李澤彬，張　剛，姚有峰，趙江東，張飛龍，李　宣

(皖西學院　基礎實驗中心，安徽　六安　237012)

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基于實驗室管理平臺的電類基礎實驗教學改革與實踐

李澤彬，張剛，姚有峰，趙江東，張飛龍，李宣

(皖西學院基礎實驗中心，安徽六安237012)

摘要針對傳統(tǒng)電類基礎實驗教學體系中存在的問題，從實驗內容體系構建、教學模式改革、教師隊伍配置、實驗室配置等方面進行了論述，總結了近幾年電類基礎實驗教學改革的實踐經(jīng)驗。實踐證明，在電類基礎實驗教學過程中，運用實驗室管理平臺進行教學內容體系構建和相關管理，能夠較好地解決實驗教學過程中呈現(xiàn)的一系列問題，可以取得滿意的教學效果。

關鍵詞電類基礎實驗；實驗教學體系；實驗室管理平臺

新時期高等教育內涵和規(guī)模的大幅度變革，迫使教育模式和方式從單一的知識傳授到自主和團隊性學習[1]、從教學單一模式到多手段多選擇自組織模式、從維持性學習到創(chuàng)新性學習[2]。因此，電類實驗教學作為各類高等院校的電類專業(yè)必修技能實踐環(huán)節(jié)必然面臨傳統(tǒng)的教學模式、教學內容、教學方式以及教學管理等與現(xiàn)代教學實際不協(xié)調問題，不可避免地受到嚴峻挑戰(zhàn)，對其教學體系進行改革是必然趨勢[3]。為此，本文以皖西學院電工電子實驗中心開設的電類基礎實驗課程為例，總結了近幾年引進新技術和新型管理手段進行實驗教學改革的經(jīng)驗。

1傳統(tǒng)電類基礎實驗存在的問題

1.1傳統(tǒng)電類基礎實驗內容體系，不能適應人才培養(yǎng)模式的要求

傳統(tǒng)的電類基礎實驗主要包括電路與電工技術實驗、模擬電路實驗、數(shù)字電路實驗等，主要面向電類及其相近專業(yè)，開設形式相互獨立，彼此之間缺乏必要的銜接，常依附于理論教學[4-5]，形式內容相互獨立，沒有形成一個完整的體系。

一方面實驗內容大量不必要的重復，客觀上造成了有限實驗資源的浪費；另一方面，目前此類課程的實驗教學大多在實驗箱上完成，由于生產(chǎn)廠家事先已經(jīng)完成了實驗箱中單元電路的設計和參數(shù)的設置，學生在實驗過程中所要做的工作僅僅是簡單地連接導線、測試波形，至于電路結構和參數(shù)的變化對系統(tǒng)或對信號的影響，學生很少能直觀地觀察到，實驗成效大打折扣，效果不太理想，對學生實驗能力的培養(yǎng)極為不利。

因實驗內容以驗證性實驗為主，缺少綜合性、設計性實驗內容，學生在綜合性、設計性實驗中進行有效性訓練更少，導致學生不能進行自主性、團隊性、創(chuàng)新性學習，限制了學生能力的培養(yǎng)[6]。

1.2當前電類基礎實驗教學模式，不能滿足人才培養(yǎng)的多樣化需要

電類基礎實驗具有鮮明的工程特點，其實踐性很強[7]。近年來雖然把電類基礎實驗課程從原有的課程體系中進行了剝離，并對實驗內容進行了重新整合。但是受傳統(tǒng)定向思維的影響，實驗課的從屬地位并沒有得到本質的改變，與此對應的實驗教學手段也沒有發(fā)生根本性的轉變，實驗教學形式單一，教學手段落后，教學方法機械[8]，即現(xiàn)階段電類基礎實驗的開設不僅停留在對理論的驗證這一層次上，而且在課程的開設形式上仍然是固定班級、固定時間、固定項目，教師“照本宣科”、學生“照方抓藥”，長此以往限制了學生的思維，束縛了學生的手腳，不利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

