課程體系是否合理直接關系到人才培養的質量。為適應社會對應用型人才不斷變化的需求,提高電工電子實訓教學質量,電工電子實訓教學需要不斷進行改革。通過實訓課程訓練,培養學生的工程素質、專業核心技術應用能力、工程設計實踐能力及現代控制技術技能,使學生達到一定的技能水平。
一、高校工程實訓教學面臨的新情況分析
1.學生的實踐能力、創新能力存在明顯的差異
我國各地的教育水平及經濟發展水平存在明顯的地區差異,導致大學生入校時工程應用水平有較大差異。城市生源(尤其是經濟發達地區的生源)的信息技術教育要好一些。而相當大一部分農村和縣份生源的中學階段信息技術教育薄弱,這類學生的信息技術基本能力亟待提高,不容忽視。
2.傳統教學模式單一、落后
傳統的教學觀一直以知識為本、以教為中心,學生學習主要在老師的示范與指導下進行。這種“照圖搭積木”式的教學模式,大大限制了學生自由發揮的空間。一些基礎扎實、創新能力強的學生完成規定項目后仍感意猶未盡,還想做一些其他感興趣的、實用性較強的實訓項目往往未能如愿。這種傳統的教學模式使學生的主體作用得不到充分發揮,教學方法與手段不能充分調動學生學習積極性,不利于培養學生的系統設計能力和創新意識。但隨著社會的進步、科技的發展,我們的高等教育觀也在發生著變化。我們逐步樹立了以人為本、以學為中心的教學觀,給學生更多的自主學習的權利,激發學生的學習積極性;在教會知識與教會學習上,以教會學習、發展學生的學習能力為中心。
3.知識信息化促使大學成為高素質創新型人才培養的主陣地
現代大學必須培養學生獲取知識的能力、創造新知識的能力和可持續發展的能力。大學的人才培養目標必須由過去的知識教育轉變為培養具有創新精神、創新思維及創造能力的高素質人才教育。高水平的研究型大學要成為創新型人才培養的主陣地。
4.信息技術的迅猛發展,要求工程實訓教學內容必須不斷更新
在傳統社會里,社會信息量較少,知識更新速度慢,實訓項目單一,大學所獲得知識的有效性持續時間比較長。在知識經濟時代,人們的交往空前頻繁,知識更新日新月異,社會信息瞬息萬變。隨著高等教育改革的不斷深入,尤其是隨著計算機技術的發展,我們不得不對課程內容進行及時調整,以適應社會的需要。
5.教學處于從屬地位的狀況依然存在
工程技術學科是一門應用學科,實踐是工程的核心,現在好多高校不重視實踐教學,沒有將工程教育的重心放在實踐上,這在一定程度上限制了工程教育的發展。德國和日本的工程教育向來以重視設計和理論聯系實踐的教育而著稱。這些國家的工程技術的領先地位進一步證明了“工程回歸實踐”理念的正確性。創新是一個民族發展的靈魂,實踐是創新的基礎。接受工程教育要在實踐中不斷體驗、總結、升華直至創新。
當今時代,工程實訓教學不應當僅僅注重培養學生的實踐應用能力,更應注重培養其創新能力。其目的是將創新理念植入學生的頭腦里,讓學生能夠提升獲取新知識、新技能及其應用能力。
二、實訓教學現狀分析
內蒙古科技大學是以工科為主的綜合性大學。工程訓練中心肩負著全校工科類學生基礎工程訓練的重要職責,有責任通過實訓來提高學生的動手能力和創新意識。目前中心的電工電子工程實訓項目已顯得陳舊落后,與現代社會聯系不緊密,教學模式傳統,教學理念與以創新能力培養為核心的素質教育不完全吻合。其具體存在的主要問題有以下幾方面。
1.實訓對象范圍狹窄
目前,我校工程實訓教學僅面向全校理工類專業同一屆學生(大二或大三年級學生)開設,授課對象范圍狹窄,不能夠實現大學四年不間斷實訓的教學目標。另外,我們的實訓室還沒有完全開放,不能給各年級中一些創新能力較強的學生提供一個良好的平臺。
2.教學思想傳統,創新理念有待落地生根
教師教學一直以傳統的傳授知識為主,沒有完全由知識教育轉向以培養創新能力為主的素質教育,不能將工程實訓與創新能力培養緊密聯合起來,其創新理念有待增強。
3.教學的方法與手段不能充分調動學生學習積極性
