[摘 要] 基于地方師范院校電子類專業實踐體系不完整,學生動手能力較差,社會認可度較低的現狀,本文提出了從最基礎的認知訓練環節做起,經過實驗、實踐、學科競賽等環節,最后達到畢業設計實物作品化的實踐性可行性路徑,以解決實踐教學過程缺少整體性、層次性、基礎性的根本問題,實現專業培養方案中提出的應用性人才目標。

[關鍵詞] 地方 師范 電子 實踐

基金項目:教育部產學合作協同育人項目(項目編號:20180103523);陜西省大學生創新創業訓練項目(項目編號:2016005);咸陽師范學院教育教學改革項目(項目編號:2017Z005)。

引 言

地方師范院校在全國高校中數量較多,大多由過去師范專科學校因教育大發展升格為地方二本院校。而在其理科類專業中均設有不同形式的電子類及相關專業,大多授予工科類學士學位。電子類學科屬于一級學科,實踐性較強,在人才培養方案中實踐環節不僅邏輯完整、形式豐富,層次鮮明,而且學分比例也比較大。地方師范院校電子類專業因為師范類的辦學性質以及地方性等主要因素制約,實踐環節始終無法達到專業培養目標的要求,顯著特征就是專業實踐體系不完整、實踐環節不完善、學生自主動手能力弱。盡管這一觀點已成為辦學者和研究者的共識,為此提出了眾多研究和實施方案,但是仍然局限在實踐體系的局部,缺少普適性或可操作性。

電子類專業院校通常具備豐厚的理論基礎,實踐體系較為完整,實踐環節層次性明顯,且互為依托,學生通過實踐訓練后,具備電子產品設計、開發能力,這些都是以強大的師資力量和各類豐富的實踐環節作為人才培養質量的有力支撐。而電子類高職院校雖然理論知識沒有前者強,卻在實訓方面設置了大量的且與生產實際銜接的動手機會,因此實踐操作技能方面更勝一籌。但是,屬于本科的地方師范院校電子類專業,在專業定位上盡管提出了以應用性人才為培養目標,但是其理論基礎與專業電子院校無法相比,又因缺乏電子實踐資源作為實踐環節的保證,因此在實踐體系中其應用性和實踐性就表現為界定不明確、不具體、無客觀實施標準,操作性較差,更不具備統一的實踐模式。所以多年來,社會、行業對這一層次培養的畢業生認可度偏低,普遍反映專業基礎不夠扎實,實踐能力較弱。基于這一事實,我們在分析地方師范院校電子類專業辦學存在突出問題的情況下,結合咸陽師范學院的師資和電子資源的實際提出一個可實現、可操作的實踐體系思路和路徑,供大家參考借鑒。

地方師范院校電子類專業存在的主要問題

在地方師范院校電子類專業培養目標中,大多明確強調應具備電子專業一定的基礎理論和實踐方法,適應本地區電子專業領域的中高級應用性人才的要求。在此描述中,既不要求扎實的理論基礎,也不強調實踐動手能力,能否適應地方社會需求值得深思和探討。其實這樣的表述也顯示了此類院校電子專業辦學難言的困境,主要表現在以下方面。

1.師資隊伍難以滿足專業實踐需求

地方師范院校電子類專業大多為于物理教育學科,其師資背景多為物理學,無論從學科思想還是實踐內容與電子專業差距甚大。物理學科的師資轉型為電子學科,雖然兩個學科之間有相通之處,但本質差異顯而易見。物理學科強調學科邏輯的基礎性、嚴謹性、順序性,而電子學科則強調在一定知識背景下的組合性、應用性、實用性。在學科實踐方面,物理學科注重學科方法的普適性、現象的實證性,電子學科則更注重學科方法的實用性、電路的多樣性。電子類師資更多的是要求對電路器件性能參數、電路測試儀器、測試方法的熟知,對單元功能電路特性的掌握,對電子應用領域的問題能用敏銳專業思維、豐富的實踐經驗,基于專業背景提出相應的對策加以解決,這些專業能力和經驗都是物理類師資所不具備的,也不可能在短期內經過培訓解決。因此,地方師范院校的師資在專業實踐各個環節無法為學生提供有效的指導和幫助。

