通信工程省级实验教学示范中心建设的探索与实践

邸敬　郑玉甫　蒋占军

摘 要 兰州交通大学通信工程实验教学中心在建设省级实验教学示范中心进程中进行了有益的探索与实践。结合实验中心建设和改革的具体案例，从实验的教学定位、实验教学改革、实验教学体系建设、实验教学方法与手段改革等方面进行详细阐述。

关键词 实验教学示范中心；通信工程；实验教学改革

中图分类号：G482 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）04-0021-03

1 引言

兰州交通大学通信与信息系统学科一直是甘肃省和铁道部的重点学科，多年来为区域经济发展和轨道交通建设培养了大批优秀的工程技术人才。“通信工程实验教学中心”是该学科的本科学生工程实践和创新能力培养的重要基地。兰州交通大学在建设省级通信实验教学示范中心进程中进行了有益的探索与实践，中心在实验教学理念、实验课程体系、实验教学模式、开放式实验教学、实践能力和创新精神培养等方面进一步进行了一系列的改革和探索，在电工电子和计算机两个国家级实验教学示范中心基础平台的支持下，结合本中心的专业实践教学平台，形成了通信信息类专业完整的层次化实践教学课程体系，形成了一个集实验教学、校内实习、学科建设与科学研究于一体的实验教学平台。通过几年来的建设，实现了理论教学与实验教学统筹协调的发展氛围。

2 实验教学定位

实验教学是高等学校整个教学过程的重要组成部分，改变实验教学依附于理论教学的传统观念，形成理论教学与实验教学统筹协调的理念和氛围，是高等学校实验教学改革的方向[1]。围绕全面推进素质教育、培养学生创新意识和实践能力的教学目标，中心以人才培养为根本，以能力培养为主线，树立“以人为本，因材施教，求实创新，综合培养”的教育理念，建立全方位、多层次、模块化创新能力培养新体系。中心实验教学的根本任务是：传授通信系统与信息处理的基本方法与专业技能，加强基本实验能力、专业实践能力和创新能力的培养[2]。通过实验教学环节，培养学生理论联系实际、实事求是、严谨务实的科学态度；培养学生解决问题的实际能力和创新意识。

3 实验教学改革

通信工程实验教学中心的基础性、实用性直接决定了通信工程专业、电子信息专业、物联网工程专业等专业学生的培养质量。据此，中心提出“以本科教育为主，以培养知识、能力、素质协调发展的创新性人才为目标，构建一个基础、综合、创新实验教学层次分明的、课堂教学与实验教学相互促进”的实验教学中心的总体建设思路，围绕该思路广泛深入地开展实验教学体系、实验教学内容、实验教学模式和实验教学方法的改革，主要进行了以下几方面的建设工作。

1）进一步更新实验教学观念，确立实验教学环节在知识传承和能力培养中的重要地位。实验教学虽然离不开理论知识的支持，但是实验教学有其自身的特点和规律。中心将一些课程的实验教学从理论教学中分离出来，对实验教学进行统筹规划，按照人才成材规律，合理安排实践教学环节。

2）构建具有学院办学特色的实验教学新体系。根据不同专业、不同类别的学生，本中心以“基本能力培养→综合能力提高→探索创新能力培养”为主线，贯彻“立足基础、注重层次、突出特色、加强能力”的指导思想，构建具有学院办学特色的基础性、综合性、工程性、创新性，层次化、开放化、行业化、个性化培养相结合的实验教学新体系，并建立与之相适应的实验教学平台。在实验教学体系设置上体现基础性、综合性、工程性和创新性，实现实验教学与理论教学相结合、实验内容与通信工程、电子信息工程相结合、基本能力与创新能力培养相结合。实验教学形式体现层次化、开放化、行业化和个性化的特点。

3）加大实验室开放力度。通过实验室的全面开放，提高实验室的实效性，建立适应培养创新能力的实践教学体系。与企业联合培养人才，联合建立大学生科技创新平台，建设不同实习内容和层次的特色专业实践基地；紧紧围绕知识、素质、能力的协调，与签约单位共同进行实践教学课程体系与教学内容改革研究，建立校内和校外实践教学有机结合、相得益彰的实践教学新体系。

