以學生為本 培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力

習友寶, 李朝海, 陳 瑜, 陳學英, 董愛軍, 李 穎, 崔紅玲， 孫可偉

(電子科技大學 電子科學與工程學院，成都 611731)

0 引 言

電子科技大學為教育部以電子信息類專業(yè)為主的“211”“985”“雙一流”建設重點大學，學校非常重視學生的電子實驗教學。電子實驗中心承擔了全校電子信息類專業(yè)本科生的基礎(chǔ)實驗教學，是學生實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要基地，學生受益面廣、影響大。電子實驗中心成立于1988年，而今已走過而立之年，在此，進行回顧與總結(jié)，① 為了紀念，② 為了交流。

電子實驗中心(以下簡稱“中心”)長期以來致力于學生電子實驗教學，始終堅持“以學生為本”的教學理念，聚焦學生實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)，不斷探索、改革與創(chuàng)新，以適應技術(shù)的發(fā)展和社會對人才培養(yǎng)的需要。通過多年建設與積累，在實驗教學的硬件與軟件及示范輻射等方面，均取得了一定成績和成效。

1 電子實驗中心30年建設回顧

1988年，學校整合各院、系、所的基礎(chǔ)實驗室，以克服資源浪費，保證實驗教學質(zhì)量，成立了校級電子實驗中心。20世紀90年代中后期，中心對電子技術(shù)實驗課程進行了教學體系改革，提出了“基礎(chǔ)、應用、綜合”的“三段式”實驗教學體系[1]，獨立設置了3門列入本科培養(yǎng)計劃的必修實驗課程，編寫了實驗教材和課程大綱，取得了很好效果。期間，在學校“211”工程建設支持下，以及電子實驗中心作為“國家工科電工電子基礎(chǔ)課程教學基地”的學生工程訓練建設的主體，大大促進了中心的建設和發(fā)展，中心獲得1999年四川省“優(yōu)秀基礎(chǔ)課實驗教學中心”稱號。

2001年，學校進行院系、學科調(diào)整，電子實驗中心劃歸到電子工程學院。從而加強了中心學科背景的支撐，同時，進行了管理體制改革，在人事管理和行政上歸屬學院，而所需運行經(jīng)費及實驗室建設經(jīng)費由學校直接投入。中心探索構(gòu)建“基礎(chǔ)型、應用型、綜合型、設計型、創(chuàng)新型”的循序漸進的“五層次”實驗教學體系[2]，對課程內(nèi)容進行優(yōu)化與重組，重新制定了必修和選修實驗課程的教學大綱。其中，基礎(chǔ)型實驗主要為應知應會的原理性實驗及常用元器件識別、儀器儀表的使用、電子工程實踐(電裝實習)等；應用型實驗為模擬與數(shù)字單元電路實驗，由純硬件完成；綜合型實驗為模擬與數(shù)字、硬件與軟件的綜合系統(tǒng)實驗；設計型實驗為面向復雜工程問題、主要由學生獨立完成的特定要求的設計課題；創(chuàng)新型實驗則采用完全開放式教學方式，由學生自主完成具有一定創(chuàng)新意義的設計課題或小項目。“五層次”實驗教學貫穿于大一至大四的各學期，從基礎(chǔ)到創(chuàng)新逐步遞進。

2006年，電子實驗中心獲得教育部首批“國家級實驗教學示范中心”(電子類)稱號，中心全面進入“示范中心”建設階段[1-4]。2007年，隨著清水河新校區(qū)的啟用，以及學校辦學條件的不斷改善，中心獲得了更好發(fā)展。中心規(guī)劃建設學校教學需要的教學實驗室、開放實驗室、儀器維修室等，由教務處直管的“大學生科技創(chuàng)新中心”等，參與建設了中心專用網(wǎng)站和實驗室開放管理系統(tǒng)，使實驗室環(huán)境和整體教學條件得到極大改善。除硬件條件建設外，中心以實驗內(nèi)容更新為核心，以實驗課程、實驗項目建設為抓手，充實和豐富了“五層次”實驗教學內(nèi)容。對于基礎(chǔ)型和應用型實驗，引入Multisim電路仿真，數(shù)字電路實驗中引入FPGA；綜合型實驗中引入SOPC；對于設計型實驗，規(guī)范了學生選題、開題、中期檢查、設計報告與答辯、學分認定等管理；創(chuàng)新型實驗則主要面向電子設計競賽培訓，建設了“普適性”系列化培訓課程[5]，達到“以賽促學”。中心以實驗項目開發(fā)帶動實驗課程建設，2009年，中心有3個實驗項目入選《國家級電子實驗教學示范中心創(chuàng)新性實驗項目選編》。為適應新的教學內(nèi)容的需要，自制多種實驗裝置，重新編寫出版了相應的實驗教材。課程建設效果顯著，由中心建設的“現(xiàn)代電子技術(shù)實驗”課程獲得2007年國家精品課程[7]。此外, 為支持示范中心的建設與發(fā)展，學校和學院進一步明確中心“校、院兩級管理”“中心主任負責制”以及實驗室管理、儀器設備管理、教師考核、質(zhì)量保障、經(jīng)費保障等一系列政策和措施，并落到實處。

