生物電子學教學實踐

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1實驗教學在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用

創(chuàng)新是民族進步的靈魂，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是高等教育的根本任務。就高等學校而言，創(chuàng)新能力培養(yǎng)是隨著新一輪技術革命和知識經濟的來臨，社會經濟、文化發(fā)展對高級專門人才所應具有的特征提出的新要求。創(chuàng)新型人才具備的素質概括起來應該具有以下幾個方面的能力：與人合作、共事和溝通的能力；分析、批判和發(fā)現的能力；參與、分享和表達的能力等等[2,3]。實驗教學作為高等教育的重要環(huán)節(jié)，是提高學生實踐能力的重要途徑，對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著更為重要的作用。實驗教學的目的是幫助學生掌握實驗的基本技能、提高學生實際的動手能力、加深學生對所學理論知識的理解。在此基礎上，實驗教學可以引導學生通過實驗發(fā)現問題、分析問題，通過對實驗數據的分析處理，從實踐的探索中找到解決問題的方法。同時，幫助學生在實驗的基礎上，發(fā)現新方法，探索新觀點，掌握新技術。實驗教學的根本目的就是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。因此，電子學實驗教學體系建設必須以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力為目標[4]。

2電子學實驗教學改革實踐

圍繞創(chuàng)新教育的目標，我們從實驗教學方法、實驗教材、實驗教學內容、實驗設備管理和實驗教學場地等多方面積極探討電子學實驗教學改革并加以實踐。

2.1改進實驗教學方法，更新實驗教材

傳統的電子學實驗教學方法突出“驗證性”，主要是老師指導學生做實驗，目的是為了驗證某一定理或結論。實驗過程一般是老師首先介紹實驗的目的和實驗器材的使用方法，然后把實驗涉及到電路做相關的講解，然后學生開始搭建電路，測量實驗數據。通過驗證性實驗可以更好的反饋學生學到的理論知識，但這種實驗方法也很容易讓學生產生依賴性，學生只是根據老師的講解機械的操作，學生很少去想實驗為什么這樣做，有沒有更好的方案，在實驗過程中一直處于被動地位，不利于學生創(chuàng)造性的發(fā)揮。因此，我們逐步改變老師在實驗中的角色，突出學生在實驗中的主體地位，老師由傳統的講解者、傳遞者、灌輸者轉變?yōu)閷W生學習的指導者、幫助者、促進者。老師把主要精力由傳遞知識轉化到如何教導學生自己學習的方法上，指導學生動的“從哪里”和“怎么樣”獲得自己所需要的知識，掌握獲得知識的工具和處理獲取信息的方法，不斷激發(fā)和培養(yǎng)學生學習的積極性和主動性。同時，在基于注重基礎、強化實踐的原則下，針對醫(yī)學院校工科專業(yè)的特點與實際需求，我們在2011年編寫了清華大學出版社十二五規(guī)劃教材《電子學實驗教程》，以利于因材施教[5]。

2.2優(yōu)化實驗教學內容，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

隨著電子技術的飛速發(fā)展，電子的新技術、新知識、新產品不斷涌現。面向電子技術發(fā)展的方向，我們更新電子學實驗教學大綱，優(yōu)化實驗教學內容。降低了電子學實驗中驗證型實驗的比重，逐步將實驗分為基礎驗證型試驗、設計型試驗和研究型實驗三部分。在設計型實驗中老師根據專業(yè)特點提供一些設計課題，只給出實驗的任務和設計原理，提供一定的參考電路和參考資料，由學生根據要求自行設計電路，并組裝調試完成。學生可以根據自己的情況選擇難易不同的實驗項目進行設計。學生在實驗過程中首先利用計算機仿真軟件對電路進行分析和設計，然后根據設計、完成電路，最后利用實驗儀器對電路進行測量和調試，在設計性實驗的過程中提高學生獨立思考的能力；在研究型實驗中老師根據課程內容和學科發(fā)展，提出若干研究主題，并向學生介紹這些主題的基本情況和研究背景，學生可根據自己興趣自由選題。在老師的指導下，學生通過查閱資料進行綜合性的研究分析，給出主題的研究策略，提交研究論文。研究型實驗主要是為了發(fā)揮學生在學習中的主體作用、擴寬學生的知識面、培養(yǎng)學生思考創(chuàng)新的能力，對學生綜合素質的提高起到了積極的作用。在輔導學習進行研究型實驗同時，輔導老師也可以更好的掌握本專業(yè)的發(fā)展方向和發(fā)展動態(tài)，提高自身的業(yè)務水平[6,7]。

