| 标题 | 高校系统性电子实验教学模式研究 |
| 范文 | 曾丽娜 周德云 林华杰 包涛 摘要：实验教学是联系基础课和专业课之间的纽带，是培养学生实践创新意识与基本能力和综合素质的重要教学环节。西北工业大学省级电子实验教学示范中心负责学校多项电类实验课程教学，为解决不同实验课程衔接不紧密的问题，中心以工程实践结果考核为目标，建立系统性综合实验体系，将学生系统能力的培养贯穿全程，实现各实验课程的衔接。 关键词：实验教学;系统能力;综合实验体系;实践能力 中图分类号：G 642.423文献标识码：A 高等学校电类实验课程不仅是联系基础课和专业课之间的纽带，更是培养学生实践能力和创新能力的重要环节[1]。学生尤其是电类相关专业的学生在大学期间会涉及到多门电类实验课，如电路基础实验、数字电子技术实验、模电电路实验等。不同电类实验课程设计中存在交叉实验内容和完全独立内容，如何将不同实验课程结合起来，并与理论课内容完美衔接，培养综合性、系统性人才是电子实验课程设计的目标。因此，系统性综合电子实验教学模式的研究有着重要的理论意义和实用价值[2-3]。 1 实验教学模式现状 作为西北工业大学电子类实验教学的主要基地[4-5]，西北工业大学电子实验教学中心，每年面向全校25个专业开设出10多门实验课程。实验项目涉及模拟电路、数字电路、信号与系统、半导体、高频、电磁场与微波、电子及通信等近200项，授课学生超过6000名。这些信息与电子类实验课程开设不仅增加了学生将所学理论知识进行实践验证的机会，满足了各专业学生的兴趣和爱好，还极大地让学生在实践能力、创新能力、团队协作意识和能力等方面得到了锻炼，符合国家对人才培养的基本要求[6-7]。然而，传统教学模式具有形式较为单一，课程之间的衔接不够紧密等问题。 1.1实验内容陈旧，且不同课程之间存在重复性实验 电类实验中尤其是基础性实验中存在大量的验证性实验，这类实验虽然有利于学生对基础的巩固与把握，但是项目设置过多，并且不同的电类实验课程设计中交叉性和重复性内容较多，容易造成教师和学生时间的浪费，同时也不利于学生创新性思维和能力的培养。 1.2授课模式单一，与实际生产、实践等差距过大 在实验过程中，学生思考和创造的机会较少，大部分学生在遇到较难的实验内容时，对于如何进行实验、为何出现问题、如何解决问题和如何优化指标等，不愿意去思考，往往根据互联网、书本教程或老师指导的步骤进行机械化地操作。并且对有些实验内容浅尝辄止、上过就忘，对于学到的知识有何实际用处或如何应用到实际问题中去，完全没有概念。这些情况的存在很难调动学生的主动性，不利于学生思维的拓展和创新能力的培养。 1.3课程衔接不紧密，知识的系统性与连贯性较差 在大学期间，学生的多种电类实验课程分布于不同的学期，各个课程之间衔接并不紧密，经常存在上学期做过的实验，下学期用到时已经忘记，完全不知道如何将不同的知识点进行系统化，如何运用所学的理论知识与实践技能完整地实现一个具体功能，这造成实验内容与知识点的断层比较严重，不利于学生在实际问题分析和解决中系统性思维和能力的培养。 2 系统性电子实验教学模式 由于电类课程知识本身具有内在的逻辑联系，学校、学院在理论课和实验课的学期及时间安排上也符合由己知导向新知的顺序。为了保证教学循序、系统、连贯地进行，保证学生获得系统的知识和将知识系统运用的能力，电子实验教学中心逐渐地引入系统性电子实验教学模式，具体包括以下几个方面： 2.1与具体工程案例相结合 中心在电类实验课的开设时间和实验项目的设计上，以工程案例为教学主体。其中，工程案例是将本校科研项目或社会企业中已有的成熟案例进行凝练，设计出的由一系列基础实验模块构成的系统性实验，如机器人、大数据、3D打印、无人机、“互联网+”等。 在能力培养方面。不同的系统实验方向所要求学生掌握的知识点和专业能力有相同点也有差异。如机器人方向的工程案例需要学生具有编程能力、硬件研发设计能力、智能计算能力和运动控制能力等;无人机方向的具体案例则需要学生掌握编程能力、嵌入式开发能力和图像分析处理能力等。这两个方向都需要学生具有编程能力和硬件开发能力，但硬件开发的侧重点又有所不同;同时需要不同的专业性能力。因此，中心根据具体工程案例对学生能力培养时，既注重基础能力的培养又关注不同专业方向的差异性。 在实验课程安排上。根据能力需求，中心开设实验课程过程中，充分考虑掌握和提升不同能力的课程在时间和内容上的安排。使得选取不同方向的学生具有相同的基础课程模块，同時又包含专业性的实验课程。部分学生在大学一年级时对自己的兴趣方向比较懵懂，因此，中心的实验课程设计主要是共用性的基础实验项目。随着学年的增加，学生逐渐接触和了解不同方向实验内容和实验成果，这时，学生可以通过选课系统，选择与自己兴趣方向相关的专业性的实验课程及项目。所以与具体工程案例相结合的实验课程的开展不仅可以培养学生的兴趣爱好，可以将学生的兴趣爱好与实际相结合，提升学生的学习兴趣和实践能力[8]。 2.2与竞赛培训实践基地相结合 教育部倡导的大学生电子设计竞赛与高校电类课程和实验密切结合，既推动了高等学校信息与电子类等学科课程教学、教学改革和实验室建设工作，又可以培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作精神[9]。