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摘要：结合我国电子类专业人才培养的需求和我校设计性实验课程教学的现状，通过在加拿大渥太华大学半年的工程类高等教育教学法研修，以我校课堂教学改革为契机，对设计性实验课程的项目式选题、教学方法和考核方式等进行了改革和实践。项目式选题采用经典电子系统设计选题和创新性选题相结合，满足学生多层次、个性化实践创新训练的需求；增加快速筛选有效信息的协同合作训练环节，其内容为各大企业关注的理论知识点，其讨论模式包括think-pair-share，fishbowl和世界咖啡馆方法；采用细化的过程性考核方式，使评价贯穿整个课程；举办课堂教学改革作品展，激励项目成果质量的提高。实践证明，改革取得了一定的成效，也发现了一些不足，并提出了改进的建议。
关键词：设计性实验课程；课堂教学改革；加拿大工程类教学
本文引用格式：邵婷婷，等.加拿大工程类教学对地方院校设计性实验课程教学的启示[J].教育现代化,2019,6(18):193-195.
Enlightenment of Engineering Teaching in Canada for Design Experiment Courses of Local Uiversity
SHAO Ting-ting,LI Jian-xin,CAO Xin-liang,DONG Jun-tang,YANG Neng-xun,REN Xin-cheng
(Institute of information and communication engineering,Yan’an University,Yan’an,China)
Abstract:Combining the talents training demand of electronic majors in China and teaching situation of design experiment courses in Yan’an university,passing through engineering advanced education teaching methods training for 6 months in university of Ottawa,taking the reform of classroom teaching as an opportunity,the reforming and practice about project selection,teaching method and assessment methods are performed in design experiment courses.Projects contain classic electronic system design and innovation projects design,which meet students’demand of multi-level and personalized training.The collaborative training of quickly searching effective information is added,whose contents are the information cared by enterprises,and the methods of fishbowl and the world cafe are used.The detailed process assessment makes the evaluation running through the course.The work exhibition promotes the quality of projects.The reform obtains some effects,but there are also some deficiencies,and the improved suggestions are also proposed.
Key words:Design experiment courses;Reform of classroom teaching;Engineering teaching in Canada
