關于大學生創新能力培養實驗平臺建設的探討

謝素霞，李志堅，吳伶錫，詹杰

(湖南科技大學 物理與電子科學學院，湖南 湘潭 411201)

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關于大學生創新能力培養實驗平臺建設的探討

謝素霞，李志堅，吳伶錫，詹杰

(湖南科技大學 物理與電子科學學院，湖南 湘潭 411201)

通過探討深化改革現有的實驗內容體系，系統分析實驗課程教學內容，增加注重創新能力培養的綜合性實驗，添置部分通用的基礎儀器，配備新的軟硬件實驗環境，制定有效的學生選拔、指導教師配備的管理辦法，建設一個側重培養大學生創新能力的實驗平臺。該平臺的建設不僅訓練學生參加電子設計競賽，增加師生互動交流，還可以幫助學生承接科技實踐項目，極大提高大學生的創新熱情和創新能力。

創新能力培養；實驗教學；實驗平臺；電子設計競賽

理論教學與實驗教學是理工科高等教育培養學生的兩個重要組成部分，其中，實驗教學對大學生實踐動手能力和創新能力的培養至關重要，對電子信息學科類大學生來說尤為重要。

目前很多高校在創新性實驗課程教學改革方面做了大量工作，建立了各自的實驗課程教學資源，對實驗體系做了調整或改革[1-3]。一般以普通物理實驗室、模擬電子線路實驗、數字電子電路和計算機上機操作為第一個層次，以程序設計、微機原理、高頻電路實驗和EDA等實驗為第二個層次，以近代無線電實驗為第三個層次。第一層次主要以驗證類實驗為主結合部分設計類實驗，第二層次以設計類單元實驗為主，第三層次以綜合設計類實驗為主。在建設基礎實驗室的基礎上，還建立開放式綜合實驗中心，為學生提供了良好的實驗環境，這些實驗教學改革為學生創新能力的培養提供了很大幫助。

不過各高校對電子電路實驗課程資源和平臺建設的整體水平仍參差不齊，實驗課教學僅僅根據基礎理論的進程分基礎實驗、電子線路實驗和綜合系統實驗三個層次進行，這種層次安排符合人的認知過程，但束縛了大學生創新實踐能力的提高。創新性實驗教學資源不集中，教學資源制定與制作不充分，創新性成果也很難得到傳承和積累，不能完全適應當今社會對人才培養的要求。加強大學生創新能力的培養，需要在實驗平臺的建設、管理制度等方面深化改革。

1 大學生創新能力培養實驗平臺的建設

1.1 大學生創新能力培養實驗平臺建設的內容、目標和需解決的關鍵問題

大學生創新能力培養實驗平臺的建設，主要包括實驗教學體系改革，平臺硬件環境擴建，平臺學生選拔、指導教師配備、師生交流、成果資源管理等方面。

1.1.1 內容

一是實驗教學體系改革。對現有的實驗課程教學內容進行系統分析、全面改革，革除過時的、實驗關聯性不強的實驗內容，增加富有時代氣息的、能夠加強學生科技創新能力的系列實驗，將學生原來各門課程單獨的實驗項目整合形成一個相互關聯、逐層遞進、成系統的實驗教學體系。二是實驗平臺硬件建設。根據科技創新的需要，綜合利用原有電子實訓實驗室、基礎電路實驗室、嵌入式實驗室等，添置部分基礎儀器，如雕刻機、實訓車床等專業儀器，將現有的開放實驗室打造成設備先進、教學資源豐富、滿足科技創新需要的現代化創新實驗室。三是實驗平臺組織和管理。促進創新性實驗平臺的發展，針對學生選拔方面，制定具體的選拔辦法，使有興趣、有潛力的學生都能得到培訓與鍛煉；針對指導教師配備，制定有效的選擇辦法，選用具有實踐創新經驗的教師來指導；在師生組織交流方面，制定詳細的流程表，設立監督機制；在成果資源管理方面，設立資源庫，將資源分門別類有條理地管理。

