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专家教师说课堂 | 电子科学与工程学院肖雄亮副教授:以能力为本位,打造实验金课

发布时间:2022-01-26 13:55

实验课作为实践能力培养的重要环节,在提升学生专业水平、创新能力和综合素养等方面都有着理论教学不可替代的作用。高质量应用型人才培养需要高质量的实验金课。高质量的实验金课需要坚持“以能力为本位”,结合课程特点不断开展改革和创新。

一、理论与实践融合提升学生知识应用能力

本科的实验课不是简单的模仿和机械的操作,本科生不仅要知其然还要知其所以然。在三极管放大失真电路实验室时,针对输出信号的波形失真现象,应用理论分析产生的原因,再依据理论去设计避免失真的操作方法,应用理论指导实践,最后通过多次实验后总结归纳出理论规律。通过理论与实验的融合交替过程,不断培养和提升学生应用知识分析、解决复杂问题的综合能力。

二、线上与线下融合提升学生科学探究能力

实验课是训练学生科学能力的主阵地之一,是培养学生科学态度和科学作风的重要途径。运用线上线下融合的手段,将提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究过程和CDIO的工程教育模式融入其中,通过问题引导式的教学方法,促使学生回归课堂、回归学习,让学生在课堂上“动”起来,潜移默化的提升科学能力。如在模拟电子技术实验课程中,教师打破了“教师讲-学生做”的两段式教学安排,按科学探究过程设计了环环相扣的问题,“线下”引导学生开展探究学习活动,“线上”对每个关键节点进行效果反馈,及时解决问题和训练能力。

三、知识传授与价值引领融合提升学生综合职业素养

实验过程中学生常常会碰到实验失败的情况。在这种情况下,引导学生分析不成功的原因是测试方法不正确、操作不规范、测试仪器使用不当等的主观原因,还是设备损坏等的客观原因,并与学生一起进行不断改善去完成实验。在严格的实验中养成严谨务实、百折不挠、精益求精、尽善尽美的科学家精神和大国工匠品质。同时结合实验中的现象,引导学生树立唯物主义世界观和方法论。如在放大电路反馈实验时,常见的有“负反馈”,但当输出过小的情况下,有时也会引入“正反馈”,通过专题研讨,分析“反馈”的作用,引导学生辩证地看待事物的“两面性”。

四、课内与课外融合提升学生创新思维能力

有效的实验课能引发学生课后进行更深层次、更具挑战性的创新实践。如RC正弦波振荡电路实验中,学生在课内完成基础实验后,老师提出了思考题,要求课后学生应用所学去通过实验创造性的解决问题。

又如单片机技术课程在课内完成“A/D转换接口及应用程序设计”基本实验后,打破课内课外的壁垒,根据实验内容布置了课后的“编写循环采集8路模拟量输入AD转换程序,并以十进制方式显示”和“如已知被测量变化很快,且含有高频干扰,实验时软件和硬件应作何变动”两个具有一定深度和难度的拓展实验题,引起学生课后到开放实验室进行自发探索。通过布置思考拓展题,使学生课余“忙”起来,促进学生的知识应用能力、实验能力和逻辑思维能力、科学素养的不断精进。

立足能力培养为本,以学生为中心,进行实验课的不断创新和改革,打破传统实验的空间、时间等的束缚,打造高质量的实验“金课”,促使学生“忙”起来,是培养高质量应用型人才的有效途径之一。


学生在微机原理实验


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学生在智能无人机虚拟仿真实验


线上线下的课程设计样本


  

线上实验过程考核



学生在5G通信实验室实验



学生在PCB制板实训室学习


模拟电子技术课后思考题

 


智能机器人开放实验



机器学习开放实验



 微波与卫星通信开放实验



北斗+教学与科研开放实验


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