实验教学是高等教育体系中必不可少的重要环节, 对提高学生的工程实践能力, 加深理解理论知识具有十分重要的作用。同时又是教学、科研、技术开发的重要平台, 它不仅能培养大学生的理论联系实际能力, 分析问题、解决问题的能力, 而且在培养学生的独立思维和创新能力方面发挥了重要作用。
我校的电工电子实验教学中心是河南省首批实验教学示范中心, 实验中心下设电路实验室、电工技术实验室、电子技术实验室、EDA实验室、SOPC实验室、微机原理实验室、检测技术实验室、计算机控制实验室、电子设计综合实验室等。实验中心一方面承担着全校电气信息类专业以及工科专业的各门电类课程实验, 同时还承担课程设计、毕业设计、大学生课外科技制作与科技创新活动、大学生电子设计大赛等任务, 满足培养学生综合创新能力的需要。
下面是我们在电工电子实验教学中心建设过程中的一些做法和体会。
1 示范中心建设的指导思想
遵循教育规律, 以先进的教育理念为指导, 以提高学生动手能力、创新能力为目的, 更新观念、开拓思路、跟踪学科最新前言技术, 及时充实实验教学内容, 不断改革教学方法。依托学科建设, 配合课程和专业建设, 强化师资队伍建设。以学生为本, 因材施教, 突出和发展特色。实施科学管理, 全面提高实验教学水平。
2 改革及建设思路
2.1 理顺关系, 科学管理, 营造以学生为本的和谐环境
遵照原国家教委《关于建设国家工科基础课程教学基地的通知》精神和教育部关于加强工科基础课程教学基地的意见以及《高等学校实验室工作规程》, 学校以实验课程体系、教学内容以及方法改革为动力, 以实验教学设备、手段建设为载体, 以实验教学示范中心的国家标准为规范, 实施实验教学质量工程建设。实验中心制订各项管理规章制度和政策文件, 进行规范管理。为满足现代化教学的需要, 实验中心实现了计算机网络化管理。在教学大纲和实验内容﹑要求等方面密切配合, 实现实验室对学生全面开放, 在实验项目和实验时间安排上逐步实现学生自主选择。
2.2 建设一支学术水平高、教书育人、结构合理的师资队伍
为培养有综合素质的人才, 首先要建设一支综合素质高的师资队伍。实验中心按照高起点的标准制订合理的师资队伍建设规划, 不断引进高层次人才, 安排教师进修学习, 提高实验中心师资队伍的学历层次。要求实验中心人员掌握科学领域的基本理论和实验技术、方法, 努力参加学科建设, 积极参加科学研究, 跟踪不断发展的电子信息方面的新技术和新知识, 满足指导各种实验的不同要求。
2.3 创造良好的实验教学条件
实验教学设备和教学软件是实验教学内容改革的载体, 要提高实验教学的水平和质量, 必须保证实验设备的先进性和足够的台套数。中心加大投资力度, 多方筹措资金, 购置实验教学仪器设备, 同时利用自制、联合开发研制的形式, 努力改善实验条件。设备要保证能够满足培养学生创新意识和动手能力的需要, 要保证能开发出综合设计性实验, 以满足本科教学水平评估的要求。
2.4 建立和完善网络化实验教学环境
配合理论教学改革和精品课程建设, 在加强实验教学体系建设的同时, 改革实验教学的方法和手段, 建设先进的﹑功能完善的网络化实验教学环境。有针对性地编写和修订系列实验教材, 开发具有特色的实验教学课件, 提高实验的开放性, 开展虚拟仿真实验方法的研究和试点, 提高学生的实验兴趣, 努力提高学生的动手能力、创新能力和分析、解决实际问题的能力。
3 实验教学体系与教学内容的改革
3.1 实验教学体系建设
以培养学生的创新意识和实践能力为中心, 优化实验教学体系, 更新实验教学内容, 努力构建一套教学内容新颖且验证性、综合设计性实验比例合理的实验教学体系。
