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關鍵詞:電子琴;觸鍵;功能鈕;音色;節奏;和弦
電子琴是現代電子科技與音樂結合的產物,是一種新型的鍵盤樂器。隨著改革開放的不斷深入,人們物質生活水平得到很大提高的同時,精神生活需求也出現了前所未有的膨漲。電子琴這一新生樂器以其豐富的音色,特有的節奏、美妙的音樂和易于掌握等優點深深打動了人們。但由于缺乏從事電子琴教學的專業教師和系統的教材與演奏曲目,導致電子琴教學一度出現魚龍混雜、停滯不前的局面。我們電子琴教師必須重視入門階段的基礎訓練,只有充分掌握了電子琴彈奏基礎的同時又能熟練地控制和運用音色、節奏、音量、和弦等各種功能,才能使我們彈奏出優美動聽的電子琴樂曲。
一、教給學生正確的演奏方法
1.基本坐姿
凳放琴前正中,人在凳的前半端坐穩,身體略向前傾,上臂自然下垂,背部和肩、肘、腕各關節都自然放松,雙手各指彎曲,手心朝下自然放于左右腿上。坐正后,從肘部提起前臂將手部五個指尖自然支撐在琴鍵上時,肘關節下部略高于琴鍵為宜。如果琴過高或過低可將琴架加以適當調節。
2.基本手型的練習
手形訓練中最規范的說法莫過于“半握球”形了。在訓練基本手型的過程中容易出現的問題是手放不平、掌關節塌陷等。教師須針對這些問題采取手段加以訓練。抬起手臂將手臂懸于胸前,手指之間稍分開,各指關節自然彎曲,手腕放平,掌關節略凸起,將手慢慢放下用手指尖接觸鍵盤上。由于小指較短,為了接觸琴鍵容易造成手的重心壓向小指導致手放不平。小指可不要落到琴鍵上懸于琴鍵上方,手的重心有靠向拇指方向的感覺以保證手面平整,手臂自然放松但不能松懈,不能將手臂的重量壓向掌關節。將中指壓住琴鍵作為支點向上用力,將力量送至掌關節,手腕慢慢稍向上抬起,通過反復的支撐練習、可增強掌關節的支撐力。
3.五指觸鍵練習
臂慢慢抬起,在手臂的帶動下手掌自然下垂,手腕凸起。然后慢慢放下,在手指接近琴鍵,手腕基本放平的瞬間,手指果斷觸鍵彈出第一個音。這時手的自然重量落在手指尖上,手腕放松不要下沉用力。手指的第一關節應自然彎曲,保持手的平衡穩定。在保持四拍以后再徐徐抬起,繼續以同樣的方法彈第二個音,如此依次練完五個音。在彈奏大指時應注意第一、第二關節略彎曲,第二關節向外稍稍拉開一些,觸鍵后自然放松,不可向內推壓用力,否則會造成第二關節變形。在彈奏二、三、四、五指時,第一關節要站牢,不要折指,手指力量垂直向下,不要向掌心用力。解決這一問題可以通過以下方法加以訓練。一是將右手2、3、4、5指與左手5、4、3、2指的第一關節相互勾住,來體會力量傳送第一關節的感覺。二是將雙手抬至胸前,兩手各指相對合攏,拱起呈棒皮球狀,五對指尖肉墊相對頂住(即1對1、2對2、3對3 、4對4、5對5),鄰指間稍分開,以相對的指尖“拍打”各種節奏組合來訓練彈奏動作。
4.連音奏法
連續彈奏兩個或兩個以上的音稱為連音奏法。它要求先用手的自然重量落下去彈奏第一個音,然后將這個手指保持在琴鍵底部繼續發音,直到下一個手指觸鍵發音的一瞬間才離鍵。這時要注意避免發生因離鍵過遲而產生的兩音同時發聲和因過早離鍵而產生的兩音斷開的現象。力量的重心應從一個手指轉移到另一個手指,手腕也應跟隨手指力量的重心平穩地移動。在學習連奏時一個常見的問題是當一個手指觸鍵時,其它的手指也跟著用力,尤其是拇指和小指容易緊張翹起來,從而造成整個手背的緊張,解決這個問題的方法是,當一個手指觸鍵后不要急于彈第二個音,而是要檢查一下其它手指是否處于自然、放松的狀態,等到下一個手指抬起,從心理到手指都作好了充分的準備后再果斷地彈奏下一個音,而前一個手指應迅速離鍵。
5.跳音
跳音奏法即斷奏也可以說是手腕的運動。它比非連單更為短促,更為輕巧和有彈性。彈奏時手臂保持較平穩的狀態。只用手腕的上下擺動來彈奏,手指在觸鍵后要馬上離開,這時手腕要盡快抬起回到原來的位置,準備彈奏下一個音。在彈奏斷音時要利用手腕擺動的彈性來彈奏,有一種向下“甩”的感覺,同時指尖要站住,手指的第一關節不要軟,把力量集中、有彈性地送入鍵盤。根據不同的音樂要求,跳音還可以有手臂、手腕、手指等不同的奏法,但手腕的彈性及自下向上的彈跳是奏好跳音的基礎。轉貼于
6.音階、琶音
在彈奏音階時,最困難也是最重要的就是拇指的移動。在彈奏八度以上的音階時,拇指要從3、4指下面鉆過去。拇指在觸鍵后,馬上要向下一個要彈的位置移過去。這時手腕可略高一些,不要過分下垂,否則拇指很難鉆過去,并會出現一跳一跳的現象,使音階不能連貫地演奏下去。在彈奏琶音時,由于音程的距離比音階更遠,所以就更加困難。要想把琶音彈奏得均勻、流暢,手臂的放松及手腕的旋轉動作是必不可少的。手腕的旋轉動作就是在彈奏琶音過程中,當拇指觸鍵時,手腕處于正常位置,當拇指離鍵向下一個位置移動,而其它手指在彈奏時,手腕逐漸抬起,直到拇指彈奏下一個音時,手腕又回到原位,并開始準備下一個動作,周而復始。初學時可把琶音分開來慢練,以一個八度為單位,嚴格按照規范的手法練習,體會手指運動中的位置感。
7.和弦
彈奏電子琴自動伴奏的和弦時要注意合理運用和的轉位,不要拍打琴鍵,手指要貼鍵彈奏,有一種推的感覺,手指觸鍵要整齊,如果手指有先后彈出,和弦的性質就會出現錯誤。
二、培養學生良好的學習方法
1.識譜法
識譜是貫穿整個電子琴學習各階段的重要課題。識譜上出現問題必然導致練習過程的錯誤,影響練習目的的實現。識譜前要做到三看三抓:一看譜號,就能明確音符的唱法。二看調號,明確是什么調,什么音要變化。三看拍號,知道強弱規律,一抓節奏、二抓音準、三抓節拍。三看三抓是識譜的關鍵,能夠避免很多容易出現的錯誤。
2.分段練習法