2.缺乏整體實踐環節構建,難以有效支撐實踐訓練

層次豐富的實踐環節是電子類專業最顯著特征之一,而地方師范院校在構建實踐體系、設置實踐環節等方面,無法按專業培養目標為學生提供全方位專業實踐訓練,僅僅能滿足專業基礎類實驗和部分專業必備的實驗室實驗,那些具有電子專業特征的實踐環節,如電子電路設計、電子產品的開發與電路板的制作等能夠調動學習興趣和學生實踐主動性、積極性環節的缺失,使學生實踐能力無法獲得實質性提升,也使得專業失去了魅力。究其原因,主觀方面是實踐體系建設意識不強、整體實踐體系不完善、實踐環節缺失且沒有層次性,客觀方面是地方師范院校可利用的電子資源嚴重不足,致使實踐效果大打折扣。

3.校企合作流于形式,電子資源利用率低

地方師范院校實踐效果較差的另一方面因素就是沒能有效利用地方電子企業資源作為實踐條件不足的重要補充。地方電子企業根據市場的需求,總會引進一些最新電子產品,并在其產品生產過程中,必然要用到電子領域先進的技術手段,這無疑為地方高校電子類專業跟隨社會發展提供了的最佳認知機會,為專業實踐環節提供了最新應用和技術手段。盡管教育部以市場化為導向大力提倡校企合作,以OBE理念強調輸出導向,但是地方師范院校觀念相對滯后,并沒有真正意識和深入研究校企合作辦學可以解決辦學理念落后、資源相對不足、實踐手段單一、與市場脫節等問題。高校是要培養具有創新思維和能力,掌握先進生產技術的人,而企業則要以新產品、新技術引領市場發展,因此兩者有機結合、互為需求、互為推動。可是,地方師范院校沒有抓住這一契機,校企僅為淺度合作,流于形式,僅完成培養方案中的實習、見習任務,因而也就無法解決辦學中實踐環節單一、電子資源不足的根本性問題,因此專業水準和質量也就難以跟上時代變遷。

4.缺乏科學的實踐評價體系

實踐評價與理論評價著重點不同,而影響實踐評價的因素可能更多、更復雜,從操作層面上看,難以形成統一規范,目前尚未有公認的、比較客觀、科學的評價體系,隨機性較大。地方師范院校電子類專業實踐評價,仍然偏好傳統的理論課堂評價方式,筆試和量化分數就成為目前通用的評價手段。因此,實踐成績評定偏寬、偏松,在學生心目中形成了只要參與就能過關的思想,使實踐效果大打折扣,不能促進和保障實踐教學環節向良好方向發展,所以,構建客觀、合理的實踐評價體系也是一個重要導向手段。

電子類專業實踐路徑的構建

在研究地方師范院校電子類專業實踐路徑構建時,首先應注意“地方性”,其辦學條件受地方經濟發展制約,不可能有大的投入,必須基于目前現狀挖掘現有資源和有限的補充。其次應注意“師范性”,這表明辦學模式在短期內也不可能改變。本文就是研究在這樣的先決條件下,如何結合實際的實踐路徑,從而達到電子類專業培養目標。

1.電子類專業實踐路徑設置條件和原則

在設計實踐教學路徑時,地方師范院校現有的師資結構、實踐條件、學生實際能力以及區域可利用電子資源等因素都不可忽略。因此,必須解放思想、拓寬思路,在師資構成方面以自有教師為主體,吸納部分企業具有豐富實踐經驗的工程師,形成理論和實踐相結合的師資隊伍,彌補實踐環節指導力量薄弱問題;在電子資源方面以本校實驗室常規硬件設備、軟件資源為基礎,充分利用地方電子企業在設計、生產、測試、管理等方面涉及的設計方案、生產工藝流程管理、技術文件等企業資源,構成校內外資源互補、層次豐富、實踐內容基本完整的實踐環境。

面對學生實踐素養參差不齊、動手能力較弱的實際,首先必須強調專業實踐的基礎性,為此從基本電子元器件的認知開始,逐漸擴充到常用的基本單元電路的組成、用途、參數的測試與調試。其次是實踐體系具有層次性,即包括實訓,實驗室實驗,企業見習、實習,簡單電路的設計與制作,參與學科競賽與教師科研課題,綜合畢業設計等較為完整的多種實踐環節,并形成整體性實踐方案。最后要根據學生能力提出不同要求,對創新欲望強烈、實踐能力出眾的學生設置較高要求,對那些基礎相對較差、興趣不太濃厚的學生,則設置基本要求即可。

