國(guó)家級(jí)電信實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的改革研究

丁躍澆，張國(guó)云，李宏民，李 武，榮 軍

(湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院，湖南岳陽(yáng) 414006)

我院電子信息與通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)中心”)自2013年被確定為“十二五”國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(建設(shè)單位)以來(lái)，遵循“增素養(yǎng)、拓思維、育專(zhuān)長(zhǎng)、促創(chuàng)新”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，以?xún)?yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為重點(diǎn)，以創(chuàng)新管理運(yùn)行機(jī)制為保障，以培養(yǎng)工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，堅(jiān)持“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合，全面推進(jìn)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)，積極開(kāi)展電子信息與通信技術(shù)類(lèi)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的探索與改革，在教研教改、科學(xué)研究以及人才培養(yǎng)方面取得了一些突破。

1 實(shí)驗(yàn)中心概況

2009年8月，我校進(jìn)行院系調(diào)整，正式成立了本實(shí)驗(yàn)中心，依托信息與通信工程學(xué)院進(jìn)行建設(shè)。2010年6月以來(lái)，實(shí)驗(yàn)中心先后整合了省級(jí)“電工電子實(shí)踐教學(xué)示范中心”、省級(jí)“電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練中心”、“復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化與控制湖南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、湖南省“高校鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈物流與自動(dòng)化信息技術(shù)產(chǎn)學(xué)研合作示范基地”以及“洛陽(yáng)牡丹通信股份有限公司湖南省普通高等學(xué)校優(yōu)秀實(shí)習(xí)教學(xué)基地”等平臺(tái)資源，實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)日益完善。

實(shí)驗(yàn)中心實(shí)行學(xué)校、信息與通信工程學(xué)院兩級(jí)管理，專(zhuān)管與共用結(jié)合，面向全校，主要承擔(dān)信息與通信工程學(xué)院、物理與電子學(xué)院、計(jì)算機(jī)學(xué)院、機(jī)械工程學(xué)院和南湖學(xué)院5個(gè)學(xué)院的16個(gè)本科專(zhuān)業(yè)的相關(guān)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，包括電工電子基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn)、電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)，實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)，以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)、考賽培訓(xùn)等，實(shí)驗(yàn)中心所屬的電子信息技術(shù)創(chuàng)新基地、電子工藝實(shí)習(xí)基地、綜合實(shí)訓(xùn)基地，信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真室、單片機(jī)技術(shù)室、EDA技術(shù)室、機(jī)器視覺(jué)室和工程中心等以不同形式向全校學(xué)生開(kāi)放。2013年一年，實(shí)驗(yàn)中心接納實(shí)驗(yàn)學(xué)生2300人，年實(shí)驗(yàn)人時(shí)數(shù)達(dá)12.5萬(wàn)。

2 實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)改革與實(shí)踐

2.1 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2013年，實(shí)驗(yàn)中心圍繞目標(biāo)規(guī)劃，貫徹“增素養(yǎng)、拓思維、育專(zhuān)長(zhǎng)、促創(chuàng)新”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，以培養(yǎng)工程應(yīng)用能力和工程創(chuàng)新能力為主線(xiàn)，構(gòu)建了“課程實(shí)驗(yàn)”、“基于項(xiàng)目的綜合實(shí)踐”和“工程訓(xùn)練與科技創(chuàng)新”三個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，采用“研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)”“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐”和“工程實(shí)戰(zhàn)式體驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，使產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，在電子技術(shù)、信息處理、通信技術(shù)和控制技術(shù)四個(gè)方向?qū)W(xué)生開(kāi)展多元化實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)功能綜合、開(kāi)放有序、立體協(xié)同的開(kāi)放型多方協(xié)同實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)中心向集約化功能發(fā)展［1，2］。