練琴最忌諱的恐怕就是從頭到尾反復地彈。分段練習,就是根據音樂或者根據練習曲目的技巧內容,把樂曲分成若干部分,逐段加以練習,練好一部分再練下一部分,最后把各部分連起來練。這樣練習的優點是節省時間,針對性強,最適合于較長的練習曲與樂曲。分段練習要按樂曲的結構進行。
3.攻克難點的練習
差不多每個練習曲或樂曲都有重點和難點。但在具體的練習過程中常常會碰到意想不到的困難和問題,在這個時候教師應根據具體情況提出問題,并分析其技術要領,給予正確的示范和解決辦法。通過學生的反復練習,集中突擊,直到最終完全克服。
4.慢練法
關鍵詞:電子創新;實踐;綜合素質
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.123
高校對于電子信息類專業開設了較多的專業課程,大一大二主要為專業基礎課,例如c語言,數字電路,模擬電路等,大三后則開設專業課程的學習,信號與系統,數字信號處理等等,因為前期大部分為理論教學,造成學生在專業課的學習中因缺少動手實踐經驗和對專業的認知而感覺吃力,很多學生最終只是盲目的學習。不少高校組織學生參加專業競賽,對于大一初學者來說,沒有任何基礎知識,學生必須通過自己私下學習或者學校的小班授課方可參賽。《電子創新入門》課程開設在大一學年,分為上下兩個學期,使所有的學生都對專業有了認識并對專業知識入門學習,有利于學校競賽活動的開展,更加有利于學生對專業課的學習。
1 傳統的培養計劃存在一定的弊端
電子信息的培養目標是使學生具備電子技術和信息系統的基礎知識,能從事各類電子設備和信息系統的應用、設計、制造和研發[2]。然而大部分高校在電子信息類專業傳統的培養計劃中,總是忽略一年級學生在專業認知方面的學習,部分高校甚至到大一下學期才有關于本專業的相關課程,這樣造成了很多學生在大一期間對于本專業過于茫然從而失去原有的學習興趣,幾乎所有的高校會選擇在大二期間開設專業基礎課,大量的理論知識和少量的實踐課程涌入,使一部分學生措手不及,從而成績出現明顯現象[2]。另外,各大高校電子信息類專業都有相關的競賽,比如大學生電子設計競賽,大學前期是非常關鍵的參賽階段,卻因為大一期間沒有相關課程的培養計劃,而出現了競賽瓶頸。
2 《電子創新入門》課程介紹及實施步驟
《電子創新入門》是一門教與學相結合的課程,學生通過理論知識進行對應的實踐。將其分為《電子創新入門上》和《電子創新入門下》,分兩個學期完成。其中《電子創新入門上》主要完成基本元器件的的認識及應用、基本儀器的認識及使用、練習焊接技術,第一階段:基本元器件的認識及應用,了解元器件在相關軟件中的一些代號;第二階段:常用儀器的教學,通過相關視頻教會學生最常用的萬用表和示波器的用法;第三階段:學生們學習并練習焊接技術,焊接基本元器件、看電路焊接,再通過示波器或萬用表測信號,最后通過電子套件的焊接與測試做為學生的考核成績。《電子創新入門下》主要完成單片機最小系統的應用,第一階段:單片機最小系統的認識、使用以及相關軟件的安裝練習,使學生了解各個軟件的使用方法;第二階段:基本電路的控制實現,仿真及實物的設計與實現,通過若干個實例學會使用單片機;第三階段:單片機控制器的創新實現的考核[1]。
3 《電子創新入門》課程在教學中的具體應用
3.1 教材的選用
針對《電子創新入門》課程性質,以實際應用為主,上學年選用教材以基本元器件認識為主,教師配以大量輔助資料,并做好本校實驗室相關儀器的使用方法的視頻錄制,播放給學生觀看學習,焊接也是以優秀焊接視頻為教材,包括直插式芯片和貼片式芯片的焊接方式。下學年主要是內容以單片機和protues的結合此類教材為主,教材對于學生的學習相當重要,學生在課堂過程中的學習,教材的學習和學習筆記的鞏固需要相輔相成。
3.2 教學進度及內容
(1)高校電子信息類專業的學生大一期間須有對本專業的認識,大一上學期的《電子創新入門上》的教學從最基本的元器件認識入手,電阻、電容、電感、開關、集成電路芯片、蜂鳴器、三極管、二極管、數碼管等等,并發放元器件,讓學生認識各個元器件引腳,學會測量,估讀等,同時會用這些元器件設計簡單的電路,接著學生觀看本校萬用表和示波器的使用方法相關的視頻,將學生帶入實驗室學習這些儀器的使用方法,最后教會學生如何焊接,并申請部分教學經費購買基本的元器件,面包板和萬能板以及電子套件,如對講機電子學習套件,讓學生在大一上學期能夠看得懂電路,并練好焊接技能。
(2)大一下學期,c語言已經開始學習,當c語言前期的基本的語法知識教學完畢后,即可開始《電子創新入門下》的教學。教學過程中所使用的單片機最小系統,可以使用往屆學生工藝制作成品,隨后通過上學期基本元器件的簡單的電路知識,進行整體的電路搭建,學生首先用keil開發環境和protues軟件相結合,再通過面包板搭建led燈電路,做亮燈、閃燈、流水燈、跑馬燈以及呼吸燈,搭建三極管驅動蜂鳴器電路以及數碼管電路等等,不僅對c語言課程的語法(for,while等)進行了鞏固學習,同時實驗的成功激發了學生濃厚的學習興趣。學生通過這些簡單的程序編寫以及電路搭建,不僅有益于計算機等級考試,對競賽也是很有幫助的。最后大家將元器件組合搭建電路、焊接并控制成功,實現最終的創新考核。
4 結語
《電子創新入門》開設在高校電子信息類專業一年級,具有深遠意義,并將會在該類專業的課程教學中得到廣泛的應用與認可。該課程為學生在今后的專業課的學習打下了堅實的基礎,課程充分的結合了本專業學習的特點,理論結合實踐,不僅使學生能對本專業產生濃厚的興趣,同時對學生們的計算機二級考試以及電子競賽有很大的幫助。《電子創新入門》課程解決了電子信息類學生在大一學習過程中對專業知識的空白期,在電子信息類專業的培養計劃中起到了承上啟下的作用。
參考文獻:
[1]黃巧巧,王獻合.項目教學法在單片機課程中的探索與實踐[J].工業,2016(16):266.
