創新能力導向的高職理實一體化實訓室建設

鄒心遙

(廣東農工商職業技術學院 機電系，廣州 510507)

創新能力導向的高職理實一體化實訓室建設

鄒心遙

(廣東農工商職業技術學院 機電系，廣州 510507)

創新型技能人才是當前產業轉型升級時期高職教育的人才培養目標。實踐教學是高職教育教學體系中的重要組成部分、直接關系到高職教育的人才培養目標能否實現，實踐場所是實踐教學實施的重要保障條件。基于此，從創新能力培養出發，首先對理實一體化教學模式的特點進行了歸納分析，以高職電子類專業為例，從功能設計、布局設計兩方面介紹了理實一體化實訓室的建設經驗。依托該實訓室開展了理實一體化教學、創新設計競賽和創客教育等一系列活動，實踐表明,該模式在培養高職學生的創新能力方面具有一定的成效。

理實一體化實訓室； 實踐教學； 實訓室建設； 創新能力； 高職院校

0 引 言

目前我國正處在建設創新型國家階段，產業轉型升級急需創新型人才，包括創新型技能人才。高職教育以就業為導向，因此近年來對于高職學生的培養目標也在與時俱進，培養的學生不僅需要掌握相應的技術技能，還需要具備一定的創新思維和創新能力。

實踐是創新的重要來源，實踐教學在高職教育教學體系中占居了重要的地位，是培養學生實踐能力和創新能力的重要環節[1,2]。理實一體化教學模式是高職院校教學改革的一大里程碑，是提高高職教育教學效率和人才培養質量的重要手段和途徑，是培養學生實踐能力及創新能力的重要保障。

1 培養高職學生創新能力的必要性

知識經濟時代，社會對人才需求有了更高的要求。高職學生需具備的綜合職業能力不僅僅局限于具有一定的動手操作能力，還需具備一定的學習能力、發現問題、分析解決問題的能力、與人交流的能力、團隊合作的能力等[3]，這些正是創新能力所包含的內容。

長期以來，高職學生由于理論知識基礎薄弱、自學能力差，很多人都認為培養高職學生的創新能力是要求過高、不具備可行性。但是通過對創新能力進行文獻調研，發現創新能力具有3個基本特征[4]：①創新具有普遍性。創新的普遍性是指每個人都有創新能力，這種天生的創新潛能，對不同的人而言并無大小之分。②創新具有可開發性。每個人的先天創新潛能雖然沒有差別，但是將創新潛能轉化為顯能后，便有了強、弱之分。顯能是指具有社會屬性的后天的創新能力，通過有計劃有步驟地激發、訓練、實踐、教育等措施可以不斷提升人的創新能力。③創新能力具有綜合性。創新能力由多種能力構成，包括自學能力、分析問題的能力、解決問題的能力、與人交流的能力、團隊協作的能力、實踐能力等方面。由此可見，培養高職學生的創新能力是可行的、也是必要的。

2 理實一體化教學模式的特點

要培養學生創新能力，傳統教學方法已很難滿足需求。以電子類專業的一門課程——《模擬電子技術》課程為例，傳統的模擬電子技術教學方法將理論與實踐分為兩個部分，教師一般是先講解理論知識，然后去實訓室進行實踐教學，而很多學校的實踐教學僅是在實驗箱上進行一些驗證性的實踐訓練。這樣的方法不適合高職學生，一是因為高職學生的知識基礎比較薄弱、尤其是部分調劑生對電路知識更是零基礎；另一方面是因為高職學生的學習積極性本身不高、學習能力較差。傳統的教學方法容易使高職學生產生畏難情緒而厭學，結果不要說培養創新能力，就連基本的電路知識和基本的動手操作能力也不能掌握。

理實一體化教學模式的理念是實用主義教學理論體系，該理論體系以“做中學”為基本原則。理實一體化教學模式強調的是以學生為中心，其內涵包括3個“一體化”[5-6]:①理論知識與實踐一體化,②教、學、做一體化，③教學場所一體化。同一門課程的理論教學與實踐教學在同一個場所由同一個教師承擔，但并不是指簡單把上課地點從教室換到實訓室，而教學上依舊是教師先講授理論知識、再進行實踐教學的模式。而是將理論知識與實踐內容有機地融合在一起，使得學生能夠實現在“學中做”和在“做中學”[7-8]。仍然以《模擬電子技術課程》為例，采用理實一體化的教學方式，對于常用的電阻、電容、二極管、三極管這些內容的教學，在講解理論知識的同時可以實物展示，讓學生對這些知識點有更直觀的認識；同時，對這些元器件的性能進行理論分析時，可同時用萬用表進行電壓和電流的檢測分析，以便學生能更好地理解電路的理論。這樣的方法尤其適合高職學生。一方面，可以充分發揮高職學生動手能力強的優勢；另一方面，又可以避免高職學生理論知識學習效率低下導致學習興趣下降的弊端。從而使得學生在實踐中掌握知識技能的同時，學習能力和創新能力也得到提高。

