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關鍵詞:特色專業;工程應用型;環境工程;創新人才培養
中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)46-0134-02
一、概述
近年來我國的環境工程專業教育高速發展,設有環境工程本科專業的學科點持續增加,招生規模不斷擴大。隨著國家《大氣污染防治行動計劃》(簡稱“大氣十條”)和《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)的實施,對環境工程領域的人才需要越來越大,特別是工程應用型人才尤其短缺。高等學校作為培養人才的主戰場,應加大人才培養方案的改革力度,著力提升內涵建設、特色建設。安徽科技學院環境工程專業通過多年的教育教學實踐,我們在環境工程專業人才培養方面做了大量的工作,取得了較好的效果,2011年獲批安徽省卓越工程師計劃培養專業,2013年獲批國家卓越工程師計劃培養專業,2014年獲批安徽省特色專業。為適應學校“地方性、應用型、高水平”的辦學理念,我校環境工程專業一直堅持培養工程應用型人才,本文重點探究了校內外實驗實踐教學基地建設、師資隊伍建設和專業特色凝練等方面所做的工作,以其為環境工程專業的進一步發展和同類專業建設提供參考。
二、校內外實驗實踐教學基地建設
1.建立有行業特色的專業功能實驗室。我校環境工程實驗室是在原環境監測室基礎上進行資源整合和內涵拓展,逐步增加了大氣污染控制實驗室、水污染控制實驗室和固廢處理與資源化利用實驗室等相對獨立的功能實驗室。功能實驗室的建設促進了環境學科的發展,每年約150名學生進行創新實驗或畢業設計、畢業論文等,極大地增強了學生的動手能力。此外,環境工程實驗室還承擔了研究生培養的部分任務。下面具體談談各功能實驗室所承擔的實驗項目情況:(1)大氣污染控制實驗室:大氣污染控制校內實驗室擁有填料吸收塔處理廢氣、催化法處理汽車尾以及篩板式氣體吸收塔等實驗裝置,可開展各種觀摩與模擬實驗。可以開展實驗項目有:濕式文丘里除塵器性能測定實驗、填料吸收塔氣體吸收實驗、汽車尾氣凈化實驗等。大氣污染控制校外實驗室主要依托合作企業內的環境保護站,有水泥廠的除塵流程和設備、火力發電廠的煙氣脫硫、除塵流程和設備。(2)水污染控制實驗室:水污染控制校內實驗室現擁有完全混合活性污泥反應器、絮凝沉淀實驗裝置、曝氣充氧實驗裝置、豎流式圓形溶氣加壓氣浮裝置、SBR法間歇式設備、A2/O工藝城市污水處理模擬裝置等多套水處理小試系統及相關分析儀器,為開設以污水處理工藝實驗為主的綜合實驗創造了必要條件。可以開展的實驗項目有:顆粒自由沉淀實驗、絮凝沉淀實驗、壓力溶氣氣浮實驗、活性污泥基本性質、曝氣充氧能力的測定、靜態活性炭吸附實驗、混凝沉淀實驗、污泥比阻的測定實驗等。水污染控制校外實驗室主要依托合作企業內的環境保護站,有染料化工染料廢水處理工藝和設備、鳳陽污水處理廠工藝和設備、規模化養殖廢水厭氧-好氧處理工藝和設備、石英砂磨洗廢水混凝沉淀處理工藝和設備。(3)環境監測實驗室:環境監測校內實驗室對水體水質進行監測分析,擁有GDYS-201多參數水質現場快速分析測試儀、COD測定儀、BOD測定儀、電導率儀、溶解氧儀、濁度儀、恒溫培養箱、電子分析天平、恒溫搖床、水/油浴鍋、紫外分光光度計、原子吸收、離子色譜等分析儀器數套,可以進行各種水質常規監測項目。可以開展的實驗項目有:水體中色度和濁度的測定、水體中氨氮的測定、水體中總磷的測定、水體中氟離子的測定、水體中六價鉻的測定、水體中溶解氧的測定、水體中五日生化需氧量的測定、水體中化學需氧量的測定等。對室內、室外空氣質量和噪聲環境進行監測分析,擁有大氣綜合采樣器(可測定TSP、SO2和NOx)、SEN168便攜式甲醛檢測儀、煙塵采樣器和便攜式噪聲測定儀等監測儀器數套。可以開展的實驗項目有:水空氣中總懸浮顆粒物含量的測定、空氣中二氧化硫含量的測定、空氣中氮氧化物含量的測定、校園噪聲環境質量的測定、室內甲醛含量的測定、煙道氣煙塵含量的測定等。環境監測校外實驗室主要依托鳳陽環境監測站、淮河流域鳳臺監測站。(4)固廢處理與資源化利用實驗室:固廢處理與資源化利用校內實驗室有垃圾發酵系統、污泥脫水設備、農業秸稈堆肥系統。可以開展的項目有:作物秸稈堆肥化處理、可生物降解固體廢物厭氧消化及資源利用、超聲改進污泥好氧消化實驗、污泥干化焚燒特性評價、污泥過濾濃縮等。