【關鍵詞】電磁場理論基礎 課程改革 高等教育
《電磁場理論基礎》是高等工科院校電子與通信類各專業本科生的必修基礎課。本課程在普通物理電磁學定性介紹的基礎之上,利用完備的數學手段對宏觀電磁規律進行定量的分析與描述。教學內容著重于電磁場基本理論體系的完整性與嚴密性,注重基本概念的建立和基本推導計算能力的培養,同時也介紹一些電磁理論的實際應用。本課程內容是形成學生專業知識結構的重要組成部分和學習后續專業技術課程的必備基礎,在整體教學計劃中占有重要地位。
一、電磁場理論基礎課程的現狀
北京理工大學的電磁場理論基礎課程的現狀為:(1)本課程針對信息與電子學院大三學生開設,其前提是學生已經學習了普通物理學電磁學和高等數學的相關內容,具備了一定的基礎,可以對宏觀電磁場的規律進行分析研究;(2)本課程現在分為兩大類,即中文班和英文班。中文班采用的是和早期物理學課程初步探討的概念相銜接,逐步導出場的理論,因此先討論靜態場,然后再分析時變電磁場,并得出麥克斯韋方程組;英文班目前采用的是首先以麥克斯韋方程的描述作為一組公設,然后概括多年實驗觀測電磁效果的結果。(3)本課程對于電子系的后續課程,如微波技術導論、微波網絡等都是必要的基礎,因此,作為信息與電子學院的必修課程。(4)由于本課程的理論性較強,很多關于電磁場的討論都是很抽象,需要學生具有一定的抽象思維能力。在學習過程中,學生普遍反映:在一開始介紹和大學物理相銜接的概念部分還能理解,到后面時變場的討論在理解上就很困難了。
二、課程改革中教學內容和方法的研究
(一)增加師生互動
教學是一種師生教與學的互動活動,這就要求除了教師要認真備課,充滿激情地講課之外,作為受教者的學生要有一些主動的活力。多年來的應試教育讓很多學生認為課堂學習是一件完全被動的事情,相比教師起碼要花時間和力氣講授,學生可以只是被動地接收。實際上,如果完全被動地聽課,就無法真正的吸收要掌握的知識,因為只有自己主動地去聽去思考,才能“捕獲”更多知識。而且,學習越是具有主動性,效果越好。
(二)教學手段多樣化
近幾年來,《電磁場理論基礎》的學時數不斷減少,當學時比較充足時,教師有充分的時間將相應的理論推導、例題、應用一一展開,而近年來,這門課被壓縮成了60學時加4學時實驗的課程。隨著學時數的不斷減少,為了讓學生在有限的時間內掌握課程的內容,必須借助現代化的教學手段,提高教學效率;同時將電子課件下發給學委,讓大家課后復習消化,同時設立每周答疑時間,改進和學生的溝通。
(三)理論和實踐相結合
電磁場問題在近幾年越來越受到工程界的重視。除了在射頻微波領域的一直以來的重視之外,隨著高速電路設計技術的發展,電子產品向著更小、更快、研發周期更短的方向發展,而信號完整性的問題也愈發突出。很多屬于“路”的問題已經演變成了“場”的問題,因此必須了解電磁場的知識,采用新的設計方法學才能解決。結合工程實踐,會讓抽象的電磁場理論更形象化,也提高了學習的目標性和動力。
三、具體實施方法
(一)多種教學方法相結合,加強課堂上互動,改善教學效果
在課堂的前5分鐘,通過提問上次課程的知識要點,讓學生迅速整理自己的思路,并集中到本課程的學習上;在課堂期間,提出一些思考題,或是隨機讓學生到講臺前解題,發現問題及時分析。對課下的作業進行認真點評,并整理出多數人容易出現的錯誤,并及時反饋指導。每周設立固定的答疑地點和答疑時間,讓學生有問題可以和老師溝通。
(二)進一步完善實驗教學
目前的實驗是在理論課的60學時結束之后,有4個學時的實驗,學生普遍反映做實驗時其對應的理論有些淡忘,因此結合得不緊密。參照其他學校的一些經驗,將一部分較簡單的演示實驗放在每次課程的理論講述之后,結合本堂課的內容進行演示,這將有利于學生對知識的吸收;此外,基于電磁場軟件的商業化開發已經很成熟,考慮加入合適的電磁場數值仿真實驗。
(三)教學與科研相結合
首先,教師自身要將教學與科研結合起來。一方面,青年教師利用各種平臺和培訓機會深造,提高自身語言素質和理論水平;另一方面,青年教師自己要利用網絡和各種資源,學習電磁領域中的一些新進展,與講授的基礎理論相結合,提高學生的興趣。其次,學校提供交流平臺,定期邀請國外知名專家教授講學,可以進一步拓展學生的知識面。
四、結論
從學生上課時的反映以及教學中的調查問卷,都可以看出,這些實踐方法受到了學生的歡迎,提高了他們上課的積極性,改進了教學效果。電磁場理論是電子學的入門課程,這門課的教學改革也是一個不斷探索的過程,我們將會繼續結合教學中遇到的實際問題,借助現代化的教學手段,不斷完善教學理論和教學方法,改進課程的教學效果。
【參考文獻】
[1]田秀榮,桂志國. 電磁場與電磁波課程教學改革探索[J].安徽工業大學學報(社會科學版),2010(1).
制作
精英極客不只是擁有大量科技裝備,他們還能夠自己動手修改、調適和利用科技酷玩提升生活品質……
Darwin—OP Deluxe Edition
約89000元 |
這個18英寸高的開源機器人內置傳感器和“足球模式”之類的大量特別功能。至于學習如何制作你自己的機器人,請參看下頁的機器人方案……
制作機器人
對于喜歡制作的極客來說,沒有多少東西能比自制機器人伙伴帶來更大的驚喜。且聽Nick Veitch為我們解釋其中原由
把形狀各異的部件組合起來,創造出成品來,這一行為既獨一無二,在理想條件下又充滿現實誘惑。盡管不時玩玩樂高建筑項目也很有趣,但極客們的終極目標幾乎總是制作出機器人來。發出嗶嗶聲的機器人科幻場景引發了無數人建造自己私有的“約翰尼5號”的夢想,但是那類項目僅僅代表了人造機器人領域的很小一部分。
我近距離見到的第一款機器人只是一個機械臂。它能做的一切就是下棋,利用傳感器系統算出棋子處在什么位置。盡管我以前也用計算機下過棋,這臺能思考的機器以及它通過神秘的技巧與真實世界互動的能力還是讓我神魂顛倒。
于是我開始了對機器人的癡迷。最初要想找到傳感器、控制器和馬達,非常不容易,全然不像現在這個機器人制作迷們的黃金時代。根據國際機器人聯合會的統計,目前世界上注冊的機器人制造公司大約有200家,而生產機器人零部件的公司則多達數萬家。今年甚至還涌現出了InMoov,這是一種你可以從下載進行3D打印的機械手。
當然,機器人制作項目通常需要焊接、修補伺服系統和一點編碼技術,不過新手完全可以選擇更簡便的方法。你可以利用類似Boe—Bot (約900元,milinst.co.uk)的工具,參加一個微控制器和電子學的速成培訓班——而我們下面介紹的適合新手的項目會提供基礎訓練,不需要你掌握深奧的電子學知識。