2.3建立預約開放式的實驗室管理模式

為保障電子學實驗教學改革的順利進行，我們建立了預約開放式的實驗室教學管理模式。電子學實驗中心配備專職的實驗教學人員，實行實驗室預約開放制度，學生通過電話或網絡提前預約實驗時間和實驗內容，實驗室提供實驗設備、實驗材料和技術資料，同時提供相應的指導或協助，從而充分利用實驗室資源，提高學生動手能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神。充分利用學校構建的教學平臺系統，學生可以在教學平臺中找到所有實驗室設備、教學多媒體課件的資料。同時，指導學生使用學校購買的中國期刊全文數據庫、超星電子圖書館、萬方數據知識服務平臺等資料數據庫，擴寬學生視野，有效補充電子學教材和實驗室資料的不足?；诮虒W平臺，建立實驗預約與教學管理網絡平臺，有效地提高實驗室的利用效率、管理水平和管理效果[8,9]。

2.4實行實驗課程學分制

傳統的實驗教學模式中，我們通常將學生的考勤和實驗報告作為評定學生實驗成績的主要依據。導致一些學生過分重視實驗數據的準確性，忽略了做實驗本身的目的是培養(yǎng)自己的實踐能力，而不是片面地追求實驗數據與理論的誤差。同時由于實驗成績在課程最終評定成績所占比例較低，也造成一些學生不認真對待實驗，或是直接抄襲其他同學的實驗數據。因此，我們將電子技術學實驗課程與理論課程分離，將實驗單獨設課（2學分），引起學生的足夠重視。同時，改變依靠實驗報告評定成績的該方法，從多方面考察學生的實驗能力來評定學生實驗課程的成績。首先，采取抽取選題的方式進行實際能力操作的考核，這部分成績占實驗總成績的60%；然后，以設計性實驗和綜合性實驗的報告來考察學生綜合利用所學知識和科研工作能力的依據，根據報告質量給定成績占25%；最后將平時考勤和實驗報告的成績占實驗總成績的15%。通過考試改革使學生進一步認識到實驗課程的重要性，而不是僅僅將實驗課看做理論課的附屬[10]。

3電子學實驗教學改革實踐效果

在實驗教學改革的過程，我們明確教學思路，秉承著實驗的一個重要特點“動手、觀察、思考、感悟、發(fā)現”。不段提高電子學實驗教學的質量，取得了明顯成效。通過實驗教學可以幫助學生鞏固和加深理解所學的原理知識（表1所示為（2005級~2008級）生物醫(yī)學工程本科電子技術學理論課程考試成績統計表），同時，開闊了學生的視野、增強了學生的興趣、提高了學生的動手能力和科研能力，學生從事電子學技術應用研究的興趣有了空前的提高，學生科技活動也空前活躍。生物醫(yī)學工程本科專業(yè)學生在山東省第五屆~第八屆大學生機電產品創(chuàng)新設計競賽和第十二屆“挑戰(zhàn)杯”山東省大學生課外學術科技作品競賽中取得了優(yōu)異的成績，多次榮獲一等獎[11]。

4結束語

通過改革生物醫(yī)學工程專業(yè)傳統的電子學實驗教學模式，逐步把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力放在實驗教學的首位。以優(yōu)化專業(yè)知識結構、提高學生綜合素質為前提修訂實驗教學計劃和方案，調整實驗教學組織結構；形成研究型、綜合型的教學體系和培養(yǎng)模式；改變了傳統實驗教學封閉的、被動的、單一性的以教師為主體的實驗教學方式，真正提高了學生獨立分析問題和解決問題的能力，實驗效果得到了學生的一致認可。