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关键词:电子琴;触键;功能钮;音色;节奏;和弦
电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,是一种新型的键盘乐器。随着改革开放的不断深入,人们物质生活水平得到很大提高的同时,精神生活需求也出现了前所未有的膨涨。电子琴这一新生乐器以其丰富的音色,特有的节奏、美妙的音乐和易于掌握等优点深深打动了人们。但由于缺乏从事电子琴教学的专业教师和系统的教材与演奏曲目,导致电子琴教学一度出现鱼龙混杂、停滞不前的局面。我们电子琴教师必须重视入门阶段的基础训练,只有充分掌握了电子琴弹奏基础的同时又能熟练地控制和运用音色、节奏、音量、和弦等各种功能,才能使我们弹奏出优美动听的电子琴乐曲。
一、教给学生正确的演奏方法
1.基本坐姿
凳放琴前正中,人在凳的前半端坐稳,身体略向前倾,上臂自然下垂,背部和肩、肘、腕各关节都自然放松,双手各指弯曲,手心朝下自然放于左右腿上。坐正后,从肘部提起前臂将手部五个指尖自然支撑在琴键上时,肘关节下部略高于琴键为宜。如果琴过高或过低可将琴架加以适当调节。
2.基本手型的练习
手形训练中最规范的说法莫过于“半握球”形了。在训练基本手型的过程中容易出现的问题是手放不平、掌关节塌陷等。教师须针对这些问题采取手段加以训练。抬起手臂将手臂悬于胸前,手指之间稍分开,各指关节自然弯曲,手腕放平,掌关节略凸起,将手慢慢放下用手指尖接触键盘上。由于小指较短,为了接触琴键容易造成手的重心压向小指导致手放不平。小指可不要落到琴键上悬于琴键上方,手的重心有靠向拇指方向的感觉以保证手面平整,手臂自然放松但不能松懈,不能将手臂的重量压向掌关节。将中指压住琴键作为支点向上用力,将力量送至掌关节,手腕慢慢稍向上抬起,通过反复的支撑练习、可增强掌关节的支撑力。
3.五指触键练习
臂慢慢抬起,在手臂的带动下手掌自然下垂,手腕凸起。然后慢慢放下,在手指接近琴键,手腕基本放平的瞬间,手指果断触键弹出第一个音。这时手的自然重量落在手指尖上,手腕放松不要下沉用力。手指的第一关节应自然弯曲,保持手的平衡稳定。在保持四拍以后再徐徐抬起,继续以同样的方法弹第二个音,如此依次练完五个音。在弹奏大指时应注意第一、第二关节略弯曲,第二关节向外稍稍拉开一些,触键后自然放松,不可向内推压用力,否则会造成第二关节变形。在弹奏二、三、四、五指时,第一关节要站牢,不要折指,手指力量垂直向下,不要向掌心用力。解决这一问题可以通过以下方法加以训练。一是将右手2、3、4、5指与左手5、4、3、2指的第一关节相互勾住,来体会力量传送第一关节的感觉。二是将双手抬至胸前,两手各指相对合拢,拱起呈棒皮球状,五对指尖肉垫相对顶住(即1对1、2对2、3对3 、4对4、5对5),邻指间稍分开,以相对的指尖“拍打”各种节奏组合来训练弹奏动作。
4.连音奏法
连续弹奏两个或两个以上的音称为连音奏法。它要求先用手的自然重量落下去弹奏第一个音,然后将这个手指保持在琴键底部继续发音,直到下一个手指触键发音的一瞬间才离键。这时要注意避免发生因离键过迟而产生的两音同时发声和因过早离键而产生的两音断开的现象。力量的重心应从一个手指转移到另一个手指,手腕也应跟随手指力量的重心平稳地移动。在学习连奏时一个常见的问题是当一个手指触键时,其它的手指也跟着用力,尤其是拇指和小指容易紧张翘起来,从而造成整个手背的紧张,解决这个问题的方法是,当一个手指触键后不要急于弹第二个音,而是要检查一下其它手指是否处于自然、放松的状态,等到下一个手指抬起,从心理到手指都作好了充分的准备后再果断地弹奏下一个音,而前一个手指应迅速离键。
5.跳音
跳音奏法即断奏也可以说是手腕的运动。它比非连单更为短促,更为轻巧和有弹性。弹奏时手臂保持较平稳的状态。只用手腕的上下摆动来弹奏,手指在触键后要马上离开,这时手腕要尽快抬起回到原来的位置,准备弹奏下一个音。在弹奏断音时要利用手腕摆动的弹性来弹奏,有一种向下“甩”的感觉,同时指尖要站住,手指的第一关节不要软,把力量集中、有弹性地送入键盘。根据不同的音乐要求,跳音还可以有手臂、手腕、手指等不同的奏法,但手腕的弹性及自下向上的弹跳是奏好跳音的基础。转贴于
6.音阶、琶音
在弹奏音阶时,最困难也是最重要的就是拇指的移动。在弹奏八度以上的音阶时,拇指要从3、4指下面钻过去。拇指在触键后,马上要向下一个要弹的位置移过去。这时手腕可略高一些,不要过分下垂,否则拇指很难钻过去,并会出现一跳一跳的现象,使音阶不能连贯地演奏下去。在弹奏琶音时,由于音程的距离比音阶更远,所以就更加困难。要想把琶音弹奏得均匀、流畅,手臂的放松及手腕的旋转动作是必不可少的。手腕的旋转动作就是在弹奏琶音过程中,当拇指触键时,手腕处于正常位置,当拇指离键向下一个位置移动,而其它手指在弹奏时,手腕逐渐抬起,直到拇指弹奏下一个音时,手腕又回到原位,并开始准备下一个动作,周而复始。初学时可把琶音分开来慢练,以一个八度为单位,严格按照规范的手法练习,体会手指运动中的位置感。
7.和弦
弹奏电子琴自动伴奏的和弦时要注意合理运用和的转位,不要拍打琴键,手指要贴键弹奏,有一种推的感觉,手指触键要整齐,如果手指有先后弹出,和弦的性质就会出现错误。
二、培养学生良好的学习方法
1.识谱法
识谱是贯穿整个电子琴学习各阶段的重要课题。识谱上出现问题必然导致练习过程的错误,影响练习目的的实现。识谱前要做到三看三抓:一看谱号,就能明确音符的唱法。二看调号,明确是什么调,什么音要变化。三看拍号,知道强弱规律,一抓节奏、二抓音准、三抓节拍。三看三抓是识谱的关键,能够避免很多容易出现的错误。
2.分段练习法