今天的機器人技術發展,讓人感覺有點像1970年代家用計算機革命時的景象,因而現在正是為你自己貼上勇于創新、積極接受新事物標簽的最佳時刻——誰知道呢?——沒準有一天你會像斯蒂夫·沃茲尼亞克一樣聲名遠揚呢。
6—in—1 Solar Kit
約150元 | red5.co.uk
這款入門級裝置并不是我們稱作經典機器人的東西(它根本沒有大腦),但是它確乎有助于深入洞察一臺活動機器究竟如何運行的基本原理。這個裝置配置了電源(一塊太陽能電池,可根據光亮情形產生大約3V的電量),還有一個馬達,根據你的設計產生物理運動。盡管這些部件每次都以相同方式連接,但馬達可連接到不同的東西上,從而使“機器人”產生不同行為。例如,給它裝上輪子它就變成了車,接上幾條腿,馬達則會震動搖擺你的機器“狗”前進。它未必稱得上個性化的K—9,但依然會是機器人制作的精彩開端。
Velleman Robotic
Arm Kit with USB
約450元 | maplin.co.uk
“正式的”機器人需要有大腦發揮作用,然后這種機器人價格都有點高。折衷的好辦法,就是能夠連接到你的筆記本電腦或計算機上由它們提供思想的機器人。這套裝置設計出色,裝配出來就是非常合用的機械手。它不是為那些害怕使用螺絲刀或者不愿意花兩三個小時制作的人準備的,但一旦制作完成,它就是自己行動范圍內的行家里手。便利的USB接口將它連接到你的計算機(僅限Windows)上,而一些基礎而合用的軟件可以幫助你驅使它干活。如果你渴望挑戰的話,可以嘗試為它編程,讓它完成“漢諾塔”益智游戲解謎的全過程。
樂高Mindstorms NXT
約2380元 |
Mindstorms證明樂高不只是玩具——極客們已經用它制作出了能夠解魔方、整理換洗衣服和畫圖的機器。NXT 2.0擁有三個伺服拖動的馬達、一個光傳感器、攝像頭、兩個觸覺傳感器和一個超聲波測距器。它還不足以創造出一個“賽隆人”,但已經向那個方向邁出了第一步。NXT積木中容納了一塊LCD屏和微處理器大腦,它們都由你自己構建起來,然后連接上各種傳感器以發揮作用,由于采用可視程序設計語言(Mac/PC) ,允許你把命令拖放進有效序列中,因而對機器人進行設置相當簡便。盡管僅僅是塑料玩具,NXT卻最為接近真正的自動機學原理,完全不必為電子學而煩惱。
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你已經在蘋果App Store上花了太多錢——該是反哺你自己的時候了吧?這里向你介紹三種方法,幫助你逆轉現金流方向……
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搭配使用……
關鍵詞:課程;電工電子;實訓
作者簡介:李剛(1974-),男,北京人,北京電子科技職業學院汽車工程學院,工程師;楊屏(1967-),女,北京人,北京電子科技職業學院汽車工程學院,副教授。(北京 100176)
基金項目:本文系北京電子科技職業學院科研課題(課題編號:YYR2013096)的研究成果。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0090-02
電工電子技術基礎是很多高職專業都開設的基礎課程,大都安排在新生入學的第一學年進行。從近年來的教學實際情況來看,該課程的學習效果并不好,特別是一些對于電工電子技術要求較高的專業。在后續專業課教學進程中,筆者發現學生電工電子基礎知識薄弱,不能熟練使用常規的儀器儀表,電路測量和故障判斷能力弱。這些問題都造成了學生對專業課學習的滯后,影響其職業后續發展,也在很大程度上給專業課教師帶來了不少麻煩。本文試圖通過對學生學習電工電子技術課程的綜合分析,尋找一個行之有效的學習方法和途徑。
一、入學新生狀況分析
1.學生物理成績偏弱
調查顯示,高職院校入校新生在高中階段物理成績偏弱,能達到優良的學生不足15%,相當多的學生物理成績游走于及格線附近。對于物理課,喜歡的學生只有四分之一,其他學生都表示不喜歡這門課,這在很大程度上和其物理成績相對應。
不過有趣的是,調查中有62%的學生表示自己在高中喜歡做物理實驗,也認為物理課程很重要,這在一定程度上說明高中物理教學中存在著較大實驗方面的缺乏,大多數停留在理論教學,應對面臨的書面考試,沒有足夠的時間和條件通過實驗提高學生的興趣。
2.學生能力分析
近年來隨著高職自主招生的變化,進入高職學習的學生狀況也發生變化,通過近年來的實踐調查,得到一些基本結論。
首先,學生對于理科內容相對薄弱,信心不足,也有一定抵觸情緒,存在認知障礙。由于思維慣性作用,導致學生思維方法滯后,物理內容抽象思維很多,學生生活在感性認知的世界里,停留在形象思維的狀態下,對于“深奧”的物理學習,容易產生負遷移,導致成績下降,畏難情緒蔓延。
其次,物理課程內容涵蓋廣泛,高中階段缺乏實驗支撐,學生大多不喜歡獨立思考問題,停留在模仿例題,抄襲作業,應付考試的模式下,缺乏“深入研究”的精神,智力水平沒有得到充分發掘。
最后,高中的評價體系決定了同步教學模式,公式推導和反復的演算使得學生的個性受到壓抑,在如今這個信息爆炸的時代,一些學生的特點被掩蓋,甚至埋沒。
3.新生入學分析
絕大多數工程類專業都將電工電子技術基礎課程開設在第一學期,新生入學短時間無法真正適應大學生活,其主要精力仍然是應對住校與居家的不同,舍友與同學的差距,理想和現實的分別等,對于學習投入較少,學習效率不高。
二、課程現狀
學生對于電工電子技術基礎課程的學習現狀可以從以下幾個方面分析。
1.學習方法和內容都與高中有很大的差距
電工電子技術基礎大多數學生會聯想起高中物理,甚至一些學生還會在筆記本和作業本的封面上留下“物理”字樣。這說明他們把這門課程作為高中物理的延續。但是高中物理涵蓋范圍很廣,比如力學、運動、光學、電學等,只起到入門作用。高中階段為了應對高考,學生主要注重書面學習,對于電學概念的理解也很抽象,只是不斷地做題,很少有實驗的機會,而電工電子技術著重對于實驗測量動手能力的培養,與高中學習方法相差很大,學生一時無法適應。
高中電學注重對電學原理的推論,目的是培養學生綜合分析、歸納演繹的思維能力;而高職階段電工電子技術更注重對這些原理規律的應用,不注重公式推導和計算,注重解決實際問題。以此分析,電工電子技術教學要從高中“重結果(理論計算正確性)”向“重實踐(解決問題過程)”的方向邁進。
2.實驗效果不佳
電工電子課程實驗所安排的內容,相對比較滯后,傳統的驗證性試驗較多,學生只是測量記錄數據,就可以完成實驗任務。或者實驗的步驟過于清晰,使學生沒有思考的空間,沒有積極探索的動力,也就在一定程度上喪失了實訓的意義。
3.缺少專業內涵