1.1.2 目標

一是完善實驗教學體系。統籌整合現有的實驗教學內容，分析現有的實驗教學任務，以及各實驗之間的相互關系，整理形成一個布局合理、層次鮮明、符合科技創新需要的完整的實驗內容體系。二是建設創新性實驗室。通過整合和添置設備，建設創新性實驗室，使其能夠滿足學生科技創新實踐活動的需要，為學生參加電子設計競賽培訓、為大學生科技創新實踐項目執行提供良好的實驗環境。

三是建設一個良好的創新實驗平臺。創新實驗平臺的建立，極大地提高了學生的創新熱情，使師生在科研過程中學習，同時促使學生競賽成果能夠有效地積累和傳承，使老師競賽指導經驗和學生競賽技能得到提高，從而進一步促進平臺的發展。

1.1.3 需解決的關鍵問題

一是如何構建實驗教學體系，了解學生各門實驗課程間的關聯和特點，充分體現科技創新，真正滿足學實踐創作的需要。二是如何促進實驗平臺建設，包括師生團隊管理，平臺項目經驗的積累、交流、推廣，開發學生潛力，激發學生創新精神。

1.2 大學生創新能力培養實驗平臺建設方案

1.2.1 實驗教學體系改革

綜合考慮學生培養方案，整合相關實驗課程的實驗教學內容，去除各門課程之間重復性的實驗教學，形成一個分層次、成系統的實驗教學體系。具體主要從以下三個層次進行建設：第一個層次是基礎驗證性實驗和設計，加深學生對基礎理論的理解，培養學生理論聯系實際的能力與書寫設計性實驗報告的能力。第二個層次是電子信息類專業的信號檢測、控制、傳輸與處理等應用性較強的綜合設計性實驗。培養學生進行低頻、高頻和數字電路綜合設計、裝調與測試的能力，強調各種設計方案的實現與創新性思維能力的發揮，鼓勵創新與突破。第三個層次也是最重要的一個方面，是與電子信息科學相關的教師科研課題或學生自擬的課題(向學校申請的創新設計基金課題或創新性實驗計劃項目)；要求學生按照課題要求，自擬方案并自行設計電路，應用新技術、新器件，培養學生創新設計能力及科學研究能力與新技術、新器件應用的能力，要求有能力的學生制作出實物作品或發表研究論文。

1.2.2 實驗平臺硬件建設

在已有的電子實訓實驗室、開放實驗室的基礎上，添加一些創新實驗系統，組建一個創新培訓實驗室。增加雕刻機、實訓車床、貼片焊接系統、PCB原理圖設計軟件等通用基礎設備，使其能夠對學生電子設計能力進行培訓，提高學生對知識的綜合運用能力，可承擔物理學、光電科學與工程、電子信息科學與技術、應用電子技術教育等相關專業學生的創新培訓和實訓的任務。

1.2.3 實驗平臺組織和管理

一是指導教師的配備。指導教師對學生潛力的開發、創新激情的引燃起著關鍵作用，需要配備一支具有扎實的理論基本功、豐富的教學經驗尤其是直接實踐經驗的教師，選擇具有多年教齡的、科研項目經驗豐富的教師，或者有企業的電子產品研發部門工作經歷的教師。從根本上保證現代電子信息技術實驗課程教學改革的實施，也從根本上保證科技創新型實驗平臺的建設與運行。二是學生的選拔與管理。該創新型實驗平臺面向全校學生，由學生組成興趣小組，然后報名參加小組測試，聘請專業教師進行測評考核。優選創新能力突出的學生，積極申報，認真執行創新性實驗項目，由淺入深進行針對性的培訓和強化訓練。通過對學生進行組隊，并配備指導老師管理，由團隊老成員帶新成員，并定期對團隊進行內部考核，選拔基本功扎實、技術過硬、動手能力強的成員參加全國各類電子設計競賽，以及參與教師科研項目。三是師生交流與組織方式。定期組織指導老師給學生進行電子設計項目講座和競賽知識講座。該講座面向全校介紹項目開發流程，展示項目成果，介紹競賽流程，交流競賽經驗，發動學生積極進入實驗室。競賽知識培訓主要針對實驗室同學，以項目組的形式展開，進行系統、專業、針對性的培訓，促進學生競技能力的提升。同時，鼓勵學生之間的交流，學生分成團隊，定期組織內部競賽，組織心得交流活動，通過交流促進創新。四是成果的積累與管理。創新實驗平臺建設的宗旨是培養學生的創新能力，面向全院乃至全校的大學生開放。通過組織各類電子設計競賽、承接大學生科技創新項目，積累大量的項目經驗和競賽經驗。將該平臺中各團隊所獲取的各種經驗進行積累，成果進行歸檔整理，形成資源庫，對團隊成員開放，也可在全校進行分享，以進一步促進創新型實驗平臺建設。

