電信實驗教學(xué)示范中心綜合實驗平臺的構(gòu)建與實踐

何東鋼，谷 軍，李 響，王建彬

（大連海洋大學(xué) 信息工程學(xué)院，遼寧 大連 116023）

2013年9月，大連海洋大學(xué)電信實驗中心被批準(zhǔn)為遼寧省級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)單位。學(xué)校根據(jù)教育部和遼寧省關(guān)于實驗教學(xué)示范中心建設(shè)、評審的標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)校的實際情況，制訂了具有海洋特色的電信實驗教學(xué)示范中心綜合實驗平臺的建設(shè)規(guī)劃［1］，并抓緊實施。筆者從實驗教學(xué)示范中心實驗平臺的構(gòu)建、信息化管理平臺的構(gòu)建和實驗室運行機(jī)制3方面闡述該電信實驗教學(xué)示范中心綜合實驗平臺建設(shè)的思路和具體做法。

1 電信實驗教學(xué)實驗平臺構(gòu)建

1.1 中心概況

大連海洋大學(xué)電信實驗教學(xué)中心成立于2000年，前身是1973年成立的電子技術(shù)實驗室。中心現(xiàn)下設(shè)23個功能實驗室、創(chuàng)新實驗室和遼寧省海洋信息技術(shù)重點實驗室。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，學(xué)校構(gòu)建了電類公共實踐平臺、大學(xué)生科技創(chuàng)新平臺、專業(yè)技能實踐平臺、專業(yè)基礎(chǔ)實踐平臺、校外實習(xí)實訓(xùn)平臺等5個實踐教學(xué)平臺，實驗室的總面積達(dá)到3 188 m2、設(shè)備1 200余臺（套），設(shè)備總值1 300多萬元，可同時容納600余人做實驗。

目前，中心面向本校18個專業(yè)開設(shè)有實驗課程50門、實驗項目400個，承擔(dān)全校理工專業(yè)本科生電工電子類公共基礎(chǔ)實驗課［2］和電子信息工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動化、通信工程、海洋技術(shù)等專業(yè)的實驗課、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)生科技創(chuàng)新，同時承擔(dān)計算機(jī)軟件與理論、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、軟件工程等3個碩士點的實驗課、畢業(yè)論文和科研任務(wù)，年均實驗學(xué)生4 620人，實驗課總?cè)藭r數(shù)196 080人學(xué)時。

中心根據(jù)培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型人才的需求，大力開展實踐教學(xué)改革，進(jìn)一步增加實踐教學(xué)比重、優(yōu)化實驗課程體系、加強(qiáng)共享平臺的建設(shè)、改革實驗教學(xué)內(nèi)容［3］。中心注重建立體現(xiàn)工程性、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性、研究性的多層次的實驗教學(xué)體系，對學(xué)生進(jìn)行循序漸進(jìn)、不間斷的實踐能力的培養(yǎng)，并貫穿于學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)的全過程。

1.2 電信實驗教學(xué)中心實踐教學(xué)的4個層次

（1）基礎(chǔ)教學(xué)層。教學(xué)內(nèi)容是與理論教學(xué)平行搭配的基礎(chǔ)類實驗，是必修實驗，教學(xué)目的是使學(xué)生更好地消化和理解理論課程所學(xué)內(nèi)容，并具備基本的實踐能力。采用的教學(xué)模式是：任課教師進(jìn)行細(xì)微化示范教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生扎實的專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)、良好的科學(xué)實驗習(xí)慣、實驗操作技能和數(shù)據(jù)處理能力，突出專業(yè)理論知識在實驗教學(xué)中的支撐。

