电子信息实验中心建设与实践教学研究

晏 勇

(阿坝师范高等专科学校 电子信息工程系，四川 汶川 623002)

一 引言

2008年5月12日汶川特大地震使地处汶川县城的阿坝师范高等专科学校遭受了毁灭性的灾难，学校所有办学硬件资源几乎全部损失殆尽。在社会各界帮助下，各级政府领导下，学校经历了千里大转移，灾后异地复课，灾后异地重建，2011年经历三年异地复课和异地重建的阿坝师范高等专科学校，按计划整体搬入四川汶川水磨镇新校区，一所崭新的现代高校竣工并投入使用。

2008年底学校启动灾后重建规划，电子信息实验中心正式立项重建。实践教学是高等学校教学的重要组成部分，实验室是高校应用型、创新型人才培养的基地，实验室重建规划必须符合教育部《高等学校专业实验室评估标准》，与本科实践教学接轨(为学校迎接升本评估以及升本后顺利过渡到本科教学避免重复建设)；突破传统文科师范院校大环境的限制，扬长避短，突破传统思维，将新思想、新方法、新技术融入电子信息技术实践教学；立足实际，实现实验室建设高标准、严要求、现代化、实用化、人性化、低投入高产出，实验室以培养学生工程实践和创新能力为目标，减小毕业生与社会用人单位差距，实实在在提高毕业生的就业率和就业质量。

二 电子信息实验中心建设

1．实验室规划。

电子信息实验中心全盘统筹、整体梳理学科与学科、学科与专业、专业与专业间的关系以及未来发展，按轻重缓急合理分配重点建设的原则，按优先投入优先实施的原则将规划分为一期和二期；建成后逐步实现实验室全天开放，提高实验室和实验设备利用率；实验室建设紧扣电子信息行业发展，符合电子类专业人才培养目标，改革原有实验室建设体系和模式，加强理实一体化教学，增加综合性、设计性和创新性实验；实验室为学生提供自由宽松舒适人性的环境，提高学生学习积极性。

电子信息实验中心灾后重建结构复杂，涉及汶川威州校区震后抢运设备恢复、郫县古城异地复课新建实验室恢复、汶川水磨新建实验室。实验中心灾后重建打破原有格局，实验室整体统筹规划合理布局，科学配套仪器设备，避免盲目追求实验设备品牌和高配，通过参观考察的方式务必落实每一种设备，提高设备性价比，设备选型尽量偏向测试类仪器仪表、综合性设计性开发平台和开发工具。实验员和任课教师具体承担实验室重建工作，负责担任课程实验室规划建设，实验室建设工作细致繁琐，从实验室使用、功能、容量、规模、环境、水、电、网络、布线、实验桌椅、实验设备、实验室升级改造、实验室安全等方面逐一考虑和考察，实验中心和教学单位共同讨论实验室建设疑难问题以及新技术、新方法，[1]历经一年半时间，实验中心和教学单位经15次集体讨论修改规划方案，完成了实验室规划论证和实验设备的选型工作。

电子信息实验中心实验室重建分为两大部分三大类：两大部分即电子信息实验室和物理实验室；三大类即基础实验室、综合设计实验室和创新实验室。电子信息实验室一期规划10个，二期规划6个；物理实验室一期规划5个，二期规划2个，一期规划实验室中包含部分已有实验室和实验设备，电子信息实验中心实验室规划如表1。

2．实验室建设。

实验室布线关系实验室安全正常高效运行，利用三相火线与零线间相电压220V，保证实验室负载平衡，强电布线采用三相五线制即电源线+零线+地线，实验室分三组分别用相线、零线、地线构成交流220V，三相总功率最大20KW；三相电出口到单相空开前火线、零线、地线用截面10m2铜芯线，单相空开到每组用截面6m2铜芯线，每组到实验桌用截面4m2铜芯线，每组到每桌电源线接头用烙铁焊接减小接触电阻减小触点发热；实验室配三相交流稳压器一台确保输出电压稳定，稳压器前三相空开可关断稳压器电流保护稳压器，稳压器后单相空开可关断每组电流，实验室布线如图1。在不影响仪器精度和正常使用前提下，实验室采用防静电地板提高安全防护能力，防静电地板必须保证良好接地。实验室建设还须考虑部分细节问题例如实验室实验桌抽屉用通锁，实验桌布线，实验室静电垫，实验设备除湿防锈等。

