时间:2023-06-06 09:00:08
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇戴维南定理实验报告,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
完善实践教学体系
为了加强电气工程专业的建设,不断提高教学质量和教学水平,系领导积极向学院申请经费,购置实验设备,满足实验教学需要。经统筹考虑,学院拨款50万元,购买新的实验设备,以满足电力电子技术、电气控制与PLC应用、自动控制理论、计算机控制技术等专业理论课的实验教学需要。2010年5月,在教务处和国资处领导的大力支持下,经过招标,购置了THSMS-B型可编程控制器实验装置(含配套电脑)10台、THMPE-2型电力电子技术实验装置(含配套LDS21010型数字存储示波器)10台、THKKL-5型控制理论/计算机控制技术实验箱(含配套电脑)10台。上述设备较好地满足了对应课程的实验教学需要,极大地改善了电气工程专业的实验教学条件。为迎接省级示范性实践教学中心的合格评估,加大本专业所开设的实验项目中三性实验所占的比重,达到省级示范性实践教学中心三性实验占比达到75的要求,我们对已有的实验项目进行综合性改造,使电力电子技术和电气控制与PLC应用2门课程的实验项目不断朝综合性和设计性方向改进。为此,需要为THSMS-B型可编程控制器实验装置添置一些四层电梯和十字路通灯等控制对象模型,为THMPE-2型电力电子技术实验装置添置若干实验挂箱、配件、电机导轨和相应的电机模型。此外,为进一步完善电气工程专业的实践教学体系,提出组建传感器技术和运动控制系统两个新的实验室[3]。这一要求得到了院系两级领导的积极支持,目前资金已经全部到位,设备也即将完成调试安装。这两个实验室的建成,提高了三性实验的占比,将确保达到省级示范性实践教学中心合格评估的要求;为电气工程专业的学生开展课程设计和毕业设计提供可靠的实习基地。
加强实验教学队伍建设
电气工程专业是一个新开设专业,原有教师队伍中能够胜任该专业教学任务的人相对较少。因此,为了加强师资力量,更好地完成专业的理论和实践教学任务,我们每年都有计划地从外部引进应届毕业的电气工程专业方向的研究生,来充实教研室和实验室的师资队伍。5年来,累计引进理论课教师4人(次),实验教师3人(次),打造了一支能够较好地满足本专业实验教学要求的师资队伍。积极支持教师进修和深造,不断提高专业知识水平。5年来,累计有教师5人考取脱产或在职研究生,进入著名高校深造。另有10(人)次前往其他高校进行中短期进修,有针对性地提高了业务水平。此外,实验室还邀请实验设备生产厂家的技术人员来校,进行实验教学技能培训,使教师熟悉实验设备的性能,能独立操作设备完成实验,5年来累计完成培训22人(次)。利用假期,组织教师到实验设备厂家参观访问,了解实验设备的最新发展情况,更新实验教学内容[4]。
推动实验项目的综合性改造
鼓励开展实验科研工作,对现有实验项目进行综合性改造,开发新的综合性实验,提高三性实验占比,使学生接受更具有挑战性的实验任务,主动参加实验,变“要我学”为“我要学”,提高学生上实验课的积极性,推动了实验教学效果的改善[5]。例如,电路分析实验课,原来只有基本元件的伏安特性的测绘、基尔霍夫定律的验证、叠加定理的验证、诺顿定理/戴维南定理的验证、电压源与电流源的等效变换和受控源VCCS,CCVS的研究等6个实验项目。其中只有基本元件的伏安特性的测绘、电压源与电流源的等效变换和受控源VCCS,CCVS的研究等3个实验是综合性实验,其余都是验证性实验项目。