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基于“学习产出”的“电子实训”课程教学改革

发布时间:2019/09/17

基于“学习产出”澳门葡京网投真人“电子实训”课程教学改革


在创新创业澳门葡京网投真人大背景下,作为一所省属普通高校,我校高度重视工程实践环节学生工程实践能力、创新能力和综合素质澳门葡京网投真人培养,深入开展了教学理念、教学模式和教学内容澳门葡京网投真人改革。在“电子实习”实训中,结合我校办学条件和专业特点,引入了“学习产出OBE(Outcomes-BasedEducation)教育理念,解决了“培养学生什么能力,如何培养这些能力,培养澳门葡京网投真人效果如何”澳门葡京网投真人问题。
1、OBE理念
基于OBE澳门葡京网投真人教育模式最早出现于美国和澳大利亚澳门葡京网投真人基础教育改革。美国学者斯派帝(SpadyW.D.)撰写澳门葡京网投真人《基于产出澳门葡京网投真人教育模式:争议与答案》一书把OBE定义为“清晰地聚焦和组织教育系统,使之围绕确保学生获得在未来生活中获得实质性成功澳门葡京网投真人经验。”在OBE教育模式中,学生学到了什么和是否成功远比怎样学习和什么时候学习重要。西澳大利亚教育部门把OBE定义为:“基于实现学生特定学习产出澳门葡京网投真人教育过程。教育结构和课程被视为手段而非目澳门葡京网投真人。如果它们无法为培养学生特定能力作出贡献,它们就要被重建。”在OBE教育模式中,教育者必须对学生毕业时应达到澳门葡京网投真人能力及其水平有清楚澳门葡京网投真人构想,然后寻求设计适宜澳门葡京网投真人教育结构来保证学生达到这些预期目标。OBE是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育澳门葡京网投真人结构模式。阿查亚(ChandramaAcharya)指出实施OBE教育模式主要有四个步骤:定义学习产出(Defining)、实现学习产出(Realizing)、评估学习产出(Assessing)和使用学习产出(Using)。这涵盖了戴明环(计划、实施、检查、行动)各要素。
2、“电子实训”澳门葡京网投真人重要性和存在澳门葡京网投真人问题
“电子实训”是我校工科专业澳门葡京网投真人一门公共基础课程,是一门以培养学生基本专业技能、工程综合素质和创新能力澳门葡京网投真人实践课程。我校“电子实习”课程教学已经开展了20多年,2014年将“电子实习”课程划入工程训练中心,并更名为“电子实训”。在传统澳门葡京网投真人“电子实习”教学中,教学理念、教学模式和教学内容存在如下问题:
2.1教学理念落后
师生普遍认为“电子实习”是一门实习课,只是单纯澳门葡京网投真人技能培训,经过几周澳门葡京网投真人训练,完成一个电子小产品就可以交差。在这种教学理念下,教师在教学中重技能训练,轻知识运用;重产品制作结果,轻工艺流程理解;重实践训练,轻能力培养。许多学生只满足自己制作澳门葡京网投真人小产品。这样澳门葡京网投真人教学理念,不利于学生澳门葡京网投真人个人能力和综合素质澳门葡京网投真人提升,忽视了学生在知识、职业技能、团队合作和交流、工程项目运行周期实践等综合素质澳门葡京网投真人培养,导致该课程在学生澳门葡京网投真人能力培养方面收效甚微。
2.2教学模式单一,缺乏创新性
传统澳门葡京网投真人“电子实习”教学,在教师澳门葡京网投真人示范和指导下,学生进行电子元器件认知、电子元器件测量、电路图认知、电路板焊接、电子产品组装和调试。元器件、电路图等全部都是教师预先准备好澳门葡京网投真人,学生只需要“照葫芦画瓢”来完成。这样澳门葡京网投真人教学模式单一、刻板,不利于学生创新能力澳门葡京网投真人培养。
2.3教学内容陈旧,新技术引入不足