练琴最忌讳的恐怕就是从头到尾反复地弹。分段练习,就是根据音乐或者根据练习曲目的技巧内容,把乐曲分成若干部分,逐段加以练习,练好一部分再练下一部分,最后把各部分连起来练。这样练习的优点是节省时间,针对性强,最适合于较长的练习曲与乐曲。分段练习要按乐曲的结构进行。
3.攻克难点的练习
差不多每个练习曲或乐曲都有重点和难点。但在具体的练习过程中常常会碰到意想不到的困难和问题,在这个时候教师应根据具体情况提出问题,并分析其技术要领,给予正确的示范和解决办法。通过学生的反复练习,集中突击,直到最终完全克服。
4.慢练法
关键词:电子创新;实践;综合素质
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.123
高校对于电子信息类专业开设了较多的专业课程,大一大二主要为专业基础课,例如c语言,数字电路,模拟电路等,大三后则开设专业课程的学习,信号与系统,数字信号处理等等,因为前期大部分为理论教学,造成学生在专业课的学习中因缺少动手实践经验和对专业的认知而感觉吃力,很多学生最终只是盲目的学习。不少高校组织学生参加专业竞赛,对于大一初学者来说,没有任何基础知识,学生必须通过自己私下学习或者学校的小班授课方可参赛。《电子创新入门》课程开设在大一学年,分为上下两个学期,使所有的学生都对专业有了认识并对专业知识入门学习,有利于学校竞赛活动的开展,更加有利于学生对专业课的学习。
1 传统的培养计划存在一定的弊端
电子信息的培养目标是使学生具备电子技术和信息系统的基础知识,能从事各类电子设备和信息系统的应用、设计、制造和研发[2]。然而大部分高校在电子信息类专业传统的培养计划中,总是忽略一年级学生在专业认知方面的学习,部分高校甚至到大一下学期才有关于本专业的相关课程,这样造成了很多学生在大一期间对于本专业过于茫然从而失去原有的学习兴趣,几乎所有的高校会选择在大二期间开设专业基础课,大量的理论知识和少量的实践课程涌入,使一部分学生措手不及,从而成绩出现明显现象[2]。另外,各大高校电子信息类专业都有相关的竞赛,比如大学生电子设计竞赛,大学前期是非常关键的参赛阶段,却因为大一期间没有相关课程的培养计划,而出现了竞赛瓶颈。
2 《电子创新入门》课程介绍及实施步骤
《电子创新入门》是一门教与学相结合的课程,学生通过理论知识进行对应的实践。将其分为《电子创新入门上》和《电子创新入门下》,分两个学期完成。其中《电子创新入门上》主要完成基本元器件的的认识及应用、基本仪器的认识及使用、练习焊接技术,第一阶段:基本元器件的认识及应用,了解元器件在相关软件中的一些代号;第二阶段:常用仪器的教学,通过相关视频教会学生最常用的万用表和示波器的用法;第三阶段:学生们学习并练习焊接技术,焊接基本元器件、看电路焊接,再通过示波器或万用表测信号,最后通过电子套件的焊接与测试做为学生的考核成绩。《电子创新入门下》主要完成单片机最小系统的应用,第一阶段:单片机最小系统的认识、使用以及相关软件的安装练习,使学生了解各个软件的使用方法;第二阶段:基本电路的控制实现,仿真及实物的设计与实现,通过若干个实例学会使用单片机;第三阶段:单片机控制器的创新实现的考核[1]。
3 《电子创新入门》课程在教学中的具体应用
3.1 教材的选用
针对《电子创新入门》课程性质,以实际应用为主,上学年选用教材以基本元器件认识为主,教师配以大量辅助资料,并做好本校实验室相关仪器的使用方法的视频录制,播放给学生观看学习,焊接也是以优秀焊接视频为教材,包括直插式芯片和贴片式芯片的焊接方式。下学年主要是内容以单片机和protues的结合此类教材为主,教材对于学生的学习相当重要,学生在课堂过程中的学习,教材的学习和学习笔记的巩固需要相辅相成。
3.2 教学进度及内容
(1)高校电子信息类专业的学生大一期间须有对本专业的认识,大一上学期的《电子创新入门上》的教学从最基本的元器件认识入手,电阻、电容、电感、开关、集成电路芯片、蜂鸣器、三极管、二极管、数码管等等,并发放元器件,让学生认识各个元器件引脚,学会测量,估读等,同时会用这些元器件设计简单的电路,接着学生观看本校万用表和示波器的使用方法相关的视频,将学生带入实验室学习这些仪器的使用方法,最后教会学生如何焊接,并申请部分教学经费购买基本的元器件,面包板和万能板以及电子套件,如对讲机电子学习套件,让学生在大一上学期能够看得懂电路,并练好焊接技能。
(2)大一下学期,c语言已经开始学习,当c语言前期的基本的语法知识教学完毕后,即可开始《电子创新入门下》的教学。教学过程中所使用的单片机最小系统,可以使用往届学生工艺制作成品,随后通过上学期基本元器件的简单的电路知识,进行整体的电路搭建,学生首先用keil开发环境和protues软件相结合,再通过面包板搭建led灯电路,做亮灯、闪灯、流水灯、跑马灯以及呼吸灯,搭建三极管驱动蜂鸣器电路以及数码管电路等等,不仅对c语言课程的语法(for,while等)进行了巩固学习,同时实验的成功激发了学生浓厚的学习兴趣。学生通过这些简单的程序编写以及电路搭建,不仅有益于计算机等级考试,对竞赛也是很有帮助的。最后大家将元器件组合搭建电路、焊接并控制成功,实现最终的创新考核。
4 结语
《电子创新入门》开设在高校电子信息类专业一年级,具有深远意义,并将会在该类专业的课程教学中得到广泛的应用与认可。该课程为学生在今后的专业课的学习打下了坚实的基础,课程充分的结合了本专业学习的特点,理论结合实践,不仅使学生能对本专业产生浓厚的兴趣,同时对学生们的计算机二级考试以及电子竞赛有很大的帮助。《电子创新入门》课程解决了电子信息类学生在大一学习过程中对专业知识的空白期,在电子信息类专业的培养计划中起到了承上启下的作用。
参考文献:
[1]黄巧巧,王献合.项目教学法在单片机课程中的探索与实践[J].工业,2016(16):266.
