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第11章 教改论坛(10)

加强与理论课教师的沟通。一方面鼓励实验课教师上相关的理论课,现在我们已有很多实验课的老师在同时担当理论课的教学工作,如《电路分析基础》、《模拟电路基础》、《数字逻辑电路设计与应用》、《射频电子线路》等课程;另一方面请优秀的理论课教师与实验课教师座谈、沟通,听取他们对实验内容的建议和对实验教材的修改意见。使实践教学和理论教学能够相辅相成、协调一致,使学生的知识、能力和素质都得到全面的提高。

走教学和科研相结合的道路,要求实验课教师必须加入到科研队伍中去。教师有了科研的经验和背景,不但提升了自身的学术水平,对实验课教学也将是很好的促进,会使实验教学更生动、更有吸引力。同时又可将科研的成果引入到实验教学中,使学生了解科技发展的最新动态并参与部分科研活动,达到实验教学和科研的相互促进,有利于学生科研意识和创新意识的培养。

四、结束语

总之,高校的实验教学改革是一项繁重而长远的工作,它要求我们每一位实验教学工作者都行动起来,为培养高素质、有创新能力的复合型人才而努力。

“创新综合设计性”实验建设初探

饶渐升傅志中

【摘要】本文阐述了“创新综合设计性”实验的重要性及其特点;提出了建设“创新综合设计性”实验的几点建议;并总结了近年来笔者在这方面进行探索的初步成果与体会。

【关键词】创新综合设计性实验全面性综合能力

一、“创新综合设计性”实验建设的重要性

教育部拟订的《关于直属高等工科学校修订本科教学计划的规定(草案)》中指出高等工科院校的人才培养目标是:培养德、智、体全面发展的高级工程技术人才,学生要获得工程师的基本训练,掌握本专业所需要的比较宽厚的基础理论知识,掌握运算、实验、制图等基本技能和必要的工艺操作技能,受到工程实际和科学研究方法的初步训练,具有一定的专业技术知识和组织管理生产的知识,对本专业范围内科学技术的新发展有一般的了解,具有解决一般工程实际问题的初步能力,掌握一种外语,能够阅读本专业书刊。

为了实现以上培养目标,大学课程的设置应当注重理论与实践相统一,把知识的学习与应用结合起来,故实践环节必须加强。

目前在我国高校中,实验作为一个重要的实践环节,多数时候还是从属于理论学习的,学时和内容都显得较单薄,这使得实验教学受到了很大的限制,不利于培养学生的实践动手能力和创造能力。高校的实验教学应当以培养学生实践动手能力为目的,通过实验环节培养学生独立地提出问题、分析问题、解决问题的能力,锻炼学生综合运用所学的知识来解决实际的问题。所以,实验应当由传统的“演示性”实验和“验证性”实验转向“创新综合设计性”实验。

二、“创新综合设计性”实验的特点

所谓“创新综合设计性”实验,指的是:实验不仅局限在最新技术的应用和学习,它还可以是实验方案、实验内容以及实验形式的创新,旨在培养学生的创新设计和综合运用所学知识的能力。在“创新综合设计性”实验中,学生需要根据已经确定的理论来概括同类现象或解决实际问题,带有一定的创造性。通过学生自己动手设计具体的实验方案,安排实验步骤,选用实验设备,在实验的过程中查阅新技术、新知识,可以培养学生初步的科学研究能力。

“创新综合设计性”实验具有内容的全面性、能力的综合性、学习的主动性、指导的针对性、时间的集中性和形式的多样性等特点。

三、国内外实验教学对比

从国内外高校的课程设置看,实验教学课和实践课在理工科院校中占的比例越来越大,有的竟高达30%左右。在著名的剑桥大学和牛津大学,教师一般需要担任2门课程的主讲(本科生课20学时)和1门实验课的主管,一、二年级主要是基础课,课程很少,几乎每门课程都配套有实验课,通常上午上课,下午做实验。二年级学生有3个实验,一般要在教学实验室提供的公共平台上用一个月左右时间完成,最终提交实验报告。实验通常是设计性的,而不是验证性的。三年级开始学生要做设计性的项目,每个小项目大约做3个月。四年级时主要为选修课或专业课,学生要用60%的时间学习,另外40%的时间则主要是做研究项目。正是由于他们课程设置中非常注重实践和教学环节,所以剑桥大学的卡文迪什实验室先后培养了26位诺贝尔奖获得者。