電工電子課程是諸多專業的基礎課,由于各個專業要求不同,知識技能側重點和實踐能力的要求也不同。目前的教學過多地向“平臺課”發展,各專業學生在一個平臺授課,和專業脫節,不利于未來專業課教學。
還有,任課教師的因素也有一定影響。當前專業教師大都進行專業課教學,而電工電子技術課程的教師很多來自外聘,專業能力和教育能力參差不齊,對于學生的掌控較差,也在一定程度上削弱了教學質量。
三、研究對策
對于以上調查分析結果,結合近年來的教學實踐,特別是和學生直接面對面的交流,在此提出以下幾點對策:
1.抓好最初兩周
【關鍵詞】工程訓練;分層次教學;大眾教育與精英教育
中國是發展中國家,國家的建設需要人才,我國的高等教育是為國家的建設培養高技術人才,人才的培養一定要符合國家發展的需要。就學生而言,大多數同學大學的學習是為了獲得知識,為了有更多的深造機會或更好的就業待遇。理工科由于實用性比較強,大學畢業生中絕大多數要到公司,企事業單位,廠礦企業從事技術性工作,因此他們必須具有嫻熟的實驗技能、科研動手能力和具備解決工程實際問題的能力。但從社會反饋信息來看,目前理工科大學培養的學生普遍存在著實踐能力、工藝能力、解決工程實際問題的能力較差,難以滿足社會的需要。這種現象已引起各高校的普遍關注。如果學生缺少必要的工程訓練,不注意解決工程實際問題的能力培養,畢業后必然由于難以很快實現由學生到工程技術人員的轉變,而不適應工作的需要。因此處理好理論與實踐之間的關系,注意教育與生產勞動相結合是全面提高學生素質,培養合格的社會主義建設人才所必需的。
本科生畢業出路主要在于繼續深造或就業,如本科畢業就要就業,必須結合1-2個應用方面學習[1][2]。北方工業大學微電子學專業同學們在學好專業基礎課前提下,多數同學要參加實踐與工程訓練。工程實踐是學生在校期間最重要的教學實踐活動之一,它不只是給學生以知識和技能,更重要的是通過工程實踐全面培養學生的綜合素質。
1.理是工之本,工為理之用
現代應用科學與技術離不開基礎理論,如果沒有理論,技術發展就是靠直覺、碰運氣,不可能發展得快,更不可能發展的遠。正確的理論能讓人類避免盲目的技術開發,能指導人類朝正確的技術路線快速發展。實現應用是理論研究的最終目的,沒有了應用前景或應用潛力,理論研究也就失去了實際意義。
就大學而言,理工融合是最佳選擇,有了好的理科,工科能有強有力的發展趨勢;對學生來說,工科生的理論基本功也是必不可少的,要成為高層次的技術工程師或高技術研究開發人員,本學科的理論基礎決定學生的發展潛力;對自然科學的理科生而言,理論基礎強的同學,在今后的科學研究或工程技術開發碰到難題,解決問題的方法更多,理論突破或技術突破的可能性更大,也就是在學術或技術上走的更遠,創造的價值更高。
2.學以致用,必須實踐
不管是純理論,還是有一定應用的理論課程,都必須與實踐相結合。因為理論是實踐的需要才提煉與研究發展出來的,并指導實踐。
在我國高等教育教學體系中,由于經費和教師資源問題,存在重基礎知識、輕能力培養的現象,主要特征是側重學科基礎知識的傳授,而學生工程實踐訓練不足。以實踐教學所占比例為例,在美國大學的課程體系中,實踐教學比例均在30%以上,而我國大學這一比例都在20%左右,相差較大。我國高等教育仍然是以教師為中心的教學文化,也就是圍繞“教師中心、教材中心和課堂中心”而組織的,發揮了教師在教學過程中的權威和主導作用,卻忽視了學生的主體性和能動性。這種教學理念及相應的教學方法,不利于發揮學生的主動性、積極性和創造性,不利于培養學生主動實踐的能力[3]。
在校外生產實習活動中,學校往往找不到合適的實習企業,承擔不了學生的實習費用;而企業則容納不了大批學生來訪,找不到足夠的工程師指導實習活動,更不用說提供真實的崗位用于學生實習。企業擔心產品的質量問題,同時也擔心學生的安全問題。在這種情況下,實習往往演變為參觀,不具有實戰意義,達不到生產實習的教學目標;有的學校則只給學生布置實習任務,將學生化整為零,讓學生創造條件自己實習[4]。
大家一窩蜂全去搞工程與經濟而完全放棄理論研究也不是什么好事,理工兼備是學校層面和國家層面的戰略,對所有的大學生個人不容易做到,也沒必要人人做到。適合做理論的同學,集中精力學理論,然后深造,在不遠的將來發揮出作用;適合做工程的,多數時間應該投入到實驗室和工程實踐活動中,為就業打下基礎。北方工業大學微電子學專業,應用性很強,因此開設了相關的實踐課程和專業課程設計,以提高學生的實踐動手能力。
3.大眾教育與精英教育
高考招生的擴招,使得高等教育進入大眾化階段,教學資源的相對缺乏,生源素質相對降低,使大學教育質量明顯降低。由于受高等教育入門條件降低,學生普遍不珍惜大學學習機會,隨著大學畢業生的增多,社會對大學畢業生應聘工作條件越來越苛刻。
現今高校本科人才培養體制自1999年大學擴招后,全國絕大多數高校均轉向“大眾化教育”,教師向以班為單位的學生傳授知識,學生不論是理論學習還是實驗訓練都難于同教師形成一對一的導學關系。教師既沒責權進行以個體為目標的精英教育,學生也疲于應付繁雜的考試,自顧不暇。從機制上為教師和學生開辟一個自由發揮的空間,是實施工程精英教育的必要條件。如果說大眾化人才的培養是批量生產的話,那么高層次工程精英人才的培養具有個別性。它要求被培養者具有出眾的智力、敏銳的觀察力、強烈的創新意識及堅韌刻苦的品質,即自身應具備成為精英人才的潛質和可塑性[5]。
我個人認為本科前兩年就是大眾教育,后兩年要根據學生興趣或特長,提前分組,定向專門精心培養。工程創新精英人才的培養實質就是老師和學生相互選擇、目標一致、協同工作、共創成果的過程。
理工科學生頭兩年主要學習理論課程,不要偏離了主線,打好基礎,為后續選修課程的學習做好準備。第3年,盡早決定與分組,按照興趣分類,由專業老師指導。
4.分層次實踐教學,培養理工融合的應用型人才
應用型人才主要來自實踐,實踐教學的本質就是一種理論聯系實際的教學。對學生實驗理論、實驗技術和實驗能力等方面進行系統的全面培養和訓練,加強實戰訓練環節,營造好實踐氛圍。本科教學計劃中要規定每個學生在打好扎實基礎以后,安排一次為期一至二月的設定創新目標的實戰訓練。實踐目標的課題要求來自工廠企業或市場。
培養學生實踐動手能力、分析和解決問題能力。可實行“三開放教學”實驗教學課程和項目開放、實驗場地開放、實驗儀器設備開放。減少驗證性實驗,增加綜合性、設計性實驗以及課程設計與創新實踐課程。學生也可以主動利用實驗室開放的有利條件,開展了一系列科技創新活動,參加全國和全市“挑戰杯”、“創新杯”、“數學建模”、“電子設計競賽”,申報本校的“科園杯”項目等等。
