電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)放式實(shí)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(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)是一種新型教學(xué)方式，在我國尚處于實(shí)踐探索階段。針對目前開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)管理模式中暴露出來(lái)的一系列問(wèn)題，以我校電氣工程實(shí)驗中心為平臺，從教學(xué)管理和資源管理兩個(gè)角度對實(shí)踐教學(xué)管理模式進(jìn)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(shí)驗設備、指導力量和經(jīng)費管理這六個(gè)方面提出了相應的解決方案，提出了一套有利于培養學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng )新能力的開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)管理體系。
關(guān)鍵詞：開(kāi)放式；實(shí)踐教學(xué)；管理模式；資源管理；改革
        開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)模式是針對傳統實(shí)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(shí)踐探索階段。國內部分高校和我校個(gè)別專(zhuān)業(yè)已經(jīng)對開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)進(jìn)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(shí)踐時(shí)間和地點(diǎn)更靈活、實(shí)踐內容更廣泛、實(shí)踐對象更多，自然會(huì )帶來(lái)諸如實(shí)驗設備維護力量不足、實(shí)踐教學(xué)指導力量不足以及實(shí)驗材料消耗過(guò)大、實(shí)踐經(jīng)費不足等一系列新的問(wèn)題，但這些在各高校實(shí)踐開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中暴露出來(lái)的、必須解決的問(wèn)題，目前卻缺乏有效的解決方案。
        針對上述問(wèn)題，以我院電氣工程實(shí)驗中心為例，從教學(xué)管理和資源管理兩個(gè)角度對開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)管理模式進(jìn)行了研究，分別從教學(xué)體系、教學(xué)方法、考核方法、實(shí)驗設備、指導力量和經(jīng)費管理這6個(gè)方面提出了相應的改革方案。通過(guò)整合并優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)管理模式，提出了一套有利于培養學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng )新能力的開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)管理體系。
        一、教學(xué)管理
        開(kāi)放式實(shí)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(gè)方面。
        （一）教學(xué)體系
        隨著(zhù)開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)改革的不斷深入，迫切需要求對課程體系進(jìn)行統籌考慮，使實(shí)踐教學(xué)內容更加系統、合理。為此我院以電氣工程實(shí)驗中心為平臺，構建了“模塊化、層次化”的實(shí)踐教學(xué)新體系。
        1、 模塊化
        以現有實(shí)驗條件為基礎，根據專(zhuān)業(yè)培養目標和學(xué)生就業(yè)方向，將所需的知識結構和能力要求分解為嵌入式系統、PLC工控系統、電力系統等多個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)習方向。各專(zhuān)業(yè)學(xué)習方向由若干個(gè)實(shí)踐教學(xué)課程構成，分別對應于相應理論課程的實(shí)踐教學(xué)。例如，嵌入式系統專(zhuān)業(yè)方向，將開(kāi)設檢測技術(shù)、單片機原理、單片機的C語(yǔ)言編程、接口電路、Protel軟件應用、Proteus仿真、上位機編程、網(wǎng)絡(luò )通訊、DSP、ARM、RTOS軟件開(kāi)發(fā)等方面的實(shí)踐教學(xué)課程，通過(guò)各實(shí)踐課程由淺入深的逐次過(guò)渡，最終使學(xué)生在該方向上具備較強的實(shí)踐動(dòng)手能力，為就業(yè)或深造打下良好基礎。
        2、層次化
        根據完成實(shí)踐項目所需的知識結構、能力要求的不同，將實(shí)踐教學(xué)環(huán)節分為基礎實(shí)踐、綜合實(shí)踐和工程實(shí)踐三個(gè)層次。
        基礎實(shí)踐是第一層次，主要指實(shí)驗課教學(xué)和課程設計，包括專(zhuān)業(yè)基礎實(shí)驗、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗、網(wǎng)絡(luò )虛擬與仿真實(shí)驗，通過(guò)對所學(xué)課程理論知識的初級應用實(shí)現基本操作技能的訓練。
        綜合實(shí)踐是第二層次，在生產(chǎn)實(shí)習教學(xué)環(huán)節和各類(lèi)專(zhuān)業(yè)競賽活動(dòng)中，在實(shí)驗室層面的理想條件下解決生產(chǎn)生活中的某類(lèi)問(wèn)題。學(xué)生自行查閱資料、自主設計并調試完成實(shí)踐作品，通過(guò)對多門(mén)課程理論知識綜合應用實(shí)現綜合實(shí)踐操作技能的訓練。