通过积极努力,我们开发出了RC一阶电路响应测试和RC二阶电路动态响应研究2个新的综合性实验。这2个实验都要用到示波器,都需要自己去总结归纳实验现象和规律,实验的难度相对更大,也更有挑战性,学生普遍反映很有兴趣。而对叠加定理的验证和诺顿定理/戴维南定理的验证2个实验,我们在保留原来的验证部分内容的基础上,还增加了要求学生应用定理分析解决实际问题的内容,完成了实验项目的综合性改造。学生反映实验项目内容充实,很有挑战性,获益匪浅。经过上述实验项目的改造和拓展,电路分析实验课程可以开出8个实验项目,其中7个是综合性和设计性实验,只有基尔霍夫定律的验证1个验证性实验,三性实验占比达到87.5,完全达到了省级示范性实践教学中心的评估要求。鼓励将实验科研的成果固化为论文,5年来累计发表实验教学论文26篇,有力地推动了电气工程专业实验教学水平的提升,为达到省级示范性实践教学中心合格评估的要求打下了坚实的基础。
积极编写实验讲义
为巩固和保留实验教学成果,提高实验教学水平,鼓励教师积极编写实验讲义。通过实验讲义,学生可以有针对性地提前预习,减少了抄写实验报告的时间,增加了用于实验操作的有效时间,大大提高了学生实验课的效率和实验的成功率。尊重教学基本规律,充分认识实验讲义的编写有一个从低到高,不断改进的过程;要求实验讲义一年一改版,保障了讲义的水平逐年提升[6]。为提高编写讲义的积极性,对参与实验讲义编写的教师给予一定的物质奖励,对高质量实验讲义予以优先出版。目前已有7门实验课程编写了15种实验讲义,其中5门课程的实验讲义已经更新到第二版,2门课程的实验讲义更新到第三版,即将正式出版2本实验教材,有效地满足了实验课程对讲义的需求,推动了实验教学水平的不断提升。
改进教学教法
鼓励并提倡老师对分层次、启发式、研讨式等实验教学法大胆尝试,寻找适合于自己和学生的实验教学方法,力争达到最佳的实验教学效果[7]。提倡同学多向老师提问,把老师当做一个平等的讨论伙伴,互相交流思想,促进学生逻辑思维的形成。教师更多地做一个旁观者和监督者,而不是参与者,把实验课的主动权还给学生,还给学生一个自由探索的学习氛围,真正培养学生的独立探索能力。
强化规范,改进教学质量
为规范实验教学,制定了详细的实验教学规范,每位教师人手一册;规范详细阐述了教师和学生应该遵循的原则。对教师要求遵循备课,板书,讲解,操作示范,巡回指导,原始数据单签字,批改实验报告等一系列标准流程;对学生要求课前预习,课中认真听讲,小心操作,仔细观察,课后搞好实验室卫生,并认真撰写实验报告。系部还安排人员每天巡查实验课堂,确保了实验教学规范的切实有效执行。详尽的规范确保了实验教学质量不断稳步攀升。
关键词:电工技术基础;教学效果;教学方法
《电工技术基础》课程是高等院校工科非电类专业重要的技术基础课,主要包括电路理论部分和电机部分,具有信息量大、理论性和实践性强的特点。通过本课程基本理论学习和实践应用技能的训练,使学生获得电工技术的基本理论知识和基本技能,为今后学生学习专业知识和从事工程技术工作打下必要的理论基础。我校《电工技术基础》课程主要涉及热能与动力工程专业、机械工程及自动化专业、环境工程专业、能源化学工程专业、应用化学专业和建筑环境与设备工程专业等专业。由于我校的就业特色,上述非电气专业学生毕业后也多从事与电力密切相关的行业,因此该课程对上述学生来说具有十分重要的地位。近几年,结合我校的就业特色,《电工技术基础》教学团队在课程教学过程中进行了有益的尝试,取得了较好的效果。本文首先指出了我校《电工技术基础》课程教学存在的问题,分析了问题原因;以切实提高教学效果为目标,系统梳理了我校所采取的改革手段和措施;最后指出了后续课程教学改革的思路。