（2）綜合設(shè)計層。其內(nèi)容、難度和綜合性均高于基礎(chǔ)實驗，具體體現(xiàn)在課程知識的系統(tǒng)化，要求學(xué)生獨立進(jìn)行實驗［3］。實驗?zāi)康氖桥囵B(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、項目分析和自主學(xué)習(xí)能力，能夠貫通和拓寬專業(yè)知識。采用的教學(xué)模式是：圍繞課程所學(xué)，逐步淡化指導(dǎo)教師在實驗中的主導(dǎo)，使學(xué)生獨立完成或團(tuán)隊完成實驗任務(wù)，倡導(dǎo)自學(xué)。

（3）創(chuàng)新研究層。其內(nèi)容主要是通過大學(xué)生創(chuàng)新性和研究性實驗、企事業(yè)合作實踐實訓(xùn)以及各類科技創(chuàng)新與競賽活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力、研究能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。采用的教學(xué)模式是：實驗由學(xué)生主導(dǎo)、以項目為組織形式、由團(tuán)隊協(xié)作完成，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊精神。

（4）科技研究層。其主要內(nèi)容是學(xué)生參加指導(dǎo)教師主持的科研項目，指導(dǎo)教師提出項目要求并由學(xué)生具體實現(xiàn)。具體包括各級各類科學(xué)研究類項目、企事業(yè)單位委托的研究項目等。本層次實踐教學(xué)要求學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下破解難點，完成實施內(nèi)容。

1.3 實驗中心的開放模式

中心為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神，采用多種開放模式，以提供更方便的工程實踐環(huán)境。

（1）借助實驗室開放查詢系統(tǒng)，實行實驗室時間、內(nèi)容、設(shè)備、場地的全方位開放，學(xué)生可以預(yù)約和自主選擇實驗內(nèi)容，提高實驗室資源利用率。

（2）為保證實驗課中未完成的實驗?zāi)茼樌瓿桑ＷC創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和各種科技競賽等實踐環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行，中心的10個實驗室（包括單片機(jī)實驗室、電路實驗室、嵌入式實驗室、科技創(chuàng)新實驗室等）全天候開放，由指導(dǎo)教師和實驗教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)和管理，為學(xué)生自主實踐提供實驗環(huán)境和實驗條件。

中心為每個開放實驗室安排1名學(xué)生助教，在業(yè)余時間協(xié)助教師進(jìn)行實驗室的管理和指導(dǎo)；采用高年級學(xué)生帶低年級學(xué)生組成創(chuàng)新團(tuán)隊，加強(qiáng)不同屆別、不同專業(yè)學(xué)生之間的合作，使得創(chuàng)新活動能持續(xù)開展。

2 信息化管理平臺的構(gòu)建

中心在校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上建設(shè)了全覆蓋的網(wǎng)絡(luò)平臺。中心內(nèi)部組成了局域網(wǎng)，內(nèi)部信息可以直接交換；中心的局域網(wǎng)與校園網(wǎng)絡(luò)連接，共享學(xué)校的網(wǎng)上資源；可與外網(wǎng)連接，進(jìn)行瀏覽和信息交換。中心全域采用無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提供無線上網(wǎng)。

中心網(wǎng)站集信息平臺、管理平臺、服務(wù)平臺功能于一體［4］，建有儀器設(shè)備管理系統(tǒng)、實驗室開放查詢系統(tǒng)、虛擬仿真系統(tǒng)、實驗教學(xué)資源系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺。基礎(chǔ)平臺的總體設(shè)計框架如圖1所示。

