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微機測控課程教學(xué)體系的構(gòu)建與實踐
微型計算機簡稱“微型機”、“微機”，由于其具備人腦的某些功能，所以也稱其為“微電腦”。微型計算機是由大規(guī)模集成電路組成的、體積較小的電子計算機。它是以微處理器為基礎(chǔ)，配以內(nèi)存儲器及輸入輸出(I/0)接口電路和相應(yīng)的輔助電路而構(gòu)成的裸機。
摘要：針對應(yīng)用型高校特點和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的需要，針對電氣工程及其自動化專業(yè)微機測控課程群存在的問題，改革人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建基于培養(yǎng)實踐和創(chuàng)新能力為重點的立體化教學(xué)體系。包括優(yōu)化課程體系、改革教學(xué)模式;建設(shè)示范中心，強化課內(nèi)實踐環(huán)節(jié);以項目驅(qū)動改革課程設(shè)計、實習(xí)教學(xué)模式;改革專業(yè)技能、科研技能訓(xùn)練模式、全方位鼓勵學(xué)科競賽活動。實踐證明學(xué)生的學(xué)科研素養(yǎng)得到有效提升，學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新設(shè)計能力得到有效增強。
關(guān)鍵詞：微機測控課程 實踐 創(chuàng)新 構(gòu)建 教學(xué)體系
人才培養(yǎng)的核心問題是人才標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量，其由社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求性所決定，呈現(xiàn)一定的時代性特征。“當(dāng)代社會的發(fā)展是在嚴(yán)峻復(fù)雜的國內(nèi)外環(huán)境中進(jìn)行的�？萍紕�(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，社會結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐不斷加快，社會的發(fā)展和人的發(fā)展更加充分。但與此同時，社會可持續(xù)發(fā)展所面臨的各種矛盾和困擾更加復(fù)雜化、尖銳化，尤其是所受到的人口、資源、環(huán)境承載力的約束日益趨緊。要謀求在復(fù)雜環(huán)境中占有一席之地，創(chuàng)新是唯一出路。”高校作為高等教育的主力軍，其具有人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會服務(wù)、文化傳承創(chuàng)新四大職能，其中最根本的職能是人才培養(yǎng)。因而積極構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)具有實踐動手能力和創(chuàng)新能力的大批高素質(zhì)人才，不僅是國家創(chuàng)新體系建設(shè)對廣大高校的根本要求，也是服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的現(xiàn)實需要，更是高校自身持續(xù)發(fā)展的必然選擇。因而，如何根據(jù)應(yīng)用型高校特點和社會對高校培養(yǎng)具有實踐和創(chuàng)新能力人才的現(xiàn)實需求，改革和優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，改革和優(yōu)化課程體系建設(shè)，努力構(gòu)建以培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新精神為核心的培養(yǎng)體系，是此類大學(xué)進(jìn)一步深化教學(xué)改革，切實提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。
在國家提倡大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新，高校分類轉(zhuǎn)型的大背景下，河北科技師范學(xué)院作為河北省十所應(yīng)用型試點高校之一，迎來了難得的發(fā)展機遇;其作為教育部全國首批職教師資培訓(xùn)重點建設(shè)基地院校，長期以來一直定位為應(yīng)用型地方高校，其在人才培養(yǎng)模式做了很多先行先試工作，積累了一定的經(jīng)驗，同時也存在一些急迫需要解決的問題。當(dāng)前我校電氣工程及其自動化專業(yè)微機測控課程群存在教學(xué)模式和教學(xué)手段單一、缺乏多樣性、適應(yīng)性，不利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、工程實踐能力和創(chuàng)新精神;實驗、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對薄弱，對學(xué)生科技創(chuàng)新活動重視和投入不足;綜合型、設(shè)計型、研究型和創(chuàng)新型實驗內(nèi)容不足;傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式不利于發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性;缺乏自主研究、自主創(chuàng)新的環(huán)境和氛圍。