一、《电工技术基础》教学存在的不足
1.教学过程中重理论轻实践。课程主要包括直流电路、线性一阶动态电路、正弦交流电路和电机部分。其中直流电路和线性一阶动态电路部分理论性较强,任课老师教学中较为重视,不断以数学分析的方法进行各类公式的推导和验证,占用了课堂教学的大量时间。正弦交流电路和电机部分,与工程实际紧密相关,但教学过程中重视不够,学生反映不能很好地理解授课内容。此外,对实验部分重视不够。本课程是理论和实践并重的专业技术课程,课程虽然现安排有14个课时的实验,主要是电路理论部分的验证实验,而和学生就业后紧密相关的异步电动机部分目前尚没有开展实验。教师规定实验内容,讲述实验原理,给出实验电路和数据记录表格,学生只需依照电路进行接线并记录测量数据,整理数据,写出实验报告。这样的实验模式导致大部分同学觉得实验课很轻松,“依葫芦画瓢”,学不到真正有用的东西,也没多大兴趣,只是完成任务而已。这使得学生失去了独立学习、独立思考的主动权,更别提探索新问题了。这也和我们的教学目的大相径庭,因此对电工实验教学进行改革势在必行。重理论轻实践的教学方式导致学生毕业后在实际工作岗位中无从下手,需要很长的适应期,甚至会产生以前学习的知识完全没有用处的想法。2.课时少与课程内容多的矛盾。本课程内容涵盖了电路理论、电磁场和电机等课程部分内容,但近年来上课学时已经压缩至64学时,其中理论授课学时为50学时。在教学过程中,为了完成教学任务而不能兼顾不同章节内容的深度与广度,进而影响教学效果。3.教学手段单一。《电工技术基础》是一门专业基础课,有基础课程的理论要求,也有专业课程的技能要求。目前教学还是采用传统的以黑板板书的方法为主,讲授基础理论部分板书有其优势。但是对于正弦交流电路和电机部分而言,内容较为抽象,也较难理解,采用板书的形式无法达到教学目的,此时应采用辅助于多媒体的手段加以阐述。4.学生学习积极性不高。近年来,学生学习本课程的积极性不高,存在学生到课率降低、不及格率增高的现象。到课率一般在60%—80%之间,尤其是正弦交流电路和电动机部分,部分学生反映听不懂。影响学生学习本课程积极性的因素很复杂,主要包括以下几个方面。首先,社会大环境影响,手机充斥课堂,使得学生无法专注于学习;其次,由于本课程不是非电专业学生的核心主干课程,学生自身对课程的重视不够,并且认识不到本课程对其将来就业的重要作用;最后,课程内容覆盖面广,教师的教学手段单一也是重要的影响因素。5.成绩考核方式不合理。目前考试基本上还是理论考试为主,实验成绩占到10%,并且按照实验报告给出成绩。这就导致学生对实验存在消极应付的情况,实际动手能力不强,没有体现出实践知识的重要性。
二、提高教学效果的措施
针对上述问题,结合我校的就业特色,参考国内外其他高校的经验,在课程知识体系、教学方法及手段、实验改革以及考核方式等方面进行了有益的尝试,取得了较好的效果。1.合理安排教学内容。在课程学时有限的情况下,结合我校的就业特色,合理安排各个部分的内容所占的比例。直流电路部分是基础,这部分内容仍采用板书教学,夯实基础。线性一阶动态电路与以后的就业关系不大,授课中只讲基本概念,不再以数学分析的方法进行各类公式的推导和验证,压缩该部分内容的授课学时。正弦交流电路和电动机部分,紧密联系工程实际,此部分内容采用多媒体和实验等多种手段,强化讲解,考试中加大考核比例。在授课过程中,对定理和结论不再强调详细的数学推导,而着重从物理概念出发,说明其原理、规律和适用情况。课堂上主要精力放在讲清原理、理清思路、传授方法和补充新的科研新成果方面,加大课程的信息量,不再过度强调解题技巧。