《中国工程教育质量报告（2013年度）》中指出，工程教育是我国高等教育的重要组成部分，在高等教育体系中“三分天下有其一”[1]，其在国家工业化进程中，对门类齐全、独立完整的工业体系的形成与发展，发挥了不可替代的作用[2]。电子类专业是工程专业的重要组成部分之一，旨在培养以社会需求为导向、具有多维能力的应用型人才[3]。现阶段我校的电子类专业实验教学是培养学生实践创新、团队协作等能力的主要途径，主要包括验证性实验课、设计性实验课和毕业设计三大环节[4]。其中设计性实验课是前序理论课程的补充，通过设计制作电路和系统，来锻炼学生的实践能力和创新能力，为学生综合能力的提高、毕业设计的完成和将来的就业奠定基础[5]。
加拿大渥太华大学是加拿大顶尖大学之一，在加拿大研究型院校中排名第七，其中工程学院颇具实力，其教育质量和科研水平在加拿大的学术界和工业界均享有良好的声誉[6]。2016年8月参加了国家留学基金管理委员会资助的为期6个月的工程类高等教育教学法研修项目，针对电子类专业设计性实验课程的教学方法，全程观摩并参与了渥太华大学电气工程系开设的《工程设计》课程。对比我校设计性实验课程教学的现状，得到了许多启发，并以我校目前正如火如荼开展的课堂教学改革为契机，对设计性实验课程的项目式选题、教学方法和考核方式等进行了改革和实践，改革取得了一定的成效，也发现了一些不足，针对不足提出了相应的改进建议，这也是我们后续的工作之一。
一设计性实验课程的现状
随着信息技术和互联网技术的飞速发展，社会对电子类专业人才实践创新能力和团队协作精神的要求越来越高，人才培养必须尽快跟上时代发展的步伐和行业的需求[7]，才不会被淘汰。实验环节和设计性实验课程是地方院校学生在本科阶段实践创新能力培养和团队协同训练的重要途径。我校的电子类设计性实验课程自2008年一直采用的是项目式教学法，即PBL（Problem Based Learning）法，学生3-6人一组，以任务驱动的方式完成一个课题，
其运行过程流程图如图1所示。
该教学模式和目前渥太华大学《工程设计》课程的模式类似，但是尚存在以下问题。
1.项目选题为含有控制器的电子系统，选题固定，缺少创新性和涉及新技术的项目选题，学生无法接触专业的前沿技术。
2.缺乏全程监控的教学环节，无法准确把握在此过程中学生发现问题解决问题的思维过程，不能保证组内成员的深度参与。
二 改革措施
我校电子类设计性实验课程是培养电子类专业本科学生掌握以CPU为核心的智能电子系统的设计过程及方法、电子系统的指标测试和技术文档的编写，培养学生的团队精神，为就业做好充分的实践技能储备的主要实践环节。结合课程的教学要求和人才培养的需求，本次课堂教学改革主要包含以下几个方面：
1.增加包含专业前沿技术的创新性选题。结合目前电子技术发展的现状和国家“大众创业，万众创新”的经济发展战略，远程控制和数据传输不再神秘，尤其是中国移动等运营商于2015年对外提供开源的云传输平台后，电子类专业的新技术再次刷新。因此，本次课堂教学改革中，课程项目的选题不再局限于经典的电子系统设计，如频率计、相位差计、数字电压表等，对于部分学有余力的学生，鼓励他们和老师一起头脑风暴自主创新选题并尽量尝试专业的前沿新技术，既能应用专业新技术实现他们的设计理念，也能将其设计成果用于各类创新创业比赛，如“互联网+”大学生创新创业大赛等，创新性选题除了训练学生硬件电路设计、焊接、调试和软件程序编写等常规实践能力之外，还涉及开源云平台的使用、GSM数据传输、物联网和Zigbee等技术训练，让学生能接触并应用本专业前沿的知识和技能，通过各类线上线下的比赛和与省内外各兄弟院校学生的沟通交流，大大开阔了学生的视界，学生的创新意识和创新能力得到了有效的训练和培养。
2.增加快速筛选有效信息训练教学环节。随着各大电子类企事业单位对人才素质要求的提高，华为技术、英特尔、中兴通讯等企业在校园招聘时会设置笔试、面试等各层筛选环节，内容主要是各自比较关注的专业理论知识。另外，设计性实验课程采用的项目式教学法，对调动每组学生的学习积极性有重要的促进作用，但因缺乏组内成员协同合作的训练和评判标准，有些学生会不参与或极少参与设计制作过程，而是寄希望于组内个别学生完成所有的设计制作任务，即“搭车”的情况。因此，本次课堂教学改革中，增加了小组的团队协同合作训练，针对近年来各大电子类企事业单位对人才比较关注的专业理论知识，在课堂上以面试问答的形式下发给每一小组，在规定的时间内，组内成员采用“think-pair-share”和世界咖啡馆的讨论模式，利用网络等各种手段进行有效信息的快速筛选和资源整合，并组织语言进行陈述，教师则采用“fishbowl”的方法任意指定组内成员呈现讨论结果，并将个人的呈现效果作为本组该环节的评价结果。该训练模式和评判方式，为给团队增光或者不拖后腿，每个学生必须深度参与思考和讨论，实现了组内成员自主学习的相互监督，倒逼每个学生必须参与项目设计的每个环节，有效减少了“搭车”的现象。
