4)在研究探索性拓展训练阶段,一方面学生可以自主组队参加作为第二课堂的机械创新设计大赛、电子设计竞赛和大学生科研训练,另一方面参加必修的机械工程综合训练、电子产品设计、智能车竞赛培训、电子设计竞赛培训。学生组队完成产品的设计与制造,着重培养学生自主独立的机电产品设计制造综合能力、沟通能力、团队协作能力和创新能力。
实验中心通过“四阶段,四层次”的实验教学方法与手段的改革,使实验课程有利于不同层次,不同基础的学生选修;有利于实验知识、技能循序渐进地提高,使学生打下良好的机械工程技术基础,更进一步突出了培养学生的实践动手能力和创新性能力。
二、以学生为主导的四种实验教学模式
构建以学生为主导的四种实验教学模式(问题导引的研究拓展型;基于功能的课程综合型;基于扩展模块的开放型;基于项目的跨课程关联型),实现课堂教学的三个转变(“学会à会学”、“听话à说话”、“被动à主动”)。
1)基于研究拓展型实验的问题教学模式
对基础实验项目在研究性、探索性、趣味性和综合性方面进行了颇为有效的再设计,为在实验教学中展开启发式教学、思辨讨论和研究性学习创造了条件。在实验步骤中“留白”或“设置障碍”,在教学中营造“问题情境”,巧妙设置实验内容以及利用实验过程中刻意凸现的现象引导和启发学生思考并解决相关问题,提高学生发现问题和解决问题的能力。6个实验项目被国家级实验教学示范中心联席会电子组选编进《电工电子创新实验》(高教出版社)。学校曾就实验教学方法改革专门组织专家听课检查,两位专家均给予很高评价。围绕基础实验的构思和教学多次做专题报告、教学巡讲以及暑期培训班,已经形成一定的示范和推广效应。
2)课程内基于功能的主线关联性实验教学模式
用目标功能驱动型实验代替了相互独立的单元电路实验,鼓励学生采用不同方案实现系统功能要求。实验内容既结合已学的理论课程基础知识,又涉及工程应用,而且还与电子技术发展方向紧密关联。通过实验,提高学生的工程实践与解决实际问题的能力。自主研发的可编程器件实验装置,为学生进行综合性、设计性实验提供可能。看着自己的系统功能逐步增强,同学们的兴趣、热情和创造力被不断激发。该教学法获得同学们的一致赞赏。
3)基于扩展模块的开放式实验教学模式
根据原有数电实验所使用的中小规模数字集成器件,扩展了数十个具有工程应用背景的设计型实验项目;研发了基于FPGA创新实验的扩展模块;配合实验室开放管理,以小组形式开展具有一定挑战性的FPGA综合创新实践活动,给学生留有充分发挥的空间,以满足学生个性化的设计需要。通过本方法的实施,学生已将在数电实验中掌握的知识与能力应用到学生SRTP项目(例如:基于FPGA的电机温度检测保护装置)、国创项目(基于FPGA的智能小车的控制)、智能车竞赛、大学生电子竞赛等课外创新实践环节。
4)跨课程练习与项目驱动教学模式
打造基于对象的可拓展实验项目,使创新实践循序渐进,持续拓展。实验项目统筹设计,设定一个最终目标后,在每一个低级的实验课程中实现其中的一部分,直到最后一门实验课结束完成预设目标。这是运用CDIO引导学生自我设计、规划并循序渐进不断提高的大跨度实践模式。往往涉及2门以上、或所有的电类基础课程甚至与专业课程以及创新实践相关,是教师在各个阶段不断地启发和引导、由学生自己规划出的可持续的创新实践行为。在确定一个项目后,可以不断地应用新知识扩充自己目标作品的功能。这种教学方法有效地提升了学生的交流能力、个人和团队管理能力
三、以科研训练和竞赛形式开展创新型实验
积极组织学生参加国家级、省级、校级或有关企业组织的科研训练和各类学科竞赛,以多种形式开展创新性实验教学。实践表明,学生积极性很高,通过科研训练和竞赛获取的知识和能力往往是课堂教学难以得到的。
广大同学通过科研训练,极大地提升了学生的实践创新和工程设计能力,激发了学生学习和研究的潜能,培养了学生团队协作意识、实践能力、工程管理能力和创新精神,并取得了一些成绩。据统计2009-2011年间本科生参加国创项目27项,省创项目81项、SRTP项目1252项。收益人数达2200多人次,占学生人数70%。通过科研项目训练本科生申请或授权专利124项,其中已授权60项,正式发表研究论文122篇,其中EI收录56篇,SCI收录3篇。