对一般内容应避繁从简,对重要内容或问题要阐述透彻,保持理论深度,详略得当,将完整的知识体系教给学生。例如讲授一阶动态电路三要素部分内容时,只是简要介绍三要素方法的来源,告知学生是通过微分方程的求解得到的,而要把重点放到三要素的应用上。此外,要结合变电站分闸放电现象的视频,将暂态过程的概念与实际工程紧密联系起来,让学生了解到这部分内容是如何应用到实际的。通过合理安排教学内容,增加了与就业紧密相关的内容的讲课时间,为实践环节提供了时间保证,缓解了教学内容与教学时数的矛盾。2.改进教学方法及手段。直流电路部分内容为基础,仍然采用传统的板书教学方式,夯实理论基础。而对于其他部分内容,采用板书结合多媒体的形式。正弦交流电路与电动机部分,多媒体课件中加入了大量的图片和视频。这种授课方法给学生提供了鲜明、生动的真实材料,把复杂的教学内容变为简单化,把抽象的概念具体化,增强了学生的学习兴趣,提高了课堂效率,能够在有限的学时内让学生学到更多的知识。3.加强实践教学环节。电工实验是课程的重要组成部分,旨在帮助学生巩固和加深理解所学的理论知识,训练学生的实验技能,树立工程实际观点,培养严谨的科学作风,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新性思维能力[1]。原有的实验安排为14学时,7次实验,均为验证性实验,即教师讲授实验内容,学生按照实验内容接线,动手验证定理内容。这样导致学生的学习兴趣不高,无法培养学生的综合设计能力和创新精神,教学效果不理想。因此,改革了部分实验内容,将叠加定理、戴维南定理和功率因数提高实验改为设计性实验,教师只是协助指导,具体电路要求学生自己动手设计,自己分析,并独立撰写实验报告。这就很好地培养了学生动手探求规律、学习知识的意识,对于其实践能力的提高有极大的促进作用。除此之外,充分利用我校电力学科的实验资源,补充异动电动机的实验,并专门组织学生参观和观摩新能源电力系统国家重点实验室,这有利于开拓学生视野,激发其学习兴趣。4.改革成绩考核方式。考试作为教学评价的重要手段,对学生学习有着重要的导向作用。以往的学生成绩计算包括三个部分:期末考试成绩(60%)、课后作业成绩(25%)和实验成绩(15%)。由于课程课时较长,采用期末一次性考试的方式会造成学生放松平时学习,考试前临时突击的现象。因此,改革后在课程进展到过半时,进行一次期中考试,以加强过程监督。这就促使学生重视每一个教学环节,主动学习,避免了学生考前突击应付的现象,提高了学生平时学习的自觉性。提高实验成绩所占的比重,由10%提高到20%。实验考核的方式不再是按照以往根据实验报告的好坏给定成绩的方式,而是采用随机抽取一次实验的方式,按照实验的好坏现场打分。这就促使学生重视实验,从而锻炼其动手能力。
三、取得的成果及后续的工作思路
本文指出了《电工技术基础》教学中存在的问题,分析了问题原因,提出了改进措施。上述措施取得了很好的效果,学生到课率和及格率得到了提升,考试成绩也有了较大提高,显著地提高了教学效率。但是《电工技术基础》教学改革是一项系统工程,涉及教材建设、教学方法及手段、实践性教学方面等多个环节,不可能在一朝一夕完成。在后续的工作中,将尝试在电工学考试中引入开卷考试,以及加大综合设计实验的比例等措施,以期更好地提高教学效果。
参考文献:
关键词: 电子电工 实践性教学 实习
电子电工是具有较强实践性和较广应用性的专业。学生能否很好地掌握电子电工专业的基本技能,对今后能否走上社会从事电子电工行业起着铺垫作用。为深化中等职业教育教学改革,全面推进素质教育,体现“做中学,做中教”的职业教育教学特色,专业教师有必要对其实践性教学环节加强研究,提高教学实效。