1.3 大學生能力培養實驗平臺創建嘗試及成果

近幾年湖南科技大學物理與電子科學學院在創新實驗平臺建設方面做了一些嘗試和努力。比如，在實驗教學方面，分為基礎實驗、設計性實驗、綜合設計性實驗和科研創新性實驗四個層次，由淺入深層層遞進培養學生的科技創新能力。在實驗室硬件建設方面，建立了實訓實驗室、開放實驗室，配置了相應的硬件環境，購置了部分基礎設備，為學生的科技創新活動提供了較好的環境。針對創新實驗平臺的建設，正在逐步形成包括指導教師的配備、學生的選拔與管理、師生交流和組織、成果資源的積累等方面的制度。雖然該平臺的建設還不是很完善，但是已經取得了一些成績。本年度共完成國家級大學生創新創業訓練計劃項目2項，正在進行國家級大學生創新創業訓練計劃項目1項，承接湖南科技大學大學生科技創新實踐項目(SRIP)重點項目1項、一般項目4項。利用該平臺，共培養學生參加電子設計競賽獲得全國二等獎、三等獎各一項，省級二等獎一項，省級優秀獎一項，校級特等獎一項。

2 大學生創新能力培養實驗平臺的建設意義

大學生創新能力培養實驗平臺的建設符合當今社會和經濟發展的需要，緊跟最新科技進展，是一個實用性強、科技含量高、能充分施展學生才華的平臺。創新型實驗平臺能夠為學生提供一個良好的創新性實驗環境，提供一個興趣發展的機會，提供一個潛力開發的機會，提供一個與老師平等交流、共同探討的機會。通過該平臺建設，可以組建形成一支綜合素質高、業務能力強的“雙師型”實驗教師隊伍，促進不同學科教師之間、教師與學生之間的交流，從而整體促進教、學水平的提高；創新型實驗平臺配備能夠為參加電子設計競賽的學生提供全方位的創新開發環境，為電子設計競賽培訓提供有力的保障；通過該平臺的建設能夠引導相關專業的課程體系和教學內容改革，特別是實驗課程內容改革，促進教學內容與社會需求相適應；創新型實驗平臺的搭建，提供一個先進的項目指導方案，保障大學生創新性實驗計劃項目、大學生科研創新計劃(SRIP)項目的順利進行，甚至促成學校與企業合作項目，爭取橫向課題，反過來能夠促進該平臺的進一步發展。

3 結論

本文中所要創建的創新能力培養實驗平臺是一個全面、開放功能齊全、管理嚴格的平臺，以培養學生科技創新能力為宗旨，可以促進實驗內容體系的改革，提高大學生的實踐創新能力，提高教師的教學水平。該實驗平臺還可以選撥學生參加全國各類電子設計競賽，為學生提供一個鍛煉和培訓的環境，既提高了學生的動手能力，還幫助學生承接和開展大學生科技創新實踐項目。本實驗平臺建設已經取得了一系列成果，大學生創新型能力培養實驗平臺的創建是切實可行的并具有重要意義。

[1] 周權鎖，陳巍.教學實驗中心可持續發展管理措施探討[J].實驗室研究與探索,2007，26(1):118-120.

[2] 繆曉中.認真組織大學生電子設計競賽[J].機械職業教育,2006(7):25-26.

[3] 尹仕，馬冬卉.大學生課外科技創新基地經費籌措策略試探[J].實驗技術與管理，2006，23(12):142-144.

(責任校對 莫秀珍)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.11.054

20160621

湖南科技大學教學研究改革項目(G31317)

謝素霞(1983-)，女，河南杞縣人，副教授，博士，主要從事電子信息材料與器件研究。

G642.423

A

1674-5884(2016)11-0173-03