俗話說：“工欲善其事，必先利其器”。要充分發揮理實一體化教學模式的優勢，培養高職學生的創新能力，除了不斷提升教師的教學能力之外，建設功能完善的理實一體化實訓室更是重要的保障條件[9-10]。

3 理實一體化實訓室建設方案設計

3.1 教學設備設計

傳統的實踐教學，教師在演示的過程中，學生只能遠距離觀看，此種模式下學生的注意力容易分散，學生看手機的現象較多。為了更好地實現理實一體化教學的課堂教學效果，增強師生互動，方便學生清晰地觀察教師的實踐操作，為電子設計理實一體化實訓室設計一個智能控制中心、一個一體化交互式演示系統、一個視覺處理系統和一個網絡系統[11]。其中，智能控制中心主要由多媒體講臺、多媒體教學軟件、監控電腦和中央控制器組成。一體化交互式演示系統主要由交互式白板、白板應用軟件、投影系統、音頻系統、控制面板、連接線纜和遙控裝置組成，該系統與視覺處理系統連接。視覺處理系統由網絡高清攝像頭和網絡硬盤錄像機組成，網絡高清攝像頭的作用主要是拍攝教師的示范操作，網絡硬盤錄像機可將教師的示范操作畫面真實、實時地記錄下來。網絡系統由千兆以太網交換機和單相高精度穩壓器等組成[12]。

學生可以通過網絡在自己的座位上清晰地觀察到教師的實踐演示操作，甚至根據個體需求學生可以回放復習。同時，一體化交互演示系統極大地提高了教師的教學熱情和教學質量，因為它克服了PowerPoint電子課件界面窗口“固化、呆板”的現象，方便教師及時補充和修正課件，從而充分發揮教師的創意和靈感；學生也可通過交互演示系統在白板上提問、增強了課堂學習的趣味性。這樣的設計極大地增強了師生互動，可有效地激發學生的學習興趣，充分調動學生的學習積極性。

3.2 學習區的設計

以高職電子類專業為例，電子技術設計理實一體化實訓室設計為3個功能區：①學習區。主要培養學生的學習能力、團隊合作能力、發現問題的能力；②交流區。主要培養學生的創新能力、分析問題的能力、解決問題的能力、與人交流的能力；③展示區。主要培養學生的表達能力和獲取新知識的能力。整個實訓室的總體布局示意圖如圖1所示，實訓室的面積約為100 m2，可容納54個學生上課。

圖1 電子設計理實一體化教室平面布局示意圖

為了培養學生的團隊合作能力，課堂活動分小組進行，每個小組由3位學生組成。由此，學習區設計為每張課桌可坐3個學生、即為一個學習小組。每兩張課桌背靠背組合成一組，側面圖如圖2所示。整個實訓室一共為9組。

學習區不明確劃分理論學習區和實踐學習區,而是將兩者有機融合、合二為一,即學習區同時具有理論教學和實踐學習的功能。以《模擬電子技術》課程為例，電路設計的基本流程為：根據功能進行理論分析→設計電路圖→用仿真軟件調試電路圖→用儀器儀表檢測元器件→制作實物→用儀器儀表檢測電路參數→分析電路的功能是否實現，根據該流程可知需要用到的工具包括：計算機、萬用表、數字示波器、信號發生器、實驗箱等。由此，將課桌設計為儲物式結構(見圖3)，每張課桌配備計算機3臺、數字萬用表3臺，數字示波器1臺，信號發生器1臺，恒溫烙鐵3臺，模擬電路實驗箱1臺，元器件等耗材若干。每臺計算機均安裝multisim、EDA等仿真軟件，在進行電路設計的教學過程中，學生可首先通過仿真軟件進行仿真設計，然后用桌面的元器件和電烙鐵自行制作出電路實物，并用儀器儀表工具對制作出的電路進行檢測及分析，這樣的模式可以極大地調動學生的學習積極性。

這樣的設計使得教師可以靈活實施理實一體化教學過程，教師可以不用拘泥于固定的教學方法。一方面，便于因材施教，教師可以根據不同的教學任務和學習內容采用不同的教學方法，可以選擇先講授相關的知識點再讓學生動手實踐的模式，也可以采用學生先實踐再總結知識點的模式[13]。另一方面，便于因人施教，根據學生的基礎進行分層教學[14]。高職學生的層次往往參差不齊，同一個班有些學生基礎好，有些學生基礎較差，在完成同一個難度的任務時，基礎差的學生所用的時間會比較多，而基礎好的學生會在較短時間內完成。如果增加學習難度，基礎差的學生可能完不成任務；如果降低學習難度，基礎好的學生就會在短時間內完成任務而覺得無所事事。理實一體化實訓室的設計可有效解決這一問題，具體而言，對基礎差的學生僅要求完成基本的任務即可，對基礎好、學習能力強、動手能力也強的學生可增加任務難度。比如，教師可鼓勵其購買一批小型工具,面包板,插線及部分常用的元器件，這樣學生在課堂完成了學習任務之后、可以結合已學內容自主設計電子電路，通過自主應用從而更好地理解所學知識。同時，課余時間學生也可帶著問題來理實一體化實訓室進行創新性設計。這為提高學生的自我學習能力、培養學生的創新思維和創新能力提供了充裕的時間和機會。

