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中图分类号:G710 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)14-0279-02
一、引言
毕业设计是高职院校电子类专业教学中的非常重要的环节,也是一次完整的综合实践训练的过程。通过毕业设计,既能提高学生综合运用所学的专业知识解决一般应用问题的能力,也能提高学生的创新思维意识、提升综合能力素质与电子类工程实践应用能力,对学生即将步入社会进入电子企业工作有非常大的帮助。目前,高职电子类毕业设计教学现状究竟如何,值得探讨。
二、毕业设计现状调查
毕业设计现状调查主要从时间安排、重视程度、毕业设计过程和毕业设计的感受4个维度设计问卷调查。
1.时间安排。宁波地区电子类高职院校毕业设计所安排的时间基本为大三一学年或大三下学期。
2.重视程度。对于毕业设计哪个方面最重视,学生有27%选论文格式,31%选结构设计,35%选内容,17%选创新点。而教师有33%选论文格式,37%选结构设计,18%选内容,12%选创新点。结果显示,学生更愿关注论文内容和结构,而教师更重视论文结构和格式。
3.毕业设计过程。从选题来看,学生自主选题为主占35%,教师分配题目21%,历届毕业生的题目32%,企业题目12%。从这一数据可以看出学生的毕业设计很少与企业的顶岗实习结合起来,学生的选题具有网络题目重复性较高,不具有研究的前沿性和创新性,并为学生参考和抄袭网络及往届毕业设计提供了方便。从内容来看,全篇拷贝的有5%,几篇拼凑而成的21%,消化过后再整理的42%,稍微参考过一点,大部分学生自己写的30%,完全学生写的2%。从这一数据可看出,大部分学生依赖于网络,将网上下载的论文整理而成。还有其参考文献和论文内容根本不相呼应,在答辩时更是表现出对论文并未真正理解的。对于毕业设计有无作品要求。每个学校的要求不同,12%的学生完成了实物作品,34%的学生有模拟仿真,而54%的学生只完成了毕业论文。以上数据可看出,教师或者专业并无实物制作要求,学生基本不会主动去完成实物制作的,只有很少学生学得好,动手能力强的才会去做实物,一般学生能去电路仿真就已经不错了。
4.毕业设计的感受。对于学生在毕业设计中最缺乏的是什么,12%学生认为是查找资料,35%的学生认为是设计方案,13%的学生认为是实物制作,40%的学生认为是理解和答辩的能力。而教师的调查则是15%认为是学生缺乏查找资料的能力,30%认为是设计方案,24%认为是实物制作,31%认为是理解和答辩的能力。这说明学生的能力都需要加强,尤其是设计方案、实物制作及答辩能力,这需要教师平时上课时加强。毕业设计对顶岗实习起到的作用甚少,而根本无法达到毕业设计的初衷,所以不管是教师和学生都很想改变目前毕业设计的现状。
三、毕业设计现状不理想的主要问题及原因分析
从调查来看,学生的毕业设计现状不容乐观,主要体现在论文选题相似度较高,研究内容重复性较多,更存在抄袭现象严重,重视度不高等问题。为此,对现状的主要原因进行了调查、分析,并提出相应的对策。造成电子专业毕业设计现状不理想的主要原因是:
1.时间安排不合理。毕业设计时间可因学生而异做相应的调整,不能一刀切。如果学生认为毕业设计难,在企业不能完成或没时间完成的,可将毕业设计时间和顶岗实习时间分开,毕业设计可安排在顶岗实习前,安排在大三上学期,时间为一个月,只要学生专心完成毕业设计,一个月的时间足矣。如果学生已经找好顶岗实习单位的,就可以将毕业设计与顶岗实习结合起来,既完成企业的项目也完成了毕业设计。
2.指导老师要求不高。学校或系里相关的文件规定,必须要有实物制作,论文字数,并且重复率控制在20%以下,论文格式正确,结构合理,设计方案正确,条理清晰等要求。指导教师严格按照文件规定执行,指导教师和学生都会重视毕业设计,学生在教师的监督下一定也会认真完成毕业设计。
3.写作水平有限,学生认为不会写毕业设计。教师在课程设计中最好能让学生有机会练习写设计报告或小论文。
4.对专业不感兴趣。教师在教专业课时应尽量激发学生的专业兴趣,如实在提不起个别学生的兴趣,则对于这一类学生,要求可适当降低,但是不能低于系里的底线,可挑平时课程设计里的项目或难度低的项目给这一批学生做。
四、高职院校电子专业毕业设计指导模式
为了能让高职电子专业学生能高质量地完成毕业设计,也为了指导教师能更好地指导好学生,并为提高高职电子专业毕业论文(设计)教学工作的规范化水平,使毕业设计真正达到巩固和拓展所学的基本理论和专业知识,培养学生综合应用、分析和解决实际问题的能力,培养学生的创新意识和创新能力,培养学生科学严谨的作风,以及团队合作能力、报告制作能力和语言表达能力,课题组研究了电子专业毕业设计的指导模式。本文按照毕业设计的步骤研究电子专业毕业设计的“选题—开题—中期检查—报告和作品评审—答辩—评分及归档”六个步骤的指导模式。
1.选题:选题必须要有专业性,但并不一定是电子研发类题目。可根据教师在研课题选取子课题或者历届竞赛题目或者教师分配题目,学生自主选题的话也需要教师通过后方可开题。避免了大多数同学抄袭,而让大部分同学的毕业设计与顶岗实习岗位相结合。
2.开题:学生选题通过后,开题需完成开题报告,开题报告包括课题简介、选题依据(来源)及意义、课题的实施方案、论文(设计)工作进程及参考文献五部分内容,每一部分内容都有注释,比如课题的实施方案,包括两部分的内容要写,第一部分是设计,要完整描述实现方案,包括完成角度、采用方法、基本步骤等;最终设计方案,达到目的;要有一份设计说明书。第二部分是论文,先搜集资料,做好调研准备,然后调研基本情况,汇总、统计、提取、比较调研结果,最后再进行论证等;准确说明所要使用的方法;最终目标要明确表述出来。但需注意:这一部分的内容应该和《设计任务书》中的第一部分(设计内容)、第二部分(具体要求)的内容相对应,就是说明怎样完成和实现《设计任务书》中所规定的内容要求,但不要照抄《设计任务书》。
3.中期检查:在完成开题报告后,教师要对学生的开题报告进行中期检查,完成中期检查表,内容包括选题质量、开题报告完成情况、阶段性成果、存在主要问题、指导教师对学生的顶岗实习和毕业设计的情况做出相应的评价五部分内容。其中指导教师指出的存在的主要问题对学生接下来做的毕业设计起着重要的指导作用。
4.报告和作品评审:学生完成毕业设计终稿和实物制作后,交给指导老师进行评审。对于学生来讲,这一步骤是对他这么长时间完成的毕业设计报告和作品是否能得到导师肯定的关键环节。所以报告和作品评审必须抱着公平公正的态度评审,当然,评审需要评审标准。对于报告的标准,主要是从论文的格式、结构、内容上进行评审,其中内容包括摘要、关键词、目录、背景和意义、国内外研究现状、总体设计方案、具体的电路设计、测试方法和数据、结果分析及总结、参考文献和致谢。作品评审从作品的难度、要求、学生完成的情况以及外观、组装、焊接、工艺进行评分。
5.答辩:答辩主要审查学生的论文是否自己完成,审查学生对论文及相关知识的理解和掌握程度,审查论文是否符合格式要求等,以求进一步有所提高。学生通过答辩,让答辩组老师进一步了解论文立项的依据和学生处理课题的实际能力,另外也检查学生的PPT的制作能力、语言表达能力、现场的反应能力。答辩组教师根据学生的汇报和答辩的情况给予评价,由两部分成绩———毕业设计和答辩成绩组成,毕业设计(论文)质量应从选题对口性、信息收集处理、内容创新和实用性、文字图表规范等方面考核,答辩情况主要从学生表达、应变及解决能力等方面考核。
6.评分及归档:最后对学生的毕业设计进行评分和归档,并由分院专人整理和保管材料。学生总的评分由指导老师对学生的报告和作品评审和答辩两部分成绩组成,各占50%,归档是对学生的开题报告、任务书、论文终稿、中期检查报告、报告和作品评审表、答辩记录和答辩评分表和答辩成绩表以及成绩评定表进行存档。纸面材料要求打印装订成册,放到档案袋里,电子版的刻录成光盘进行归档。五、总结以宁波地区高职院校电子类专业作为调研对象,设计并实施问卷调查,主要调研了高职院校电子类专业师生对毕业设计的真实看法和做法,以及他们的期望,然后找出高职院校电子类专业毕业设计的主要存在的问题,最后,结合课题组对国内外高职院校电子类毕业设计的了解,借鉴国内外优秀的经验,从“选题—开题—中期检查—报告和作品评审—答辩—评分及归档”六个方面有针对性地提出电子类毕业设计指导模式的相关措施。特别是选题、报告和作品评审这两个环节。
参考文献:
[1]刘浩,陈学昌.提高高职电子信息类专业毕业设计质量的思考[J].电脑知识与技术,2013,(12).
[2]李小琴,叶章勇,李薇.高职院校毕业设计的教学现状及改革探讨———台湾技职院校专题制作的启示[J].宁波职业技术学院学报,2014,(10).