2.基于產學研合作建立校外實習基地。產學研合作主要是在企業和高等學校或科研院所之間搭建一個技術需求和技術供給的平臺,有效地將最新的技術以最快的速度轉化為生產力。隨著社會的發展,高校不僅僅單純地從事人才培養、科學研究,而逐步延伸到服務社會,特別是服務社會的科技發展。因此,要想把工程應用型專業辦好,就必須要將企業和高校之間結合起來,以實際問題為導向,大力加強實踐教學。近年來,我校環境工程專業與區域內的多家企業建立了產學研合作機制,大大增加了工程應用型人才培養質量。(1)安徽省鳳陽染料化工有限公司:該企業主要承擔本專業學生染料廢水處理技能實訓,具體學習實踐調節池、絮凝沉淀池、水解酸化、曝氣池、鐵碳微電解、隔油池等構筑物的設計、運行管理。(2)鳳陽富春紫光污水處理有限公司:該企業主要承擔本專業學生城市污水處理技能實訓,具體學習實踐格柵、初沉池、氧化溝、二沉池等構筑物的設計、運行管理。(3)安徽萊姆佳肥業有限公司:該企業主要承擔本專業學生固體廢棄物資源化利用技能實訓,具體學習實踐固體廢棄物好氧、厭氧堆肥工藝設計、運行管理。(4)安徽祥源安全環境科學技術有限公司:該企業主要承擔本專業學生除塵、粉煤灰、爐渣綜合利用、煙氣脫硫和環境質量評價技能實訓,具體學習實踐除塵器設計、粉煤灰、爐渣資源化再利用技術、煙氣脫硫工藝設計、環境質量評價政策、手段等。(5)滁州市洪武報廢汽車回收拆解利用有限公司:該企業主要承擔含油廢水處理、金屬固體廢物再利用等技能訓練,具體學習實踐隔油池的設計、運行管理,金屬固廢的分類回收利用等。
三、切實加強工程型、創新型師資隊伍建設
為培養和提高專任教師的工程實踐能力學校出臺一系列相關文件:《關于加強青年教師實踐教學崗位鍛煉的意見》、《關于加強“雙能型”教師隊伍培養的實施意見》、《安徽科技學院教師教育教學及實踐能力培養(鍛煉)實施辦法(暫行)》、《安徽科技學院“卓越工程師教育培養計劃”校內專業課教師選用及管理辦法》、《安徽科技學院“卓越工程師教育培養計劃”企業教師選聘及管理辦法》,目前已有汪建飛等7位教師取得“雙能型”教師資格認證。此外,為提高教師對國家“卓越工程師教育培養計劃”內涵的理解,支持和鼓勵專任教師、專業負責人參加國家級卓越工程師相關會議。此外,校內專任教師必須通過“雙能型”教師資格認證,否則不能承擔環境工程專業教學任務。
四、環境工程專業人才培養特色
環境工程專業在人才培養過程中形成了許多積淀,探索出堅持一個體系(注重基礎、強化實踐、突出應用)、依托兩個平臺(區域突出的環境污染問題和農業資源利用重點學科)和強化校企合作的人才培養模式。
1.堅持一個體系。(1)注重基礎:一是注重基礎課和專業基礎課教學,構建人才成長的基礎知識;二是注重外語、信息技術和教育教學等技能類課程教學,構建人才成長的基本技能;三是注重思想政治類、業務素質類、人文素質類、創新和創業類等課程的開設,培養學生堅定的政治素質,良好的專業素質、人文素質、身心素質,構建人才成長的綜合素質。(2)強化實踐:即建立完善的實踐教學體系,通過實踐教學環節來培養學生的職業技能、創新精神和實踐動手能力。通過實踐教學體系的改革和不斷完善,強化學生的創新精神和實際動手能力的培養;通過學分制教學管理制度的改革,實現人才培養的多樣化和個性化,提高人才培養質量。(3)突出應用:強調把前沿性的研究成果反映到教學過程中,重視研討式、團隊合作教學以及實驗實踐環節教學;加強產學合作,提高應用型人才培養質量。在突出應用的舉措中狠抓三個方面:基礎實踐層次(包括社會實踐、認識實習等)、專業實踐層次(包括教學實習、專業技能訓練、科研技能訓練等)和綜合運用層次(包括畢業生產實習、畢業論文或設計、社會服務等)。