2.2 整合實(shí)驗(yàn)課程平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)課程平臺(tái)主要針對(duì)學(xué)校電子信息與通信技術(shù)類(lèi)課程所對(duì)應(yīng)的配套實(shí)驗(yàn)課。根據(jù)開(kāi)放型多方協(xié)同實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)要求，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程平臺(tái)進(jìn)行整合和部分?jǐn)U建。經(jīng)過(guò)整合后的課程實(shí)驗(yàn)分室主要有:

(1)電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分室，主要開(kāi)設(shè)“電路分析”“低頻電子線(xiàn)路”和“高頻電子線(xiàn)路”等模擬電子技術(shù)類(lèi)課程所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程;

(2)數(shù)字技術(shù)實(shí)驗(yàn)分室，主要開(kāi)設(shè)“數(shù)字電路”“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”和“EDA技術(shù)及應(yīng)用”等數(shù)字電子技術(shù)類(lèi)課程所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程;

(3)信號(hào)與信息處理實(shí)驗(yàn)分室，主要開(kāi)設(shè)“信號(hào)與系統(tǒng)”“數(shù)字信號(hào)處理”“DSP原理與應(yīng)用”“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”和“數(shù)字圖像處理”等信號(hào)與信息處理類(lèi)課程所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程;

(4)測(cè)試控制實(shí)驗(yàn)分室，主要開(kāi)設(shè)“電子測(cè)量技術(shù)”“虛擬儀器原理與設(shè)計(jì)”“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”“PLC技術(shù)”“自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制”“自動(dòng)控制技術(shù)”等測(cè)試控制類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程;

(5)網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)分室，主要開(kāi)設(shè)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”“工業(yè)總線(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)”“現(xiàn)代交換與通信網(wǎng)”“通信原理”“網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)”“衛(wèi)星通信技術(shù)”和“微波與射頻技術(shù)”等網(wǎng)絡(luò)類(lèi)和通信類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程;

(6)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)分室，主要開(kāi)設(shè)“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法”和“面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)”等軟件類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程。

通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)課程平臺(tái)，可以開(kāi)設(shè)電子信息與通信技術(shù)類(lèi)全部的課程所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)工作［3，4］。

2.3 采用多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

1)項(xiàng)目研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

科學(xué)研究是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑，通過(guò)營(yíng)造研究型實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，通過(guò)讓學(xué)生有目的地參加教師的科研項(xiàng)目和各類(lèi)產(chǎn)學(xué)研、科技創(chuàng)新等項(xiàng)目，申報(bào)各類(lèi)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)中心的開(kāi)放基金項(xiàng)目，在項(xiàng)目研究中開(kāi)展有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如采用討論式、案例式等方法進(jìn)行研討式教學(xué)。

2013年，學(xué)生參加教師的各類(lèi)科研項(xiàng)目達(dá)45人項(xiàng)，成功申報(bào)國(guó)家專(zhuān)利4項(xiàng)，公開(kāi)發(fā)表論文8篇;申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目9項(xiàng)，其中，國(guó)家級(jí)2項(xiàng);參與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的自主研發(fā)活動(dòng)，獲計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)1項(xiàng)。通過(guò)研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合分析、工程應(yīng)用和科技創(chuàng)新能力［5］。

2)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

該實(shí)驗(yàn)教學(xué)法是目前實(shí)驗(yàn)中心所屬的電子信息技術(shù)及應(yīng)用創(chuàng)新中心和工程中心采用的一種重要教學(xué)方法。該方法采用項(xiàng)目的形式，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)模式在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)包括“項(xiàng)目分析、資料查閱、方案設(shè)計(jì)、制作調(diào)試、項(xiàng)目總結(jié)”5個(gè)環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力［6］。該教學(xué)方法實(shí)施的前期，學(xué)生便完成示波器設(shè)計(jì)、智能直流電源設(shè)計(jì)和溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等具體項(xiàng)目。進(jìn)入三年級(jí)以后，學(xué)生自學(xué)能力普遍得到加強(qiáng)，指導(dǎo)教師只需提出合適的訓(xùn)練項(xiàng)目，即可獲得強(qiáng)化訓(xùn)練的效果。若有競(jìng)賽活動(dòng)，學(xué)生也可根據(jù)自身情況決定是否參與。2013年實(shí)驗(yàn)中心繼續(xù)推進(jìn)和完善項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，在項(xiàng)目選取，導(dǎo)師篩選，過(guò)程監(jiān)控，成果評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行細(xì)化和量化，通過(guò)該教學(xué)法的探索和研究，新增省級(jí)教學(xué)研究改革項(xiàng)目2項(xiàng)，取得省級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，得到了省內(nèi)外同行和專(zhuān)家的好評(píng)。

