以先進理念為導向建設多功能、開放型實驗教學大平臺—訪哈爾濱工程大學電工電子實驗教學中心主任趙旦峰教授

□ 本刊記者 安 健 張 鵬

以先進理念為導向建設多功能、開放型實驗教學大平臺—訪哈爾濱工程大學電工電子實驗教學中心主任趙旦峰教授

□ 本刊記者 安 健 張 鵬

哈爾濱工程大學電工電子實驗教學中心主任簡介

趙旦峰，教授，博士生導師。主要從事現代通信系統、通信信號處理、編碼與調制技術、SOC、ASIC設計與開發技術等方向的研究。2006年，獲哈爾濱工程大學通信與信息系統學科工學博士學位。

現任哈爾濱工程大學“國家工科基礎課程電子電工教學基地”主任；任教育部高等學校電子信息與電氣學科教學指導委員會電子電氣基礎課程教學指導分委員會委員；全國高等學校電子技術研究會常務理事；東北地區高等學校電子技術研究會副理事長；政協黑龍江省第九、第十屆委員會委員；中國通信學會高級會員；中國電子學會本科生教育委員會委員；中國電子學會高等教育委員會委員；哈爾濱市信息安全專家組專家。省級精品課程數字電路課程負責人，主審與編寫《常用電路模塊分析與設計指導》等教材3部，先后主持了“國家電工電子教學基地”多門課程建設工作，主持并參加多項黑龍江省新世紀教改工程教學研究項目，多次被評為哈爾濱工程大學“優秀主講教師”，獲得國家級教學成果二等獎1項，省教學名師，省級教學成果一等獎2項，二等獎4項。先后主持或參加多項省自然資金和其他各類科研項目，獲省部級科技二等獎2項。目前承擔海軍裝備預先研究、船舶工業國防科技預研基金、黑龍江省自然科學基金、黑龍江省教改工程、橫向課題等多個科研項目。發表論文80余篇，先后指導博士生和碩士生50余名。

明確的實驗室開放理念推進軟環境建設

1.實驗室管理與開放運行

從原則上講，實驗室開放有2種方式，其一是“計劃內開放”，通常是在計劃學時內學生自由選擇實驗時段與實驗項目，適于模電、數電等大批量、多班次的基礎和技術基礎實驗課程，實驗內容受教學大綱的限制，需要網上預約選課，可視為一種半開放的模式；其二是“計劃外開放”，這是一種實驗內容、時間、器材完全開放的模式，無需網上預約，可隨時進入實驗室，適于學生科技創新。事實上，學生科技創新是一種“超綱”的學習活動，學生有較大的自由度去做項目，對實驗室開放提出了較高的要求，在管理模式上賦予新的內涵，完全開放實驗室如同圖書館那樣運行，自早8:00一直開放到晚10:00，不受課程、時間、內容的限制，支持“自助式”的實驗項目，無償向學生提供機位等資源，形成了多層次全方位的開放格局(圖1、圖2為反映實驗室開放情況的照片)。

圖1 學生在開放實驗室自主實驗

圖2 在全校率先推進實驗室開放

實驗教學平臺必須開放運行才能發揮效益，這不僅需要較多的教育經費支持，還需要教師付出辛勤勞動，因此實驗室開放是高校教學改革中的難點，涉及教師的積極性、工作量與政策等諸多問題。

開放帶來教師工作量加大的問題可通過以下方式解決：一是采取門禁管理，劃卡進門，這種方式使完全開放受限；二是實驗室教師采用坐班輪休制，如電子綜合實驗室面向30個班開設32學時的實驗，采取開放式教學，該課程組的教師輪流值班制指導學生；三是日常管理工作聘用社會有經驗的人員來承擔，校人事處為我們聘用2位退休技工，他們在校區居住，家庭負擔輕，聘用效果好；四是聘用勤工助學的學生，校學生處給我們10個勤工助學指標，協助教師管理實驗室；五是將創新實驗室交給學生社團管理，把實驗室的鑰匙交給學生，讓他們開門、關門，實驗室的設備、安全、衛生也讓他們參與，這同時也產生了對學生的約束，既減輕了教師的負擔，也培養了學生的責任心與管理能力，構建了和諧的師生關系；六是獨辟“課外導師制”活動專區，將熱心于指導學生科技創新的教師組織起來，利用課余時間義務指導學生實踐。通過多元化的用人機制來減輕實驗室開放壓力。

中心具有明確的實驗室開放理念與運行機制，有豐富的實驗室開放管理經驗，有熱心于實驗室開放與奉獻精神的教師，為開放實驗室奠定了基礎。

2.“漸進式”實踐類課程群建設

哈爾濱工程大學國家級電工電子實驗教學中心搭建了科技動手實踐類公共選修課程平臺，以圖書館的管理模式開放運行；開設了8門“漸進式”實踐類特色課程，此類課程覆蓋學生大學一年級到大學三年級，這些課程采取降低門檻、興趣引導入門的思路，通過課程牽引，使更多的學生通過科技實踐類通識教育選修課程了解和走進科學技術領域(見表1)。

表1

(1)創新性：具有明確的教學改革理念。以充分調動學生科技創新興趣為切入點，以開展“漸進式”實踐類特色系列課程為主線，以提升學生創新實踐能力并取得高端賽事成果為目標，推出了“學生科技創新與實踐類公共選修課程相結合”“實踐類公共選修課與競賽相結合”的電子信息類實踐教學新理念，以漸進式實踐類特色系列課程引領學生科技創新實踐的方向。