相比之下,我们目前的实验教学显得学时较少、实验方式单一、内容更新较慢。我们学院的通信工程专业近几年在教学计划上进行了很多调整,新建了设备先进的实验教学基地,加强了实验教学的改革创新,增加了综合实验设计等内容。但是实验学时仍然显得较少,几乎不到总学时的20%,而且时间也不集中。同时,绝大多数实验内容局限于是理论教学相关知识点的演示和验证。另外,在实验项目建设,尤其是小项目建设上的投入显得相对薄弱。实验教学和建设的师资力量从数量和力量上都显得有些不足。因此,我们迫切需要对现行的实验教学进行深入的改革和建设,加快建设“创新综合设计性”实验以解决以上存在的问题。

四、建设“创新综合设计性”实验的建议

基于“创新综合设计性”实验的特点,再针对我校各专业具有专业性和应用性较强的特点,笔者认为可以从以下各个方面考虑开展“创新综合设计性”实验的建设:

首先,在内容上,要注重知识的全面性。“创新综合设计性”实验不仅仅是在已学知识的基础上的综合性设计,它可以从学生已经具有的理论基础上进行延伸,甚至将几门课程所涉及到的知识串起来,再结合当前发展中的最新技术来加以综合应用。“创新综合设计性”实验既可以是软件的开发,也可以是硬件的实现,还可以是软、硬件的综合应用设计。以我们学院2003年毕业综合设计的改革来看,我们在试点班级中开展了8个专题设计,笔者负责了其中的两个专题:“信源编码”和“信息传输设计”。在整个设计过程中,首先需要学生消化、理解相关的原理,这些原理中某些概念对于学生来讲,可能在课堂上并没有接触过。例如我们在“信源编码——Huffman编码”专题设计中,就涉及到了《随机信号分析》、《通信原理》、《多媒体通信》、《数据结构》和《软件技术基础》等几门课程的相关知识。从两年的综合设计效果来看,学生反映收获较大,学到了很多新的知识,能力得到了充分的锻炼,甚至有的同学告诉我,通过该设计项目的锻炼,使得他们顺利地通过了用人单位的考核,找到了一份满意的工作。目前,该项目已经开设为面向全校学生的跨专业选修创新综合实验设计。

其次,在设计时间上,可以通过专题设计的形式将时间集中起来,弥补由于课时压缩带来的理论教学中的不足。例如,对学生的实践动手能力的锻炼可以考虑从三年级的专业课程学习阶段开始,每学期至少集中两周进行综合性的专题设计实验,而不是集中到大四下学期的毕业设计中或者是分散在一个学期内。这样有助于培养学生连贯的科研思维能力以及工作作风。

第三,在理论基础课程教学中,应当加强培养学生的阅读能力和自学能力,注重综合能力的锻炼与提高。

由于不同专业的学生所学的专业基础知识是不同的,所以在开展“创新综合设计性”实验教学时,尽管指导教师可以对不同情况的学生有针对性地进行辅导,但是更多的是需要学生查阅最新的技术动态,进行大量的阅读学习,对设计项目进行理论分析,比较、选择合适的实验方案,对结果进行总结。但是从近几年笔者在毕业设计中所接触的毕业班学生来看,存在一个比较普遍的问题,就是学生的阅读能力、自学能力和综合实践能力比较差。很多学生到大学快毕业了,还不会充分利用学校图书馆的资源查阅自己所需要的资料,有个别同学甚至从来没有去过图书馆,使学校的资源造成了极大的浪费。究其原因,我认为主要是因为在平常的理论教学和实践教学中,过多强调的是理论的学习和理论的验证,尽管这对于培养学生严谨、严密的科学态度以及理论联系实际的科学作风有一定的积极作用,但是学生的自主开发和创造能力的培养被忽视了。因此到了大四进行毕业设计的时候,多数同学却不知道如何查阅资料,如何制定设计方案,如何对设计结构进行调试和验证,如何分析设计结果。

因此在理论基础课程教学中,应当加强培养学生的阅读能力和自学能力。以牛津大学为例,学生的课内学时很少,一年分为三学期,每学期8周,每天2~3小时课,但学生课外要读很多东西,考试一年一次,考的东西不只是课堂上讲的,这样使学生有更多的自由发展余地。因此,我们在进行“创新综合设计性”实验时,就需要注重对学生的自学能力和读书兴趣的培养。