表1 电子信息实验中心实验室规划

图1 实验室布线图

3．人才队伍建设与制度建设。

实验室人才队伍建设是实验室工作重点，实验中心依托灾后重建和升本评估重新规划了实验室人才队伍，因为只有一支优秀的、有战斗力的队伍才能凸显实验室作用。电子信息实验中心由学校电教实验中心改扩建，承担全校电子信息类实验课和理工科物理实验课的工作任务，现有专兼职教师15人，教授1人，副教授2人，讲师10人，在读博士1人，硕士9人。受师范文科大环境限制，实验中心人才队伍建设问题比较突出，实验室工作难度较大效果难以体现，付出与回报不成正比，同时实验室工作对个人素质能力和责任心要求较高，高学历高职称的教师不愿意到实验室，有工程实践经验的工程师不愿意到实验室，实验室人才队伍建设相对滞后。学校应加大对实验室人才队伍政策倾斜，合理定编定岗，加强实验室双师型队伍的建设，重视实践指导教师待遇适当增加实验指导教师年终工作量，增加实验指导教师参观培训提高业务水平和管理水平，保证实验室良性、稳定和可持续发展。[2]

实验室制度是实验室内人员行为准则，是实验室安全、高效运行的保障。电子信息实验中心建立了一套完整的制度体系，包含《学生实验守则》《实验员守则》《实验室开放制度》《仪器设备管理制度》《实验室卫生制度》《实验室安全制度》《耗材管理制度》《实验室应急预案》《实验室文档管理制度》等，基本实现了实验室规范化管理，由人管人逐步过渡到制度管人。

三 实践课程与实践教学

1．实践课程。

根据学校发展总体规划和人才培养目标，结合电子信息技术发展趋势和实践课程的结构特点，提出了分层次分阶段教学模型，对实践课程体系、教学大纲、教学计划、教学方法、教学模式等方面进行系统改革，分层次即“四性加四型”的实践教学模式，[3]四性指实践课程必须融入基础性、系统性、应用性、前沿性实验内容，四型指实践课程必须融入基础验证性、综合性、设计性、创新性实验项目，实验课程中应包含新概念、新技术、新器件、新思路，拓宽学生思路和思维。[4]分阶段指将学生分为兴趣感知与专业探索、综合应用与设计、研究与创新三个阶段，第一阶段针对低年级同学，要学好各门基础课提高学生基础技能和仪器设备使用，培养学生对专业实践课程的兴趣，积极引导激发学生利用课余时间利用所学知识开展多种形式的实践探索；第二阶段针对中年级学生，要能利用专业知识、开发平台、开发工具、测试仪器进行工程实践训练，自己动手完成设计、调试、测试、报告整个过程，题目不一定难，关键是学生能通过自己努力得出正确结果，进一步激发学生兴趣和求知欲；第三阶段针对高年级学生，要能以单片机、可编程逻辑器件、数字信号处理器为核心完成应用系统开发，提高学生创新能力和研究能力。应用系统开发内容综合复杂涉及知识面广，设计制作周期长，应充分估计设计过程中可能出现的问题及时引导学生解决。实验室制作室开放，鼓励学生利用课余时间到实验室设计制作，实验中心克服资金不足、人员不足等各种困难，为到实验室自主设计开发的同学提供场地、耗材、指导老师在内的各种支持和便利，让有兴趣愿意学习的同学能进一步提高设计制作能力，激发学生的探索研究和创新意识。培养学生的实践能力是一项长时间的系统工程，必须遵守教学规律循序渐进，避免出现空中楼阁拔苗助长，提出不切实际的要求和口号，应着眼基础从模仿开始，模仿、调试、修改经典电路并实现创新，逐步提高设计能力。

实验中心采取校内外实践相结合的模式来提高学生的实践能力，低年级同学安排到工厂参观见习，提高学生学习兴趣，调动学生回校积极性和自觉性，解决学生学习无目的性和盲目性；高年级学生直接进入公司参与生产开发，零距离接触实际生产，体验实际生产开发过程，通过校外实习方式弥补校内实验室不足和弊端。联系校外实践基地困难很多，有的企业不愿意接受学生实习或见习，因为涉及学生吃穿住行以及安全等问题，同时还可能打乱企业正常生产。为保证实习质量避免给实习单位带来各种麻烦，实习或参观前应向学生详细介绍本次实习的内容和方式方法，强调组织纪律，自愿报名宁缺毋滥。