3)工程實(shí)戰(zhàn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

工程實(shí)戰(zhàn)模式是項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的一種更高模式，在基于項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，采用實(shí)際工程項(xiàng)目在校內(nèi)或者企業(yè)對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。學(xué)生通過(guò)工程項(xiàng)目管理、實(shí)施訓(xùn)練，結(jié)合項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及最終的安裝、調(diào)試、整理資料、答辯等環(huán)節(jié)，切實(shí)提高學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力，培養(yǎng)他們獲取課本知識(shí)以外的科技工作者必須具備的基本技能［7］。2013年，這種教學(xué)方法在電子信息工程專(zhuān)業(yè)10級(jí)的工程實(shí)訓(xùn)中進(jìn)行了嘗試，通過(guò)后期跟蹤調(diào)查，學(xué)生們普遍反映效果好，對(duì)再學(xué)習(xí)的能力有很大的提高，懂得如何查閱文獻(xiàn)資料，如何根據(jù)需要選擇和購(gòu)買(mǎi)器件，如何開(kāi)展團(tuán)隊(duì)的分工合作等。

4)競(jìng)賽培訓(xùn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

組織學(xué)生參加各種專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽，由教師賽前指導(dǎo)，學(xué)生獨(dú)立參賽，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，如大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、大學(xué)生挑戰(zhàn)杯科技學(xué)術(shù)作品競(jìng)賽、大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)競(jìng)賽、“電腦鼠走迷宮”競(jìng)賽、程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽和電子技術(shù)技能大賽等。2013年，學(xué)生參加各種專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽，獲省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)22項(xiàng)，其中，國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)。各類(lèi)競(jìng)賽激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)踐的熱情，促進(jìn)其實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.4 探索與企業(yè)協(xié)同育人新機(jī)制

1)與企業(yè)共建工程中心

依據(jù)電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)科方向，學(xué)校主動(dòng)與國(guó)內(nèi)外電子企業(yè)進(jìn)行聯(lián)系，通過(guò)共建實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)基地和工程中心的方式，將學(xué)校和企業(yè)各自的優(yōu)勢(shì)充分聯(lián)系起來(lái)，創(chuàng)造雙贏(yíng)的校企合作模式［8］。例如:實(shí)驗(yàn)中心與東莞市富斯遙控模型技術(shù)有限公司緊密合作，采取公司資助一部分設(shè)備，學(xué)院投入一部分設(shè)備，學(xué)校購(gòu)置一部分設(shè)備，學(xué)校和企業(yè)共同培養(yǎng)師資，共同開(kāi)展研究的形式，建立了聯(lián)合工程中心。采用共建企業(yè)和學(xué)校同時(shí)配備指導(dǎo)教師的雙導(dǎo)師制，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。聯(lián)合工程中心現(xiàn)面向高年級(jí)本科生和研究生開(kāi)放，讓學(xué)生在校內(nèi)就能真刀真槍地接觸企業(yè)的項(xiàng)目，同時(shí)，也大力提升了部分教師的工程意識(shí)和能力。到2013年止，工程中心爭(zhēng)取到“多軸飛行器飛控開(kāi)發(fā)”等橫向課題共3項(xiàng)，為學(xué)生實(shí)踐實(shí)習(xí)提供了經(jīng)費(fèi)和項(xiàng)目保障。