第四,高年级学生通过各种形式从事“创新综合设计性”实验,参与新实验项目的开发与建设,既可以锻炼学生理论与实践相结合的能力,又可以弥补由于实验项目建设中小项目建设经费的相对不足。另外,“创新综合设计性”实验对指导教师的知识面和工程实践能力也提出了更高的要求,教师需要更多地参与到实验开发与建设中去,这样有利于教学和实验的有机结合。

五、建设“创新综合设计性”实验的初步成果与体会

我们从2003年开始在毕业设计中引入创新综合性设计,目前已经顺利地在2002级开设面向全校的跨专业创新选修实验。经过两年多来的探索,取得了初步的成效,具体体现在以下几个方面:

首先,将最新的技术与课堂理论知识结合起来开展“创新综合设计性”实验,扩大了学生的知识面,多方面地锻炼了学生的综合能力。

其次,在“创新综合设计性”实验中,学生的主动探索、多方思维得到了极大的强化,调动了学生学习的积极性、主动性,激发了他们学习新知识的兴趣。

第三,时间上的相对集中,加深了学生对实验的理解和体会,有充足的精力对实验结果进行深入的分析和改进,学生对相关理论及其应用的理解更加深入。

第四,在先修课程的基础上开展“创新综合设计性”实验,既巩固了学生对相关知识的应用和理解,又增强了学生对后续课程学习的兴趣,为后续课程的学习打下了很好的基础。

第五,在“创新综合设计性”实验的基础上,我院学生在各类电子设计大赛中取得了越来越好的成绩。

我们开展的“创新综合设计性”实验还处于探索阶段,比起传统的实验教学模式有着它自身的优点,但是在实践过程中,还有以下问题亟待改进:一是在实验内容的结构把握上,需要紧密结合当前的最新技术和标准规范,这就需要指导教师不断跟踪本专业最新的发展动态;二是师资力量仍然需要培养和提高,“创新综合设计性”实验对教师的要求高于普通的传统实验,因此要求教师对专业知识的综合应用能力要强;三是学生还应当加强实验的准备工作,进一步提高阅读和理解、消化专业知识的能力,以及软、硬件应用能力;四是当面向不同专业开展“创新综合设计性”实验时,教师需要针对不同专业、不同基础的学生开展不同的指导教学,即要因材施教。我们相信随着“创新综合设计性”实验改革的推进,教师和学生都能够得到不断的提高。

专业课程开放式教学实验

林新中

【摘要】培养21世纪的理工科学生,应该跟踪现代工程应用实践,将理论知识传授与学生自主实践相结合、教学实践与组织学生参加科学研究相结合,开设开放式的自主性实验,通过实验,诱导学生的创新萌动与欲望,激发学生的创新意识,从而使学生从逐渐参与创新发展为勇于创新,培养学生的进取精神和自学能力。本文根据笔者长期的工作实践,浅谈一些专业课程开放式教学实验的设想。

【关键词】开放实验室开放式教学实验频谱分析数字滤波器

高等教育的国际化势必形成争夺优秀生源和优秀师资力量的局面,因此,培养优秀的现代化人才是国内高校的首要任务,这就要求国内高校进一步地提高教学质量和办学效益,不断地适应经济建设和社会发展的需求。为此,可以借鉴国外一流大学的办学经验、相关课程的内容、教学计划和方式以及学科和科研发展的动向。我校的电子工程专业是我校优势学科的强势专业之一,为了培养出高素质的国际化人才,本文以电子工程专业的骨干课程——《离散时间信号处理》为例说明进行开放式教学实验的一些设想。

21世纪实验教学的首要任务是培养学生的创新及进取精神和自学能力。因此,有必要为学生提供一些全天候的开放式实验室。根据各专业教学特点,实验室开设一些具有专业系列的自主性的专业课程实验,为学生提供自主学习和创新实践的时间、空间,逐步克服对老师的依赖心理,养成发现问题、解决问题的习惯。通过自主实验,让学生先具有成就感,继而诱导学生的创新萌动与欲望,激发学生的创新意识,从而使学生从逐渐参与创新发展为勇于创新,培养学生的进取精神和自学能力。

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