電子技術是近幾年發展最快、對生活影響最大的科學技術之一。電子技術類課程是電類學科的專業基礎課,主要包含《模擬電子技術》《數字電子技術》等課程,這些課程都包含大量的實驗和實踐內容。我們教學團隊在長期的教學過程中發現了實驗實踐教學存在綜合性、貫通性和工程性缺乏等問題,基于發現問題,團隊教師對實驗實踐教學進行了改革。
通過多年的電子技術類課程的理論與實踐教學,國家級電工電子實驗教學示范中心建成了由模擬電子技術教學團隊、數字電子技術教學團隊和電工學教學團隊構成的電子技術類教學平臺,平臺由十幾位老中青結合,90%碩士以上學歷的高層次專職教師和實驗教師構成。團隊教師們通過多年的教學與實踐,在實驗實踐教學過程中發現存在以下問題:
1.實驗缺乏綜合性和創新性。驗證性實驗偏多,實驗老師講得多,學生實踐過程短。
2.實驗缺乏貫通性和延續性。實驗項目設計較為獨立,實驗用裝置不能在其它實驗中重復運用,使用效率低。
3.實驗缺乏工程性和實踐性。實驗項目與學生專業方向的聯系不強,不能激發學生的積極性和創造性,學生實驗興趣不高,實驗效果不好。
針對以上問題,團隊教師通過討論和積極探索,結合學校與專業特色從實驗項目設計、實驗裝置開發、實驗指導書編寫和產學研協同育人幾個方面進行了實驗實踐教學方面的改革與創新平臺的建設。
主要經驗做法與突破點是:
1.實驗項目與案例設計
鑒于早期電子技術類實驗項目陳舊、驗證性偏多等諸多問題,團隊教師進行實驗案例與實驗實踐項目的開發,大大增加了綜合性和設計性實驗的比例,并提高了實驗項目的趣味性和貫通性,近幾年,電子技術類實驗項目的更新率達到了30%左右。
2.實驗裝置自制
團隊教師參與實驗室建設,與實驗室教師一塊進行了實驗設備的研發與制作,先后設計開發了模擬電子實驗箱、FPGA實驗箱、DSP實驗箱及虛擬儀器、單片機實驗箱以及電子工藝焊接模塊。鑒于電子技術的快速發展與實驗裝置的老化,目前已經啟動新一輪的模擬電子技術實驗箱、數字電子技術實驗箱、FPGA實驗箱和單片機實驗箱的開發研制工作。
3.實驗指導書編寫
團隊教師同時進行了模擬電子技術、數字電子技術、電路、EDA和單片機等實驗指導書的編寫,并每年根據實驗項目的更新和實驗裝置的更換情況進行相關實驗內容和裝置使用說明的修訂。
4.校企合作、協同育人與實驗室建設
在新工科建設與專業認證的大背景下,團隊教師與國內外知名實驗實踐設備廠商和企業緊密合作,積極參與校企合作和協同育人項目的申報立項和研發工作。高校教師和企業雙方密切配合,為學生的實驗實踐教學提供了平臺和環境,同時也為教師和企業自身的成長提供了發展空間。
通過實驗項目的開發與建設,提高學生的創新和實踐能力的同時團隊教師的教學與科研能力也得到了提高。團隊教師將開發的優秀實驗實踐項目加以優化和整理,參加全國電工電子基礎課程實驗教學案例競賽獲得了多項獎勵。崔保春老師的“水下搜尋與檢測機器人設計”“中小型水域水面清潔機器人設計”“復雜地形移動機器人設計”分別獲得案例競賽一、二、三等獎。郭梅、呂常智、馬進等老師也紛紛獲獎。
團隊自制的實驗箱以及實驗模塊以及自編的實驗指導書,在實驗室使用并優化改進之后獲得了良好的實驗教學效果,自制的實驗設備也獲得了較好的成果。
自2017年以來,團隊與企業合作申請了11項教育部高教司的協同育人項目,目前大部分項目正在實施或結題過程當中。另外團隊教師還申請并主持了多項省部級教學科研項目,并取得了相關成果。(作者:自動化學院 呂常智)