以創新創業訓練計劃為導向的電氣信息類課程教學研究

劉青正+林川+張玉薇+梁程華+韋艷霞

【摘 要】結合電氣信息類專業課程特點和創新創業訓練項目實施效果，在日常教學中充分發揮大學生創新創業訓練計劃的導向作用，積極探尋適合良性發展的教學方法和策略，提出針對性的改進建議。

【關鍵詞】教學改革 創新創業 電氣信息類課程

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）04C-0046-03

創新人才培養是未來高等教育發展的重中之重與必然趨勢。我國高等學校本科教學質量與教學改革工程實施措施中，明確了“十二五”期間執行國家級大學生創新創業訓練計劃，其目的就在于對接受高等教育的本科生實施創新教育。目前，高校所開設的電氣信息類課程較多，應用范圍十分廣泛，與我們的生產、生活息息相關。其課程知識體系在專業建設規劃中滲透了眾多學科，研究內容較多，應用前景廣泛。電氣信息類相關課程教學的目標均以用戶需求為導向、以技術應用為措施、以產品設計為目的，屬于體系化、綜合性的學科，具有很強的專業性和靈活性，對應用者的創新能力有較高的要求。

一、創新創業能力培養與電氣信息類課程教學的結合

創新創業項目的實施需要創新創業能力作為基礎，創新創業能力的培養需要在良好的課程體系中建立。電氣信息類專業的創新能力的體現就是知識的綜合應用的實現過程。電氣信息類專業項目的開發與設計中，諸如模擬/數字電路設計、單片機控制、數字信號處理算法實現等環節無法避免，因此硬件設計方面與編程技術方面的能力結合培養必不可少。

以電氣信息類課程中嵌入式課程為例，其涵蓋了MCU、ARM、DSP及FPGA等硬件技術課程，同時涉及C、C++、JAVA及VHDL等程序設計課程。在創新創業項目實施過程中，學生對嵌入式系統的掌握程度對問題的解決具有至關重要的作用。較多學生對嵌入式系統一知半解，缺乏解決問題的能力。個別同學研究深刻，在項目設計與完成過程中游刃有余，在基本功能實現的基礎上可以創新性地完成若干的拓展功能，創新能力的體現顯而易見。

因此，構建合理的電氣信息類課程教學體系，結合大學生創新創業項目所需知識，針對性的研究適合學生的教學方法，不僅僅是教學的本質目的，也是對創新能力的培養。

二、電氣信息類課程教學現狀

目前，各高校在電氣信息類專業方向所開設的課程基本類同，分為專業基礎課程與專業方向課程，課程體系固定，教學內容類似。但是，在實際的教育教學過程中，卻存在著學生學不會、教師教不懂的困境，導致學生認為難學不再學，教師認為難教不再教的惡性循環。諸如模擬電路和數字電路的基礎課程、嵌入式系統的專業課程，往往教學浮于形式，難有實質性的進步。時間、精力耗費的同時，學生的知識積累和創新能力培養效果事倍功半，大打折扣。就現況而言，電氣信息類課程教學存在如下幾個方面的問題急需解決。

（一）課程教學銜接耦合性不足

電氣信息類所涵蓋的課程、知識眾多，高校開設的課程也不盡相同。總體而言，硬件上較多涉及了模擬電路、數字電路、單片機基礎、ARM原理、DSP應用、FPGA設計等。軟件上涉及了計算機軟件應用、匯編語言、C程序開發、嵌入式實時操作系統等。

