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摘要:針對目前我院電氣信息類專業教學及人才培養方面存在的不足,提出依托電子設計競賽促進教學改革和高素質人才培養。通過“以賽促改”來轉變教學理念,完善教學體系;通過“以賽促教”來提高教師教學水平,改善教學效果;通過“以賽促學”來增強學生學習興趣,提高學習主動性;通過“以賽促練”來鍛煉學生實踐動手能力,提高學生的專業素質和創新能力。實踐證明,依托電子設計競賽平臺,教學團隊建設逐見成效,教研成果樂觀,教學效果顯著,學生綜合創新能力得到增強,人才培養效果令人滿意。
關鍵詞:學科競賽;創新能力;人才培養;教學改革
由教育部、協會、社會團體、政府等部門組織的各類學科競賽,吸引了很多學生的參與,激發了學生學習興趣,有效提高了學生分析問題、解決問題的能力,學生實踐能力得到鍛煉、創新意識得到增強,學科競賽一定程度上促進了教學改革和教學質量提升。[1-4]全國大學生電子設計與制作競賽(簡稱“電子設計競賽”)是教育部主辦的A級賽事,多年來作者作為指導教師就競賽經驗,結合電氣信息類專業教學現有問題,以電子設計競賽為基礎,研究教學改革以及大學生實踐與創新能力的培養問題。依托電子設計競賽,促進教學理念轉變、教學體系完善、教學內容與方法改革、增強學生學習興趣,提高學習主動性,鍛煉學生實踐動手能力,提高學生的專業素質和創新能力。
1以電子設計競賽促進教學改革
1.1以賽促改,轉變教學理念,完善教學體系
現有專業課程設置與教學模式已不能適應當今社會對人才培養的要求,學科競賽的參與,倒逼了學校進行教學模式與課程體系的改革。為此對我院電氣信息類的課程體系進行了修訂,將新技術、新知識加入到課程體系中來,引入前沿知識講座、增加新教程;提高實踐類的課程的課時與學分,增加實踐內容與種類,以實驗、實訓、設計與調試課程來進行;除專業批選課外,加大專業任選課的開設,使學生有更多的機會來選擇所感興趣的課程。在改革課程體系的同時,還對教學模式與教學手段進行探索,形成了課堂理論教學——課堂軟件仿真驗證——課后實驗實踐——綜合實訓的教學模式,摒棄了以往單一的板書或多媒體教學方式,實現板書與多媒體結合、實驗與仿真結合、課堂與課后結合、單個實驗與項目綜合結合的教學模式與教學手段。結合競賽建立了一種分層次開放式創新教育模式,如圖1所示。加強綜合性、設計性實踐教學,致力于學生創新精神和創新能力的培養。加強產、學、研合作,努力創建創新的教學平臺。
1.2以賽促教,提高教師教學水平,改善教學效果
全國電子設計競賽包含了電氣、電子、自動化和通信專業諸多核心課程知識,包括電路基礎知識、單片機及接口技術、控制原理、總線通信技術等,因此要求指導教師要具有扎實的本學科專業和交叉學科專業的知識,才能融會貫通,做到理論聯系實際,在比賽中游刃有余。這對教師理論知識的把握程度以及實踐能力的要求是一個較大挑戰,倒逼教師要不斷自我學習、實踐練習,來提升能力迎接挑戰。電子設計競賽不僅要求提供設計報告,還要求制作出實物作品。通常情況下,競賽需要準備單片機、DSP、ARM、FPGA等開發板,這些都是電子信息領域和控制行業常用的主控芯片。應用這些開發平臺,針對電子設計競賽的題目設置,既可以完成溫度采集、人機接口、交通燈等常規項目,也可完成小車行走、倒立擺控制等比較復雜的項目。這些項目都具有很強的實效性,非常鍛煉教師在實際項目中解決問題的能力,彌補了教師在企業實踐少、缺乏實際經驗的問題,對教師實踐能力提升有非常大的促進作用。此外,通過技能競賽的鍛煉和洗禮,會促使教師思考教學實踐任務中學生應該掌握哪些技能,實踐課程的核心內容與理論教學中的重難點有哪些區別與聯系,從而將電子設計競賽內容分解重組,融合到理實一體項目中去,讓學生去體會真實項目的設計和完成過程,無形中提升了教師的教學水平,改善了教學效果。