中图分类号:G710 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)14-0279-02
一、引言
毕业设计是高职院校电子类专业教学中的非常重要的环节,也是一次完整的综合实践训练的过程。通过毕业设计,既能提高学生综合运用所学的专业知识解决一般应用问题的能力,也能提高学生的创新思维意识、提升综合能力素质与电子类工程实践应用能力,对学生即将步入社会进入电子企业工作有非常大的帮助。目前,高职电子类毕业设计教学现状究竟如何,值得探讨。
二、毕业设计现状调查
毕业设计现状调查主要从时间安排、重视程度、毕业设计过程和毕业设计的感受4个维度设计问卷调查。
1.时间安排。宁波地区电子类高职院校毕业设计所安排的时间基本为大三一学年或大三下学期。
2.重视程度。对于毕业设计哪个方面最重视,学生有27%选论文格式,31%选结构设计,35%选内容,17%选创新点。而教师有33%选论文格式,37%选结构设计,18%选内容,12%选创新点。
结果显示,学生更愿关注论文内容和结构,而教师更重视论文结构和格式。
3.毕业设计过程。从选题来看,学生自主选题为主占35%,教师分配题目21%,历届毕业生的题目32%,企业题目12%。
从这一数据可以看出学生的毕业设计很少与企业的顶岗实习结合起来,学生的选题具有网络题目重复性较高,不具有研究的前沿性和创新性,并为学生参考和抄袭网络及往届毕业设计提供了方便。
从内容来看,全篇拷贝的有5%,几篇拼凑而成的21%,消化过后再整理的42%,稍微参考过一点,大部分学生自己写的30%,完全学生写的2%。
从这一数据可看出,大部分学生依赖于网络,将网上下载的论文整理而成。还有其参考文献和论文内容根本不相呼应,在答辩时更是表现出对论文并未真正理解的。
对于毕业设计有无作品要求。每个学校的要求不同,12%的学生完成了实物作品,34%的学生有模拟仿真,而54%的学生只完成了毕业论文。
以上数据可看出,教师或者专业并无实物制作要求,学生基本不会主动去完成实物制作的,只有很少学生学得好,动手能力强的才会去做实物,一般学生能去电路仿真就已经不错了。
4.毕业设计的感受。对于学生在毕业设计中最缺乏的是什么,12%学生认为是查找资料,35%的学生认为是设计方案,13%的学生认为是实物制作,40%的学生认为是理解和答辩的能力。而教师的调查则是15%认为是学生缺乏查找资料的能力,30%认为是设计方案,24%认为是实物制作,31%认为是理解和答辩的能力。
这说明学生的能力都需要加强,尤其是设计方案、实物制作及答辩能力,这需要教师平时上课时加强。毕业设计对顶岗实习起到的作用甚少,而根本无法达到毕业设计的初衷,所以不管是教师和学生都很想改变目前毕业设计的现状。
三、毕业设计现状不理想的主要问题及原因分析
从调查来看,学生的毕业设计现状不容乐观,主要体现在论文选题相似度较高,研究内容重复性较多,更存在抄袭现象严重,重视度不高等问题。为此,对现状的主要原因进行了调查、分析,并提出相应的对策。
造成电子专业毕业设计现状不理想的主要原因是:
1.时间安排不合理。毕业设计时间可因学生而异做相应的调整,不能一刀切。如果学生认为毕业设计难,在企业不能完成或没时间完成的,可将毕业设计时间和顶岗实习时间分开,毕业设计可安排在顶岗实习前,安排在大三上学期,时间为一个月,只要学生专心完成毕业设计,一个月的时间足矣。如果学生已经找好顶岗实习单位的,就可以将毕业设计与顶岗实习结合起来,既完成企业的项目也完成了毕业设计。
2.指导老师要求不高。学校或系里相关的文件规定,必须要有实物制作,论文字数,并且重复率控制在20%以下,论文格式正确,结构合理,设计方案正确,条理清晰等要求。指导教师严格按照文件规定执行,指导教师和学生都会重视毕业设计,学生在教师的监督下一定也会认真完成毕业设计。
3.写作水平有限,学生认为不会写毕业设计。教师在课程设计中最好能让学生有机会练习写设计报告或小论文。
4.对专业不感兴趣。教师在教专业课时应尽量激发学生的专业兴趣,如实在提不起个别学生的兴趣,则对于这一类学生,要求可适当降低,但是不能低于系里的底线,可挑平时课程设计里的项目或难度低的项目给这一批学生做。
四、高职院校电子专业毕业设计指导模式
为了能让高职电子专业学生能高质量地完成毕业设计,也为了指导教师能更好地指导好学生,并为提高高职电子专业毕业论文(设计)教学工作的规范化水平,使毕业设计真正达到巩固和拓展所学的基本理论和专业知识,培养学生综合应用、分析和解决实际问题的能力,培养学生的创新意识和创新能力,培养学生科学严谨的作风,以及团队合作能力、报告制作能力和语言表达能力,课题组研究了电子专业毕业设计的指导模式。
本文按照毕业设计的步骤研究电子专业毕业设计的“选题―开题―中期检查―报告和作品评审―答辩―评分及归档”六个步骤的指导模式。
1.选题:选题必须要有专业性,但并不一定是电子研发类题目。可根据教师在研课题选取子课题或者历届竞赛题目或者教师分配题目,学生自主选题的话也需要教师通过后方可开题。避免了大多数同学抄袭,而让大部分同学的毕业设计与顶岗实习岗位相结合。
2.开题:学生选题通过后,开题需完成开题报告,开题报告包括课题简介、选题依据(来源)及意义、课题的实施方案、论文(设计)工作进程及参考文献五部分内容,每一部分内容都有注释,比如课题的实施方案,包括两部分的内容要写,第一部分是设计,要完整描述实现方案,包括完成角度、采用方法、基本步骤等;最终设计方案,达到目的;要有一份设计说明书。第二部分是论文,先搜集资料,做好调研准备,然后调研基本情况,汇总、统计、提取、比较调研结果,最后再进行论证等;准确说明所要使用的方法;最终目标要明确表述出来。但需注意:这一部分的内容应该和《设计任务书》中的第一部分(设计内容)、第二部分(具体要求)的内容相对应,就是说明怎样完成和实现《设计任务书》中所规定的内容要求,但不要照抄《设计任务书》。
3.中期检查:在完成开题报告后,教师要对学生的开题报告进行中期检查,完成中期检查表,内容包括选题质量、开题报告完成情况、阶段性成果、存在主要问题、指导教师对学生的顶岗实习和毕业设计的情况做出相应的评价五部分内容。其中指导教师指出的存在的主要问题对学生接下来做的毕业设计起着重要的指导作用。
4.报告和作品评审:学生完成毕业设计终稿和实物制作后,交给指导老师进行评审。对于学生来讲,这一步骤是对他这么长时间完成的毕业设计报告和作品是否能得到导师肯定的关键环节。所以报告和作品评审必须抱着公平公正的态度评审,当然,评审需要评审标准。对于报告的标准,主要是从论文的格式、结构、内容上进行评审,其中内容包括摘要、关键词、目录、背景和意义、国内外研究现状、总体设计方案、具体的电路设计、测试方法和数据、结果分析及总结、参考文献和致谢。作品评审从作品的难度、要求、学生完成的情况以及外观、组装、焊接、工艺进行评分。
5.答辩:答辩主要审查学生的论文是否自己完成,审查学生对论文及相关知识的理解和掌握程度,审查论文是否符合格式要求等,以求进一步有所提高。学生通过答辩,让答辩组老师进一步了解论文立项的依据和学生处理课题的实际能力,另外也检查学生的PPT的制作能力、语言表达能力、现场的反应能力。答辩组教师根据学生的汇报和答辩的情况给予评价,由两部分成绩――毕业设计和答辩成绩组成,毕业设计(论文)质量应从选题对口性、信息收集处理、内容创新和实用性、文字图表规范等方面考核,答辩情况主要从学生表达、应变及解决能力等方面考核。
6.评分及归档:最后对学生的毕业设计进行评分和归档,并由分院专人整理和保管材料。学生总的评分由指导老师对学生的报告和作品评审和答辩两部分成绩组成,各占50%,归档是对学生的开题报告、任务书、论文终稿、中期检查报告、报告和作品评审表、答辩记录和答辩评分表和答辩成绩表以及成绩评定表进行存档。纸面材料要求打印装订成册,放到档案袋里,电子版的刻录成光盘进行归档。
五、总结
以宁波地区高职院校电子类专业作为调研对象,设计并实施问卷调查,主要调研了高职院校电子类专业师生对毕业设计的真实看法和做法,以及他们的期望,然后找出高职院校电子类专业毕业设计的主要存在的问题,最后,结合课题组对国内外高职院校电子类毕业设计的了解,借鉴国内外优秀的经验,从“选题―开题―中期检查―报告和作品评审―答辩―评分及归档”六个方面有针对性地提出电子类毕业设计指导模式的相关措施。特别是选题、报告和作品评审这两个环节。
参考文献:
[1]刘浩,陈学昌.提高高职电子信息类专业毕业设计质量的思考[J].电脑知识与技术,2013,(12).
Research on the Innovation and Practical Ability of Undergraduate Based on the College Enterprise Cooperation Model
YUE Xue-jun ZHANG Hui LING Kang-jie LI Hai LI Ling-yan CAI Kun GAN Hai-ming
(College of Engineering,South China Agricultural University,Guangzhou Guangdong 510642,China)
【Abstract】With the rapid development in universities, it has brought some problems including students majored in electrical engineering have low participation in teaching,the content of teaching far away from the practical needing,and paying more attention to theoretical test rather than practice.After establishing the construction of school-enterprise cooperation platform and specializing management of the staff in the training base,the School of Electronic Engineering of South China Agricultural University has built up a multiple win-win mechanism.Based on student interest and the actual needs,and graduate design meeting industry practice,we have cultivating the compound talents.The practice results show that these training plan has improved the innovation ability of undergraduate and enhance its employability.
【Key words】School enterprise cooperation;Classified recruiting;Innovative ability;Practical teaching
采用校企协同模式是我国高等教育改革和发展的重要途径之一,是培养新时代技能应用创新型人才的根本之路[1]。因此,树立科学的质量观,注重教育内涵特色发展,以服务为宗旨,以就业为导向,不断深化教育教学改革,不断培养高素质创新型人才,充分调动行业企业参与学校人才培养模式,构建和实施工学结合、顶岗实习、毕业选题与企业实际相结合的校企协同培养模式,不断适应日益严峻的就业竞争态势需要,进一步推动校企深度合作发展[2]。
1 当前创新人才培养模式上存在主要问题
近年来,随着我国高等教育事业的不断发展,各高校在电子类学生能力的培养建设方面都进行了卓有成效的改革尝试,但伴随教育规模的迅速扩大,教育数量与质量的矛盾日益凸显,在课程教学过程中存在着一些严重制约学生职业能力提升的问题。而电子工程类专业的核心课程实践操作性都非常强,课程实践效果直接影响学生的专业技能。目前课程教学中存在的主要问题如下:
1.1 教学过程学生的参与性差
很多学校的课程教学模式,仍以教师为中心,偏重于讲授为主;而作为与职业技能培养相关的课程的如果仅仅是用教师填鸭式的理论教学,学生参与少,终究是纸上谈兵,无法培养学生的实践能力和职业技能,更谈不上培养适应经济社会需要的电子类技术技能人才,同时还会使学生失去学习的激情。
1.2 课程内容脱离实际岗位需求
目前许多高校课程教学中仍沿用传统的教学理论体系,实践采用仿真教学,教学内容无法与时俱进,导致实际工作岗位需要研发设计能力、操控和维护先进设备的能力、质量控制和检测的能力、现场管理的能力、对前沿技术的追踪能力以及团队合作能力没能得到锻炼,学生毕业后无法迅速进入岗位角色,教学内容与实际工作需求黏合度不够。