        工程實(shí)踐是第三層次，在畢業(yè)設計教學(xué)環(huán)節和各項助研活動(dòng)中，從工程實(shí)際的角度解決生產(chǎn)生活中的某類(lèi)問(wèn)題。學(xué)生自行查閱資料、現場(chǎng)調研、小組合作設計并調試完成實(shí)踐作品，通過(guò)參與實(shí)際的工程項目，提高學(xué)生解決現場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題的能力，實(shí)現職業(yè)化實(shí)踐能力的培養。
        （二）教學(xué)方法
        傳統的實(shí)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(shí)踐方案進(jìn)行具體操作，很少去研究實(shí)踐方案的構思、實(shí)踐方法和技巧，不利于培養學(xué)生發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
        為適應開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)模式的教學(xué)需要，對上述實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行了改革，結合模塊化、層次化的實(shí)踐教學(xué)體系，提出以下幾種教學(xué)方式：
        1、“板書(shū)和多媒體”相結合的教學(xué)方法
        在基礎實(shí)踐階段，引入多媒體教學(xué)方式作為輔助教學(xué)手段。當向學(xué)生講解必要的操作技巧、抽象的概念、工藝流程、實(shí)驗現象等問(wèn)題時(shí)，僅通過(guò)板書(shū)講解將很難表達清楚，若此時(shí)利用PPT或CAI等多媒體課件以實(shí)物圖片、錄像和動(dòng)畫(huà)等形式進(jìn)行解說(shuō)，則不僅會(huì )使枯燥、繁雜的內容變得直觀(guān)易懂，還會(huì )拓寬學(xué)生視野、激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣，達到事半功倍的效果。
        2、“實(shí)物操作和虛擬實(shí)驗”相結合的教學(xué)方法
        在實(shí)驗元器件和實(shí)驗設備充足的條件下，學(xué)生自主設計實(shí)踐方案并搭接、調試實(shí)驗電路，是最好的實(shí)踐教學(xué)方式之一。然而，在實(shí)驗原材料缺乏、實(shí)驗設備數量有限、實(shí)踐項目復雜、實(shí)踐成本過(guò)高的情況下，實(shí)物操作的實(shí)踐方式卻難以實(shí)際操作。此時(shí)，借助于Proteus、Labview等仿真軟件進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗，通過(guò)對實(shí)驗參數、結構進(jìn)行調整可以在一定程度上模擬實(shí)踐過(guò)程和結果。在基礎實(shí)踐階段以及在綜合實(shí)踐的方案驗證階段，采用虛擬仿真的實(shí)踐方式，可以有效的解決上述問(wèn)題。 
        3、“自主實(shí)踐和適當指導”相結合的教學(xué)方法
        在綜合實(shí)踐和工程實(shí)踐階段，學(xué)生已經(jīng)具備一定的實(shí)踐動(dòng)手能力。該層次學(xué)生的實(shí)踐項目大多數是綜合性題目，可以引入項目教學(xué)法進(jìn)行實(shí)踐訓練。在實(shí)踐過(guò)程中，將學(xué)生分成若干個(gè)小組，每組2-3人，然后將實(shí)踐項目布置給各小組，經(jīng)指導老師適當的指導后，通過(guò)小組成員之間的相互交流、分工合作來(lái)共同完成。實(shí)踐證明，這種教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生學(xué)習的積極性與創(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(shí)驗課、課程設計等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節考核方式中普遍存在的“只考核學(xué)生不評價(jià)指導質(zhì)量”、“考核學(xué)生只重視知識考核（如實(shí)驗報告、筆試成績(jì)）、忽略對動(dòng)手能力的考核”等不足，提出了一套開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)模式下的“指導質(zhì)量和學(xué)習效果”相結合的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量綜合評價(jià)體系。
        評價(jià)實(shí)踐教學(xué)指導質(zhì)量的最終目的是提高指導質(zhì)量，采用以下方法：（1）在嵌入式系統、PLC工控系統等每個(gè)實(shí)踐方向，均配備多名具備不同知識結構的指導教師，形成實(shí)踐指導導師組，由導師組共同指導學(xué)生完成實(shí)踐項目；（2）定期開(kāi)展由指導老師、學(xué)生共同參加的實(shí)踐指導與學(xué)習經(jīng)驗交流，及時(shí)發(fā)現新問(wèn)題、新建議、新方法，有利于更好的指導實(shí)踐；（3）制定綜合考核評價(jià)辦法，由教學(xué)督導組隨機檢查、指導老師同行評價(jià)和學(xué)生評教相結合的方式共同監督、提高實(shí)踐教學(xué)指導質(zhì)量。
        對學(xué)生的學(xué)習效果實(shí)施多元化的實(shí)驗教學(xué)考核方法，不僅考核學(xué)生的實(shí)踐報告，還將學(xué)生的預習情況納入考核范圍，并重點(diǎn)對學(xué)生的實(shí)踐操作過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)考核。特別是單獨設課的實(shí)驗課和課程設計等環(huán)節的期末考試，采用學(xué)生現場(chǎng)抽題、現場(chǎng)操作、老師現場(chǎng)打分的形式進(jìn)行考核，效果會(huì )更好。