2.實踐路徑內容及實施方式

實踐教學內容采用模塊化設計,并結合咸陽師范學院物理與電子工程學院現有實踐條件、師資及與之長期合作的西安子竹電子有限公司等相關企業,劃分為四個主要模塊。

(1)認知、實訓模塊

認知、實訓模塊內容主要包括三部分內容:一是基本電子元器件的認知,包括分立器件、集成器件、功能性器件;二是手工焊接訓練,包括焊接材料、焊接方法的選擇及焊接工具的使用和焊接技術訓練;三是簡單電子產品組裝,如萬用表、收音機、電視機等。該模塊要達到對電子電路感性認識、電路組成及基本功用的理解,屬于基礎性實踐環節。在實施過程中,可以不占用培養方案中的計劃學時,只需要提出相應要求和完成時限即可,學生利用業余時間在實驗室教師的指導下采用預約式自行完成。這種方式的最大優點就是能充分調動學生自我參與的主動性,激發專業學習興趣、鍛煉動手操作能力。

(2)實驗驗證與綜合訓練模塊

實驗驗證與綜合訓練模塊包括三部分:一是實驗室基礎操作性驗證實驗,利用實物器件、實驗儀表,組合成電子線路典型電路,用基本方法實現對基本功能結論的驗證。該部分要求在驗證基本結論的基礎上,學會使用測量儀器、學會測量電路參數的方法、掌握基本參數的數值范圍。二是虛擬仿真實驗,以單片機、CAD技術和相關應用軟件為基礎,模擬現實世界的真實過程和現象。在該過程中能夠了解和使用大量常用虛擬方式及軟件。三是綜合提升性實驗訓練,在前兩個階段的基礎上,提出在實驗方法改變、元器件更替、實驗內容深化等方面加深對實驗的理解,以體現綜合性,達到實驗能力提升的目標。但是應注意到,這里所涉及的綜合實驗內容本身就是一種創新,筆者認為只要能啟發學生思考、開拓思路就達到了綜合實驗的目的,并不一定要求有新的方法或新的現象。

實驗驗證與綜合訓練模塊在一般地方師范院校實驗室都可以完成,專業課教師完全有能力指導,綜合實驗項目則可擴展至相關地方電子企業中,這使得綜合性實驗不再拘泥于純粹的理論中,而是與實際緊密結合,使校企合作更加深入,更具有實際意義,并能借助企業較為先進設備完成電路測試,彌補高校電子設備、測試手段相對落后的困境。

(3)實踐模塊

實踐模塊由見習、實習、社會實踐組成,主要以區域電子企業為主,通過對地方電子企業近距離接觸,解決地方高校在人才培養中脫離社會發展的問題,在深化校企合作的同時,使產學充分融合。

見習時間相對較短,以宏觀了解為主。但是我們在見習的內容方面作了具體要求,不再是走馬觀花的參觀式見習。首先是了解企業的總體概況;其次宏觀了解企業產品研發中的方案、參數設置、生產流程中技術要點以及測試產品性能手段和方法;第三,了解電子產品技術報告的構成與制作以及市場數據的采集分析。實習相對時間較長,能夠了解到企業產品從設計、生產到銷售等全過程的情況,并在參與生產的實際過程中能夠親身感受到,我們則要求與所學理論相結合,在企業工程師的指導下深入了解產品設計、實現原理以及元器件的選擇、搭配、組合、參數設置等相關細節問題,這些經驗往往是在書本上見不到、學不到但是卻又非常重要的專業知識。理論與實踐的近距離融合,不是一句空話,在應用中深刻理解理論知識的內涵、在應用中擴展專業視野、在應用中提高從理論轉向實踐的能力。

社會實踐本意是廣泛了解社會,但是,我們將此處的社會實踐限定在本地電子企業本身及其產品上。對企業而言調研企業的生存、發展的背景及條件,了解企業對人才的需求、了解企業的經營狀況、了解企業研發等問題。對企業產品而言,重點要調研產品的社會需求、產品的生產流程中各個技術環節等問題。

(4)設計、創新模塊

地方師范院校電子類專業在“地方性”和“師范性”的背景下,創新主要設置兩條路徑。首先是以學科專業競賽為引領、大創項目為落腳點的路徑。全國大學生電子類學科競賽每兩年舉辦一次,不是每位學生都有機會參加,但每一位專業學生都應達到培養方案中基本要求,因此保留學科競賽的方式,采用降低要求的二級學院學科競賽,使每一位學生都有機會參與此項活動。在此過程中,徹底改變傳統教學和學習方式,讓學生成為學習的主體。在參與基層學科競賽過程中,也為申請大學生創新項目奠定了一定的基礎,力爭人人都能參與到大創項目的申報中。第二條路徑就是畢業設計作品化,即要求呈現畢業設計的方式是通過實物化的電子作品。畢業設計既是檢驗學生專業學習的最后關口,又是衡量專業教育的一把尺子。因此,對畢業設計作品化的要求就是體現對實踐環節的強化,就是讓學生通過自身的專業訓練,通過專業嗅覺,尋找可供應用的項目以達到應用型人才培養的目的。