(2)先進性：開創了“漸進式”實踐類系列特色課程研究與實踐的先例，以“漸進式”實踐類特色系列課程引領學生科技創新實踐方向的思路尚未見到。

(3)共享性：實踐類系列特色課程推動了實驗室建設，學校國家級實驗教學示范中心新建了無線電測向實驗室、業余電臺實驗室、控制模型實驗室等7門課程的配套實驗室，而實驗室建設又促進了課程建設，形成良性互動的局面。

(4)實用性：提出了“漸進式”實踐類特色系列課程基本模型，樹立以學生為主體，鼓勵個性特長發展，寓傳授知識、培養能力、提高素質為一體的實驗教學觀念，針對課程教學體系、管理模式、運行機制、建設目標、教學實施效果等一系列實際問題進行研究與實踐。課程體系共由9門課程組成，覆蓋大一至大三學年。

(5)標志性：實踐類公共選修課與競賽相結合，是教學改革成功的經驗。結合課程舉辦各類校級競賽，承辦省級競賽，并在多項國家級競賽中奪魁。哈爾濱工程大學集體業余電臺剛剛獲得國家“希望號”衛星東北地區惟一的監測認定單位。

3.“進階式”電子電路綜合設計實驗建設

電工電子實驗教學中心將原有的電工電子類系列實驗課程進行整改，提出了電工電子綜合進階實驗新模式，在培養學生實踐能力方面強調“以基本實驗技能為基礎，以獨立設計能力為中心，以切實提高實踐能力為目標”。

電子電路綜合實驗涵蓋了電路、模擬、數字、高頻、單片機等多學科的知識內容，這與常見的單學科課程設計有明顯區別，是多類別知識的綜合融會應用，首次明確提出綜合實驗就是小型畢業設計的實驗標準，是學生畢業設計的預演，也是我校實驗教學改革的一次新的嘗試。該綜合實驗從信號處理、信號檢測、信號傳輸、可編程器件的應用、單片機程控、機電控制等多方面構建與工程實際接軌的電子電路綜合實驗的核心選題，選題強調系統整體性，知識綜合應用性，學生可根據自身能力水平進行網上預約選擇實驗題目，實現學生自主查閱文獻資料、設計電路、擬定實驗方案、選擇實驗儀器、確定測量方法，完成給定的設計任務。同時鼓勵學生自己擬定有工程使用背景的實驗選題來實施綜合實驗。

綜合設計實驗歷時一學期，分為5個環節：咨詢與選題、查閱文獻資料、設計研究方法路線、在開放實驗室進行實驗、總結報告提交與答辯。每個學生可以從30余個綜合設計題目中選擇其一或自擬題目進行。實驗中心采用課內實驗開放與課外學生自主研討開放(全面開放實驗環境)相結合的實驗開放新模式，并有課程組教師全程隨時指導答疑。

電工電子綜合設計實驗面向全校工科類12個專業進行，每屆約1000人，每年有幾十個不斷更迭的綜合實驗選題供學生網上選擇或學生自擬題目。

“三化”建設理念拓展學生科技創新活動

引導學生盡早參加課外科技活動，在培養學生的實踐能力和創新思維方面，具有重要的作用，也是培養和提高學生綜合素質的重要途徑。中心在推動大學生課外科技活動方面的建設思路是：以學校“可靠、頂用、創新”人才的總目標為導向，通過創新人才和創新團隊的吸引和培育，通過體制和機制的改革和完善，通過科技創新平臺和系列創新實踐課程建設，推動大學生科技原始創新和拓展創新。

根據學校“以增量帶動存量”建設思路，發揮學生科技創新實踐平臺資源共享的優勢，整合實驗環境，盤活教育資源，能調劑擴大的實驗營具與設備使用效率，以提高設備利用率，節約建設經費。采取“打通共建”“捆綁式”建設方案，為學生從事科技創新活動提供多功能實踐平臺。其功能：為實踐類公選課提供實驗環境；為電子類學科賽事提供條件；開展個性化培養，支持學生題目自擬、方案自選的“自助式”實驗項目。平臺采取借鑒圖書館的管理模式，面向全校學生開放，無償向學生提供教學資源(機位、指導教師、器材)。

通過“目的—目標化，目標—操作化，活動—系統化”的“三化”建設理念推進大學生科技創新活動開展。

1.目的—目標化

建設目標：強化內涵建設，樹立精英意識，構建特色平臺，注重能力培養。

(1)強化內涵建設：配合學校內涵式發展的需要，整合優化資源，構建創新型人才培養體系，完善科技創新教師隊伍建設，完善學生科技創新素質培養的三級導向方案，推進大學生科技創新實踐平臺建設。

(2)樹立精英意識：以樹立精英，彰顯特色、勇立潮頭為發展意識，全面推進素質教育，培養大學生的實踐科研能力和創新精神。

(3)構建特色平臺：建立研究型大學發展目標下的大學生科技創新實踐平臺，突出綜合性、交叉性和集成性，創造有利于大學生創新精神、實踐能力培養的良好機制與環境，為學校的人才培養提供高質量的服務。

(4)注重能力培養：以抓能力培養為線索，以整合資源、形成合力為重點，為大學生提供科研和創業訓練的機會，使大學生接觸學科前沿，明晰學科發展動態，培養大學生的獨立性、合作精神、創新精神、應用知識和自我學習需要的能力，培養優秀創新團隊在各項高端賽事中取得佳績，推薦更多的學生通過科技創新成果免試攻讀研究生，培養更多素質高、基礎牢、創新強的可靠、頂用人才。

