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[教学成果省级]地方高校电工电子实验教学研究与改革

信息来源:【教务科】 更新时间:【2009-4-27 0:00:00】 阅读:【0】次

成果名称:地方高校电工电子实验教学研究与改革

成果完成人:余厚全  翁惠辉  吴凌云  金波  杨三清  杜红

获奖等级:湖北省高等学校省级教学成果奖二等奖

获奖时间:2009

 

一、项目的背景及意义

随着全球的经济一体化和我国现代化步伐的加快,如何培养具有创业能力和创新精神的高素质人才,已成为当前高等教育改革的重点。当今地方高校承担了全国高校85%以上大学生的培养任务。地方高校如何根据自身的人才培养定位,深化实验教学改革,培养高素质人才,任务紧迫,意义重大。因此,教育部20051号文件中明确提出:“高等学校要根据国家和地区、行业经济建设与社会发展的需要和自身特点,科学定位,办出特色,办出水平。要根据不同专业的服务面向和特点,结合学校实际和生源状况,大力推进因材施教”,并强调“高等学校要强化实践育人的意识”。

长江大学电工电子实验教学中心是在2003年被批准立项建设、2005年底被正式批准的首批省级实验教学示范中心,2007年被批准为国家级实验教学示范中心建设单位,承担着全省地方高校电工电子实验教学改革的试点工作。研究项目就是从电工电子实验教学的角度,探索研究地方高校在高素质、创新型科技人才培养方面实验教学的一系列问题,提高人才的培养质量,以适应科学技术发展,满足社会对人才的需求。

二、主要的研究内容

基于学校“面向石油行业,面向区域经济,面向基层一线”的人才培养定位,结合电工电子实验教学的具体实际,项目研究的主要内容如下:

1.进一步明确实验教学的理念和定位,确定实验教学改革的基本思路。

2.按照学科和社会对人才要求,结合自身实际,构建和完善实验教学体系。

3.根据科技和社会发展需求,更新实验教学内容,改革实验教学方法手段。

4.建立和完善实验教学的管理模式,促进电工电子开放式实验教学。

三、取得的主要成果

1.明确了实验教学的理念和定位

经过课题的研究,我们形成了如下教学的理念:

(1)长江大学是一所以理工科为主、以石油为特色、以培养面向行业和区域应用型人才为主的地方性高校,必须坚持理论教学与实验教学并重。

(2)电子信息学科是一个理论性、技术性和工程性很强的学科,实验教学必须坚持知识、能力和素质协调发展的人才培养方向。

(3)电工电子已成为理工科大学生的公共基础课程,必须加强非电专业电工电子实验教学,使他们掌握基本的电工电子工程实践能力。

按照上述理念,我们明确了电工电子实验教学的基本定位,即:对于电工电子基本理论课程,要加强课堂教学,通过实验教学加深学生对基本理论的认识和理解;对于电工电子技术性课程,要加强实验教学,通过实验强化学生工程实践能力的培养;对电工电子专业课程,要加强与工程实际结合,通过实验强化学生系统的概念,培养学生理论联系实际的能力。电工电子实验教学的重点是学生能力培养。

基于上述理念和定位,我们形成了实验教学改革的基本思路,即:实验教学改革要始终坚持“以学生为本,一切为学生着想”的基本原则,努力适应“科技发展”和“社会发展”对人才培养的两个需求,认真做好“实验教学与理论教学,与工程实际,与素质教育”的三个结合,切实推进“实验教学体系、内容、方法手段和管理模式”四项改革,努力培养具有“创业能力和创新精神”的“两创人才”。

2.构建了层次清楚、特色鲜明的实验教学体系

为了适应科技发展,满足社会要求,打破课程之间、专业之间、专业与基础之间的界限,按照实验教学与理论教学并重、实验教学与能力培养同步的原则,构建了“四层次实验教学,三级能力培养,以学生工程能力和创新能力培养为主线”实验教学体系。

该实验教学体系结构合理,层次清楚,具有如下两个特点:

第一.实验教学与能力培养同步,体现因材施教、循序渐进的原则。在实验教学体系中,实验课与实训和实习相结合,基本实验技能与研究创新能力培养相结合,形成一个与实验课程层次相适应的三级能力培养体系,使基础实验与专业实验有机结合,很好地处理了大多数学生的工程实践能力培养与少数优秀学生创新能力培养的关系。

第二.体现面向石油行业的特色。在石油勘探开发的各个环节都涉及到大量的电子信息技术问题。这些问题一般可以归结为信号的检测、传输、处理和利用。在实验教学体系中,将实际应用加以归纳,形成了一个以信息链为主线的拓展层,不仅强化面向石油行业电气信息类人才培养的需求,而且对于其它行业和领域也具有普适性。