1.3 考核重视理论,实践形同虚设
一直以来我国教育习惯用试卷来检验学生对知识的掌握程度,作为实践性强的电子类核心课程也没摆脱这种考核模式。这种“重理论轻实践,重知识轻应用”的误导,致使学生缺乏对问题的分析和解决能力,对具体项目的操作能力更是欠缺。动手能力、实践能力、实际操作能力成为电子工程专业大类学生的核心竞争能力,起着相当大的作用。
这些单一的培养模式,管理模式,评价手段限制了学生个性的发展,已不适“以人为本”的教育理念。创新环境的缺乏,激励机制的不健全,影响和制约了创新型人才的培养[3]。
2 校企协同模式探究
协同理论由德国物理学家哈肯于20世纪70年代创立,强调复杂系统内各子系统之间的互动产生超出各要素单独作用的效果,从而形成整个系统的联合行为,达到“1+1>2”的效果[4]。
协同创新通过具有不同特征和利益诉求的主体之间良性互动,产生系统叠加的非线性效用,实现了主体间优势互补,进而创造出新的价值。作为一种“共赢”的姿态,它是在创新理论和协同理论基础上升华的一项更为复杂的创新组织方式。
高校可分为两个层次:一是,高校主体内部知识共享层级;二是,高校与其他主体的产学研协同创新。基于协同创新理念构建校企合作的平台与模式,即校企协同创新是高校协同创新的核心和重点。校企合作是高校和企业利用不同的教育环境、教育方法和教育理念,培养符合行业需求的高素质人才的特殊教育模式。协同创新,协同是手段,创新是目的。高校和企业,作为社会组织的两大主体,校企合作一方面能够促进经济要素优化配置,另一方面能够满足合作双方最关切的利益诉求[5]。
在良好的校企合作中,高等院校可以显著提高科技成果的转化率,为企业获得稳定资金支持,培养高素质、实用创新型大学生人才。根据企业和社会实际需求,及时推进学科建设,走在时代前沿,大大提高大学生的就业率。企业在校企协同中,借助高校的科研力量,实现创新资源共享和优化配置,缩短研发周期,降低研发成本及风险,获得高素质优秀人才,提高社会声望等[6]。高校在企业支持下,获得资金和资源的支持,人才充分得到实践。
在大类招生的背景下,校企协同模式具有更多的内涵和实际价值,主要包括战略性、动态性、利益多元化等特性[7]。
3 搭建校企协同平台,多途径增强本科生创新实践能力
3.1 搭建校企联合创新平台
研究设立校企合作机构,健全试运行机制,搭建校企合作平台(校企共建技术中心,产业园及学生工作室等),以营造校企合作环境,建立“高校――企业”共同体。以企业生产需要为主导,学生参与研发辅助工作,通过与广州创龙电子科技有限公司、广州维德科技有限公司、广州广嵌电子科技有限公司及旗下的粤嵌教育集团协同培养电子工程大类的专业学生,在校企联合创新平台对电子工程类学生培养体制改革的研究和试点实践。学生可利用该平台的设备和资源,在导师的指导和企业生产需要条件下,深入开展形式多样的科学研究和创新发明。一方面既可以增强本科生理论联系实际的能力,提高创新能力,增强学校学院的研究水平。另一方面,部分科研成果可直接转化为生产技术,提高企业生产效率,达到“共赢”格局。
3.2 建立和健全本科生培养试行机制
华南农业大学电子工程学院在校企合作过程中结合学生课程进度,研究具有战略合作高度的管理计划,对校企合作地位明确定位,通过建立和健全本科生培养试行机制,切实推进校企合作教育。
1)建立安全管理制度。对于学生的人身安全,由院校针对实现全事故制定相应的应急预案,降低实习安全管理风险。对于企业内部技术问题,校企签订合作协议,对企业技术、生产工艺、管理等方面进行严格保密和限制。校企共建技术中心、实训基地、产业园等场所由专人专职管理,责任分工明确,流程规范,最大限度减少事故发生。
2)明确双方合作定位和切入点,建立校企联合培养机制。对于培养内容,项目规划要合理分配资源,避免教学培养过程色不明、职责混淆不清的问题。建设校企协作平台形成一种常态化、规范健全的长效运行机制,对于合作项目,要建立有效评价体系和经费保障机制。定时定量评价合作效果,及时反馈,同时与生产进程对接,做到有问题及时发现,有价值成果及时应用。
3)完善清晰的校企合作产权制度,建立研究成果分享和分配机制。对于创新成果,要及时申请专利,撰写论文,申报成果鉴定,切实保护创新成果,保护创新主体的利益,激励进一步深入研究,对于企业使用创新成果,要分清权责,可以采用股份合作制,技术入股等形式开展研究成果共享。明确分配方案,促进企业积极开展新技术、新工艺的商业转化与社会推广,切实保障校企合作的基础。
4)构建可操作的与政府合作保障机制,积极谋求多方面合作与交流。政府作为校企合作的权威指导者和专门监督机构,对推行校企协同合作,考核合作效能具有重要价值。依据政府构建的校企合作方面的法律法规,激励约束机制上,制定相应可操作的实施办法。在政府搭建的校企合作平台上,寻找合作伙伴,多方面加强与外界交流,多角度深入企业的生产需要,紧跟政府的指导,谋求“高校――政府――企业”三维合作空间[8]。
5)建立与就业为导向的实习制度。学院学校要深入考察企业需要,紧跟时展要求,及时将生产一线的技术革新,更新到实习教学内容中来。整合企业和学院优势,依托企业先进的生产设备和工艺流程,应针对学生学习与实践的特点,建立以就业为目的的实习实训机制,理论联系实际,更好指导实践创新[9]。
4 建立以毕业论文为导向的校企合作模式
本科生毕业设计是大学生培养计划中至关重要的一环,是保证学生实践能力和锻炼创新能力的重要环节。该环节可以通过综合运用专业理论知识,让学生掌握专业设计工作的流程和方法,培养学生的动手能力、创新能力和实践能力。根据电子专业设置的课程体系及教师研究方向情况,结合企业实际需求,建立学生毕业选题与企业行业相结合制度,体现教学模式过程的实践性与开放性。可以邀请校企合作单位与电子专业教师共同商讨并确定学生毕业设计的内容、形式以及开展办法。为了验证研究的毕业设计方案效果,与校企合作单位商讨选派一定数量的大四学生到企业进行毕业设计[10],利用企业的一些实际项目作为学生的毕业论文设计课题,让本科制导师、企业技术人员、本科生共同解决企业产生、技术、管理上的难题,使得教师的科研得到实践情景支撑,进一步提高下一届的本科生毕业水平,实现了人才培养的持续发展。
5 结语
创新对于一个国家、一个民族来说,具有重要价值和意义,科技是立国之本,创新是强国之路。在当今瞬息万变的国际竞争环境中,校企协同创新面有着极大的复杂性、不确定性和紧迫性[11]。基于校企协同作用的本科人才培养模式提高了本科生的创新实践能力,增强了本科生的就业竞争力。
【参考文献】
[1]洪贞银.高等职业教育校企深度合作的若干问题及其思考[J].高等教育研究,2010(3):58-63.
[2]夏玲,宋建军.校企深度合作:高等职业教育质量提升和人才培养的根本途径[J].黑龙江高教研究,2013(1):66-68.
[3]孙艳京,杨培岭,蒋秀根.专业大类招生环境下工科类本科创新人才培养的探索与实践[J].高等农业教育,2008(8):40-42.
[4]陈丽贞,陈慧敏.高校产学研“协同创新”模式探索[J].中国高校科技,2013(6):55-57.
[5]董馨,吴薇,王奕衡.基于协同创新理念的校企合作模式研究[J].国家教育行政学院学报,2014(7):59-63.
[6]陈立福,马瑞.深度校企合作模式下应用创新型人才培养研究[J].中国电力教育,2013(19):28-30.
[7]王其和,蒋德洪,郭雯霞,张岚.基于价值链理论的校企深度合作内涵、模型[J]. 现代商贸工业,2016(8):29-32.
[8]颜楚华,王章华,邓青云.政府主导学校主体企业主动――构建校企合作保障机制的思考[J].中国高教研究,2011(4):80-82.
Key words: writing of scientific and technical literature; English abstract; electronic and information engineering; discussion about teaching
在各类本科生学科竞赛、科技创新活动、课程学习以及毕业设计中,科技论文的撰写是需具备的能力之一,而摘要是科技论文的重要组成。英文摘要写作能力的训练是专业英语课程的教学难点之一。闫丽萍等分析了目前电子类专业英文摘要撰写中存在的问题,并提出了将英文摘要写作训练贯彻教学过程的培养理念和具体的实施方法[1]。笔者在通信与电子信息科技英语教学以及指导本科生科创大赛、本科生毕业论文过程中发现,学生英文摘要的撰写能力有待提高,同时也反映出本科生该项训练的匮乏,需通过大量实践提升该项能力。
本文首先总结了科技论文英文摘要撰写的要点,对常用词汇进行了汇总,然后从三个层面介绍科技论文英文摘要撰写训练的教学方法。
1 科技论文英文摘要撰写的要点
科技论文具有严谨性和科学性等特征,与一般的英文写作存在一定的差别,其英文摘要特点可从以下几点进行总结:
1) 运用的时态:根据论述的情况不同,可以分别选择一般现在时或者过去时;
2) 语态:使用主动语态和被动语态可根据摘要特点而定;
3) 人称:可使用第一人称或者第三人称;
4) 摘要中句子较长,结构严密紧凑。
在科技论文英文摘要中有些词语是常用的,现归纳如下,如表1所示[2-3]。
2 科技论文英文摘要的教学方法
针对科技论文英文摘要写作特点以及学习难点,笔者在教学中采用了多读、多练、集体纠错的教学方法:
1)多读:即以大量阅读为核心的词汇与句式积累。学生撰写科技论文英文摘要中出现的多数问题,其根本原因是此类文献阅读少,不熟悉科技论文的写作方法。特别的,通信和电子信息技术日新月异,每天都出现大量的专业文献,相关词汇和专业术语只有经过多次的阅读才能加深记忆。同样,科技论文摘要的写作模式与一般英文作文有区别。因此,要写好科技论文的英文摘要,首先需要大量阅读。为给学生提供充分的练习资料,笔者在教学实践中初步建立了科技论文资料库,目前科技文献已有362篇,文献多源自IEEE、Science Direct、Springer等常用文献数据库中的权威学术期刊和会议论文,涉及的主题为近年来热点领域,包括深度学习、大数据、云计算、无线传感网络、神经计算、类脑计算、图像检索、视觉场景分析、生物信息处理等。这个文献库一方面可以用以训练学生阅读的文献能力,同时,通过大量的阅读使学生熟悉科技论文摘要的撰写方法、常用词汇和句式。今后我们会根据技术发展情况进一步扩展和完善文献库的内容,特别的,会增加部分经典电子版教材、专业公司和研究机构的技术报告、英文专利等,以适应课程教学的需求。
2)多练:此处指的是句子写作训练。句子是论文摘要的基本组成单元,为能正确撰写科技论文的摘要,句子的写作训练是其必经之路。笔者在每次课中均给出2到3个常用句式,并布置相应练习题考核学生掌握程度。同时,我们初步建立了句子考核题库,其中包括中译英140道,英译中128道。在课程的阶段性测试中,我们通过随机抽取题目的方法,利用句子考核题库内容对学生进行测试。目前,该题库内容在不断更新、补充中。
3)集体纠错:即针对句子或摘要写作中出现的错误进行集体纠错。英文摘要写作中常出现的错误包括:主谓语不一致、缺少主语、缺少谓语、时态不一致、语态使用错误、从句使用错误等[4]。针对这一问题,我们采用的是一起来找茬的方法,即写作训练后,进行集体纠错,促进学生之间互查,同时鼓励学生针对同样的题目,给出不同写法,以此实现摘要句式的丰富性。
以下是教学实践中,部分练习实例,其中均包括了各类常见语法错误:
1)The paper compare the methods with the public data sets to explore which is the best in different situations.
该句的错误在于主谓语不一致,主语是单数,谓语应改为compares。
2)In recent years, with the progress of science and technology, image processing technology has been enormous developed.
该句的错误在于修饰词enormous使用不当,该词为形容词,而此处需要副词修饰谓语,可改为greatly。
3)Scientists have working on the solution of designing.
该句的错误在于谓语使用不当,应改为have been working。
5) This video is mainly introduce a new type of multi-touch technology.
该句中错误仍为谓语使用不当,利用了中文习惯直接翻译,是学生常犯的错误之一。应改为This video mainly introduces a new type of multi-touch technology,或者用被动语态:A new type of multi-touch technology is introduced in this video.
