高晶敏,李鄧化
(北京信息科技大學(xué) 國家級電子信息與控制實驗教學(xué)示范中心,北京 100101)
北京信息科技大學(xué)電子信息與控制實驗教學(xué)中心的前身是北京信息工程學(xué)院電工電子實驗教學(xué)中心,成立于2001年。該中心主要承擔全校電類及工科非電類15個專業(yè)的電類基礎(chǔ)課程教學(xué)任務(wù),經(jīng)過多年的探索、建設(shè)與實踐取得長足的提高和發(fā)展,2007年被評為北京市電工電子實驗教學(xué)示范中心,2008年被評為國家級電子信息與控制實驗教學(xué)示范中心建設(shè)單位,2012年被批準為國家級實驗教學(xué)示范中心(下稱中心)。
在學(xué)?!皹?gòu)建培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的課程體系與創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”的思想引領(lǐng)下,中心逐步形成了“以學(xué)科建設(shè)為依托,以專業(yè)建設(shè)為支撐,構(gòu)建實踐教學(xué)大平臺;以更新理念為先導(dǎo),以實驗改革為核心,創(chuàng)建實驗教學(xué)新體系”的建設(shè)思想。依托“信號與信息處理”、“檢測技術(shù)及自動化裝置”、“控制理論與控制工程”等省部級重點建設(shè)學(xué)科,以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心,以實驗教學(xué)改革為重點,以優(yōu)化教學(xué)隊伍為保障,構(gòu)建面向電子電氣信息學(xué)科專業(yè)人才培養(yǎng)的大電類實驗教學(xué)平臺,營造設(shè)備先進、資源共享、開放服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)化管理的實驗教學(xué)環(huán)境。
在實驗教學(xué)理念上,注重專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的交叉滲透和知識綜合,明確實驗教學(xué)與理論教學(xué)并重,實驗教學(xué)是理論教學(xué)的延伸而不是補充,實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決實際問題的實踐能力、科研素質(zhì)和創(chuàng)新意識的必要手段,從而明確了實驗教學(xué)的建設(shè)目標。
在實驗教學(xué)體系和實驗教學(xué)改革中,建立分層次、分階段、多模塊、循序漸進的實驗教學(xué)體系,確立了“理論與實驗結(jié)合、課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合、硬件實驗與軟件仿真結(jié)合、啟發(fā)誘導(dǎo)與面向過程相結(jié)合”的實驗教學(xué)改革思路[1-4]。
在師資隊伍建設(shè)中,強化理論教學(xué)與實驗教學(xué)結(jié)合、教學(xué)與科研結(jié)合、本科生與碩士生教育結(jié)合[5-6];充分利用現(xiàn)有的人才引進和培養(yǎng)政策加強建設(shè)力度,建設(shè)教學(xué)、科研、學(xué)科兼容,核心骨干相對穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍。
在實驗環(huán)境建設(shè)中,構(gòu)建一個面向電子、電氣、信息、計算機、自動化和智能科學(xué)與技術(shù)等學(xué)科專業(yè)人才培養(yǎng)的大電類基礎(chǔ)課及專業(yè)課實踐教學(xué)大平臺,營造儀器設(shè)備先進、資源共享、開放服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)化管理的實驗教學(xué)環(huán)境[7]。
淡化理論教學(xué)與實驗教學(xué)的界限[8],將理論教學(xué)與實驗教學(xué)有機結(jié)合;淡化課程之間的界限,加強專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的交叉滲透和知識綜合,從學(xué)科知識結(jié)構(gòu)、工程教育需要出發(fā),建立了分層次、分階段、多模塊的實驗教學(xué)體系,將實驗分為基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)能力、綜合設(shè)計和實踐能力、科學(xué)研究和創(chuàng)新能力3個層次,培養(yǎng)學(xué)生實驗基礎(chǔ)知識、方法和技能,培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識分析、解決問題的基本思維和能力,引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)科學(xué)研究與工程實現(xiàn)方法,逐步提升科研素質(zhì)、創(chuàng)新意識和實踐能力[9-10]。
將實驗教學(xué)改革與課程建設(shè)結(jié)合,以“電子電路、電磁場、信息處理、自動控制”精品課程群建設(shè)為主線,實驗教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科前沿、科研成果以及行業(yè)需求有機結(jié)合,課內(nèi)實驗教學(xué)與課外開放創(chuàng)新實驗、學(xué)科競賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新活動有機結(jié)合,構(gòu)建課程內(nèi)容體系。教師將科研成果中適合學(xué)生的內(nèi)容引進到實驗教材中,讓最新的教科研成果進課堂、進實驗室,保證實驗教學(xué)體系的系統(tǒng)性和教學(xué)內(nèi)容的先進性。
