校為例。
(1)數(shù)字電子技術(shù)實驗?zāi)壳斑€是完全以線下面授的教學(xué)方式,若是遇到像疫情這種情況需要居家辦公就無法進行教學(xué)活動,給學(xué)生和教師帶來極大的不便。(2)學(xué)校的實驗設(shè)備采用的還是10 年以前的實驗臺,實驗臺比較陳舊,很多設(shè)備的電源、開關(guān)及顯示等部件都存在不同程度的損壞和接觸不良等問題。雖然這種實驗平臺操作簡單、成本低,但是實驗項目比較固定、靈活性差,不利于學(xué)生自主設(shè)計能力的提升,并且實驗平臺帶來的問題極其影響實驗課堂的質(zhì)量和效果,給學(xué)生帶來了極其不好的實驗體驗。(3)數(shù)字電子技術(shù)理論與實驗課程由不同教師授課,課程進度往往不同步,這就導(dǎo)致了實驗課上需要花比較多的時間講授理論知識,一部分學(xué)生在實驗課堂上把時間花在理解理論知識上,動手做實驗的時間比較少。在實驗中基本是以驗證性實驗為主,設(shè)計性實驗由于學(xué)生有的理論知識不同步,因此設(shè)計型的實驗也是教師給出實驗電路,學(xué)生根據(jù)給出的電路做驗證性的實驗,不利于提升學(xué)生自主運用理論知識解決實際問題的能力。(4)在課程考核方面,平時成績占30%,期末考核成績占70%。其中平時成績是從實驗報告和到課情況為評定標(biāo)準(zhǔn),考核方式簡單,缺乏全面性和合理性。
針對目前數(shù)字電子技術(shù)實驗課程存在的問題,結(jié)合通信與電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo),以本校通信工程專業(yè)為例,本文從以下幾個方面對數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)進行改革。
數(shù)電實驗設(shè)備要定時更新,如每3 ~5 年更新一次,更新的目的一是保證設(shè)備處于比較嶄新的狀態(tài),本校的設(shè)備已有10 年以上歷史,較為陳舊破爛,問題較多,有的實驗功能已經(jīng)損壞或比較容易出問題,且早已過了廠家維保期限,維護成本大,導(dǎo)致學(xué)生人均使用設(shè)備減少,一臺設(shè)備往往多個學(xué)生使用,硬件資源也就相應(yīng)減少,影響學(xué)生動手實踐的鍛煉;更新的目的二是保證實驗內(nèi)容跟當(dāng)前社會科技發(fā)展同步或偏差盡可能縮小,讓學(xué)生學(xué)到最前沿的基礎(chǔ)知識,10 多年前的設(shè)備實驗往往停留在10 年前的社會科技水準(zhǔn),與當(dāng)前科技水平比較處于落后水平,甚至已經(jīng)脫離了最新的理論書上的知識,這種條件下對學(xué)生獲取當(dāng)前最新科技知識是不利的,換句話說,10 年前的實驗知識已經(jīng)跟不上時代的需求了。
目前,數(shù)字電子技術(shù)實驗的教學(xué)方式主要還是以線下為主,并且數(shù)電的理論課和數(shù)電的實驗課教師不是同一位老師,兩邊教學(xué)有時因各種原因?qū)е虏煌剑绠?dāng)實驗課的內(nèi)容在理論課的內(nèi)容之前上課,在學(xué)生缺乏理論知識儲備情況下,一到實驗課就會非常吃力,理論沒有充分理解,手操往往也難以進行,課程整體效果較差。另外,在當(dāng)今產(chǎn)學(xué)融合的大背景下,以及社會科技更新加快,大學(xué)的課本知識往往落后當(dāng)前社會發(fā)展步伐,這導(dǎo)致學(xué)生到了畢業(yè)后很難馬上適應(yīng)社會發(fā)展。因此,在數(shù)電實驗課程中,有必要進行線上線下教學(xué)相結(jié)合的模式。
線上教學(xué)方面,教師可以通過線上發(fā)布實驗任務(wù)和實驗原理的視頻,讓學(xué)生課前自主預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容和復(fù)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)的理論知識。目前,所有的學(xué)生基本都有電腦,教師課前可以通過線上發(fā)布電路仿真教學(xué)視頻,學(xué)生可以利用自己的電腦在課前做仿真實驗,提前了解線下做實驗的理論結(jié)果,可以更有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
線下教學(xué)方面,主要通過實際的電路設(shè)計和操作,培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力和分析問題能力。