将实验内容分为基础性实验、综合设计性实验、自主设计与创新等实验类别。按实验层次, 形成从低到高, 从基础到综合, 从知识的学习到能力的培养, 不断完善和提高的实验教学体系, 使学生既能掌握基本实验操作方法, 也能培养科学思维能力和创新设计能力, 适当减少验证性实验, 压缩或淘汰相对陈旧的实验内容, 提高综合设计性实验的比例。
3.2 优化教学内容
实验内容要做到使学生进一步深化理论知识, 就要不断更新内容, 要反映新技术、新成果。在实验教学大纲中, 增加了设计性、综合性实验的比例。对设计性、综合性实验, 也有不同的要求, 如有的实验仅给出题目和要求, 全部设计和实验内容要求学生自己独立完成。学生也可以根据自己的兴趣和爱好选作其中某些实验。
实验中心在实验内容和实验项目的安排上符合学生的认知过程, 做到有浅入深, 由基础验证性实验到综合设计性实验, 鼓励学生充分发挥主观能动性和发扬团队合作精神。
4 实验教学方法与手段的完善
根据实验中心的实验教学和建设思路进行的实验教学改革主要有以下几方面。
(1) 飞速发展的信息技术以及21世纪课程改革的需要, 都深刻地改变着实验教学方式和学生的学习方式, 实验教学的手段和技术也在不断创新, 要求所有从事实验教学的教师, 都要结合实验教学, 努力学习、研究和运用现代教育技术和手段。实验中心已建立了网络化实验教学环境, 逐步完善了网络的交互性和界面的友好性, 开展了虚拟实验方法的研究和试点, 利用这些现代化的实验教学环境, 提高学生的兴趣和实验质量。
(2) 实验中心近年来多次修改和编写实验教材, 不断完善和更新实验内容, 每门课程都开发出了多媒体课件, 其内容注重基础, 加强学生的动手和创新能力的培养, 满足不同层次学生的要求, 取得了良好的效果。
(3) 为了激发学生的学习热情, 适当减少了验证性实验项目, 压缩或淘汰了相对陈旧的实验内容, 增加了综合设计性实验。如在电子技术实验中压缩了电动机实验学时, 增加了在实践中广泛应用的PLC (可编程控制器) 实验内容, 在电子技术实验中减少了分立元件电路实验, 加强了集成电路实验的内容等。通过对实验内容的改革, 加深和拓宽了学生的知识面, 培养了学生的综合实验能力。
(4) 把计算机技术引入电工电子技术实验教学中, 增加了实验的内容信息, 有利于学生开展创造性思维和知识创新活动。实验中心新增了EDA仿真实验和EWB虚拟实验内容, 把EDA技术贯穿于整个电子技术实验过程中, 不但缩减了验证性实验内容的学时, 而且实验电路快捷的搭接和虚拟实验仪器操作方便, 提高了实验效率, 为学生留下大量的探讨问题的时间和空间, 有利于综合性、设计性实验的开设。
5 实验室建设与管理
5.1 资源共享、科学管理
改革实验室的管理体制和运行机制, 实验中心的教育教学资源统筹调配, 资源共享, 使用效益提高。
按课程内容整合实验室, 使有限的资源能得到综合利用, 发挥最大的效益。成立实验中心的初衷之一就是要打破原来按专业设置的实验室, 尤其是, 原来电气信息类专业的电路﹑电子技术﹑微机原理等课程单独设置有实验室, 而全校非电类工科专业也有电工﹑电子﹑微机原理实验室, 资源浪费, 管理不畅。在2000年实验中心成立时, 打破了电类与非电类的界限, 按课程内容设置了电工技术实验室﹑电子技术实验室﹑EDA实验室﹑SOPC实验室﹑微机原理实验室等, 达到了整合资源, 理顺关系的目的。
5.2 增加投资改造、建设实验室软、硬件环境