圖1 基礎(chǔ)平臺的總體設(shè)計框架

（1）儀器設(shè)備管理系統(tǒng)的主要功能是對實驗室的儀器設(shè)備、家具、低值品、耗材的購買、入庫、出庫等進(jìn)行審批管理，并方便查詢。

（2）實驗室開放查詢系統(tǒng)主要功能是查詢實驗室開放使用情況和中心設(shè)備的分布情況，方便教師和學(xué)生更好地預(yù)約實驗室。

（3）虛擬仿真系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)真實實驗不具備條件或難以完成的教學(xué)功能，具有網(wǎng)絡(luò)化、開放化、交互化、簡單的特點［5］，是傳統(tǒng)實驗的重要補(bǔ)充。中心現(xiàn)可以為3個專業(yè)的學(xué)生提供50個虛擬仿真實驗項目，虛擬仿真實驗資源包括模擬仿真模塊和虛擬實驗?zāi)K（現(xiàn)以模擬仿真模塊為主），通過仿真軟件構(gòu)建模型、設(shè)定參數(shù)、采集數(shù)據(jù)、總結(jié)分析4步完成實驗過程。以Multisim開設(shè)的虛擬仿真實驗，學(xué)生可以先在Multisim平臺上設(shè)計、仿真，然后在實驗室搭建電路［6］，通過軟件的仿真提高實驗的成功率，培養(yǎng)了學(xué)生的電路設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和計算機(jī)應(yīng)用水平，并減少設(shè)備的損壞。LabVIEW開發(fā)平臺解決了傳統(tǒng)教學(xué)中儀器設(shè)備資源分散、短缺、陳舊的問題［7］，可以進(jìn)行模擬電路、自動控制原理等多門課程的大部分實驗。對那些需要昂貴設(shè)備、涉及高危和極端的環(huán)境，不可及、不可逆操作的實驗，用虛擬仿真實驗仍然取得了很好的實驗教學(xué)效果［8］。

（4）實驗教學(xué)資源系統(tǒng)主要包括教師講課錄像、實驗操作演示、實驗教材、實驗教學(xué)課件、實驗教學(xué)大綱、儀器設(shè)備使用說明及課件、元器件使用手冊等。中心現(xiàn)有電路實驗、數(shù)字電路實驗、模擬電路實驗、電工電子實驗、工藝實習(xí)等5門實驗課的教學(xué)資源，其中大部分錄像是教師用手機(jī)拍攝，或用camtasia studio 8.0軟件進(jìn)行屏幕或PPT形式錄制成微課的形式，供學(xué)生課前、課后隨時下載觀看。中心也積極利用學(xué)校的畢博教學(xué)平臺、精品課程網(wǎng)站開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的共享，為學(xué)生提供了實驗學(xué)習(xí)的便利條件。

中心網(wǎng)站由專人負(fù)責(zé)信息的發(fā)布和日常維護(hù)，受理實驗室預(yù)約等工作，并與學(xué)校網(wǎng)站相結(jié)合，提供了實驗選課預(yù)約、成績管理及網(wǎng)上師生交流等功能，為信息化管理提供了便捷的條件。信息化管理平臺是示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容，中心一直在不斷地建設(shè)與完善它，為申請省級電信虛擬仿真實驗教學(xué)中心和國家級電信實驗教學(xué)示范中心做著積極的準(zhǔn)備。

3 運行機(jī)制

3.1 管理制度

中心有嚴(yán)格、完善的管理制度和有效的管理措施，保障了實驗室正常開放和平穩(wěn)運行。中心實行校、院兩級管理，中心主任、副主任由學(xué)校聘任。教師也實行聘任制，競爭上崗、雙向選擇，由中心集中統(tǒng)一管理。

中心下屬實驗室由專人負(fù)責(zé)管理，包括日常運行管理、安全和衛(wèi)生管理、設(shè)備的使用和維護(hù)維修管理等，要求每個實驗室做好上課記錄、儀器故障及維修記錄、實驗室開放記錄。中心盡最大可能為校內(nèi)學(xué)生和社會人員開放，實現(xiàn)資源共享，提高資源利用率。中心的設(shè)備資源由中心統(tǒng)一管理，校國有資產(chǎn)與實驗室管理處與中心各存有儀器設(shè)備的電子及紙質(zhì)檔案，每臺儀器設(shè)備上貼有固定編號，賬、物、卡及數(shù)據(jù)庫完全相符［9］。學(xué)校、學(xué)院和中心制定了一套較完整的規(guī)章制度，如“大連海洋大學(xué)儀器設(shè)備管理細(xì)則”、“大連海洋大學(xué)實驗室儀器設(shè)備管理、借用及損壞、丟失賠償制度”、“實驗室管理制度”等。

