电工电子实验教学改革经验浅谈
[作者简介]徐志文(1960-)，男，辽宁铁岭人，长春理工大学，实验师，主要从事实验教学与管理工作；詹伟达(1979-)，男，吉林榆树人，长春理工大学电信学院，讲师，博士，主要从事光通信专业教学及研究工作；谭雁峰(1980-)，男，吉林松原人，长春理工大学，讲师，在读博士，主要从事电光通信教学研究工作。(吉林 长春 130022)
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2011)30-0089-02
实验教学是我国高等院校本科理工科专业教学中的重要环节之一，也是提高学生实践能力和创新能力不可分割的组成部分。近年来，我国对实验教学越来越重视，针对实验室体系结构不合理、资源利用率低、创新能力不强和实验教学方法形式单一等众多问题，传统实验教学已经不适应新时期社会对人才培养的需要。本文以“电工电子实验教学改革”为探讨重点，以培养“创新精神较强和工程应用能力较强”的人才为宗旨，为实现教育创新，在实验室建设、教学队伍建设、实验教学体系改革、实验教学方法与手段创新等方面寻求和探索解决方法。
一、实验教学的若干问题
随着高等教育教学改革的发展以及各专业对电工电子实验教学层次化的客观需求，国内各高校开展了多种实验教学改革和创新的理论研究和探索实践工作。传统实验教学主要问题体现在如下六个具体方面：第一，传统实验教学模式不能充分发挥学生的主观能动性。实验教学组织束缚性大，学生被限制在一定的框架内，学校和教师处于主导地位，学生的创新性思维无法实现。第二，实验教学体系不能满足不同专业对电工电子实验教学的需求。第三，实验教学依附于理论教学。实验多以对理论的验证为主，实验教学方式单一，大多为“讲解一实验一报告”，实验教学和自主实践、工程实践、科研等结合不足。第四，实验室功能划分不合理，仪器设备利用率低，实验教学资源未得到充分利用。第五，实验教材更新比较慢，实验内容比较陈旧，缺乏新知识、新技术，缺少一些综合性、设计性和创新性实验项目。第六，缺乏有效的激励措施和实验教学良性发展的运行机制。
二、实验室平台建设
我国普通高等院校的办学条件参差不齐，不同的实验教学中心的硬件环境不尽相同。实验室结构和教学体系密切联系，我校电工电子实验教学中心根据“工程实践型、创新应用型”人才培养目标和服务地方经济发展与服务国防建设的需要，构建了电工基础、电子基础、电专业基础3个实验平台，1个光电技术综合实验平台，1个电工电子实习基地，1个电子技术创新实践基地。
电工基础实验平台包括电工技术(强电)实验室、电工技术(弱电)实验室、电路分析实验室。电子基础实验平台包括电子技术室、低频电子线路室、数字逻辑电路室、电子技术EDA室。电专业基础实验平台包括高频电子线路室、信号与系统室、数字信号处理室、单片机原理室、微机原理室、自动控制原理室、传感器室、电磁场室和信号原理室。以上三个实验平台主要面向学生开放，构成整个中心的基础实验室。
光电技术综合实验平台包括光电技术研究室和光电技术综合实验室，是中心具有光电特色的实验教学平台。主要面向优秀学生和创新班学生开放激光电源、激光调制系统、无线激光通信系统、CCD成像处理系统等光电特色实验项目。
电工电子实习基地包括两个实验室。通过实习使学生认识电子元件及特性，了解和掌握电子系统设计、仿真、制版、焊接、安装和调制等流程。
三、教学队伍建设
优秀的人才离不开优秀的教学队伍。当今高校的实验室是实施创新教育、培养高科技人才的摇篮，也是学生理论结合实际、巩固课堂知识不可缺少的重要一环，更是培养学生具有敏锐思维方法和严谨工作作风，有较强实践能力和创新能力的基地。教师的高水平才能培养出具有创新能力和实践能力的人才。
学校把教学队伍建设作为中心建设的根本，引进一批高层次的教师，选送一批青年教师进行培训，使实验教师队伍中博士学位教师的比例达到30％以上，高级职称教师比例达到40％以上。
青年教师是我们的未来，中心始终重视中青年教师的培养、有计划地制订培养计划，对青年教师实行导师制。鼓励青年实验教师进修，特别是出国进修，学习外国的先进教学经验，有助于学生实践能力和创新能力的培养。
四、实验教学体系改革
中心根据经济社会发展和科技进步的需要，适应工程实践型、创新应用型人才培养目标，在教学体系建设中，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实验教学内容中，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、达到培养学生三种能力的“五一四一三一三”实验教学体系。
1 五个专业模块。中心根据全校九个学院不同专业的特点，将培养对象分成五类：电气信息类，含电子信息工程学院的五个电类专业，为电子信息工程、电子信息科学与技术、通信工程、自动化和电气工程及自动化；电子信息科学类，包括理学院和材料学院；电气信息关联类，有计算机科学技术学院、光电工程学院、机电工程学院和生命科学学院；经管类，有经济管理学院；电气信息类专科，有应用技术学院。