2000年学校投资250万元对电工电子实验教学中心进行扩建和设备更新, 2004年实验中心获中央地方共建基金资助220万元, 购置了一批国内先进的实验仪器设备, 按照国家级实验教学示范中心的要求, 对实验中心进行全面的更新和改造。目前实验中心拥有9个实验室, 其中6个为多媒体教学实验室。
实验中心设备已经可以满足实验教学四个层次的需要:
第一层次, 满足基础性实验的需要, 能开出教学大纲规定的认识性、验证性和简单的设计性实验;
第二层次, EDA实验室配备80台计算机和80套先进的EDA开发系统, 同时引进了多媒体教学系统, 配置了大量的电子技术方面的软件, 能开发较大规模的设计性实验, 培养学生分析问题和解决实际问题的能力;
第三层次, SOPC实验室拥有40套国内最先进的GW48-SOPC开发装置, 同时引入多媒体教学系统, 能开发出高水平的综合性实验, 培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力;
第四层次, 电子设计综合实验室, 配置了模拟电子电路、数字电子电路、EDA以及单片机等各种用于电子综合设计的开发设备。满足开放性实验和综合性课程设计的需要, 能开发出大型, 高水平的综合设计性实验。
5.3 信息平台建设
微机原理实验室、EDA实验室和SOPC实验室采用计算机网络化管理, 并采用了多媒体教学。电路实验室购置的由中心和厂家联合研发的高性能电工综合实验装置 (联网型) , 配置有智能化仪表及数据采集器, 利用实验教学软件, 实现计算机联网通信功能, 教师可以通过计算机网络及时了解学生的实验进程, 采集监视学生端仪表的实时数据, 完成对学生实验数据的管理, 并自动生成实验报告。教师还可以利用多媒体教学网站进行网上教学为开放性实验室的现代化管理创造了理想的条件。
实验中心教学网站的开通运行, 实现了学生的辅助实验教学, 实验信息管理和资源共享。学生可以登录网站, 了解实验中心的情况、预约实验、阅读实验指导书、提交实验报告、网上答疑等。实现了面向社会的全面开放和资源的高度共享。
5.4 实验室开放
面向全校师生全面开放实验室, 是实验中心改革的一个目标, 实验室实行开放管理, 既可以提高设备的利用率, 也为师生创造了良好的实验氛围和条件, 可以达到以学生为本, 有利于学生自主学习, 努力培养他们实践动手能力的目的, 在实验室开放的管理上实验中心逐步形成了一套行之有效的制度和措施。
5.5 管理制度
建立健全管理制度, 使管理科学化、规范化、人性化。学校和实验中心的各项规章制度齐全。学校颁布了《河南科技大学实验室工作规程》, 从“实验室工作人员岗位职责”、“学生实验守则”、“实验室规则”、“实验仪器设备及底值耐用品管理制度”等各方面进行了详细的规范。实验中心制订了“仪器设备管理制度”、“安全规则与检查制度”、“指导教师规则”、“学生实验须知”、“实验考核办法”、“实验中心开放管理办法”等规章制度。
6 结语
总之, 创建国家级实验教学示范中心的过程是对实验中心各项工作的一个极大促进, 今后我们将不遗余力地以国家级实验教学示范中心为目标, 在创建中不断发展, 破除旧的观念, 建立新的理念, 完成从注重实验结果到重视实验教学过程的全面过渡, 不断提高实验教学质量, 为社会培养具有创新意识﹑创新精神和创新能力的高素质人才。
摘要：以实验教学示范中心的国家标准为示范, 推动实验教学体系﹑教学方法改革, 加强师资队伍﹑网络化教学和实验环境软硬件建设。以学生为本, 培养创新意识﹑创新精神和创新能力人才。
关键词：实验中心建设,信息平台,创新能力,开放