4）完善实验教学管理。改变以“教”为主导地位的管理方式，构建“以学生为主体、以能力培养为核心、以发掘学生潜力为宗旨的学生自主学习和实验”的开放实验教学管理运行机制。根据中心的实验资源量、实验内容的特点，实施集中实验教学和开放实验教学相结合的管理模式。坚持开展学生课外科技活动，培养工程应用型、创新型人才。

5）培养实验教学师资队伍。继续鼓励承担实验教学的教师积极申报实验教学改革项目立项，专心于实验教学方法研究，专心于实验操作技术的改进；制定鼓励教师从事实验教学的措施，通过政策鼓励吸引一大批工作在教学科研第一线的教师到实验中心指导实验，承担实验教学任务，既带动了实验中心专职教师水平的提高，又提高了整个实验中心的实验教学水平，保证了理论教学与实验教学、科学研究成果与实验内容更新的有机结合、相互促进。进一步加强实验教学队伍建设，建立职称结构、学历结构、年龄结构合理的实验教师队伍。

6）加强教学过程的改革创新。根据人才培养目标和体系特点，按平台设置实验教学课程，编写系列教材。不断进行实验实践教学的系统改革与发展，更新实验内容，增加创新性实验，提高实验教学水平，将学生培养成基础厚、素质高、有创新精神和创新能力的应用型和应用研究型专业人才。

4 实验教学体系建设

通信工程实验教学中心以兰州交通大学电工电子和计算机科学与技术两个国家级实验教学示范中心为支撑，不断完善专业实验室和企业实训基地建设，为学校信息类本科生打造先进的专业技术实践教学体系。理论教学课程体系构架如图1所示，实践教学课程体系架构如图2所示。

中心以学生为本，以高素质的人才培养为目标，不断促进学生知识、能力、素质协调发展，掌握基本实验知识，加强基本实验技能训练。提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，由此构建了三个不同层次的由浅入深、由易到难、由简单到综合，逐步培养学生具有创新意识、创新精神和创新能力的基础通信与信息处理实验教学体系，实现了由单纯实验技能训练转化到综合能力培养的实验改革过程。

1）基本型实验建设。中心重视基本型实验建设，强化“三基”（基本操作、基本技能、基本素质）训练，实验项目的设置充分体现了因材施教的教学理念。实验室和实验设备统一调配使用，实现资源共享，提高了实验室和实验设备的利用率。课程内容以通信与信息处理实验基本操作和基本技能培养为主，基础实验内容涵盖通信与信息处理方面的基础课程如通信原理、信息论基础、数字信号处理等课程的内容。每门实验课程的基础实验均由基本技能型实验和提高型实验组成，面向不同类学生，这两类实验又含有必做和选做两个层次：第一层次为必做项目，共计30余项，主要设置验证型和基本技能型实验项目，为理论课教学和更高层次的实验教学建立良好的基础；第二层次主要是技能拓展类实验项目，共计40余项，在开放性实验中由学生自主选择完成，难度和学生的自主性加大。

根据不同专业的要求，学生必须完成第一层次的实验，还可根据个人兴趣和能力选做第二层次的实验。

2）综合设计性实验建设。对于此类实验，各个实验内容都具有一定的综合性。例如：在电子信息综合实验平台上实现了软硬件的综合开发，在硬件方面又实现了电子信息基础和可编程芯片以及EDA方面的综合设计，从而培养了学生综合应用多学科知识的能力以及解决实际问题的能力。还有些是根据本中心科研成果提炼设计的，由教师设计实验目标或大致的技术路线，学生须自行设计实验方案完成实验工作。通过综合性设计性实验，使学生学会提出问题、分析问题和解决问题的科学方法。这类实验着重培养学生对各种基本技能的综合应用能力，提高综合素质。

3）研究创新型实验建设。在培养学生扎实的“三基”能力的基础上，优化实验内容，减少内容重叠，尽量减少验证性实验，不仅注重综合设计型实验建设，在此基础上又进一步加强研究创新型实验的建设，从而使实验课程不断迈上新台阶。

