基于創新能力培養的電子信息實驗教學研究

張同華 （蕪湖信息技術職業學院電子信息系，安徽 蕪湖241003）

李曉輝 （安徽大學電子信息工程學院，安徽 合肥230039）

韓名君 （蕪湖信息技術職業學院電子信息系，安徽 蕪湖241003）安徽大學電子信息工程學院，安徽 合肥230039

當前，我國經濟正處于快速發展階段，然而大學畢業生的整體素質卻遠不能滿足社會需求，因而強化大學生創新能力與素質的培養成為高校的迫切任務。為了做好培養大學生創新能力工作，應以創新能力的認知論為導向，根據不同專業的特點設計相應的教學環節，并采取適當的教學方法，以達到提高學生創新能力的目的［1］。高校實驗教學是培養大學生創新能力的重要平臺。在目前高校電子信息類的相關專業實驗教學中，實驗指導老師習慣于固定的教學模式，實驗室軟件硬件條件均不足，上述情況制約了實驗教學對大學生創新能力的培養。為此，筆者結合省級電工電子實驗教學示范中心的建設情況，進行了基于創新能力培養的電子信息實驗教學研究。

1 實驗教學中創新能力的培養

實驗教學是培養大學生創新能力的重要途徑。在實驗教學中，應當著重在如下幾方面培養大學生的創新能力與素質［2］：①多樣性思維。創新人才的思維特征具有多樣性和發散性，通過讓學生設想多種實驗原理、實驗方案和操作步驟的方法，可以訓練多樣性的思維能力。②獨立性意識。創新人才的人格特征是勇于在未知領域中探索，因而在可能的情況下，指導教師應鼓勵學生獨立自主地完成實驗任務，培養學生獨立解決問題的能力。③批判性觀點。應當讓大學生評價現有實驗方案來強化大學生對事物持有批判性觀點的能力。

鑒于目前高校實驗教學中師資現狀以及教學要求，在大學基礎規范型和綜合設計型實驗階段中強化培養大學生的創新能力是高校實驗教學的當務之急。就高校電子信息專業而言，在實驗教學中通過增設相關教學環節，可以達到培養大學生創新能力的目的。

2 基礎規范型實驗的課程設計

電子信息專業的基礎規范型實驗的主要教學目標是要求學生掌握實驗方法和規范操作技能。在該類實驗中，可以通過增設讓學生設想各種實驗方案和讓學生評價現有實驗方案2個教學環節，達到培養學生創新能力的目的。

1）讓學生設想各種實驗方案 在學生預習實驗講義所提供的標準實驗方案后，要求學生設想不同的實驗方案，通過增設該教學環節來進行多樣性思維的訓練。對該教學環節的考核以學生設想方案的可能性和新穎性為標準，教師應及時對學生提出的設想方案進行點評來拓寬學生的視野。

2）讓學生評價現有實驗方案 在學生按講義做完實驗并對實驗內容具有感性認識后，可要求學生找出現有實驗方案存在的問題。教師對該教學環節的考核以找出實驗方案的不足為標準，若學生能對實驗方案提出改進意見，教師應予以充分肯定，以此來培養學生分析問題和解決問題的能力。

3）教學實例 以單片機驅動發光管模擬霓虹燈控制裝置的實驗為例，說明基礎規范型實驗教學中培養創新能力的實施過程。該實驗是在外圍電路硬件結構確定的情況下，通過設計驅動程序來驗證單片機內置程序執行時對輸出端口的控制效果。實驗講義已給出標準的實驗程序，標準的實驗程序是以循環結構并通過字節移位方式來實現控制功能。首先讓學生設想各種實驗方案。要求學生在實驗前針對實驗指導書提供的程序，另行編寫各種可能的程序并實現對輸出端的控制。從學生提交的實驗報告中發現其設想的實驗方案包括有以存儲數據表的方式的實現控制、以多分支結構位操作方式實現控制和以定時器代替多重空循環實現控制等。指導老師對典型的方案作適當點評并建立方案檔案庫。然后讓學生對現有實驗方案進行評價。在完成實驗后，要求學生在實驗報告中對現有 “標準”實驗方案的設計、原理、裝置和步驟等方面進行書面評價，提出不足之處并提出改進意見。從學生提交的實驗報告中發現其提出的改進意見包括有用單片機模擬軟件直接在電腦上對電路及程序進行模擬、用電腦進行程序的編譯輸入和改用AT系列的芯片以簡化外圍電路等。教師對學生提出的改進意見應進行充分鼓勵。

3 綜合設計型實驗的課程設計

電子信息專業的綜合設計型實驗教學的目標是培養大學生的解決實際問題的能力。在實驗教師的指導下，要求學生根據實驗方案，綜合運用其所掌握的知識與技能來解決應用性問題。在教學過程中，可增設讓學生了解實驗內容中有關創新部分的歷史和讓學生獨立完善實驗過程的教學環節來達到培養學生創新能力的目的。

1）讓學生充分了解經典綜合性實驗的創新內容 教師通過介紹經典的綜合性實驗的歷史，讓學生了解其創新的發展過程。具體實施方式是教師在講義中增設該類實驗的創新要點，并在介紹實驗內容時進行具體介紹。對該教學環節的考核是要求學生掌握經典的綜合性實驗的創新要點是什么。

2）讓學生獨立完善實驗方案 教師選擇適當的實驗內容，在講義中不提供詳細的實驗設計或實驗步驟的指導方案，要求學生進行補充設計或制定實驗步驟，獨立完善實驗方案。對該教學環節的考核以學生是否能完善實驗方案為標準，以此培養學生通過獨立工作來解決實際問題的能力。

3）教學實例 以嵌入式電路控制保溫水箱實驗為例，說明綜合設計型實驗教學中增設培養創新能力教學環節的實施過程。該實驗為課程設計，其內容包括設計嵌入式可編程電路，編寫控制軟件、繪制PCB圖、制作電路板和調試系統等。教師在了解實驗創新歷史的教學環節中應介紹電子的溫控技術發展史，包括有芯片技術的發展而引起的控制電路革新過程以及由模擬電路到數字電路再到可編程電路的革新過程等。在進行學生獨立完善實驗方案的教學環節時，教師在實驗指導講義中可將嵌入式芯片的型號、溫度傳感器的類型和電加熱的控制方式等因素確定下來，使實驗具有可控性與可操作性，再要求學生獨立完成相關程序的編寫、PCB圖的繪制、電路板的制作和系統的調試等工作。

4 結 語

高校實驗教學是培養創新能力的重要平臺，在實驗教學中應著重加強以多樣性思維、獨立性意識及批判性觀點為主的創新能力培養。筆者結合省級電工電子實驗教學示范中心的建設情況，根據電子信息類專業的特點，在現有師資水平條件下，探索出可以有效強化培養大學生創新能力的教學方法。教學實踐表明，上述改革提高了實驗教學質量并受到學生歡迎，因而具有可行性。

［1］［美］A·J·斯塔科 ．創造能力教與學 ［M］．劉曉陵，曾守錘 譯 ．上海：華東師范大學出版社，2003．

［2］孫進 ．德國大學教育的日常文化與創造力培養 ［J］．比較教育研究，2009（12）：60-64．