2.依托兩個平臺。(1)區域突出的環境污染問題:實踐教學和畢業論文設計等課程緊緊圍繞滁州和蚌埠地區突出的環境污染問題,如:淮河流域蚌埠段沿岸的工業企業污染治理、淮河流域地表水的監測與評價、鳳陽石英砂粉塵防治和鳳陽縣飲水水源地鳳陽山水庫的監測與評價等。(2)農業資源利用重點學科:該學科主要研究方向為農業固體廢棄物資源化再利用和生物有機肥的研制,在省內外具有一定的優勢,為環境工程專業發展提供了良好的特色平臺。
[關鍵詞]:基礎生理實驗課體系 生理信號分析與處理 研究性教學 考核評價體系
[中圖分類號] TH79 [文獻標識碼] A
一、 引言
依據高等教育內外部環境的諸種變化,以及國家自主創新對于創新性人才培養的要求,在“卓越工程師”培養的教育理念指導下,通過對學生知識、能力與創新要素的綜合分析研究,本文提出構建一種以學生為中心,以滿足創新型人才培養的個性化需要,利于學生自主學習為目標的多模式開放型實驗教學體系。該種實驗教學體系對創新型人才培養的推動作用主要體現為實驗教學的多模式化組織以及綜合性開放式實驗考核評估2個方面。
生物醫學工程及相關儀器專業的學生在實驗技術上應培養具備生物醫學信息采集、傳輸、處理、分析新型生物醫療電子、信息與儀器等硬件知識、并具備較強的醫學應用軟件設計、開發的能力,能夠將信息技術與醫療管理、醫療服務有機結合的高級醫學信息技術人才。因此在課程內容安排上做到面和點的結合,既要保證知識面廣,同時要重點突出。但現狀是生物實驗與儀器等軟硬件平臺的掛鉤程度不夠。目前生物學實驗一方面主要涉及以細胞等微觀生物信息為主的實驗數據,主要以細胞生物學、遺傳學、解剖學為代表;另一方面涉及以人體生理信息為主的宏觀生理信號為主的實驗數據,主要以醫學儀器相關實驗為代表,均以單一化實驗結果作為實驗考核依據,限制了學生主動性和創造性的發揮。所以生物學實驗需要結合自身的教學經驗,對教學中存在的問題進行逐步改進。通過調整實驗內容、改革教學方法、完善考評體系等措施,對于生物實驗分析不能以短期實驗唯一結果論的定性認識為主,而應該強調以“長時程跟蹤的過程啟發式”為主的定量累積式分析,即在側重得到實驗結果的同時,鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺知識,靈活選擇信號特征提取方法,加強對信號分析的能力和對結果的理性認識,發揮實驗課的實踐性優勢,得到多樣化的處理結果,最大程度地增強學生的自主性與參與性。
在以過程化為主的“一問多答”教學模式中,采用啟發式的教學方法。教師根據教學內容向學生提出問題,引起學生主動思考,從而變結果灌輸式的被動學習為過程啟發式的主動學習,加深學生對概念、理論的理解,發現問題,敢于提出問題,渴求解決問題。而課后的各種實驗數據處理結果可以直觀地了解教師教學內容安排是否合理,教學效果是否明顯,為教學改革提供依據,從而為創新性高素質人才的培養作出應有的貢獻[1]。
二、現有模式的現狀及改革途徑
(一). 微觀生物實驗內容由于教學條件等因素的限制,多局限于顯微鏡使用、或細胞膜通透性等驗證性實驗,對于推動微觀細胞生物學快速發展的新技術新方法,缺少教學資料與手段;同時,人體生理信息等宏觀醫療儀器生物實驗的測試側重于對醫療儀器面板的操作和各種簡單生理信息的直接獲取。
(二). 實驗教學模式單調,難以激發學生的積極性和主動性。現行的實驗教學基本都先由學生預習實驗指導書,實驗儀器設備及試劑都由實驗教師提前準備好,學生只要按照實驗步驟按部就班地做,最后寫出實驗報告。這種實驗教學模式難以很好地啟發學生創造性思維,不利于培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。學生容易無精打采,注意力分散,反應遲滯,多數學生被動應付教師的要求,甚至投機取巧,如采用“配色”等方式快速完成生化實驗;有的課堂學生隨心所欲,各行其是,故意搗亂,師生處于一種對抗狀況。在這樣的課堂環境里,教學任務難以完成,傳授知識、培養素質的目標難以實現[2]。