2 四个知识结构。根据课程的性质和相互衔接关系，将中心的实验课程分列四个知识系统，即场与波、信号、微电子技术、电路。这样可以有利于不同知识系统内的实验在衔接过程中的资源优化。
3 三个教学层次。中心实验教学分基础类、提高类和科技创新实践类三个层次，在培养学生综合实验能力的基础上，着重培养学生的工程实践能力和创新精神。对不同专业模块的学生选择不同的知识系统，进行不同层次的教学，以达到不同能力的培养目标。
4 三个能力培养。教学体系和能力培养有机结合，构建“基本实验能力、综合实验能力、创新精神和工程实践能力”的能力培养体系。
五、实验教学方法与手段创新
1 多样化的教学方法。第一，基础类实验主要采用启发式教学方法。电工电子基础实验主要采用独立设课、必修的方式来实施，保证“一人一组”，专业基础实验采用“一人一组”和“两人一组”相结合的方式实施，教师现场授课、现场单独指导和启发学生完成实验内容，整个实验过程均强调由学生独立自主地完成。因此由电路实验开始到电子线路、数字电路实验，有计划、有步骤地提高学生在组织实验、数据处理方面的自主性，编写的实验指导书也由繁到简，由细到粗，直到只给出实验内容和 实验要求，本质上成为一份设计任务书。方案确定、电路设计、仪器仪表选择、实验组织、安装、调试、实验数据的分析和处理，都由学生自主地完成。强调学生自己动手，自己动脑，主动学习。教师的主导作用表现对预习报告的检查、方案可行性的审核、疑难问题的指导及实验结果的检查等。
第二，提高类实验采用自主实践教学方法。教师提供实验题目或者学生自带题目，教师的主导作用表现为策划、引导和激励。学生自主查阅资料、论证方案、设计电路、焊接和调试，培养学生自主学习、独立思考意识和工程实践能力。学生实验技能和动手能力的差异较大，为给优秀学生一个最大限度的能力发挥空间，在实验任务安排上将实验内容分为基本要求和提高(扩展)要求；在教学指导中，教师对优秀学生提出更高的设计要求。
第三，科技创新实践类实验主要采用合作式、研究式教学方法。广泛吸纳有兴趣的学生组成小组，开展“义务维修”“无线通信系统设计”“电子制作”等活动，定期开展科技创新培训，鼓励优秀的学生参与电子设计竞赛、机械创新设计大赛、“挑战杯”等竞赛，着重培养学生的创新能力和团队精神。
2 现代化的教学手段。第一，多媒体技术应用。通过精心设计与制作的各课程多媒体课件，图文并茂，生动形象，使学生更好地理解实验原理和仪器操作。在使用多媒体课件的同时，也使用传统的板书，避免“讲解员式”的讲课效果，使课堂气氛生动、活泼和富有启发性。
第二，EDA技术应用。中心配备了计算机和EWB、MAT-LAB等仿真软件，使学生更好地理解设计参数对设计结果的影响。同时，这些工具软件也是工程应用中的常用工具，培养了学生的工程实践能力。
第三，现代网络技术应用。中心自行研制了基于校园网络的智能化实验教学平台，学生可以通过网络了解实验项目、习题、教学录像等开放教学资源，便于学生课前预习、课后复习和实验预约。教师也可以及时通过网络公布相关实验信息，网络虚拟实验平台有利于学生自主学习，提高了实验效率。
六、坚持实验室开放，给学生自主学习、自主实践和创新的机遇
1 实验时间开放。在实验时间上学生可以根据自己的时间和实验室安排进行网络预约，指导教师根据学生选择的实验内容安排实验时间、地点，并在网上公布、反馈相关信息。
2 实验室计算机刷卡管理系统。系统管理整个实验中心的实验室的情况，包括教师配备、仪器设备、实验人数、实验时间、工作量等，系统也可以通过刷卡识别并记录学生身份、实验时间、地点、指导教师等信息，并为指导教师工作量统计提供准确依据。实验室之间实现信息共享，提高了实验室的管理效率和管理水平。
3 实验题目开放。实验学生可以选择自己喜欢的实验题目，并准备实验材料，指导教师提供必要的指导，即使实验效果不够理想，数据误差大一些，也能够从中找出解决的方法和提高精度的方案。
4 实验设备、实验材料开放。中心为学生提供充足的仪器设备，教学计划内学生可以免费使用中心的低值实验材料，如电子元件、电路板、导线、焊锡等，校外人员可以有偿使用中心仪器设备、实验材料。
七、实行开放式管理，提高管理效率和水平
中心为配合实验室开放，建设了对全校师生开放的实验室开放网络平台，并开辟了“实验室开放”的专门网页，重点规划了网络化信息平台建设和应用方案，所有实验室布设了局域网，通过信息平台主要做三部分工作。(1)完善教学管理系统，合理规划实验预约、报表、工作量统计等；(2)制作中心网络，将精品课程建设、大学生电子学会、创新基地、中心编辑部等进一步整合，丰富了网络内容；(3)加强了人性化管理，为学生提供网络交流平台。
实验中心是培养学生实践能力和创新能力的重要基地，加强中心的平台建设有紧迫性和重要性，中心需要不断改革和创新，为培养有知识、有实践能力和创新能力的人才而努力。