1.3教師隊伍配置和實驗室設置不合理，限制了教學資源的優(yōu)化

長期以來，由于受到重理論知識傳授、輕實驗技能培養(yǎng)這一傳統(tǒng)教育觀念的影響[9]，對實驗教師隊伍的建設重視不夠，造成實驗教師隊伍結構不合理，多數(shù)擔任實驗教學任務的教師，依附于理論課教學的老師，致使實驗課教學“配合”了理論課教學，使實驗內容的開設和訓練的深度上停留在驗證相關理論這一尷尬局面上。

現(xiàn)階段在實驗教學方面雖然有了自己的師資，但數(shù)量和力量上仍很薄弱，尤其是高級技術人員較少。面臨大范圍學生進行實驗課程學習和實驗室開放，僅有的實驗教師數(shù)量是難以面對的，這也阻止了實驗教學水平的提高，阻礙了人才的培養(yǎng)。

1.4實驗室配置不合理，不能有效匹配學生與實驗資源

實驗教學過程中必須考慮的兩個方面：1)實驗室的實驗項目合理設置；2)學生合理安排實驗內容進行有效實驗。

當前高校(尤其是新建本科高校)由于經(jīng)費投資不足，所建設的電類基礎實驗室、儀器套數(shù)有限，在面對眾多學生的實踐訓練，這2個方面的匹配更是糟糕。主要表現(xiàn)在以下4個方面：1)實驗室數(shù)量有限，不能合理安排實驗內容，有些實驗項目沒有開設，學生不能得到有效的訓練；2)學生數(shù)量的增加，統(tǒng)一安排實驗訓練時間較困難，導致有效的實驗項目開展時間過長，不利于學生相對集中訓練；3)學生不能自主選擇實驗項目、實驗室、指導教師和訓練時間等，致使學生在實驗過程中興趣和信心受挫，對學生實踐能力的培養(yǎng)不利；4)各類實驗室協(xié)調性差，不能合理優(yōu)化實驗室資源，阻礙了實驗室的建設和發(fā)展。

2新型實驗教學體系的構建

為了解決傳統(tǒng)的電類基礎實驗呈現(xiàn)的問題，以 培養(yǎng)“應用型人才”為目標，服務于常規(guī)和非常規(guī)教學，從基礎訓練中樹立工程意識、創(chuàng)新意識，并讓學生走進工程、創(chuàng)新中，提高綜合實踐能力，我們引進新技術和新型管理體系進行了實驗教學改革與創(chuàng)新。

2.1完善電類基礎實驗內容體系

為了打造綜合性、創(chuàng)新性和工程應用性教學特色，在電類基礎實驗內容體系方面我們依據(jù)電類專業(yè)的人才培養(yǎng)要求，對所有專業(yè)開設的電類基礎實驗項目進行整合，打破基礎類課程限制，把實驗教學內容從理論課中完全剝離出來形成獨立實踐課程，淡化理論、強化實踐，凸出“從做中學、從做中練”，讓電類基礎實驗成為更具實踐和活力的課程。

編排、整合實驗項目，充實實驗內容、制作相應PPT課件、視頻資料等，建設完善實驗項目資源庫，充實、構建了網(wǎng)絡資源學習平臺。結合各專業(yè)培養(yǎng)目標，針對學生接觸知識的層次性特點，遵循由簡到繁、由易到難的原則，把電類基礎實驗有機的劃分為3類、3級實驗項目開設[10]。3類實驗項目分為基礎性實驗、綜合性實驗、設計性和創(chuàng)新性實驗。3級實驗根據(jù)不同的專業(yè)特點開設：一級實驗(以基本實驗和綜合性實驗為主)對于相關理工科專業(yè)學生開設，完成電工電子技術基本訓練，使學生初步掌握實驗方法和技能；二級、三級實驗(以綜合性實驗，設計性和創(chuàng)新性實驗為主)對于電類專業(yè)學生開設，完成電工電子技術更高的訓練，使學生掌握全面的實驗技能，為后續(xù)工程實際打下基礎。

