卢 飒

电工电子实验教学改革与实验中心建设

卢 飒

（中国计量学院 现代科技学院，杭州 310018）

电工电子实验示范中心按照“夯实基础、注重实践、引导创新”的原则，在建设及教学过程中，以学生工程应用培养和创新能力提高为目标，开展了一系列的教学改革探索和实践，通过开设多层次实验内容，构建了以能力培养为主线的多种教学模式，形成完善的实验课程体系及与课程体系相适应的日常实验教学平台和学生课外科技活动的创新实践平台。

实验教学改革；电工电子实验中心；创新；建设

中国计量学院现代科技学院电工电子实验教学中心（以下简称中心）成立于2006年，自中心成立以来，学院高度重视实验教学改革与建设，共投资600余万元建设实验中心。经过多年建设，我院电工电子实验教学中心在教学环境、实验条件、课程建设、学生能力培养、学生课外科技活动、学生学科竞赛、教学研究与改革及科学研究等方面取得了良好成绩。浙江省教育厅于2010年正式批准中国计量学院现代科技学院电工电子教学中心为浙江省实验教学示范中心建设项目。

1 教学理念与改革思路

学生的基本素质是培养目标定位的基础，不同层次高校对培养目标的定位离不开生源的质量。现代科技学院人才培养目标的定位取决于三本学生的特点和基本情况。三本的学生与普通高校的学生相比，总体上实践动手能力相当而理论学习能力较弱；思想活跃而学习自制力较弱；兴趣广泛而学习主动性不够；学生学习兴趣和学习过程中积极性、主动性差别大。因此，在教学过程中应十分注重学生的动手能力和创造能力的培养，而动手能力和创造能力的培养有赖于通过实践性教学去实现。

中心秉承“以学生为主体，以能力和素质培养为主线，注重发挥学生的学习潜能，夯实基础、注重实践、引导创新，培养脚踏实地、长于学习、善于思考、勇于创新与创造的工程科技人才”的教学理念；遵循的改革思想是通过一流的管理体制与制度、一流的实验教学队伍、一流的实验平台及一系列实验内容改革和建设，逐步形成一个与专业建设、学生课外科技活动基地建设相结合的多层次、模块化的课程体系及多元化的实验教学模式。建成以学生为中心，满足多层次实验教学需要，有利于培养自主设计和创新能力的，具有较为完善管理和运行体系的，面向校内外开放的省级实验教学示范中心，成为培养创新型人才的重要基地。

2 实验教学的改革与创新

我们以“2010年浙江省本科院校实验教学示范中心建设”项目实施为契机，在实验课程体系、课程内容、教学模式、实验教学手段等多方面进行改革，推进电工电子省级实验示范中心建设。

2.1 多层次、模块化课程体系

改革原有的电工电子实验课程体系，实验教学采取分层次、分阶段、循序渐进的模式，由浅入深、由简单到综合、课内外结合、软硬件并重，并结合多层次实验内容，构建一个多层次、模块化实验课程体系，如图1所示。这个体系为学生创造了一个规范化、开放式的实践创新环境，每位学生可以选择选择适合自己的实验环节和实验内容，培养独立的创新能力［1］。

图1 电工电子实验课程体系

2.2 多层次实验教学内容

多层次、模块化课程体系的基础是多层次的实验教学内容。我们将课内实验分为基础型、设计综合型和研究创新型3个实验层次［2］；课外实验分为个性化实验项目和科研实践型项目共2个实践层次，形成“3+2”五个层次。其层次难度递进，实现从基本动手能力到设计能力、从实践能力到科研能力、从研究能力到创新意识的层次化、灵活化、贯通化的能力培养。实验类型又分为“必做”和“选做”两类。学生可以根据不同的专业需求，自由选择选做的实验项目，这将为学生充分提供选择实验项目的自由度［3］。

1）第一层次——基础型实验

主要为原理性实验，侧重培养学生掌握基本仪器和器件的性能及其使用、基本的实验技能、基本实验方法，加深对相关理论与技术的理解，以掌握基本实验技能为基础。包括电路分析，电工基础，电子技术基础，模拟电路，数字电路等模块的实验。

2）第二层次——设计综合型实验

包含电工、电子、通信、测控、电气、自动化等专业基础系列课程的部分实验教学内容。如EDA综合实验、单片机实验、传感器实验，软件Multisim、Altium、Protus等相关内容。

3）第三层次——课程设计

由若干课程设计如：电子线路课程设计、数字电路课程设计、模拟电路课程设计、单片机原理课程设计等和一个综合电子系统设计组成，学生可在规定范围内自主选题，在实验室自主完成。

4）第四层次——研究创新型实验

以研究能力培养为目的，以学科竞赛为引导，完全为开放式教学方式，由学生自主完成具有创新意义的设计课题或项目。侧重提高学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，培养学生进行系统级的研究与设计能力，提高学生分析、解决问题的能力。