如果學(xué)校有跟企業(yè)合作,教師可以利用一兩次課帶學(xué)生到公司了解相關(guān)產(chǎn)品,結(jié)合當(dāng)前最新技術(shù)和該實驗課程進行授課,讓學(xué)生不脫離課堂知識的同時了解最新技術(shù),大大提升了學(xué)生的興趣以及認知水平。
目前,大學(xué)課堂往往以停留在教室教學(xué)為主,我校數(shù)字電子技術(shù)實驗課也不例外,通常往往只需完成教學(xué)大綱的課堂實驗課,這種課程比較基礎(chǔ),而且數(shù)據(jù)也僅僅是理論值,這樣是沒辦法直接應(yīng)用到社會工程應(yīng)用上的,因為工程上除了要考慮理論知識還要考慮實際環(huán)境、應(yīng)用效果甚至成本等多種工程因素,如果學(xué)生僅僅“停留”在課堂上完成“實驗作業(yè)”,是體會不到工程應(yīng)用上的“真本領(lǐng)”。為了能進一步提高教學(xué)“水準(zhǔn)”,加深學(xué)生的體驗感,拉近高校與科技企業(yè)的“零距離”,為此,在實驗教學(xué)內(nèi)容中,實驗主要分三個層次,第一層次是基礎(chǔ)實驗;第二層次是電路設(shè)計實驗;第三層次是電路的安裝與調(diào)試。
基礎(chǔ)實驗主要要求學(xué)生對實驗設(shè)備及儀器儀表的認識和使用,通過實驗掌握數(shù)字電子器件功能測試及驗證方法,初步培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。
電路設(shè)計實驗主要是根據(jù)要求設(shè)計出正確的電路并加以驗證,教師可以增加實際的應(yīng)用案例,讓學(xué)生自主設(shè)計電路,培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的知識解決實際問題及分析問題的能力。
電路的安裝與調(diào)試,貫穿在每個實驗中,要求學(xué)生根據(jù)電路圖進行實物搭建,培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力及分析問題的能力。
除了課堂教學(xué)外,學(xué)校若是有合作的公司,教師可以帶學(xué)生到就近的相關(guān)科技企業(yè)進行觀摩學(xué)習(xí),與電子工程師交流,提前感受企業(yè)環(huán)境,跟工程師學(xué)習(xí)如何把課堂的實驗課轉(zhuǎn)化到工程應(yīng)用中,真真切切了解大學(xué)課堂與社會課堂的“差距”,并在工程應(yīng)用中激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
科學(xué)合理的考核方式不僅能客觀公正對學(xué)生的實踐能力進行評價,還能進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,對提高學(xué)生的專業(yè)實踐能力帶來極大的好處。目前數(shù)字電子技術(shù)實驗中的學(xué)生成績考核方式比較簡單,如我校的課程成績由平時成績和卷面成績兩部分構(gòu)成,其中平時成績占30%,僅以實驗報告和到課率來評定,這難以區(qū)分學(xué)生的成績高低;而期末成績占70%,在考核中占比較高,考核方式比較單一。對于實驗課程來說,這樣的成績評定方式缺乏全面性,未能全面考核學(xué)生的課堂表現(xiàn)能力和利用科學(xué)分析解決實踐問題的能力。
為進一步完善考核方式,本文提出了以下的改進方式。課程成績還是由平時成績和卷面成績兩部分構(gòu)成,但是平時應(yīng)成績應(yīng)占課程成績的60%,除了實驗報告和到課率外,還包括課前預(yù)習(xí)情況、課中任務(wù)實驗驗收、拓展實驗驗收。而卷面成績應(yīng)占課程成績的40%,因為數(shù)字電子技術(shù)實驗課是考查學(xué)生利用科學(xué)知識解決實際問題的能力,應(yīng)重點放在平時的實驗中進行考核,而不是某一個實驗中。