按照教師角色從“傳道,授業(yè),解惑”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的伙伴,學(xué)生從被動聽講轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c,教師的演示工具轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的認識工具,教學(xué)過程由傳授型轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)型的改革思路。在電子資源建設(shè)、實驗技術(shù)和方法、開放式實驗教學(xué)等方面進行改革。開發(fā)制作網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件、教學(xué)指導(dǎo)書、題庫、視頻資料等電子教學(xué)資源,同時按照“理論教材與實驗教材、主教材與輔助教材、紙質(zhì)教材與電子教材”相結(jié)合的方式,開展了實驗教材建設(shè)。教學(xué)中,圍繞問題的提出、問題的分析、問題的解決、問題的延伸等環(huán)節(jié),采用引導(dǎo)入門、研究討論、資料檢索分析、設(shè)計仿真實現(xiàn)、系統(tǒng)方法講解、工程案例剖析等多種形式,在網(wǎng)絡(luò)化開放式實驗教學(xué)管理和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的支撐下,探索了多元化的實驗教學(xué)方法和手段。
以實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”為契機,深化校企合作,分別與安捷倫公司等多家企業(yè)聯(lián)合共建了電磁場與微波技術(shù)實驗室、電子測試實驗室、DSP實驗室、電子技術(shù)實驗室、通信工程專業(yè)實習(xí)基地、電子工藝實習(xí)聯(lián)合實驗基地等,更好地培養(yǎng)了學(xué)生的工程實踐能力。
實驗教師隊伍建設(shè)是中心開展各項教學(xué)改革的基礎(chǔ)。中心提出了注重青年教師培養(yǎng)、倡導(dǎo)團隊合作、營造創(chuàng)新氛圍的隊伍建設(shè)理念,培養(yǎng)了一支結(jié)構(gòu)更趨年輕化、高學(xué)歷化、綜合素質(zhì)優(yōu)秀、教學(xué)科研創(chuàng)新能力強、實驗教學(xué)水平高,勇于創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作的穩(wěn)定的實驗教師隊伍。
采用引進和培養(yǎng)相結(jié)合用人機制[11],引進博士、碩士畢業(yè)生補充實驗教師隊伍,同時,重點建設(shè)現(xiàn)有隊伍,將學(xué)科、本科教學(xué)、科研有機結(jié)合設(shè)置崗位,明確崗位職責。制定了“教學(xué)實驗室建制管理暫行辦法”、“實驗教學(xué)工作量計算方法”等一系列的獎懲措施和激勵機制。
實行青年教師導(dǎo)師制,支持青年骨干教師出國研修。優(yōu)先資助參與中心建設(shè)的骨干教師教研和科研立項,鼓勵教師在職攻讀學(xué)位和參加新技術(shù)培訓(xùn)。聘請國內(nèi)外知名專家、名師做專題講座,開展常規(guī)性的教學(xué)觀摩、教學(xué)研討和學(xué)術(shù)研討,全面提升師資的整體教學(xué)、學(xué)術(shù)水平。
倡導(dǎo)團隊合作,以理論與實驗結(jié)合、教學(xué)與科研結(jié)合、本科生與碩士生教育結(jié)合的團隊建設(shè)理念,組建教學(xué)團隊。團隊教師學(xué)科交融、優(yōu)勢互補、相互促進,不僅提升了隊伍的整體水平與層次,而且較好地促進了精品課程建設(shè)、教材建設(shè)、實驗室建設(shè)等教學(xué)改革。
營造創(chuàng)新氛圍,發(fā)揮教師年輕化、高學(xué)歷化的優(yōu)勢,將“創(chuàng)新”作為青年教師成長的內(nèi)涵。通過“更新觀念,創(chuàng)造良好環(huán)境,培育創(chuàng)新精神;在實踐中培養(yǎng)、鍛煉,提高創(chuàng)新能力”來營造創(chuàng)新文化氛圍。
提出了本科教學(xué)實驗室與學(xué)科、科研實驗室一體化建設(shè)的思路[12],統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局,實驗室功能復(fù)合型配置。實驗室一室多用,每個實驗臺配備的儀器設(shè)備種類全,軟硬件一體,既能保證多課程、多層次實驗項目的硬件實驗,又可以進行軟件仿真實驗,集成打造了多學(xué)科交融、綜合開放、功能復(fù)合、高效運行的現(xiàn)代化實驗教學(xué)環(huán)境。
圍繞電子電路、電磁場、信息處理、自動控制等知識結(jié)構(gòu),提出功能復(fù)合型實驗室配置方案,建設(shè)了電子電路、電磁場、信息處理、自動控制4個功能復(fù)合型實驗室。如電子技術(shù)實驗室不僅能為模電、數(shù)電、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子電路課程設(shè)計、綜合電子設(shè)計等課程實驗服務(wù),而且每個實驗臺均配備計算機,既保證了多層次實驗項目的硬件實驗,又可以進行軟件仿真。實驗室利用率高。通過中心網(wǎng)絡(luò)化、開放式實驗教學(xué)綜合管理系統(tǒng)的動態(tài)管理,數(shù)量充足、設(shè)備先進的各功能實驗室運行良好,很好地滿足了實驗教學(xué)的需要。
