基于“學科競賽”引導的專業素質拓展實驗體系建設

王海榮　孫雷

【摘 要】參照“學科競賽”團隊參與和項目式開發的比賽模式，針對各階段的專業課程安排，分階段地設置一系列素質拓展項目，項目因“學科競賽”而設，同時也服務于“學科競賽”。依托素質拓展項目的實施方法和考核模式，強調對仿真實驗室、創新實驗室的建設，同時也將這兩類實驗室作為開放實驗室，以“學分制”和“項目引導制”讓學生自主地走入實驗室，進行實踐動手能力的訓練。

【關鍵詞】專業素質拓展；學科競賽；仿真實驗室；創新實驗室；開放實驗室

中圖分類號： TN710 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）20-0026-003

The construction of the experiment system of professional quality development guided by "Subject competition"

WANG Hai-rong SUN Lei

（Network College， Haikou College of Economics， Haikou， Hainan， 571127， China）

【Abstract】Refer to the competition mode of team participation and project development， according to the professional curriculum arrangement， set up a series of quality development projects in stages， the project is set up for "subject competition"， and it also serves as "subject competition". Relying on the implementation method and the examination mode of quality development projects， emphasis on the construction of simulation laboratory and innovation laboratory， at the same time， these two kinds of laboratory as open laboratory， the "credit system" and "project guidance system" to allow students to walk into the laboratory， acquire some practical ability.

【Key words】Professional quality development；Subject competition；Simulation laboratory；Innovation laboratory；Open laboratory

0 引言

為了適應21世紀人才培養的需求，大學生素質拓展教育已被國家教育部納入應用型人才培養體系中[1]。當今社會對人才的需求已不再是個人主義的單打獨斗，個人的專業基礎永遠沒有團結合作來得重要。?？诮洕鷮W院作為一所應用型本科院校，把培養服務于地方經濟的高素質人才作為辦學的第一要務，2015年就已將素質拓展納入了各專業的課程體系設置中，盡管這兩年學校已經為素質拓展的實施做了大量的工作，但因為時間短，仍存在很多問題，尤其是專業素質拓展。

專業素質拓展是“以就業為導向”，以增強學生職業能力為目標，從用人單位的需要出發，為拓寬學生知識面而開設的專業訓練課程。所以專業素質拓展能否順利實施，“學科競賽”的效果如何，專業實驗室的建設與改善是教學改革和賽前培訓的保障，同時也是學生開展課外科技活動、培養學生創新精神和實踐能力的基礎教學環境。本文以電子信息工程專業為例，從“學科競賽”的比賽模式中受到啟發，團隊參與的項目式開發是大多數“學科競賽”的參賽形式，針對學生各階段的專業課程安排，分階段地設置一系列的素質拓展項目，針對各階段的項目實施和考核模式，強調對仿真、創新和開放三類實驗室的建設，并構建多媒體性和交互性好、開放性與共享性強的實驗體系平臺[2]。

1 基于“學科競賽”引導的專業素質拓展項目設置

1.1 “學科競賽”參賽形式分析

我校電子信息工程專業每年所涉及到的大型“學科競賽”主要是電子設計大賽、計算機作品大賽、挑戰杯大賽等[3]，參賽形式皆是以團隊的形式參與，如“全國大學生電子設計競賽”是以三人一組參加比賽，組員可根據自身的特長自由組隊，而“計算機作品大賽”和“挑戰杯大賽”的組員人數不限，可以三人以上，參賽題目是學生根據當前的新技術、新方向自擬，組員的選取要考慮到整個團隊的綜合素質，無論是從專業創新方向上，還是在溝通表達協調能力及競爭意識上都必須是最好的[4]。

1.2 “學科競賽”專業素質要求

對于電子信息工程專業相關的“學科競賽”，都是項目式的開發模式，既需要對知識點的教與學，也需要對技能的訓與練[5]，針對我校長期參與的相關賽事，對技能和綜合素質的要求如表1：

1.3 “學科競賽”引導專業素質拓展項目設置

“學科競賽”對學生能力的要求是全方位的，除了學習基本的專業課程外，一系列的專業素質拓展項目也加入了專業培養方案體系，根據“學科競賽”對學生綜合素質的要求設計了電子信息工程專業專業素質拓展項目，如表2：

在第二學期，學生剛剛接觸專業課程，首先應進行認知實習，對本專業建立一個感性的認識，并進一步了解專業實踐環節；在第二、四學期的“專業見習”和“專業實習”則是讓學生走進企業，了解當今專業的新動向，并能在實習中找到創新點，找準自身的專業發展方向；貫穿整個大學階段的學術講座，能讓學生更好地了解前沿新技術，為參加各類“學科競賽”找到更多的創新點和創業靈感；“辦公軟件高級技術實訓”是學生科技論文寫作與計算機熟練使用的基礎；“電子綜合設計”是參與項目開發的硬件技能訓練；“電子產品仿真設計實訓”是針對大賽所需的仿真軟件和編程軟件的訓練；在大三時，學生已具備完整專業項目開發的基礎，“計算機作品設計與制作實訓”和“電子設計競賽實訓”為學生提供綜合項目開發訓練。endprint