2.目標—操作化

實現上述目標，需要解決好大學生科技創新實踐平臺建立過程中面臨的2個現實問題：一是如何激發大學生的科技創新興趣，如何讓學生“走進平臺”的問題；二是如何將平臺創新實踐課程與學生所學的專業知識有機結合，如何讓學生“用好平臺”的問題。

針對2個現實問題，在操作層面的建設思路是：興趣引入、實踐融合、拓展提高。為切實發揮創新實踐平臺綜合性、交叉性、集成性，我們在過程培養中引入3步導向方案：

第一步：實踐入門。開展“電子技術工程素質(遙控模型)實踐基礎講座”及漸進式特色創新實踐課程系列模塊化訓練，重點針對電子(模型)方面的工程訓練，使學生掌握元器件的辨識、使用，以及一些基本電子設備的安裝、調試、測試方法等基本技能，建立學生對創新實踐的初步感性認識。

第二步：實踐導向。通過“電子創新(遙控模型)導論”課程，邀請相關院系教師進行講座，介紹其所在學術團隊的研究內容、就業前景、學生參與其科研工作所需修讀課程等，以及在中心網站上發布平臺課程導論，有助于讓學生明確自己的發展方向與提前做好參與教師科研工作的準備。

第三步：實踐融合。通過漸進式特色課程實訓，結合部分融合單片機、DSP、FPGA、嵌入式等設計技術的實踐課題，一方面讓學生有機會接觸并親身實踐科研課題，另一方面有助于理論聯系實際，實現學生對前期掌握的各種專業知識的融會貫通。至此，學生無論日后讀研或工作，均能有明確的發展方向。

3.活動—系統化

(1)大學生科技創新實踐硬件平臺

按照興趣引入、實踐融合、拓展提高的構建思路，對大學生科技創新實踐硬件平臺進行整體籌劃，系統建設，使其成為全校規模最大、運行效率最高的學生科技創新環境，具有多功能平臺的特色，其規模、設備、管理將達到國內領先水平(如圖3所示)。

圖3 大學生科技創新實踐硬件平臺結構圖

①興趣引入：主要解決讓學生“走進平臺”的問題，以激發創新興趣、培養學生動手習慣為教學目標，以探究方法指導為教學模式，以漸進式實踐類特色系列課程為教學方法，著力培養學生的創新精神和實際操作能力。漸進式特色課程具有較強的趣味性，內容涉及電子、機械、自控、通信、計算機技術、外語、手工制作，通過課程的學習、訓練，讓興趣帶領學生走進科技創新世界。

②實踐融合：主要解決知識通過實踐轉化為能力的問題，以培養創新意識，提高創新能力為教學目標，以創新技能指導為教學模式，以課外導師制為主要教學方法，注重融入創新能力培養與科研訓練相結合，課內理論教學與課外實踐相結合，導師隊伍建設與班主任工作相結合的教育理念，為利用課外時間從事創新實踐并具有一定實踐基礎的學生提供一對一的導師指導環境，滿足學生發展科學研究能力的需求。

③拓展提高：主要推動大學生科技創新能力的升級，提高大學生科技創新的層次，該階段以確立創新目標，培養綜合素質為教學目標，教學模式以自主研究創新為主，拓展學科課程間整合，讓學生參與教師科研課題及高端賽事，逐步使學生關注高端、參與高端、引領高端。

(2)大學生科技創新實踐軟件平臺

軟件平臺包括理念、運行機制、師資隊伍、學生社團建設、教材建設等要素。

①學生科技創新平臺借鑒圖書館的管理模式，支持學生題目自擬，方案自選的實驗項目，每天8:00～22:00面向全校學生開放，學生可隨時進入實驗室從事實驗活動，科技創新平臺在經費、場地、實驗儀器等方面給予積極的支持，擴大學生的受益面，因此硬件平臺實現了時間、內容上的完全開放。

②確立推進學生科技創新工作的指導思想、工作方法、工作制度、學生考核制度；建立學生課外創新活動成效的評價體系。例如對學生課外實踐效果進行評價，對教師的指導效果進行評價，對學生團隊競賽獲獎、保研進行評價。

③在師資隊伍建設方面，重點推出“課外導師制”，建立一支業務水平精湛、勇于奉獻、深受學生愛戴的，以資深教授為主導、以高技能型人才為骨干，青年教師加盟學生指導團隊，吸收優秀學生作為導師的助手。以開放式咨詢、學生與指導教師見面會、指導教師召開學術研討會等形式推進學生科技創新活動。

④支持學生社團“E唯”協會(全國百優社團、雅虎超級社團)，是推進學生科技創新活動的重要舉措。科技創新平臺作為“E唯”協會的依托和支持，“E唯”協會成為學生電子科技活動的俱樂部。在具體實施上，“電子創新設計實驗室”“控制模型創新實驗室”的開放更為靈活，將用于開放的房間交給“E唯”協會管理，每天都能隨時開放。

平臺建設取得進展，創新人才大量涌現，創新能力大幅提升，每年累計2000余名學生通過大學生科技創新實踐平臺接受科技訓練，電子制作，實驗教學，科技競賽等創新能力提升環節，形成了學生積極參與、科技創新濃厚的實驗室文化。

結合國家級電工電子實驗教學中心集中建設、統一管理、提高效率、全面開放、資源共享的優勢資源，依托“三化結合”，著眼“三步導向”，拓展學科課程間整合，助推創新實踐“平臺”建設。目前“平臺”下已開放20余個實驗室，共計5000余平米的活動場地供學生科技創新使用。