3.采用更细化的过程性评价考核方式。过程性评价关注教学过程中学生的智能发展，并及时地对学生的学习质量水平做出判断，肯定成绩，找出问题，以促进下一步的学习[8]。设计性课程要根据用户需求（题目规定的技术指标）选择最合适的方案，进行实物焊接调试，最后进行验收和答辩，整个调试过程是最复杂也是最训练学生动手能力和解决问题能力的，需要学生在课上和课下花费大量精力，而且项目进展也会因各种因素不尽相同，每个阶段性检查之间缺乏全程监控的教学环节，阶段性检查也倾向于阶段性的设计结果，无法准确把握在此过程中学生发现问题解决问题的思维过程，甚至在诚信体系完全依靠道德规范的背景下，部分学生会在阶段性检查前临时请外援应付检查，不能完全达到实践创新的训练效果。因此，本次课堂教学改革中，过程性评价的环节进一步细化，增加了项目进展汇报环节，使评价贯穿了整个课程。学生总成绩的计算公式如下：
ONG为最终成绩，C为课堂考勤，D为快速筛选有效信息训练效果，T为小组项目进展汇报效果，G为小组项目简介（含实物图片），V为小组项目演示视频，M为项目实现方案论述，S为项目系统设计与仿真，P为项目系统调试答辩，R为项目系统设计报告。第一部分为课堂考核，第二部分为课下学习考核，第三部分为实践考核，评价贯穿整个课程。
4.举办课堂教学改革作品展。每周的项目进展汇报可保证项目实施的速度和效率，举办课堂教学改革作品展则是为了提高项目成果的质量，在课程实施过程中，学生不但通宵达旦地推进项目的实施进程，而且十分注重项目运行的可靠性和有效性，学习与实践的内在需求促使作品提前完成，并成功举办了课堂教学改革作品展。作品展向更多的老师和同学们展示了学生的设计理念和制作水平，大大增强了学生的自信心，提高了他们科技创新制作的兴趣，同时对低年级的学生也有很好的引领示范作用，使之更加明确本专业的学习目标和学习内容。
三存在的问题及后续改进措施
本次课堂教学改革采用项目式教学法，从选题、团队协同合作训练、考核评价和作品展示等4个方面进行了改革，取得了一定的成效，但是也存在一些问题，如创新性选题没有形成个性化的专业方向体系；快速筛选有效信息训练题目缺乏用人单位关注的更新的专业理论知识；过程性评价工作量大，项目组别众多，师资不足等。针对改革中出现的问题，在以后的工作中将从以下几方面进行改进。
（1）依托各类创新创意创业大赛，建立涵盖经典电路和系统设计选题、涉及专业前沿技术的创新性选题的多层次、多方向项目式选题库，以满足学生个性化的创新性训练需求。
（2）通过与中兴通讯、华为技术、世硕电子等合作企业，英特尔、福特汽车、施耐德电气、烽火集团等企业技术人员的沟通交流，结合已公布的相关电子企事业单位招聘笔、面试题目，建立快速筛选有效信息训练题库。
（3）学习国外的TA（teaching assistant，助教）制度，组织本专业高年级的学生或者研究生辅助教师的教学。
四 结束语
结合在加拿大渥太华大学半年的工程类高等教育教学法研修成果，以我校课堂教学改革为契机，对地方院校设计性实验课程的项目式选题、教学方法和考核方式等进行了改革和实践，取得了一定的成效，得到了教育部本科教学审核评估专家和学校各级领导的认可和好评，在学校组织的课堂教学改革项目验收中获得优秀。但是也尚存在一些问题，提出了一些相应的改进措施，并申请获批了校级的教改项目，这些将是我们后续工作的重点。
参考文献
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[2]杨奕,刘伟,贺晓蓉.面向工程教育专业认证的电气卓越工程师培养模式研究[J].实验技术与管理,2017,34(3):16-19.
[3]赵明富,罗彬彬,胡新宇,等.培养电子信息工程专业应用型高级专业人才的探索与实践[J].武汉大学学报（理学版）,2012,58(S2)：25-31.
[4]邵婷婷,曹新亮,董军堂.电子类课程设计实验教学方法的研究与实践[J].陕西教育·高教,2014,(1-2):130-131.
[5]刘敏,刘锡国,衣晓,等.综合设计类课程创新平台构建及教学方法研究[J].实验技术与管理,2017,34(S1):115-118.
[6]张婷.渥太华大学工程类本科人才培养模式及启示[J].教育评论,2016,(12):157-160.
[7]赵春锋,王艳新,汪敬华.基于CDIO的电子技术创新实践与探索[J].实验室研究与探索,2015,34(6):182-184.
[8]韩叶秀,杨成.认识论视野下学习过程性评价探析[J].教育探索,2012,(2):5-7.
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