5）第五层次——科研实践项目

以学生课外科技项目以及与教师合作完成科研项目的简单基础性研究任务等为主。本层次实验项目旨在培养大学生严谨的科学态度、团队合作精神和责任感，提高我校学生的创新能力、探索精神和创新意识。

2.3 多样化的实验教学模式

中心本着“以学生为本”和“有利于加强学生自学能力、独立分析及解决问题能力的培养，有利于加强学生创新思维和实际创新能力的培养，有利于学生个性和才能的全面发展”的原则，充分考虑师生间的互动。把实验教学真正当成一种对学生的优质“服务”，针对实验的不同阶段和不同层次，建立了以学生为主体、师生互动的实验教学模式。根据实验不同层次和不同对象，按互动情况归类为以下五种实验教学模式。

2.3.1 讲授式教学

教师先粗略讲解实验原理和步骤，学生按实验步骤独立完成实验，教师对实验结果进行检查，反馈不足之处，让学生对未完成或不足之处重新实验，直到掌握原理。讲授式教学虽然传统，但对部分基础实验，学生兴趣较大，首次做实验或能力稍差的情况下非常实用。

2.3.2 启发式教学

教师先启发式地给出实验大致思路和仪器功能介绍，让每名学生独立设计实验原理和实验步骤，教师对实验步骤初步确认后，让学生独立完成实验。实验过程中遇到的问题，教师则给予启发性讲解［4］。启发式教学主要用于综合设计型、研究创新型实验，对部分具有一定难度和专业性强的实验项目，教师在课前先设计制作的实验样板，为学生自主独立设计提供参考，学生在“模仿”的基础上完成实验。

2.3.3 驱动式教学

包括两种驱动方式，一种是教师给出实验任务，学生自主采用不同的实验方案和手段完成实验任务；另一种是教师给出实验结果，学生在统一实验平台上独立实验，以得到相同的实验结果为完成实验。实验电路自行设计、安装、调测独立完成，强化学生独立工作能力；对于部分有难度的实验项目，按照2～3名自由组队完成实验，培养协作精神。这种教学方法使学生的实践能力和综合素质得到很好的锻炼和提高。

2.3.4 合作式教学

对于部分新增设备的调试（新购设备调试时让学生参与）及部分有较大难度的实验，教师和学生一起完成实验，教师在实验前对实验进行模块化分工，各自（或小组）完成实验后在进行衔接和联调，共同完成实验项目。该模式主要应用于个性化实验、科研项目实践等。

2.3.5 感知式教学

以科研项目和工程为背景，给学生介绍和演示工程中系统构成、安装调试、维护运营等，让学生所学知识能够与行业应用紧密结合，培养学生具有系统性的概念。

2.4 优化的实验教学手段

电工电子实验中心通过实验中心网站、多媒体课件、工具软件、实验开放等多种手段完成实验教学。

2.4.1 多媒体教学

通过精心设计与制作的各实验课程多媒体课件讲稿，图文并茂，生动形象，使学生更好地理解实验原理、仪器操作、连线等，提高了教学效率。在使用多媒体课件的同时，也使用传统的板书，避免“完全讲解员”式的讲课效果，使课堂气氛生动、活泼和富有启发性。

2.4.2 硬件平台+仿真软件

在实验教学中，除实验必须的硬件平台之外，充分利用各种工具软件进行设计仿真，如通用仿真和虚拟开发平台Multisim、Pspice、Altium、proteus等，使学生更好地理解电路参数对设计结果的影响［5］。

2.4.3 实验中心网站

为了改善教学环境、丰富课程教学资源、提高学生的自主学习能力、增强师生交流互动，我们开发了电工电子实验中心网站，它有助于实现教学资源的最大程度共享，对实验教学起到了很好的辅助作用。

2.4.4 实验示范中心开放

电工电子实验中心开通了网上实验预约系统，学生可以自行决定实验指导老师和每次实验的时间与内容。中心的开放分为实验内容开放和实验平台开放两个层面。

在实验内容开放方面：我们把实验分为必做型和选做型，前者保证教学基本要求和基本技能训练；后者则由学生根据自身的条件与兴趣，在众多的实验课题中选择，可以达到因材施教的目的。除了教学计划之内的实验内容外，学生还可以在课余时间进入实验中心进行自主实验或研究。优秀的学生还可以通过创新基金项目和老师的科研课题进入创新实验室进行研究和开发。

在实验平台开放方面：首先，学生通过实验中心网站提供的实验仪器设备使用说明和实验课件进行实验预习；然后，通过网上预约系统预约实验［6］。对于必做实验学生可以整班预约，而对于选做实验和加做实验学生可以个人预约。预约的内容包括实验时间、场地、内容、实验教师等。实验中心所采用的这种“集中”和“自由”相结合的开放管理方式，较好地解决了实验室利用率和学生自主性、个性之间的矛盾。