基于以上分析，本文提出“構(gòu)建微機測控群教學(xué)體系”，旨在通過課程體系結(jié)構(gòu)包括理論教學(xué)和實踐、實驗教學(xué)體系結(jié)構(gòu)改革，將科技競賽等納入其中，多角度全方位為學(xué)生創(chuàng)新培養(yǎng)搭建舞臺，大力促進(jìn)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的提高，培養(yǎng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)急需的電氣工程創(chuàng)新人才，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
一、構(gòu)建課程體系，綜合運用現(xiàn)代化教學(xué)手段，改革教學(xué)模式，培育精品課程
根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)微機測控方向人才培養(yǎng)需求，科學(xué)構(gòu)建8門理論課程和6門實踐課程組成的微機測控群課程體系，如圖所示。其突出“課內(nèi)教學(xué)與課外教學(xué)結(jié)合、理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重、基本技能培養(yǎng)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)兼顧”的特點，實現(xiàn)學(xué)生四年能力培養(yǎng)不斷線。每年以新理論與新技術(shù)、科研實踐中先進(jìn)實用電路、工程實際案例等更新部分課程內(nèi)容;開設(shè)2門競賽培訓(xùn)、創(chuàng)新研修課程，將前沿科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，在專業(yè)教學(xué)中融合素質(zhì)教育和創(chuàng)新精神;設(shè)置討論課，創(chuàng)設(shè)情境，啟發(fā)思考，自主研究，協(xié)作交流，總結(jié)提高;探索大班上課、小班輔導(dǎo)教學(xué)模式，大班教學(xué)滿足共性需求，小班輔導(dǎo)促進(jìn)個性發(fā)展。實施柔性教育方法，通過優(yōu)質(zhì)課件研制、工程設(shè)計軟件引入課堂、多樣化輔導(dǎo)。制訂啟發(fā)式教學(xué)流程，編寫啟發(fā)式教案。將便攜式實驗箱、口袋實驗室發(fā)給學(xué)生，邊上課邊實踐、先實踐后上課、上課后再實踐;實施重能力、求創(chuàng)新的累加式考核方法，全面客觀評價學(xué)生實際能力。通過省級精品課程“微型計算機原理及應(yīng)用”的建設(shè)，帶動2門校級精品課程、1門校級重點課的建設(shè)，通過國家規(guī)劃教材、國家精品教材以及省級精品教材，帶動《微型計算機原理及應(yīng)用》等校本教材建設(shè)，形成省、校兩級精品課程及教材體系，推動優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源普及共享。
二、建設(shè)示范中心，強化課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)
加強實驗教學(xué)示范中心硬件設(shè)施和管理體制建設(shè)，依托已有的電工電子省級實驗教學(xué)示范中心，建成“開放、共享、高效、自主學(xué)習(xí)”的培養(yǎng)平臺。精心設(shè)計電工電子綜合實驗、高級過程控制綜合實驗等實驗系列課程內(nèi)容，與理論課緊密結(jié)合，設(shè)置驗證性、設(shè)計型、綜合型、創(chuàng)新型、研究型、自主型等多層次實驗教學(xué)內(nèi)容，每年更新部分實驗項目;打破電與非電專業(yè)、多學(xué)時與少學(xué)時、課程與課程之間界限，建設(shè)開放性實驗教學(xué)平臺。利用在研科研項目及成果，研制2種綜合實驗系統(tǒng)，開設(shè)30個創(chuàng)新型、研究型、自主型實驗項目;開設(shè)虛擬實驗實現(xiàn)真實實驗不具備或難以完成的教學(xué)功能。關(guān)于不可逆、不可及、高危險的操作、高耗時、高成本、高消耗、復(fù)雜工程訓(xùn)練等情況時，提供經(jīng)濟(jì)、實用的實驗項目;例如Labview虛擬儀器軟件在檢測技術(shù)相關(guān)實驗項目的使用;過程控制高級實驗裝置運用Wincc仿真軟件觀測鍋爐水溫度調(diào)節(jié)過程。網(wǎng)絡(luò)化、全開放，強化學(xué)生自主學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生自主實驗、自主研究;建立多段式實驗考核方式，多方位評價學(xué)生實際能力。
三、改革課程設(shè)計和實習(xí)教學(xué)模式，以項目驅(qū)動，培養(yǎng)學(xué)生工程思維及工程創(chuàng)新能力