(三). 實驗教學缺乏綜合性、設計性,不利于學生綜合素質的培養。由于課時安排固定、實驗條件的限制,現行開設的實驗項目多為驗證性實驗,實驗過程及可能出現的問題基本固定,結果也基本已知,只要按照步驟去做,基本都能達到較好效果。這種模式限制了學生思維,難以達到學生綜合素質的培養[3]。
(四). 實驗課成績評定方式需要進一步完善。實驗課程由于其性質的特殊性,往往難以確定完善的考核指標和體系,從而導致學生實驗報告書寫的工整和完整程度決定了最終成績,使得最終實驗課成績評定存在一定的隨意性,從某種程度上影響了學生學習的動力[4]。
在此評估基礎上,應實現的改革途徑主要包含以下兩個方面:
第一,生物學實驗教學鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺,靈活選擇信號特征提取方法,加強對信號分析的能力和對結果的理性認識,發揮實驗課的實踐性優勢,得到多樣化的處理結果,最大程度地增強學生的自主性與參與性,培養學生理論聯系實際、獨立思考、團隊合作、自主創新的科學精神;
第二,通過施行開放式多結果的過程化實驗教學模式,注重實驗知識的延伸,創造和諧課堂、完善考核制度等改革措施,發揮實驗課的實踐性優勢,努力營造和諧課堂,最大程度地增強學生的自主性與參與性,培養社會需要的創新型、應用型、復合型、外向型人才。
三、實驗內容改革的模塊化設置
(一)修改完善教學大綱,科學合理設置實驗內容。
本專業實驗本著充分利用現有資源和儀器設備的原則,綜合考慮知識的難點和重點調整實驗教學內容,以“綜合課程設計”的2-3個相互銜接的短學期形式,對原有實驗內容進行篩選和整合,依照學生的實驗技能發展過程依次開設基本操作實驗、驗證性實驗、綜合性和創新設計性實驗。以微觀生物實驗為例,基本操作實驗包括顯微鏡的使用、顯微測量、細胞形態觀察等內容;設計驗證性實驗包括活體染色、細胞化學、核酸存在部位及檢測方法、細胞膜的滲透壓及細胞吞噬作用等內容;設計綜合性實驗需要在完成基本操作實驗和驗證性實驗的基礎上,指導學生查閱實驗資料及設計實驗方法,合理利用實驗室資源,充分利用實驗材料來完成實驗,如動物細胞的原代及傳代培養可作為設計綜合性實驗內容。相關生物實驗進行后,應著重加強特定生物信號與相應軟件處理的結合工作。可簡單概況為將專業軟件類課程打通,開設一門面向專業的軟件設計課程,如“生物醫學工程軟件設計”,或“電子信息技術及儀器軟件設計”課程,處理對象可定位為前期獲得的實驗數據。而以宏觀的動物生理數據為例,離體培養的小雞或蛙心肌細胞信號可通過相關動物實驗獲得,通過將測試的信號存儲成dap數據格式,輸入labVIEW軟件進行鎖相處理編程及特定濾波處理,實現對所弱信號的分析和相應數字信號處理工具的掌握,達到將感性數據上升到理性知識的目的。
(二)改革教學方法,變結果灌輸式為過程啟發引導式。
實驗過程中,既要發掘實驗背后的理論支持,又要培養技術意識,重視實驗技術和方法。同時,鼓勵師生交流,提倡師生間的問答,活躍課堂氣氛。教學過程中,教師在講清實驗目的和原理的前提下,鼓勵學生根據所學知識,自主設計實驗過程并完成實驗,實驗報告可考慮通過建立在各種實驗數據分析基礎上的論文形式完成。
(三)完善考評體系,激發學生對科學的求知欲和對本課程的興趣。
實驗考評體系應以過程累積式考核為主,擯棄傳統結果式考評。以細胞生物學實驗為例,其考核應以考查學生運用理論重視、運用實驗技術的能力為主要內容,可安排綜合性實驗要求學生利用所學的理論知識和實驗技術進行綜合分析、實際操作、做出實驗結果。對于實驗技術,以學生的直接操作作為考核方式,對于實驗理論的考核,通過閉卷方式完成,也可以通過學生對實驗數據的各信息化平臺分析來進行多結果式考核。另外,對于能夠自主設計完成實驗,積極申報完成開放性實驗的學生給予較大系數的鼓勵性加分。實驗具體路線圖如下。
四、實驗操作的關鍵性問題