3.实施了以能力培养为重点的实验教学内容

电气信息学科发展迅速,实验教学内容必须不断更新。基于电工电子实验教学的定位,综合实验课程,减少验证性实验,优化基础性实验,增加综合设计性实验,使实验与理论的教学学时比接近50%,基础性、综合设计性和研究创新性三类实验的比例分别为25%、58.9%16.1%。改革主要分为如下三个层次。

第一层次是技术基础教学内容改革。抓好硬件技术、软件技术、单片机和嵌入式系统为代表的系统集成技术三个模块的实验课程改革,重点是将新的电子技术引入实验教学,加强学生的工程能力培养,主要工作是:改变过去过于强调电路内部结构和逻辑表达式化简,强调电路的外部特性;注重电子设计自动化的优化作用,强化学生硬软件设计实现能力和系统集成能力;提高实验的趣味性,通过各种形象的手段,反映实验的原理、方法和结果,使实验贴近学生感兴趣的事物,调动学生的学习热情。

第二层次是专业基础教学内容改革,抓好拓展层以信息链为主线的信号采集、信号处理、信号传输和信号利用四个模块的实验教学改革,其核心是加强实验教学与工程实际的结合,强化学生的系统概念,培养学生理论联系实际的能力,所做的改革是:鉴于石油行业信号检测的需求,在检测实验室设置流量、温度、压力和振动等物理参量检测的实验项目;鉴于石化过程控制的需求,在自控实验室设置了以温度、液位、压力、流量为对象的过程控制实验项目;考虑油田现场的测控需要,在通信实验室,开设有关通信、组网和网络维护方面的实验项目;考虑石油行业对电气工程技术人才的需求,增开了电力系统、继电保护等方面的相关实验;考虑地球物理信号处理的实际,设置信号处理基本算法与DSP实现技术方面的实验。

第三层次是建好大学生科技创新基地,针对一部分优秀学生培养需求,抓好大学生研究创新工作。我们从面向行业的科研课题中归纳出若干个创新项目,作为大学生的科研课题;将大学生科技创新基地扩大到380,进一步完善了软硬件条件;建立了规范的基地管理机制,推行“与兴趣相结合、以需求作驱动、以问题为导向”的自主学习探究方式,确保基地常年有效运行;除组织培训、参加全国和省级大学生一系列电子竞赛以外,依托基地,组织开展校内大学生电子信息技术竞赛,丰富学生的科技创新活动。

4.开展了实验教学方法手段的研究探索

(1)创建“四结合一开放”的教学模式。即:实验类型必做与选做结合,实验方式课内与课外结合,实验手段实做与仿真结合,平时实验与竞赛培训结合,实行网络预约开放和完全开放的相结合的开放式实验教学模式。将开放实验教学的教学酬金提高到非开放实验教学酬金的1.3倍。

(2)实施“因层而异”的实验教学方法。在入门层,采用教师现场授课与指导的常规教学方法,强调基本技能培养;在基础层和拓展层,采用教师指导下的学生合作式、互动式的教学方法,强调启发式,强调工程能力培养;在提高层,采用教师引导,学生自主式、合作式、研究式学习实践的教学方法,培养学生研究创新的能力、团队合作精神和创新意识。

(3)开发了丰富的网络实验教学资源,内容涉及电工电子各门课程的实验教学大纲、实验教材或实验教学指导书、实验课件、视频教学片等,以及各种辅助和配套实验教学资源,总计达60多套件,建设了3门省级和2门校级精品课程网站。通过网络开放,实现优质教学资源共享。

(4)开发了4套实验教学网络化管理平台,实现实验信息发布、实验预约、成绩查询、实验答疑、实验室视频监视、仪器设备管理等服务网络化,大大提高了开放实验教学的管理水平。

(5)研制了19种实验教学装置和设备,满足了实验教学的需求,促进了科研成果转化为教学资源。

(6)先后与美国Altera公司、TI公司和中国电信、江汉油田等8家国内外公司联合共建了实验室和实习基地,加快了技术引进,促进教学与工程实际的结合。

(7)完善实验教学考核方法。对于非单独设课的课程实验,采用“平时成绩+实验操作成绩”的考核方式;对于单独设课的课程实验,采用“平时成绩+实验操作成绩+笔试成绩”的考核方式;课程设计采用“目标+过程+报告”的考核方式;创新研究采用“申请立项+结题答辩评审”的考核方式。

5.推行了实验教学管理模式的改革

(1)电工电子实验教学管理由电工电子实验中心负责,中心实施校院两级领导下的中心主任负责制。

(2)实验教学队伍专兼职结合。专职实验教学人员实行岗位聘用制,竞聘上岗,定岗不定编;理论课老师必须承担授课班级一个班次的实验教学任务;按系列组建理论教学、实验教学和科研的教师共同参加的课程教学组,同步地进行理论与实验的教学实践和研究改革。

