電子信息專業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

高月紅 章國安 趙靈冬 吉曉東 陸慧琴（南通大學(xué) 電子信息學(xué)院，江蘇 南通226019）

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)首先是“創(chuàng)新”。何為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，就是突破成規(guī)，以一種新的模式更好地通過實(shí)驗(yàn)這種科學(xué)手段去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生開闊思想、激發(fā)探索熱情和獲取職業(yè)所需的基本技能的目的。2l世紀(jì)競爭愈發(fā)激勵，說到底就是人才的競爭，作為人才培養(yǎng)的高等學(xué)校也就不得不重新思考如何培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的人才。在面向2l世紀(jì)高等教育改革中，加強(qiáng)創(chuàng)新教育已成為共識；而實(shí)驗(yàn)作為提高大學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐動手能力基本手段具有純理論教學(xué)不可替代的重要作用。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求嚴(yán)格按照事先編制的大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書“依葫蘆畫瓢”施教，已不適應(yīng)新時代創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需要，因此必須改變傳統(tǒng)填鴨式的教學(xué)模式，以學(xué)生為主，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，變“要學(xué)生學(xué)”為“學(xué)生要學(xué)”，激發(fā)學(xué)生對知識的可求欲，充分利用四年大學(xué)時間夯實(shí)日后從事本專業(yè)所需專業(yè)知識的基礎(chǔ)，才能在工作崗位上真正成為“上手快，頭腦活”的高素質(zhì)從業(yè)人員[1-2]。本文主要討論了我院在電子信息專業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些有益嘗試。

1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法

1.1 教學(xué)理念——“做中學(xué)”

實(shí)驗(yàn)教學(xué)要取得良好的效果，必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求和目的，因材施教。創(chuàng)造性地選擇最佳教學(xué)方法和途徑去培養(yǎng)學(xué)生，循循善誘。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性是最優(yōu)的方式，其不僅調(diào)動了學(xué)生的興趣，做自己感興趣的實(shí)驗(yàn)，而且可以完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。我院在電子信息專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，事先僅給學(xué)生布置一個寬泛的范圍，只要能完成預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可不拘泥于成法，選用各種軟件及方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計與操作。在實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過程中，學(xué)生或多或少都會遇到這方面或是那方面的問題，為了繼續(xù)開展實(shí)驗(yàn)，必然會激勵學(xué)生想方設(shè)法去解決問題，有的翻閱大量書籍求解，有的上網(wǎng)百度搜索，有的跑辦公室找課程老師，甚至有的找本行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員。通過“做中學(xué)”這種方式使學(xué)生初步掌握科學(xué)思維和科學(xué)研究的方法以及了解程序設(shè)計、制作、仿真等整個過程，有利于提高學(xué)生獨(dú)立工作能力、工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力。

1.2“CDIO”教學(xué)模式的采用

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)專業(yè)[3]。2005年開始，汕頭大學(xué)副校長顧佩華教授首先在國內(nèi)引入了CDIO工程教育模式，其認(rèn)為首先要明確培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)生應(yīng)具備的工程師的工程技術(shù)知識、能力和素質(zhì)。汕頭大學(xué)在CDIO加以實(shí)施過程中取得了明顯的效果，這是高等教育改革中有益探索，并指引著更高的高校與學(xué)科爭相學(xué)習(xí)CDIO工程教育模式并在各自的教學(xué)中加以運(yùn)用。我校在高等教育改革中也積極探尋新的教育模式，并在教學(xué)實(shí)踐中有意識地運(yùn)用CDIO教育模式，逐漸形成了自己的特色。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 自選實(shí)驗(yàn)命題

為了能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高創(chuàng)新能力，我們對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了改革完善，對必不可少的一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，加大思考題的比例；多設(shè)置應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)；對一些開放性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可自愿選修，并作為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題和今后畢業(yè)設(shè)計的重要研究方向[4-5]。在此過程中，我們充分調(diào)動學(xué)生的積極性，鼓勵并允許學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好自行設(shè)計命題。學(xué)生可以申請利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器設(shè)備，在自行查閱檢索相關(guān)的參考文獻(xiàn)后，自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，合理選擇實(shí)驗(yàn)儀器，自主展開實(shí)驗(yàn)研究。以此，我們將16周的實(shí)驗(yàn)做了如下靈活安排。

表1 學(xué)習(xí)安排

2.2 參加研究項目

教師在教學(xué)實(shí)踐過程中可將自身從事的科研引入教學(xué)，將自己從事的相關(guān)科研項目和具體進(jìn)展與學(xué)生溝通，為學(xué)生打開走進(jìn)科研之門，讓學(xué)生了解現(xiàn)實(shí)中的科研到底是怎么回事，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣。教師在從事科研項目時有意識的吸收學(xué)生做自己的科研助手，讓其從中真切體會思考科研的過程。對那些悟性高、求知欲強(qiáng)的學(xué)生適時吸納入科研項目組，特別是那些具有培養(yǎng)研究生資格的教師可以遴選合適人選作為自己的研究生，為他們提前走上科研之路做準(zhǔn)備。

