生物電子學(xué)教學(xué)實(shí)踐

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1實(shí)驗(yàn)教學(xué)在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用

創(chuàng)新是民族進(jìn)步的靈魂，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是高等教育的根本任務(wù)。就高等學(xué)校而言，創(chuàng)新能力培養(yǎng)是隨著新一輪技術(shù)革命和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的來臨，社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展對(duì)高級(jí)專門人才所應(yīng)具有的特征提出的新要求。創(chuàng)新型人才具備的素質(zhì)概括起來應(yīng)該具有以下幾個(gè)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(xiàn)的能力；參與、分享和表達(dá)的能力等等[2,3]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高等教育的重要環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生實(shí)踐能力的重要途徑，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著更為重要的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能、提高學(xué)生實(shí)際的動(dòng)手能力、加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解。在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，從實(shí)踐的探索中找到解決問題的方法。同時(shí)，幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)新方法，探索新觀點(diǎn)，掌握新技術(shù)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本目的就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)必須以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為目標(biāo)[4]。

2電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐

圍繞創(chuàng)新教育的目標(biāo)，我們從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)場地等多方面積極探討電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革并加以實(shí)踐。

2.1改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，更新實(shí)驗(yàn)教材

傳統(tǒng)的電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法突出“驗(yàn)證性”，主要是老師指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，目的是為了驗(yàn)證某一定理或結(jié)論。實(shí)驗(yàn)過程一般是老師首先介紹實(shí)驗(yàn)的目的和實(shí)驗(yàn)器材的使用方法，然后把實(shí)驗(yàn)涉及到電路做相關(guān)的講解，然后學(xué)生開始搭建電路，測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以更好的反饋學(xué)生學(xué)到的理論知識(shí)，但這種實(shí)驗(yàn)方法也很容易讓學(xué)生產(chǎn)生依賴性，學(xué)生只是根據(jù)老師的講解機(jī)械的操作，學(xué)生很少去想實(shí)驗(yàn)為什么這樣做，有沒有更好的方案，在實(shí)驗(yàn)過程中一直處于被動(dòng)地位，不利于學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)揮。因此，我們逐步改變老師在實(shí)驗(yàn)中的角色，突出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體地位，老師由傳統(tǒng)的講解者、傳遞者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、幫助者、促進(jìn)者。老師把主要精力由傳遞知識(shí)轉(zhuǎn)化到如何教導(dǎo)學(xué)生自己學(xué)習(xí)的方法上，指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)的“從哪里”和“怎么樣”獲得自己所需要的知識(shí)，掌握獲得知識(shí)的工具和處理獲取信息的方法，不斷激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。同時(shí)，在基于注重基礎(chǔ)、強(qiáng)化實(shí)踐的原則下，針對(duì)醫(yī)學(xué)院校工科專業(yè)的特點(diǎn)與實(shí)際需求，我們在2011年編寫了清華大學(xué)出版社十二五規(guī)劃教材《電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》，以利于因材施教[5]。

2.2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子的新技術(shù)、新知識(shí)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。面向電子技術(shù)發(fā)展的方向，我們更新電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。降低了電子學(xué)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的比重，逐步將實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)驗(yàn)證型試驗(yàn)、設(shè)計(jì)型試驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)三部分。在設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)中老師根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)提供一些設(shè)計(jì)課題，只給出實(shí)驗(yàn)的任務(wù)和設(shè)計(jì)原理，提供一定的參考電路和參考資料，由學(xué)生根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)電路，并組裝調(diào)試完成。學(xué)生可以根據(jù)自己的情況選擇難易不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中首先利用計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)、完成電路，最后利用實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)電路進(jìn)行測量和調(diào)試，在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的過程中提高學(xué)生獨(dú)立思考的能力；在研究型實(shí)驗(yàn)中老師根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)科發(fā)展，提出若干研究主題，并向?qū)W生介紹這些主題的基本情況和研究背景，學(xué)生可根據(jù)自己興趣自由選題。在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過查閱資料進(jìn)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(shí)驗(yàn)主要是為了發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用、擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)面、培養(yǎng)學(xué)生思考創(chuàng)新的能力，對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高起到了積極的作用。在輔導(dǎo)學(xué)習(xí)進(jìn)行研究型實(shí)驗(yàn)同時(shí)，輔導(dǎo)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(dòng)態(tài)，提高自身的業(yè)務(wù)水平[6,7]。

