原创《西南交大利兹学院电子信息工程实验室建设》
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摘 要：我校与英国利兹大学启动了西南交大-利兹学院的建设,本文介绍电子信息工程专业实验室的建设,分析了利兹学院实验室的组成,实验教学模式和以能力训练为核心的实验教学体系.借鉴其实验教学经验,从资源建设、师资培养等方面对我国的实践教学的改革给出了一些建议.
关键词：电子信息专业实验室；能力训练；实验教学体系
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）34-0262-02
我校与英国利兹大学启动了西南交大-利兹学院的建设,笔者有幸参与了其中电子信息工程专业的实验室建设任务.电子信息工程专业在利兹大学名列前茅,实践教学环节在其中占据了重要地位.为了确保合作专业的培养质量,在实验室建设中主要依据英方的培养计划和专业要求来建设和实施.本文就西南交大—利兹学院电子信息工程实验室的建设和实践给出了一些经验,望能对我们的实验教学改革提供借鉴.
一、利兹大学电子信息工程实验室
1.实验室组成.英国利兹大学的电子信息工程专业实验室由3个实验室构成：通用实验室,嵌入式系统实验室和移动应用实验室.通用实验室如图1所示.该实验室承担了本专业5门专业基础课的实验教学任务,硬件包括计算机、信号发生器、示波器、数字万用表等测试仪器,软件包括Matlab、Multi和Microwind等专业软件,可以完成该专业一年级涉及到的所有课程的实践教学任务.
嵌入式系统实验室的软件和硬件配置与通用实验室差不多,最大的不同就是嵌入式模块的使用.笔者也曾认为该实验室可与通用实验室共用,得到的答复是不可以,因为该专业有两门重要的专业课Embeddedsystem project和Embedded system在该实验室完成,这两门课分属于第二和第三学年,并且第三学年的Embedded system课完全是实验课,课程全部在实验室完成.学生的嵌入式项目从硬件设计制作到软件编程,都是自己在实验室独立完成的.移动应用实验室是本专业的特色优势项目,采用的是Apple Mac系统,在该系统下学生可开发完成各项移动服务.
2.实验教学模式.利兹大学实验教学的核心是立足于“能力教育”,推行的是“基于行动的学习”.即倡导学生独立学习和能力培养,倡导自主性、探索式学习,培养适应环境和从事实际工作的综合能力.从教学方法上来讲,教师讲授最基本、最核心的内容后,给学生以足够的空间和环境,“在做中学”,即在实践的过程中学习,通过实际动手“做”来达到“学”的目的.他们采用的教学模式是一种突出能力培养,真正实现融知识、能力和素质培养为一体的教学模式.
3.实验教学体系.利兹大学采用的是以能力训练为特色的实验教学体系.他们强调自行查阅文献、自行拟定实验方案、独立解决问题,而不是由老师灌输现成的知识；他们强调学生适应环境、交流协作的综合能力,而不是局限于课程内容的学习.他们的实验具有以下几个特性：①研究性,课程大都没有指定教材,以嵌入式系统为例,课程由几个模块组成,只有参考资料,没有指定教材.学生也不可能在参考资料上直接找到现成的解决方案,他们需要阅读大量的文献,设计实验方案,然后上机编程实现才能完成,有些实验项目的规模相当于国内高校的课程设计难度,需要几周甚至1个月才能完成.②过程性,学生在完成实验项目的过程中,需要以专业水准随时记录反映实验进展的实验日志,包括准备工作、设计思路、流程说明、测试方法以及实验中的数据记录、现象分析、故障处理等.记录的完整性、真实性和科学性是成绩评定的重要依据.任何其他行为都是不允许的.特别是网络发达的今天,一旦发现程序copy,会受到严厉的惩罚.③自主性,“Learning by doing”的理论在英国得到了充分实践.实验项目和内容都是提前布置给学生,鼓励学生独立思考、自主设计解决问题.