一、目前存在的主要问题
目前电子电工专业的教学多采用以课堂、教师和教材为中心的接受型教学方式,课程教学与实践教学相脱节,主要体现在以下方面。
1.实验教学。
由于大班授课,就算教师进行试验,教学效果也不是很好。而且课堂上所进行的试验大都是验证性试验,缺乏设计性试验和综合性试验。
2.实习环节。
实习环节包括认识实习、生产实习及毕业实习。通过这一环节,学生有机会把课本上的理论知识运用于实践中,加强理解与掌握,增强学生的动手能力。目前不少职校的生产实习和毕业实习都是由学生自己主动联系实习单位实习,这就造成部分社交能力较差的学生找不到合适的实习单位,甚至不出去实习,实习处于“放羊”状态。实习环节缺乏考察标准,学生实习成绩难以评价。
3.专业课程设计和毕业设计。
专业课程设计和毕业设计是电子电工专业中重要的教学环节之一,是对学生综合运用所学知识,分析问题和解决问题能力的培养和训练。然而,由于学生的积极性不高和教师配备不足,缺乏统一的评估和激励体系,专业课程设计和毕业设计没有得到很好的重视。
二、研究思路和方法
1.因材施教,促进学生全面发展。
因材施教是在教学中根据不同教材内容,根据学生不同认知水平、学习能力及自身素质,教师选择适合学生特点的学习方法有针对性地教学,发挥学生特点,弥补学生的不足,从而促进学生全面发展。教材中基尔霍夫定律、戴维南定理、叠加原理及电磁感应等内容,可把重点放在实验练习上,让学生学会各种仪表的使用方法,掌握常见元器件的应用,以提高学生的动手能力,积累实际工作经验。对电动机、变压器、互感器等内容要考虑后续专业课的学习,侧重其在电路中的应用、线路连接、基本的故障排除。而像欧姆定律、电阻的串并联等内容初中物理已经涉及,故可以大大缩短授课时间而把重点放在习题练习上,培养学生的分析计算能力。
2.巩固理论知识,拓展实验技能。
电子电工是一门融教学与实验、实践为一体的课程。教师在强调理论教学的同时,必须注重实践的检验,同时在实践检验过程中,必须以理论为指导。这就要求教师将理论课与实验课一起上,充分发挥实验仪器设备和教具的作用。上课时学生直接面对各种仪器设备和电路,能提高解决实际问题的能力,也便于教师及时发现问题,帮助学生分析解决问题。此外,在完成电子电工各章节的学习之后,要求学生按时、按质、按量完成实验,而且在实验过程中必须认真完成实验操作,写全实验报告,做好实验分析,同时要求学生在实验过程中学会对实验故障的分析及处理,以增强学生分析问题、解决问题的能力,从而得出正确的理论。
仅仅是验证性实验还不足以提高学生的综合能力,所以教师还需要增加一些设计性和综合性实验。如在讲授日光灯电路的组成和原理之后,可以要求学生选做“设计阳台灯的自动控制系统:白天不亮,晚上感应到人自动点亮,离去后自动熄灭”。这就需要学生在了解家庭电路的基本原理后进行实践实验,有助于巩固和深刻理解在电路课程中所学的理论知识和实践技能,同时培养学生的环保意识。学生要完成这个任务,必须学会运用图书馆和网络查阅相关资料,了解家庭用电器的相关知识,培养独立分析与解决问题的能力。
3.熟悉器材的操作,规范动手能力。
电子电工的学生在参加工作后要求能够熟练操作各种仪器,这就要求他们在学校时就能学到将来能直接应用于工作当中的操作技能。而这就需要学校花钱购置一些相同作用、不同结构类型的仪器,以便让学生接触更多设备和仪器,全面了解器材的种类和作用,特别被广泛应用的仪器更应作为主要的培训。这些器材要求实用性强,如能比较系统地体现并满足工厂供电系统的受电、输送、分配、控制、保护等实践技能训练要求,以帮助学生在实训中掌握正确的投切操作,倒闸操作,运行控制,以及各种运行方式的调整操作规程。装置需要结构清晰,运行灵活,操作方便,安全可靠,为学生提高实践技能建立良好的实训平台。