大學生科技創新實踐平臺的構建和完善，將極大地推動學校、學院學生科技創新工作的有效開展，同時為學校教育教學改革中創新人才培養工作提供一種新的思路、新的方法。

4.近3年科技創新成績

近3年來，大學生實踐過程培養、強勢團隊打造、科技競賽輸出以及平臺載體建設等方面均取得了一定的標志成果。主要包括：

(1)2008年黑龍江省大學生電子設計競賽，中心組織了86支參賽隊參賽，有23支隊伍獲省級獎，其中一等獎11項，二等獎8項，三等獎4項。

(2)2009年全國大學生電子設計競賽，中心組織142支參賽隊參賽，參賽人數占到全省高校參賽隊的一半，共獲得國家一等獎3項、二等獎4項，省一等獎14項、二等獎6項、三等獎15項。

(3)2010年黑龍江省電子設計競賽中，充分發揮了新平臺集中建設、提高效率、全面開放、資源共享的優勢，中心組織了197支參賽隊，參賽隊伍數量再創新高，極大地提高了學生的受益面，參賽成績續寫輝煌：獲得省一等獎19項，二等獎34項，三等獎19項，共計獲獎72項。

(4)2008年中國機器人大賽中，中心組織的參賽隊包攬了水下機器人冠、亞軍和空中機器人固定翼組冠軍。

(5)2009年中國機器人大賽中，中心組織的參賽隊再次獲得水下機器人冠、亞軍和空中機器人固定翼組冠軍。

(6)2010年中國機器人大賽中，中心組織了4個參賽隊，獲空中機器人固定翼一等獎1項，旋翼組冠軍，水底采礦機器人冠軍、季軍各1項。

(7)2008年獲得全國嵌入式設計大賽國家三等獎1項；全國節能減排大賽二等獎1項、三等獎1項。

(8)2009年獲得Altera中國學生電子設計論文二等獎1項；全國挑戰杯競賽國家三等獎1項；全國航空航模公開賽中獲團體冠軍，在各級別競賽中獲得一等獎4項，二等獎8項；黑龍江省航空航模錦標賽中“E唯”協會參賽隊包攬火箭組3個分項(傘降、帶降、旋翼)冠軍，同時獲得滑翔機分項冠軍。

(9)2010年獲得全國嵌入式系統競賽國家二等獎1項。

(10)2009年3月，中心打造的大學生科技社團“E唯”協會再次獲得全國百佳社團榮譽稱號，位列全國各高校科技類社團評比第一名。

(11)每年累計2000余名學生通過大學生科技創新實踐平臺接受科技訓練、電子制作、實驗教學、科技競賽等創新能力提升環節，“平臺”下支持各級科技立項150余項。

(12)3年來組織校3屆大學生自主設計船模大賽、3屆具有東北特色的遙控冰帆大賽、3屆程控小車競賽，3屆“獵狐杯”無線電測向競賽，2屆舞蹈機器人競賽，每年吸引學生參賽規模占到全校工科類專業新生的40%。這些賽事及特色科技活動極大地調動了學生科技創新的積極性，培育了數千名創新精英。

(13)創新平臺下已形成人人想創新、人人學創新、人人做創新的良好局面，通過整合優勢資源、打造強勢團隊，在學生中逐步樹立了“勤于實踐、創新成才”的發展目標。3年來通過科技競賽高端出口輸出，有96人獲創新保研資格，其中有20余人獲得校外保送資格。

“六結合”建設理念結累累碩果

我校電工電子實驗教學示范中心自教育部批準為首批建設單位以來，在學校領導高度重視和支持下，按照教育部“推動高等學校加強學生實踐能力和創新能力的培養，加快實驗教學改革和實驗室建設，促進優質資源整合和共享，提升辦學水平和教育質量”的“中心”建設要求，在多年“國家電工電子基礎課程教學基地”建設基礎和經驗積累下，通過“自頂至下”的設計，確立了我校國家級“中心”建設理念、思路與目標。

“20字”建設思路：集中建設、統一管理、提高效率、全面開放、資源共享。

示范中心建設目標：以提高學生的綜合實踐能力與培養學生創新能力為根本目標；具有廣泛示范和輻射作用；多功能、集約化、開放型電工電子實驗教學大平臺。

1.積累的建設經驗

提出“六結合”建設理念：中心建設與教學改革相結合、理論課教學與實驗教學課相結合、實驗教學與工程實踐相結合、課內實驗教學與課外科技創新實踐相結合、實驗室開放與“個性化”教育相結合、硬件建設與軟件建設相結合。具體闡述為：

(1)中心建設與教學改革相結合

教學改革具有豐富的內涵，是貫穿實驗中心建設的永恒主題。正確處理好實驗中心建設與教學改革的關系，使實驗中心的建設與教學改革相結合，是我們在實驗中心建設中始終遵循的基本原則。

實驗中心的建設不僅僅是購置儀器設備這樣一個簡單過程。由于建設過程注入了大量的建設經費，這就為教學改革提供了實踐的機遇。實驗教學中心的建設本身就是一項教學改革的實踐過程，是一項大型的教育科研“真課題”。在建設過程中必須全面貫徹教學改革的相關思想，將一系列教學改革的思想融入實驗中心的建設過程中。

鑒于以上思想，我們在實驗中心的建設過程中，先后將“多功能電工電子實驗教學大平臺”“實驗教學中心建設必須向學科方向發展”“實驗教學中心建設必須軟硬件并重，克服‘重硬輕軟’”等一系列改革措施用于實驗中心的建設過程中。同時提出了“實驗室‘自頂向下’的設計方法”實驗室建設采取“捆綁式打通共建的觀點”“分層次開放實驗環境”等建設改革思想。實踐表明，這些思想的運用已取得了明顯的改革效果。

