浅谈“开放式实验教学”对高职学生创新能力的培养

2023-01-26

高等职业教育是高等教育的重要组成部分, 是培养具有必要的理论知识和较强的实践能力, 生产、服务第一线需要的高素质创新型、应用性人才。但是, 由于种种原因, 高等院校实验教学环节对学生创新能力和创新精神的培养仍然比较薄弱, 实验教学的内容难于满足社会飞速发展的需要。加之高职学生在企业、工厂等生产实习的机会也越来越少。因此, 建立开放式实验室, 加强学生的实践教学环节, 推进创新教育, 将创新能力培养落到实处成为高职教学改革的当务之急。

1 传统电工电子实验教学的缺陷

传统的电工电子实验大多数是验证性实验教学, 书本上有现成的实验内容、实验目的、实验器材等, 学生按照教师事先拟定的实验步骤一步一步的做, 得到的是现成的现象和结果。在这种枯燥无味的实验教学环境中, 学生没有学习主动性和积极性, 多数学生抱着应付的态度, 实验前简单地抄写预习报告, 实验中按部就搬机械地操作一通, 实验后根本谈不上有多大的收获。

“教师是培养学生能力的主体, 必须树立全新的教学理念”[1], 不但要让学生掌握系统的理论知识, 还要注重他们综合素质能力特别是创新能力的培养。实验教学不仅仅是对简单定理、定律的验证, 更重要的是启发和鼓励学生的创新和动手能力, 通过设计内容新颖、实用且富有趣味性的实验, 引导学生积极参与到实验当中来, 一切准备工作都交给学生自己去做, 摆脱学生实验兴趣不高的被动局面。

2 开放式电工电子实验教学的方法

开放式电工电子实验教学, 重点在于开放和创新。在这种实验教学过程中, 教师引导学生把各个领域的知识高度整合于应用领域, 学生能够从多个角度、多个侧面寻求解决问题的新方案。在这种实验教学下的学生思维能力强、自由发挥空间大。开放不仅是时间和空间上的开放, 更是教学观念、内容、方法、手段上的开放。因此, 在实际电工电子实验教学中笔者从以下几点着手尝试。

2.1 优化实验教学内容体系

在电工电子实验教学中通过优化教学内容来提高学生的动手能力, 改变传统的大范围的验证型实验教学模式, 教学中保留1～2个验证型实验内容, 指导教师具体地陈述实验目的、原理、内容、仪器设备及材料、报告要求、思考题、注意事项等, 要求学生掌握常用仪器的使用方法和数据分析的基本方法, 培养学生的动手能力和基础能力, 为学生后期的自主创新性实验和研究起示范作用。在此基础上将新的实验体系结构提升到综合性、设计性水平, 根据电工电子课程的特点, 实验内容既与理论内容有机地衔接, 又体现理论上未充分反映出来的但实际工程中需要解决的问题, 具有创新和前瞻性, 这样的实验, 既有助于理解消化理论, 又具有相对独立性。改革后的实验内容新颖, 注重学生实验技能、综合运用能力的训练, 能激发学生对电工电子技术学习的兴趣。

2.2 设置不同层次的实验项目

针对不同专业、不同学习水平的学生制定有差别的教学目标和标准, 做到尽量减少对学生共性的约束, 鼓励个性发展。例如对铸造、汽修等非电专业学生或学习比较吃力的电专业学生可以采用半开放式教学模式, 在实验内容相对固定的情况下, 实验方法和时间相对开放。这些学生的电学理论知识学得不太扎实, 教师可以适当把教学目标放低点, 指导他们进行基础性的实验。学生根据实验目的和要求, 可以按照实验指导书设计方法。如果实验失败了, 还可以找时间重做[2]。而对自动化、机电等电专业的大部分学生, 采用开放式教学模式, 实验内容、实验方法和时间都是开放的。教师给出一些综合性课题, 只作实验应用前景分析和方法研究动态指引, 或给定某些实验仪器、实验电路图, 要求学生运用给定的实验仪器或电路, 运用不同的实验理论和实验方法设计、完成多个实验方案。

2.3 提供多种形式的释疑渠道

开放式电工电子实验室以多种形式提供学生自主释疑渠道。实验室配备常用仪器使用手册和实验课件供学生随时查询使用。同时, 课件中及时增添学生实验过程中常见故障的分析及解决方法, 实验中心主页及时增添常见问题解答, 指导教师可以将在实验教学过程中以及批改实验报告过程中发现的问题组织发布到中心主页上, 以备学生查看, 并在学生完成实验后, 将标准实验报告展示于网上。另外, 学生可通过网上论坛, 将实验过程中遇到的自己无法解决的问题及时反馈, 有专门教师组织回答。学生之间也可通过网络讨论相关问题并交互实验经验或实验心得。

3 开放式电工电子实验教学的效果

对学生创新能力的培养, 强调发展学生的个性, 强调培养有创新激情、想象能力及科技素质的人才, 强调在着力培养学生综合素质水平的基础上, 突出创新意识及收集和处理信息、获取新知识, 提出问题, 分析问题与解决问题的能力。

3.1 为学生提供自主学习的机会

开放式电工电子实验教学, 教师给予了学生足够的时间和空间, 把自主学习的权力还给了学生。教师给学生以自由选择实验设计方案的空间和余地, 让学生能够自主地选择, 给他们提供独立思维的过程。开放式电工电子实验教学, 不仅给学生时间, 还给学生权利、机会、任务、困难;给学生一些权利, 让他自己去选择;给学生一些机会, 让他自己去体验;给学生一些任务, 让他自己去完成;给学生一点困难, 让他自己去解决;给学生一个问题, 让他自己找答案;给学生一片空间, 让他自己向前走。

3.2 激发学生的创新意识

开放式电工电子实验教学, 在实验时间、实验内容和实验方法上对学生实行开放, 让学生在相对灵活时间内开展各种实验。这样, 学生在完成必做的实验任务后, 可以根据自己的特长、爱好选做其他实验, 从而可以将自己的创意带到实验室来实现。开放式实验充分调动了学生的主观能动性, 激发了学生的学习积极性, 使“被动式”实验变为“主动探索式”实验, 大大提高了学生分析问题和解决问题的能力, 使实验室真正成为培养创新人才的重要基地。

3.3 提高学生的综合素质

开放式电工电子实验中, 一个设计性综合性实验不可能由1～2个学生完成。因此, 在实验过程中学生们要相互配合、取长补短, 在实验中既有分工、也有合作, 学会与人共事的协作能力, 形成良好的团队精神。各小组间也积极开展交流, 互相探讨实验中遇到的问题, 形成讨论的风气和相互学习的良好氛围。另外, 涉及实验中需要的元器件、仪器, 须与其他学科或公司等联系沟通。对于这些非书本传授的知识, 考试也不涉及的内容, 学生在实践学习, 并在实际运作中, 解决了具体问题, 提高了社会交往与沟通能力。提高了学生的综合素质。

摘要：在分析电工电子传统实验教学弊端的基础上, 提出了电工电子实验课程采取开放式教学的方法, 并对开放式教学在学生创新能力的培养方面进行了探讨。

关键词：电工电子,实验课程,开放式教学,创新能力