電氣類專業(yè)開放式實踐教學(xué)管理模式的研究

                                        作者：王智勇 郭鳳儀 張秀艷 

摘   要：開放式實踐教學(xué)是一種新型教學(xué)方式，在我國尚處于實踐探索階段。針對目前開放式實踐教學(xué)管理模式中暴露出來的一系列問題，以我校電氣工程實驗中心為平臺，從教學(xué)管理和資源管理兩個角度對實踐教學(xué)管理模式進行了優(yōu)化與改革，分別從教學(xué)體系、教學(xué)方法、考核方法、實驗設(shè)備、指導(dǎo)力量和經(jīng)費管理這六個方面提出了相應(yīng)的解決方案，提出了一套有利于培養(yǎng)學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的開放式實踐教學(xué)管理體系。
關(guān)鍵詞：開放式；實踐教學(xué)；管理模式；資源管理；改革
        開放式實踐教學(xué)模式是針對傳統(tǒng)實踐教學(xué)的弊端而提出的一種新型教學(xué)方式，目前在我國尚處于實踐探索階段。國內(nèi)部分高校和我校個別專業(yè)已經(jīng)對開放式實驗教學(xué)進行了積極大膽的探索、試行，取得一定的前期研究成果。由于這種教學(xué)模式的實踐時間和地點更靈活、實踐內(nèi)容更廣泛、實踐對象更多，自然會帶來諸如實驗設(shè)備維護力量不足、實踐教學(xué)指導(dǎo)力量不足以及實驗材料消耗過大、實踐經(jīng)費不足等一系列新的問題，但這些在各高校實踐開放式實踐教學(xué)過程中暴露出來的、必須解決的問題，目前卻缺乏有效的解決方案。
        針對上述問題，以我院電氣工程實驗中心為例，從教學(xué)管理和資源管理兩個角度對開放式實踐教學(xué)管理模式進行了研究，分別從教學(xué)體系、教學(xué)方法、考核方法、實驗設(shè)備、指導(dǎo)力量和經(jīng)費管理這6個方面提出了相應(yīng)的改革方案。通過整合并優(yōu)化實踐教學(xué)管理模式，提出了一套有利于培養(yǎng)學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的開放式實踐教學(xué)管理體系。
        一、教學(xué)管理
        開放式實踐教學(xué)管理主要包括教學(xué)體系、教學(xué)方法和考核方法三個方面。
        （一）教學(xué)體系
        隨著開放式實踐教學(xué)改革的不斷深入，迫切需要求對課程體系進行統(tǒng)籌考慮，使實踐教學(xué)內(nèi)容更加系統(tǒng)、合理。為此我院以電氣工程實驗中心為平臺，構(gòu)建了“模塊化、層次化”的實踐教學(xué)新體系。
        1、 模塊化
        以現(xiàn)有實驗條件為基礎(chǔ)，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和學(xué)生就業(yè)方向，將所需的知識結(jié)構(gòu)和能力要求分解為嵌入式系統(tǒng)、PLC工控系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等多個專業(yè)學(xué)習(xí)方向。各專業(yè)學(xué)習(xí)方向由若干個實踐教學(xué)課程構(gòu)成，分別對應(yīng)于相應(yīng)理論課程的實踐教學(xué)。例如，嵌入式系統(tǒng)專業(yè)方向，將開設(shè)檢測技術(shù)、單片機原理、單片機的C語言編程、接口電路、Protel軟件應(yīng)用、Proteus仿真、上位機編程、網(wǎng)絡(luò)通訊、DSP、ARM、RTOS軟件開發(fā)等方面的實踐教學(xué)課程，通過各實踐課程由淺入深的逐次過渡，最終使學(xué)生在該方向上具備較強的實踐動手能力，為就業(yè)或深造打下良好基礎(chǔ)。
        2、層次化
        根據(jù)完成實踐項目所需的知識結(jié)構(gòu)、能力要求的不同，將實踐教學(xué)環(huán)節(jié)分為基礎(chǔ)實踐、綜合實踐和工程實踐三個層次。
        基礎(chǔ)實踐是第一層次，主要指實驗課教學(xué)和課程設(shè)計，包括專業(yè)基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗、網(wǎng)絡(luò)虛擬與仿真實驗，通過對所學(xué)課程理論知識的初級應(yīng)用實現(xiàn)基本操作技能的訓(xùn)練。
        綜合實踐是第二層次，在生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)和各類專業(yè)競賽活動中，在實驗室層面的理想條件下解決生產(chǎn)生活中的某類問題。學(xué)生自行查閱資料、自主設(shè)計并調(diào)試完成實踐作品，通過對多門課程理論知識綜合應(yīng)用實現(xiàn)綜合實踐操作技能的訓(xùn)練。
