实验教学作为本科课程教学体系的重要组成部分,是创新型人才培养不可缺少的重要途径[1]。高校实验课程是学生接触工程实践教育最初期、最基础的实践平台,实验教师必须主动思考实验教学应采取哪些可持续的、必要的改革举措,才能适应工程实践人才培养的需要[2-3]。
南京航空航天大学立足于培养理论基础扎实、动手实践能力强的创新型人才,以紫外线这种非可见光物理现象的观测为例,融合本科课程教学大纲,自主研发并投入使用便携式口袋实验装置(简称实验装置)。
1 当前实验教学存在问题
目前大部分课程以理论教学为主,以实验教学为辅。按照教学大纲,通常一门理论课结束,紧接着进行实验课程。一方面,实验课程受教学管理、设备管理、实验室管理多方面的限制,不可能同时进行多门课程的全面考察[4];另一方面,所有的实验平台互相独立,各自有不同的实验指导书、由不同的任课教师教学。学生完成同一门课程的实验学习通常需要2~3种实验装置,很难对专业知识体系形成比较系统的认识。此外,由于购置的成品开发板开放性较差,学生只能基于开发板现有的例程进行阅读学习,没有机会针对实际应用,根据硬件电路的功能进行二次开发。
基于以上问题,开发一种便携的开放性实验装置并运用于实验教学,是实验教学改革的当务之急。
2 实验装置设计方案
3 实验装置应用分析
4 实验装置特点
5 结语
本文基于对紫外线数据的采集开发了便携式口袋实验装置,充分考虑了当代大学生的成长特点和知识需求,采用从原理图学习到焊接电路板,再到测量校准,下位机编程、上位机编程,上下位机联调这种完整的工程模式,加强学生的理论学习、激发学习热情、锻炼动手能力,使学生初步掌握解决实际工程问题的方法。
该实验装置可直接运用于电气工程及其自动化、自动化、测控技术与仪器等专业本科生及其专业课程的实验教学、课程实践,也可用于电气工程、控制科学与工程、仪器科学与技术等学科研究生相关实验课程教学,为高校培养专业基础扎实、知识结构全面、实践经验丰富的创新型人才起到积极的推动作用。
参考文献
[1] 冯洁.创新型人才培养中实验教学的问题与对策[J].实验室研究与探索,2008,27(4):102-105.
[2] 欧阳宏伟.实施综合改革,优化创新人才培养体系[J].中国高等教育,2013(19):19-22.
[3] 鲍艳,李鸿儒,张羽,等.“新工科”背景下以自制教仪服务于实验教学的探讨与实践[J].实验技术与管理,35(9):239-242.
[4] 姚睿,崔江,周翟和,等.云桌面下嵌入式技术课程实验环境建设与教学模式探索[J].实验技术与管理,2019,36(7):50-53.
[5] 马春燕,郑剑海,王淑红,等.基于“口袋机”的“单片机原理与接口技术”课程开放式教学探索[J].实验技术与管理,2020,37(4):16-19,27.
[6] 金燕,陈强.电子技术“口袋实验室”开发及实验项目设计[J].实验技术与管理,2019,36(6):94-99.
[7] 苗曙光,李峥,方振国,等.基于口袋实验室的单片机实验教学改革研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2020,36(8):101-104.
林雅洁1 曾庆喜1,3 邹望蠡2 王晓琳1 修巧艳3
1.南京航空航天大学自动化学院 2.南京航空航天大学国资处 3.南京航空航天大学高等教育研究所 |