5)It changes the way interact with machines and make the application more convenient
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)06-0091-02
笔者已从事本科生“通信与电子信息专业英语”课程教学多年。近五年来,笔者对该课程的教学内容和教学方法进行了多次改革,在相关文献中进行了详细的介绍[1-2]。其核心是以培养学生的综合能力为目标,改变以科技文献阅读、翻译为主的教学模式到综合性更强的教学模式。文献3中最后一部分内容即从文献检索、科技文献撰写和制作讲稿和汇报角度介绍了相关教学内容[3]。闫丽萍等在文献4中详细介绍了电子类专业英文摘要的写作培养实践过程[4]。
在2013-2014年度的课程教学中,笔者尝试通过为每位学生布置不同的作业,包括翻译文献、检索文献、撰写文献综述、为相关领域的视频撰写摘要等各类项目,训练学生的综合能力,并收到了较好的效果,避免同类作业抄袭的弊端。但笔者发现仍存在问题,主要集中在两点:1)由于选课人数多,作业内容和主题与往年的重复率较高。每年该课程的选课人数大致在80~110人之间,因此要做到每年更新所有题目有较大难度;2)学生的课堂参与度较低、互动性小。由于大多数作业无需在课堂上进行汇报,因此学生的参与度不高,师生之间、学生之间的互动很少。
针对上述存在的问题,笔者在2014-2015年度的“通信与电子信息专业英语”课程教学中改进了已有的作业模式,设计和实施了综合型更强的作业,达到全面培养并考核学生能力的教学目标。下面,笔者将从该课程综合型作业的设计与实施、教学效果等方面详细介绍。
1.通信与电子信息专业英语综合型作业的设计
1.1综合型作业的内容
“通信与电子信息专业英语”的教学目标包括培养学生下述能力:科技文献检索、文献阅读、文献翻译、初步的科技英语写作和口头报告等。课程往届作业主题涉及面很广,但不够精,因此本年度,笔者选择了少量的精选主题,并根据最新技术,更新了部分旧主题。
笔者围绕教学目标,设计的综合型作业内容如下:
作业主题共36个,包括电子与电路、通信理论、信号处理、模式识别、人工智能、机器学习、图像处理与计算机视觉、数据挖掘、传感器技术、工程编程语言软件等领域的最新技术热点,包括深度学习及应用、智能穿戴、大数据及应用、无线充电、3D打印、无人机、量子计算机、车联网等。需完成的任务包括:
1)文献检索:根据主题,搜集相关文献资料(中英文均应包括,以英文为主,数量不少于10),需给出详细的检索式、关键词、使用的数据库/网络数据库等重要信息,并将整个检索过程记入说明文档,并保存所有文献资料的原文文档。
2)文献阅读:阅读收集的文献资料。
3)文献综述:根据对文献的理解,撰写关于给定主题的综述报告。
4)制作讲稿:以文献综述为基础,制作主题相关的讲稿。
此外,按照本科生毕业设计论文的格式规范,笔者给出详细的作业文档格式要求,同时要求检索到的科技文献需下载并全部提交。
1.2 完成作业的形式
本次教学实践中,笔者变以个人为单位完成作业形式为小组形式,即将选课学生按照随机组合的方法分为2人一组(共72人,两个自然班,本次共36组),共同完成上述综合型作业任务,并增加学生汇报的人次,让尽可能多的学生参与到课堂教学过程中。
由于是两人一组共同完成一项综合型作业,为体现各自的工作量,在汇报环节中要求一人负责汇报文献检索的过程,给出详细的检索式以及检索的结果,另一人负责进行主题汇报。
2.通信与电子信息专业英语综合作业的实施过程与教学效果
2.1 综合作业的实施过程
笔者在该课程教学初布置好综合型作业任务,并选择部分小组进行课堂汇报,收到了较好效果。其中部分小组结合视频、图像、动画、实际应用等手段介绍相关主题。例如,选择“量子计算机”的小组,结合“优酷”上的一段视频详细介绍量子计算机的基本原理、存在的问题等,达到了为其他同学科普相关知识的目标,在整个主题介绍过程中,将量子计算机领域涉及的重要词汇一一介绍;报告“深度学习及应用”的小组以视觉信息处理为切入口,介绍了相关理论和研究进展;“选择超大规模集成电路”的小组结合自身参与上海市大学生科技创新活动中接触到的各类集成电路介绍主题内容;而选择“智能手机中的传感器”主题的小组,结合自己使用的智能手机介绍其中的各类传感器及其基本原理、发展现状等。多数报告小组的汇报过程生动、有趣,参与课堂教学的积极性较高,师生、学生之间的互动性加强了。通过本次综合作业的训练,学生的综合能力得以提升。
但该过程中,笔者也发现存在的问题,主要集中在:
1)文献检索过程严重依赖于网络,特别是百度,对专业电子数据库的使用仍不熟练;这是笔者教学多年中一直存在的问题。在2014-2015学年的教学实践中,仍有接近半数的报告小组在文献检索过程中首选百度检索相关资料,而不是把专业数据库作为首选。当然,对某些特定主题而言,各位搜索引擎相比专业电子数据库更有效,这一点,笔者在教学过程中也做了详细的介绍和说明,指导学生分层次的解决文献检索中的问题。
2)英文文献阅读能力有待加强;在小组报告中笔者发现,由于专业文献专业性强且较长,学生普遍怕看英文文献,在满足综合作业的基本要求基础上,多以阅读中文文献阅读为主,没有达到课程综合训练的目标之一,即英文专业文献的阅读训练。这一点与学生的阅读习惯、英文水平有较大关系,需要在今后教学中加强引导。
3)小组成员的合作精神有待提高。由于本次教学实践第一次尝试将学生随机组合为小组来协作完成综合作业,因此面对综合作业复杂的任务时,如何分配任务、如何合作是学生面临的首要问题。考虑到今后就业后学生需具备合作精神,因此,笔者设计了随机组合的形式。总体上,各小组的表现良好,但也出现了部分团队合作完成作业过程中相互推脱责任,作业完成效果不佳。结合本次教学效果和学生的建议,今后笔者仍将继续对此进行改进。
4)综合作业的文档格式不规范。本次教学实践中,笔者给出了详细的文档提交格式要求,这是按照本科生毕业论文的格式规范制定的,以此训练学生文档撰写的规范性,为今后毕业设计论文及大学生科技创新项目报告的撰写等做准备。由于之前对文档格式不作要求,学生对格式一向不重视,造成毕业论文或创新项目中格式问题频出,需要不断的纠正。因此笔者在布置综合作业时给出了详细的格式要求,以加强训练,培养学生养成良好习惯,为今后的论文、项目报告或各类竞赛论文的撰写打下基础。
2.2 综合作业教学效果及评价
为今后改进综合作业的质量和教学效果,笔者在课程结束时,设计了综合作业问卷,让学生对本次综合作业的教学效果进行评价,统计情况见表1(参与本次教学的72名本科生参与了问卷)。
表1:综合作业教学效果评价统计表
从上述表格中可见,学生对本次综合作业的整体评价较好,普遍认为收获较大。因此,今后笔者仍将继续探索相关教学模式。同时,我们也注意到,学生平时阅读专业文献的比例很低,今后需给予积极的引导。此外,笔者还对学生会选择哪些环节作为综合作业的内容进行了问卷调查,排序由高到低依次为:制作讲稿并进行汇报、文献检索、文献综述、文献翻译,由此可见,学生参与教学过程的积极性很高。综合型作业的实施对教学效果的提升是显著的。
3.今后的工作
随着通信与电子信息技术的发展,需对专业英语课程综合型作业的内容进行不断的更新。同时,综合型作业的实施形式仍待进一步探索。
参考文献:
[1]任蕾. 利用多元化教学资源丰富专业英语教学内容[J].南京:电气电子教学学报,2014年第36卷第3期,64-66
[2]任蕾,古海云,周薇娜.通信与电子信息专业英语教学探讨[J] .南京:电气电子教学学报,2009年第31卷第4期,110-111
[3]李霞,王娟主编.电子与通信专业英语(第3版)[M].北京:电子工业出版社,2014年7月
[4]闫丽萍,余艳梅,刘长军,黄卡玛. 电子类专业英文摘要写作能力的培养[J].南京:电气电子教学学报,2014年第36卷第2期,48-50
作者简介:
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)22-0032-03
基于《Matlab电路与系统实践》课程尝试了融合电子类专业主干课程的教学改革,将Matlab作为加深对专业知识理解的工具和沟通各专业课程的桥梁。在教学内容上对基础知识教学与主干课程应用教学、理论教学与实践教学、课堂教学与课外自学进行了合理安排;在教学手段上做出了一系列探索,有效的提高了Matlab课程教学的质量,培养了学生对专业知识融会贯通、综合应用的能力。本文提出的以应用型课程融合专业主干课程的思想对理工类专业教学体系及课程建设具有参考意义。
一、主干课程融合的需求与Matlab教学的定位
随着信息技术的不断发展,对电子类专业人才的需求越来越大,要求也越来越高。适应我国IT行业实际需要,作为从事光电功能材料、光电子元器件、新产品的研究、开发和管理工作的创新性人才,电子专业学生所需掌握的专业主干课程的知识涵盖了电子应用系统的诸多领域。如何将这些内容有效的进行串接和融合,使学生能牢固掌握专业知识,并将其应用于实践之中,是电子类专业课程体系建设面临的实际需求。近年来,Matlab凭借其强大的计算能力和良好的交互环境,在电子类专业诸多主干课程领域内均有着广泛的应用。在电子材料方向的研究可使用其完成材料特性的计算,如S.Kim等使用Matlab计算了应变遂穿声子晶体的能带结构;在电子器件方向的研究可使用其完成器件的建模,如G.V.Angelov等基于Matlab实现了MOSFET器件的EKV模型;在应用系统方向的研究可使用其进行系统的分析和设计,如J.J.D’Azzo等对使用Matlab完成线性控制系统的设计给出了详细论述。Matlab对电子类专业学习和科研作用巨大,但相应的教学工作却显得较为滞后。传统Matlab教学要么是仅对某一具体的课程或知识点做简单应用,要么是脱离专业背景做纯粹软件工具学习。按照这两种思路组织的教学难以在电子类专业课程体系中拥有独立的地位。考虑到对电子类专业主干课程融合的要求和现有Matlab教学的困难,我们对电子科学与技术专业(专业代码080606,电子信息类专业的典型代表)开设了《Matlab电路与系统实践》课程。将Matlab定位为融合各专业课程(不限于电路与系统)的桥梁。在课程中对Matlab在电子材料、电子器件、电子电路、电子系统等各方向的应用做出探讨,加深学生对主干课程知识的理解,并培养其融会贯通、综合应用的能力。