2．实践教学。

理论教学和实践教学不是主从关系，是统一辩证的关系，用理论指导实践，用实践验证理论。实验中心采取理实一体化教学模式，将理论和实践融为一体，有利于教师对重难点把握和讲解，有利于学生掌握重点难点知识，学生工程素质和实践能力得到进一步提高。[5]实验室开放时间长、人数多，教师工作量大，实验中心采取学生管学生，学生教学生的方式全面培养学生综合素质。实验教师有意识培养一些责任心强、自主学习能力强、兴趣浓厚的学生作为老师帮手，帮助老师准备实验，管理实验室和一些常见耗材；这样，既锻炼了学生综合素质，又使学生自身思维得到了扩展和拓宽，专业技术水平得到较大的提高。[6]鼓励实验指导教师根据实际情况编写讲义，基本做到每门实验课有一本实验自编讲义，运行一段时间后发现电子信息技术发展太快自编讲义部分内容很快滞后，目前采取实验指导老师及时更新实验讲义章节内容，每次实验课程讲义提前上传网上，学生自行下载学习，不提供纸质版实验指导教材的方式。[7]

实验中心利用仿真设计和实际制作相结合的实践教学方式，仿真设计可以缩短实际开发时间[8]，提高学习效率，但仿真设计毕竟不是实际开发，不能代替实际环境，使用不当反而适得其反，有些情况仿真设计永远不可能出现，例如电阻功率过小发热，三极管电流过小发热等情况。低年级学生处于认知阶段不建议大规模使用仿真设计软件，实际开发环境使学生对硬件体会更加深刻透彻；高年级学生有一定硬件基础建议先仿真实现系统功能，在此基础上自行设计印制电路板实际制作。仿真教学和实际制作各有优缺点要根据实际情况确定，同一门课程不同的对象采用教学方法可能不同，不同课程采用教学方法也不同，不能一概而论。

实验中心利用大学生电子设计大赛改革和提高实践教学。大学生电子设计大赛是教育部提倡的赛事之一，它可以全面检测学生水平和能力，涉及范围广，综合考察学生素质和能力，检验学校办学水平，指导学校办学方向。全国大学生电子设计大赛和四川省大学生电子设计大赛隔年举行，我们依托这两大赛事系统培养学生工程项目实践能力。赛前学生培训采用学生为主教师为辅的教学方法，强调学生自主开发设计，经过电子竞赛培训和参加过电子竞赛的学生无论是否获奖实践能力明显强于其他同学，就业率和就业质量也较高。

四 考核方式

期末成绩考察和考核是实践课程的重要组成，是教师进行教学和对学生进行学习检查的重要手段，实践课程考核方式方法应能客观反映培养目标，是实践教学的一种导向。实践考核应注重过程兼顾结果，统一评分标准，保证实验成绩公平公正公开。不同实践课程考核侧重不同，基础验证型侧重考核结果、测试参数等，综合型设计实验侧重设计过程、调试过程、制作过程、测试过程、实验报告等；课程不同实验报告内容要求不同，根据实际情况确定，实验报告基本格式应相同，与毕业设计和毕业论文接轨[9]，详细的实验报告有利于学生搞清楚疑难问题或将疑难问题描述得更清楚简练，有利于培养学生严谨科学的思维。实验成绩评定应综合考虑实验仪器、耗材等客观因素，指导教师应明确实验不成功的原因，不能将所有问题都归结为实验仪器设备有问题或该耗材目前实验室短缺，避免负面影响。

五 结束语

电子信息实验中心通过灾后重建和升本评估科学规范合理建设，改革当前实践教学体系，汶川水磨新校区运行三年成果显著，学生实践能力稳步提升，多次取得各类竞赛各种奖项，就业率和就业质量明显提升；主编出版嵌入式系统教材1本，建成精品课程2门，发表各类科研文章数十篇，基本建成了符合当前科学技术发展，符合实践教学规律，符合高校本科实验室评估指标，先进性与应用性并重的高等学校电子信息实验室。

[1]方文敏，姜锡权，孟艳，等.中日美三所高校实验室管理与建设的比较[J].实验室研究与探索，2011,30(3)：331-333.

[2]李萍.试论高校实验室仪器设备管理队伍建设[J].实验室研究与探索，2008,27(10):151-154.

[3]马涛,刘恒.师范院校电子信息类实验改革研究与实践[J].高师理科学刊，2010,30(3)109-113.

[4]张新安.应用型本科电子信息工程专业实践教学体系改革的研究与实践[J].湖南科技学院学报，2009,30(4):174-177.

[5]王志军.电子信息实验教学中培养学生的研究能力[J].实验室研究与探索，2009,28(3):95-98.

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[7]张俊杰,杜鹃,催建华.高师院校电子信息类本科生实践能力培养初探[J].中国教育技术装备，2011，27(9):16-20.

[8]何新华,金国柱,王琼.仿真试验中的虚拟化技术应用[J].四川兵工学报.2011,32(8):71-74.

[9]路正莲,倪建军,朱昌平.基于五环过程管理的电子类实验成绩评定办法[J].实验技术与管理，2008，25(6):118-120.