【关键词】电磁场理论基础 课程改革 高等教育
《电磁场理论基础》是高等工科院校电子与通信类各专业本科生的必修基础课。本课程在普通物理电磁学定性介绍的基础之上,利用完备的数学手段对宏观电磁规律进行定量的分析与描述。教学内容着重于电磁场基本理论体系的完整性与严密性,注重基本概念的建立和基本推导计算能力的培养,同时也介绍一些电磁理论的实际应用。本课程内容是形成学生专业知识结构的重要组成部分和学习后续专业技术课程的必备基础,在整体教学计划中占有重要地位。
一、电磁场理论基础课程的现状
北京理工大学的电磁场理论基础课程的现状为:(1)本课程针对信息与电子学院大三学生开设,其前提是学生已经学习了普通物理学电磁学和高等数学的相关内容,具备了一定的基础,可以对宏观电磁场的规律进行分析研究;(2)本课程现在分为两大类,即中文班和英文班。中文班采用的是和早期物理学课程初步探讨的概念相衔接,逐步导出场的理论,因此先讨论静态场,然后再分析时变电磁场,并得出麦克斯韦方程组;英文班目前采用的是首先以麦克斯韦方程的描述作为一组公设,然后概括多年实验观测电磁效果的结果。(3)本课程对于电子系的后续课程,如微波技术导论、微波网络等都是必要的基础,因此,作为信息与电子学院的必修课程。(4)由于本课程的理论性较强,很多关于电磁场的讨论都是很抽象,需要学生具有一定的抽象思维能力。在学习过程中,学生普遍反映:在一开始介绍和大学物理相衔接的概念部分还能理解,到后面时变场的讨论在理解上就很困难了。
二、课程改革中教学内容和方法的研究
(一)增加师生互动
教学是一种师生教与学的互动活动,这就要求除了教师要认真备课,充满激情地讲课之外,作为受教者的学生要有一些主动的活力。多年来的应试教育让很多学生认为课堂学习是一件完全被动的事情,相比教师起码要花时间和力气讲授,学生可以只是被动地接收。实际上,如果完全被动地听课,就无法真正的吸收要掌握的知识,因为只有自己主动地去听去思考,才能“捕获”更多知识。而且,学习越是具有主动性,效果越好。
(二)教学手段多样化
近几年来,《电磁场理论基础》的学时数不断减少,当学时比较充足时,教师有充分的时间将相应的理论推导、例题、应用一一展开,而近年来,这门课被压缩成了60学时加4学时实验的课程。随着学时数的不断减少,为了让学生在有限的时间内掌握课程的内容,必须借助现代化的教学手段,提高教学效率;同时将电子课件下发给学委,让大家课后复习消化,同时设立每周答疑时间,改进和学生的沟通。
(三)理论和实践相结合
电磁场问题在近几年越来越受到工程界的重视。除了在射频微波领域的一直以来的重视之外,随着高速电路设计技术的发展,电子产品向着更小、更快、研发周期更短的方向发展,而信号完整性的问题也愈发突出。很多属于“路”的问题已经演变成了“场”的问题,因此必须了解电磁场的知识,采用新的设计方法学才能解决。结合工程实践,会让抽象的电磁场理论更形象化,也提高了学习的目标性和动力。
三、具体实施方法
(一)多种教学方法相结合,加强课堂上互动,改善教学效果
在课堂的前5分钟,通过提问上次课程的知识要点,让学生迅速整理自己的思路,并集中到本课程的学习上;在课堂期间,提出一些思考题,或是随机让学生到讲台前解题,发现问题及时分析。对课下的作业进行认真点评,并整理出多数人容易出现的错误,并及时反馈指导。每周设立固定的答疑地点和答疑时间,让学生有问题可以和老师沟通。
(二)进一步完善实验教学
目前的实验是在理论课的60学时结束之后,有4个学时的实验,学生普遍反映做实验时其对应的理论有些淡忘,因此结合得不紧密。参照其他学校的一些经验,将一部分较简单的演示实验放在每次课程的理论讲述之后,结合本堂课的内容进行演示,这将有利于学生对知识的吸收;此外,基于电磁场软件的商业化开发已经很成熟,考虑加入合适的电磁场数值仿真实验。
(三)教学与科研相结合
首先,教师自身要将教学与科研结合起来。一方面,青年教师利用各种平台和培训机会深造,提高自身语言素质和理论水平;另一方面,青年教师自己要利用网络和各种资源,学习电磁领域中的一些新进展,与讲授的基础理论相结合,提高学生的兴趣。其次,学校提供交流平台,定期邀请国外知名专家教授讲学,可以进一步拓展学生的知识面。
四、结论
从学生上课时的反映以及教学中的调查问卷,都可以看出,这些实践方法受到了学生的欢迎,提高了他们上课的积极性,改进了教学效果。电磁场理论是电子学的入门课程,这门课的教学改革也是一个不断探索的过程,我们将会继续结合教学中遇到的实际问题,借助现代化的教学手段,不断完善教学理论和教学方法,改进课程的教学效果。
【参考文献】
[1]田秀荣,桂志国. 电磁场与电磁波课程教学改革探索[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2010(1).
制作
精英极客不只是拥有大量科技装备,他们还能够自己动手修改、调适和利用科技酷玩提升生活品质……
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制作机器人
对于喜欢制作的极客来说,没有多少东西能比自制机器人伙伴带来更大的惊喜。且听Nick Veitch为我们解释其中原由
把形状各异的部件组合起来,创造出成品来,这一行为既独一无二,在理想条件下又充满现实诱惑。尽管不时玩玩乐高建筑项目也很有趣,但极客们的终极目标几乎总是制作出机器人来。发出哔哔声的机器人科幻场景引发了无数人建造自己私有的“约翰尼5号”的梦想,但是那类项目仅仅代表了人造机器人领域的很小一部分。
我近距离见到的第一款机器人只是一个机械臂。它能做的一切就是下棋,利用传感器系统算出棋子处在什么位置。尽管我以前也用计算机下过棋,这台能思考的机器以及它通过神秘的技巧与真实世界互动的能力还是让我神魂颠倒。
于是我开始了对机器人的痴迷。最初要想找到传感器、控制器和马达,非常不容易,全然不像现在这个机器人制作迷们的黄金时代。根据国际机器人联合会的统计,目前世界上注册的机器人制造公司大约有200家,而生产机器人零部件的公司则多达数万家。今年甚至还涌现出了InMoov,这是一种你可以从下载进行3D打印的机械手。
当然,机器人制作项目通常需要焊接、修补伺服系统和一点编码技术,不过新手完全可以选择更简便的方法。你可以利用类似Boe—Bot (约900元,milinst.co.uk)的工具,参加一个微控制器和电子学的速成培训班——而我们下面介绍的适合新手的项目会提供基础训练,不需要你掌握深奥的电子学知识。
今天的机器人技术发展,让人感觉有点像1970年代家用计算机革命时的景象,因而现在正是为你自己贴上勇于创新、积极接受新事物标签的最佳时刻——谁知道呢?——没准有一天你会像斯蒂夫·沃兹尼亚克一样声名远扬呢。
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这款入门级装置并不是我们称作经典机器人的东西(它根本没有大脑),但是它确乎有助于深入洞察一台活动机器究竟如何运行的基本原理。这个装置配置了电源(一块太阳能电池,可根据光亮情形产生大约3V的电量),还有一个马达,根据你的设计产生物理运动。尽管这些部件每次都以相同方式连接,但马达可连接到不同的东西上,从而使“机器人”产生不同行为。例如,给它装上轮子它就变成了车,接上几条腿,马达则会震动摇摆你的机器“狗”前进。它未必称得上个性化的K—9,但依然会是机器人制作的精彩开端。