2012年，接受教育部“示范中心”驗收專家組現(xiàn)場考查驗收，并獲得好評。此后，中心配合學?！靶鹿た啤苯ㄔO、陸續(xù)開展工程教育專業(yè)認證，以及近年來的本科培養(yǎng)方案的修訂和2017年“雙一流”建設啟動后對各實驗課程的教學內(nèi)容再次進行了重新審定，面向解決復雜工程問題，更新實驗項目，開展挑戰(zhàn)性實驗課程、跨專業(yè)跨學科實驗課程建設，以及實驗MOOC建設、數(shù)字資源建設等。近年來，原競賽培訓系列化課程由創(chuàng)新學分課程規(guī)范化后，統(tǒng)一納入學?！巴ㄗR”課程體系。升級改造后的“現(xiàn)代電子技術(shù)實驗”獲2013年國家級精品資源共享課，并于2017年入選首批四川省精品在線開放課程；近3年來，中心共建設有4門MOOC實驗課程，均已在中國大學MOOC“愛課程”上線，其中《電子技術(shù)實驗基礎(chǔ)Ⅰ(電路分析)》和《電子技術(shù)應用實驗Ⅰ(數(shù)字電路基礎(chǔ)實驗)》分別 獲得2017年(首批)和2018年國家精品在線開放課程。

中心的建設與發(fā)展，均離不開每一位中心教師的積極參與和不懈努力，因此，中心的師資隊伍建設特別重要。新世紀以來，特別是獲評“示范中心”后，進一步明確了中心教師以實驗教學為核心的工作定位，確立了圍繞實驗教學及相關(guān)工作(如主持或參與教改項目、實驗室建設專項、開發(fā)新實驗、指導學生學科競賽與創(chuàng)新/創(chuàng)業(yè)項目、自制實驗裝置、編寫出版實驗教材、發(fā)表教學論文等)的考核機制[8]，同時，鼓勵教師承擔理論課教學，參與科研團隊，攻讀學位和國外進修，使實驗教學隊伍得到穩(wěn)定，并保持良好的動態(tài)平衡，教師的業(yè)務素質(zhì)和水平得到不斷提高。近年來，中心多位教師獲評正高級實驗師、副教授或高級工程師、高級實驗師，多名教師榮獲電子科技大學“我最喜愛的老師”稱號，以及省和學校教學成果獎、學校“先進工作者”“教學優(yōu)秀獎”等獎勵和榮譽。中心教師的個人與中心集體的發(fā)展相得益彰，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，正如驗收專家所說，“示范中心的建設關(guān)鍵是實驗師資隊伍的建設”。

2 體現(xiàn)“以學生為本”的教學理念

“以學生為本”[8-10]，雖然沒有一個權(quán)威定義，也有不同的翻譯，如，“Taking the needs of students as the primary concern”，或“Students-centered”“Students-oriented”，但作為一種普遍接受的教育理念，大致指以學生為中心，突出學生的主體地位，教育要服務于學生在社會現(xiàn)實生活中的需要，使學生獲得全面可持續(xù)發(fā)展。2017年6月21日，教育部在四川成都召開新時代全國高等學校本科教育工作會議[11]，會議強調(diào)，堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，“高教大計、本科為本，本科不牢、地動山搖”，突出了高校本科教學的重要地位，而本科教學就是要立足于學生成人、成才，即“以學生為本”。近10多年以來，在國內(nèi)高校中廣泛開展工程教育專業(yè)認證，也正是基于成果導向、以學生為中心、強調(diào)持續(xù)改進的OBE(Outcomes Based Education)教育理念[12-13]，其中的Outcomes即是指“預期學習產(chǎn)出”(intended learning outcomes)，而強調(diào)持續(xù)改進也是指向?qū)W生預期學習效果的，并且要求全體學生。因此，OBE教育理念本質(zhì)上就是“以學生為本”。