f世界一流大學近代物理實驗課程網絡調研及啟示圖2 2張課桌組成一組課桌 的側面示意圖 圖3 單張課桌儲物結構 示意圖

3.3 展示區設計

展示區的功能主要是培養學生的表達能力，同時通過跟蹤最新技術發展開闊學生的視野、培養創新思維。依據功能將展示區設計為兩部分：一個部分主要用來展示學生的課程制作作品和獲獎作品，另一個部分用來展示與電子技術進展相關的雜志期刊。高職學生普遍存在動手能力強、但表達能力差的特點。通過展示學生制作的作品，一方面可提高學生的自信心，從而提高學生的學習積極性；另外一方面，方便學生間的交流，在交流的過程中，促使學生去思考、學會用簡明精確的語言有條理地介紹自己制作的作品，從而逐步提高學生的表達能力。固定訂閱電子技術相關期刊雜志展示在理實一體化實訓室供師生查閱，及時跟蹤國內外電子技術的最新發展進展，一方面為教師的教學提供素材、更好地將前沿知識融入到教學中；另一方面可激發學生的學習興趣、開闊學生的視野，有利于學生創新思維的培養。

3.4 交流區設計

交流區主要為創客教育和各級各類競賽提供交流環境和空間，由會議桌和凳子組成。為了培養學生的創新創業能力，廣東農工商本校機電系與東莞市速普得電子有限公司校企聯合組建了眾創空間，眾創空間的導師由一名學校專任教師和一名企業工程師組成，學校導師與企業導師聯合開發項目，然后帶領創客團隊的學生完成項目。本著教學資源合理利用的原則，在理實一體化實訓室設計一個交流區，供眾創空間的師生或學生之間交流使用。

交流區的另一個作用是為各級各類競賽提供備賽交流環境。電子設計理實一體化實訓室在沒有課的時間對師生開放，供學生與教師在課余交流討論，確定了方案之后可直接在學習區仿真調試并制作實物。

4 理實一體化實訓室的實踐成效

學院機電系圍繞著培養學生的創新能力這一目標，建設了電子設計理實一體化實訓室，基于該實訓室從理實一體化授課模式、創客教育和電子競賽等方面培養學生的創新能力，現已取得了一定的成效，主要體現在如下幾個方面：①在電子設計理實一體化實訓室的課堂上，玩手機的、睡覺的學生越來越少，基本上都能積極參與課堂討論、積極查資料、積極動手實踐學生的學習主動性明顯增強，學習效果大大提高。②在創客教育方面，學生獨立申請并立項了廣東省大學生科技創新專項資金資助重點項目1項、一般項目1項；獲得實用新型專利授權證書9份；學生作品在2013年獲得第七屆北京發明創新大賽的高智發明創新獎1項。③在競賽方面，學生所獲獎項無論是數量還是質量都有了大幅度的提升，近兩年學生參加挑戰杯中競賽獲得廣東省一等獎3項，參加技能競賽“電子產品設計與制作”項目獲得國家級二等獎1項，廣東省一等獎2項，二等獎2項，三等獎1項。

5 結 語

理實一體化實訓室的建設是高職教育教學改革的需要[15]。以培養高職學生的創新能力為目標，探索了電子設計理實一體化實訓室的建設方案，經過實踐檢驗，表明該方案有效地推動了理實一體化教學模式的實施，解決了傳統教學中理論與實踐相脫節的弊端，在提高教學質量和培養學生的創新能力方面具有一定的成效，為理實一體化實訓室的建設提供了有益的借鑒和參考。

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Exploration on Construction of Integrated Training Room Oriented by Innovative Ability Cultivation in Higher Vocational Colleges

ZOUXinyao

(The Department of Mechanical and Electronical Engineering, Guangdong AIB Polytechnic, Guangzhou 510507, China)

The educational target is to train innovative skilled talents for higher vocational college during the period of industrial transformation and upgrading. Practice teaching is an important part of vocational college teaching system, and directly affects the realization of the target. Training room is an important guarantee condition for practice teaching. Based on the training of innovative skilled talents, this paper analyzed the characters of integrated teaching firstly, and introduced the building experience of integrated training room which contained functional design and layout design, by taking the electronic specialty of higher vocational college as an example. Some teaching activities have been conducted in the integrated training room such as integrated teaching, innovative design competition and maker education. The result shows that the building mode of integrated training room is effective in the cultivation of students' innovation ability.

integrated practice room; practice teaching; training room building; innovation ability； polytechnic colleges

2016-06-06

廣東省教育廳高等職業教育教學改革項目(201401155);廣東省高職教育技能競賽教學指導委員會教改項目(201509002);廣東省高等職業教育品牌專業建設項目

鄒心遙(1978-)，女，湖南衡陽人，博士，副教授，研究方向：半導體器件可靠性，職業教育理論。

Tel：020-85230355; Email:xyzou@gdaib.edu.cn

G 712

A

1006-7167(2017)04-0225-04