(一)如何處理實驗室的開放問題。
在改革過程中,實驗設備資源的開放和教學方式的開放是該長期化銜接實驗的重要保障。其主要實現途徑為,結合生物學和儀器教學平臺,實施“具體生物弱信號案例教學法”,采用學期末“首尾相連”的兩個短學期和整個學期的“三明治”夾心時間實施整個實驗課程,并由相關實驗課的青年教師負責各實驗室的公共開放時間和相互協調。這樣能有效調動學生的主觀能動性,加強課程內容的實踐性,在知識的傳授過程中滲透工程技術的內容,使學生掌握工程設計、工程實踐的一般規律和基本方法,避免工科教學理科化、脫離實際的傾向。如圖2所示針對在體心電信號的測試及信號處理方法,可安排在微觀動物心肌細胞的培養及生物學方法觀察的細胞生物學實驗的短學期時間,同時合并進行在體式心肌細胞搏動的信號及噪聲分析,加強定性實驗及理性的定量分析實驗的融合,提高相關理論知識與動手能力的結合(圖2)。
(二)如何充分利用實驗室資源,引導學生設計綜合性實驗
第一,以生理儀器平臺為主的硬件實踐動手能力。
當完成基礎性生理實驗及相關軟硬件知識的授課后,以宏觀人體生理信息為主的醫學儀器實驗,應該以設計開發性實驗為主,鼓勵學生自己設計開發醫學儀器。同樣以心電信號為例,如心電監測儀實驗中,可要求根據在體式及離體式心電信號的特點(圖3(a)(b)),結合理論知識,設計電信號檢測原理圖,用布線軟件軟件畫出其原理圖,并制作電路板、布線和焊接電路,在單片機應用開發環境中編寫程序并調試。最后制作簡單心電監測儀,通過相關的虛擬儀器平臺,在示波器上顯示被測者心電圖。同時配合相關傳感器知識,還可制作體溫計、氣體檢測儀等醫學儀器。在此基礎上,還可設置網絡數據平臺,進行遠程控制。
第二,以微弱生物信號實驗數據分析為主的軟硬件結合能力。
信息技術的發展對生物醫學信號的檢測、處理以及數字信號處理幾個方面發揮著重要的作用。生物信號一般可以分成電信號和非電信號,如心電、肌電、腦電等屬于電信號;其它如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于非電信號。如從處理的維數來看,可以分成一維信號和二維信號,如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于一維信號;而腦電圖、心電圖、肌電圖、x光片、超聲圖片、CT圖片、核磁等則屬于二維信號。醫學儀器實驗采集到大量的以上一些宏觀的人體生理信號數據,應利用學生的相關生物醫學信號處理的知識,根據生物醫學信號的特點,對所采集到的生物醫學信號進行分析、解釋、分類、顯示、存貯和傳輸,其研究目的一是對生物體系結構與功能研究,二是協助對疾病進行診斷和治療。
本學院的相關教研室教師結合labview、DSP等編程工具的實驗教學案例,對于“虛擬儀器技術”及“數字信號處理”的綜合做了以下研究及整合。“虛擬儀器技術”及“數字信號處理”是一門應用性較強的技術課程。隨著信息化的發展,信息技術不斷地滲透到科學研究等各個領域中,發揮著越來越大的作用。科學實驗、測試信號的處理、工業生產中自動化生產線的測控等都以信號處理為基礎。我校“數字信號處理”實驗,以數字信號分析為基礎,以數字濾波為手段,以數字信號處理為目的,突出譜分析和濾波的應用,加大與信號與系統、自動控制原理,以及后繼的通信原理、計算機圖像處理等課程之間的銜接,使其與其他課程實驗融合為一個有機的整體。
以虛擬儀器中的相關控件調用為例,解決數字信號處理課程中的基本知識點“快速傅里葉變換(FFT) 數字濾波器”的實驗設置,對本文提出的“多模式過程啟發型實驗教學體系”進行具體闡述。
該知識點通常的實驗要求和目的為:①加強對labVIEW相關控件工具的使用及虛擬儀器技術編程能力的提高,加深對FFT基本原理和性質的理解;②學習利用FFT對連續或離散時間信號進行譜分析,了解可能出現問題及其原因,以便在實際應用中能夠正確使用FFT。
按照基本的實驗要求和目的,和多模式開放性原則,對該知識點的實驗設置如下:
