電子信息專業(yè)創(chuàng)新實驗教學探討

高月紅 章國安 趙靈冬 吉曉東 陸慧琴（南通大學 電子信息學院，江蘇 南通226019）

創(chuàng)新實驗首先是“創(chuàng)新”。何為創(chuàng)新實驗，就是突破成規(guī)，以一種新的模式更好地通過實驗這種科學手段去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，以達到培養(yǎng)學生開闊思想、激發(fā)探索熱情和獲取職業(yè)所需的基本技能的目的。2l世紀競爭愈發(fā)激勵，說到底就是人才的競爭，作為人才培養(yǎng)的高等學校也就不得不重新思考如何培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的人才。在面向2l世紀高等教育改革中，加強創(chuàng)新教育已成為共識；而實驗作為提高大學生創(chuàng)新、實踐動手能力基本手段具有純理論教學不可替代的重要作用。傳統(tǒng)的實驗教學要求嚴格按照事先編制的大綱和實驗指導(dǎo)書“依葫蘆畫瓢”施教，已不適應(yīng)新時代創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需要，因此必須改變傳統(tǒng)填鴨式的教學模式，以學生為主，調(diào)動學生的主觀能動性，變“要學生學”為“學生要學”，激發(fā)學生對知識的可求欲，充分利用四年大學時間夯實日后從事本專業(yè)所需專業(yè)知識的基礎(chǔ)，才能在工作崗位上真正成為“上手快，頭腦活”的高素質(zhì)從業(yè)人員[1-2]。本文主要討論了我院在電子信息專業(yè)創(chuàng)新實驗教學中的一些有益嘗試。

1 創(chuàng)新實驗方法

1.1 教學理念——“做中學”

實驗教學要取得良好的效果，必須根據(jù)實驗教學的要求和目的，因材施教。創(chuàng)造性地選擇最佳教學方法和途徑去培養(yǎng)學生，循循善誘。激發(fā)學生學習的主動性是最優(yōu)的方式，其不僅調(diào)動了學生的興趣，做自己感興趣的實驗，而且可以完成實驗教學任務(wù)，從而提高了教學質(zhì)量。我院在電子信息專業(yè)的實驗教學中，事先僅給學生布置一個寬泛的范圍，只要能完成預(yù)期的實驗結(jié)果，可不拘泥于成法，選用各種軟件及方法進行實驗設(shè)計與操作。在實驗的準備過程中，學生或多或少都會遇到這方面或是那方面的問題，為了繼續(xù)開展實驗，必然會激勵學生想方設(shè)法去解決問題，有的翻閱大量書籍求解，有的上網(wǎng)百度搜索，有的跑辦公室找課程老師，甚至有的找本行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員。通過“做中學”這種方式使學生初步掌握科學思維和科學研究的方法以及了解程序設(shè)計、制作、仿真等整個過程，有利于提高學生獨立工作能力、工程實踐能力及創(chuàng)新能力。

1.2“CDIO”教學模式的采用

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習專業(yè)[3]。2005年開始，汕頭大學副校長顧佩華教授首先在國內(nèi)引入了CDIO工程教育模式，其認為首先要明確培養(yǎng)目標和畢業(yè)生應(yīng)具備的工程師的工程技術(shù)知識、能力和素質(zhì)。汕頭大學在CDIO加以實施過程中取得了明顯的效果，這是高等教育改革中有益探索，并指引著更高的高校與學科爭相學習CDIO工程教育模式并在各自的教學中加以運用。我校在高等教育改革中也積極探尋新的教育模式，并在教學實踐中有意識地運用CDIO教育模式，逐漸形成了自己的特色。

2 創(chuàng)新實驗內(nèi)容

2.1 自選實驗命題

為了能夠激發(fā)學生的學習熱情，提高創(chuàng)新能力，我們對實驗內(nèi)容進行了改革完善，對必不可少的一些驗證性實驗，加大思考題的比例；多設(shè)置應(yīng)用性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗；對一些開放性實驗，學生可自愿選修，并作為創(chuàng)新實驗課題和今后畢業(yè)設(shè)計的重要研究方向[4-5]。在此過程中，我們充分調(diào)動學生的積極性，鼓勵并允許學生根據(jù)自己的興趣愛好自行設(shè)計命題。學生可以申請利用實驗室現(xiàn)有的儀器設(shè)備，在自行查閱檢索相關(guān)的參考文獻后，自主設(shè)計實驗方案，合理選擇實驗儀器，自主展開實驗研究。以此，我們將16周的實驗做了如下靈活安排。

表1 學習安排

2.2 參加研究項目

教師在教學實踐過程中可將自身從事的科研引入教學，將自己從事的相關(guān)科研項目和具體進展與學生溝通，為學生打開走進科研之門，讓學生了解現(xiàn)實中的科研到底是怎么回事，培養(yǎng)學生科研興趣。教師在從事科研項目時有意識的吸收學生做自己的科研助手，讓其從中真切體會思考科研的過程。對那些悟性高、求知欲強的學生適時吸納入科研項目組，特別是那些具有培養(yǎng)研究生資格的教師可以遴選合適人選作為自己的研究生，為他們提前走上科研之路做準備。

