电工电子实验创新教学体系的研究与实践

◇　李　洋　李洪祚　陈　宇

（长春理工大学，吉林长春，130022）

恩格斯曾经讲过“科学是研究未知的东西，科学教育的任务是教育学生去探索、去创新。”创新教育是我国21世纪高等教育的重大课题，高等教育应以培养创新精神和实践能力为重点。长春理工大学以建设“国家级电工电子实验教学示范中心”为契机，大力开展电工电子类实验课程创新教学，经过几年的教学实践，取得了较好的成绩。

创新是人们在社会环境活动中，运用新的思想、方法取得新的事物的过程与结果，它不同于创造，但创新的最终目的是要创造。电工电子实验教学环节的创新，就是要通过某些环节的改革，进一步提升创新人才的培养质量。从实验教学本身来讲，实验教学的目的主要是通过实验使学生加深对抽象理论知识的理解和把握，丰富和发展理论知识；并且增强学生将理论知识运用到实践中的能力，培养学生主动探索、大胆创新的精神。创新实验教学旨在进一步激发学生们的学习兴趣，拓展创新思维，提高学生学习的自主性并提升其创新能力。通过改革，使学生学得更多，学得更好。通过创新实践，培养学生的创新能力，为国家建设提供创新人才基础。目前，我校电工电子实验教学的创新主要从以下几个方面进行了研究探索。

实验教学是理论教学的继续、补充和深化，同时学习理论课堂上学不到的知识和经验，电工电子实验教学示范中心增强了实验课的比重，多数实验课程与理论课程的学时比例已达到40％，而且实验教学独立设课，并给相应学分。

我们培养学生的创新能力和实践能力就是要有计划地通过各类实验，使学生掌握某些实验技能，并且在教育过程中激发他们“新的再次发现”的探索能力、培养“重新组合”的综合能力。

在实验教学过程中，对学生普遍培养但又充分考虑个体差异，把实验教学从必修向选修转化，学生可以根据兴趣选择实验题目，适应学生的个性化发展，体现“以人为本”的教学理念。

中心根据21世纪培养创新人才的需要，在教学体系建设过程中，以创新能力培养为先导，注重理论教学与实践教学的紧密结合，及时将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中，构建了面向五个专业模块，围绕四个知识系统，进行三个层次教学的实验教学体系。以电信学院的实验课程为例，分层次、模块化的教学体系如图1所示。

图1　电工电子实验课程体系

以往的实践教学，总是由老师给出实验任务，拟定实验步骤，多是非自主性学习，学生学习兴趣不高，有些学生甚至把实验当成是理论课的附属品，不利于学生探索创新。为了改善上述不足，目前，我们的实验教学已经形成网络化管理模式，包括刷卡选课制度，网络课件，网络课堂还有BBS等手段极大程度地提升了教学质量，在上课之前，学生要先到网络上预习每次实验的内容，从而使理论更好地应用到实践中，网络课堂中还有基本仪器使用视频教程，课堂上我们采用多媒体教学，使教学更丰富、生动、有效。这样，学生每次上课之前总是带着问题走进实验室，他们有必须解开疑惑的心理，学生在实验的过程中有较大收获，从而提高了教学质量。

实验教学模式已从单一“必修”模式逐渐向“选修”模式转变，按照实验性质的不同划分成基础类、提高类、综合类和创新类四个部分。我们的四层模块中每层均有创新。在所有实验层次均有必做和选做内容。在实验的过程中我们相对重质不重量，不追求完成实验的数量，重在实验过程中提升学生的学习兴趣，使其有较大的收获。

（1）基础类、提高类实验的创新探索。

基础类实验主要是针对一二年级的学生开设的，通过该类实验，旨在培养学生们的创新意识。基础类实验主要是一些验证性质的实验，为了使学生在基础类实验中有较大收获，我们尝试加入一些创新内容，在每个实验项目均有提高类实验，学生如果能在规定时间内完成指定实验内容，可选做提高类实验，使实验内容更充实，满足不同层次学生的求知欲望，久而久之，就会通过基础实验提炼出一些动手能力强的学生。在基础类实验里也包括一些“路”级电路的设计，比如在电工实验中我们加入了电阻温度计设计、小车自动运料控制电路设计等设计性的实验内容，由指导教师给出实验任务及指标，学生自行设计实验步骤及实验内容，包括电路的设计，元件参数的选择等，提高了学生综合分析问题的能力。在基础类实验课程考核制度上也有所创新，我们设置了“障碍法”这一环节，考试之前，老师给出错误电路，学生进入实验室后，直接开始测量，并根据测量结果在半小时内排查错误，通过障碍法一定程度上提升了学生解决实际问题的能力。