2.3 學(xué)習(xí)途徑及窗口的創(chuàng)新

考慮到我校主校區(qū)在新區(qū)，教師平時的生活區(qū)在老城區(qū)，除日常上課時間外，主校區(qū)內(nèi)少有專業(yè)老師。我們千方百計克服這一弊端，積極為學(xué)生開拓學(xué)生的途徑及窗口。通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生交流、小組討論、展示和答辯，形成了一個良好的交流平臺。此外，就創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容采用面對面互動，網(wǎng)絡(luò)互動，建立教師隨訪、網(wǎng)上課件學(xué)堂等多元化的教學(xué)平臺，保障學(xué)生特別是好學(xué)生的課外求學(xué)渠道的暢通。

2.4 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的CDIO改革

在有限的學(xué)制內(nèi)，不可能讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握全部專業(yè)知識，只有在大學(xué)四年內(nèi)“授之以漁”，教師以少量的時間教授學(xué)生學(xué)習(xí)的基本方法，重視培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，在這之后應(yīng)該大部分時間花在按實(shí)驗(yàn)或者說項目組織教學(xué)上，即CDIO模式所倡導(dǎo)的讓學(xué)生真正知道這些知識在整個實(shí)踐中的用處以及如何運(yùn)用，從而避免很多知識學(xué)了沒有用，反而擠占了有限學(xué)制內(nèi)的大量時間。所謂的“做中學(xué)”就是要將課程嵌套在做實(shí)驗(yàn)中，以“用”致“學(xué)”，用到什么，學(xué)習(xí)什么，突出自學(xué)能力，提高應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的本領(lǐng)。在CDIO改革中，電子信息專業(yè)必須精心構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施及運(yùn)行項目實(shí)驗(yàn)，以此為導(dǎo)引，讓學(xué)生產(chǎn)生對核心專業(yè)課程學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而對本專業(yè)形成一個清醒的全面認(rèn)識。

2.5 開放式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

開放式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)就是要給那些學(xué)有余力，并樂于拓展知識面，提高動手能力的學(xué)生所準(zhǔn)備的。對進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生或?qū)W生社團(tuán)組織明確管理制度和作息時間等一些規(guī)章制度之后，便可開展其相應(yīng)的活動。學(xué)院考慮到學(xué)生在此過程中需要一些指導(dǎo)，特配備了1~2名指導(dǎo)老師或?qū)嶒?yàn)管理員，在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場提供幫助。隨著這一創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備的利用率大幅度提高，儀器設(shè)備的故障率或破損率也隨之上升，學(xué)院在經(jīng)費(fèi)上給予了自要的支持幫助，保障創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室正規(guī)有序的進(jìn)行下去。

2.6 以競賽促發(fā)展，檢驗(yàn)教改成果

以上述開放式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為平臺，學(xué)生社團(tuán)組織為主體，積極開展院級電子信息專業(yè)的設(shè)計競賽。競賽每學(xué)期組織一次，由教師命題和自由選題相結(jié)合，綜合檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果及動手能力。通過評審選拔出優(yōu)秀學(xué)生，推薦參加全省乃至全國的設(shè)計大賽，不斷提高學(xué)生自身能力并為學(xué)校掙得榮譽(yù)。通過這一活動有效地培養(yǎng)了電子信息專業(yè)學(xué)生的綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

3 課程改革的意義

大學(xué)課程的教育應(yīng)該是“授之以漁”，而不是“授之以魚”。重理論輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象普遍存在，教學(xué)中往往要花上整個學(xué)期來忙于課堂上教授基礎(chǔ)理論，照本宣科讓學(xué)生對課程缺乏興趣。因此，難怪乎在課堂上經(jīng)常有學(xué)生開小差，干與本門課無關(guān)的事，甚至蹺課；即便有些女生認(rèn)真聽講，也是忙于做筆記，根本沒有時間思考，談何理解授課內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)課也就往往成了突擊課程，集中花上極少數(shù)時間把幾個固定的實(shí)驗(yàn)做完就草草了事。由此造成學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課普遍缺乏學(xué)習(xí)興趣和動力，極大地限制和抹殺了其對事物的感悟、思考與再創(chuàng)造的能力。近幾年來，我們越發(fā)認(rèn)識到提高創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力最行之有效的途徑在于實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，因此，學(xué)生只有通過不斷的動手實(shí)踐，才能更好地理解所學(xué)到的理論知識，才能積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能在以后步入社會迅速適應(yīng)工作需求[6]。這也是教育部在全國實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中所強(qiáng)調(diào)的。我院響應(yīng)急切改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)給學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力帶來桎梏現(xiàn)狀的呼聲，與時俱進(jìn)地在電子信息專業(yè)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中敢于引入新理念，新模式以謀求培養(yǎng)適應(yīng)時代需要的高素質(zhì)人才，這對我院向社會輸送合格人才具有重要作用。

［1］唐紅梅，王霞,李琦，等.數(shù)字圖像處理課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].河北工業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報,2006,21(4):8-10.

［2］胡升平，宋躍，余熾業(yè)，等.加強(qiáng)綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)提高學(xué)生創(chuàng)新能力[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報,2007,14(2):28-29.

［3］陶勇仿，商存惠.CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示[J].中國高教研究,2006,(11):81-83.

［4］徐振方，孟艷花，王艷.從電子設(shè)計競賽看電子信息類專業(yè)的教學(xué)改革[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2010,27(1):135-136.

［5］曹亞麗，宋愛娟，顧德英.構(gòu)建電子信息類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的探討[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2010,23(2):188-189.

［6］陳華，聶江，張萬奎.地方院校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2010,27(1):128-129.