4.丰富教学手段,促进技能掌握。
在电子电工专业的教学过程中,由于条件不完善,使得教学内容局限于课本,教学空间局限于教室,思维空间和能力的狭隘,导致学生分析问题和处理问题的能力受到限制。为此教师可以充分利用多媒体技术、网络技术和信息技术教育等手段辅助教学。如电工安全操作规程讲解起来枯燥乏味,这时可以给学生播放视频,有利于学生集中注意力,观察思考,充分发挥主体能动性,从而促进实际操作技能的掌握。
5.注重实践,增强综合职业能力。
关键词生物医学工程;电子类专业课程;教学模式改革
0引言
大学本科专业课程教学模式的改革和创新是一项需要顶层设计的复杂系统工程,生物医学工程专业具有理、工、医相结合的交叉学科特点,它应用工程的理论、技术和方法,研究和解决生物医学领域中的科学问题。近些年,随着科学及社会的发展,对这个领域高素质的创新型人才的需求有不断增长的趋势。美国劳工组织的数据显示,生物医学工程专业人才的就业在工程劳动力市场中的增长最大,预计2008年至2018年有72%的增长率。在欧盟,专利的数量在生物医学技术的范畴中也是最高的[1]。医科大学的生物医学工程专业,具有在丰富临床资源的医学大背景和大环境下的特色,需要在教学中体现两个结合,即理工科学与生物医学紧密结合、基础研究与临床实际紧密结合。面对新的形势,只有积极探索并对教学模式进行不断改革才能促使高校培养的人才满足新时代更高的要求。以往的教学模式习惯是以教师为主导,课程教学更多是教师对知识的讲授,缺少对学生创新思维的培养,学生在课堂上是被动灌输,教学效果差强人意。教学工作需要更新整体教师队伍的教育教学理念,构建“指导性传授知识与主动性学习相结合”的互动性专业课程教学模式[2],既加强教师的个性化指导,也尊重学生个性化发展的要求。本研究团队调研了国内外相关专业教育课程的主要目标和课程设置,学习了国内外生物医学工程实验室主要开展的研究成果以及工程培训的内容[3-5]。国外大多数生物医学工程专业的学生,除了学习数学和基础工程课程之外,还要学习生物电子、生物信息、生物材料或生物力学等专业知识,并且在毕业前有机会在校外相关机构实习或见习,同时许多工程系还会与生物医学工程系在一些项目中联合,以培养更高素质的学生。结合国内实际情况,在电子类课程的教学过程中,重点培养学生的工程设计能力、工程实践能力、思辨和创新能力、终身自主学习能力和自我发展能力,激发学生探究与创新的兴趣,培养良好的学习和科研习惯,以便不断提高专业课程的教学质量和专业人才的培养质量,实现整体学科的内涵式发展。
1教学模式改革
1、1制定专业课程教学设计方案
“教”是为了“学”,整合化的教学设计理论强调教学条件的确定必须以学习者的学习过程与需求为依据,教师在教学设计时,建立以学生为中心、以学为本的教学观念,依据学科发展,不断挖掘并更新教材中的相关知识点,对专业课程内容的知识结构和脉络体系进行有机整合,培养学生的思辨能力,激发学生的创新性思维。结合调研学习的情况,形成专业课程教学设计方案模板,如图1所示。教学内容与教学活动的设计通常包含7个环节,即回顾知识温故知新、以实例开场引入新课、创设情境提出问题、层层推导突破难点、前后呼应解答问题、应用知识课堂练习、拓展思维延伸课堂。教师在各自教授的专业课程中分别优化教学设计并不断完善,执行顺序可以根据教授内容的不同而有所调整。
1、2改进教学方法
