大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實驗教學(xué)

摘要： 本文討論了高等學(xué)校實驗教學(xué)改革的意義，介紹了本校利用教改項目開展實驗教學(xué)設(shè)備研究的情況，對如何培養(yǎng)和增強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新能力，開展電類專業(yè)實驗的方法和手段研究做了探討。

關(guān)鍵詞： 實驗教學(xué) 創(chuàng)新能力 綜合電子實驗系統(tǒng)

當(dāng)今電子設(shè)計自動化技術(shù)（EDA技術(shù)）的發(fā)展和普及給數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計帶來了巨大變化，給高校電子信息類專業(yè)的教學(xué)改革提出了新的問題。面對電專業(yè)電子設(shè)計實驗內(nèi)容的重組和改進(jìn)，協(xié)調(diào)好實驗教學(xué)和理論教學(xué)的關(guān)系，使實驗教學(xué)改革與理論教學(xué)緊密配合、適應(yīng)實驗教學(xué)改革的要求，為培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力搭建一個全新的實驗技術(shù)平臺十分關(guān)鍵，而探討多種渠道、多種方法、多種形式實現(xiàn)這一目標(biāo)是非常必要的。

1.綜合電子實驗系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

我們實驗室在早年學(xué)校立項的《電子設(shè)計開發(fā)創(chuàng)新平臺的設(shè)計與實現(xiàn)》教改項目中，積極探索了在高校實驗教學(xué)改革中自制實驗開發(fā)系統(tǒng)、改進(jìn)實驗內(nèi)容和方法，利用有限的教改經(jīng)費，設(shè)計出FPGA實用開發(fā)板和能予之配套使用的單片機(jī)最小系統(tǒng)板，如圖所示。在做系統(tǒng)設(shè)計時充分考慮了推廣應(yīng)用于學(xué)院不同專業(yè)的相關(guān)課程的實驗教學(xué)方法的改革問題，以及作為硬件開發(fā)系統(tǒng)在全國大學(xué)生電子大賽中能發(fā)揮多大作用的問題。該試驗系統(tǒng)既可作為實驗系統(tǒng)進(jìn)行基本理論實驗的驗證和仿真，又可以作為系統(tǒng)進(jìn)一步實現(xiàn)外部擴(kuò)展電路的開發(fā)，用來完成綜合電子實驗系統(tǒng)的設(shè)計。

這套系統(tǒng)以開放實驗儀器的形式長期投入實驗室使用，學(xué)生利用它可以獨立完成微型計算機(jī)接口和基于FPGA技術(shù)的基本實驗，也可以將兩個部分合二為一作為一個硬件開發(fā)平臺；由于平臺的設(shè)計與開發(fā)充分考慮專業(yè)知識的應(yīng)用問題，電類學(xué)科各專業(yè)按照其專業(yè)特色，廣泛地在創(chuàng)新實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和開發(fā)貼近科研和生產(chǎn)實際的項目中運用它。

自制實驗教學(xué)儀器的應(yīng)用為大學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)提供了很好的技術(shù)手段，對逐步提高大學(xué)生的全面素質(zhì)和能力有較好的效果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮了學(xué)生動手解決實際問題的能力，并使學(xué)生將所學(xué)的理論知識和實際應(yīng)用結(jié)合到一起，提高了綜合能力，達(dá)到了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，拓寬學(xué)生的知識面，開闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生科學(xué)實驗和獨立工作能力的目的。

2.實驗教學(xué)是大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑

幾年來為了搭建好大學(xué)生開發(fā)創(chuàng)新的實驗平臺，我們在實驗教學(xué)方法、內(nèi)容、實驗儀器開發(fā)等諸多方面做了很多工作。

（1）改革實驗教學(xué)模式。

以學(xué)生為本的理念，是教育適應(yīng)社會的必然要求。構(gòu)造有特色的實驗教學(xué)模式和內(nèi)容十分必要，改革試驗?zāi)Ｊ降膶嵸|(zhì)是從形式和內(nèi)容上體現(xiàn)現(xiàn)代教育理念并保證人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。因此實驗教學(xué)改革和創(chuàng)新應(yīng)緊緊圍繞培養(yǎng)大學(xué)生的全面素質(zhì)和創(chuàng)新能力這個目標(biāo)，按照“理論教學(xué)、實驗教學(xué)、科學(xué)研究”的教學(xué)模式，由以“教”為中心逐步向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變。

（2）改革實驗教學(xué)內(nèi)容和方法。

將實驗教學(xué)的重點由驗證知識轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)能力，并應(yīng)注重使學(xué)生通過理論到實踐的全過程。將電子設(shè)計新技術(shù)，新方法融入實踐中，要求學(xué)生在實踐時對自己的設(shè)計先進(jìn)行軟件仿真，做到虛擬仿真和硬件實驗相結(jié)合——先虛擬后硬件，淡化軟件和硬件設(shè)計界限，注意根據(jù)實際需要擴(kuò)展開發(fā)各自的外部電路并靈活地應(yīng)用軟件調(diào)試程序，將所學(xué)的知識加以綜合運用，有利于調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，拓寬學(xué)生的知識面，開闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生科學(xué)實驗和獨立工作的能力。

（3）培養(yǎng)大學(xué)生主體意識，實現(xiàn)大學(xué)生的個性發(fā)展。

當(dāng)今社會的需求和競爭對大學(xué)生的學(xué)習(xí)活動產(chǎn)生了越來越大的影響，因而對實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)產(chǎn)生了極大的內(nèi)在和外在需求。學(xué)校和教師應(yīng)通過各種方法啟發(fā)大學(xué)生，抓住時機(jī)，認(rèn)清形勢，著力培養(yǎng)學(xué)生的主體意識，充分發(fā)揮主體作用，為實驗教學(xué)改革提供基礎(chǔ)條件。

（4）探索實驗改革的方法。

進(jìn)一步驗證實驗教學(xué)改革是教學(xué)改革的重要組成部分。利用教學(xué)改革項目進(jìn)行實驗系統(tǒng)的開發(fā)是教學(xué)改革的一個方向。綜合開發(fā)實驗系統(tǒng)的研究過程是理論教學(xué)和實驗教學(xué)相結(jié)合的實驗教學(xué)改革的過程。實踐證明：這對提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常有效。同時教師在認(rèn)真完成項目的同時，對進(jìn)一步做好高校教學(xué)改革工作有了更深刻的認(rèn)識和體會，在國家正式刊物上發(fā)表了多篇科技和教改文章。

實踐表明：要將實驗課程和現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合，精心設(shè)計不同實驗所占的比重，按不同層次大學(xué)生的需求，以及學(xué)生的不同特長及愛好安排實踐內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生學(xué)會新的設(shè)計方法和技術(shù)。實驗教學(xué)運作模式的調(diào)整，改變了學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高了學(xué)生的綜合設(shè)計和工程實踐能力，為走向工作崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。而高校教師利用教改立項開展實驗開發(fā)系統(tǒng)的研究是教學(xué)改革的一個新方向和探索，也是貫徹高校教學(xué)改革精神十分見成效的方法。

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