2.5 多元化的实验考核方法

考核是教学工作的重要内容，是实验教学改革中的一个重要组成部分。中心积极探索实验考核方式的改革，根据实验教学的特点，从有利于激发学生实验兴趣，提高实验能力为目的，建立了多元实验考核办法，不同层次采取不同考核办法。

1）课程实验采用“平时+笔试+操作”考核方式。强调学生平时实验表现，同时考查学生的实验原理理解与实际动手操作能力。

学生成绩评定方法为：平时成绩和实验考试成绩的加权平均，计算办法为：

2）课程设计采用“目标+环节+报告”考核方式。学生综合设计能力包括资料收集、方案设计、软硬件设计、装配与调试、测试与优化、数据分析、报告撰写等全过程。因此，实验考核分项进行，统筹兼顾选题难度、设计过程、设计结果、设计报告。

3）系统设计采用“作品+报告”考核方式。参考电子设计竞赛的方式，主要通过作品水平（占70）和设计报告（占30）的方式进行考核。

4）对能力优秀的学生（参加全国大学生电子竞赛并获奖）免试或免修。

3 教学效果

中心按照示范中心评审指标体系，积极探索建立适应学生实践能力和创新精神培养的实践教学体系和实践教学管理运行机制，从而推进教学规范化管理、提高实践教学质量［7］。中心建设取得了一定的成效，主要体现在以下两个方面：

3.1 教师在实践教学改革中取得丰硕成果

中心建成了一支学历和职称结构合理、综合素质较高的实验教学与科研队伍。中心制定鼓励性的措施来激励教师深入开展教学研究与改革，使教师在教学工作及研究中获得工作绩效与个人成长的“双赢”。自2010年以来，以示范中心为依托共承担国家自然科学基金项目2项、省部级项目4项、各级教改项目30多项，获省级教学成果一等奖2项、二等奖2项，主编教材6本。通过这些实验技术研究项目的立项和研究，中心教师的实验教学业务水平得到显著提高，使本中心在实验技术、实验项目选择和实验方案设计方面更加科学合理，更加有利于启迪学生的科学思维和创新意识。

3.2 学生学科竞赛成绩斐然

电工电子实验示范中心作为大学生创新能力培养基地，组织、指导学生参加学科竞赛成绩斐然。2010至今参加全国大学生电子设计竞赛共获得国家二等奖2项、TI杯国家三等奖1项、浙江省一等奖5项，省二等奖13项、省三等奖21项。电子设计竞赛成绩在浙江省独立学院中名列前茅，在全省本科院校中也位居前列。

4 结束语

经过多年的改革与建设，电工电子实验中心已形成了与专业建设、学生课外科技活动、基地建设相结合的多层次、模块化的课程体系，构建了与课程体系相适应的开放性实验和学生课外科技项目为主的创新实践平台。下一步的目标是力争在实践教学体系的科学化、实践教学内容的综合化、实践教学设备仪器的现代化、实践教学环境的开放化、实践教学管理的网络化、实践教学资源的共享化等方面做出更大成绩，取得更佳的人才培养效果，使中国计量学院现代科技学院电工电子实验示范中心成为特色鲜明的省级实验教学示范中心。

［1］李锡、林连山、麻志滨，等.加强实验教学改革与创新，推动电工电子实验中心建设［J］.实验技术与管理，2012，29（7）：118－120.

［2］刘颖.浅议多层次电子电工实验教学体系建设［J］.教育教学论坛，2013（2）：96－97.

［3］徐文娟.基础实验项目分类设置实践研究［J］.黑龙江教育，2011（10）：25－26.

［4］申文达、董云凤、李可.启发式教学方法在电工电子实验教学中的运用［J］.实验技术与管理，2012，29（4）：265－266.

［5］梁文家、巨永锋、林涛.省级电工电子实验教学中心的改革［J］.电气电子教学学报，2012（2）：85－86.

［6］吴旭、陈仁安、魏德志.构建开放式实验教学体系的实践及研究［J］.中国现代教育装备，2012（1）：36－38.

［7］刁鸣、王松武、潘信吉.基于示范中心的电工电子实验教学大平台图形解析［J］.实验室研究与探索，2007（5）：69－72.

Reform of the Experiment Teaching and Construction of Electrical and Electronic Experimental Center

LU Sa
（College of Modern Technology，China Jiliang University，Hangzhou 310018，China）

According to the principle of“solid foundation，emphasize practice，guide innovation”，the center of electrical and electronic experiments carry outa series of teaching reform exploration and practice during the construction and teaching in order to cultivating the students'engineering application ability and improving the innovation ability.These are openingmulti－level experiment content，building a variety of teachingmode，forming a perfect experiment teaching system，daily experiment teaching platform for the curriculum system and innovation practice platform for students extracurricular activities of science and technology.

reform of the experiment teaching；electrical and electronic experimental center；innovation；construction

G642.423；TM11

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.051

2013－08－12；修改日期：2013－09－05

浙江省实验示范中心建设基金资助项目。

卢 飒（1971－），女，硕士，副教授，研究方向：电路与电子技术理论及应用。