這些課程的開設，存在其特有的先后學習順序，即先修課程和后續課程的關系。但是，課程與課程之間的銜接耦合性不足，獨立性較強，沒有系統化。以嵌入式系統類課程為例，硬件上，單片機與ARM總體上歸屬同一技術：控制器。其類似之處在于核心思想、控制方式、外部硬件、設計思想等；其區別之處在于指令代碼、具體結構、部件組成、設計環境等。實際教學中相應課程的教師基本是從原理到設計，整套講解，側重于基礎。在有限的課時和短暫的課內接觸中，很難達到良好的效果。學生對單片機知識仍存在一知半解的情況下，新的ARM知識又來填充，導致學生既無法分清兩者的異同，又無法掌握各自的使用，最后只能放棄。軟件上，對于程序設計語言的學習，更使不少學生望而卻步，心生退意。基礎C語言的認識不到位、嵌入式C語言的應用不深刻、實時操作系統的高度集成化不理解，從而感覺程序設計是摸不到、看不著、用不上的虛無縹緲的知識。這些問題直接導致普通學生無法分清楚異同，也導致具有實踐能力的大學生創新創業團隊成員無法梳理思路，知識邏輯上出現混亂，在具體的項目設計和功能完成時無從選擇，不知所措。

由此可見，在先修課程中闡述后續課程的相關耦合，在后續課程中融入先修課程的知識概念，側重于基本概念的先修課程學習，技術應用的后續課程實踐，保證課程學習的連貫性和耦合性，既達到了課程體系一體化，又實現了知識學習的融會貫通，從而加快學生在嵌入式系統知識掌握和創新能力培養方面的腳步。

（二）教學模式與教學方法多樣性不足

目前，各高校的課堂教學仍舊保持以理論教學為主，實驗教學為輔的教育教學模式。由于電氣信息類課程其特有的應用實踐性特點，必然導致這樣的教學模式和教學方法存在較大的局限性。

課堂教學采用普通的教學方法，機械式地闡述組成原理、操作方法，意在描述清楚原理而忽視了嵌入式知識其應用性本質的體現。實驗教學依舊保持集成化的實驗箱驗證、按部就班的流程化操作、呆板的實驗報告匯報等，缺乏靈活性和自主性。課程設計課時分配有限，且受工作量的局限性，選題相對狹隘。為期兩周，以知識片面應用為主要內容，在學生普遍缺乏設計素養和創新能力的現況下，根本無法達到訓練綜合化解決實際問題的目標要求。

對于普通學生，缺少實踐的教學過程效果不佳；對于大學生創新創業團隊成員，占用較多時間研究基礎，影響了實戰，最后普遍出現的問題就是“基礎類課程不能理解精髓，專業類課程不能解決實際問題”。因此，機械地完成整個教學環節后，學生對實踐操作的掌握程度普遍較低。究其原因，就是教學模式的相對單一，缺少多樣性；教學過程的理論教育相對側重，缺乏設計性實踐的投入與支持，缺少靈活多樣的教學方法。

三、嵌入式課程教學措施

（一）優化課程體系，組建教學組

根據教學安排，理順課程的前后關系，合理編排教學計劃，使相關課程在前后順序上緊密銜接，既不能時間拖延過長，又不能違背順序，保證學生對知識學習的連續性。

合理優化教師隊伍，形成以主干課程任課教師組成的知識體系教學組團隊。教學團隊由專任教師帶頭，研討本校同類專業教學的教學模式，在教學組內教師互相交流，互相探討，分析任務，劃分教學內容，擬定課程教學一體化的大綱，細分教學內容與側重點，將電氣信息類課程教學的整個過程分解成課程線，按照先后順序、耦合性指派任課教師與授課任務、授課內容。在教學過程中，要求任課教師必須以“課程內強化必修知識，課程間貫穿相關知識”為重點，體系化授課。教學組團隊實現獨立教學，進行統一規劃，從而保證電氣信息類課程知識教學的傳承性和統一性。

（二）互助學習，強調個體，因材施教

組建學生學習組，以興趣為主要出發點，帶動學生的學習積極性，從而達到提升教學質量的目的。在實施過程中，結合大學生創新創業項目團隊建設，由各年級不同階段的學生通過個人自薦、組內互薦、綜合評定的考核辦法，發掘個人專長，強調發揮個人主觀能動性，組建以學習組為單元的具有長效可持續發展的創新團隊。

