首页 -> 2007年第4期
电工电子实验教学示范中心的建设与实践
作者：石光明等
关键词：实验室建设；实验教学；示范中心；电工电子
一、实验中心建设的理念、思路、定位和目标
以高等工程教育、创新人才社会需求、电子信息科学发展的趋势为依据，在“科学人文环境”熏陶下，以开放实验教学为基础，培养学生的“两个基本”(基本的自主学习能力和基本的工程素质)和“三创”(创新的思维、创业的精神、创造的能力)。为了将学生培养成为“厚基础、宽口径、创新性、复合型”的高层次人才，实验中心提出从“重视基础、强化能力”出发，以“发展个性、因材施教”为基本原则，实行“分层培养、启发创新”的教育教学思路。
将实验中心建设成实验教学研究和改革的试验田，创新人才的训练场，建设成果的示范辐射源。构建国内一流，与国际接轨，集基础性、先进性、开放性为一体的，培养学生创新精神和工程实践能力的实践中心。
二、实验教学体系和内容的建设
1．构架塔式结构的实验教学新体系
为了有效地解决传统实验实践教学模式下学生知识面较窄、综合设计能力较弱等问题，我们构筑了一种实践教学新体系。该体系呈塔式结构，分为四个层次，即：基础实验层、提高设计层、综合应用开发层、科技活动层。四个层次均贯穿着研究设计型实验。实验中心为四个层次的实验教学确定了教学目标。
基础实验层培养学生的基本工程素质，基本实验技能，基本分析和处理问题的能力。提高设计层培养学生知识更新、独立分析处理问题的能力以及创新的思维。综合应用开发层培养学生自主学习、系统分析、应用、综合、设计与创新的能力。科技活动层培养学生的创新精神，增强学生的工程设计与综合应用素质。以上四个层次的实验教学有利于“保证大面积成才，强化优秀生培养，促进拔尖生脱颖而出”的分层次培养。
2．培养学生主动学习和创新意识，加强创新性、综合性、研究型的实验内容和项目
为了培养学生的主动学习意识，增强他们的知识获取、知识发现和创新能力，提高学生的综合素质，进一步引导学生深入学习，实验中心针对实验体系中不同层次，设计了一系列创新性、综合性、研究型的实验内容，其比例达到40％。
在基础实验层实行基本命题与扩展命题相结合。基本命题以单元电路为主；扩展命题是在其基础上，对单元电路的功能和性能要求进行扩展。在提高设计层设计了EDA、DSP、单片机、ASIC等领域的若干个专题项目，由学生自己选择。在综合应用开发层设计了涉及多个电子技术领域的若干个综合项目。到目前为止，已有3000名学生完成了近1000个自选题目。科技活动层中的实践题目有些来源于教师承担的科研项目，有些来自社会需求，还有一些来自各类科技竞赛和学生的兴趣及创新要求。我校每届本科生中，有10％学生参加教师的科研活动，20％左右的学生参加省、国家级的各种科技竞赛，80％左右的学生参与校级科技活动，使学生受到了不同层次、不同类别的锻炼。在以上各层次中，实验中心总共开设了23门电工电子类实验课程，供学生选修。
3．瞄准国际水平，组建了新技术实验平台作为提高设计层、综合应用层和科技活动层的支撑平台，实验中心分期组建了11个新技术实验室。这些实验室涵盖了当前电子信息技术的新领域，做到了实验内容及采用的实验技术与当前新技术同步更新。新技术实验室采取集中规划、集中投资、集中建设、集中管理的方式组建，实验室的负责人来自各学院，不脱离所依托的学科，不脱离理论教学和科研，具有比较高的学术水平和工程实践能力，保证了高层次实践教学人员的稳定，有效地实现了理论课程与实践课程的互通和结合。新技术实验室技术先进，创新氛围浓厚，与技术进步合拍，因而深受学生的欢迎，也引起了国内外许多著名企业的兴趣，目前已成为学校本科教学对外联系和展示的窗口。实验中心已经与十多家国际著名公司进行了多项合作，保证了技术和设备的先进性。新技术实验平台使学生不仅有长久的后劲， 而且具有一定的工程素质，能比较快地进入到研究和设计角色中。
三、实验教学方法与手段的改革
1．基本原则
实验中心确立了“保证大面积成才，强化优秀生培养，促进拔尖生脱颖而出”三个层次的分类培养目标，大力提倡教学方式由知识传授型向知识发现和知识创造型的转变；重视设计方法学变革，引入EDA技术，着力培养学生运用现代化设计工具的能力；加强数字化、综合化、系统化实验，对实验教学进行一系列的改革，注重提高学生的实践能力，培养学生的创新、创造精神。在实践教学过程中实现了“四个结合”，即：理论与实践相结合；观察型、验证型实验与综合型、研究型实验相结合：软件仿真与硬件实验相结合；课内与课外相结合。
2．实验教学的模式与方法
实验中心针对不同层次的实验采用了三种不同的实验教学模式：基础层实验——采用“独立设课”的模式；提高设计层实验——采用“理论课与实验课融合”的模式；综合应用开发层和科技活动层——采用“学生自主组队、自选或自定题目，完全开放，以研究创新为主线”的模式。这三种不同的教学模式体现了实验的三性，即观察认知性、设计综合性和研究创新性。
实验教学方法采用多种形式示教与学生实验验证相结合的方式，以夯实基础；大力提倡项目方式，提供一批创新性、综合性、研究型题目，让学生带着问题、带着任务并为解决问题而实验；系统引进了EDA技术，淡化软件和硬件设计的界限，让学生体会和掌握设计方法学的革命所带来的变化——科学化和高效率；各实验室全面实行多媒体教学；建立实验中心网站，设有网上选课系统。新技术实验室已经实现了时间和实验内容的全面开放，基础实验室也正在逐步实现开放。实验中心采取以任务带实验、多媒体教学方法、实验室开放等措施，充分体现了以教师为主导、以学生为主体的原则，调动了学生的主动性和创新性，取得了很好的效果。
基础层实验是塔式结构的底座，主要采用独立设课、必修的方式来实施。在完成仪器设备全面更新、规模扩大后，基础实验的改革重点转向实验内涵，主要表现在实验内容和实验方法的改革与创新。对于一部分实验以任务书取代实验指导书。学生要根据任务书自行设计电路和测试方案，以培养学生分析问题和解决问题的能力。增加设计和综合性实验，将实验题目分为“基本命题”和“扩展命题”两部分。“基本命题”部分是观察认知性质的；“扩展命题”部分则是带有一定探索性的，给学生发展个性、开拓思维留有一定的空间。将计算机仿真技术引入基础实验，引导学生以虚拟仿真与硬件实验相结合的方式进行实验，先做虚拟仿真，后做硬件实验。拓
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