參加學科競賽和畢業設計這兩條路徑不是孤立的,對于地方師范院校而言,困難在于競賽的題目和指導力量,所以必須借助于地方電子企業的產品資源和人力資源。如果沒有地方電子企業可依托,選題就會受到極大制約且與實際應用相差較遠。另外,學校的師資一般也不具備這樣規模的實踐指導力量,為了實現這個目標,必須聘用企業工程師作為補充,將高校擅長理論的師資與企業有實踐經驗的工程師有機結合,互為傳、幫、帶,發揮各自的優勢形成團隊力量,達到產學研的深度融合。

各模塊實踐路徑的考核方式

實踐考核不同于理論考核,涉及因素多,比較難于把握。為了真正反映出實踐的特征,筆者將實踐考核與實踐過程相關聯,注重過程考核、注重對實踐的掌握、注重實踐結果。

1.認知、實訓模塊考核關注兩個要素

學生自主預約時間,一般要求每周至少一個學時,占該部分成績30%;隨機抽取器件,辨認器件外觀形狀、參數熟知程度,隨機完成一個電路板的焊接,觀察器件的排布及焊接平整度、焊接質量,占該部分成績的70%。這一環節考核,考核不固定、不統一,學生只要認為能達到要求,即可申請考核。

2.實驗驗證與綜合訓練模塊的考核從實驗能力和實驗報告兩個方面進行

實驗能力主要考查實驗前的預習、實驗原理的掌握、實驗方法的運用、儀器使用熟練程度、實驗過程中的分析判斷力、數據記錄的規范性和完整性,占該部分成績60%;實驗報告主要考查實驗報告的設計、撰寫、數據處理與分析、實驗體會與感想,占該部分成績40%。此環節考核以平時實驗過程為主。

3.設計、創新模塊采用實物作品化考核方式

參與學科競賽的考核從選項到完成,凡是最終完成基本要求的視為合格以上,沒完成任務視為不合格。畢業設計實物作品凡是達到最終設計要求者均視為合格以上,同樣沒能達到設計要求者視為不合格。此環節強調在學科競賽、畢業設計環節學生的自主參與性、自主實踐性、自主約束性。

結 論

地方師范院校電子類專業的實踐性非常強,在專業教育中起到了舉足輕重的作用。本文設計的路徑是基于咸陽師范學院的校情,最大限度地加強實踐環節的教學,相信對其他地方高校也有一定的參考價值。

參考文獻:

[1]教育部公布2015年最新版全國高校名單[EB/OL].(2015-5-21).http://edu.sina.com.cn/gaokao/2015-05-21/2127469845.shtml.

[2]顏錦,劉春群,何應勇.新本科院校電子信息專業實踐教學體系的弊病與重構探討[J].當代教育實踐與教學研究,2016(1):229-230.

[3]陳紅,王鵬.電子信息類專業創新型人才培養實踐教學體系研究與構建[J].教育教學論壇,2018(41):141-142.

[4]孫科學,郭宇鋒,程勇,等.信息電子技術創新實踐教學體系的研究與探索[J].實驗室科學,2019(2):128-130.

[5]王成義,郭秀梅,張萍.電子信息科學與技術專業實踐教學體系的改革和實踐[J].高教學刊,2019(8):133-135.

[6]黃華飛.成果導向教育理念下的電子信息類專業實踐教學改革[J].課程教育研究,2018(44):254.

[7]段惠敏,譚敏,李國麗,等.基于MOOC的第二課堂實踐教學探索——以電子信息類專業為例[J].應用型高等教育研究,2017(4):62-65.

[8]趙亞鳳,李東宸.OBE工程教育模式下電子信息工程專業實踐教學體系的初步研究[J]. 廣東化工,2019(5):235-236.

[9]王立,張輝,郗艷華,等.地方師范院校電子類實踐環節的整體構建[J].咸陽師范學院學報,2018(6):90-95.

作者單位:咸陽師范學院物理與電子工程學院 

責任編輯:楊子