2.3 學習途徑及窗口的創(chuàng)新

考慮到我校主校區(qū)在新區(qū)，教師平時的生活區(qū)在老城區(qū)，除日常上課時間外，主校區(qū)內(nèi)少有專業(yè)老師。我們千方百計克服這一弊端，積極為學生開拓學生的途徑及窗口。通過學生自主學習、師生交流、小組討論、展示和答辯，形成了一個良好的交流平臺。此外，就創(chuàng)新實驗的內(nèi)容采用面對面互動，網(wǎng)絡(luò)互動，建立教師隨訪、網(wǎng)上課件學堂等多元化的教學平臺，保障學生特別是好學生的課外求學渠道的暢通。

2.4 創(chuàng)新實驗的CDIO改革

在有限的學制內(nèi)，不可能讓學生學習掌握全部專業(yè)知識，只有在大學四年內(nèi)“授之以漁”，教師以少量的時間教授學生學習的基本方法，重視培養(yǎng)學生的自學能力，在這之后應(yīng)該大部分時間花在按實驗或者說項目組織教學上，即CDIO模式所倡導(dǎo)的讓學生真正知道這些知識在整個實踐中的用處以及如何運用，從而避免很多知識學了沒有用，反而擠占了有限學制內(nèi)的大量時間。所謂的“做中學”就是要將課程嵌套在做實驗中，以“用”致“學”，用到什么，學習什么，突出自學能力，提高應(yīng)用所學知識解決問題的本領(lǐng)。在CDIO改革中，電子信息專業(yè)必須精心構(gòu)思、設(shè)計、實施及運行項目實驗，以此為導(dǎo)引，讓學生產(chǎn)生對核心專業(yè)課程學習的興趣，進而對本專業(yè)形成一個清醒的全面認識。

2.5 開放式創(chuàng)新實驗室的建設(shè)

開放式創(chuàng)新實驗室的建設(shè)就是要給那些學有余力，并樂于拓展知識面，提高動手能力的學生所準備的。對進入實驗室的學生或?qū)W生社團組織明確管理制度和作息時間等一些規(guī)章制度之后，便可開展其相應(yīng)的活動。學院考慮到學生在此過程中需要一些指導(dǎo)，特配備了1~2名指導(dǎo)老師或?qū)嶒灩芾韱T，在實驗現(xiàn)場提供幫助。隨著這一創(chuàng)新實驗教學的改革，實驗室的儀器設(shè)備的利用率大幅度提高，儀器設(shè)備的故障率或破損率也隨之上升，學院在經(jīng)費上給予了自要的支持幫助，保障創(chuàng)新實驗室正規(guī)有序的進行下去。

2.6 以競賽促發(fā)展，檢驗教改成果

以上述開放式創(chuàng)新實驗室為平臺，學生社團組織為主體，積極開展院級電子信息專業(yè)的設(shè)計競賽。競賽每學期組織一次，由教師命題和自由選題相結(jié)合，綜合檢驗學生的學習成果及動手能力。通過評審選拔出優(yōu)秀學生，推薦參加全省乃至全國的設(shè)計大賽，不斷提高學生自身能力并為學校掙得榮譽。通過這一活動有效地培養(yǎng)了電子信息專業(yè)學生的綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

3 課程改革的意義

大學課程的教育應(yīng)該是“授之以漁”，而不是“授之以魚”。重理論輕實驗的現(xiàn)象普遍存在，教學中往往要花上整個學期來忙于課堂上教授基礎(chǔ)理論，照本宣科讓學生對課程缺乏興趣。因此，難怪乎在課堂上經(jīng)常有學生開小差，干與本門課無關(guān)的事，甚至蹺課；即便有些女生認真聽講，也是忙于做筆記，根本沒有時間思考，談何理解授課內(nèi)容。實驗課也就往往成了突擊課程，集中花上極少數(shù)時間把幾個固定的實驗做完就草草了事。由此造成學生對實驗課普遍缺乏學習興趣和動力，極大地限制和抹殺了其對事物的感悟、思考與再創(chuàng)造的能力。近幾年來，我們越發(fā)認識到提高創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力最行之有效的途徑在于實驗和實踐教學環(huán)節(jié)，因此，學生只有通過不斷的動手實踐，才能更好地理解所學到的理論知識，才能積累豐富的實踐經(jīng)驗，才能在以后步入社會迅速適應(yīng)工作需求[6]。這也是教育部在全國實驗教學工作中所強調(diào)的。我院響應(yīng)急切改變傳統(tǒng)實驗教學給學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力帶來桎梏現(xiàn)狀的呼聲，與時俱進地在電子信息專業(yè)的創(chuàng)新實驗教學中敢于引入新理念，新模式以謀求培養(yǎng)適應(yīng)時代需要的高素質(zhì)人才，這對我院向社會輸送合格人才具有重要作用。

［1］唐紅梅，王霞,李琦，等.數(shù)字圖像處理課程教學改革與實踐[J].河北工業(yè)大學成人教育學院學報,2006,21(4):8-10.

［2］胡升平，宋躍，余熾業(yè)，等.加強綜合設(shè)計性實驗指導(dǎo)提高學生創(chuàng)新能力[J].東莞理工學院學報,2007,14(2):28-29.

［3］陶勇仿，商存惠.CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示[J].中國高教研究,2006,(11):81-83.

［4］徐振方，孟艷花，王艷.從電子設(shè)計競賽看電子信息類專業(yè)的教學改革[J].安徽工業(yè)大學學報(社會科學版),2010,27(1):135-136.

［5］曹亞麗，宋愛娟，顧德英.構(gòu)建電子信息類創(chuàng)新實驗教學平臺的探討[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2010,23(2):188-189.

［6］陳華，聶江，張萬奎.地方院校創(chuàng)新實驗教學的實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2010,27(1):128-129.