（2）综合类实验的创新探索。

在综合类实验里，中心的特色是建立了一门电工电子进阶实验课程，在大二下学期末，将“电路分析”、“信号与系统”、“模拟电路”（线性和非线性部分）、“数字电路”、“微机原理”课程组建了一门电子系统综合类实验课程，从而打破模电、数电、高频、低频、弱电和强电的课程界限，使学生把六门课程有效衔接在一起，综合使用。并对该门课程设立10学分，该类实验由指导老师给出20个题目，学生可以自选，还可以自带，自带题目需要与指导老师探讨可行性，根据难易程度由指导老师给出题目级别，分别为A、B、C，并给出权值，最后验收作品，根据作品完成情况，配合权值，给出实验成绩。由于有多项可自选题目，提高了学生的学习兴趣，提升了实验教学质量。在该层实验里旨在培养学生的创新思维和创新能力。该层学生可以完成小型系统设计。

（3）科研创新类实验的创新探索。

该类实验主要是针对四年级优秀生和部分王大珩学院的三年级学生开设的一类实验，主要在教授的研究室里完成，用于科研的仪器设备较多，既供科研又对本科生开放，促使本科生掌握先进的实验方法和技术，同时又提高先进仪器设备的利用率。通过该类实验，既提升了学生综合实践能力，又给教授们提供了良好的研究生生源，经过几年的重点建设，我们已建成一个促使大学生创新活动正规化、系统化、普及化的科研创新平台。创新基地是学生完成创新实验项目的又一场所，学生还通过参加各种大赛来提升自己的能力，比如每年春季学院组织的电子大赛，秋季省、国家级电子大赛使自己得到多方面的锻炼。值得一提的是，2008年我校成功申报国家大学生创新实验项目，给学生提供了综合创新性实验的又一平台。能参加国家级创新实验的人数，每年约有40人，另大约有100人参加校级创新实验项目。该层实验旨在培养优秀学生的综合创新能力。该层学生可以完成小型科研系统开发。

实施创新性实验教学首先要有一支高水平的实验教学队伍，改变教师科研队伍、理论教学队伍和实验教学队伍进行等级之分的传统观念。长春理工大学电工电子实验教学中心实行院、校两级管理，中心现有专兼职教师59名，以中心主任为首的专家教授都是一线实验教师，打破原有的理论教师和实验教师的界限，有效地解决了学生理论与实践脱节的问题，实验队伍中逐步形成了一支老带青，青帮老，热爱实验教学、淡泊名利、具有团队精神、具有较好的科研背景、有良好的教学水平、教书育人、为人师表、适应创新型实验教学的高水平教师队伍。

中心现有23个实验室，一个大学生创新基地，占地4200平方米，创新基地全天24小时开放，其他实验室每天8：00—22：00开放，如有特殊情况，如电子设计大赛，“飞思卡尔”“机器人大赛”等大赛期间，学生也可以根据需要申请实验场所和开放时间。

中心现有4000台套实验设备，完好率在98％以上，其中有60M以上数字示波器150套，1GHz频谱分析仪100套，1GHz信号源等高端实验设备100套，可以满足学生的创新实验要求。

中心将机考、实验操作、技术报告、综合实验答辩和创新实验学术论文等多种考核模式有机结合，取不同权值核算到学生成绩中，建立多元化实验考核体系，激发学生实验兴趣，提高实践能力。

实践表明，以科学发展观为指导，通过在电工电子类实验实践环节中融入创新理念，提高了学生的实践能力，提升了学生对于实验、实践环节的学习兴趣，提高了教学质量，提炼了一批具有创新思维的学生，这种创新适应二十一世纪培养创新型人才的需要。

参考文献：

［1］邓子新．实验室重在培养创新型人才［J］．实验室研究与探索，2007（3）．

［2］胡仁杰．营造开放的实验教学环境——开展开放式自主实验教学［J］．实验室研究与探索，2006（7）．

［3］陈洪渊．实验教学是造就创新型人才的摇篮［J］．实验室研究与探索，2005（4）．