在基礎性實驗項目上，按訓練點來設計，讓學生充分得到訓練，提升實踐能力。

在綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗項目上，結合工程和科研實際，總結素材，設計、完善現(xiàn)有的綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗項目，力求使教學內容接近工程實踐，讓學生進一步接觸市場需要，這樣實驗內容既帶有一定的趣味性和啟發(fā)性，又讓學生知道如何將學到的知識應用到工程實踐中。

另外，我們還加強了新技術、新工藝的應用，將軟件仿真與硬件實驗相結合的新型實驗項目[11]。EDA是現(xiàn)代電子技術的發(fā)展方向，是提高學生基本素質和工程實踐能力的有效手段，利用計算機虛擬技術進行電路的分析和設計，可以大幅度提高實驗效率，同時也能更好地培養(yǎng)學生的綜合分析能力和開發(fā)創(chuàng)新能力，在此基礎上進行硬件實驗，能有效把虛擬和現(xiàn)實實際相結合。

2.2改變電類實驗教學模式

進入現(xiàn)代教育階段，各類高校規(guī)模上都有大幅度變化，而學生的學習方式和需要又呈現(xiàn)多樣性，打破原有教學模式，讓知識呈現(xiàn)和學習方式多樣化是大勢所趨，因此，需要利用現(xiàn)代技術和手段完善教學體系，完善更貼近學生實際的電類基礎實驗教學模式，滿足人才培養(yǎng)的多樣化需求，建立以基本技能培訓、綜合能力培養(yǎng)、展示學生自我價值的教學平臺。為此，我們引進了實驗室管理平臺，把網(wǎng)絡資源和信息技術融合一體，使學生在課堂還是其他地方都能充分享受到優(yōu)秀的教學資源，實現(xiàn)電類基礎實驗教學資源大眾化、數(shù)字化，實現(xiàn)教學資源共享，也建立學生自主學習的實踐平臺。在此平臺基礎上，打破學生以往在固定時間、固定地點、按固定的步驟完成規(guī)定實驗的傳統(tǒng)教學模式，實現(xiàn)了網(wǎng)絡實驗預約、選課，自主安排實驗時間和空間，全方位地開放實驗室，培養(yǎng)學生的動手興趣，調動學生學習主動性，激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情。另外，我們在授課方式上，采用了多媒體教學方式，讓實驗知識呈現(xiàn)出大信息量、生動直觀、引導性強等特點，并在教學中融入多種教學方法，結合教師指導開展討論式教學、開放式自主實踐教學、項目驅動及自學等，同時結合課外科技活動的輔導、學生參與教師科研項目、網(wǎng)絡輔導等多種實驗教學方法。多樣化實驗教學方法主要體現(xiàn)為不同內容、不同對象、不同背景、不同項目情況下多種形式和多種方法的結合，其主要目的是以學生為中心，因材施教，因內容施教，充分激發(fā)學生的實踐創(chuàng)新積極性，達到提高實驗教學質量、實現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的[12-13]。