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“正式的”机器人需要有大脑发挥作用,然后这种机器人价格都有点高。折衷的好办法,就是能够连接到你的笔记本电脑或计算机上由它们提供思想的机器人。这套装置设计出色,装配出来就是非常合用的机械手。它不是为那些害怕使用螺丝刀或者不愿意花两三个小时制作的人准备的,但一旦制作完成,它就是自己行动范围内的行家里手。便利的USB接口将它连接到你的计算机(仅限Windows)上,而一些基础而合用的软件可以帮助你驱使它干活。如果你渴望挑战的话,可以尝试为它编程,让它完成“汉诺塔”益智游戏解谜的全过程。
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Mindstorms证明乐高不只是玩具——极客们已经用它制作出了能够解魔方、整理换洗衣服和画图的机器。NXT 2.0拥有三个伺服拖动的马达、一个光传感器、摄像头、两个触觉传感器和一个超声波测距器。它还不足以创造出一个“赛隆人”,但已经向那个方向迈出了第一步。NXT积木中容纳了一块LCD屏和微处理器大脑,它们都由你自己构建起来,然后连接上各种传感器以发挥作用,由于采用可视程序设计语言(Mac/PC) ,允许你把命令拖放进有效序列中,因而对机器人进行设置相当简便。尽管仅仅是塑料玩具,NXT却最为接近真正的自动机学原理,完全不必为电子学而烦恼。
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搭配使用……
关键词:课程;电工电子;实训
作者简介:李刚(1974-),男,北京人,北京电子科技职业学院汽车工程学院,工程师;杨屏(1967-),女,北京人,北京电子科技职业学院汽车工程学院,副教授。(北京 100176)
基金项目:本文系北京电子科技职业学院科研课题(课题编号:YYR2013096)的研究成果。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)09-0090-02
电工电子技术基础是很多高职专业都开设的基础课程,大都安排在新生入学的第一学年进行。从近年来的教学实际情况来看,该课程的学习效果并不好,特别是一些对于电工电子技术要求较高的专业。在后续专业课教学进程中,笔者发现学生电工电子基础知识薄弱,不能熟练使用常规的仪器仪表,电路测量和故障判断能力弱。这些问题都造成了学生对专业课学习的滞后,影响其职业后续发展,也在很大程度上给专业课教师带来了不少麻烦。本文试图通过对学生学习电工电子技术课程的综合分析,寻找一个行之有效的学习方法和途径。
一、入学新生状况分析
1.学生物理成绩偏弱
调查显示,高职院校入校新生在高中阶段物理成绩偏弱,能达到优良的学生不足15%,相当多的学生物理成绩游走于及格线附近。对于物理课,喜欢的学生只有四分之一,其他学生都表示不喜欢这门课,这在很大程度上和其物理成绩相对应。
不过有趣的是,调查中有62%的学生表示自己在高中喜欢做物理实验,也认为物理课程很重要,这在一定程度上说明高中物理教学中存在着较大实验方面的缺乏,大多数停留在理论教学,应对面临的书面考试,没有足够的时间和条件通过实验提高学生的兴趣。
2.学生能力分析
近年来随着高职自主招生的变化,进入高职学习的学生状况也发生变化,通过近年来的实践调查,得到一些基本结论。
首先,学生对于理科内容相对薄弱,信心不足,也有一定抵触情绪,存在认知障碍。由于思维惯性作用,导致学生思维方法滞后,物理内容抽象思维很多,学生生活在感性认知的世界里,停留在形象思维的状态下,对于“深奥”的物理学习,容易产生负迁移,导致成绩下降,畏难情绪蔓延。
其次,物理课程内容涵盖广泛,高中阶段缺乏实验支撑,学生大多不喜欢独立思考问题,停留在模仿例题,抄袭作业,应付考试的模式下,缺乏“深入研究”的精神,智力水平没有得到充分发掘。
最后,高中的评价体系决定了同步教学模式,公式推导和反复的演算使得学生的个性受到压抑,在如今这个信息爆炸的时代,一些学生的特点被掩盖,甚至埋没。
3.新生入学分析
绝大多数工程类专业都将电工电子技术基础课程开设在第一学期,新生入学短时间无法真正适应大学生活,其主要精力仍然是应对住校与居家的不同,舍友与同学的差距,理想和现实的分别等,对于学习投入较少,学习效率不高。
二、课程现状
学生对于电工电子技术基础课程的学习现状可以从以下几个方面分析。
1.学习方法和内容都与高中有很大的差距
电工电子技术基础大多数学生会联想起高中物理,甚至一些学生还会在笔记本和作业本的封面上留下“物理”字样。这说明他们把这门课程作为高中物理的延续。但是高中物理涵盖范围很广,比如力学、运动、光学、电学等,只起到入门作用。高中阶段为了应对高考,学生主要注重书面学习,对于电学概念的理解也很抽象,只是不断地做题,很少有实验的机会,而电工电子技术着重对于实验测量动手能力的培养,与高中学习方法相差很大,学生一时无法适应。
高中电学注重对电学原理的推论,目的是培养学生综合分析、归纳演绎的思维能力;而高职阶段电工电子技术更注重对这些原理规律的应用,不注重公式推导和计算,注重解决实际问题。以此分析,电工电子技术教学要从高中“重结果(理论计算正确性)”向“重实践(解决问题过程)”的方向迈进。
2.实验效果不佳
电工电子课程实验所安排的内容,相对比较滞后,传统的验证性试验较多,学生只是测量记录数据,就可以完成实验任务。或者实验的步骤过于清晰,使学生没有思考的空间,没有积极探索的动力,也就在一定程度上丧失了实训的意义。
3.缺少专业内涵
电工电子课程是诸多专业的基础课,由于各个专业要求不同,知识技能侧重点和实践能力的要求也不同。目前的教学过多地向“平台课”发展,各专业学生在一个平台授课,和专业脱节,不利于未来专业课教学。
还有,任课教师的因素也有一定影响。当前专业教师大都进行专业课教学,而电工电子技术课程的教师很多来自外聘,专业能力和教育能力参差不齐,对于学生的掌控较差,也在一定程度上削弱了教学质量。
三、研究对策
对于以上调查分析结果,结合近年来的教学实践,特别是和学生直接面对面的交流,在此提出以下几点对策:
1.抓好最初两周
【关键词】工程训练;分层次教学;大众教育与精英教育
中国是发展中国家,国家的建设需要人才,我国的高等教育是为国家的建设培养高技术人才,人才的培养一定要符合国家发展的需要。就学生而言,大多数同学大学的学习是为了获得知识,为了有更多的深造机会或更好的就业待遇。理工科由于实用性比较强,大学毕业生中绝大多数要到公司,企事业单位,厂矿企业从事技术性工作,因此他们必须具有娴熟的实验技能、科研动手能力和具备解决工程实际问题的能力。但从社会反馈信息来看,目前理工科大学培养的学生普遍存在着实践能力、工艺能力、解决工程实际问题的能力较差,难以满足社会的需要。这种现象已引起各高校的普遍关注。如果学生缺少必要的工程训练,不注意解决工程实际问题的能力培养,毕业后必然由于难以很快实现由学生到工程技术人员的转变,而不适应工作的需要。因此处理好理论与实践之间的关系,注意教育与生产劳动相结合是全面提高学生素质,培养合格的社会主义建设人才所必需的。