多年來,以教師為中心的教學觀念形成了傳統的教學模式和教學方法,教師發揮著主體作用。教師講得越細,信息量就越無法擴充。填鴨式、保姆式的教學使得教師辛辛苦苦,學生受益卻不多。
4.課程設置不能激發學生自主創新的欲望
我校工程訓練中心面向全校理工科學生所開展的電子工藝實訓十幾年來一直以組裝調試收音機項目為主,實訓內容已顯得陳舊;2010年起嘗試將室內配線納入實訓內容當中,給工程實訓注入新鮮血液,但內容偏少,略顯簡單,不能緊跟時代步伐。

總之,該課程內容偏少且工程背景不強,應用性較差,與當前社會生活聯系不緊密,不能充分調動學生的學習主動性。
5.各實訓模塊時間長短差距大
電工電子實訓時間為每年36周,全校實訓學生分為18批,也就是說每個學生實訓2周(除去教師學習1天,學生上課時間為9天)。共3個模塊,各模塊時間安排如下:電子實訓(組裝調試收音機)為8天,電工實訓(室內照明)為1天。
電子實訓時間有些長,教學不緊湊,略顯拖沓;電工實訓由于內容偏少,故實訓時間略短,應充實其教學內容。
工程訓練中心擔負著全校工科類學生基礎工程訓練的重要職責。本文圍繞中心培養具有較強工程實踐能力和創新意識的應用型專門人才的辦學思路,結合我校教學現狀,提出電工電子實訓現代模塊化教學體系改革方案。
三、CDIO創新理念項目法的提出
CDIO是目前高等教育工程領域非常流行的一種教育理念,CDIO教育模式包含Conceive(構思)、Design(設計)、Implement(實施)和Operate(運作),這一模式將知識、技能和素質的培養緊密結合起來。讓學生從產品研發到運行的生命周期學習工程的理論、技術與經驗。CDIO的理念是盡可能采用接近工程實際的綜合性設計項目進行教學。項目式教學法是指一種以師生共同完成一個項目為目的來安排教學活動的方法。其顯著的特點是以項目為主線,教師為引導,學生為主體,可充分體現CDIO注重學生實踐能力培養的教學理念。
將基于CDIO理念的項目式教學法引入電工電子實訓課程中,有利于培養學生的自主學習能力、信息分析綜合能力、創新意識、動手能力、表達能力和團隊合作精神。而且在項目實現過程中進一步提高教師的水平和實際應用能力,使教師具備完成一個項目所涉及的專業理論和專業技能。

四、研究與改革的內容與目標
1.研究、分析當前多所高等院校的實踐教學環節,既秉承傳統又與時俱進,依據CDIO創新理念,優化我校電工電子實訓課程的教學內容教學內容的確定與實施需要創新的教育理念指導。
對內容的選取要難度適中,讓學生既有新奇感又有成就感,促使學生產生濃厚的興趣,自覺地探尋更深層次的知識。畢竟知識太難學生就會望而卻步,太易又會令其滋生自大思想,產生學不學都無所謂的心態。要接近工程實際,應用性強,否則不能引起學生的興趣。
改革教學內容不是一蹴而就的事情,我們要采用積極穩妥的方式推進,所以中心決定在現有實訓課程的基礎上進行優化豐富。電子工藝實訓保留半導體傳統的調試、組裝、焊接項目,同時增加現代電子工藝項目。在電工電子實訓中我們將機電仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂,學生可自行設計電路,設置參數,通電實驗,在顯示屏上看到直接顯示的實驗結果。例如照明燈的控制就有好多種情況:在傳統的室內照明線路中,學生搭建的電路正確,白熾燈正常點亮;電路短路,燈則不亮;如果所給電壓大于額定電壓,白熾燈則會亮一下再熄滅。學生也可以運用PLC控制知識,對音樂噴泉的彩燈、交通信號燈等進行自行設計,讓學生既能增加學習的趣味性,又能拓寬知識面和培養創新思維,提高學習效率,還能減少教學設備的投資。
利用模擬仿真技術進行理論教學,可以將復雜問題簡單化,抽象問題形象化,理性知識感性化,讓學生在學習理論時不感到枯燥,在不斷的探索中學習。同時有利于減少教師對實驗課安全問題的擔心,也能緩解由經費的不足導致很多實驗不能完成的難題。
