实验教学示范中心特色建设的研究与实践

陈 琼 陈黎娟 吴开志

摘要本文阐述了加强示范中心特色建设的必要性,介绍了示范中心在实验教学改革、资源利用、创新实验室的管理、实验教师队伍建设和自制实验设备等特色建设方面的一些措施。

关键词实验教学示范中心特色建设

中图分类号:G64文献标识码:A

实践教学是培养创新型人才的重要环节,实验教学中心是实践教学的组织者和执行者,其建设的水平将直接影响实践教学效果,而实验教学示范中心是实践教学的先进代表,加强其建设研究与探索对创新型人才培养具有非常重要的意义,对于进一步优化资源配置,提高办学效益,深化实验室管理体制改革,提高资源共享水平,强化办学特色,提高办学水平,促进学校发展具有积极意义。然而许多实验教学示范中心建设验收后,不重视特色建设研究,停留在原有的建设水平,未能跟上科技发展速度,致使其水平下降、特色不再,失去其示范作用。因此,加强特色建设对于实验教学示范中心特别是技术型示范中心显得尤为重要。以下介绍我校“单片机与嵌入式系统”实验教学示范中心在特色建设过程中采取的一些措施。

1 加强实验教学改革和学科及特色专业建设相结合,保持教学内容先进性

实验中心建设初期建设重点在硬件建设,与其他高校实验平台区别不大,显示不出鲜明的特色,需经过较长时间教学改革与经验积累,形成自身特色。在实验教学改革中,我校“单片机与嵌入式系统”实验教学示范中心主要做了以下几方面工作:

(1)改革实验教学体系,减少验证性实验,增加设计性、综合性实验。在《微机原理》和《单片机技术》实验课程中保留几个经典验证性实验,如基础程序设计及接口技术实验等,增加了多个设计性、综合性实验使学生由被动变主动,发挥学生学习中的主观能动性,充分激发学生创新意识,努力培养他们的创新实践能力。并根据当前社会发展的需要和市场的需求,有目的的开发了一些实用型、设计型、复合型的实验专题,这对学生今后就业有很大的好处。

(2)将实验教学改革与学科建设和特色专业建设相结合,彰显特色。根据学科发展的动态,对原有的教学课程进行认真地分析和筛选,剔除一些陈旧的实验和内容,增加具有前沿性、交叉性的实验内容,并对部分实验项目进行重组及整合,探索出一条科学的实验教学的新思路,努力做到验证性实验精炼有效、创新性实验不拘一格,实验教学发挥最好效果。结合电子信息工程专业特色,推出了几个非常有专业特色综合性实验项目,并设计自制了相应的模块化实验平台,如温度检测与控制系统,语音信号处理系统等实验平台。

2 加强与实践教学相结合,积极开展技术培训,提高资源利用率

实验中心主要承担学校的实验教学任务,通常仪器设备利用率偏低,如何进一步发挥实验中心的作用,合理利用好其仪器设备及场地,对目前教学资源相对不足的情况具有重要作用。我校“单片机与嵌入式系统”实验教学示范中心除承担全校《微机原理》和《单片机技术》等实验外,还承担了信息工程学院的专业课程设计和部分毕业设计,充分提高资源利用率。在专业课程设计中,安排在实验结束后的学期最后几周,负责学生一周的单片机编程训练,两周课题设计制作及调试,一次上机测试,学生经过专业课程设计训练后,实践能力得到很大提高。

由于专业技术由学习、掌握到应用需要较长过程,可专业技术课程如《单片机技术》、《FPGA原理及应用》课程在大三开,开出时间较晚,使学生无足够时间消化掌握,且无法较好完成电子竞赛等项目及创新性实验项目。鉴于此,中心每学年暑假开办了“单片机技术”、“EDA技术” 培训,针对二年级学生开“单片机”,一年级学生开“EDA” 培训,到目前为此,“单片机”开了3期,“EDA”开了1期,效果不错,表现在参加大学生电子设计竞赛及挑战杯的学生均来自于受中心培训学生且其相应课程考试成绩普遍较好。由此初步建立了单片机、EDA应用技术培训项目,使学生较早进入专业技术应用领域,技术开发能力得到提高,毕业就业情况良好。DSP和ARM9培训项目由于多种原因尚未开始,但部分指导教师在毕业设计时指导学生DSP和ARM9技术的毕设课题,反映这部分学生就业状况很好。