本科生毕业出路主要在于继续深造或就业,如本科毕业就要就业,必须结合1-2个应用方面学习[1][2]。北方工业大学微电子学专业同学们在学好专业基础课前提下,多数同学要参加实践与工程训练。工程实践是学生在校期间最重要的教学实践活动之一,它不只是给学生以知识和技能,更重要的是通过工程实践全面培养学生的综合素质。
1.理是工之本,工为理之用
现代应用科学与技术离不开基础理论,如果没有理论,技术发展就是靠直觉、碰运气,不可能发展得快,更不可能发展的远。正确的理论能让人类避免盲目的技术开发,能指导人类朝正确的技术路线快速发展。实现应用是理论研究的最终目的,没有了应用前景或应用潜力,理论研究也就失去了实际意义。
就大学而言,理工融合是最佳选择,有了好的理科,工科能有强有力的发展趋势;对学生来说,工科生的理论基本功也是必不可少的,要成为高层次的技术工程师或高技术研究开发人员,本学科的理论基础决定学生的发展潜力;对自然科学的理科生而言,理论基础强的同学,在今后的科学研究或工程技术开发碰到难题,解决问题的方法更多,理论突破或技术突破的可能性更大,也就是在学术或技术上走的更远,创造的价值更高。
2.学以致用,必须实践
不管是纯理论,还是有一定应用的理论课程,都必须与实践相结合。因为理论是实践的需要才提炼与研究发展出来的,并指导实践。
在我国高等教育教学体系中,由于经费和教师资源问题,存在重基础知识、轻能力培养的现象,主要特征是侧重学科基础知识的传授,而学生工程实践训练不足。以实践教学所占比例为例,在美国大学的课程体系中,实践教学比例均在30%以上,而我国大学这一比例都在20%左右,相差较大。我国高等教育仍然是以教师为中心的教学文化,也就是围绕“教师中心、教材中心和课堂中心”而组织的,发挥了教师在教学过程中的权威和主导作用,却忽视了学生的主体性和能动性。这种教学理念及相应的教学方法,不利于发挥学生的主动性、积极性和创造性,不利于培养学生主动实践的能力[3]。
在校外生产实习活动中,学校往往找不到合适的实习企业,承担不了学生的实习费用;而企业则容纳不了大批学生来访,找不到足够的工程师指导实习活动,更不用说提供真实的岗位用于学生实习。企业担心产品的质量问题,同时也担心学生的安全问题。在这种情况下,实习往往演变为参观,不具有实战意义,达不到生产实习的教学目标;有的学校则只给学生布置实习任务,将学生化整为零,让学生创造条件自己实习[4]。
大家一窝蜂全去搞工程与经济而完全放弃理论研究也不是什么好事,理工兼备是学校层面和国家层面的战略,对所有的大学生个人不容易做到,也没必要人人做到。适合做理论的同学,集中精力学理论,然后深造,在不远的将来发挥出作用;适合做工程的,多数时间应该投入到实验室和工程实践活动中,为就业打下基础。北方工业大学微电子学专业,应用性很强,因此开设了相关的实践课程和专业课程设计,以提高学生的实践动手能力。
3.大众教育与精英教育
高考招生的扩招,使得高等教育进入大众化阶段,教学资源的相对缺乏,生源素质相对降低,使大学教育质量明显降低。由于受高等教育入门条件降低,学生普遍不珍惜大学学习机会,随着大学毕业生的增多,社会对大学毕业生应聘工作条件越来越苛刻。
现今高校本科人才培养体制自1999年大学扩招后,全国绝大多数高校均转向“大众化教育”,教师向以班为单位的学生传授知识,学生不论是理论学习还是实验训练都难于同教师形成一对一的导学关系。教师既没责权进行以个体为目标的精英教育,学生也疲于应付繁杂的考试,自顾不暇。从机制上为教师和学生开辟一个自由发挥的空间,是实施工程精英教育的必要条件。如果说大众化人才的培养是批量生产的话,那么高层次工程精英人才的培养具有个别性。它要求被培养者具有出众的智力、敏锐的观察力、强烈的创新意识及坚韧刻苦的品质,即自身应具备成为精英人才的潜质和可塑性[5]。
我个人认为本科前两年就是大众教育,后两年要根据学生兴趣或特长,提前分组,定向专门精心培养。工程创新精英人才的培养实质就是老师和学生相互选择、目标一致、协同工作、共创成果的过程。
理工科学生头两年主要学习理论课程,不要偏离了主线,打好基础,为后续选修课程的学习做好准备。第3年,尽早决定与分组,按照兴趣分类,由专业老师指导。
4.分层次实践教学,培养理工融合的应用型人才
应用型人才主要来自实践,实践教学的本质就是一种理论联系实际的教学。对学生实验理论、实验技术和实验能力等方面进行系统的全面培养和训练,加强实战训练环节,营造好实践氛围。本科教学计划中要规定每个学生在打好扎实基础以后,安排一次为期一至二月的设定创新目标的实战训练。实践目标的课题要求来自工厂企业或市场。
培养学生实践动手能力、分析和解决问题能力。可实行“三开放教学”实验教学课程和项目开放、实验场地开放、实验仪器设备开放。减少验证性实验,增加综合性、设计性实验以及课程设计与创新实践课程。学生也可以主动利用实验室开放的有利条件,开展了一系列科技创新活动,参加全国和全市“挑战杯”、“创新杯”、“数学建模”、“电子设计竞赛”,申报本校的“科园杯”项目等等。
培养学生的工程实践创新能力是我们的最高目标,但首先要培养学生的实践能力。我们提倡“先模仿,后创造”,创新课程其实就是先在实践环节中学习、实际动手训练,积累经验到达一定程度就会由量变到质变,有新的点子、新的构思,这就是创新的开始。而且要模仿的是一个完整的、具体的真实项目,与社会需求接轨。
课堂教学经常出现“有人吃不饱、有人吃不了”,在工程训练中是可以做到“人人吃得了、人人吃得饱”的。北方工业大学微电子学专业在电子系统设计实践教学从实战出发,照顾到所有同学。基本可以分为以下几步:
(1)根据仪表需求设计方案,选择材料与电子器件。
(2)绘制电路原理图与印刷电路板文件,策划仪表功能软件的编写方案。
(3)焊接电路板,测试电路板上各元件工作正常。
(4)编写、调试软件,实现仪表各功能。
工程训练目的要使所有同学都能实现仪表的至少一个功能,让同学们有成功的感觉,有成功开发仪器仪表的切身体会。根据学生的现有技术程度,可以选择从以上(1)~(4)中任一步为起点开始开发仪器仪表作为一个项目。如从头开始,项目太难,多数同学经验不足、无从下手,会失去学习信心。只有根据实际能力,选择合适的切入点,难度适中,既能做出来,也不是特别轻松,通过努力才能完成,努力的过程就是工程能力提高的过程。
一般来说,初学者只能做第(4)步,模仿已有的方案、完成仪器仪表的1-2个简单功能。经过逐步深入的训练,部分同学可以从第(3)开始,逐步熟悉硬件、同时调试软件,达到软硬件融会贯通。少数同学继续选择竞赛、科园杯研究项目等,从(1)或(2)的方案设计开始,实现工程训练的全套过程的锻炼。这样使得所有同学都有至少一次成功的工程训练,所有同学都能得到恰当的锻炼,都在不同程度上有一定的提高。
5.结论
在高校大众化教育前提下,工程训练是培养有技术特长的应用型人才。工程教育应该根据学生情况和学校条件采用多样化,比如:早进实验室、参加老师的科学研究项目;参加技术竞赛;选择课程设计和创新学分课程等。采用因材施教,分层精英教学,使有工程兴趣和特长的学生可以发挥出来,使大多数学生得到适合自己的大学教育,学有所获。
参考文献
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[2]周丽霞,王殿生,门福殿等.应用物理学专业建设的探索与实践[J].高等理科教育,2011(1)95.