(2)理論課教學與實驗教學課相結合

實驗中心建設的另一個關鍵問題是實驗教學內容要與理論教學內容相結合，兩者要統一融合。實驗教學一方面要有自己的獨到之處，另一方面還要結合理論教學內容開展實驗教學。達到實驗教學為理論教學服務，理論教學為實驗教學提供支撐的目的。

為實現以上目的，實驗中心在管理機制上有所體現。首先明確了所有講授理論課的教師均是實驗中心的兼職教師，同時還要求他們必須承擔實驗教學任務，參與實驗中心的建設、實驗項目的設計以及其他有關實驗教學的技術工作。

通過以上具體措施的實施，目前我們已打造了一支理論教學與實驗教學相結合的師資隊伍。這樣的教師隊伍不但具備較高的理論水平，同時也具有較強的科研實踐動手能力，近年來廣大教師在從事教學工作的同時，還積極開展實驗設備的“自研”工作，先后研制出適合本校教學特點的數字系統實驗箱、電路實驗系統以及電路實驗考試系統等實驗設備。這些工作大大地提高了廣大教師的業務水平，有力地促進了實驗教學工作的改革。

(3)實驗教學與工程實踐相結合

實驗教學的主要目的是培養學生的工程實踐與創新能力。實驗教學的內容必須與工程實踐緊密結合，這是實驗中心建設過程中應予以充分考慮的問題之一。

幾年來，我校實驗教學示范中心借助國內外公司的大學計劃，建設了“DSP實驗室”“嵌入式系統實驗室”“中興通訊3G網絡與通信技術聯合實驗室”，這些實驗室的工作與科研緊密結合，所開展的科技創新活動均取材于實際科研項目。實驗中心面向全校開展的20門實驗課程，充分考慮了實驗內容與科研、工程實際的結合。同時，為培養學生的科研和工程實踐能力，實驗中心還開設了電子電路“進階”實驗、電子創新實驗、機器人創新實驗等綜合性強并有一定應用價值的實驗課程與項目。這些實驗內容均取材于科研、電子競賽以及實際工程項目，對提高學生的科技創新能力具有極大的益處。

(4)課內開放實驗教學與分層次開放創新實驗環境相結合

課內實驗教學的主要任務是，配合理論教學內容，開展一些驗證性、綜合性與設計性的實驗教學內容，實驗內容大都限于理論課講授的內容，實驗的目的是驗證理論內容的正確性，加深對理論內容的理解與掌握，同時鍛煉學生的實驗動手能力。創新實驗的內容完全是開放式的，與此相配套的實驗環境和運行方式必須適應其開放模式。開展開放式實驗教學，是為強化培養學生的自主創新能力。實驗中心在建設過程中必須將兩方面的建設相結合，既要保證學生能夠在課內實驗教學中掌握一些基本實驗技能、消化理解理論中的教學內容，同時還應該注重分層次開放創新實驗環境，為學生開展課外科技創新活動提供實驗平臺。

我校電工電子實驗教學中心承擔的主要課內實驗教學任務有，電路、模擬電子線路、數字電路、高頻電子線路等。這些課內實驗教學現已實現了全開放的實驗教學方式。學生不但可通過網上預約實驗，同時實驗項目采取分級制，學生可根據自身情況預定實驗等級，并允許學生自擬實驗題目，實驗室為學生提供充足的元器件及實驗耗材，最大限度地滿足學生的實驗要求。經過幾年的開放式運行，取得了良好的實驗效果，深得學生的歡迎。盡管這樣，由于這些課程均是必修課程，開放時間、實驗內容受到課程大綱的制約，學生學習的自由度也在某種程度上受到制約，因此我們將這樣的模式稱為計劃內開放。實驗室完全開放的模式，即開放式的電子創新設計實驗室，采取圖書館式的管理模式，支持學生開展題目自選、方案自擬的實驗或科研項目。

更為重要的是，創新實驗室的建設不但要完全開放，同時還應分層次為學生建設實驗環境，搭建一個覆蓋高、中、低3個層面的開放實驗平臺。既為高年級學生提供創新實驗環境，又為低年級甚至剛入學的新生提供鍛煉實踐操作能力的場所，使學生從入學初期就有機會進入創新訓練環境，并可長期從事科技創新活動，同時也容易創造出高水平的科技作品。為了培養他們從事科技創新的能力與興趣，中心設計了分層次開放實驗室環境的方案，推出了以實踐內容為主的系列課程。允許學生在課外利用該環境完成自己感興趣的實驗，同時設有專項資金支持學生的選題，鼓勵學生自行結成課題組，以培養其協作與團隊精神。

(5)實驗室開放與個性化教育相結合

個性化培養是對一些入學成績高或在某些方面有特長的學生進行重點跟蹤培養。目的是為“拔尖”學生構建一個高端人才出口。

多年以來，實驗教學中心堅持鼓勵教師在授課過程中，挑選學習成績優秀或有特長的學生開展個性化培養。教師負責對優秀學生或特長生的理論教學及實踐能力等方面進行全程跟蹤與指導；實驗教學中心主要負責在經費、場地、實驗儀器等方面給予支持。為配合此項工作的開展，實驗中心建設了“機器人設計與制作實驗室”“電子創新設計實驗室”“嵌入式系統實驗室”“業余電臺實驗室”和“無線電測向實驗室”等創新訓練環境，組建了經驗豐富的指導教師團隊。這些實驗室主要用于對“拔尖”學生進行個性化培養，鼓勵學生直接參與實際科研項目和各種電子賽事活動。在多年實踐過程中，實驗教學中心已培養了一大批具有較強科研與工程實踐能力的學生，先后有幾十名經個性化培養的學生被保送到清華大學、北京大學等一流高校，百余名學生保送本校攻讀研究生學位，并有一大批學生在國家級或省級電子、信息類大賽中獲得獎項。目前，組織各種電子賽事活動已成為實驗教學中心的“品牌效應”。

