電子信息類大學生創新實踐能力培養模式探索

王 琦，隋竹翠，周立青（武漢大學電子信息學院，湖北 武漢430079）

隨著科學技術的迅猛發展，各行各業對現代電子領域的人才提出了更高層次的要求。高等學校是培育高素質人才的重要基地，建立以創新能力培養為主線的專業教育體系，是高校教學改革面臨的重要任務[1]。實驗教學是培養高素質創新型人才的至關重要的教學環節，對學生的知識獲取能力和創新實踐能力的培養具有不可替代的作用。目前，電子信息本科實驗教學面臨許多問題，尤其是在實踐能力培養方面存在缺陷。為此，筆者對電子信息類大學生創新實踐能力培養模式進行了探索。

1 存在的問題

1.1 創新實踐能力培養機制滯后

完善的創新培養機制包括創新激情的培養、創新思維的引導和創新實踐的支持[2]。隨著高等教育的發展，對學生創新意識的培養已引起各方面的高度重視，然而由于創新培養機制不完善，使得創新教育流于形式。從目前高校的教學現狀來看，普遍缺乏成體系、可執行的創新培養機制，即使學生有一些創新想法，因為沒有完善的培養機制，其創新想法往往無法實現。

1.2 實驗教學內容陳舊

電子信息學科的迅猛發展為電子信息類專業實驗教學增添了新的內容，不斷發展的新技術給實驗室建設提出了新的要求，如何在增加新技術實驗室的同時，保證基礎實驗室的教學資源配置、統籌規劃實驗學時比例等問題是目前實踐教學環節中急需解決的問題。目前大部分高校基于保證基礎實驗教學的思路，同時因為建設資金、教師資源等原因，在新技術應用、開放實驗平臺建設等方面進展緩慢，其實驗內容不能及時更新，陳舊的實驗教學內容已經遠遠落后于工程應用技術的發展。

1.3 實驗室條件落后

新的實驗項目的開設意味著需要有新的實驗設備相配套，對于部分高校而言，在實驗用房面積嚴重不足、實驗教學經費無法到位的情況下，要進行實驗室的建設和改造是十分困難的，這導致電子信息類專業本科實驗教學條件落后，遠遠不能滿足教學需要，這對學生進行創新實踐能力的培養是很不利的。

1.4 實驗教師隊伍相對薄弱

一直以來大部分高校比較偏重于理論教學，實驗教學往往不受重視，這導致優秀教師資源相對集中在理論教學與研究上，而實驗教學教師隊伍相對薄弱。近幾年，實驗教學的重要性日趨明顯，然而相應的激勵機制卻遠遠跟不上，如進行實驗教學的教師報酬就比進行理論教學的教師報酬要低，卻要求教師在實驗項目開發、教學方法研究、實驗課程設計等方面投入很大精力，由此導致很多骨干教師不愿進行實驗教學，即使從事實驗教學也采取應付的態度，很難在培養創新實踐能力的過程中下大功夫。

2 改革思路

2.1 完善創新教育培養體制

創新教育體制包含從激勵、引導到管理、監督等一系列支持和管理制度，為了鼓勵和支持大學生進行創新實踐，應在如下2方面采取措施：①建立大學生創新支持計劃并提供實驗設備和活動經費；②建立實驗室開放制度，學生可以通過申請進入實驗室，同時在開放時間段實行實驗老師值班制度，為學生的實踐活動提供指導。在學生完成實驗任務后，應對學生的實驗結果進行檢查和驗收，教師應對學生多加鼓勵以保持其進行創新實踐的熱情[3]。

2.2 調整實驗條件和教學內容

高校電子信息本科實驗教學應根據實驗課程所需儀器等情況優化實驗室結構，根據課程學時、開設學期配置實驗室容量。基礎實驗室以大類進行配置，設置電子線路實驗室，同時滿足電路分析、模擬電路、數字電路、高頻電路等各類型電路基礎實驗。設置微處理器實驗室，包括微機原理實驗室、單片機實驗室、嵌入式實驗室、EDA實驗室和DSP實驗室，開設所有處理器實驗課程，同時還可用于各種類型的模擬仿真實驗。建立開發綜合實驗平臺，新建電子系統綜合設計實驗室以用于電子系統綜合設計實驗，還可將通信原理、測控技術等專業實驗室作為開放實驗室供學生使用，這樣充分提高實驗室的使用率，為學生創新實踐提供了良好的實驗環境。