[3]李培根,许晓东,陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究,2012,3.
[4]李瑾,陈敏.五元合一:美国工科本科生实习系统研究[J].高等工程教育研究,2011,6.
经济电子技术电子专业创新意识在现代社会,光电子技术正在以飞快的速度向前发展,只有转变传统的培养模式,摒弃传统的培养体系,建立一个比较合理的体系,通过一定的有效途径才能在电子技术领域内培养出具有科学思维,创新能力的学生,进而促进我国电子技术的发展,增强我国的综合国力。
一、进行教学内容的改革
学生在校期间获取专业知识的一个重要的工具,便是教科书。当然,教科书也是老师开展教学工作的重要工具。是否能够选取比较合适的教科书,关系着教学任务能否正常完成也影响着教学质量的达标。由于电子技术更新换代的周期比较短,因此新的理论、新的方法、新的工艺和器件也在以飞快的速度进行着更换。所以,在课程的设计上,要及时地删除已经过时的同时展不相适应的内容,与此同时做好新知识的增添,设计出应用型和综合型的课程。可以适当地删减课时,实现课程小型化,多类化以及现代化。保证课程在内容上的基础性、实践性以及先进性。增加有助于培养能力的课程,如自学科、讨论课、实验课、设计课、实践课,等等。这样做可以实现课程的优化设计,为培养创新型人才做好铺垫工作。我们在选择教材时要注意下面两个问题:
1.要保证内容的基础性。电子专业中具有入门性质的课程就是电子技术的基课。基础课的主要任务是让学生获得电子技术的基本理论知识、技能,与此同时提高同学分析问题解决问题的能力,是进一步学习的启蒙准备。因此,要保证教科书在内容上的概念性,原理性,同时还应该涉及一些具体的分析问题的方法。
2.要保证课本内容与电子技术的发展相符合。为了适应电子技术日新月异的发展趋势,应该将教材内容中比较落后的发生新的变化的部分加以及时删除更新。还要注意电子技术发展过程中越来越突出的知识也应该在教材中优势凸显。
二、对教学方法以及教学手段进行适当改革
1.应该改变教学的目的,将重点放在提高学生应用知识的能力上
既往的教育目的很单纯,只是为了传授知识而进行的单线教育行为,不注重培养学生的实际操作能力和创新意识,导致读死书和死读书现象的恶性循环,学生直到毕业也不能掌握到实际的操作和解决问题的能力,更谈不上为综合国力的提升做贡献。所以,在课堂教学过程中应该多添加一些实践内容,培养学生的动手能力和实际解决问题的能力。让学生自己动手做实验,分析现象,总结和归纳知识。通过实践经验让学生发现问题,解决问题,最终掌握知识。
2.处理好教学活动中的关键性环节
对于课堂教学来说,它的关键环节就是重点应该突出,难点不能放过,疑点必须解决。使知识、思想以及趣味共同融入一体。学海无涯,一个人不可能完全掌握住任何一个领域的全部知识,作为学习者,我们能做到的也只是掌握重点,熟练应用。教学活动要根据具体的教学目的,还有学生各自的情况进行有所侧重的安排。
三、用信息化的教学手段实现最好的教学效果
在现在的教学活动中,多媒体被广泛地加以应用,这样的转变使得教学活动逐渐实现开放性和信息化。例如,教学过程中对CAI课件的使用,它可以将一些比较抽象的静止的知识变得更加形象化、动态化,在调动学生学习兴趣的同时,也使学生更加牢固地掌握住知识。
1.增加电子信息的课堂活动
通过一系列的课堂活动,可以让学生有更多的机会进行实践,为学生提供宽阔的舞台让学生发挥自己的创造才能,这样才可以提高学生的创新意识,增强学生的动手能力。要精心地设计比较合理的活动内容,有计划地安排活动日程,使学生积极主动地将所学的知识应用到实际中。安排学生多参加课外活动,激发他们的学习兴趣,培养具有综合素质的新型人才。
2.设计各种形式的实验,培养创新精神
电子技术教学的老师在设计实验的过程中,要将实验分成三个层次:首先,是比较基础的实验;其次,是设计性实验;然后,是综合性实验。基础性的实验在电子技术课程中属于比较典型的实验,它的重点是要培养学生进行基本实验的能力,这种实验有利于学生很快掌握住电参数测试办法,是学生必须要掌握的实验。设计性实验的重点是要培养学生在实际操作中对所学知识的应用情况,有利于提高学生解决实际问题的能力,做到知识的活学活用。综合实验的重点是,要激发学生的创造性,提高学生综合应运知识的能力。
四、创造和谐的校园环境
建设和谐的校园环境,就是要将学校与教职工紧密结合,将不断创新的教育理念同人文关怀相结合,将社会主义和谐社会的发展同教学目标相结合。在建设和谐校园的过程中,要满足教职工的个人需要,促进教职工的个人成长,增强教职工的身心健康,减轻教职工的工作压力,营造一个和谐的氛围,创造一个全新的校园生活。根据学校的中心工作,大力实施教员健康工程,安排教职工进行定期休息调养活动,真正维护好教员在精神文化生活中的权利和义务,这样才能让教职工真切地感受到学校的关心和爱护,有利于提高教职工的教学效率和质量,培养出高素质的电子技术人才。
五、结语
要实现培养应用性和创新性人才的目标,就应该有一个体系比较合理完整的人才培养模式,这样才能够充分地调动学生的学习热情,培养出具有创新能力、动手能力、综合能力的人才,促进电子技术的发展,有利于我国综合国力的提高。
参考文献:
[1]彭润伍,唐立军,郭裕.结合前沿科学培养光电子专业创新人才[J].中国电力教育(上),2009,(12).