學習組的建立，目的就是為了提升團隊意識，并且對個人的創新意識培養和團隊的創新項目設計做鋪墊。由于學習組是以“因材施教，分工合作”為原則進行搭建，因此，個人均可以根據自己的興趣愛好進行相應角色的承擔，并達到深入鉆研電氣信息類課程龐雜知識中的獨立知識點，做到精通單項，熟知其他。例如在學習組內部分學生以基礎性的模擬電路為出發點，鉆研基礎電路的原理與實踐；部分學生以控制器為研究對象，掌握控制器設計的重點。只有調動個人興趣作為學習的動力和取向，才能最終達到培養人才、鍛煉創新能力的最終目的。

（三）項目化教學，強化實踐

電氣信息類課程知識涉獵門類較多，但總體特點就是：應用性強。單純的理論課教學和簡單的實驗輔助，無法達到良好的效果。因此，采用項目案例化教學過程，實施教學與實踐雙側重，才是決定成敗的關鍵。

實施項目化案例教學，可以本著“由簡單至復雜，先基礎后綜合”的原則來組織。簡單即完成一個獨立實驗、控制一個單獨模塊、完成一項既定功能。復雜即綜合幾個模塊，完成指定的較強功能。基礎即掌握一個知識點、模塊單元的基本原理和操作方法。綜合就是熟知知識點、模塊單元的相關知識和總體應用案例。項目化案例教學過程可以依托以學習組為單位的大學生創新創業項目團隊，申報學院級、校級、自治區級、國家級等不同層次的實際項目，在項目中鍛煉實戰能力，從而提升創新能力。入門級學生，可以先完成簡單的項目，設計一塊自主開發的單片機學習板。隨著知識的積累，不斷向復雜過渡，綜合完成所有資源的驅動，達到量向質的轉變。訓練級學生在經過基礎訓練后，深化知識的綜合性，不僅僅局限在使用，而更加側重于穩定，串口驅動中校驗、緩沖等可靠性保障機制等，進一步升華。實戰級學生完成具備實際功能的具體研究項目申報，并通過任務拆解，結合團隊成員的個人特長，以合作形式完成項目研究與設計。

通過項目化教學實施，完成入門級、訓練級、實戰級進階過程后，學生不僅完成了實踐教育教學，還根據自我取向，側重一個方面，掌握一門知識，做到相關知識的熟悉、擅長知識的精通，在團隊中獨當一面，在項目合作中發揮自我的作用。

電氣信息類知識領域對每一個人來講都是一個不缺創新點和創新力的待墾之地。高校教育是啟蒙的開始，但絕非夢想的終點。電氣信息類專業課程的高等教育陣地迫切需要改革，尤其是在教學意識形態、教學組織體系和教學方式方法上。在經過多年的一線教學，并接觸眾多學生，了解其學習的困惑之后，以近年國家開展的“大學生創新創業訓練計劃”項目的實施為導向，深化課程教育觀念轉變，改革人才培養模式，做到以人為本，強化項目訓練，達到教、學、練三位一體，以實用技能掌握作為基本出發點，以創新創業能力培養作為較高要求，在電氣信息類課程教學過程中培養具備高水平創新能力的人才。

總之，應從地方高校實際情況出發，針對高等學院的教育教學出現的教、學、研三者脫節，借助國家級大學生創新創業訓練計劃，在電氣信息類教學中充分發揮其導向作用，多渠道探尋適合良性發展的教學方法和策略。

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【作者簡介】劉青正（1980— ），男，河北安國人，廣西科技大學電氣與信息工程學院講師，碩士，研究方向：嵌入式系統開發及電氣信息類課程教學；林 川（1979— ），男，廣西柳州人，副教授，碩士，研究方向：數字圖像研究及電氣信息類課程教學。

（責編 丁 夢）