(6)硬件建設與軟件建設相結合

實驗中心的建設與“211工程”建設有所不同，“211工程”側重于硬件建設，建設項目需要轉化為固定資產。實驗教學中心建設的內涵既有硬件建設又有軟件建設，軟件泛指教學改革、教學理念、運行機制、課程建設、師資隊伍建設等。從投資效益看，硬件建設的投資較大，投資效益成果易顯；而軟件建設的投資較少，建設周期長，可能在若干年后才顯現效果。如何協調兩者之間的關系是實驗中心建設中需要認真解決的問題。

理順協調好上述關系的原則之一就是在建設過程中要避免“重硬輕軟”的傾向。中心建設應以“軟”帶“硬”，“軟”“硬”結合，相互促進，取長補短，切忌急功近利。

目前，我校實驗教學示范中心已明確今后將加大軟件建設的力度，建設國內先進的教師教育研究環境。設立教材出版基金，編寫一些在全國有影響力的教材；設立教師培訓基金，加大教師參加國內外高校進修學習的力度；設立精品課程建設基金，力爭在短時間內建設一批國家級、省級精品課程。

2.取得的成果

(1)2009年“構建國家級電工電子實驗教學示范中心的研究與實踐”獲國家優秀教學成果二等獎。

(2)2007～2009年獲黑龍江省優秀教學成果一、二等獎4項。

(3)依托中心實驗課程建設，形成以微波技術基礎國家精品課程為代表的國家、省和校精品課程群（見表2）。

表2

(4)依托中心師資隊伍建設，推薦的“電工電子課程教學團隊”獲國家級教學團隊。

(5)中心積極支持學生科技社團活動。“E唯”協會，吸納全校各專業學生，擁有1600名會員；“信通學生科協”，面向學院高年級學生。“E唯”協會入選全國百優學生社團和全國百強社團，2008年躋身雅虎“超級社團”前三強。

(6)2007年承辦國家級電工電子實驗教學示范中心研討會。與會專家參觀了我校電工電子實驗教學中心，中心建設贏得了同行專家的好評，發揮了良好的示范輻射作用。

(7)每年接待各級領導及國內外高校同行參觀交流百余次，多次受到各級領導與同行專家好評。

(8)2010年7月承辦2010電子高等教育學術研討會，來自全國20余所高校的專家學者60余人參加了本次會議，會議期間，與會專家學者考察了我校電工電子實驗教學示范中心，對中心的發展建設給予了高度評價。

(9)組織、指導大學生參加各級科技競賽并多次獲得各類獎項。

先進的建設理念發揮“大平臺”作用

1.中心以先進的建設理念，發展的建設思路，構建了“多功能、集約化、開放型電工電子實驗教學大平臺”。以中心統一管理、資源共享優勢，發揮了“大平臺”“集約化”作用。

中心每年承擔全校理工類本科專業100余個班級電工電子基礎實驗課和相關電類專業實驗課及畢業設計，并組織大規模學生科技活動。2009年全國電子設計大賽和2010年省電子設計大賽，中心分別組織了全校142、197個參賽隊，統一安排實驗室作為培訓及競賽場地，參賽學生的實踐能力和素質普遍得到提升。

2.實驗室采取“捆綁式”和“打通共建”的指導思想，使之“一室多用”“分時復用”。這樣既能節約建設經費，又節省建設場地，提高實驗室的利用率，發揮投資效益，促進了優質資源整合和共享。如：中心建設的“電路基礎/電子線路1”實驗室，春季學期開模擬電路實驗，秋季學期開電路基礎實驗，閑置時則實行開放。

3.實驗室開放一直是困擾高校實驗室建設與管理的難題，中心通過機制建設采取設置實驗室開放管理崗位編制，聘用合同制人員和挑選能力強的學生助管參與管理實驗室等措施，同時發揚實驗室教師的奉獻精神。實現了實驗教學計劃開放和創新實驗室完全開放，即承擔教學任務的實驗室采取計劃內開放模式，創新實驗室采取圖書館式完全開放的模式。實驗室管理系統如圖4所示。

圖4 實驗室管理系統

4.如何提升廣大學生工程實踐能力，培養學生創新精神與創新能力是中心建設的根本目標。“匯聚人氣”“培育創新文化”是中心內涵建設的重要舉措。

我們采取面向全校舉辦“品牌”科技活動、創建“品牌”團隊和社團。通過科技作品展覽與媒體宣傳、開設實踐類全校公共選修課、組織學科賽事、培育學生社團、融入優秀團隊和創建和諧的實驗室文化等方式，引導學生積極參加課外科技活動，目前已形成“人人想創新、人人學創新、人人做創新”的良好局面。

四項關鍵舉措促中心創新性建設

針對高校實驗教學面臨的問題，在我校示范中心建設發展過程中逐漸開展了以下創新性工作：

關鍵舉措1：集中建設、資源共享，構建電工電子實驗教學大平臺

將實驗平臺視為一個系統，將系統分解為若干子系統，根據設計要求，考慮儀器設備、房產、人員等教學資源共享的實際問題，明確各子系統的功能，進而分別對子系統進行論證設計。