2.3建立預(yù)約開放式的實(shí)驗(yàn)室管理模式

為保障電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的順利進(jìn)行，我們建立了預(yù)約開放式的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理模式。電子學(xué)實(shí)驗(yàn)中心配備專職的實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員，實(shí)行實(shí)驗(yàn)室預(yù)約開放制度，學(xué)生通過電話或網(wǎng)絡(luò)提前預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料和技術(shù)資料，同時(shí)提供相應(yīng)的指導(dǎo)或協(xié)助，從而充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，提高學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。充分利用學(xué)校構(gòu)建的教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)，學(xué)生可以在教學(xué)平臺(tái)中找到所有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、教學(xué)多媒體課件的資料。同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生使用學(xué)校購買的中國期刊全文數(shù)據(jù)庫、超星電子圖書館、萬方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)等資料數(shù)據(jù)庫，擴(kuò)寬學(xué)生視野，有效補(bǔ)充電子學(xué)教材和實(shí)驗(yàn)室資料的不足。基于教學(xué)平臺(tái)，建立實(shí)驗(yàn)預(yù)約與教學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，有效地提高實(shí)驗(yàn)室的利用效率、管理水平和管理效果[8,9]。

2.4實(shí)行實(shí)驗(yàn)課程學(xué)分制

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，我們通常將學(xué)生的考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為評(píng)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的主要依據(jù)。導(dǎo)致一些學(xué)生過分重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，忽略了做實(shí)驗(yàn)本身的目的是培養(yǎng)自己的實(shí)踐能力，而不是片面地追求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論的誤差。同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)成績在課程最終評(píng)定成績所占比例較低，也造成一些學(xué)生不認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)，或是直接抄襲其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，我們將電子技術(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與理論課程分離，將實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課（2學(xué)分），引起學(xué)生的足夠重視。同時(shí)，改變依靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定成績的該方法，從多方面考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰碓u(píng)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的成績。首先，采取抽取選題的方式進(jìn)行實(shí)際能力操作的考核，這部分成績占實(shí)驗(yàn)總成績的60%；然后，以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的報(bào)告來考察學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)和科研工作能力的依據(jù)，根據(jù)報(bào)告質(zhì)量給定成績占25%；最后將平時(shí)考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績占實(shí)驗(yàn)總成績的15%。通過考試改革使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)課程的重要性，而不是僅僅將實(shí)驗(yàn)課看做理論課的附屬[10]。

3電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐效果

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的過程，我們明確教學(xué)思路，秉承著實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要特點(diǎn)“動(dòng)手、觀察、思考、感悟、發(fā)現(xiàn)”。不段提高電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，取得了明顯成效。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生鞏固和加深理解所學(xué)的原理知識(shí)（表1所示為（2005級(jí)~2008級(jí)）生物醫(yī)學(xué)工程本科電子技術(shù)學(xué)理論課程考試成績統(tǒng)計(jì)表），同時(shí)，開闊了學(xué)生的視野、增強(qiáng)了學(xué)生的興趣、提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和科研能力，學(xué)生從事電子學(xué)技術(shù)應(yīng)用研究的興趣有了空前的提高，學(xué)生科技活動(dòng)也空前活躍。生物醫(yī)學(xué)工程本科專業(yè)學(xué)生在山東省第五屆~第八屆大學(xué)生機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽和第十二屆“挑戰(zhàn)杯”山東省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中取得了優(yōu)異的成績，多次榮獲一等獎(jiǎng)[11]。

4結(jié)束語

通過改革生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)傳統(tǒng)的電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，逐步把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力放在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首位。以優(yōu)化專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)、提高學(xué)生綜合素質(zhì)為前提修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃和方案，調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織結(jié)構(gòu)；形成研究型、綜合型的教學(xué)體系和培養(yǎng)模式；改變了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)封閉的、被動(dòng)的、單一性的以教師為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，真正提高了學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，實(shí)驗(yàn)效果得到了學(xué)生的一致認(rèn)可。