第一,驗證性實驗內容。主要通過調用labVIEW“信號分析模塊”總的FFT函數,分析序列和其頻譜的特點,設計產生相應的虛擬生理信號及噪聲源,利用數字信號處理中各濾波器的特點去除噪聲,分析去噪后結果,并利用相關原理解釋其中的現象。實驗目的是通過形象和具體的內容,加深對理論知識的理解。該層面的實驗以直觀、具體和形象化為主要特點,避免復雜化。學生不會因為陷入繁雜的具體過程,而影響對理論知識的理解和掌握
第二,綜合、設計型實驗內容。數字信號處理與所采集到的實驗數據具有密切相關的聯系。生物醫學信號中的特點是微弱、噪聲大,所以濾波和靈敏度是生物醫學信號采集的關鍵。另外生物醫學信號的隨機性強,是隨機的且非平穩的。正是因為生物醫學信號的這些特點,以傅里葉理論為基礎的小波變換方法成為生物醫學信號分析的有力工具。利用小波變換能將原始心電信號分解為不同頻率的信號,然后對信號進行重建,此方法能很好地消除心電信號中的基線漂移,抑制工頻和肌電干擾,同時能獲得QT間期的精確值,是本專業學生的重要編程思想。
所以,在實際的推進環節中,涉及一個短期的課程推導實踐以及長期的過程啟發式環節。其中短期內容包括將短學期等實踐類課程,如“醫學軟件編程實習”和本門課程合并,其課時作為本門課程的實踐環節;長期內容則包括:①將畢業設計環節和課程合并,增加實踐課時;②將所有的硬件測試類課程和相關軟件分析生理信號內容合并。如“C程序設計”,“數據庫基礎”,“面向對象程序設計”等。此時授課教師不再為單個教師,而是整個課程群的全體教師;③學生畢業嚴格按照“寬進嚴出”的理念操作。總結后的某“過程啟發式”實驗具體操作實例如下:
創設情境,提出問題。可安排在微觀動物培養及生物學方法觀察后,同時協調進行在體式動物信號及噪聲分析,加強感性的定性實驗及理性的定量分析實驗的融合,提高相關理論知識與動手能力的結合:如細胞離體培養后的各種生物信號指標及各種混入的噪聲和分類,在此基礎上結合該案例講解相關濾波器的工作原理和基本設計方法,然后將生理信號提取的設計任務作為設計性作業布置給學生。
分組研討,設計方案。在布置設計任務后,教師組織學生分組研討。根據學生自主學習能力的強弱和自身特點合理分組,方便學生間相互協作,共同提高。學生利用電子資料庫檢索,查閱相關資料,獲取豐富的信息資源,通過對各種信息資源的分析研究,提出自己的解決方案。
成果展示,分析歸納。在各小組取得了初步的設計成果后,教師以課堂教學形式組織各小組的成果展示與評價。在課堂上通過虛擬實驗室系統和數字投影儀,展示各種解決方案所取得的生理信號濾波效果,分析它們的優缺點,引導學生分析歸納出解決此類問題的思路與方法,并共同探討最佳設計方案。
五、結語
“加強實驗教學和實驗環節,抓好綜合性和創新性實驗,大力培養學生實踐能力”是我國高校推進自主創新,落實“高等學校教學質量與教學改革工程”,培養創新人才所需采取的重要措施[4]。本文總的改革目標是“遵循以學生為本,注重以互動式教學為核心的教學觀念,構建有利于增強求知欲和創造力的課程教學模式”。本文提出的多模式開放性實驗教學體系擯棄短期實驗唯一結果論的定性實驗,強調以“長時程跟蹤的過程啟發式”為主的定量累積式綜合分析實驗,在整個學年中分階段構建以實驗教與學為中心的綜合型數字化實驗教學環境;鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺,靈活選擇信號分析方法,加強對信號分析的能力和對結果的理性認識,發揮實驗課的實踐性優勢。通過施行開放式多結果的過程化實驗教學模式,注重實驗知識的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增強學生的自主性與參與性,積極響應國家“卓越工程師教育培養計劃”,培養出具有專業領域特色,能夠基本獨立完成初級軟硬件規模設計和開發工作的創新型、應用型、復合型、外向型的“卓越工程師”型儲備人才。
[參考文獻]
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