“口袋實驗室”在電子類專業實踐教學中的應用

初竑邑+房啟志+張麗麗

（沈陽航空航天大學電子信息工程學院，遼寧 沈陽 110136）

摘要：為了提高電子類專業的學生工程實踐能力與創新能力，在教學中引入“口袋實驗室”的實踐教學模式。本文從教學方法、實踐教學等方面分析了電子類專業在實踐教學中所存在的問題，提出了“口袋實驗室”的概念，該實踐模式突破了傳統實驗室場地以及開放時間的局限，使學生能夠在實驗室之外的任何地方任何時間進行教學實驗，除此之外，學生還可以根據自己的興趣自行設計實驗并進行二次實驗開發，使學生在實踐中不但能鞏固已學到的知識，更重要的是根據所學的知識發揮創新和創造力來完成多種項目，從而使學生知識綜合運用能力和工程實踐能力得以提高。

關鍵詞：口袋實驗室；教學方法；實踐教學；實踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）50-0131-02

電子類專業要求教學要與實踐結合十分的緊密，純粹的理論教學無法滿足用人單位對學生工程實踐能力要求的提高。因此，實驗課程在現有的教學體系中變得越來越重要。但是現有的實驗室實驗儀器設備與實際教學目標不相符，“傻瓜型”實驗箱居多，這些實驗箱集成度高、功能豐富，但留給師生進行二次開發的資源有限，在實驗過程中學生只需要調節實驗箱預留的開關，或者根據說明書設置參數，在實驗箱上就能得到實驗現象，不具備學生自主進行實驗設計的環境。而“口袋實驗室”的引入將會解決現有的實驗儀器設備的弊端，賦予學生更大的靈活性，釋放學生的創新與創造力，增加學生對學習的熱情，培養學的自主學習意識，獨立學習及動手實踐的能力。

一、電子類專業課程教學中存在的問題

1.在教學方法方面。現在的教學方法中存在填鴨式教學，老師教給學生的都是定論，學生存在死記硬背現象，學生發現問題、研究問題的意識和能力普遍較弱，這與高校想要培養創新型、研究型人才的目標偏離。通過教師講解、示范和學生模仿使學生掌握知識，在現代教學方法中很常見，但是學生在學習過程中要更加強調創新、實踐，否則不僅影響學生的學習狀態和效果，而且很難培養學生的獨立自主學習的能力、動手實踐的能力及創新能力。

2.在實踐教學方面。教育上存在強理論輕視實踐教學的問題，強調理論教學為主，實踐教學為輔，即使進行實踐教學，也僅將其視為加深對理論課程理解和掌握的工具，忽略了學生的動手能力和解決問題的能力的培養。在實踐教學中，通常是在實驗之前老師把實驗的內容、操作方法與步驟、報告格式，甚至包括每一步得到什么樣的結果等都寫得一清二楚。學生只需要按照既定的程序按部就班地執行，出現問題也不知道如何去解決，整個實踐教學都是機械地完成一步步的操作，對理論課程的理解和掌握效果不理想，就更別說培養學生的動手能力和研究能力了。

二、基于“口袋實驗室”的實踐教學新模式

上面的各種情況阻礙了學生實踐能力培養，學生難以形成自主創新的意識和良好的工作作風。為了解決這些問題，在實踐教學中引入“口袋實驗室”將會是一個很好的解決方案。

1.何為“口袋實驗室”。“口袋實驗室”一般具有體積小、功能全、操作方便、可擴展性強的特點。體積小是指實驗設備能夠隨身攜帶，甚至可以放在口袋里，在學生有設計需求和新的想法時可以隨時進行實驗。功能全是指“口袋實驗室”具有豐富的軟硬件資源，學生可以使用板子上的各種設備實現需要的功能。操作方便是指“口袋實驗室”的設備不需要復雜的裝配，簡單地連接就可以使用，方便學生使用。擴展性強是指“口袋實驗室”如果提供的功能不能夠滿足學生的需求時，通過不同的外設進行擴展，使其具有額外的功能。