培養學生的工程實踐創新能力是我們的最高目標,但首先要培養學生的實踐能力。我們提倡“先模仿,后創造”,創新課程其實就是先在實踐環節中學習、實際動手訓練,積累經驗到達一定程度就會由量變到質變,有新的點子、新的構思,這就是創新的開始。而且要模仿的是一個完整的、具體的真實項目,與社會需求接軌。
課堂教學經常出現“有人吃不飽、有人吃不了”,在工程訓練中是可以做到“人人吃得了、人人吃得飽”的。北方工業大學微電子學專業在電子系統設計實踐教學從實戰出發,照顧到所有同學。基本可以分為以下幾步:
(1)根據儀表需求設計方案,選擇材料與電子器件。
(2)繪制電路原理圖與印刷電路板文件,策劃儀表功能軟件的編寫方案。
(3)焊接電路板,測試電路板上各元件工作正常。
(4)編寫、調試軟件,實現儀表各功能。
工程訓練目的要使所有同學都能實現儀表的至少一個功能,讓同學們有成功的感覺,有成功開發儀器儀表的切身體會。根據學生的現有技術程度,可以選擇從以上(1)~(4)中任一步為起點開始開發儀器儀表作為一個項目。如從頭開始,項目太難,多數同學經驗不足、無從下手,會失去學習信心。只有根據實際能力,選擇合適的切入點,難度適中,既能做出來,也不是特別輕松,通過努力才能完成,努力的過程就是工程能力提高的過程。
一般來說,初學者只能做第(4)步,模仿已有的方案、完成儀器儀表的1-2個簡單功能。經過逐步深入的訓練,部分同學可以從第(3)開始,逐步熟悉硬件、同時調試軟件,達到軟硬件融會貫通。少數同學繼續選擇競賽、科園杯研究項目等,從(1)或(2)的方案設計開始,實現工程訓練的全套過程的鍛煉。這樣使得所有同學都有至少一次成功的工程訓練,所有同學都能得到恰當的鍛煉,都在不同程度上有一定的提高。
5.結論
在高校大眾化教育前提下,工程訓練是培養有技術特長的應用型人才。工程教育應該根據學生情況和學校條件采用多樣化,比如:早進實驗室、參加老師的科學研究項目;參加技術競賽;選擇課程設計和創新學分課程等。采用因材施教,分層精英教學,使有工程興趣和特長的學生可以發揮出來,使大多數學生得到適合自己的大學教育,學有所獲。
參考文獻
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[4]李瑾,陳敏.五元合一:美國工科本科生實習系統研究[J].高等工程教育研究,2011,6.
經濟電子技術電子專業創新意識在現代社會,光電子技術正在以飛快的速度向前發展,只有轉變傳統的培養模式,摒棄傳統的培養體系,建立一個比較合理的體系,通過一定的有效途徑才能在電子技術領域內培養出具有科學思維,創新能力的學生,進而促進我國電子技術的發展,增強我國的綜合國力。
一、進行教學內容的改革
學生在校期間獲取專業知識的一個重要的工具,便是教科書。當然,教科書也是老師開展教學工作的重要工具。是否能夠選取比較合適的教科書,關系著教學任務能否正常完成也影響著教學質量的達標。由于電子技術更新換代的周期比較短,因此新的理論、新的方法、新的工藝和器件也在以飛快的速度進行著更換。所以,在課程的設計上,要及時地刪除已經過時的同時展不相適應的內容,與此同時做好新知識的增添,設計出應用型和綜合型的課程。可以適當地刪減課時,實現課程小型化,多類化以及現代化。保證課程在內容上的基礎性、實踐性以及先進性。增加有助于培養能力的課程,如自學科、討論課、實驗課、設計課、實踐課,等等。這樣做可以實現課程的優化設計,為培養創新型人才做好鋪墊工作。我們在選擇教材時要注意下面兩個問題:
1.要保證內容的基礎性。電子專業中具有入門性質的課程就是電子技術的基課。基礎課的主要任務是讓學生獲得電子技術的基本理論知識、技能,與此同時提高同學分析問題解決問題的能力,是進一步學習的啟蒙準備。因此,要保證教科書在內容上的概念性,原理性,同時還應該涉及一些具體的分析問題的方法。
2.要保證課本內容與電子技術的發展相符合。為了適應電子技術日新月異的發展趨勢,應該將教材內容中比較落后的發生新的變化的部分加以及時刪除更新。還要注意電子技術發展過程中越來越突出的知識也應該在教材中優勢凸顯。
二、對教學方法以及教學手段進行適當改革
1.應該改變教學的目的,將重點放在提高學生應用知識的能力上
既往的教育目的很單純,只是為了傳授知識而進行的單線教育行為,不注重培養學生的實際操作能力和創新意識,導致讀死書和死讀書現象的惡性循環,學生直到畢業也不能掌握到實際的操作和解決問題的能力,更談不上為綜合國力的提升做貢獻。所以,在課堂教學過程中應該多添加一些實踐內容,培養學生的動手能力和實際解決問題的能力。讓學生自己動手做實驗,分析現象,總結和歸納知識。通過實踐經驗讓學生發現問題,解決問題,最終掌握知識。
2.處理好教學活動中的關鍵性環節
對于課堂教學來說,它的關鍵環節就是重點應該突出,難點不能放過,疑點必須解決。使知識、思想以及趣味共同融入一體。學海無涯,一個人不可能完全掌握住任何一個領域的全部知識,作為學習者,我們能做到的也只是掌握重點,熟練應用。教學活動要根據具體的教學目的,還有學生各自的情況進行有所側重的安排。
三、用信息化的教學手段實現最好的教學效果
在現在的教學活動中,多媒體被廣泛地加以應用,這樣的轉變使得教學活動逐漸實現開放性和信息化。例如,教學過程中對CAI課件的使用,它可以將一些比較抽象的靜止的知識變得更加形象化、動態化,在調動學生學習興趣的同時,也使學生更加牢固地掌握住知識。
1.增加電子信息的課堂活動
通過一系列的課堂活動,可以讓學生有更多的機會進行實踐,為學生提供寬闊的舞臺讓學生發揮自己的創造才能,這樣才可以提高學生的創新意識,增強學生的動手能力。要精心地設計比較合理的活動內容,有計劃地安排活動日程,使學生積極主動地將所學的知識應用到實際中。安排學生多參加課外活動,激發他們的學習興趣,培養具有綜合素質的新型人才。
2.設計各種形式的實驗,培養創新精神
電子技術教學的老師在設計實驗的過程中,要將實驗分成三個層次:首先,是比較基礎的實驗;其次,是設計性實驗;然后,是綜合性實驗。基礎性的實驗在電子技術課程中屬于比較典型的實驗,它的重點是要培養學生進行基本實驗的能力,這種實驗有利于學生很快掌握住電參數測試辦法,是學生必須要掌握的實驗。設計性實驗的重點是要培養學生在實際操作中對所學知識的應用情況,有利于提高學生解決實際問題的能力,做到知識的活學活用。綜合實驗的重點是,要激發學生的創造性,提高學生綜合應運知識的能力。
四、創造和諧的校園環境
建設和諧的校園環境,就是要將學校與教職工緊密結合,將不斷創新的教育理念同人文關懷相結合,將社會主義和諧社會的發展同教學目標相結合。在建設和諧校園的過程中,要滿足教職工的個人需要,促進教職工的個人成長,增強教職工的身心健康,減輕教職工的工作壓力,營造一個和諧的氛圍,創造一個全新的校園生活。根據學校的中心工作,大力實施教員健康工程,安排教職工進行定期休息調養活動,真正維護好教員在精神文化生活中的權利和義務,這樣才能讓教職工真切地感受到學校的關心和愛護,有利于提高教職工的教學效率和質量,培養出高素質的電子技術人才。