(3)从三个方面对中心教师的工作进行考评:第一、考勤:中心的专职人员实行坐班考勤,确保中心的开放;第二、考量:学院对不同职称的教师规定不同的最低教学工作量,实施考核;第三、考质:对教师,通过督导听课、同行评议、学生评教等方式评价老师的教学质量。

6.实验教学改革取得的成效

四年多的实验教学研究与改革取得了显著成果,主要成果如下:

(1)  2007年又被教育部、财政部批准为国家级实验教学示范中心建设单位。

(2)  2006年“信号与信息处理学科”被评为省级重点学科。

(3)  20062007年,电子信息工程和自动化两个专业分别被列为省级品牌专业。

(4)  过去3年,《感测技术》、《数字信号处理》和《单片机原理及应用》3门课程分别被评为省级精品课程。

(5)  2006年,学院教师主编的《感测技术基础》、《测控系统原理与设计》和参编的《电路理论3部教材被列为“十一五”国家规划教材。

(6)  截至此申报之日,教师出版教材和专著25部,在高水平的学术刊物上发表教学研究论文30篇。

(7)  学生参加各类竞赛获得省部级以上奖励38项,有68篇本科毕业论文获得湖北省大学生优秀学士学位论文奖励,学生公开发表科研论文52篇。

(8)  20084年一度的校级教学成果评奖中,我们承担的各类电工电子教学研究改革项目获奖9项,其中校级特等奖1项,一等奖4项,二等奖4项,占全校总获奖数的16%。

四、特色和创新点

 (1)构建“四层三级一线”的实验教学体系。根据石油行业和区域经济建设对学生知识体系和能力结构的需求,建立了“四层三级一线”的实验教学体系。该体系自下而上,逐步培养学生基本技能、工程实践能力和研究创新能力,体现了因材施教、循序渐进的原则,正确地处理好三个关系,即:基础实验与专业实验的关系;绝大多数学生工程能力培养和少数优秀学生研究创新能力的培养的关系;面向行业人才培养与面向社会人才培养的关系。实验教学体系结构合理,层次清楚,特色鲜明。

(2)实施以需求为导向、以能力培养为重点的实验教学内容改革。根据实验教学的作用,明确了电工电子实验教学的基本定位。根据教学内容的属性,建立了模块化的实验课程结构,按照科技发展和社会需求实施教学内容改革。对技术基础实验,实施以科技发展为导向的实验教学内容改革,注重学生分析、综合、应用和设计能力的培养;对于专业基础和专业实验,实施以社会需求为导向的实验教学内容改革,加强实验教学与工程实际的结合,培养学生理论联系实际的能力。在此基础上,依托大学生科技创新基地,开展各种科技创新活动,培养学生研究创新的能力。思路正确,成效显著。

(3)创建“四结合一开放”的实验教学模式。在实验教学方法、手段和管理模式研究方面进行了大胆地探索,建立了“四结合一开放”的实验教学新模式,采用了“因层而异”的实验教学方法,开展了“与兴趣相结合、以需求作驱动、以问题为导向”的学生创新研究,开发了丰富的网络教学资源,实施实验教学专职人员的量化管理,为学生学习实践提供了良好的条件和空间。方法手段行之有效。

五、成果应用与推广情况

四年来,项目组成员出版了25部教材和专著,已被30多所高校采用,其中8部教材发行量超过了1万册, 3部教材被列为“十一五”国家规划教材;公开发表教研论文30篇,交流教改经验;开发丰富的网络教学资源,建设3个省级精品课程网站和2个校级级精品课程网站,实现优质教学资源共享。

电工电子实验教学中心面向全校23个专业,年均接待学生近5000人,年均计划内实验教学工作量达42万人时。实验教学项目成果直接用于实验教学,受益面大,学生工程实践能力明显提高。过去四年,学生参加各类电子竞赛获得省部级以上奖励38项, 2项作品得到推广应用,1项作品获得省团委创新创业基金资助。

来四年,先后4次应邀在全省实验教学工作会议上介绍我们改革建设经验,为3所高职高专学校承担教学任务,为2所独立学院建设实训基地;利用实验教学资源,为本地区培养了5期网络工程技术人才,为全省农村中职学校进行了2期师资培训,为油田800多名职工进行了技术培训。迄今,已接待国内外70多所高校和单位来我院观摩交流。

    200810月该项成果顺利通过了省教育厅组织的教学成果鉴定,鉴定委员会认为:该项目出色完成了研究任务,成果突出,特色鲜明,研究成果整体上达到了国内地方高校的领先水平,其学术与实践价值在于为地方高校如何根据行业、地区和社会需求,结合自身实际,有效地集中资源,提高实验教学的整体水平探索了一条切实可行的新路。
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