        工程實踐是第三層次，在畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)和各項助研活動中，從工程實際的角度解決生產(chǎn)生活中的某類問題。學(xué)生自行查閱資料、現(xiàn)場調(diào)研、小組合作設(shè)計并調(diào)試完成實踐作品，通過參與實際的工程項目，提高學(xué)生解決現(xiàn)場實際問題的能力，實現(xiàn)職業(yè)化實踐能力的培養(yǎng)。
        （二）教學(xué)方法
        傳統(tǒng)的實踐教學(xué)方法以老師課堂講授為主，學(xué)生只需直接按照老師講授的實踐方案進行具體操作，很少去研究實踐方案的構(gòu)思、實踐方法和技巧，不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。
        為適應(yīng)開放式實踐教學(xué)模式的教學(xué)需要，對上述實踐教學(xué)方法進行了改革，結(jié)合模塊化、層次化的實踐教學(xué)體系，提出以下幾種教學(xué)方式：
        1、“板書和多媒體”相結(jié)合的教學(xué)方法
        在基礎(chǔ)實踐階段，引入多媒體教學(xué)方式作為輔助教學(xué)手段。當向?qū)W生講解必要的操作技巧、抽象的概念、工藝流程、實驗現(xiàn)象等問題時，僅通過板書講解將很難表達清楚，若此時利用PPT或CAI等多媒體課件以實物圖片、錄像和動畫等形式進行解說，則不僅會使枯燥、繁雜的內(nèi)容變得直觀易懂，還會拓寬學(xué)生視野、激發(fā)學(xué)生的實踐興趣，達到事半功倍的效果。
        2、“實物操作和虛擬實驗”相結(jié)合的教學(xué)方法
        在實驗元器件和實驗設(shè)備充足的條件下，學(xué)生自主設(shè)計實踐方案并搭接、調(diào)試實驗電路，是最好的實踐教學(xué)方式之一。然而，在實驗原材料缺乏、實驗設(shè)備數(shù)量有限、實踐項目復(fù)雜、實踐成本過高的情況下，實物操作的實踐方式卻難以實際操作。此時，借助于Proteus、Labview等仿真軟件進行虛擬仿真實驗，通過對實驗參數(shù)、結(jié)構(gòu)進行調(diào)整可以在一定程度上模擬實踐過程和結(jié)果。在基礎(chǔ)實踐階段以及在綜合實踐的方案驗證階段，采用虛擬仿真的實踐方式，可以有效的解決上述問題。 
        3、“自主實踐和適當指導(dǎo)”相結(jié)合的教學(xué)方法
        在綜合實踐和工程實踐階段，學(xué)生已經(jīng)具備一定的實踐動手能力。該層次學(xué)生的實踐項目大多數(shù)是綜合性題目，可以引入項目教學(xué)法進行實踐訓(xùn)練。在實踐過程中，將學(xué)生分成若干個小組，每組2-3人，然后將實踐項目布置給各小組，經(jīng)指導(dǎo)老師適當?shù)闹笇?dǎo)后，通過小組成員之間的相互交流、分工合作來共同完成。實踐證明，這種教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與創(chuàng)造性，能有效地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。        （三）考核方法
        針對目前實驗課、課程設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)考核方式中普遍存在的“只考核學(xué)生不評價指導(dǎo)質(zhì)量”、“考核學(xué)生只重視知識考核（如實驗報告、筆試成績）、忽略對動手能力的考核”等不足，提出了一套開放式實踐教學(xué)模式下的“指導(dǎo)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果”相結(jié)合的實踐教學(xué)質(zhì)量綜合評價體系。
        評價實踐教學(xué)指導(dǎo)質(zhì)量的最終目的是提高指導(dǎo)質(zhì)量，采用以下方法：（1）在嵌入式系統(tǒng)、PLC工控系統(tǒng)等每個實踐方向，均配備多名具備不同知識結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)教師，形成實踐指導(dǎo)導(dǎo)師組，由導(dǎo)師組共同指導(dǎo)學(xué)生完成實踐項目；（2）定期開展由指導(dǎo)老師、學(xué)生共同參加的實踐指導(dǎo)與學(xué)習(xí)經(jīng)驗交流，及時發(fā)現(xiàn)新問題、新建議、新方法，有利于更好的指導(dǎo)實踐；（3）制定綜合考核評價辦法，由教學(xué)督導(dǎo)組隨機檢查、指導(dǎo)老師同行評價和學(xué)生評教相結(jié)合的方式共同監(jiān)督、提高實踐教學(xué)指導(dǎo)質(zhì)量。