2.3 加強實驗教師隊伍建設，提高實驗教師整體水平

加強教師隊伍建設的主要工作包括完善實驗教師隊伍結構和建立實驗教學激勵機制2個方面。從目前來看，實驗教師隊伍整體水平不高是目前實驗教學的基本現狀，從事并致力于實驗教學項目開發的教師比較缺乏。因此，實驗教師隊伍建設的首要任務就是完善教師隊伍，根據實驗室建設的需求，吸引實踐經驗豐富的老師投入到實驗教學中，同時通過選留年輕教師，完善年齡梯隊，建設一支高水平實驗教師隊伍。實驗教師隊伍建設關鍵在于建立實驗教學激勵機制。因此，要想提高實驗教學水平，必須從教學指導思想、人事制度、分配制度等各方面建立相應的激勵制度，吸引廣大教師積極投入實驗教學和改革，建立穩定的實驗教師隊伍[4]。

3 創新實踐能力培養體系構建

在 “厚基礎，寬口徑，高素質，強技能”的培養目標下，針對不同年級和不同專業的學生，將電子信息類實驗教學的培養過程分為4個階段，即基礎實驗階段、綜合提高階段、應用開發階段和設計創新階段。

3.1 基礎實驗階段

該階段為基礎理論驗證和基本實驗測試技能訓練階段，主要針對電子信息類專業的大一、大二學生。該階段實驗教學內容包括電子技術基礎、低頻電子線路、數字邏輯電路、高頻電子線路、電磁場與電磁波、微波原理、通信原理、電氣工程基礎、微機原理及接口、單片機原理、信號與系統、自動控制原理等。實驗形式主要是驗證性實驗，可采用集中授課的方式，通過驗證性實驗，讓學生逐步掌握常用儀器、儀表、設備的操作技能，引導學生養成嚴謹的實驗作風，建立理論與實際相結合的思想，重點培養和訓練學生觀察和分析能力。

3.2 綜合提高階段

該階段為專業理論學習和實踐綜合能力培養階段。主要針對電子信息類專業的大二、大三學生。該階段實驗教學內容包括數字信號處理、嵌入式系統設計、DSP技術及應用實驗、電子系統綜合設計等。實驗形式從驗證性實驗過渡到設計性實驗，采用實驗課與理論課融合、以實驗為主的模式，讓學生帶著問題進行實驗[3]。如從單元電路驗證到多模塊級聯和小系統搭建，使學生初步學會設計電子系統的基本程序和要素，引導學生將學過的知識串聯起來，加以綜合和應用，重點培養學生獨立發現問題、分析問題和解決問題的能力。

3.3 應用開發階段

該階段為系統設計實現和工程開發能力養成階段，以培養工程開發人員為目標。主要針對電子信息類專業的大三、大四學生。該階段實驗內容包括課程設計、畢業設計(論文）以及參加全國大學生電子設計競賽、全國挑戰杯科技競賽、全國大學生機器人競賽等。實驗形式是設計性實驗，采用專題講座、師生研討和學生自主實踐相結合的方式，允許學生組成研究團隊，自主選定實驗題目，以靈活機動的方式完成實驗過程。培養學生熟練掌握系統設計的步驟方法，引導學生完成自主查閱資料文獻、獨立設計系統方案、自主選擇核心器件等活動，將比較分散的知識能綜合應用到實際工程中，使學生在知識結構和設計素質方面得到提高，重點培養學生運用新思路新辦法解決實際問題的能力。

3.4 設計創新階段

大部分學生在完成上述3個階段的實驗教學任務后，基本上具備了1名合格的工程開發人員所必需的素質和能力。高校教育的核心是培養創新人才，所以在設計創新階段是以培養科技創新人才為最終目標的階段，主要針對學有余力的電子信息類專業大三、大四學生。該階段主要以支持學生開展課外科技活動為主，鼓勵學生申報國家大學生創新性實驗計劃，吸收學生參與到教師的科研項目研究中，從而培養學生創新意識和鍛煉創新能力。

4 結 語

針對電子信息本科實驗教學現狀，分析其中存在的問題，闡述了相應的改革措施，并構建了創新實踐能力培養體系。教學實踐表明，通過實驗教學改革，讓學生在創新實踐能力培養體系中逐步進行鍛煉，確實可以激發其學習熱情、培養創新意識和鍛煉創新能力，對提高高校電子信息本科教學質量發揮了重要作用。

[1]陳小橋，謝銀波，周立青 .深化第二課堂教學 培養 “三創”型人才 [J].實驗室研究與探索，2009，28（8）：94-96.

[2]王琦，周立青，黃俊年 .開放型實踐教學的幾點思考 [J].海軍院校教育，2010（5）：63-64.

[3]陽太林 .以學生創新能力的培養為中心改革高校實驗教學 [J].實驗技術與管理，2005，22（10）：34-38.