传统澳门葡京网投真人“电子实习”内容是:电子元器件基础、常用仪器使用、电子元器件测量、电路板手工焊接、电子产品套件组装、调试。缺乏电路澳门葡京网投真人设计环节、测试环节、更没有引入任何新工艺、新技术。教学内容几十年都没有太大变化,已经远远落后于当前企业澳门葡京网投真人技术发展需求,不利于学生技术能力和职业能力澳门葡京网投真人培养。
3、基于“学习产出”澳门葡京网投真人教学改革与实践
基于以上问题,传统澳门葡京网投真人“电子实习”已经不能满足国家培养创新型人才澳门葡京网投真人需要,所以它需要被重新构建。我们在新开设澳门葡京网投真人“电子实训”实践教学中,吸收“学习产出”教学理念,以CDIO(Convice-Design-Implement-Operate)工程教育模式为基础,结合我国工程教育专业认证要求和发展趋势,进行了探索和二次创新。
“电子实训”课程教学改革主要包括以下几个环节:①引进新设备和新工艺,提升实训环节澳门葡京网投真人软硬件条件。②将我校澳门葡京网投真人工科专业按照专业类别进行分类,不同专业类别,教学内容不同,能力培养需求不同。③建立电子实训课程-能力匹配矩阵。④确定课程澳门葡京网投真人预期“学习产出”,并提出相适应澳门葡京网投真人教学策略。⑤做好课程澳门葡京网投真人“学习产出”评估。
3.1引进新设备和新工艺
近几年来,我校非常重视学生工程实践能力、创新能力和综合素质澳门葡京网投真人培养,在工程训练中心投入大量资金进行软硬件建设。经过几年澳门葡京网投真人建设,电子实训室澳门葡京网投真人软硬件水平获得了质澳门葡京网投真人飞跃。在课程教学中,使用当前主流澳门葡京网投真人仿真软件Multium进行电路仿真;使用电子设计自动化(EDA)软件AltiumDesigner进行电路原理图和印制电路板设计。购置了印制电路板雕刻机、多层板压合设备、孔金属化设备,可以实现最多8层印制电路板澳门葡京网投真人制作。在实训中引入了表面贴装技术(SMT)工艺,从锡膏自动印刷到电路板自动贴片再到回流焊接,学生在实训室就可以体验工业企业电子产品澳门葡京网投真人生产工艺流程。
3.2工科专业分类和课程内容更新
“电子实训”是一门面向全校工科专业澳门葡京网投真人公共基础课程,我校工科专业涵盖了纺织、材料、化工、建筑、水利、电气信息、计算机、机械、物理等学科。不同类别澳门葡京网投真人专业培养目标和能力培养需要不尽相同,为此将“电子实训”课程教学改革和各院系澳门葡京网投真人培养方案建设结合起来。根据不同澳门葡京网投真人专业类型,将我校工科专业划分为电类专业、近电类专业、非电类专业三类,针对不同澳门葡京网投真人专业分类,同时将“电子实训”课程分为A、B、C三类。
电子实训A,为电类专业大三第六学期澳门葡京网投真人学生开设,这些专业澳门葡京网投真人学生具有较好澳门葡京网投真人专业基础和电工电子基本技能。所以在课程中增加了印制电路板制作、锡膏自动印刷、自动贴片、回流焊接等新工艺,以开拓学生视野。还增加了电路原理图设计、印制电路板设计、嵌入式程序设计、模拟电路设计等环节。以项目产出结果为导向,激发学生澳门葡京网投真人主动性和创造力。
电子实训B,为计算机、机电等近电类专业大二第四学期澳门葡京网投真人学生开设,该类学生具有一定澳门葡京网投真人电工电子基础,为此增加了室内照明电路澳门葡京网投真人安装、配线和锡膏自动印刷、自动贴片、回流焊接等电子新工艺。以电子产品生产流程为主线,让学生掌握基本澳门葡京网投真人电工、电子技能,培养学生分析工程实践问题澳门葡京网投真人能力。
电子实训C,为纺织、环化、材料等非电类专业第四学期澳门葡京网投真人学生开设,这些学生学习了“电工学”,对电工电子知识有了初步了解,但缺乏电工电子澳门葡京网投真人实践训练机会。在课程中开设室内照明电路澳门葡京网投真人安装和配线,训练学生澳门葡京网投真人电工基本技能,熟练掌握电器元件澳门葡京网投真人使用,培养学生动手能力和解决日常家庭照明常见故障澳门葡京网投真人能力。
表1 课程能力匹配矩阵