3.2 考評辦法

中心采用年度考核和3年聘期考評相結(jié)合的方式對中心教師進(jìn)行工作考評。年度考評在每學(xué)年末由學(xué)院統(tǒng)一進(jìn)行；聘期考評由學(xué)校布置、中心執(zhí)行。對教師的教學(xué)考評采用教學(xué)督導(dǎo)組聽課、學(xué)生網(wǎng)上評分等多種形式，考評結(jié)果對教師職稱的晉升和評聘有直接的影響。學(xué)校每年舉行新來青年教師考核、青年教師講課大賽，幫助青年教師提高教學(xué)水平；對教學(xué)事故采用一票否決的辦法，以杜絕教學(xué)事故的發(fā)生［10］。

3.3 質(zhì)量保證體系

為了進(jìn)一步提高實驗教學(xué)的質(zhì)量，中心采取了一系列措施，形成了完善的質(zhì)量保證體系。

（1）規(guī)范的教學(xué)制度。學(xué)校和中心都制定有嚴(yán)格的教學(xué)規(guī)范制度，主要包括：“大連海洋大學(xué)教師教學(xué)工作規(guī)范”、“大連海洋大學(xué)實驗教學(xué)管理規(guī)定”、“大連海洋大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）資格審查規(guī)定”、“大連海洋大學(xué)本科生課程免聽、免試與免修實施細(xì)則”等。

（2）多元化的教學(xué)方式。由于中心采用四層次實驗教學(xué)體系，不同層次實驗教學(xué)對實驗課的要求也不同：對于基礎(chǔ)層次實驗教學(xué)，學(xué)生要獨立自主完成實驗，要求做到一人一組，保證每位學(xué)生獨立操作、獨立完成［11］；對于其他層次的實驗教學(xué)則采用團(tuán)隊的形式，以學(xué)生為中心，倡導(dǎo)自學(xué)。

（3）課程考核向過程考核轉(zhuǎn)移。為了全面、客觀、公正地反映學(xué)生的真實水平和實踐能力，合理給出實驗成績，改變以往一考定成績的考核方式，轉(zhuǎn)變?yōu)槿粘？己撕推谀┛己讼嘟Y(jié)合、注重日常實驗的考核方式?？记凇㈩A(yù)習(xí)報告、實驗操作過程、實驗報告等內(nèi)容占實驗課總分?jǐn)?shù)的40%；期末考核占總成績60%，考試形式是一人一組，抽題簽考試，在規(guī)定時間完成操作內(nèi)容后，教師對相關(guān)考試題目進(jìn)行口頭提問，根據(jù)完成情況記錄學(xué)生的期末成績。

（4）校教學(xué)質(zhì)量與保障處對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。學(xué)校制定了聽課制度，教學(xué)檢查制度、學(xué)生打分評價制度、學(xué)生和教師座談會制度等，檢查結(jié)果及時反饋給授課教師及有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。

4 結(jié)束語

實驗教學(xué)示范中心建設(shè)是一項長期的系統(tǒng)工程，大連海洋大學(xué)電信實驗中心經(jīng)過近幾年的建設(shè)，在硬件、軟件方面均處在水產(chǎn)類高校同類實驗中心的先進(jìn)水平，對校內(nèi)其他的實驗教學(xué)中心也起到了示范引領(lǐng)作用［12］。近年來，學(xué)生承擔(dān)了各級各類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（其中國家級5項、遼寧省14項、校級22項，院級4項）并取得較好成績，參加教師承擔(dān)的科研課題40余人次，學(xué)生以第一作者身份發(fā)表論文10余篇，100多人次獲獎。中心將以我校新校區(qū)建設(shè)為契機(jī)，積極探索高等院校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)共建共享實驗平臺的新模式，構(gòu)建服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的實驗教學(xué)服務(wù)支撐體系。

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