2.將“口袋實驗室”引入實踐教學的優點。（1）提高學生的工程能力，學生工程能力培養是電子類專業培養學生的重要目標。引入“口袋實驗室”之后，可以從本專業實際的工程項目中選取一些課題，經過簡化后交給學生完成。學生可以在“口袋實驗室”的基礎上建立工程并且驗證方案的可行性。（2）提高學生自主學習能力和創造力，“口袋實驗室”把實驗的過程從實驗室搬到了其他的場合，這就使得學生在遇到問題的時候不可以隨時隨地去問老師而去自主地開展，實驗的實施方案需要學生自己收集大量的資料，試著自己解決實驗過程中遇到的各種問題，而不是完全依靠老師，并需要經過反復提出方案并加以驗證才能獲得最優的方案。這樣的實驗不可能在有限的幾個課程時間內完成，而必須使用“口袋實驗室”在課外的時間完成，通過這種實踐教學方式的逐漸滲透將會提高學生自主學習能力和創造力。

3.將“口袋實驗室”引入實踐教學需要注意的問題。（1）保證實驗項目的難度。為了能夠充分鍛煉學生的自主學習能力和創新意識，就必須防止學生能夠輕易地從已完成任務的學生或網上獲得項目的設計成果。盡可能使學生有不同的題目進行選擇，以保證學生能夠根據自己的長處選擇對應的題目，減少由于題目難度過高而導致無法完成的可能性。（2）學生團隊的建立。口袋實驗將學生從傳統的實驗室中解放了出來，但同時也使學生離開了老師監管的視線，這樣對學生學習自主性的要求就提高了，需要建立學生團隊，通過隊員間的相互監督防止學生偷懶，這樣也可以提高學生的團隊合作意識。團隊成員的組成盡量是互補的，能夠做到共同發展相互促進，而不是互相拖后腿，阻礙集體的進步，這個方面需要老師和輔導員進行交流，了解不同學生的特點，這樣才能建立科學合理的團隊。（3）學生互相交流平臺的建立。學生的自學能力畢竟是有限的，而基于“口袋實驗室”的實踐教學模式由于距離老師較遠，求助于老師比較麻煩，當出現較為復雜的問題時，可以與其他團隊進行交流。建立學生互相交流的平臺就是這樣的一個目的。（4）合理的考核制度的建立。基于“口袋實驗室”的模式主要的實驗時間是在實驗室規定時間以外，指導老師不能全程進行參與，所以每個學生的實際對知識的掌握程度對于老師是無法知曉的。這直接影響了老師對學生考核成績的評定，考核結果是否公平公正就成為了一個需要解決的問題。在這種實踐模式下，要求學生在實驗開始之前與指導老師共同設計出實驗的計劃書，按照設定的計劃按步驟進行實驗。老師在每一個步驟完成時對學生的實驗進度跟進，同時對學生的疑惑或者不正確之處進行必要的指導，幫助學生完善實驗設計，這個過程可以通過多種渠道完成，例如微信、QQ，或者通過專門的網站進行在線指導。在實驗結束的時候，老師可以結合在每一個節點對學生的了解，及在實驗結束時對學生實驗結果進行考核，確定學生的學習效果，給出相對公正的考核成績。

將“口袋實驗室”引入實踐教學極大地解決了實驗室的時間和空間限制問題。充分發揮了“口袋實驗室”體積小、功能全、操作方便、可擴展性強的特點，使學生可以在任意時間，任意地點進行實驗。幫助學生快速地熟悉項目的開發流程，迅速進入開發者的角色，激發學生的自主學習興趣，并在一定程度上緩解學生對枯燥的專業課程學習的厭倦情緒，能夠充分激發學生的實驗欲望和創作靈感，提高學生的創新創造力，為培養實踐能力和創造精神都屬一流的人才奠定了基礎。

參考文獻：

[1]王力生，王煜.計算機組成原理實驗教學方法改進[J].電腦知識與技術，2014，（10）.

[2]姜志鵬，陳正宇，閻浩.基于“口袋實驗室”的實踐教學模式實施方法[J].人才培養，2015，（9）.

[3]劉艷，秦昌明.口袋實驗室在物聯網工程實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理，2015，（8）.

[4]姜志鵬，陳正宇，史金芬，單峽.應用型工科院”口袋”實驗室培養模式探索[J].統計與管理，2015，（10）.