中心在長期的建設與發(fā)展過程中，較好地堅持和貫徹了“以學生為本”的教育教學理念。如“五層次”實驗教學體系，正是基于實驗教學特點和學生認知規(guī)律，從簡單到復雜、從基礎(chǔ)到創(chuàng)新，循序漸進，使實驗教學在有利于啟發(fā)學生科學思維和創(chuàng)新意識方面形成多點多面的覆蓋；中心設置的實驗課程，覆蓋了工程教育專業(yè)認證中12條畢業(yè)要求的多項內(nèi)容，如基本原理和方法、實驗方案制定、實驗結(jié)果評價、儀器設備和工具軟件的使用、實驗報告或設計報告的撰寫(書面表達)、團隊協(xié)作、科學精神與工程素養(yǎng)、環(huán)境與安全等；而實驗課程的主要內(nèi)容乃是全校電子信息類各專業(yè)的共性核心技術(shù)，必將為學生的后續(xù)學習乃至今后工作奠定重要基礎(chǔ)；每門課程的教學內(nèi)容、實驗項目都經(jīng)過精心選擇，使其具有趣味性、啟發(fā)性、典型性、工程性、適用性、實用性、探索性等，同時考慮與理論知識相結(jié)合、與實際工程應用相結(jié)合、課內(nèi)外相結(jié)合、線上線下相結(jié)合等；多元化的實驗課程考核方式及成績構(gòu)成比例設置，充分強調(diào)了實驗課程的平時積累與實踐特點；從2009年開始，為新生發(fā)放配備有數(shù)字電壓表、常用工具和常用元器件、面包板的“工具箱”，學生可在宿舍或開放實驗室進行簡單的電路設計、搭建、測試，完成一些小設計、小制作，激發(fā)和引導學生實驗興趣，提高了學生的主動性，效果良好；開放實驗室[6]為學生提供免費元器件材料、常用儀器設備，并可進行電路裝配等，還有教師值班指導，為學生課外實踐活動提供了良好條件；電子設計競賽培訓系列化課程，融合實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)與競賽活動于一體，堅持“普惠性”原則，使大面積學生受惠；中心教師的考核與獎勵條例，使教師專心圍繞實驗教學開展相關(guān)工作，提高實驗教學水平，更好地服務于學生。所有這些，都是“以學生為本”教育教學理念的具體體現(xiàn)。

總之，中心的硬件條件建設與各課程建設，以及相關(guān)制度建設和經(jīng)費保障等，有力促進了學生理論知識、實踐能力與創(chuàng)新能力、工程素質(zhì)和綜合素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，營造了學生勇于探索、勇于實踐的濃厚校園文化，教學效果好，近10多年以來，在全國大學生電子設計競賽活動中，我校學生獲獎總數(shù)名列前茅，2009年還獲得“NEC杯”最高獎，畢業(yè)生在國內(nèi)外IT領(lǐng)域獲得用人單位的廣泛贊譽。

3 示范輻射

中心立足于我校電子信息類專業(yè)本科生的基礎(chǔ)實驗教學，為學校人才培養(yǎng)做出應有的貢獻；同時，面向全國、面向社會，通過多種渠道和途徑發(fā)揮了良好的示范輻射作用。

中心每年接待大量國內(nèi)外領(lǐng)導、同行專家、實驗教師，以及中學師生、繼續(xù)教育學院的全國中職、高職師資培訓班學員等參觀訪問與交流，接待工程教育專業(yè)認證專家組現(xiàn)場考查，學校本科教學審核評估專家組現(xiàn)場考察(2017年)、教育部實驗室安全檢查(2017年)等；每年撰寫并提交示范中心“年度報告”，參加每年一度的國家級實驗教學示范中心電子學科組的年度工作會；從2014年開始，參與每年一度的“鼎陽杯”全國電工電子基礎(chǔ)課程實驗教學案例設計競賽活動(由教育部電工電子基礎(chǔ)課程教學指導委員會與國家級實驗教學示范中心聯(lián)席會聯(lián)合主辦)，其中，成功承辦了2016年度的活動；組織相關(guān)教學研討或舉辦培訓活動(如2009年7月的Xilinx川渝地區(qū)大學教師Workshop、2014年7月 “Agilent技術(shù)講座”和2015年5月“Atmel大學計劃嵌入式系統(tǒng)與無線應用巡回講座(成都站)”等)；接受兄弟院校的實驗老師進修學習，承擔學校人力資源部教師發(fā)展中心安排的新進校教師的實驗教學培訓等；邀請國內(nèi)教學名師來校舉辦專題報告會[14]；組織中心教師分批分次到高水平的兄弟院校進行參觀訪問與交流；參與兄弟高校示范中心教學指導委員會工作，與兄弟院校的中心深入交流和學習。