研究创新型实验大致有三种形式。

一是基础实验的延伸，让学生在原有实验的基础上，运用新方法和方案完成实验解决问题。

二是从科研课题抽出研究性实验，中心鼓励教师将最新的科学研究成果和技术转化为实验内容。另外，将科研课题带进实验课堂，提高了实验的层次与质量，亦大大开阔了学生视野，挖掘了学生的潜能，使其将所学的相关学科知识综合运用到实验中，做到学以致用。

三是深入的研究内容，教师提出研究课题，学生独立完成实验方案设计、实验装置安装调试、实验数据分析等工作，并撰写实验报告，通过实验培养学生的创新意识及创新能力[3]。

研究创新型实验通常采取学生2～5人一组，主要目的是让学生通过查阅文献，相互讨论，设计方案，测量数据，进行数据分析等，解决相对于自己的知识水平仍属于“新”的问题，最后撰写实验研究报告，实验导师给予必要的方法及方案指导[4]。

5 实验教学方法和手段改革

中心教师适应信息化社会的发展趋势，自主建立了通信与信息处理实验教学中心网站，包括中心介绍、实验预约系统、实验教学录像、多媒体课件、开放创新园地、资料下载等功能。在实验教学中采用下列教学方法和手段。

1）开放教学模式的打造。自主开发了通信与信息系统实验中心网站，包括中心介绍、课程建设、师资队伍、创新实践等功能，为校内外、省内外高校的学生与同行提供了交流的平台。

2）采用启发式教学方法。在实验教学中根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律，运用各种教学手段，采用启发诱导办法传授知识、培养能力，使学生积极主动地学习，以促进身心发展。

3）采用先进的实验技术平台与现代化教学手段。为了提高学生的学习效率，增强学习效果，实验中心在信息化建设中建立了新技术发展平台，积极开展多媒体教学，改变传统的教学模式。“通信基础实验”“现代交换技术实验”“数字信号处理实验”均采用多媒体教学，充分利用学校资源，改变传统的教学方式，进一步增强教学效果。

4）完善创新活动的奖励机制，增强师生创新活动的动力。学校出台奖励办法：对于在各级竞赛中获奖的学生给予800～4000元不等的物质奖励，优先考虑评选“三好学生”，优先向用人单位推荐；对指导教师在晋升职称时给予政策倾斜，物质上给予一定奖励。学校与学院对获奖师生举行隆重的表彰大会，鼓励师生积极参与竞赛，增强师生创新活动的动力。

6 结束语

中心自成立以来，在学校及各级部门的大力支持下，经过长时间的积累和建设，以强大的师资队伍和创新团队为后盾，以提高学生综合素质和实验创新能力为主线，以培养学生适合多样化的发展为原则，打破实验室各自独立的实验格局，实施“一体化、三层次、多平台、开放式”的实验教学模式；培养和锻炼了一批既有较高理论水平、又有较强实践动手能力的教师和管理人员，有力地促进了实验教学质量的提高，为中心的进一步发展奠定了坚实的基础；充分利用现代化教学手段、多媒体课件、网上虚拟实验等实验方式，有效地增强了实验教学效果，培养了大批高素质创新人才；树立以学生为中心的教学理念，通过开设综合性、设计性实验，有效地加强了学生创新精神、实践能力的培养力度。几年来，经过实验室资源的进一步整合与改革，中心的实验条件和教学质量有了更明显的提高，中心的管理得到更进一步规范。

参考文献

[1]邓晓莉，何强，柴宏祥，等.城市建设与环境工程实验教学改革思路与方案[J].高等建筑教育，2011（10）：31-34.

[2]王崇文，丁刚毅，闫达远，等.数字媒体技术实验教学示范中心建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2012，29（4）：140-144.

[3]张洪奎，朱亚先，夏海平，等.国家级实验教学示范中心建设的探索与实践[J].高等理科教育，2009（1）：22-26.

[4]郑春龙，胡惠君，蒋联海.省级实验教学示范中心建设实践与思考[J].实验室研究与探索，2007，26（5）：73-76.