[2]费建国.对电子专业创新实践教育的思考[J].吉林省教育学院学报(中学教研版),2009,(3).
【关键词】EWB;电工技术;教学
因为地区发展不平衡和不同省份对教育支出的费用不相同,我国不同地区的技术性院校的教学设备和仪器的差距比较大,而电工技术这种电子类专业的实践性和理论性比较强,则需要更多的教学设备和仪器进行模拟和实验。在电子学的课堂中,需要较多的教学设备和仪器,对理论进行模拟和再现,加深学生对知识理解和运用。值得庆幸的是,我国引进了EWB系统。实践证明,EWB的仿真软件解决了教学仪器和设备不足的问题,取得了很好的效果。近几年来,我国的一些院校积极开展关于EWB的探索与尝试,效果比较明显。EWB的引进,有助于学生掌握各种仪器和设备的使用方法,对于电子元器件有比较直观的了解和认识,培养了学生的动手操作能力,激发了学习的积极性。
1 EWB的来源及其优点
EWB是20世纪末加拿大一家公司推出的一款软件,其目的在于模拟电子电路的工作流程。EWB可以模拟电路、分析电路,虚拟一些电子电路的实际工作。采用的是图像化的界面操作,操作比较简单,使深奥的电子世界更加直观呈现在学生的世界里。
1.1 仪器库的仪器齐全,操作比较简单
EWB提供了种类丰富的电子仪器设备,特别是实验室常见的仪器,比如电压表、示波器、万用表等,同时还包括一些学校不具有的一些昂贵或者高端的仪器,老师们通过讲解、分析、展示,学生们容易理解和直观的认识。
1.2 降低实验的成本
传统的实验,对于物资的损耗较大,费用较高。而EWB所需要的物资不受到限制,大大降低了成本,减轻了学校的负担。
1.3 有效保障了学生的安全
对于电工类的老师来说,他们带领学生进入实验室,首先考虑的是学生的安全问题。因为电工实验室的对象是电流和电压,实验中的一些不当的操作可能会导致元器件的损害,而且极易导致安全事故的发生,利用EWB进行实验时则可以避免这类事故的发生。
综合EWB的上述优点,我们充分认识到仿真实验的重要性和必要性。仿真模拟实验不仅仅使学生掌握先进的技术,而且培养了学生动手能力和实际操作能力。同时,引进该项技术解决了学校的资金问题,一定程度上提高了教学质量。
2 EWB在实际教学中的运用
EWB的操作界面相当友好,而且比较直观,操作也十分简单和方便,便于学生的理解和操作,可以很快入门。同时EWB的模拟的仪器种类比较多,学生们可以根据自己的实际需要随时随地选择自己需要的仪器,随时进行模拟。实验过程中需要的仪器可以直接从屏幕中选取和使用,然后仿真软件根据电子电工的相关原理进行再现,显示一些逻辑上的波形和数据。使学生对理论有了直观的认识。
在实际的教学活动中,老师们经常碰到这样的问题,一些理论学生们怎么都理解不了。最后没办法,老师们只能把答案告诉学生们,学生们为了考试只能单纯记住答案或者理论来应付考试,对于知识则是糊里糊涂的状态。而EWB引进课堂之后,则解决了老师们这一头疼的问题。老师们发现,学生的主动性和积极性有了很大的提高。以电学中的组合为例,一、电路的竞争的概念比较抽象,原因在于信号的难以理解;二电路是怎样进行串联等活动的,在此期间会发生什么样的情景?针对第一种现象,老师们还能对学生们进行的讲解和描述,学生们能勉强接受和简单的理解,而第二种情况,EWB仿真软件则描绘了具体的结构及活动的原理,将比较直观的、形象的、动态的画面显示出来,学生们通过眼看,把直观的理论便深深印在脑子里。同时,学生们再学习和理解组合电路的竞争便十分的清晰明了。
还有个事例,学生们学习电子技术计数器的时候,老师们给学生布置这样的任务,用74LS190进行一个十进制的计数器的设计工作,设计之后有EWB进行模拟。这个老师布置的任务表的内容包括电路设计、设计的思路、预测的结果等,就像理论描述的74LS190的十进制计算器那样。从界面上我们有了更为直观的认识,电路里,当EWB的软件通电后,模拟的方波脉冲源就会以预先设定的频率输出,然后会送到计数器上,同时会在数码显示器上看到十个数码的循环的跳动。接着对信号源进行设置,当电压为5伏的时候,输出占空的一半。最后,学生们可以看到电路中各个点的波状图,EWB的仿真数据的模拟,可以使学生清晰了解计数器的结构原理和动作的过程,这样还可以激发学生们的兴趣。另一方面,74LS190的计数器还可以接到另一只4/7的翻译器和另一只仿真的七段数码管上。这样一来,学生们对计数的一译码显示一具体数据的整个过程有了深刻的了解和印象,巩固了知识的理论,从而达到了老师们的要求,完成老师布置的任务。同时,对信号源的频率进行调整,学生通过分频的电路完成频率的输出等其他电路的设计进行仿真和模拟。利用EWB不断进行这样的实验,不仅仅弥补了实验仪器和设备的不足,而且可以减少资金方面的支出,而且利于学生直观、感性、生动的了解理论和过程,达到巩固理论、验证知识、应用实际的目的。
3 结语
在实践的教学活动中,充分体现了EWB的独特优势,学生的动手能力和实际的操作能力有了明显的提高,这是值得高兴和充分肯定的。同时,学生们对一些理论上的东西有了直观而感性的认识和了解。我们深刻的体会到,科学技术能推动时代的进步和发展,不断进行教学活动的改革,培养学生的创新意识。
【参考文献】
关键词:CDIO 科技创新实验室 优化模型 梯队化
中图分类号:G64 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)28-0309-02
引言
CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生在课程之间以主动的、实践的有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。培养目标是使学生具有以下能力:较强的项目开发、设计、建造、创新能力,具有较强的团队精神、领导能力和较强的沟通能力,以及具备较强的英语表达能力。
21 世纪是知识经济时代和信息时代,更是一个全面创新的时代。大学生科技创新能力的培养不论是对国家、民族,还是对大学生个人的发展都是极其重要的。高校是这一艰巨任务的主要执行者和承担者,也就是要培养适宜新世纪发展要求的具有开拓和创新精神的人才,从而使其具备必要的和急需的社会竞争力乃至国际竞争力。作为CDIO培养大纲下的科技创新实验室的成立,给学生提供了一个的科技创新活动的场所,激发了学生学习兴趣,学生在实践同时巩固了理论知识,为科技创新打下了坚实的基础。