3 加强教师科研能力培养,提高实验教学师资的整体水平

中心建设中教师队伍的建设是核心,中心制订了两不脱离的方针,即中心建设与学科建设不脱离、理论教学和实践教学不脱离。中心为了加强实验室教学队伍的建设,提出实验室人才培养的方案,其核心是建立激励机制、完善考核体制,并制定了一系列细则,打破理论与实验教学队伍界限,促进教学队伍教学水平的整体提高。规定:理论教学教师必须参与实验教学,实验教师必须进修理论课程,必须参加科学研究,参加实验内容的改进、设备的改造、仪器的更新等工作,从而在理论上和实验的水平上跨上一个更高的层次。

针对实验教师和实验管理人员水平偏低的问题,我校采取有效的措施,鼓励教师向实验教学和实验管理分流,逐步提高高职称人员在实验教学队伍中的比例。规定青年教师在上理论课之前先在实验室工作一段时间,以取得实验研究的基本技能,打好教学与科研的基础,几年来,根据学科建设的要求,中心在不断引进人才的基础上,鼓励青年教师继续在职攻读更高层次的学位,到目前为此,中心所有教师均获硕士学位,其中2人在读博士。此外,中心要求所有教师均要加入相应的科研团队,不断提升科研实践能力,为进一步提高中心的建设水平奠定了良好基础。

4 加强自制实验设备及实验平台,保持技术水平的先进性

实验中心建设需要很大资金投入,其实验平台是经过优选购置的,技术水平相对较高,能满足大部分实验要求,然而由于科技水平的快速发展,几年时间就使原有的实验平台较难适应实验教学要求,特别是设计性、综合性和研究性实验要求。重新购置实验系统所需费用大,在当今办学经费都紧张的情况下很难实现,即使有的学校能实现,几年后又如何呢?从实际出发,自制实验设备与实验平台不失为一重要途径,也是保障其实验技术水平先进性的重要措施之一。其作用表现为:

(1)自制实验设备,一方面可以大大降低成本、节约经费,更好的满足学生的实践教学环节的需要。另一方面教师通过自制实验设备过程积累更多的工程实践经验,有利于教师教学水平的提高。

(2)自制模块化实验平台可以满足设计性、综合性和研究性实验要求,可以较好的完成系统功能设计,有利于培养学生工程实践能力

中心充分利用了现有的技术资源开展实验装置自制,主要有:电桥与放大电路板、温度控制电路板、静态显示电路板、7279键盘显示电路板、74LS164静态显示接口电路板、智能化语音录放系统板、单片机基础训练综合实验系统板、单片机最小系统板、高性能单片机最小系统板、DSP最小系统板。其中单片机最小系统板主要用于专业课程设计和毕业设计,DSP最小系统板主要用于毕业设计和电子设计竞赛。

5 加强创新实验室的建设及管理,培养更多优秀创新型人才

研究性、创新性实验是目前在本科生系列实验中能力培养层次最高的阶段,主要启发学生思维能力和创造欲望。创新性实验平台是创新型人才培养的保障系统,为动手能力较强的学生进行创新设计提供较完备的实验设备和开放的实验环境,培养学生的创新思维,激发发明创造的潜能。通过实验室开放,让学生自拟题目并确定可行性方案,并定期举办创意大赛。鼓励学生勇于提出自己的想法,择优挑选; 经过教师审核,然后投入资金,支持学生完成项目,使学生经历设计、硬件制作、软件编写、调试等过程,最终完成电子系统设计要求。在管理方式上,中心采用导师制和学生自主管理相结合的方式,全天候向学生开放。支持学生课外科技活动,倡导成立学生科技协会,更好地推动学生课外科技活动的开展。学生申报的校“三小”项目、挑战杯项目和电子设计竞赛项目均可在导师指导下,在创新性实验室完成,晚上主要由科技协会干部管理,真正实现了全天候开放,取得较好效果。完成多项“三小”项目、挑战杯项目和电子设计竞赛项目,其中“基于数字罗盘导航的无人驾驶飞机控制器的设计”获2008年南昌航空大学首届“创新杯”特等奖,“智能公交电子站台的设计” 获二等奖;“基于GSM的远程冰冻监测仪”获2008校“三小”一等奖,“太阳能公共楼道自控式照明系统” 获2007校“三小”一等奖。三年来指导学生在全国及省级电子设计竞赛和挑战杯中获一等奖1项,二等奖1个、三等奖3个,并获2009年第四届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车华南赛区竞赛三等奖1个、优胜奖1个。

6 结束语

特色建设是省级实验教学示范中心建设的核心,是提升实验教学示范中心水平和教育质量的重要举措之一。各实验中心应结合自身传统优势及学科和特色专业等特点,不断改革创新,不断总结在示范中心建设中所取得的经验,并根据高等教育发展和创新人才培养的新形势,力争在实验教学改革、技术培训、实验教学条件建设,管理机制等方面取得更加显著的成效,特色更加突出,成为实验室建设与管理的品牌,发挥出更大的示范和辐射作用。