以培养实践与创新能力为导向的微机测控课程教学体系的构建与实践

2017-03-20

以培养实践与创新能力为导向的微机测控课程教学体系的构建与实践全文如下：

摘要：针对应用型高校特点和社会经济发展对学生实践和创新能力的需要，针对电气工程及其自动化专业微机测控课程群存在的问题，改革人才培养模式，构建基于培养实践和创新能力为重点的立体化教学体系。包括优化课程体系、改革教学模式;建设示范中心，强化课内实践环节;以项目驱动改革课程设计、实习教学模式;改革专业技能、科研技能训练模式、全方位鼓励学科竞赛活动。实践证明学生的学科研素养得到有效提升，学生的工程实践能力、创新设计能力得到有效增强。

关键词：微机测控课程教学体系实践创新构建

人才培养的核心问题是人才标准和质量，其由社会经济发展的需求性所决定，呈现一定的时代性特征。“当代社会的发展是在严峻复杂的国内外环境中进行的。科技创新、技术创新、管理创新不断涌现，社会结构和经济结构调整步伐不断加快，社会的发展和人的发展更加充分。但与此同时，社会可持续发展所面临的各种矛盾和困扰更加复杂化、尖锐化，尤其是所受到的人口、资源、环境承载力的约束日益趋紧。要谋求在复杂环境中占有一席之地，创新是唯一出路。”高校作为高等教育的主力军，其具有人才培养、科学研究、社会服务、文化传承创新四大职能，其中最根本的职能是人才培养。因而积极构建创新型人才培养体系，培养具有实践动手能力和创新能力的大批高素质人才，不仅是国家创新体系建设对广大高校的根本要求，也是服务区域经济和社会发展的现实需要，更是高校自身持续发展的必然选择。因而，如何根据应用型高校特点和社会对高校培养具有实践和创新能力人才的现实需求，改革和优化人才培养模式，创新人才培养方案，改革和优化课程体系建设，努力构建以培养实践能力和创新精神为核心的培养体系，是此类大学进一步深化教学改革，切实提高教学质量的关键。

在国家提倡大众创业、万众创新，高校分类转型的大背景下，河北科技师范学院作为河北省十所应用型试点高校之一，迎来了难得的发展机遇;其作为教育部全国首批职教师资培训重点建设基地院校，长期以来一直定位为应用型地方高校，其在人才培养模式做了很多先行先试工作，积累了一定的经验，同时也存在一些急迫需要解决的问题。当前我校电气工程及其自动化专业微机测控课程群存在教学模式和教学手段单一、缺乏多样性、适应性，不利于培养学生自主学习能力、工程实践能力和创新精神;实验、实践教学环节相对薄弱，对学生科技创新活动重视和投入不足;综合型、设计型、研究型和创新型实验内容不足;传统实验教学模式不利于发挥学生的主动性、积极性和创造性;缺乏自主研究、自主创新的环境和氛围。

基于以上分析，本文提出“构建微机测控群教学体系”，旨在通过课程体系结构包括理论教学和实践、实验教学体系结构改革，将科技竞赛等纳入其中，多角度全方位为学生创新培养搭建舞台，大力促进学生实践和创新能力的提高，培养区域经济建设急需的电气工程创新人才，为区域经济、社会发展做出应有的贡献。

一、构建课程体系，综合运用现代化教学手段，改革教学模式，培育精品课程

根据电气工程及其自动化专业微机测控方向人才培养需求，科学构建8门理论课程和6门实践课程组成的微机测控群课程体系，如图所示。其突出“课内教学与课外教学结合、理论教学与实践教学并重、基本技能培养与创新能力培养兼顾”的特点，实现学生四年能力培养不断线。每年以新理论与新技术、科研实践中先进实用电路、工程实际案例等更新部分课程内容;开设2门竞赛培训、创新研修课程，将前沿科研成果转化为教学内容，在专业教学中融合素质教育和创新精神;设置讨论课，创设情境，启发思考，自主研究，协作交流，总结提高;探索大班上课、小班辅导教学模式，大班教学满足共性需求，小班辅导促进个性发展。实施柔性教育方法，通过优质课件研制、工程设计软件引入课堂、多样化辅导。制订启发式教学流程，编写启发式教案。将便携式实验箱、口袋实验室发给学生，边上课边实践、先实践后上课、上课后再实践;实施重能力、求创新的累加式考核方法，全面客观评价学生实际能力。通过省级精品课程“微型计算机原理及应用”的建设，带动2门校级精品课程、1门校级重点课的建设，通过国家规划教材、国家精品教材以及省级精品教材，带动《微型计算机原理及应用》等校本教材建设，形成省、校两级精品课程及教材体系，推动优质教学资源普及共享。