结合专业特点将全部专业课程按照年级进行顶层设计,大学二年级通过3门专业基础课程提高学生自主学习的能力,大学三年级通过7门专业课程培养学生探究学习的能力和思辨能力,大学四年级通过3门专业课程提高学生解决实际问题的能力,以便为完成毕业设计奠定良好的基础。以理论和实践相结合为中心,倡导自主性、研究性和创造性的学习。授课过程中,授课内容上充分体现理论和实践的紧密联系,引导学生在学习过程中积极思考;授课方法上多采用启发式、讨论式及案例分析式等教学方法,以促进学生对基础知识的理解,能够运用知识创造性解决实际问题。教学方法的改进,不仅要求教师具备创新意识和积极进取的精神,还要求教师具有很强的工程实践能力[6]。本着继承和创新的原则,对大学二年级的电工与电路分析、模拟电子技术、电子技术实验3门课程的教学内容进行整合和规划[7],挑选出一些适合自主学习的知识点或者课程章节内容。如在电工与电路分析课程中,结合4大模块(电阻电路的时域分析、动态电路的时域分析、动态电路的变换域分析、电机原理)的教学基本内容所涉及的知识结构,挑选出“无源器件的认识”、“步进电机的原理及应用”、“常见电机原理及应用”、“对偶性的理论知识与分析方法”、“含受控源电路分析方法的总结”、“戴维南定理的应用意义”、“相量的定义、使用和意义”、“MATLAB在电路分析中的应用”、“使用Multisim进行电路仿真”、“一阶电路和闪光灯电路的原理分析及仿真”和“RLC电路的动态特性综合研究与仿真”共计11个知识点,培养学生自主学习的能力。首先在授课前,将相关学习资源上传至各课程的网络平台上,提出若干个难度适中的问题,并对自主学习提出具体的要求。然后根据学生意愿或随机分成几个小组,每个小组针对某个问题查阅文献资料,通过对所查资料的分析、整理、归纳,制成PPT课件。前期准备好后,在课堂上每小组派出代表分别演示并讲解10min左右,教师与学生共同针对其演讲的内容进行提问和讨论。最后教师对所涉及的知识范围和讨论热点进行总结,并对学生讲不清楚的或者理解有偏差的问题进行补充和更正。这个过程以学生自主学习为主,教师起辅助指导作用,可以事先讲解课题分析的方法、提供必要的相关资料、介绍必备的专业背景知识,既要让学生领会课程的知识重点和应用领域,又要充分激发学生的学习兴趣。大学三年级有信号与系统、数字信号处理、脉冲数字电子技术、医用传感器、单片机原理与应用、电子学测量方法和电子工艺实习7门课程,在理论课的教学方式上,采取教师讲授与学生交流讨论并重的方法进行。针对基本原理知识,教师重点讲授,采用启发式、推理式及案例分析式等教学方法,引导学生积极思考,激发学生的学习热情和兴趣。如在数字信号处理课程中,将功能电刺激研究课题的成果作为一个实例,讲授功能电刺激实现膀胱排尿功能障碍治疗的原理和方法,并加深医学信号处理理论在本专业领域的重要作用。例如,在信号与系统课程中,将拉曼光谱研究课题的成果作为讲授卷积和反卷积的一个实例,将公式和概念与实际应用结合起来,通过反卷积解决基地信号不一致的问题,确保信号处理和特征提取的可靠性,为实现疾病的可靠诊断提供条件。如在脉冲数字电子技术课程中,利用“雨课堂”平台,新增“发现生活中的数电”专题,引导学生自主学习生活中比较常见的数字电路应用实例,介绍其电路功能、电路结构、工作原理、应用范围等。又如在单片机原理与应用课程中,教师在课堂上现场演示“电子节能定时转换器”等工程产品工作过程,帮助学生通过实践体验,进一步理解单片机功能和工作原理,同时引导学生观察学校食堂切面机器人等日常场景中的应用,以及观看该领域最新流行技术(Arduino开源硬件平台)应用视频,自行分析感兴趣的单片机应用实例的工作原理、可能出现的问题等,从而加深对知识点的理解和掌握。