二、融合专业主干课程的Matlab教学探索
在以Matlab为平台融合电子类专业主干课程的教学过程中,对教学内容和教学方法进行了探索和拓展,并取得了良好的教学效果。其中的一些心得体会列出如下,供相应的教学科研参考。
1.教学内容的安排。一方面,作为在科学研究及工程应用各领域都有着广泛应用的工具,Matlab涵盖的内容很广;但另一方面,能安排的教学学时又是有限的。因此教学内容的选择就十分关键。为此,我们从以下三个方面出发做出安排:①基本方法教学和专业方向应用教学的分配。为融合专业主干课程,Matlab基本方法集中的以“Matlab语言基础”和“Simulink仿真技术”两章的形式出现,其余章节内容按电子类专业知识脉络体系展开,如表一所示:
从表一可以看出,除去基本原理的讲授外,大部分章节的内容和电子类专业的主干课程相对应,在授课中结合相应课程的主体知识点设置Matlab实例和分析。这种内容安排方式使学生体会Matlab与该课程知识领域的联系,解决了传统教学中Matlab工具讲授与专业主干课程脱节的问题,并为学生今后在该领域开展科研应用打下基础。②理论教学和实践教学的分配。对Matlab基本方法和专业主干课程应用这两个主体内容的讲授,在以实践为主导的基础上,适当补充相应理论知识,保证学生既能将学到的知识投入应用,又能具有一定的理解深度。如在第四章“Simulink仿真技术”对Simulink这一Matlab基本方法做讲解的过程中,以Simulink仿真算法选择和仿真参数配置为切入点,展开介绍Simulink的工作原理,使学生深入理解其仿真过程,确保仿真的正确性。③课堂教学和课外自学的分配。受教学方案总课时数的限制,本门课程只有36个学时。在有限的时间内完成Matlab基础知识和其在电子类专业主干课程应用的讲授,必需向课堂外要时间,把部分内容安排在课外,依靠学生自学。考虑到课堂外的自学对学生学习的主动性和自觉性要求较高,在内容上做了以下两类知识的安排。一类是提高性知识,是在课堂讲授内容上的进一步发展。为方便学生自学,以课件的形式给出这些内容的讲解,并做到比课堂讲授内容的课件更加详细。如,第二章“Matlab语言基础”中布置了一个“查阅并总结Matlab与其他电子设计工具结合使用的文献资料”的习题。通过这种方式,一方面达到了掌握知识的目的,另一方面也培养了学生的文献查阅和分析的能力。
2.教学手段的探索。为达到良好的教学效果,在教学手段上也做出了相应的探索,列举如下:①理清知识脉络,向学生展示并强调本课程与电子类专业主干课程的联系、本课程内各章节之间的联系、以及每章内各知识点之间的联系。将这些联系作为经纬线,串接起讲授内容。学生在理解了知识点之间的内在逻辑关系后,纲举目张,加深了对专业主干课程的理解。②重视课堂实例的演示,让学生理解实践训练的重要性。相较于自学等其他教学方式,课堂教学对学生的影响最为深刻。因此,在课堂上安排了大量的演示实例,通过现场演示,加深学生对应实践技巧的感性认识。整个课程的36个课堂教学学时中,总共提供了基于电子类各主干课程的54个可运行的实例,所有实例均给出了Matlab代码或Simulink仿真模型,方便学生在课堂演示外自行验证和体会。③探索新的习题讲授方式,激发学生学习兴趣。传统的习题讲授,往往是教师直接给出标准答案,学生的参与度较低。为激发学生兴趣、提高课堂外的学习质量,在习题作业方面做出了探索。一方面,在内容上将一些扩展性的知识以习题的形式安排(已在“教学内容的安排”中讨论);另一方面,在习题的讲授上,引导学生积极参与。具体而言,在习题批阅中,挑选完成情况优秀和具有普遍代表性的两类样本。讲授习题时,不是单纯给出标准答案,而是对这两种样本进行分析。通过这种新方法的实践,学生的积极性被成功调动,课程上建立了良性竞争的氛围,作业质量大为提高。④拓展教学反馈途径,激发学生沟通热情。教学反馈是教学中不可或缺的环节,通过它能了解学生对教学内容的掌握,并据此对教学方法做出调整,以保证良好的教学效果。但教学反馈又是教学中的难点,往往难以得到良好的落实。为破解这一难题,我们从拓展教学反馈途径和激发学生沟通热情这两方面做出了探索。缺乏反馈途径是直接约束教学反馈的瓶颈。为拓展教学反馈途径,构建了多个与学生交流的平台。首先在课堂上,鼓励学生对教学内容和方法提出意见和建议,这种面对面的交流方式最为直接;其次,通过电话、电子邮件等通讯手段,和学生进行课下沟通,对具体学术内容和个体问题进行讨论。学生缺乏沟通热情往往是教学反馈效率不高的另一个重要原因。为调动学生的积极性,尝试对教学反馈给出一定的激励。一方面在制度上鼓励交流,对良好的交流沟通,给出一定的平时成绩;另一方面,教师也积极投入,充分利用反馈渠道。通过一系列步骤,激发了学生的热情,提高了反馈的效率。本课程网站也得到了学生和学校的认可,在首届武汉大学“课程中心”优秀网站评选中获得了二等奖。
三、教学效果
通过上述探索,《Matlab电路与系统实践》课程取得了良好的教学效果。在最近一轮的包括“教学态度”、“教学内容”、“教学方式”、“教学管理”、“教学效果”等内容的武汉大学课堂教学质量评价中,学生对课程给出了较高的评价,课程综合评分达到了97.39(100满分)。除了对课程本身的评价外,更值得关心的是学生在学习了这门课程后能否加深对主干课程知识的理解并将其融合到实践应用之中。通过调查,我们欣喜的发现,不少学生已经在电子专业各主干方向的科研工作中将Matlab作为一项重要工具来使用。例如,2011级硕士生邓雄彰将Matlab选做其对纳米碳基器件进行器件建模的工具;电子科技系EDA实验室将Matlab确定为其FPGA电路设计的算法验证平台;2008级本科生田彩霞在Matlab上展开毕业论文,设计和分析闪电信号定位系统。从以上举例中可看出,Matlab在电子材料、电子器件、电子电路、电子系统等电子类专业主干课程领域均得到了应用,践行了设立这一课程的初衷,达到了课程定位的要求。
参考文献:
[1]S.Kim and V.Gopalan.Strain-tunable photonic band gap crystals[J].Applied physics letters,2001,(20):3015-3017.
[2]G.V.Angelov and K.K.Asparuhova.MOSFET simulation using Matlab implementation of the EKV model[C].ELECTRONICS’2006,20-22,Sept,Sozopol,BULGARIA,2006:167-172.
[3]M.Haldar,et al..A system for synthesizing optimized FPGA hardware from Matlab(R)[C].Computer aided design,ICCAD 2001,04-08,Nov,San Jose,CA,USA,2001:314-319.
[4]J.J.D’Azzo,C.H.Houpis and S.N.Sheldon.Linear control system analysis and design with Matlab[M].Abingdon:Dekker,2003,5(2).
[5]郭建涛.“数字信号处理”课程的Matlab教学研究[J].电气电子教学学报,2010,(3):117-119.
(一)思想认识上的偏差各行各业各个层次的岗位工作,都需要具备一定创新能力的人才。但是,一些人认为创新型人才培养是普通高等学校或者研究性大学的事情,与高职教育无关。正是这种认识导致了高职教育教学理念的偏离。相当多的高职院校在教学过程中重视的是知识、技能的灌输与传授,忽视对学生创新意识、创新能力的培养。在电子应用能力培养方面,教师往往过分注重课堂上的理论阐述,课后的实训环节也过于依赖实训设备和相关的教学手册,忽视学创新思维和实践能力训练,因此学生无法将学习到的理论知识与实际工作相互合,缺乏想象力和创造力。
(二)培养方案与教学模式的不足人才培养方案的设计,存在理论教学与实践教学相分离、重专业教育而轻人文教育、重单科设置而轻课程整合等问题,教学时间与资源存在内耗的现象。在电子类专业教学方面片面注重单科教学,忽视学科之间的相互联系。因此,学生“只见树木,不见森林”,无法应用知识来解决实际问题,更不用说创造性地应用。在教学模式上,存在重课内而轻课外,重校内而轻校外、重灌输而轻探究、重继承而轻创造等现象。受学校的一些设施和师资条件的限制,电子技术类课程的授课方式还是传统的“我教你学”的模式,应试教育的倾向比较突出。在课程建设上,存在重学校自身建设而轻行业企业参与、重形式而轻内容、重当前设计而轻持续改进等现象。因此,学校的一些实训设备利用率不高,有的只是充当招生砝码和宣传素材。在考核评价上,存在重学校评价而轻社会企业评价、重单一测试而轻综合测评、重结果而轻过程等现象。现行的普通高职教育已经大众化,学生往往成为流水线上的一个“产品”。学校只是要求学生毕业时都达到某些标准,却忽略学生的个体差异,不能充分重视学生的主体选择和个性表达。以上种种都不利于培养创新能力,甚至往往会扼杀学生的创造力。
(三)教学环境和条件的不足许多高职院校的教学设施尤其是实践教学设施设备明显不足。学生在学校无法得到保质保量的实践训练,毕业后进入工厂,往往还得经过专门的培训才能上手。“双师”素质的教学团队建设,在大多数高职院校都滞后于教学需要。学校教师进编制受职称和学历等制约,常常导致需要的企业人才无法引进,教师的进修培训又受到各种因素的限制。学生的创新实践不仅需要资金支持,还需要教师的正确引导。电子类创新实践活动,其耗材需要资金比较多,全由学生支付显然不现实。总之,由于各种因素的制约,学生电子技术创新实践活动难以开展,开展起来了也难以取得实效。
(四)创新文化培育不够,创新氛围不浓斯普朗格说:“教育的最终目的不是传授已有的东西,而是要把人的创造力量诱导出来”。高技能创新人才的培养离不开尊重创新、鼓励创新的环境氛围条件。然而不少高职院校对文化建设认识不足,不能营建一个良好的、宽松的、有利于创新的文化氛围。