二、建设示范中心，强化课内实践环节

加强实验教学示范中心硬件设施和管理体制建设，依托已有的电工电子省级实验教学示范中心，建成“开放、共享、高效、自主学习”的培养平台。精心设计电工电子综合实验、高级过程控制综合实验等实验系列课程内容，与理论课紧密结合，设置验证性、设计型、综合型、创新型、研究型、自主型等多层次实验教学内容，每年更新部分实验项目;打破电与非电专业、多学时与少学时、课程与课程之间界限，建设开放性实验教学平台。利用在研科研项目及成果，研制2种综合实验系统，开设30个创新型、研究型、自主型实验项目;开设虚拟实验实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。关于不可逆、不可及、高危险的操作、高耗时、高成本、高消耗、复杂工程训练等情况时，提供经济、实用的实验项目;例如Labview虚拟仪器软件在检测技术相关实验项目的使用;过程控制高级实验装置运用Wincc仿真软件观测锅炉水温度调节过程。网络化、全开放，强化学生自主学习，引导学生自主实验、自主研究;建立多段式实验考核方式，多方位评价学生实际能力。

三、改革课程设计和实习教学模式，以项目驱动，培养学生工程思维及工程创新能力

以工程实践能力、多学科背景及整体性思维方式、职业道德和社会责任感教学目标，以工程创新实践为导向，“项目”驱动，构建以“课程设计”、“认知实习项目”“基础实习项目、专业综合实习项目、创新训练项目、创新竞赛项目和企业实战项目”为核心内容的工程创新项目教学体系，多维度地为大学生工程创新能力培养发挥重要作用。项目教学以工程项目实际为依托，改变传统学科知识逻辑的束缚，切实按工程项目现实需要的技术逻辑构建专业教学内容。学生在真实或模拟的工作情景下，通过课程设计、教学实习、项目实践，整合知识，创造知识，提升工程创新能力。学校构建旨在提高大学生科研素养、工程实践能力和创新设计能力的项目教学体系，通过跨学科实践平台建设、项目教学团队建设、多渠道拓展项目来源、加大专项经费投入、制订完善的项目运行管理制度等，保障项目教学的实施与可持续发展。瞄准学科前沿技术，建设区域工程研究中心2个和6个校内外创新实践教学基地。

四、改革专业技能和科研技能训练模式、全方位鼓励学科竞赛活动

以项目或竞赛为载体，强调专业技能和科研技能项目训练的自主性、个性化和研究性，引导学生自主研究、主动探索，激发创新潜能。每年发布约30个微机测控方向的专业、科研训练项目，供学生自主研究和探索;指导学生成立了“电子爱好者协会”、“单片机应用技术协会”、“数学建模协会”等;定期发布探索性题目，以兴趣小组和讨论班等开展活动。

实施创新创业训练计划，组织或承办各种国内、省内、市内学科竞赛。把微机测控群各类竞赛融入到提高创新意识和提升创造能力之中，并非为了竞赛而竞赛。利用学校资金、社会捐赠，建成6个校内外创新实践平台;发展5个学生科技创新社团，营造创新氛围;实施创新创业训练计划，组织或承办5种各级学科竞赛。积极开展课外科技活动，组织“康泰杯”单片机设计竞赛，指导学生参加河北省及全国电子设计竞赛、“挑战杯”等高水平竞赛，近年来共获得省部级、市级奖励100余项，以赛促学，有效勾连理论知识与实际问题，提高学生分析解决问题能力、创新意识和开发设计能力。

经过近5年的实践，学生科研素养得到有效提升。学生开展科研训练立项数达100余项，其中省级项目30余项，校级项目70项，参与人数近400人;学生的工程实践能力、创新设计能力得到有效增强;学生面向企业开展了多个项目的设计研究。参与企业实战设计和工作的学生达到200多人，获得实用新型、发明专利10多项;学生“挑战杯”、“秦皇岛市单片机设计大赛”、“飞思卡尔杯”大学生智能车竞赛、全国电子设计大赛等国家级、省部级、市厅级等奖项30余项;学生就业受到用人单位的欢迎，学生一次就业率高达85%以上，用人单位对学校人才培养整体质量满意度不断提高。以此同时，学校实施教师研究能力提升、青年教师培养、教学名师建设和教学研究项目牵引工程，建成校级教学团队;较好地解决了部分教师研究能力和教学水平不高;部分教师缺乏工程经历、工程素质和实践经验等问题。

参考文献：

[1] 余宏亮，刘学忠.论大学人才培养质量根本标准的核心内涵.中国大学教学，2013(10)

[2] 李静.创新教育要结合现实贴近市场.中国教育报，2006.10.9

[3] 李国仓.论高等教育人才培养的“一个中心”和“两个基本点”.中国高教研究，2015(2)

[4] 王洪彪，冯琰，赵洪朋.体育院校创新创业教育的现状与思考.辽宁体育科技，2013(12)

1.面向卓越工程师培养的课程教学模式实践探索论文

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