在实验教学中,针对基本原理设计实验方案及技术路线,主要采取探究型教学方式,通过讨论交流,让学生主动探索知识、培养创新思维和思辨能力。如针对数字信号处理课程的实验教学内容,采用探究式教学方式,改变传统实验过程,以教师为主导,结合理论课教学内容,合理地设计实验方案,以学生为主体展开实验,使过去被动式的实验教学方式变为学生主动设计实验过程,独立完成实验内容,并撰写论文式实验报告进行归纳和总结。整个实验过程相对独立、开放,从实验的预习、操作到最终的实验报告撰写全部以学生为主体,一方面可以更好地与理论课内容相结合,验证相关原理和方法,达到提高教学质量的目的;另一方面加深了学生对所学知识的理解,激发了学生的学习兴趣,培养了独立分析问题、解决问题的能力。依据大学四年级的医学仪器原理与实验、嵌入式系统原理与应用、临床工程学3门课程特点,给学生提供若干个小项目,在学生明确要解决的问题后,教师指导学生对项目需求进行详细的分解,同时列出要用到的专业知识点,引导学生寻找每个问题的解决方案和技术路线。将解决问题的实践与理论的知识点密切结合,这种项目式学习、协作式学习或问题式学习对于促进学生深刻理解专业知识并解决实际问题具有重要意义[8]。学生边学习边设计,逐步实现项目的全部功能。如在嵌入式系统原理与应用课程教学中,涉及嵌入式文件系统和Android嵌入式系统及应用开发的理论部分,配合Android界面设计实验和Android应用程序设计及医疗平板应用实验两个综合性项目。最终要求学生设计一个人机交互UI界面,并对学生的设计成果,检查验证其正确性和可靠性。同时,借鉴国内外生物医学工程教育教学经验,结合医学院校的特点,从创新实验室和第二课堂、学生科研训练等方面开辟生物医学工程专业课外教学的形式和内容,以弥补课堂教学的不足,为培养合格的、创新的应用型人才提供帮助[9]。
1、3改革考核方式
区别于传统的“一张试卷定乾坤”,为了促进自主学习的开展,对学生的学业进行全方位考核。结合调研学习的情况,加大过程考核的比例,拟定各门课程的考核方案。加大专题讨论、探究学习、项目设计等学习模式的比重,注重学生在整个学期的过程考核,激励学生在学习过程中逐步培养各项能力和素质。如电子学测量方法课程的考核方案为综合考察,即实验占30%,协作学习占30%,闭卷考试占40%。协作学习有两部分内容,第一部分为电子测量的新进展和新应用,第二部分涉及示波器原理及测量方法。要求以小组为单位,课下自主学习,课上汇报讨论。图2所示是这门课程协作学习组内自评评分表,图3是这门课程第一次协作学习的课堂汇报评分表。这两部分的成绩,再加上学生完成课下自主学习,并在BlackBoard网络教学平台上网络课程中按时提交PPT的成绩,共同构成协作学习的成绩。
2教学改进成果
进行教学模式改革3年来,收获了良好的教学效果,学生网络评教成绩均在93分以上,同时积累了一些教学改革成果。如电工与电路分析、模拟电子技术、脉冲数字电子技术、电子技术实验课程梯队,累计共获批7项校级教改项目,发表4篇教学文章。又如单片机原理与应用、嵌入式系统原理与应用课程梯队,连续获得网络课程建设、在线开放课程等4个校级项目的资助,发表了3篇关于这两门课程的教学方法探索文章,指导本科生多次参加全国大学生生物医学工程类创新设计竞赛并获奖。再如信号与系统、数字信号处理课程梯队获批2项校级教改项目,发表5篇与教学改革相关的文章,梯队教师荣获2016年全国大学生生物医学工程类创新设计竞赛优秀指导教师和2017年第九届挑战杯首都大学生课外学术科技作品竞赛优秀指导教师的荣誉称号。