因此，不仅在电子实验课程中植入创新思维、竞赛思维，中心还建立了竞赛培训实践基地。 第一，开放性实践基地。中心长期开放实践基地，学生可以自主选择时间、自主选择实验项目进行基础性的实践操作，开放式的大学生长期实践基地不仅可以避免实验室闲置，还可以让学生充分、自主地安排实验时间，激励学生的实践兴趣和热情。 第二，精英学生培养。结合新科技课题与大学生电子设计竞赛和英特尔、瑞萨杯等电子竞赛相关内容，进行竞赛培训与选拔，有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。同时，经过选拔的高年级精英学生可作为辅助实验员，指导低年级学生，可以加强学生间的交流，提升学生的团队意识，为各类竞赛培养出具有潜力的学生。 2.3与创新创业实践基地相结合 为了解决电类实验课实验项目过于枯燥且和实际生产应用相脱节的问题，中心将实验项目与创新创业基地孵化项目相结合，确保实验项目具有创新性和实用性[10]。 第一，跨专业协作团队。中心开展的电类实验是面向全校的多个学院20多个专业开设的，不同专业的理论基础课程与其他实验课程既有交叉部分，又有每个专业的特点。因此，在实验项目设计上充分地考虑不同专业学生协作创新的可能性，并根据学生所学专业方向进行分组实验。跨专业团队既能确保每个同学充分发挥自身专业的特长，通过相互协作激发同学的创造性，又可以培养同学的团队协作精神。 第二，创新创业项目孵化。以创新创业为目标，中心对学生开展各类创新创业实践培训，为有想法的学生和创业团队提供沟通交流平台、初创场地、开发环境和产品孵化等实训条件的支持。通过创新创业项目的孵化可以开阔学生眼界、紧跟新科技潮流，不仅提高了学生在学术方面的创新能力，还增强实践运用能力，为将来就业工作打下了良好的基础。 3初步实践成效 围绕学生系统能力的培养，中心基于实验课程和具体工程案例，结合竞赛培训和创新创业实践，建立系统性综合实验体系，在课程教学、工程实践和创新能力方面取得了明显成效。 3.l教师能力提升 近五年来，培育陕西省“教学名师”1人，“全国万名优秀创新创业导师”1名，西北工业大学“最满意教师”2名;“优秀班主任”1名;教师获得省级以上教学竞赛奖5人。 3.2学生能力提升 近三年来，学生参加“全国大学生电子设计竞赛”“全国大学生电子设计竞赛信息科技前沿专题邀请赛”“嵌入式系统专题邀请赛”和“陕西省TI杯电子设计竞赛”等多个科技竞赛活动，共获奖152项（其中国家级42项（特等奖1项），省级110项）;获得国家级大学生创新创业训练计划项目130项。 3.3实验室建设 目前，己建设完成“模拟电子线路开放实验室”“FPGA开放实验室”;建成电子信息学院“本科生创新实践基地”和“研究生创新实践基地”。 4结束语 为了保证教学循序、系统、连贯地进行，中心基于工程案例、竞赛培训和创新创业实践，引导学生系统性地进行基础/专业理论学习和知识运用，将培养学生能力贯穿系统性电子实验教学全过程。通过系统化知识学习、综合性实践锻炼，极大地提高了电类专业学生知识运用能力和工程技术能力，得到了用人单位的欢迎与好评。 参考文献： [1]李锡华，叶险峰，施红军.《电子电路实验》课程的教学改革与实践[J].实验科学与技术，2叭4，12 （2）：72- 74. [2]陈璨，郝宪峰，任旭虎，等.以综合能力培养为导向的智能电子技术实验系统研制[J].实验科学与技术，2018，16 （88）：33- 37. [3]陈延如，赵琦，王利平，等.专业实验教学体系改革与实践研究[J].高校实验室工作研究，2016 （4）：116- 118. [4]包涛，周德云，林华杰，等.基于能力培养的电子实验教学改革研究[J].实验室科学，2016，19 （4）：112-115. [5]林华杰，包涛，都兴强.基于“高频电子积木”的实验教学模式改革[J].實验室科学，2017，20 （4）：110-113. [6]石光明，王松林，周佳社，等.塔式电工电子实验教学新体系的建设与探索[J]，实验室研究与探索，2006， 25 （12） ： 1543-1546. [7]伍冯洁，黄文恺.基于多学科融合进行创新工程实践教学改革初探[J].教育教学论坛，201 5，2015 （40）：106- 107. [8]崔彬，韩亮.数字电子技术实验教学改革探讨[J].高校实验室工作研究，201 7， 2017 （3） ：38- 40 [9]周佳社，任爱锋，苏涛，等.大学生自主创新与电子设计竞赛机制实践与探索[J].高校实验室工作研究，2014，2014 （1） ：84-87. [10]白勃，刘飞航，李毅，等.“互联网+”理念下的电子线路实验课程教学方法研究[J].科技视界，2017，57- 58. 作者简介：曾丽娜（1982-），女，籍贯：河北昌黎，学历：博士，职称：助理研究员，研究方向：电子技术试验课程改革模式研究。 |
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