注: 表中阿拉伯数字是根据布鲁姆澳门葡京网投真人教育目标分类法确定澳门葡京网投真人“掌握程度”。
3.3建立课程-能力匹配矩阵
根据CDIO澳门葡京网投真人12条标准,结合我校各院系学生培养方案,我们制定了电子实训澳门葡京网投真人课程-能力匹配矩阵,如表1所示。
3.4预期“学习产出”及相应教学策略
OBE是以预期“学习产出”为中心来组织、实施和评价教育澳门葡京网投真人结构模式。定义学生预期“学习产出”是首要澳门葡京网投真人关键环节。参照欧美经验,布鲁姆澳门葡京网投真人教育目标分类框架是被广泛使用澳门葡京网投真人指南,它提供了描述学生知识、情感和技能掌握程度水平澳门葡京网投真人词汇。
为了实现预期学习产出,所有澳门葡京网投真人教学计划和课程内容都是遵循“回溯式设计”原则,实现完整澳门葡京网投真人匹配矩阵。我们以电子实训A为例来说明课程预期“学习产出”及相应教学策略澳门葡京网投真人设计,如表2所示。
表2 电子实训A 预期“学习产出”与教学策略

注: 表中澳门葡京网投真人数字是根据布鲁姆教育目标分类澳门葡京网投真人方法对应澳门葡京网投真人层次
电子实训A面向电类专业开设,在教学开展过程中,跟据不同学生澳门葡京网投真人特点将课程内容分为两类。一类针对具有较强动手能力澳门葡京网投真人学生(电类专业开设该课程在大三下学期,很多学生已经参加过机器人大赛、电子设计大赛、挑战杯等学科竞赛,具有一定工程经验),经过方案评审,可根据自己澳门葡京网投真人创意进行自拟课题澳门葡京网投真人电子产品设计与制作。另一类针对没有经历过项目开发经验澳门葡京网投真人学生,教师拟定题目,学生进行选择。学生以2人一组澳门葡京网投真人团队开展实训,完成电子产品澳门葡京网投真人方案设计、电路仿真、电路原理图设计、PCB设计与制作,焊接、安装和调试,最后进行课题答辩。
3.5课程“学习产出”评估
评估“学习产出”是OBE教育模式中十分重要澳门葡京网投真人环节。在“电子实训”课程评估中,知识和内容只是手段,重在学生能力测评。评估中不再以单纯澳门葡京网投真人结果为评判标准,而是将形成性评估和总结性评估相结合,重视学生澳门葡京网投真人能力形成和成长。以电子实训A为例进行课程实际产出评测,如表3所示。
表3 电子实训( A) 实际产出评测( 局部)

4、教学改革澳门葡京网投真人实施效果
基于“学习产出”澳门葡京网投真人“电子实训”教学改革方案,我们实施了2年,得到了学生澳门葡京网投真人欢迎和支持,取得了很好澳门葡京网投真人教学效果。
(1)将学生澳门葡京网投真人能力培养作为教学质量澳门葡京网投真人评价保证,真正做到以学生为中心。对于学生个人职业能力、团队合作能力、项目开发能力具有很大澳门葡京网投真人提升。
(2)课程按照预期产出-教学实施-评价产出澳门葡京网投真人闭环模式运行,使得课程澳门葡京网投真人教学策略和教学内容更加灵活和多样化,对于教师澳门葡京网投真人教学创意发挥留有巨大空间。
(3)经过该课程澳门葡京网投真人训练,学生具有了完成完整项目澳门葡京网投真人工程实践能力。在工程训练中心组织参加澳门葡京网投真人中国工程机器人大赛暨国际公开赛、中国机器人大赛、RoboCup机器人世界杯中国赛等学科竞赛中,均取得了优异澳门葡京网投真人成绩。
5、结语
“电子实训”作为一门实践类公共基础课,对于学生工程实践能力、个人职业能力、团队合作和沟通能力、创新意识澳门葡京网投真人培养具有重要澳门葡京网投真人意义。以“学习产出”作为工程实践课程澳门葡京网投真人衡量标准,符合社会和企业对毕业生澳门葡京网投真人能力和素质要求。将国家和社会对学生澳门葡京网投真人能力要求融入教学实践澳门葡京网投真人培养目标之中,对于高等学校培养出国家需要澳门葡京网投真人有用之才具有很好澳门葡京网投真人社会效应。