        對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果實施多元化的實驗教學(xué)考核方法，不僅考核學(xué)生的實踐報告，還將學(xué)生的預(yù)習(xí)情況納入考核范圍，并重點對學(xué)生的實踐操作過程進行重點考核。特別是單獨設(shè)課的實驗課和課程設(shè)計等環(huán)節(jié)的期末考試，采用學(xué)生現(xiàn)場抽題、現(xiàn)場操作、老師現(xiàn)場打分的形式進行考核，效果會更好。
        二、資源管理
        開放式實踐教學(xué)活動，必然給實踐教學(xué)資源的正常管理帶來一定的沖擊，為此，從實踐教學(xué)設(shè)備、教學(xué)指導(dǎo)力量和實踐經(jīng)費三個方面對現(xiàn)有的實踐教學(xué)資源管理模式進行了改革與研究。
        （一）教學(xué)設(shè)備管理
        1、開發(fā)實驗設(shè)備管理系統(tǒng)
        運行于PC機操作系統(tǒng)平臺上的實驗設(shè)備管理系統(tǒng)，以簡單友好的操作方式對實驗中心所有的實驗設(shè)備、儀器儀表、實驗元器件等實踐資源的數(shù)量、當前狀態(tài)等情況進行管理，并提供相應(yīng)的使用說明、維護方法等功能，可以減輕工作人員的管理工作量、提高管理質(zhì)量。
        2、建設(shè)開放性實踐項目網(wǎng)上管理系統(tǒng)
        將實驗中心的實踐資源、實驗項目、實驗指導(dǎo)資料等相關(guān)信息上網(wǎng)，實現(xiàn)開放時間、內(nèi)容和地點網(wǎng)上預(yù)約和網(wǎng)上遠程輔導(dǎo)功能，有利于提高效率、加大開放力度。
        3、制定開放式實踐教學(xué)相關(guān)管理制度
        為保證開放式實踐教學(xué)的正常運行，制定了實驗室開放管理辦法、開放式實踐教學(xué)實施細則、開放實驗室實驗設(shè)備管理辦法、實驗室儀器設(shè)備損壞及丟失賠償制度等一系列規(guī)章制度。隨著實踐的不斷深入，相應(yīng)的管理制度還需不斷調(diào)整與完善。
        （二）教學(xué)指導(dǎo)力量管理
        實踐教學(xué)指導(dǎo)力量包括師資力量和指導(dǎo)資料兩個方面。
        可以采取三種措施來解決開放式實踐教學(xué)模式帶來的師資力量不足的難題：（1）引進。在引進熱愛實踐教學(xué)工作且技術(shù)過硬的高層次人才的同時，接收研究生和高年級優(yōu)秀本科生從事實踐教學(xué)中的助教或助管工作；（2）培養(yǎng)。加強對實踐教學(xué)指導(dǎo)老師的師資培訓(xùn)，定期安排他們進行學(xué)習(xí)，充實新知識、新內(nèi)容，鼓勵他們積極參加科研活動和內(nèi)部工作經(jīng)驗交流會；（3）激勵。建立健全的獎勵機制和晉升制度，以津貼、獎金、評優(yōu)等多種方式激發(fā)實踐指導(dǎo)老師的工作熱情，便其熱衷于實踐指導(dǎo)工作、以穩(wěn)定實踐教學(xué)師資隊伍。
        學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、自主實踐活動，需要配備必要的圖書資料和常用元器件的使用方法實踐教學(xué)指導(dǎo)資料，這些資料可以從圖書館和專業(yè)網(wǎng)站上獲取。此外，有必要組織實踐經(jīng)驗豐富的老師和企業(yè)工程技術(shù)人員根據(jù)實驗中心的實際情況編寫開放式實驗與實訓(xùn)教材或指導(dǎo)書，盡量多的引用工程實例來反映科技新成果和最新科研成果，使其既具備完善的理論知識體系，又有較強的工程實用特色，用以指導(dǎo)學(xué)生自主開展實踐活動。
        （三）經(jīng)費管理
        為保證開放式實踐教學(xué)順利開展，必須有穩(wěn)定充足的經(jīng)費來維護實驗設(shè)備、補充實驗材料。一方面，可以設(shè)立開放式實踐教學(xué)專項基金，根據(jù)每學(xué)期承擔(dān)的實踐教學(xué)項目數(shù)、學(xué)時數(shù)、人時數(shù)等開放式實踐教學(xué)任務(wù)完成情況統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、統(tǒng)一支付；另一方面，可以通過整合并優(yōu)化實驗中心的實驗資源，通過減少重復(fù)投資來節(jié)省實踐經(jīng)費；對于某些特殊的實踐活動，也可以讓學(xué)習(xí)自行購置部分實驗元器件。
        三、結(jié)論
        以我校電氣工程實驗中心為例，從教學(xué)體系、教學(xué)方法、考核方法、實驗設(shè)備、指導(dǎo)力量和經(jīng)費管理這6個方面對開放式實踐教學(xué)管理模式進行了研究和初步實踐，對進一步深化開放式實踐教學(xué)改革具有一定的借鑒意義。
參考文獻:
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