此外，中心建設的專用網(wǎng)站、國家精品課程、國家級精品資源共享課、精品MOOC、出版的教材、自制實驗裝置的推廣應用、發(fā)表的教學研究論文等，都發(fā)揮了良好的示范輻射作用。

4 中心發(fā)展展望

在實驗教學的構(gòu)成要素中，包涵了實驗教學理念、教學體系、教學內(nèi)容(實驗項目、實驗課程)、實驗教材、實驗儀器設備、考核方式、實驗環(huán)境與條件、環(huán)境與安全、師資隊伍、實驗教學手段和方法、信息化建設以及質(zhì)量保障、經(jīng)費保障、制度保障、教學管理、教學研究與改革等眾多方面，其中，實驗教學內(nèi)容是核心，它是學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的載體，因此，在今后的中心建設中，需要更加突出實驗教學的“內(nèi)涵式建設”，根據(jù)新技術(shù)、新工藝的發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，不斷更新、完善、豐富、拓展實驗內(nèi)容，打造實驗“金課”。同時，充分利用信息化、網(wǎng)絡化等現(xiàn)代教育技術(shù)，進一步完善在線開放課程(MOOC)，開發(fā)網(wǎng)絡化遠程實驗、虛擬仿真實驗等，使實驗教學線上線下相結(jié)合、虛實結(jié)合，相輔相成。

學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要不斷反復實驗、試錯、研究和探索，從陌生到熟悉、從熟練到精通，從而不斷積累經(jīng)驗，那些在“全國大學生電子設計競賽”中獲獎的學生就是最好的例證。對于基礎(chǔ)課程及其實驗，國外一流名校的教學計劃中，一般講課和實驗的課時比例都在1∶2或1∶3以上，相比而言，國內(nèi)高校的實驗學時數(shù)是很不足的。為此，實驗中心將繼續(xù)取得學校和學院的支持，增加實驗課程的學時數(shù)；采取課內(nèi)外相結(jié)合，使課外開放實驗成為課內(nèi)實驗的重要補充。中心進一步大力建設開放實驗室，拓寬開放實驗室場地，提升開放實驗室的儀器設備檔次、豐富元器件材料。

實驗師資隊伍是中心可持續(xù)發(fā)展的人員保障，因此，后續(xù)將通過“內(nèi)培外引”重在內(nèi)培，特別是具有工程背景的年輕教師的引進和培養(yǎng)，不斷優(yōu)化隊伍的年齡結(jié)構(gòu)、學歷結(jié)構(gòu)、學緣結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)等，建設一支熱心實驗教學、勇于探索、積極進取、滿足教學需要的高水平實驗教學隊伍。

5 結(jié) 語

電子實驗中心經(jīng)過30年的建設和發(fā)展，在學校和學院的關(guān)心支持下，以學生為本，緊跟電子技術(shù)的發(fā)展和教育教學改革的需要，不斷探索和改革，特別是，2006年獲評教育部首批“國家級電工電子實驗教學示范中心”和2007年搬遷至清水河新校區(qū)以后，中心得到了更好更快地發(fā)展，在實驗教學的各個方面都取得了一定成績，為我校人才培養(yǎng)做出了貢獻，同時，在國內(nèi)高校中產(chǎn)生了較大影響。

2017年，隨著“雙一流”建設啟動，學?；趯W科建設與發(fā)展的需要，進行了部分學院的整合，電子實驗中心重新劃歸為新成立的“電子科學與工程學院”。電子實驗中心將一如既往地秉持“以學生為本”的教學理念，以學生為中心，服務于學生實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，助力學?！耙涣鞅究啤苯ㄔO,為學校人才培養(yǎng)做出更大貢獻。

致謝特別感謝為電子實驗中心建設和發(fā)展給予大力支持和熱心幫助的學校領(lǐng)導、教務處領(lǐng)導和實驗教學督導組專家、國資處領(lǐng)導、電子科學與工程學院和原電子工程學院領(lǐng)導等校內(nèi)相關(guān)單位和領(lǐng)導，以及兄弟院校的領(lǐng)導和同行，還要感謝包括已退休的全體中心老師的不懈努力和辛勤工作。