一、科技创新实验室的学术价值
学生科技创新实验室的建立是对实践教学的探索和改革的一次有益尝试。在全国高校扩招后,学生平均素质相对降低、师资(特别是具有科研经验的师资)和实验条件相对缺少的情况下,如何保证教学质量、保证学生毕业时的能力和水平,值得广大教育工作者深思。而学生科技创新实验室的创建初衷正是为了加强和提高学生的科技实践能力,其运行的效果也证明了这是成功的尝试。这一经验可对全院乃至其他院校的实践教学提供借鉴作用。
学生科技创新实验室的运行,利于激发学生学习热情和创新灵感,提高学生的实践能力;促进学生对专业课程的理解,夯实学生的基础;培养学生的自信心,增强学生服务于社会的能力和愿望;培养学生的协作能力和奉献精神。同时也利于提高实践性课程的教学水平,提高和加强教师的科研能力和责任心。成都信息工程学院电子工程学院于2006年成立科技创新实验室,坚持管理创新、机制创新,逐步建立了独具特色的课外科技创新教育模式,而其中最根本的是学生学习、实践、管理的梯队化模式的确立。
二、梯队化学习模式
学生科技创新实验室面向全院所有专业各年级具有科技兴趣和学习余力的学生开放。专业基础培训和专题训练指导相结合,宽范围实训制作与自主选题制作并举。按阶段分层次学习、培训、考核模式(如图1所示),这种模式优点在于因材施教,根据学员基础、吸收能力不同分开培养。实验室配备必要的试验设备,提供大部分或全部实验器材,鼓励学生(并非必须)自备电脑等工具及特殊实验元器件,组织具有专业技能和实践经验的教师进行培训、辅导和指导。
图1实验室培训流程
实验室采取上页图1阶梯式学习模式,将学生的学习过程分为四个大的阶段,分别为电子兴趣小组、初级班、中级班和高级班。每个阶段无固定的学习时限,通过相应考核即可进入下一阶段学习。
对有兴趣加入实验室的同学,通过基本条件审核后即正式进入实验室的电子兴趣小组进行学习。对新加入的学员进行前期入门培训,对他们培训、引导的师资力量均来自该实验室其他层次动手实践能力较强的同学。在此阶段中要学习和掌握最基本的技能和培养正确的、良好的电子制作习惯等。完成电子小组各项训练后自动进入初级班,前期涉及内容为电类的基础知识,由科技创新实验室的同学根据个人的特长进行定期的培训、讲授。目的是激发学生的学习兴趣。
初级班要求掌握一些单元电路的知识和制作方法,包括模拟电路、数字电路、常用传感器和简单执行部件如继电器等。这个阶段能促使学生积累必要的基础实践经验。考核方法为学生实作过程的考察和结果电路性能的评定相结合。考核通过进入中级班,而未通过者可继续在本级学习。
中级班加入单片机为核心的控制部件,实现信号的采集、显示和某些控制等。这一时期主要培养学生的系统概念,要求学生掌握一个具有CPU的系统的设计、调试和测试方法。晋级方法同初级班。
高级班形式灵活,学生既可留在实验室也可加入教师的科研项目开发中。这一时期学生可以学习更为复杂的系统构成如DSP、FPGA和嵌入式应用系统等。学生通过更高要求的系统制作,或实际科研项目实施过程的熏陶,对自身的能力和某些知识缺陷得到较好的完善。进入到高级班的学生可以对入门级和初级班的学生进行经验交流,实现传帮带的效果,减少指导教师的压力。并且,诸如实验室的管理,器材采购、保管和分发等工作也交由高级班的学生参与完成。
三、科技创新实验室的创新点
首先,使用较少的物理和师资投入实现最大化的效果首先培养第一批学生,然后实验室是以学生管理为主,教师为辅的形式开展各种活动。成立了实验室管理委员会,根据实验室需要分为行政部、材料部、技术部、宣传部四个部门。让优秀的学生管理、带动实验室其他同学。按需选派相关指导教师,负责骨干学生的培养和解答共性问题,个别问题个别处理。引导学生学会查阅参考文献、借鉴参考设计的能力。其次,完全开放,人人有充分展现才华的机会,除兴趣和学习余力外,人员选择无任何限制。选题根据个人特点自由决定,鼓励能力强的同学参加各种级别的竞赛和参加教师科研项目。再次,宽进严出,有针对性培训。最后,流水线式培养,每月吸纳新学员,让更多学生受惠。
四、科技创新实验室应用效果
成都信息工程学院电子工程学院实验室从成立至今,无论是从学生梯队建设还是学生的动手能力提高等层面上都获得了较好的效果。目前,实验室的教师、学生管理团队都已成熟,对于学生的培训、培养有了一套较为完善的指导方案。实验室管理委员会对于进实验室同学的管理上,在遵守院实验室的管理条例前提下,也形成了自己的行之有效的管理办法,大大提高了实验室的使用效率。
实验室自成立以来,各个方面取得了较好的成绩。学生找工作时有了更多的选择和优越性;进实验室的同学由于从事本专业相关知识的实践、实验,设计时加深了对理论基础知识的理解和认识,更加激发了对理论知识学习的兴趣,真正做到了相辅相成的效果;为学生提供各种层次展现自我的机会,学生在进入实验室后的统一培训、强化,在教师的指导下多次组织、参加各类、级别比赛使得实验室同学具有较强的设计能力,近些年来我院在全国、省市级大赛中取得的优异成绩,与实验室的发展是分不开的,如图2为各年份参加各类设计大赛并获奖学生人数。从进实验室开始,所有的学生都与指导教师之间有了更多的学习、交流的机会。对于在学习过程中成绩优秀的同学,如高级班同学经过电子兴趣小组、初级班、中级班及高级班的学习和锻炼,有很多同学加入了教师的设计团队中,在教师团队中参加科研辅助工作,在那里学生学到了更深、更系统的知识,同时也使科研工作得到了一定的提高。
图2学生科技创新实验室成果
结束语
学生科技创新实验室建设是一项长期的、艰巨的任务,将学生分级梯队化实训是行之有效的办法。该实验室的正常有序运行,可以成为CDIO教育模式的得力助手,使学院较好地实践培养大学生的科技创新能力的要求,同时使学院的教学资源得到充分利用。学生方面,学以致用,理论联系实际的能力得到较好的锻炼。
收稿日期:2011-06-16
作者简介:张福贵(1977-),男,安徽池州人,讲师,从事气象雷达信号处理研究。
参考文献:
[1]周琳,杨大方,刘翠,许溪沙.论大学生科技能力的培养[J].沈阳建筑大学学报:社会科学版,2005,(2):130-131.
[2]尹仕,马冬卉,翁良科,刘志强.大学生课外科技创新基地经费筹措策略试探[J].实验技术与管理,2003,(12):143-145.