二、创新能力培养模式的构建
随着对毕业生综合技术应用能力要求的提高,围绕学生创新知识学习、创新能力培养、创新素质提高的实践探索方兴未艾。如“订单式培养”、“基于岗位创新的课程开发”、“基于人才培养模式创新的高职教材建设”[1-3]等探索,在教育实践中都取得了一定的成果。但是许多研究成果在实践应用中,又简单地将知识、技能和素质依照传统科目教育模式加以模块化,不能真正使学生职业素养和专业技能同步提高。借鉴国内外的一些研究成果,结合我校机电工程系各专业的发展情况,我们认为,应当探索构建一种基于“校企合作,工学结合”的电子技术应用创新能力培养模式。第一,积极开展各种形式的调查研究,组织探讨高职院校学生创新能力培养方案及其路径。通过调查研究,了解社会人才需求,明确高职电子相关专业学生应该具备的电子技术应用创新能力,正确认识高职电子技术应用创新能力培养存在的问题和不足。第二,建立高职电子类学生创新能力培养平台。依托机电工程系电工电子与自动化实训基地,建立机器人创新实验实训室、电工电子类创新实验实训室,开发课程结合紧密、企业关联度高的实验实训项目。首先培养学生基本的动手实践能力,然后通过实验室开放项目、学生创新课题、毕业论文(设计)等形式,鼓励学生课余独立或联合开展各类科研活动,吸引学生积极探索新技术并能够付诸实践。同时,组建由教师、企业技术人员、学生构成的科研团队,根据企业需要开展科技攻关活动,帮助解决生产中的实际问题,真正做到“工学结合”,锻炼培养学生的实践能力和创新能力。第三,企业参与实训室建设,构建开放式实践教学体系。通过调查研究,了解企业对专业人才的技能要求,从而不断改进实训项目和考核方式。争取技术力量雄厚的设备供应企业参与实训室建设,在技术开发、实训室内部设施的布置、实训项目的开发、实训师资的培训等方面同企业进行深入的合作,形成较为密切的互惠互利关系。这样,企业由于了解学校的目标需求,可以开发出更符合学生能力培养需要的设施设备,有利于企业的发展;另一方面教师可有效利用企业的资源,提高自身的职业能力。第四,“以赛促学、以赛促改”,加强个性化创新人才培养。以国家级和省级技能竞赛为契机,利用实验实训平台,选拔培养优秀的有潜力的学生。通过参加大赛的准备和实训,不断发掘学生的潜力。在传授一定的相关技能后,引导和鼓励学生结合自身的优势进行自主创新。通过组织参加不同级别的大赛,不断总结提高,实现电子类专业学生知识技能和创新应用能力的全面发展,同时形成探索创新的校园氛围,推动学生开展探索创新活动。第五,建立健全有关管理制度和激励机制。开放实训室的设施设备管理、耗材管理、学生管理,都要建立相应的制度。学校给予一定的资金支持,使教师干得带劲,学生学得满意。
三、创新能力培养的实践及效果
关键词:自主实验教学模式;计算机与电子类专业便携式实验设备;案例开发;考核评价体系
作者简介:徐成,男,博导,教授,研究方向为嵌入式系统。
1 研究背景
作为计算机与电子类专业教学体系的重要组成部分,实验教学在整个教学过程中是至关重要、不可缺少的环节[1],学生综合素质的提高及创新能力的培养更离不开实验教学[2]。近年来,国内外各高校高度重视实验教学,不断增加资金与师资力量的投入,推行实验教学改革,以提高教学质量。国外高校的计算机与电子类专业已实行“开放式”实验教学:实验室的场地、时间及设备全面开放,提供充分的条件,培养学生的个性与素质。而国内各高校的计算机与电子类专业近年也在不同程度上进行了实验教学改革,“开放性”、“设计性”、“综合性”等概念被引入,减少验证性实验,增加设计综合性实验的改革方式已被大家所公认。
当今计算机与电子技术的进步在给各行各业带来方便的同时也促进了实践教学的改革,其中集成电路的飞速发展使得实验设备的便携化与普及化成为可能且形成趋势。而传统的计算机实验教学已不能满足时代的要求,如何进行改革,加强学生的动手能力,成为教师共同探讨的话题[3]。基于上述原因,我们从实验教学设备的研制到实验案例开发,以及教材编写直至实验教学模式进行了全面改革,研究并探索出一种适合计算机与电子类专业的自主实验教学模式。
2 自主实验教学模式理念
自主实验教学模式,是指紧跟新技术自制系列便携式实验设备,并配备给学生人手一台,在此基础上学生可“自主”安排实验的内容、时间、空间,教师则集中管理、答疑和考核。
该模式通过研制供计算机与电子类专业学生可随身携带的系列便携式实验教学设备,实现实验设备的低成本、便携化和普及化,满足学生人手一台,将该专业学生系列硬件实验的传统实验环节延伸到学生宿舍等实验室之外的普通场所,改观了资源短缺的矛盾,为学生提供充足的实验条件,并使各层次学生在课余时间不受地点限制,充分利用实验设备,自主思考,主动参与,营造好的学习与课外科技创新氛围,以获取较好的实验教学效果。该模式以案例开发为驱动,精编涵盖认知型、设计型和综合型实验的指导教材,并以学生为主体,鼓励学生在实验内容上进行自主创新,而不局限于实验教材。该模式以教师为主导,集中管理,建立合理的评价体系,避免传统实验中过分关注实验报告和出勤率而造成学生不注重实验过程的单一考核方式,注重实验过程中学生的自主性、知识运用能力与探索思考能力,并从知识、能力和素质三方面对学生进行全面考核评价。
自主实验教学模式坚持的是以教师为主导,学生为主体,利用可供计算机与电子类专业学生可随身随带的系列便携式实验教学设备,让学生在时间、空间、内容等方面进行自主性实验与学习的教学理念。
3 自主实验教学模式研究内容
自主实验教学模式研究的内容包括研制可供计算机与电子类专业学生随身携带的系列便携式实验教学设备、设定硬件类课程体系、开发案例、编写实验教材、组织管理实验教学活动以及建立科学合理的考核评价体系。
3.1 自制便携式实验设备
目前,计算机与电子类专业实验教学存在一些问题与不足,内容如下。
1) 实验设备成本高,限于资金问题,只能满足多个学生共用一实验平台,并且只能在指定时间到指定实验室进行实验,无法实现开放与自主实验教学。
2) 现有同类教学设备没能很好针对我们计算机专业特定课程的教学需求而设计,系统复杂、冗余功能较多,使入门学生产生畏惧,对硬件学习缺乏信心。
3) 实验平台所用技术相对落后,需要多种附加配件,缺乏便携性,使学生实验的时间、地点和相关环境受到了限制。
基于以上问题,开发设计系列硬件类便携式实验设备,是加快教学改革步伐的关键。在自主实验教学模式的理念下,通过研究相关新技术,我们完成了研制便携式实验设备的方案设计与论证,并对其具体实施及完善。预计自制的系列硬件类实验设备有便携式EDA实验平台、便携式单片机开发板、便携式ARM开发板等,使主要硬件实验设备实现便携化和普及化,为自主实验教学提供硬件环境,推进自主实验教学模式的研究与探索。
目前,我们已研制出便携式EDA实验平台并投入实验教学。该平台可用于数字电路与逻辑设计实验、计算机组成原理实验、数字集成电路设计基础实验、USB串并通信实验、基于IP核的数字系统设计、CPU设计等实验课程。其资源布局和实物图分别如图1和图2所示。该平台集成当前新技术,其下载、通信与供电仅需一条UBS线,保持与时俱进的科技活力,方便笔记本电脑用户随时随地使用;平台小巧轻便,面积比2张银行卡还要小(约为12×8cm2),便于随身携带;平台操作简单、实用,成本低,可满足学生人手一台的需求,打破了传统EDA实验箱体积大,成本高,需购买配套电源线、下载线及通信转接卡,无法满足学生人手一台的格局,为学生学习数字逻辑、计算机组成原理、集成电路设计等系列硬件类课程提供了充分的实验条件,为实验教学改革增添了新的篇章。
图1 便携式EDA实验平台资源布局图 图2 便携式EDA实验平台实物图
3.2 计算机与电子类专业自主教学模式下的硬件类课程体系设置
目前,国内不同高校计算机与电子类专业硬件实验教学体系及内容各不相同。有的将实验贯穿于理论课程中;有的为主干课程的实验内容单列实验课;还有的是将基础实验与理论课程同步开设,另增设侧重于设计型、综合型、研究与探索型实验内容的综合与创新实验课程[4]。随着教学改革的推进,以“加强基础训练、注重能力培养、强调素质提高、突出创新意识”为基准和原则[5],从满足社会的需要,培养具备足够动手实践能力的学生出发,我们结合研制的系列硬件类便携式实验平台的技术特点,综合考虑该专业硬件类课程间的衔接等问题,重新构建了“理论教学的‘精讲多练’(基础)实验教学的‘做中学’(提高)创新工程设计训练(综合运用)”这种适合计算机与电子类专业硬件类课程教学的三级实验体系。
理论教学设置了相应的“课程实验”,学生利用仿真软件以及人手一台的针对不同硬件课程的自制便携式实验平台,学习基本专业软件的应用,搭建基本概念模型,达到理解基本概念,促进理论学习的目的。实验课程则在实验教师的指导下,进一步强化训练,系统学习实验技能与技巧,培养学生的综合实验技能。其中“做中学”是指学生充分利用人手一台的便携实验平台,在实践中摸索学习,进而启发创造思维的过程。工程设计训练是利用最新的平台和工具进行实际工程设计训练,注重专业知识的融合,诱导并培养学生的创新意识。
要实现自主实验教学模式这一目标,不仅要实现教育理念的转变,还要将最新的计算机知识带到课程体系中[6]。该专业的硬件类实验内容涉及数字逻辑、计算机组成原理、集成电路设计、单片机、接口技术、嵌入式系统应用等,不同课程配备不同种类的便携式实验平台。其中数字逻辑、计算机组成原理是该专业必修的硬件基础核心课程,设置了相应的课程实验、实验课程以及工程训练,其他硬件类课程则设置相应的课程实验,所有课程学完后有一综合设计训练,可综合运用所有硬件知识。
以上体系设置与内容安排使硬件类课程教学具有鲜明的层次性,实现了基础、提高与创新的教学目标,使实践教学递进化推进,培养的学生能满足社会需求。
3.3 针对自制便携式设备的案例开发
开发高品质的实验案例是实验教学有效开展的基础,一个设计型、综合型和研究型实验案例的开发具备两个要素:可操作性和创新性。基于此,我们在自制便携式实验平台的基础上,结合专业课程的特点,从设计性、综合性实验出发,组织学生参与开发适用于计算机与电子类专业实验教学的案例,激发学生的自主创新能力,引导学生迅速入门并顺利开展实验教学活动。
