以創新能力培養為目標的電子技術多層次實驗教學體系

胡智奇++何玉鈞++謝志遠

摘 要 基于“基礎設計、綜合應用、研究創新”三層次構建電子技術多層次實驗教學體系和以課程群為核心的實驗課程體系，建立多層次實驗教學平臺，提升電子技術實驗教學的質量。

關鍵詞 實驗教學；電子技術；創新能力

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）02-0130-03

Multi-level Experimental Teaching System of Electronic Techno-logy for Cultivating Innovative Ability//HU Zhiqi， HE Yujun， XIE Zhiyuan

Abstract Based on the foundation and design， comprehensive and

application， research and innovation， a multi-level electronic techno-

logy experimental teaching system is constructed， and with the core

of curriculum group a curriculum system is constructed. A multi-level experimental teaching platform is established， and the quality

of experimental teaching of electronic technology has been improved.

Key words experimental teaching； electronic technology； cultiva-ting innovative ability

1 前言

實驗教學在培養學生動手能力、實踐技能和素質等方面發揮著重要作用[1]。電子技術系列課程是絕大部分理工科專業重要的專業基礎課和專業課，課程理論和實驗結合緊密，在培養大學生基本技能、工程意識、創新能力等綜合素質方面具有重要地位[2]。為了更好地發揮電子技術實驗教學在學生綜合能力培養中的引領作用，從實驗教學體系、課程體系和實驗平臺建設著手，構建一套完善的多層次實驗教學體系十分重要。

2 電子技術多層次實驗教學體系建設

根據突出“厚基礎、重實踐、強能力、高素質”的人才培養特色，加強素質教育，培養復合型、研究型、開拓型人才的時代要求[3]，按照提升基礎、優化綜合、強化創新的原則，將學生的電子技術實踐能力培養分為3個層次：基礎實驗能力、綜合實驗能力、研究創新實驗能力。按照先基礎后綜合再創新的原則，通過不同學習階段、層次及能力分別加以實施，從而形成“基礎設計型、綜合應用型、研究創新型”多層次實驗教學體系。在多層次實驗教學體系中，前一層次是后一層次的基礎，后一層次是前一層次的積累和提高，最終達到提高學生創新能力的目的。各層次實驗教學的目標、內容及實施如下。

基礎設計型實驗 以基本實驗方法學習、基本實驗技能訓練為目的，圍繞電子技術基礎類課程，開設以驗證性實驗為主、設計性實驗為輔的基礎實驗項目，同時開設部分簡單的綜合設計性實驗。基礎設計型實驗要求學生熟悉常用電子元器件及功能測試方法，具備設計簡單電子電路的技能，掌握基本的電子電路仿真設計軟件的使用，初步培養學生掌握基本電子電路設計的基本方法和技能。該層次適用于低年級學生。

綜合應用型實驗 圍繞專業理論課程教學，開設面向綜合實踐能力培養的綜合型、應用型實驗項目。綜合應用型實驗項目旨在加強學生的專業綜合訓練，培養和提高學生的工程應用，要求能夠利用基礎、專業理論知識及實際工程要求，進行電子系統的綜合設計、分析和調試，從而培養分析和解決實際問題的工程實踐能力。綜合應用型實驗項目注重學生綜合、應用能力的培養，適用于電子信息類三、四年級學生。

研究創新型實驗 以研究創新型人才培養為目標，開展以研究創新實驗為主的實驗教學。該層次主要面向“大眾創業、萬眾創新”的時代要求，培養學生創新研究及團隊合作精神。大學生創新創業項目、挑戰杯、電子設計競賽等為研究創新型實驗的開展提供了良好的條件。研究創新型實驗實現方式多樣，學生的能力可以得到充分展示，從而最大限度地激發學生自主創新的熱情。

3 電子技術多層次實驗課程體系建設

實驗教學體系是通過相應的實驗教學活動來具體實施并體現的，因此，一套完善實驗教學體系必須有一套與之相適應的實驗課程體系。依據各專業電子技術實驗課程設置情況，以實驗教學課程群為核心，建立基礎設計、綜合應用、研究創新三個實驗教學課程群，來滿足多層次實驗教學體系的實施要求。以華北電力大學（保定）為例，電子技術多層次實驗課程體系如下。