2.改革傳統的實踐教學模式,構建CDIO創新理念培養目標下的電工電子實訓教學模式
CDIO項目實訓法是基于工程環境或模擬工程環境下的一種專業技能訓練活動。其主要內容是以具體的“工程項目”作為實踐的載體,在一個比較真實的工業環境或模擬環境下,對特定項目進行設計與施工,從而使學生掌握相關專業實踐技能的一種新型的實踐教學方法。在電工電子實訓中,我們模擬真實工程環境下的某種具體任務,讓學生獨立思考,親自設計,充分發揮想象力。
對于簡單的任務,學生可以單獨做,復雜一些的分成小組,大家相互探討,這樣不僅可以找到解決問題的多種路徑,提升創新能力,也有利于團隊意識的培養。該項目教學法實現了三個中心的轉變:由以教師為中心轉變為以學生為中心,以課本為中心轉變為以項目為中心,以課堂為中心轉變為以經驗為中心。
為了充分發揮學生的主觀能動性,教師在授課時只需點出相應的知識點,呈現的作品完全要學生自己去構思、設計,然后修改、調試并進而運作。
3.同步改革教學策略,探索與新型課程體系相適應的有效的教學手段與方法
教師必須拋棄師道尊嚴的傳統觀念,以學生為本,認識到學生才是教學的主體;必須尊重學生的人格,樹立正確的學生觀。改變傳統教學中“我講你聽”的灌輸模式,對教學過程、教學組織形式等進行整體設計,實現向啟發式、互動式、研討式、探究式等授課方式的轉變。
可運用PPT課件、音頻資料、視頻短片等現代化的教學設備與教學手段,增加學生的感性認識,吸引學生的注意力。也可多應用案例分析、小組討論等多種教學方法,活躍課堂氣氛。此時,學生不再是被動的知識接收器,而是主動參與者,在問題探究、專題討論和案例分析等環節中發揮主體作用。
4.結合我校實訓教學的特點及現狀,合理安排多模塊間教學實踐課程
當前電工電子實訓各模塊的時間分配為電工∶電子=1∶8,我們適當壓縮電子的實訓時間,同時增加電工的實訓內容,更新計算機設備及配置,以滿足現代實訓要求。教學改革涉及教學資源、師資力量、教學計劃等多個方面,需要穩步進行。改革后電工、電子實訓模塊時間分配為電工∶電子=1∶2,縮小了各模塊之間的時長差距,工作量相對均衡。
5.建立合理的電工電子實訓成績考核制度之前的模塊間所占分值差距大,電工∶電子=1∶9。由于半導體所占分數達90分,學生只要做好收音機實訓就可及格,拿到學分,因此出現了學生不參加其他模塊實訓的現象。隨著實訓內容、學時和難度的變化,成績考核制度也要做相應調整,使其更加合理。
實訓課程的考核方式應傾向于實踐考核,考核制度也可參照專業技能鑒定的考核方式進行。或者直接讓學生參加職業技能鑒定,并將其鑒定成績作為電工電子實訓考核成績。
6.建立開放式的實訓平臺,培養學生的科技創新能力
CDIO理念為培養大學生的科技創新能力提供了新路徑。開放實驗室就是提供一個發揮個人潛能的實驗環境,適應不同水平和能力學生的個性要求,給學生以選擇、創造、表現、提高的機會。它由學生自我管理、自我服務,完成自己設計的小實驗、小制作、小發明。此實驗室形式可滿足不同年級學生共時開展實踐活動,對提高學生獨立思考和獨立操作能力以及培養學生對實驗的興趣都是必要的。開放型實驗室鼓勵學生參與科研活動和大學生創新比賽,激發了學生創新的積極性,同時也提高了學校的知名度。
五、結束語
本文介紹了高校工程實訓教學現狀,并通過對我校工程訓練中心電工電子實訓課程教學現狀進行分析,秉承傳統,與時俱進,按照CDIO創新理念培養目標,與以學生為中心的探究式的項目法相結合,構建CDIO的實訓教學模式,確立一套適合我校教學實際的基于創新理念的工程實訓教學課程體系的建設方案。對教學內容、方法及考核評價制度等方面進行全方位的優化改革,切實地提高我校理工科學生的實踐動手能力、信息素養能力、創新思維能力和就業競爭力,提高了實踐教學質量。