目前,我们已组织了部分具有创新精神的学生,对正处于试验阶段的便携式EDA实验平台进行案例开发。同时引入案例开发的其他有效途径,如将优秀毕业设计、优秀大学生创新训练项目、学科竞赛作品转化为案例,鼓励优秀学生自选题目,并将其转化为教学案例等。在我院2008-200年上学期的嵌入式系统应用课程中,学生所获全国嵌入式系统竞赛一等奖的作品“互动视窗”、学生的自选课题塔吊遥控器等,作为案例被引入课程教学中,有利于激发学生的学习自主性。
3.4 自主实验教学活动的组织开展
自主实验教学活动的内容包括实验教材的编写、实验过程、实验答疑及实验考核,并可延伸至创新训练项目与学科竞赛等活动。教师组织学生以所开发的实验案例为题材,编写涵盖认知型、设计型和综合型实验的适合计算机与电子类专业的硬件实验教材,以提高实验项目的综合性、应用性和探索性。实验的开展过程中,学生人手一台实验设备,实验内容、时间及空间可由其“自主”安排,实现随时、随地实验,教师则组织集中答疑,及时帮助学生解除疑惑,了解学生的实验自主性与思考问题的过程。学生完成实验后,撰写相应的实验报告,提交并参与实验检查、考核或答问,最后教师通过实验答疑环节中学生的表现、实验报告及考核问答过程,对学生的实验进行综合评价。
在便携式实验设备基础上,我们进行的一系列自主实验教学活动,探讨在案例教学方式下如何引导学生自主创新学习,激发学生的兴趣与潜力,以及在自主开放实验环境下如何引导学生进行创新性项目的开展,培养学生的创新思维与实践能力的新教学理念。同时实现对传统实验教学内容的扩展,即通过自主实验教学来引导部分优秀学生参加创新项目训练及学科竞赛,激发学生的潜能,培养学生解决实际问题的能力,提高综合素质。
3.5 自主实验教学模式下的考核评价体系
考核评价体系是自主实验教学的重要研究部分,前面做得再好,落实不到位,只能让少数学生受益而不能达到预期效果。引导、鼓励能对想学的自觉学生发挥作用,但很多学生仍缺乏主动性,惰性思想较重。而考核应在提高学生的创新能力上发挥积极的导向作用[7],因此如何落实实验教学各环节,如何监督到位、检查到位是一个重点研究内容,工作开展如下。
1) 在自主实验教学模式下,对学生日常实验活动开展调查,分析在实验教学活动开展过程中学生、教师所扮演的不同角色,组织教师和学生分别对实验教学的各个环节进行讨论,参考计算机与电子类专业的实验教学大纲,探讨在学生自主实验、教师集中管理的新模式下如何制定实验考核评价方案。
2) 通过针对性较强的教学案例的引导和自主实验教学活动的开展,从实验开展、答疑及考核问答等各个实验环节对学生的自主性和将知识运用于实践的能力进行综合评价,避免传统实验以实验报告和出
勤为主的单一考核方式,有利于培养学生解决实际问题的能力。
3) 研制一个人人过关的硬件语言应用的考核系统,为研究并建立自主实验教学模式下的综合考核评价体系增添砝码。
针对自主实验教学模式建立合理的评价体系,注重实验过程中学生是否正确运用基础知识及学生的探索思考能力,我们从知识、能力和素质三个方面对学生的自主实验进行全面的考核评价,尽可能以科学合理的考核评价体系考核学生的自主实验,从而最大化挖掘其潜能。
4 总结与展望
湖南大学信息科学与工程学院计算机与电子类专业实验教学改革与创新取得了佳绩:实验载体“便携式通用数字逻辑设计与EDA综合实验板”申请了国家专利,硬件课程计算机系统组成与系统结构2009年成为国家精品课程;硬件实验室“湖南大学信息技术实验室”2006年获湖南省普通高校实践教学示范实验室建设资格,2009通过合格验收并得到评估专家的一致好评。
实验教学改革尽管有了好的开端,但仍有很大的提升空间。除实验教学外,创新训练、学科竞赛、毕业论文等环节的作用亦不可忽略。该自主实验教学模式将传统实验环节延伸到实验室之外的普通场所,改善了学习条件和氛围,促进了实验教学改革、创新训练及学科竞赛活动的开展,有利于培养学生的创新思维与实践能力,将推广应用于我院的计算机科学与技术、通信工程、电子及人工智能等其他一级学科的专业。
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Research on Self-determination Experiment Teaching Mode in Computer and Electronics Specialty
XU Cheng, LI Renfa, ZENG Juanli, FANG Kaiqing
南京信息工程大学教学改革项目,江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)资助。
引 言
南京信息工程大学前身是有“中国气象人才摇篮”美誉的南京气象学院,建校60多年以来,学校秉承“艰苦朴素、勤奋好学、追求真理、自强不息”的优良校风,为中国气象事业的发展作出了卓越的贡献,2012年大气科学一级学科教育部学科评估列全国第一。经过40多年的发展,大气探测专业形成了完整的培养体系,在人才培养上取得了很好的成绩。近年来,面对新的需求,传统的培养模式已不能适应新时期气象业务发展的需要。因此,气象探测人才培养整个体系都需要进行改革和创新。
人才培养方案构建
培养方案的改革瞄准国家重大战略需求和中国气象事业发展新需要,以“厚基础、强实践、重创新、争一流”的人才培养新理念,确定课程体系,目的在于培养具有扎实的大气科学基本知识、专业理论和专业技能,能够在气象以及相关行业从事大气探测设备研发和维护、大气探测数据处理和应用、灾害天气的临近预报等科研、教学、业务及相关管理工作的高级专门人才。“厚基础”主要体现在强化数学、物理、计算机和主干课的学习,基础课的教学与专业应用紧密结合;“强实践”目的在于加强现代气象探测设备原理与维护、气象探测数据处理与应用的实践教学,增强学生的实践动手能力;“重创新”在于通过延长生成实习和毕业论文时间,发表科技论文,培养学生的创新能力;“争一流”体现在以一流的培养标准来培养一流人才。
在课程体系制订的过程中,考虑知识的系统性和课程的模块化,设置课程包括公共基础课、通修课、学科基础课、专业主干课、专业方向课、专业选修课和集中性实践教学环节,总计180个学分;各门课程的关联如图1所示。所有课程按课程属性分为基础课程、专业课程和实验课程。基础课程主要以数学、物理和计算机学科的基础课为主。其课程安排的先后顺序参考知识衔接的先后顺序,并考虑各学期课时的平衡。图1中第二板块为专业课程,包括学科基础课、专业主干课、专业方向课和专业任选课。由于大气科学和电子技术是大气探测学科基础,因此,将与大气探测有关的气象和电子类核心课程作为本专业的学科基础课程,包括天气学原理、天气学分析、大气物理学、电路分析基础和数字电子线路。
大气探测学科发展至今,技术不断更新,研究方向不断增加,相关课程也不断增多。根据课程在本学科的地位以及涉及的研究方向,大气探测方向的专业课程分为专业主干课程、专业方向课程和专业任选课。其中,专业主干课包括现代大气探测学、卫星气象学、雷达气象学、雷达原理与信号处理、动力气象学、气象统计方法和模拟电子线路。专业方向课程分为大气探测技术和气象观测资料综合分析两大类,大气探测技术方向课程包括电磁场理论、数字信号处理、嵌入式系统设计、微机原理与接口技术、信号与系统;气象观测资料综合分析方向课程包括大气激光探测、中小尺度天气学、气象卫星资料的多学科应用、大气探测新技术、数值天气预报和专业英语。学生可以从两类方向课程中任选一类作为专业方向课程,另外一类方向课程可作为任选课选修。
实验课程为第三个板块的课程,属于集中性实践教学环节的内容。该板块课程的设置目的在于培养学生的实践技能和实践创新能力。其设置的课程包括认识实习、大气探测实习、卫星气象学实习、激光雷达综合实习、生成实习、学年论文、毕业论文等。
师资队伍建设
师资队伍是教学主体之一,教师队伍建设是提高教学质量的重要环节。近年来,在师资队伍建设上主要有四大举措:(1)课程小组建设。针对每门课程,建设一支年龄结构合理、可持续发展的教师队伍梯队。每门课的教学与教研活动以课程小组为单位进行统一安排、集中处理。(2)加强教师的业务素养,提高专业教学水平。通过各种渠道,促使教师了解和参与气象业务工作,根据气象业务的最新需求,来调整课程教学内容,提高教学水平和教学效果。(3)拓展青年教师的国际视野。通过参加国际培训班、国际会议、邀请国外知名专家讲学与学术交流、支持年轻教师出国深造的途径,拓展教师的国际视野,增强他们的外语教学能力和国际科研合作交流能力。(4)培养教师的双语教学能力。通过各种海外留学计划,选派教师出国进行专业课学习,了解国外同类课程教学内容、教学方法,增强他们全英文授课的能力。同时,以WMO卫星气象培训中心为平台,在实践中不断增强教师的双语授课能力。(5)鼓励教师博士化和国际化。经过近年来的师资队伍建设,大气探测系形成了一支学历结构、年龄结构、学缘结构合理的师资队伍。
实验室及实习基地建设
对于实践型和创新型人才培养,实践和实习平台建设至关重要。过去由于资金短缺,实验室建设相对落后;近年来,依托“局校共建”、江苏省优势学科建设,通过多项实验室建设项目、实验室开放项目和大学生创新计划,加快大气探测专业实验室建设、实验示范中心建设和实习实践基地建设。局校共建以来,建成了“中国气象局气象探测实习培训基地”、“中国气象局地基遥感探测系统”、中央气象台等级的校“气象台”、“雷达与卫星信息处理实验室”和国家、省、市气象局生产实习基地等优质实践平台。这些试验平台的建成,为实践课教学供了良好的基础。通过在实验室和实习基地的学习,锻炼了学生的操作能力、实践能力和创新能力,使学生在工作后能够迅速融入到气象探测预报和相关业务工作中。
教材与课件建设
教材和课件是教学工作中两个重要教学资源。本专业建立以来,一直非常重视教材和课件的建设,特别是《卫星气象学》和《雷达气象学》这两门主干课。早在上世纪80年代,本专业出版了我国第一部《卫星气象学》和《雷达气象学》教材。由于大气探测学科发展很快,近年来对原有的教材进行修订再版。2009年编写了《卫星气象学实习》电子教材,经过近3年的试运行和修改,即将出版。同时,课程组按照教学大纲的要求,确定教学内容,制作内容丰富的专业课PPT课件。其外,专家讲座的PPT报告、网络视频讲义也作为课件的一部分,丰富了教学内容。
参考文献:
[1]李廉水.以共建谋行业特色高校跨越式发展[N].中国教育报,2008-3-1.