2以電子設計競賽促進學生能力培養
2.1以賽促學,增強學生的學習興趣,提高學習主動性
電子設計競賽是一項鍛煉學生智力的專項考試,考核內容遠遠超出了所學課程范圍,這就要求學生需要更多思考、更快速的判斷力、靈活性和熟練程度。通過競賽可以鍛煉學生的智力和培養創新意識,使學生接觸到交叉學科知識,幫助學生學會獨立思考,逐步提升獨立解決問題的能力。電子設計競賽有助于提高學生學習興趣。在教學過程中,要培養學生的競爭意識,鼓勵學生積極參加電子設計競賽,激發學生的學習積極性,通過競賽讓學生感受到理論學習的重要性,提升學生學習興趣和對課本知識的渴望。電子設計等學科競賽的指導思想就是“立足培養,重在參與,鼓勵探索,追求卓越”,目的在于促進高校素質教育質量,鍛煉大學生綜合運用知識的能力、設計能力和工程實踐能力,培養大學生創新意識,激發大學生探索科學奧秘和開展科研工作的興趣和潛能。
2.2以賽促練,鍛煉學生動手能力,培養創新意識
電子設計競賽強調設計、制作與調試一體化,不僅僅是理論設計競賽、實驗競賽,更是考查學生綜合素質、團隊協作能力的競賽,它既對學生綜合運用所學知識能力的考查,又更加注重對學生創新意識和實際動手能力的考查。競賽題目類型多樣,涵蓋電源類、放大器類、信號源類、數據采集與處理類、高頻無線電類、儀器儀表類以及控制類等,一般都是電子信息、控制等領域許多實際問題的模擬,具有針對性、應用性和現實性,這就給學生有了施展自己才華的舞臺,尤其是給了那些具有創新意識、團隊合作精神、動手能力強、理論基礎扎實的學生展示自己才能的機會,使他們的綜合素質、能力得到鍛煉和培養。與單一的實踐教學相比,電子設計競賽可以很好地能培養出訓練有素、實踐能力強的專業實踐性人才,因為這些學生經歷了從認識、設計、調試到測試等一系列專業培訓過程,而且完成作品提交的時間有嚴格限制(為4天3夜),在有限的時間內完成有難度的實際作品,要求的不僅是學生扎實的理論基礎和解決實際問題能力,還包括學生的團隊合作和協作工作能力。
3實踐成效
(1)教學體系得以完善,人才培養令人滿意。我院電氣信息類專業畢業生能力強,素質高,受到用人單位的好評,許多用人單位提前向學校預約畢業生,我院2016~2018連續三屆電氣工程及其自動化專業、自動化專業、電子信息工程專業以及通信工程專業的學生一次就業率平均分別為99%、98%、98%和97%。(2)學生綜合創新能力增強,教學效果顯著。在完善教學體系的基礎上,學生的創新能力與創新意識得到了顯著增強。近三年,共30個隊伍參加電子設計競賽,獲獎隊伍數近20個,獲獎比例約70%,還有部分學生發表了學術論文、申請了國家專利。(3)教學團隊建設逐見成效,教研成果樂觀。借鑒競賽經驗,為改善實踐教學效果,提高學生實踐與創新能力的培養,教師自主研制了模擬電子技術實驗裝置,并編寫了相應的實驗指導書;編寫了《電工與電子技術實踐教程》實踐教材。在開展成果研究過程中,教學團隊積極開展教育教學研究和質量工程建設,進一步豐富實踐教學內涵并取得的一定成果。
4結語
電子設計競賽涵蓋知識面廣,不僅要求學生具有扎實的理論基礎,而且還要求具備很強的實際動手能力。在理論教學和實踐教學過程中引入電子設計競賽的寶貴經驗,促進教學改革,更新教學內容,改善教學方法、完善教學體系,有助于培養電氣信息類專業人才的創新意識和創新能力,為高素質人才輸出提供保障。
參考文獻
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[4]王朗,潘再平.電子設計競賽驅動的信息專業面向復雜工程問題能力培養[J].中國電子教育,2018(4):11-15.
作者:凌六一 韋穎 周孟然 邢麗坤 黃友銳 單位:安徽理工大學電氣與信息工程學院