以工程實踐能力、多學(xué)科背景及整體性思維方式、職業(yè)道德和社會責(zé)任感教學(xué)目標(biāo)，以工程創(chuàng)新實踐為導(dǎo)向，“項目”驅(qū)動，構(gòu)建以“課程設(shè)計”、“認(rèn)知實習(xí)項目”“基礎(chǔ)實習(xí)項目、專業(yè)綜合實習(xí)項目、創(chuàng)新訓(xùn)練項目、創(chuàng)新競賽項目和企業(yè)實戰(zhàn)項目”為核心內(nèi)容的工程創(chuàng)新項目教學(xué)體系，多維度地為大學(xué)生工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)發(fā)揮重要作用。項目教學(xué)以工程項目實際為依托，改變傳統(tǒng)學(xué)科知識邏輯的束縛，切實按工程項目現(xiàn)實需要的技術(shù)邏輯構(gòu)建專業(yè)教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生在真實或模擬的工作情景下，通過課程設(shè)計、教學(xué)實習(xí)、項目實踐，整合知識，創(chuàng)造知識，提升工程創(chuàng)新能力。學(xué)校構(gòu)建旨在提高大學(xué)生科研素養(yǎng)、工程實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力的項目教學(xué)體系，通過跨學(xué)科實踐平臺建設(shè)、項目教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)、多渠道拓展項目來源、加大專項經(jīng)費投入、制訂完善的項目運行管理制度等，保障項目教學(xué)的實施與可持續(xù)發(fā)展。瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿技術(shù)，建設(shè)區(qū)域工程研究中心2個和6個校內(nèi)外創(chuàng)新實踐教學(xué)基地。
四、改革專業(yè)技能和科研技能訓(xùn)練模式、全方位鼓勵學(xué)科競賽活動
以項目或競賽為載體，強調(diào)專業(yè)技能和科研技能項目訓(xùn)練的自主性、個性化和研究性，引導(dǎo)學(xué)生自主研究、主動探索，激發(fā)創(chuàng)新潛能。每年發(fā)布約30個微機測控方向的專業(yè)、科研訓(xùn)練項目，供學(xué)生自主研究和探索;指導(dǎo)學(xué)生成立了“電子愛好者協(xié)會”、“單片機應(yīng)用技術(shù)協(xié)會”、“數(shù)學(xué)建模協(xié)會”等;定期發(fā)布探索性題目，以興趣小組和討論班等開展活動。
實施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，組織或承辦各種國內(nèi)、省內(nèi)、市內(nèi)學(xué)科競賽。把微機測控群各類競賽融入到提高創(chuàng)新意識和提升創(chuàng)造能力之中，并非為了競賽而競賽。利用學(xué)校資金、社會捐贈，建成6個校內(nèi)外創(chuàng)新實踐平臺;發(fā)展5個學(xué)生科技創(chuàng)新社團(tuán)，營造創(chuàng)新氛圍;實施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，組織或承辦5種各級學(xué)科競賽。積極開展課外科技活動，組織“康泰杯”單片機設(shè)計競賽，指導(dǎo)學(xué)生參加河北省及全國電子設(shè)計競賽、“挑戰(zhàn)杯”等高水平競賽，近年來共獲得省部級、市級獎勵100余項，以賽促學(xué)，有效勾連理論知識與實際問題，提高學(xué)生分析解決問題能力、創(chuàng)新意識和開發(fā)設(shè)計能力。
經(jīng)過近5年的實踐，學(xué)生科研素養(yǎng)得到有效提升。學(xué)生開展科研訓(xùn)練立項數(shù)達(dá)100余項，其中省級項目30余項，校級項目70項，參與人數(shù)近400人;學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新設(shè)計能力得到有效增強;學(xué)生面向企業(yè)開展了多個項目的設(shè)計研究。參與企業(yè)實戰(zhàn)設(shè)計和工作的學(xué)生達(dá)到200多人，獲得實用新型、發(fā)明專利10多項;學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”、“秦皇島市單片機設(shè)計大賽”、“飛思卡爾杯”大學(xué)生智能車競賽、全國電子設(shè)計大賽等國家級、省部級、市廳級等獎項30余項;學(xué)生就業(yè)受到用人單位的歡迎，學(xué)生一次就業(yè)率高達(dá)85%以上，用人單位對學(xué)校人才培養(yǎng)整體質(zhì)量滿意度不斷提高。以此同時，學(xué)校實施教師研究能力提升、青年教師培養(yǎng)、教學(xué)名師建設(shè)和教學(xué)研究項目牽引工程，建成校級教學(xué)團(tuán)隊;較好地解決了部分教師研究能力和教學(xué)水平不高;部分教師缺乏工程經(jīng)歷、工程素質(zhì)和實踐經(jīng)驗等問題。
參考文獻(xiàn)：
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