        二、資源管理
        開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，必然給實(shí)踐教學(xué)資源的正常管理帶來(lái)一定的沖擊，為此，從實(shí)踐教學(xué)設備、教學(xué)指導力量和實(shí)踐經(jīng)費三個(gè)方面對現有的實(shí)踐教學(xué)資源管理模式進(jìn)行了改革與研究。
        （一）教學(xué)設備管理
        1、開(kāi)發(fā)實(shí)驗設備管理系統
        運行于PC機操作系統平臺上的實(shí)驗設備管理系統，以簡(jiǎn)單友好的操作方式對實(shí)驗中心所有的實(shí)驗設備、儀器儀表、實(shí)驗元器件等實(shí)踐資源的數量、當前狀態(tài)等情況進(jìn)行管理，并提供相應的使用說(shuō)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、建設開(kāi)放性實(shí)踐項目網(wǎng)上管理系統
        將實(shí)驗中心的實(shí)踐資源、實(shí)驗項目、實(shí)驗指導資料等相關(guān)信息上網(wǎng)，實(shí)現開(kāi)放時(shí)間、內容和地點(diǎn)網(wǎng)上預約和網(wǎng)上遠程輔導功能，有利于提高效率、加大開(kāi)放力度。
        3、制定開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)相關(guān)管理制度
        為保證開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)的正常運行，制定了實(shí)驗室開(kāi)放管理辦法、開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)實(shí)施細則、開(kāi)放實(shí)驗室實(shí)驗設備管理辦法、實(shí)驗室儀器設備損壞及丟失賠償制度等一系列規章制度。隨著(zhù)實(shí)踐的不斷深入，相應的管理制度還需不斷調整與完善。
        （二）教學(xué)指導力量管理
        實(shí)踐教學(xué)指導力量包括師資力量和指導資料兩個(gè)方面。
        可以采取三種措施來(lái)解決開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)模式帶來(lái)的師資力量不足的難題：（1）引進(jìn)。在引進(jìn)熱愛(ài)實(shí)踐教學(xué)工作且技術(shù)過(guò)硬的高層次人才的同時(shí)，接收研究生和高年級優(yōu)秀本科生從事實(shí)踐教學(xué)中的助教或助管工作；（2）培養。加強對實(shí)踐教學(xué)指導老師的師資培訓，定期安排他們進(jìn)行學(xué)習，充實(shí)新知識、新內容，鼓勵他們積極參加科研活動(dòng)和內部工作經(jīng)驗交流會(huì )；（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(shí)踐指導老師的工作熱情，便其熱衷于實(shí)踐指導工作、以穩定實(shí)踐教學(xué)師資隊伍。
        學(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習、自主實(shí)踐活動(dòng)，需要配備必要的圖書(shū)資料和常用元器件的使用方法實(shí)踐教學(xué)指導資料，這些資料可以從圖書(shū)館和專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站上獲取。此外，有必要組織實(shí)踐經(jīng)驗豐富的老師和企業(yè)工程技術(shù)人員根據實(shí)驗中心的實(shí)際情況編寫(xiě)開(kāi)放式實(shí)驗與實(shí)訓教材或指導書(shū)，盡量多的引用工程實(shí)例來(lái)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(shí)用特色，用以指導學(xué)生自主開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)。
        （三）經(jīng)費管理
        為保證開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)順利開(kāi)展，必須有穩定充足的經(jīng)費來(lái)維護實(shí)驗設備、補充實(shí)驗材料。一方面，可以設立開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)專(zhuān)項基金，根據每學(xué)期承擔的實(shí)踐教學(xué)項目數、學(xué)時(shí)數、人時(shí)數等開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)任務(wù)完成情況統籌協(xié)調、統一支付；另一方面，可以通過(guò)整合并優(yōu)化實(shí)驗中心的實(shí)驗資源，通過(guò)減少重復投資來(lái)節省實(shí)踐經(jīng)費；對于某些特殊的實(shí)踐活動(dòng)，也可以讓學(xué)習自行購置部分實(shí)驗元器件。
        三、結論
        以我校電氣工程實(shí)驗中心為例，從教學(xué)體系、教學(xué)方法、考核方法、實(shí)驗設備、指導力量和經(jīng)費管理這6個(gè)方面對開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)管理模式進(jìn)行了研究和初步實(shí)踐，對進(jìn)一步深化開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)改革具有一定的借鑒意義。
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