“自頂向下法”獨創了實驗室設計的新理念(如圖5所示)。設計者“站得高、看得遠”，設計思路清晰、層次分明。

圖5 “自頂向下法”建設思路

電工電子實驗教學大平臺包括技術基礎、科技創新和專業3個并列的實驗教學子平臺和1個電工電子教育網站(如圖6所示)。

圖6 電工電子實驗教學大平臺

中心推行“一室一品”的建設思路，20余個實驗室均有獨具特色的創新品牌，例如電子綜合實驗室為畢業設計“預演”；電子創新實驗室主打電子大賽；校園DV實驗室突破培養常規，為大學生文化素質教育發揮作用；業余電臺實驗室、無線電測向實驗室為國防生培養獨辟蹊徑；DIY實驗室強調“自己動手做”的另類學習方式，如，將舊微機調劑到DIY實驗室，供學生拆裝攢機實踐。中心教師自研并建設完成了用于業余電臺通信的四波段天線及天線塔。

根據“以增量帶動存量”建設思路，堅持“捆綁式”建設和“打通共建”的指導思想，發揮實驗中心資源共享的優勢，整合實驗環境，盤活教育資源。在實驗室建設中，不搞“花架子工程”，走內涵建設與內涵式發展之路。

平臺建設仍需發揚自力更生、艱苦奮斗精神，要積極地創造條件，用建設成果來贏得各方面的支持。

關鍵舉措2：“漸進”介入,“進階”引領，實踐電工電子實驗教學新模式

納入中心的課程包括電工學實驗、電子電路實驗、信號實驗、場與波等6個教學模塊32門課程。這些課程覆蓋面大、課時多，課程的延續時間從大二到大四。

面向全校38個專業、100余個班開設近30門實驗課程，承擔10個班400余人的畢業設計及150人的研究生課題，年工作量28萬人時。

為了更好地提高工科電工電子類實驗課程對學生綜合應用能力和動手能力的培養，中心進行了實驗教學改革，在2009版教學大綱中采用新思路將原有的電工電子類的一系列實驗課程進行整改，變為基礎實驗類和綜合實驗類的進階式實驗新模式，先進行多個單學科的基礎實驗，然后進行多學科融合的綜合實驗，力爭使學生更為系統地循序漸進地提高動手能力和綜合應用能力。

為此自主創新開發了30多個符合進階實驗要求的綜合性、設計性的實驗項目范例，其范例內容很大程度上涉獵和體現了電工電子設計的前沿技術和工程研究熱點，涵蓋了電子信息類學科的主要知識體系(電路、模擬電路、數字電路、單片機原理、信號與系統、高頻電路等)，所有實驗方案的設計理念均脫胎于工程實際，實驗項目范例軟件與硬件相結合，綜合性強，可以為學生提供多種多樣、既新穎又有鍛煉提高價值的實驗歷程，達到了預期的研究、研制的目的。

電子電路綜合實驗是電工電子教學中心在實驗教學改革中拓展嘗試的一個全新的電類專業基礎綜合實驗課程。該課程以注重知識的滲透融合、提高綜合實踐能力為理念，以基本理論和基本實驗技能為基礎，以凸顯工程意識、獨立設計調試、知識交叉融合為特征，以切實提高實踐能力為目標。按照咨詢與選題、查閱文獻資料、設計研究方法路線、在開放實驗室進行實驗(開放運行為期1周)、總結報告提交與答辯5個環節開放運行實施。課程建設成果獲得了2009年度全校惟一的實驗教學優秀獎。2010年4月初，由學校教務處牽頭，召開為期3天的“優秀實驗教學課程觀摩活動”。來自全校各院(系)實驗教學中心、實驗室主任、實驗課程主講教師代表共100余人參加了觀摩研討活動。

關鍵舉措3：統一管理、高效運行，推進實驗室全面開放

實驗室開放歷來是高校討論的熱門話題，推行起來并非易事。針對實驗室開放帶來的教師工作量加大，開放效果不夠理想的實際問題，我們采用教師坐班輪休制解決，實驗室日常管理工作可通過合同聘用人員來承擔，即通過多元化的用人機制來減輕實驗室全面開放的工作強度。

根據教學平臺化、平臺開放化的原則，提出了實驗室開放應分2種形式運行，一種是課內計劃開放，另一種是課外完全開放。課內計劃開放是指在規定的時間段內完成開放性實驗內容，該方式適合大批量指令性技術基礎課程；課外完全開放是指在時間及內容上不加限制，實驗室采用類似圖書館全天候的開放運行模式，實驗室可向學生無償提供教學資源(機位、儀器設備、指導教師、部分器材等)，該方式適合科技創新類的實驗教學內容。

開放的實驗室如何匯聚人氣呢？我們采取營造氣氛、加強引導、讓學生參與實驗室管理、融入優秀的學生創新團隊、創建和諧的管理文化等措施。

電工電子實驗教學中心的創新實驗室人氣旺盛。來到這里，就會被濃厚的學習氣氛所感染，每天均有各院系各年級的學子在這里續寫科創人生。有的學生將自己的書本、電腦都搬到實驗室，有了固定的機位。當夜幕降臨時，實驗室里燈火通明，是學生編程序、設計電路的最好時段。