中心的網(wǎng)絡(luò)化信息平臺集成了儀器設(shè)備管理、實驗室信息管理、實驗室開放預(yù)約管理、實驗教學(xué)管理、共享教學(xué)資源網(wǎng)站等。實現(xiàn)了對實驗教學(xué)、儀器設(shè)備、信息搜集與分析、學(xué)生選課、實驗預(yù)約、成績登錄等實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)管理。
中心為實驗配套制作了大量網(wǎng)絡(luò)課件、電子教案、實驗指導(dǎo)、視頻資料、器件數(shù)據(jù)手冊、設(shè)備使用手冊、電子題庫、練習(xí)庫等資料,并將這些資料提交網(wǎng)上,學(xué)生可通過瀏覽器瀏覽,為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了方便,為中心開展多元化的實驗教學(xué)模式改革提供了支撐。
中心每年面向全校15個專業(yè)3 700余名本科生承擔教學(xué)任務(wù),也為信號與信息處理等4個二級學(xué)科的碩士研究生教育承擔實驗教學(xué)任務(wù),實驗室面向全校學(xué)生開放。中心的實驗教學(xué)改革,取得豐碩成果,培養(yǎng)的學(xué)生理論基本功扎實,具有較強的分析、解決問題的能力和創(chuàng)新意識,得到社會的認可和好評。中心組織、培訓(xùn)的學(xué)生在國際仿人機器人奧林匹克競賽、全國機器人大賽、全國及北京市大學(xué)生電子競賽等學(xué)科競賽中,獲省部級以上獎勵220項。中心承擔全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽及北京市電子設(shè)計競賽分賽區(qū)的組織實施,連續(xù)5次獲北京市大學(xué)生電子設(shè)計競賽優(yōu)秀組織學(xué)校獎。
經(jīng)過多年堅持不懈的努力,中心形成了教師配備復(fù)合化、科研成果課程化、培養(yǎng)模式階梯化、開放實驗制度化、實驗室功能多元化等鮮明特色,積累了豐富的建設(shè)和改革經(jīng)驗,并在校內(nèi)外得到推廣,起到積極的示范與輻射作用。
(
)
[1]李鄧化,高晶敏.電子信息與控制實驗教學(xué)中心的教學(xué)改革和實踐[C]//楊義先,孟利民.2008年中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會.北京:國防工業(yè)出版社,2009:547-552.
[2]高晶敏,李鄧化,張金龍,等.電工電子實驗教學(xué)中心服務(wù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實踐探索[J].清華大學(xué)教育研究,2010,31(增刊1):136-139.
[3]楊鴻波,高晶敏.電工電子網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)系統(tǒng)交互性的分析與探索[J].中國電力教育,2009(8):115-117.
[4]張曉寧.國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)狀況[J].實驗室研究與探索,2009,28(10):35-36.
[5]石光明.塔式電工電子實驗教學(xué)新體系的建設(shè)與探索[J].中國電子教育,2007(2):44-50.
[6]王香婷,李明.國家級電工電子實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)與實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2012,29(10):126-128.
[7]常春,仁杰,蔣瑋,等.網(wǎng)絡(luò)化綜合實驗教學(xué)管理系統(tǒng)的研究和實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2007,24(6):94-97.
[8]李祖明,胡仁杰.培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)造力[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2008,30(6):56-57.
[9]習(xí)友寶,余魅.國家級電子實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2008(6):118-120.
[10]肖利,許萍,朱玉成,等.加強師德建設(shè),促進實驗教學(xué)示范中心可持續(xù)發(fā)展[J].實驗技術(shù)與管理,2012,29(8):113-116.
[11]宋象軍,汪春華,胡馳,等.國家級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)與評審的思考[J].實驗技術(shù)與管理,2009,26(4):97-99.
[12]李津石.建設(shè)實驗教學(xué)示范中心,構(gòu)筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺[J].中國高等教育,2009(6):14-167.