五、結語
要實現培養應用性和創新性人才的目標,就應該有一個體系比較合理完整的人才培養模式,這樣才能夠充分地調動學生的學習熱情,培養出具有創新能力、動手能力、綜合能力的人才,促進電子技術的發展,有利于我國綜合國力的提高。
參考文獻:
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【關鍵詞】EWB;電工技術;教學
因為地區發展不平衡和不同省份對教育支出的費用不相同,我國不同地區的技術性院校的教學設備和儀器的差距比較大,而電工技術這種電子類專業的實踐性和理論性比較強,則需要更多的教學設備和儀器進行模擬和實驗。在電子學的課堂中,需要較多的教學設備和儀器,對理論進行模擬和再現,加深學生對知識理解和運用。值得慶幸的是,我國引進了EWB系統。實踐證明,EWB的仿真軟件解決了教學儀器和設備不足的問題,取得了很好的效果。近幾年來,我國的一些院校積極開展關于EWB的探索與嘗試,效果比較明顯。EWB的引進,有助于學生掌握各種儀器和設備的使用方法,對于電子元器件有比較直觀的了解和認識,培養了學生的動手操作能力,激發了學習的積極性。
1 EWB的來源及其優點
EWB是20世紀末加拿大一家公司推出的一款軟件,其目的在于模擬電子電路的工作流程。EWB可以模擬電路、分析電路,虛擬一些電子電路的實際工作。采用的是圖像化的界面操作,操作比較簡單,使深奧的電子世界更加直觀呈現在學生的世界里。
1.1 儀器庫的儀器齊全,操作比較簡單
EWB提供了種類豐富的電子儀器設備,特別是實驗室常見的儀器,比如電壓表、示波器、萬用表等,同時還包括一些學校不具有的一些昂貴或者高端的儀器,老師們通過講解、分析、展示,學生們容易理解和直觀的認識。
1.2 降低實驗的成本
傳統的實驗,對于物資的損耗較大,費用較高。而EWB所需要的物資不受到限制,大大降低了成本,減輕了學校的負擔。
1.3 有效保障了學生的安全
對于電工類的老師來說,他們帶領學生進入實驗室,首先考慮的是學生的安全問題。因為電工實驗室的對象是電流和電壓,實驗中的一些不當的操作可能會導致元器件的損害,而且極易導致安全事故的發生,利用EWB進行實驗時則可以避免這類事故的發生。
綜合EWB的上述優點,我們充分認識到仿真實驗的重要性和必要性。仿真模擬實驗不僅僅使學生掌握先進的技術,而且培養了學生動手能力和實際操作能力。同時,引進該項技術解決了學校的資金問題,一定程度上提高了教學質量。
2 EWB在實際教學中的運用
EWB的操作界面相當友好,而且比較直觀,操作也十分簡單和方便,便于學生的理解和操作,可以很快入門。同時EWB的模擬的儀器種類比較多,學生們可以根據自己的實際需要隨時隨地選擇自己需要的儀器,隨時進行模擬。實驗過程中需要的儀器可以直接從屏幕中選取和使用,然后仿真軟件根據電子電工的相關原理進行再現,顯示一些邏輯上的波形和數據。使學生對理論有了直觀的認識。
在實際的教學活動中,老師們經常碰到這樣的問題,一些理論學生們怎么都理解不了。最后沒辦法,老師們只能把答案告訴學生們,學生們為了考試只能單純記住答案或者理論來應付考試,對于知識則是糊里糊涂的狀態。而EWB引進課堂之后,則解決了老師們這一頭疼的問題。老師們發現,學生的主動性和積極性有了很大的提高。以電學中的組合為例,一、電路的競爭的概念比較抽象,原因在于信號的難以理解;二電路是怎樣進行串聯等活動的,在此期間會發生什么樣的情景?針對第一種現象,老師們還能對學生們進行的講解和描述,學生們能勉強接受和簡單的理解,而第二種情況,EWB仿真軟件則描繪了具體的結構及活動的原理,將比較直觀的、形象的、動態的畫面顯示出來,學生們通過眼看,把直觀的理論便深深印在腦子里。同時,學生們再學習和理解組合電路的競爭便十分的清晰明了。
還有個事例,學生們學習電子技術計數器的時候,老師們給學生布置這樣的任務,用74LS190進行一個十進制的計數器的設計工作,設計之后有EWB進行模擬。這個老師布置的任務表的內容包括電路設計、設計的思路、預測的結果等,就像理論描述的74LS190的十進制計算器那樣。從界面上我們有了更為直觀的認識,電路里,當EWB的軟件通電后,模擬的方波脈沖源就會以預先設定的頻率輸出,然后會送到計數器上,同時會在數碼顯示器上看到十個數碼的循環的跳動。接著對信號源進行設置,當電壓為5伏的時候,輸出占空的一半。最后,學生們可以看到電路中各個點的波狀圖,EWB的仿真數據的模擬,可以使學生清晰了解計數器的結構原理和動作的過程,這樣還可以激發學生們的興趣。另一方面,74LS190的計數器還可以接到另一只4/7的翻譯器和另一只仿真的七段數碼管上。這樣一來,學生們對計數的一譯碼顯示一具體數據的整個過程有了深刻的了解和印象,鞏固了知識的理論,從而達到了老師們的要求,完成老師布置的任務。同時,對信號源的頻率進行調整,學生通過分頻的電路完成頻率的輸出等其他電路的設計進行仿真和模擬。利用EWB不斷進行這樣的實驗,不僅僅彌補了實驗儀器和設備的不足,而且可以減少資金方面的支出,而且利于學生直觀、感性、生動的了解理論和過程,達到鞏固理論、驗證知識、應用實際的目的。
3 結語
在實踐的教學活動中,充分體現了EWB的獨特優勢,學生的動手能力和實際的操作能力有了明顯的提高,這是值得高興和充分肯定的。同時,學生們對一些理論上的東西有了直觀而感性的認識和了解。我們深刻的體會到,科學技術能推動時代的進步和發展,不斷進行教學活動的改革,培養學生的創新意識。
【參考文獻】
關鍵詞:CDIO 科技創新實驗室 優化模型 梯隊化
中圖分類號:G64 文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2011)28-0309-02
引言
CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate),它以產品研發到產品運行的生命周期為載體,讓學生在課程之間以主動的、實踐的有機聯系的方式學習工程。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面,大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。培養目標是使學生具有以下能力:較強的項目開發、設計、建造、創新能力,具有較強的團隊精神、領導能力和較強的溝通能力,以及具備較強的英語表達能力。