關鍵舉措4：整體籌劃、系統建設，創建多元化創新人才培養體系

致力于學生創新精神與實踐能力的培養，是國家級實驗教學示范中心的重要職責。

在推進學生科技創新工作過程中中心面臨著3個現實問題：

一是如何激發大學生的科技創新興趣，如何把學生“領進門”的問題；

二是如何提高現有科技創新平臺的綜合性、交叉性和集成性，創造有利于大學生創新精神、實踐能力培養的良好機制與環境，為學校的人才培養提供高質量的服務；

三是如何拓展鏈條式、進階式特色實踐課程的訓練項目，提高創新人才的培養實效。

針對3個現實問題，中心提出了操作層面的建設思路：成果吸引、低端介入、高端引領、系統運作。并對學生科技創新體系進行整體籌劃，系統建設，使創新型人才培養成為中心發展建設過程中的重要一環，分為3個階段推進實施：基礎培訓階段，技能提升階段，高端引領階段(如圖7所示)。

圖7 創新型人才培養模式框架結構圖

根據不同教學需求及學生的興趣，分別建立不同功能的科技創新實驗室。

控制模型實驗室、DIY實驗室、業余電臺實驗室、電子創新設計實驗室、課外導師制活動專區為全校學生科技創新提供支撐。

中心舉辦的冰帆競賽、程控小車競賽、遙控船模競賽、無線電測向競賽吸引了數百名學生參加，那些自行設計的冰帆、小車、遙控船模成為校園亮麗的風景線。

結合學校“船海”特色學科優勢，我們指導學生開展了豐富多彩的課外科技活動，先后研制了氣墊船、潛水艇、航空模型等科技創新作品。

“崇尚科學、提倡創新”已成為濃郁的校園文化。

以內涵發展理念指導中心未來建設

作為國家級實驗教學示范中心，應在發展理念、中心文化、師資隊伍、人才培養質量和建設效益上發揮“示范引領”作用。因此，走內涵建設是中心落實科學發展觀的必然選擇。

我們認為，以內涵建設與發展要義審視下一步中心建設，除進一步完善實驗室硬件環境外，以內涵發展理念指導中心建設，還應著力做好以下幾個方面工作：

1.文化建設

一流中心不是由各種政策和大量的投入所能催化出來的，它在很大程度上依賴于中心文化和精神的發展。

中心文化是由不斷創造的眾多因素結合起來的有機整體，一種群體行為模式和學習方式的綜合體，包括物質文化、管理文化、使用文化和精神文化的總和。其核心是以示范中心全體人員共同的價值觀為根本，激發全體成員的潛能，促進示范中心積極、和諧的發展。

2.隊伍建設

一流實驗室一流設備固然重要，但相比之下，一流人才最關鍵，因此應不斷加強人才引進、國內外交流和人才培養。

加強實驗隊伍梯隊建設。以實驗技術隊伍、實驗室管理隊伍和學科競賽隊伍培養工作為重點，加強跟蹤培養，嚴格動態管理，理順管理體制、健全管理制度、改進運行機制。

以人為本的理念下建設實驗隊伍才能為示范中心的可持續發展提供強大的智力支持。營造和諧的中心實驗室文化，激發教師的主體精神，最大限度地發揮實驗隊伍的積極性和創造性。優化配置梯隊資源，提高實驗隊伍整體素質。

3.制度與機制建設

制度建設又是體制機制建設的載體，通過制度建設完善運行機制。在項目建設過程中，研究與探索管理制度的有效創新，在學校、學院相關政策的基礎上，補充制訂系列規章制度，初步達到制度化、科學化管理。結合國家實驗教學示范中心建設的需要，著重在中心崗位聘任制度、師資考核制度、激勵機制、培訓和管理制度等方面進一步探索制度與機制建設。

4.實驗教學體系與實驗課程建設

實驗教學與理論教學是兩個并列的子系統，在教學系統中處于同等重要的地位。一般來說，理論教學側重于傳授知識，實驗教學側重于培養能力。不能將二者割裂開來，不能只強調一方而丟棄另一方。在教學中堅持既要注重傳授知識，更要強調能力培養與素質的提高。

要從人才培養體系整體出發，做到與理論教學既有機結合又相對獨立，建立以能力培養為主線，相關內容融合、貫通和滲透，分層次、多模塊、相互銜接的科學的實驗教學體系。

建立新型的適應學生能力培養的多元化實驗考核方法和實驗教學模式，在知識、能力和素質三維空間中建構教與學、課內與課外、理論教學與實踐教學為一體的培養方案。精選核心內容，壓縮陳舊和重復的內容，廣容先進思想，重組知識單元；實驗教學內容與科研、工程、社會應用密切聯系，強化工程背景知識、工程綜合的應用分析，形成良性互動，實現基礎與前沿、傳統與現代的有機結合；引入信息技術，改造傳統的實驗教學方法，融入科技創新和實驗教學改革成果，實驗項目不斷更新；妥善處理統一性與多樣性之間的關系，根據實際情況設置不同檔次、不同實驗內容供學生選擇；科學地設置實驗項目，推進學生自主學習、合作學習、研究性學習，重組學生能力培養結構。

編后語：哈爾濱工程大學電工電子實驗教學示范中心自成立以來始終在先進理念指導下，建設多功能、開放型、高水平電工電子實驗教學大平臺，2005年率先被評為國家級“電工電子實驗教學示范中心”。中心以學生實踐能力與創意意識培養為主線，積極推進實驗室開放，開展多種形式的課外科技活動，多次在國家級和省部級各項賽事中摘金奪銀。他們的先進建設理念與成功經驗，不僅適合理工科實驗教學中心學習，也值得其他學科實驗教學中心及實驗室借鑒與參考。在本期專題采訪中，得到了趙旦峰主任的大力支持與幫助，在此一并表示感謝。關于哈爾濱工程大學電工電子實驗教學示范中心的后續相關報道，敬請關注本刊高教版。