知识经济呼唤素质教育,实施素质教育的重点是要培养学生的创新精神和实践能力。理论教学与实践教学是高校教育的两个重要组成部分,而实践教学对于大学生,特别是工科类高职大学生实际工作能力的培养起到至关重要的作用。实践教学改革是一个系统工程,涉及到教学管理体制、实践教学内容、实践教学方法、实践教师队伍建设等诸多方面,通过改革提高实践教师的业务素质,改进教学内容,使实践教学更有利于学生创新能力的培养。由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同举办的全国大学生电子设计竞赛是推动电子信息类专业教学改革的一个非常有效的举措。竞赛固然可以激发参赛者的竞争意识,但更重要的是它给予我们进行教学改革的深刻思考。如果将这种思考融入教改实践中,那么竞赛所带来的效益是巨大的。
一、竞赛是对传统实践教学的一个挑战
在电子与信息技术飞速发展的21世纪,激烈的国际国内市场竞争要求我们培养的学生不应是照猫画虎的高手,而应是基础扎实、知识面宽、富有创新精神和竞争意识的人才。而传统的电子类专业实践教学内容,重分析、轻综合;重个体、轻协作。全国大学生电子设计竞赛从理论设计到实际制作都提出了较高的要求,这对于参赛学生来讲是一次很好的锻炼。按传统方法培养的学生,在参加电子设计竞赛时,就会发生诸多的问题。如:理论设计正确却无法在工程上实现;单元电路正确却无法实现系统联调;个人能力很强却各自为政,不能实现强强联合等等。这是因为电子设计竞赛既不是单纯的理论设计竞赛也不仅仅是实验竞赛,而是由一个参赛队共同设计、制作完成一个有特定工程背景的题目的优劣与快慢的竞赛。它既强调理论设计,更强调系统实现。它考核了学生综合运用基础知识的能力,更注重考察学生的创新意识。题目涉及的内容是一个课程群而非单一的一门课程。因此竞赛的形式与内容符合面向21世纪人才培养的目标和需求,是对传统教学方法的一个挑战,如不改革传统的教学内容和教学方法,建立一个新的教学课程体系,就无法适应现代高等教育的需要。同时,竞赛成绩从一个侧面反映了这个课程群的教学水平和教学改革的成败。
二、竞赛对课程体系改革的积极作用
从参赛同学的情况看,参加竞赛的同学大多数为结束大学第二年学习,刚升入三年级的学生,参赛前他们已系统完成电子线路理论课和实验课的学习,并进行了万用表组装和收音机组装等实训项目的训练,有一定的理论知识基础和动手能力。但是还缺乏目前应用最为广泛的单片机方面的知识,因此我们可以在大二开设单片机课程,进行“单片机”理论知识的学习。并增设“单片机最小系统”实训项目,在这个项目中,可以先让学生独立的完成一个单片机最小系统的设计制作,然后在这个系统的基础上进行一些综合项目的开发。
由于学生所学各门课程比较独立,同学们普遍缺乏面对实际工程问题、设计制作较大规模应用电路的工作经验。因此,我们可以为大学二年级的学生开设“电路创新设计”选修课,为同学们提供进一步锻炼提高的机会。在这门课程中,为同学们介绍当今最先进的电子器件的应用和各类电路的设计方法,开阔同学们的视野,强化同学们的工程概念,并给出多种设计制作的题目供同学们练习。仿照竞赛的要求将同学分组,从较简单的应用电路开始,要求每组学生完成数个难度递增的实验电路设计、制作与调试,并写出详细总结报告。在制作每个电路的训练过程中,鼓励学生用不同的方案实现,以锻炼学生思维的广阔性,培养其创新能力。
三、竞赛对教学内容改革起到推动作用
实验的目的是让学生通过实际动手,掌握一般的实验方法和技巧,巩固已有的理论知识,提高其分析和解决实际问题的能力,也培养其创新精神和实事求是的作风。我们一般将实验分为验证性实验和非验证性实验两种,前者是依据教学大纲要求预先设计好的,只要求学生按照已知的方法和步骤进行操作,这种实验方式在基础训练阶段是必不可少的,但因为其本身在时间、空间和内容上的局限性,不利于学生创新能力的培养。而非验证性实验因可让学生自主设计和开展实验,从而提高了其挑战性,也极大地激发了学生的创新欲望,对培养学生的实际动手能力和创新精神是非常有利的。我们可以增加非验证性实验课,提高学生综合实验能力。
在电子竞赛前的训练和竞赛的过程中,我们广泛地了解、使用新技术、新器件,更清楚地认识到当前电子技术的飞速发展,对实践教学提出了新的要求。要培养跨世纪的科技人才,必须不断改进教学内容。舍弃过时陈旧的内容,如模拟电路中过多的分立元件电路实验,数字电路中过多的小规模集成电路实验;引入新的内容,如集成运放的各种应用,EPLD和FPGA的应用等。增加电子线路软件仿真的内容,使软硬件相结合,丰富实验手段。增加大量的设计性和综合设计性实验内容,并注意教学内容的多样性,满足不同程度学生的学习需要,并且可以将各种EDA软件穿插于各门相关课程中,如Proteus、Pspice、Protel、Workbench等软件的应用,大大开阔了学生的视野,提高了学生的综合设计能力和设计效率。
四、竞赛对学生的毕业设计起到导向作用
毕业设计是一次综合运用各种知识、技能进行实际动手解决课题问题的训练过程。对于工科类高职学生,应在教师的指导下,根据指定的设计任务,收集资料,综合运用所学的知识、技术、能力,比较独立地完成一个系统的设计制作,并写出相应的毕业论文。我们分析历年大学生电子设计竞赛题目,不难发现,这些题目在形式、内容、难度方面都与高职学生毕业设计题目较为接近。因此,我们完全可以将毕业设计和电子竞赛有机结合起来。电子竞赛可以为毕业设计的选题提供参考,同时还可以将电子竞赛中用到的一些新技术、新产品应用到毕业设计中来,促进了学生对于新技术的应用与掌握,提高了毕业设计的质量。
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)02-0158-02
1背景
目前大部分高校的“计算机应用基础”课程以基础课的形式开设,采用统一的教材和统一的教学进度,期末统一参加等级考试。
这样做的结果是分数漂亮,但学生实际应用能力很低,例如很多学生通过等级考试后,仍然不懂得毕业论文排版中的插入目录、页眉奇偶页和分节设置等等排版问题;再如经管类学生会开设统计学课程,其中部分教学可能会涉及Excel中的知识,此时学生的表现是没有学过、没有听过。而实际情况是学生在学习“计算机应用基础”这门课程时已经有所接触,学生只是为了考试而学习,老师只是为了提高等级考试的通过率而教授,没有依照学生专业对知识一步细分,强化。
要提高学生的计算机水平和解决实际问题的应用能力,必须对学生的实际情况进行全面了解,并对当前教学过程中存在的各种不足进行全面总结。为此,笔者对华立学院的计算机应用基础课程中的Excel知识分类教学研究。
2思路
Excel知识分类教学改革思路是通过学生分类、教学内容分类、模块按按类别选配以及教学方法与手段有效匹配教学内容模块这几个方面来开展“立体化”教学改革,以此解决Excel知识教学中面临的主要问题。
1)学生分类
分类教学是指在班级授课制下基于学生专业差异基础上的个性化教学模式,它承认学生的专业差别。教师根据学生专业及现有的知识、能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组水平相近的群体并区别对待,这些群体在教师恰当的分类策略和相互作用中得到最好的发展和提高。对教学对象的深入了解和准确定位是开展分类教学的基础。
2)教学内容分类和模块化
模块式教学(简称MES)是国际劳工组织在20世纪70年代开发出来的一种较为先进的培训模式,它非常适用于以技能培训为主的课程。我们可以对教学知识内容分类分解,再根据教学对象的专业状况和后续课程的需求进行教学内容进行模块重构,以体现Excel知识的专业特色。
3)以模块化选择教学模式
不同的学科不同的课程都应选择适合的教学模式才能取得最好的教学效果。要根据各教学内容模块的性质,充分运用现代化教学手段,大力开展“案例式”、“讨论式”、“任务驱动”教学,设计一批创新型和综合型的实验项目和任务,建立多种多样的课外学习场所,举办学科竞赛、电脑周等课外学习活动,提高学生的学习兴趣,培养学生的自我学习和创新能力。
3教学对象分类
对教学知识分层之前需要先对教学对象分类或者说对学生分类,按照学生专业设置的后续课程对Excel知识需求进行分类。将学校专业类别分为计算机电子类、机械类、艺术设计类、外语类、经管类、会计类六大类。按照专业设置的后续课程对Excel知识需求程度和方向进行分析合并。
计算机电子类突出培养学生算法设计能力和计算思维,除掌握基本应用外,需对常用函数如文本函数、日期时间函数、逻辑函数、统计函数熟练掌握,这些函数在后续课程如C语言、数据库等课程中也将用到类似的函数,编程可以向Excel的VAB方向讲解。
经管类和会计类的后续课程对Excel知识需求程度是相当的高,后续课程有数据库、统计学、财务函数等等,其中数据库中的函数部分就和Excel中的函数高度吻合;统计学中对数据的简单分析就会用到Excel中高级筛选、自动筛选、分类汇总以及更多的更专业的统计类函数和查找类函数。
机械艺术设计及外语类这三种专业因为后续课程对Excel知识需求度不高,因此对Excel知识要求就是熟练掌握基本的数据处理、排版和简单函数应用。
这样通过后续课程对Excel知识需求对六大类经行分析合并成为三个方向,A方向:为计算机电子类;B方向:为经管会计类;C方向:机械艺术设计及外语类。
4 教学内容分类
对教学知识分层依据为:1)教学基础内容;2)后续课程的相关程度;3)专业工作中的使用。
4.1 教学基础内容
我校学生在学习完“计算机应用基础”课程后会参加广东省高等学校计算机水平等级考试中的一级考试,依据该考试大纲对教学内容分解分析。
该大纲对这部分知识的总体要求是:熟练掌握工作表的建立、编辑、格式化,图表的建立、分析,数据库的概念和用,表达式和基础函数的应用。包括内容为:1)工作表的建立;2)数据录入、修改以及格式排版;3)函数和公式应用:函数包括:数学函数、统计函数、日期函数、条件函数、财务函、数据库、查找函数;4)图表操作:图表的创建与编辑:图表的创建,插入/编辑/删除/修改图表;图表格式的设置;数据透视图的应用;5)数据库应用或者为数据分析处理:数据的排序(包括自定义排序)、筛选(自动筛选,高级筛选)、分类汇总、数据有效性的应用、合并计算、模拟分析、数据透视表的应用。
以上内容为我校学生在学习Excel中的知识,即教学基本内容。
4.2 后续课程的相关程度
根据三类学生的后续课程对Excel知识需求进行分析。
计算机电子类学生后续课程与Excel知识有重叠的有:C/C++语言程序设计、数据库原理这两门课程,重叠部分为各类函数,可扩展部分为Excel的VAB方向和数据挖掘。
经管会计类学生后续课程与Excel知识有重叠的有:统计学、财务函数这两门课程,重叠部分为各类函数以及数据分析处理,可扩展部分为财务函数、数组公式、数据分析处理包括规划求解、模拟分析。
机械艺术设计及外语类这三种专业后续课程与Excel知识有重叠的部分几乎没有,也就是说他们对这个部分的知识在后续课程中的重要程度不高,满足基本知识的掌握即可。
4.3 专业工作中的使用
计算机类学生在专业中可能用到的Excel知识有:各类函数、数据分析处理、VAB以及数据挖掘。
经管会计类学生在专业中可能用到的Excel知识有:各类函数尤其是财务函数和数据分析处理。
5教学模块解构与建设
要开展分类教学,必须对Excel教学内容进行科学的模块化分解工作,再根据教学对象的实际状况和需求进行教学内容的模块重构。加大人才培养计划制定的参与度和人才培养目标对Excel知识教学要求的研究,搭配的教学内容既要符合学生的学习基础,也要符合专业的培养目标。
根据大学计算机基础教学的基本要求和大学生计算机应用能力的培养目标,分解教学内容,建立基础模块和应用模块;为体现学生的专业特色,建立特色模块。基础模块内容即我校教学大纲以及广东省高等学校计算机水平等级考试中的一级考试大纲。应用模块延伸基础模块中的数据分析处理。特色模块分为:计算机类特色模块和经管会计类特色模块,分别突出专业知识。计算机类特色模块突出VAB和数据挖掘。经管会计类特色模块突出财务函数和数据分析处理。为每个教学内容模块设计教学大纲,制订具有可操作的教学计划,明确教学目标、编写教学案例、建议教学时数、明确教学重点难点、确定考核方式等。
6教学模式的选择
根据教学内容模块的特点,选择合适的教学手段和教学方法,使得教学模式与教学内容有效匹配,以便解决Excel的课时有限、内容繁杂和教学模式单一的问题。
基础模块开设为统讲知识,建立基础视频资源开放,课堂时间花费不多,以学生自学为主,教师解惑为辅。
应用模块开设为主讲知识,建立视频资源开放,以项目式和任务驱动的教学模式为主,通过网络教学平台的建设、学习机房的建立、学科竞赛实验室的建立等多种渠道开展应用模块教学。以多功能网络教学平台为载体,开设教学案例展示、学生作品互评、师生互动讨论等多个教学板块,拓展教学的空间和时间。学生课后练习题目要具有一定现实实例,做到综合性,做一题可以应用到多个知识点,让学生体会到现实问题的复杂性和多样性以及解决现实问题的成就感,吸引学生的自学兴趣。
特色模块开设为专题讲座,从本专业的知识点和工作实际出发经行讲解,讲解教师为相关专业教师,聚焦教师的专业特长,用通俗易懂形象化的专业方式应用Excel知识解决复杂的实际问题。不但可以提高学生对专业的认识,也更加加深对Excel知识的认知。
7结语
“计算机应用基础”是各高校面向新生开设的第一门计算机课程,目的是使学生获得进一步学习信息技术所必备的基本知识以及为后续专业课程做前期铺垫,为学好专业课程打好基础。笔者以华立学院为背景,以Excel知识为突破口,阐述了一种分类教学方法。建立Excel知识分类型知识体系和教学策略:坚持“因材施教”的教学方针,首先对教学对象进行分类别,再对教学内容模块化分类,最后针对不同的教学内容模块特点选择合适的教学手段和方法。
⒖嘉南祝
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