21 世紀是知識經濟時代和信息時代,更是一個全面創新的時代。大學生科技創新能力的培養不論是對國家、民族,還是對大學生個人的發展都是極其重要的。高校是這一艱巨任務的主要執行者和承擔者,也就是要培養適宜新世紀發展要求的具有開拓和創新精神的人才,從而使其具備必要的和急需的社會競爭力乃至國際競爭力。作為CDIO培養大綱下的科技創新實驗室的成立,給學生提供了一個的科技創新活動的場所,激發了學生學習興趣,學生在實踐同時鞏固了理論知識,為科技創新打下了堅實的基礎。
一、科技創新實驗室的學術價值
學生科技創新實驗室的建立是對實踐教學的探索和改革的一次有益嘗試。在全國高校擴招后,學生平均素質相對降低、師資(特別是具有科研經驗的師資)和實驗條件相對缺少的情況下,如何保證教學質量、保證學生畢業時的能力和水平,值得廣大教育工作者深思。而學生科技創新實驗室的創建初衷正是為了加強和提高學生的科技實踐能力,其運行的效果也證明了這是成功的嘗試。這一經驗可對全院乃至其他院校的實踐教學提供借鑒作用。
學生科技創新實驗室的運行,利于激發學生學習熱情和創新靈感,提高學生的實踐能力;促進學生對專業課程的理解,夯實學生的基礎;培養學生的自信心,增強學生服務于社會的能力和愿望;培養學生的協作能力和奉獻精神。同時也利于提高實踐性課程的教學水平,提高和加強教師的科研能力和責任心。成都信息工程學院電子工程學院于2006年成立科技創新實驗室,堅持管理創新、機制創新,逐步建立了獨具特色的課外科技創新教育模式,而其中最根本的是學生學習、實踐、管理的梯隊化模式的確立。
二、梯隊化學習模式
學生科技創新實驗室面向全院所有專業各年級具有科技興趣和學習余力的學生開放。專業基礎培訓和專題訓練指導相結合,寬范圍實訓制作與自主選題制作并舉。按階段分層次學習、培訓、考核模式(如圖1所示),這種模式優點在于因材施教,根據學員基礎、吸收能力不同分開培養。實驗室配備必要的試驗設備,提供大部分或全部實驗器材,鼓勵學生(并非必須)自備電腦等工具及特殊實驗元器件,組織具有專業技能和實踐經驗的教師進行培訓、輔導和指導。
圖1實驗室培訓流程
實驗室采取上頁圖1階梯式學習模式,將學生的學習過程分為四個大的階段,分別為電子興趣小組、初級班、中級班和高級班。每個階段無固定的學習時限,通過相應考核即可進入下一階段學習。
對有興趣加入實驗室的同學,通過基本條件審核后即正式進入實驗室的電子興趣小組進行學習。對新加入的學員進行前期入門培訓,對他們培訓、引導的師資力量均來自該實驗室其他層次動手實踐能力較強的同學。在此階段中要學習和掌握最基本的技能和培養正確的、良好的電子制作習慣等。完成電子小組各項訓練后自動進入初級班,前期涉及內容為電類的基礎知識,由科技創新實驗室的同學根據個人的特長進行定期的培訓、講授。目的是激發學生的學習興趣。
初級班要求掌握一些單元電路的知識和制作方法,包括模擬電路、數字電路、常用傳感器和簡單執行部件如繼電器等。這個階段能促使學生積累必要的基礎實踐經驗。考核方法為學生實作過程的考察和結果電路性能的評定相結合。考核通過進入中級班,而未通過者可繼續在本級學習。
中級班加入單片機為核心的控制部件,實現信號的采集、顯示和某些控制等。這一時期主要培養學生的系統概念,要求學生掌握一個具有CPU的系統的設計、調試和測試方法。晉級方法同初級班。
高級班形式靈活,學生既可留在實驗室也可加入教師的科研項目開發中。這一時期學生可以學習更為復雜的系統構成如DSP、FPGA和嵌入式應用系統等。學生通過更高要求的系統制作,或實際科研項目實施過程的熏陶,對自身的能力和某些知識缺陷得到較好的完善。進入到高級班的學生可以對入門級和初級班的學生進行經驗交流,實現傳幫帶的效果,減少指導教師的壓力。并且,諸如實驗室的管理,器材采購、保管和分發等工作也交由高級班的學生參與完成。
三、科技創新實驗室的創新點
首先,使用較少的物理和師資投入實現最大化的效果首先培養第一批學生,然后實驗室是以學生管理為主,教師為輔的形式開展各種活動。成立了實驗室管理委員會,根據實驗室需要分為行政部、材料部、技術部、宣傳部四個部門。讓優秀的學生管理、帶動實驗室其他同學。按需選派相關指導教師,負責骨干學生的培養和解答共性問題,個別問題個別處理。引導學生學會查閱參考文獻、借鑒參考設計的能力。其次,完全開放,人人有充分展現才華的機會,除興趣和學習余力外,人員選擇無任何限制。選題根據個人特點自由決定,鼓勵能力強的同學參加各種級別的競賽和參加教師科研項目。再次,寬進嚴出,有針對性培訓。最后,流水線式培養,每月吸納新學員,讓更多學生受惠。
四、科技創新實驗室應用效果
成都信息工程學院電子工程學院實驗室從成立至今,無論是從學生梯隊建設還是學生的動手能力提高等層面上都獲得了較好的效果。目前,實驗室的教師、學生管理團隊都已成熟,對于學生的培訓、培養有了一套較為完善的指導方案。實驗室管理委員會對于進實驗室同學的管理上,在遵守院實驗室的管理條例前提下,也形成了自己的行之有效的管理辦法,大大提高了實驗室的使用效率。
實驗室自成立以來,各個方面取得了較好的成績。學生找工作時有了更多的選擇和優越性;進實驗室的同學由于從事本專業相關知識的實踐、實驗,設計時加深了對理論基礎知識的理解和認識,更加激發了對理論知識學習的興趣,真正做到了相輔相成的效果;為學生提供各種層次展現自我的機會,學生在進入實驗室后的統一培訓、強化,在教師的指導下多次組織、參加各類、級別比賽使得實驗室同學具有較強的設計能力,近些年來我院在全國、省市級大賽中取得的優異成績,與實驗室的發展是分不開的,如圖2為各年份參加各類設計大賽并獲獎學生人數。從進實驗室開始,所有的學生都與指導教師之間有了更多的學習、交流的機會。對于在學習過程中成績優秀的同學,如高級班同學經過電子興趣小組、初級班、中級班及高級班的學習和鍛煉,有很多同學加入了教師的設計團隊中,在教師團隊中參加科研輔助工作,在那里學生學到了更深、更系統的知識,同時也使科研工作得到了一定的提高。
圖2學生科技創新實驗室成果
結束語
學生科技創新實驗室建設是一項長期的、艱巨的任務,將學生分級梯隊化實訓是行之有效的辦法。該實驗室的正常有序運行,可以成為CDIO教育模式的得力助手,使學院較好地實踐培養大學生的科技創新能力的要求,同時使學院的教學資源得到充分利用。學生方面,學以致用,理論聯系實際的能力得到較好的鍛煉。
收稿日期:2011-06-16
作者簡介:張福貴(1977-),男,安徽池州人,講師,從事氣象雷達信號處理研究。
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