平時成績的評定根據(jù)以下幾個方面的內(nèi)容進行考核。(1)到課率:現(xiàn)在的學(xué)生都有手機,教師可以在線通過距離打卡的方式進行簽到,便于快速記錄學(xué)生的到課情況;(2)課前預(yù)習(xí)情況:教師課前先發(fā)布實驗任務(wù)和實驗原理,要求學(xué)生先預(yù)習(xí)寫好實驗的原理,課前學(xué)生也可以進行仿真性實驗,教師在課中檢查學(xué)生實驗的報告現(xiàn)場對預(yù)習(xí)情況進行打分;(3)課中任務(wù)實驗驗收:教師在課堂中根據(jù)知識點難易程度布置2 ~3個實驗任務(wù),指出驗收的知識點,教師根據(jù)學(xué)生完成實驗的程度和使用的時間進行現(xiàn)場驗收打分;(4)拓展實驗驗收:教師在課內(nèi)驗收學(xué)生完成課中任務(wù)外使用所學(xué)知識做出來的實驗,教師應(yīng)給予加分驗收;(5)實驗報告的評定:根據(jù)實驗數(shù)據(jù)的正確性和實驗結(jié)論進行評分;(6)課堂表現(xiàn):根據(jù)課堂中學(xué)生回答問題、實驗中是否自己動手、是否遵守課堂紀律方面進行打分。
數(shù)電實驗課是一門實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程,為了讓學(xué)生更好地掌握這門學(xué)科,促進教學(xué)創(chuàng)新性改革,教師應(yīng)鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參與電子信息相關(guān)的科技比賽,如學(xué)院、校級、省級甚至是國家級的大學(xué)生電子設(shè)計大賽、“挑戰(zhàn)杯”競賽等。通過科技比賽,有以下有點:一是能讓學(xué)生深入思考,找出學(xué)習(xí)的不足之處,并加深對實驗課知識的深入理解;二是能擴展知識面,科技比賽對綜合水平要求較高,且涉及多門課堂知識,促使學(xué)生重新整理相關(guān)課程知識;三是通過獲得比賽榮譽,讓學(xué)生對數(shù)電課程產(chǎn)生更加濃厚的興趣。綜合而言,通過老師指導(dǎo)學(xué)生參加科技比賽,提高了學(xué)生的團隊協(xié)作能力和實踐能力,強化課堂理論知識的應(yīng)用,讓數(shù)電實驗課堂教學(xué)更高效。
通過本次實驗教學(xué)改革與實踐,大大提高了通信工程專業(yè)學(xué)生對知識的運用能力,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情得到了空前高漲,同時,也提高了學(xué)生的動手實踐能力。具體體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)課前通過網(wǎng)上平臺發(fā)布實驗任務(wù)及實驗原理,學(xué)生課前先預(yù)習(xí)實驗過程中所用到的理論知識,課堂上老師講實驗原理,學(xué)生就比較容易理解。(2)由于課外電路驗證有加分,所以有部分學(xué)生課前不僅預(yù)習(xí)教師發(fā)布的任務(wù),他們還會準(zhǔn)備一個額外的相關(guān)電路到課中驗證,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。(3)在實踐環(huán)節(jié),每個學(xué)生都能自己動手做實驗。課堂實踐任務(wù)一般都是3 個,大部分學(xué)生能完成2 個任務(wù),有一小部分學(xué)生每次都能完成課堂的所有任務(wù)。(4)在課堂中,學(xué)生也能很積極地參與師生間的知識互動和交流。(5)越來越多的學(xué)生關(guān)注學(xué)科相關(guān)的比賽,學(xué)生通過歷年賽題對相關(guān)知識點進行鞏固學(xué)習(xí)、實踐驗證和拓展應(yīng)用。
通過對本校數(shù)字電子技術(shù)實驗存在的一些問題,從教學(xué)設(shè)備、教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容和成績評定方式等方面提出了一些針對性的改革措施和實踐方法。通過本次的教學(xué)改革,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、自主創(chuàng)新和實踐的能力有了很大的提高。通過數(shù)字電子技術(shù)實驗課程的學(xué)習(xí),學(xué)生對數(shù)字電子技術(shù)理論知識的理解和掌握更為深入,對知識的應(yīng)用更為深刻,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。然而,在數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)方面,還有很多方面需要改進,比如開放實驗室,給學(xué)生更多的實驗空間等。實驗課程教學(xué)改革是需要長期探索的一項工程,如何培養(yǎng)出跟上時代發(fā)展的人才,需要每一位老師不斷探索和實踐,為培養(yǎng)新時代人才做出一份貢獻。