1）基礎設計型課程：模擬電子技術基礎實驗、數字電子技術基礎實驗、電子技術（電工學）實驗、高頻電子線路實驗、電子電路仿真實驗、電子技術綜合實驗、電子工藝實踐。

2）綜合應用型課程：單片機原理實驗、電子測量實驗、物聯網技術實驗、DSP技術應用實驗、微處理器課程設計、EDA課程設計、嵌入式系統課程設計。

3）研究創新型課程：創新創業項目、電子設計競賽、挑戰杯項目、實驗室開放實驗、教師科研項目、畢業設計等。

基礎設計型課程 電子技術基礎設計型實驗課程是理工科院校絕大部專業的必修實驗環節。其中模擬、數字電子技術基礎實驗和電子技術（電工學）實驗、高頻電子線路實驗是面向各理工科專業電子技術基礎理論課開設的基礎實踐環節，是入門性質的基礎實驗課，具有很強的基礎實踐性，主要培養學生掌握電子技術的基本知識、基本理論和基本技能。電子技術綜合實驗、電子工藝實踐、電子電路仿真實驗等是在基礎實驗課的基礎上依據不同專業開設的具有一定綜合性、設計性的實踐性環節，主要培養學生初步的工程實踐及分析、解決問題的能力，提升學生的實驗技能，激發學習興趣，啟迪創造性思維。

綜合應用型課程 綜合應用型課程是面向電子信息類專業課程開設的綜合應用實踐環節，屬于重要的專業實驗課。綜合應用型課程具有明確的工程應用背景，體現了綜合性、應用型的特點。其中，單片機原理、DSP技術與應用和嵌入式系統、微處理器等實驗課程涉及的相關技術在目前眾多領域得到普遍應用，是目前電子技術廣泛應用的代表。為了強化這些課程對學生綜合應用能力的培養，在開設課內實驗的同時開設相應的課程設計，通過與工程實際結合的綜合應用型實驗項目來培養學生的工程實踐及綜合實踐能力。電子設計自動化（Electronic Design Automation，EDA）、電子測量、物聯網技術實驗等均融合多學科的知識，這些課程對于培養學生綜合運用知識的能力具有重要的意義。同時，綜合應用型實驗課程還包含一些專業選修實驗環節及其他一些綜合性、應用性較強的實驗課程及項目。

創新研究型課程 創新研究型課程是針對學生的創新創業能力培養為目標開設的全開放、自主實驗課程。課程的設置為學生參加創新性、研究性實踐活動提供了多樣化的途徑。目前，在國家大力倡導及支持下，各高校基本建立了“國家級—省級—校級”三級大學生創新創業訓練計劃項目，項目通過“興趣驅動、自主實驗、重在過程”的實施方式，帶動廣大學生積極參與科學研究與發明創造活動，極大地促進了大學生創新創業素養和能力的提升，是研究創新型實驗課程體系最重要的組成部分。

此外，大學生電子設計競賽、挑戰杯、實驗室開放項目、教師科研項目、畢業設計等也是創新研究型課程的重要內容，通過這些課程吸引和引導學生進行各種創新研究，激發廣大學生進行科技開發和創新實驗的興趣，從而培養創新精神。

4 電子技術多層次實驗教學平臺建設

實驗教學體系的實施離不開實驗平臺的建設，為了更好地實施多層次實驗教學體系，在實驗室建設中需要對實驗室進行重新整合并構建新的管理體制，并根據多層次實驗教學體系、實驗課程體系，建設與之相適應的多層次實驗教學平臺。以華北電力大學（保定）電子技術實驗中心為例，電子技術多層次實驗教學平臺如圖1所示。

華北電力大學（保定）電子技術實驗中心是首批“河北省實驗教學示范中心”，經過10年的建設，中心實驗室面積達2000余平方米，累計投入經費1300余萬元，實驗硬件和軟件環境得到極大的改善和提升。為了適應多層次實驗教學及課程體系，按照“提升基礎實驗、優化專業綜合實驗、強化創新實驗”的原則，在建設中對實驗室場地、儀器設備等資源按優化、共享的原則進行重新配置，在保證基礎實驗儀器設備擴充、更新的前提下，在綜合應用型、研究創新型實驗教學方面進行重點投入，構建與實驗教學體系、課程體系相適應的多層次實驗教學平臺。

同時，為適應多層次實驗教學體系的要求，中心構建基于全開放導向的實驗室管理模式。所有實驗室都達到時間、空間的全開放要求，其中研究創新平臺實施學生為主、教師為輔的自主管理模式，極大地滿足了學生開展各種創新實踐活動的需要。

5 總結

在國家全面提倡“大眾創業、萬眾創新”的新形勢下，強化理論、實驗教學與工程應用相結合，加強工程素質教育勢在必行。本文結合電子技術實驗教學實際情況，構建基礎設計、綜合應用、研究創新等多層次實驗教學體系、課程體系及實驗平臺，對于培養大學生實踐能力和創新能力，實現專業人才培養目標具有重要作用。實施結果表明，達到預期效果，并為后續實踐教學體系的不斷完善打下堅實的基礎。■

參考文獻

[1]馮根良，鄭青根.多層次電子電工實驗教學體系建設與實踐[J].實驗室研究與探索，2009，28（3）：80-82.

[2]何偉，張玲，胡小平.電子技術實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2012，31（7）：135-137，211.

[3]屠萍官，張榮慶，王喜忠.研究型大學實踐教學體系的改革與創新[J].實驗技術與管理，2005，22（1）：1-4.