4.开放性.每个实验模块会有规定的时间,但如果学生在限定时间内未完成,周末和课余时间会免费开放给学生,学生只要刷卡就可以进入实验室,直到完成实验项目即可.
5.综合性.对于规模较大的实验项目,学生可以自由组合,从方案设计,分割任务,项目实现,都由学生自行组织完成,既锻炼了解决纯技术问题的能力,又训练了团队协作的综合能力.
二、对我国实验教学改革的建议
1.加大实验室资源投入和建设.从本实验室的建设可以看出,英国教育能够真正做到“Learning by doing”最重要的是学校提供了足够的资源,要锻炼学生的实践能力,必须有实验设备和实验场所保障.按照双方协议,目前该专业在国内每年招生计划70人,实验可分两组,因此建设的3个实验室可确保学生的实践场所和项目.而以我院该专业微机原理实验课程为例,教学大纲规定完成8个实验项目,每学期共完成400多人的实验教学任务,而一般实验课要在理论课学习完的相应的内容才开始,即第三周后开始实施,所以有时中午和周末都会安排实验,老师和学生经常是为了完成任务而做,能力的培养大打折扣.加大实验教学资源的投入和建设,是培养学生实践能力和创新能力的基础.
2.师资队伍的培养.在利兹学院,由课程老师负责整个课程的理论和实践环节,是没有理论老师和实验室老师之分的,当然仅靠课程老师是不可能完成所有教学任务的,所以他们采用的是设立教学助手,而教学助手会由博士生或硕士生担任.实验室的设备会由专业人士负责维护和维修.国内高校有理论教师和实验室教师之分,理论老师负责理论教学,实验室老师负责实验环节的教学和实验设备的维护维修.在这种设置下,理论和实践难免会有脱节,特别是对于专业课教学显得更为突出,因此让理论课老师参与实验室的建设和教学,是培养学生实践能力和创新能力的保障.
3.实验课时和实验教学内容的改革.利兹学院实验课的定位是巩固和完善教学内容并提供学生动手实践的机会,以能力训练为目的,所以实验课的课时数所占比例远远高于国内高校.教学内容也与实际紧密结合,如移动应用实验室的项目可由教师给出,也可由学生自己提出想做的题目.而国内的实验课多是对一些难点知识的验证,实验之间的关联度不大,理论和实践之间有脱节的问题.因此可以提高实验教学的课时数,并将知识点的巩固和完善放在实验教学中.改变传统的,以验证性实验为主的实验教学模式,开放实验室,增设研究型实验内容.如建议专业课的实验教学围绕1—2个实际的应用组织教学,所有的实验课为一个最终的实际应用服务,引导学生自主设计实验方案,为学生创造更多的实践机会,激发学生的主观能动性.
4.实验考核.利兹学院实验课的考察方式为综合评分,即不仅要考察个人单次实验课成绩,还会考察小组的任务完成度.建议在专业实验课中引入类似机制,培养学生的团队协作和沟通能力.
实践教学是培养学生实践能力和创新精神的关键环节,我们应该不断借鉴国外大学的成功经验,努力探索适合我国国情的实践教学模式,为创新型人才的培养质量的提升提供坚实保障.
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The Inspiring of Electronic Information Engineering Lab Construction for SWJTU-LEEDS College
ZHAO Li-ping,MA Lei
(School of Electrical Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu,Sichuan 610031,China)
Abstract: The SWJTU-LEEDS College has been set up by Southwest Jiaotong University and Leeds practiceteaching. The construction and utilization of the electronic information engineering laboratory are introduced in detail,including the overall planning and the mode of experiment teaching and the experiment teaching system focusing onability training. And give some advises including resources construction and teachers cultivates and reform of practiceteaching based on experiences of Leeds practice teaching.
Key words:electronic information engineering laboratory;ability training;experiment teaching system
实验室建设论文参考资料：
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