2.3完善教師隊伍與實驗室設置的配置

針對實驗教學師資隊伍薄弱的現(xiàn)狀，需要引導和激勵高水平教師積極投入實驗教學中，要求教師每年必須完成一定的實驗教學工作量，而年青教師必須參加實驗教學工作。在此基礎上，一方面，遴選德才兼?zhèn)?、熱心實驗室工作的教師到實驗室工作，學校也可招聘部分專業(yè)人員加入到實驗教師隊伍，從而建立一支實驗教學和理論教學互通、結構合理、積極創(chuàng)新的實驗教學隊伍和實驗技術隊伍，讓實驗教師在數(shù)量上呈現(xiàn)分散下有集中的特點，需要時教師不少，不需要時教師不多，從而改善實驗教學師資隊伍薄弱的現(xiàn)狀，同時也需要建立專業(yè)的實驗教師隊伍；另一方面，隨學生數(shù)量的增多，專用實驗室數(shù)量也相應有所增多，但仍不能滿足實際教學的安排，為此在實驗室的使用上不能統(tǒng)一管理和高效使用，尤其是教師與實驗室不能有效匹配，出現(xiàn)缺少教師和實驗室的情況。為解決實驗室設置和教師的分散管理問題，我們通過實驗室管理平臺解決教師與實驗室的有效匹配，使教師和實驗室能被有效合理使用，實現(xiàn)智能匹配，優(yōu)化教學資源，提升教學管理能力，提高電類基礎實驗總體教學效果。

2.4規(guī)范實驗室管理，有效匹配學生和實驗資源

電類基礎實驗室資源有限，參加實驗人數(shù)多這一局面是不可忽視的問題。為了改善這一局面，在實驗室管理平臺上，首先我們把實驗室全面開放，把實驗項目分別安排在各個實驗室，充分利用實驗室資源；其次利用網(wǎng)絡選課把學生自主時間利用上，解決時間不夠的問題，有效地縮短單個項目的循環(huán)周數(shù)，再利用室管理平臺實現(xiàn)實驗項目運行的正常管理，加強實驗室準入條件，實現(xiàn)門禁管理制度，把教師推向實驗協(xié)助和實驗管理層次，節(jié)約教師人力資源；最后，就是建立健全實驗室管理制度，體現(xiàn)實驗室管理工作有序化、規(guī)范化、科學化，解決實驗教學與學生能力培養(yǎng)的不脫節(jié)，以及實驗設備資源合理配置與共享等問題。我們基本解決了實驗室的實驗項目合理設置和學生合理安排實驗項目的矛盾，把實驗室推向全開放，提升了教學資源利用率。

3結束語

傳統(tǒng)電類基礎實驗的教學模式、教學內容、教學方式以及教學管理等與現(xiàn)代教學實際相脫節(jié)，已經(jīng)不能有效的培養(yǎng)學生各方面能力。為更好的解決實驗教學過程中所出現(xiàn)的一系列問題，我們引進了實驗室管理平臺，分別從電類基礎實驗內容體系的完善、電類實驗教學模式的改變、教師隊伍與實驗室設置的配置、 規(guī)范實驗室管理與匹配學生和實驗資源等方面進行了改革和實踐，提出了一系列行之有效的措施，完善了實驗教學體系，并取得了滿意的教學效果。

參 考 文 獻

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收稿日期:2015-04-18；修改日期: 2015-06-18

基金項目：安徽省教學研究項目(2014jyxm290)；安徽省高校省級自然科學研究項目(KJ103762015B20)；安徽省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(AH201510376017，AH201510376034)；皖西學院校級科學研究項目(WXZR201642)。

作者簡介：李澤彬(1979-)，男，碩士，講師，主要從事非線性復雜系統(tǒng)和微弱信號處理教學方面的工作。

中圖分類號G642.0

文獻標志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.03.043

Teaching Reform and Practice of Electrical Basic Experiment Based on Laboratory Management System

LI Zebin，ZHANG Gang，YAO Youfeng，ZHAO Jiangdong，ZHANG Feilong，LI Xuan

(Basic Experiment Center，West Anhui University，Lu’an 237012，China)

AbstractAccording to problems in traditional electrical basic experiment teaching，experiment content system construction，teaching model reform，allocation of teaching staff，lab configuration，etc，are discussed.The teaching reform and practical experience of electrical basic experiment are summarized in recent years.It proved that a series of problems has been solved in the process of experiment teaching with bringing in the laboratory management system，and better experiment teaching effect is validated.

Key wordselectrical basic experiment;experimental teaching system;laboratory management platform