2)推行“3+1”聯(lián)合培養(yǎng)模式

“3+1”即前3年在學(xué)校學(xué)習(xí)，后1年在企業(yè)實(shí)習(xí)，實(shí)行校企聯(lián)合培養(yǎng)［9，10］。通過(guò)講座介紹、現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察、閱讀相關(guān)資料、與相關(guān)崗位人員交流等方式，使學(xué)生熟悉企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)運(yùn)作流程、設(shè)備使用操作方法以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程等;再結(jié)合專(zhuān)業(yè)方向選擇企業(yè)導(dǎo)師，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行頂崗實(shí)踐，一般為一個(gè)半月;然后根據(jù)實(shí)際情況，通過(guò)雙向選擇，在企業(yè)導(dǎo)師和學(xué)校專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師的共同指導(dǎo)下，讓學(xué)生參與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、安裝和調(diào)試，或現(xiàn)有系統(tǒng)的改造升級(jí)等，一般為六個(gè)月，盡量讓學(xué)生參與項(xiàng)目的各個(gè)流程，以體會(huì)、理解和初步掌握采用系統(tǒng)工程和項(xiàng)目管理的思想、方法和技術(shù)解決實(shí)際工程問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程;最后，結(jié)合所參與的工程項(xiàng)目，整理、總結(jié)技術(shù)資料，撰寫(xiě)畢業(yè)論文和學(xué)術(shù)論文，一般為兩個(gè)月。

2013年7月，電子信息工程實(shí)驗(yàn)班分3個(gè)小組，赴東莞市速美達(dá)自動(dòng)化有限公司、東莞市奧源科技有限公司、東莞市富斯遙控模型技術(shù)有限公司，在廣州和深圳等地進(jìn)行了為期近一年的實(shí)習(xí)，學(xué)生反響良好，6位在東莞市奧源科技有限公司實(shí)習(xí)的學(xué)生，現(xiàn)在有5位正式與公司簽訂了就業(yè)協(xié)議。

3 結(jié)語(yǔ)

我校作為一所地方院校，實(shí)驗(yàn)中心自成功申報(bào)成國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心以來(lái)，在將近兩年的時(shí)間內(nèi)在教學(xué)研究、科學(xué)研究、學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)及獲獎(jiǎng)方面均取得了豐碩的成果。自2013年以來(lái)實(shí)驗(yàn)中心開(kāi)展了一系列的教學(xué)改革探索和研究，中心教師發(fā)表教研教改論文15篇、教改項(xiàng)目取得國(guó)家級(jí)立項(xiàng)1項(xiàng)，省級(jí)3項(xiàng)，獲省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)1項(xiàng)。在科研項(xiàng)目申報(bào)上面也取得了突破，新增科研項(xiàng)目13項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)2項(xiàng)，省部級(jí)5項(xiàng)，產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目4項(xiàng)，在國(guó)際期刊雜志發(fā)表論文53篇，成功申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利8項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，成功申報(bào)省部級(jí)科研成果獎(jiǎng)勵(lì)3項(xiàng)。

實(shí)驗(yàn)中心在創(chuàng)新性人才培養(yǎng)方面也做出了突出貢獻(xiàn)，培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀學(xué)生。學(xué)生承擔(dān)省級(jí)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目9項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)2項(xiàng)。學(xué)生申報(bào)實(shí)用型國(guó)家專(zhuān)利4項(xiàng)，學(xué)生以第一作者發(fā)表論文8篇，學(xué)科競(jìng)賽包括全國(guó)性的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和數(shù)學(xué)建模等獲得國(guó)家級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)，省級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)15項(xiàng)。

在建設(shè)實(shí)驗(yàn)中心過(guò)程中，我們深感應(yīng)該為地方院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供示范，為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)具有工程應(yīng)用能力的優(yōu)秀人才做出更大的貢獻(xiàn)。

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