2 針對專業素質拓展項目的實驗體系架構模型

實驗室建設是應用型本科高校實驗實踐教育的關鍵環節之一[6]。而專業素質拓展項目的實施大部分在實驗室進行，傳統的專業實驗室主要依賴費用高昂的實驗設備，僅僅只是為基礎實驗而設[7]，面對開設的素質拓展項目，構建了一套較完善的“1+3”實驗體系架構，以“校企合作”為素質拓展項目提供專業認知的平臺，構建仿真實驗室、創新實驗室、開放實驗室三大綜合實驗平臺，具體實驗體系架構模型如圖1：

3 實驗室的實現模式

3.1 仿真實驗室的實現模式

在電子信息工程專業，很多課程涉及到一些仿真軟件，傳統的實驗方法必不可少，但大量的理論驗證性實驗項目可以用EDA技術中的仿真測試技術代替，例如針對電路、模擬電子與數字電子技術的仿真軟件Multisim中含有豐富的元器件，參數標準可以隨時設置，儀器設備幾乎涵蓋了目前電子系統設計所需的大多數設備，查找問題非常的直觀[8]；針對單片機、嵌入式系統開發的Proteus仿真軟件，能模擬動態效果顯示，在開發過程中能結合硬件的搭建，軟件的設計，軟硬件的聯合調試，做到事半功倍[9]；針對可編程邏輯器件CPLD、FPGA的開發平臺Quartus II和仿真軟件Modelsim，能通過仿真出的波形圖形象地說明芯片管腳的狀態和I/O口的輸出值，在“線與線的互聯”當中完成對數據的加工。而在素質拓展項目“電子產品仿真設計實訓”中，就包含了對以上仿真軟件的熟悉和訓練。

在仿真實驗室配備高配置的電腦和多媒體教學儀器，每臺電腦上都安裝了電子信息工程專業相關仿真軟件和開發平臺，學生可以在該實驗室進行訓練，仿真實驗室仿真軟件安裝情況如圖2：

針對素質拓展項目“電子產品仿真設計實訓”，學生只需要完成Mutism 12.0、Proteus 7.0、Keil uVision4、Quartus II 11.0及Modelsim 6.3的訓練項目，就可以獲得相應的學分，在每個軟件的上機練習中，指導老師會針對不同的軟件設置不同的實驗項目，學生可根據自身的情況有針對性的進行反復訓練，也可以在自己的電腦上來完成。

仿真實驗室在管理上應做到合理分配，在各專業之間要共享實驗資源，充分發揮實驗室硬件和軟件的效用。

3.2 創新實驗室的實現模式

對于應用型本科院校來說，素質教育的核心是創新教育，建立和完善以培養學生創新精神和創新能力的創新實驗室在創新教育中起著重要的作用[10]。建立創新實驗室的目的是幫助一部分有潛力的學生培養創新意識和能力，并以此帶動全體學生的能力訓練，同時在“學科競賽”中取得好的成績。

以電子信息工程專業的素質拓展項目為例，從大二上學期開始引入“電子綜合設計”拓展項目，學生進行元器件的識別、電路板的焊接、PCB板的制作等硬件開發能力的訓練，這些都可在創新實驗室內完成[11]。創新實驗室配備有先進的實驗設備、電腦、制板機、元器件、多媒體教學設備和專業的實驗室管理人員，可完全模擬企業項目開發組。大三上學期，學生的基礎知識更加完備，并且學習了單片機、嵌入式、通信原理等核心課程，由此引入“計算機作品設計與制作實訓”素質拓展項目，該項目學生自己選題，根據當前社會科技熱點，結合自身知識水平自擬題目進行項目的實施，在分組上要考慮到軟、硬件設計的優勢以及科技論文寫作和表達的能力，主要目的是發掘有創新能力和潛力的組參加來年的計算機作品大賽。大三下學期，學生的綜合能力在不斷地提高，引入“電子設計競賽實訓”拓展項目，模擬電子設計競賽的場景，學生按照老師指定的選題在規定的時間內完成設計。

在創新實驗室完成的這三類素質拓展項目具體考核模式如表3：

3.3 開放實驗室的實現模式

開放實驗室是深化實驗教學改革，是學生從被動教育到主動教育，由課堂理論教育到工程實踐能力培養的有效途徑[12]。我校將仿真實驗室和創新實驗室作為開放實驗室，以素質拓展項目開展的形式來約束學生自覺地走進實驗室，讓更多的學生在實驗室進行實踐動手能力的鍛煉，為今后從事工程設計和管理工作打下堅實的基礎。為了提高學生進入開放實驗室的積極性，開放實驗室實行“學分制”和“項目引導制”。

“學分制”即通過設立開放實驗室學分機制促進學生走進實驗室，學生在大學四年里必須完成規定的學時數，完成實驗室開設的“開放實驗室項目”，才能拿到相應的學分?！绊椖恳龑е啤奔础皩W科競賽”引導、素質拓展項目引導、創新創業項目的申報引導，而這三類項目在學校都設立相應的獎勵措施，比如“學科競賽”的獲獎者都會獲得一定的獎金，而“創新創業項目”若獲得立項將得到一定經費的資助，素質拓展項目直接與學分掛鉤，而且也是“學科競賽”的基礎，這些都將大大提高學生進入開放實驗室的積極性。

4 結語

基于“學科競賽”引導的素質拓展項目的設置，因“學科競賽”而設，同時也服務于“學科競賽”，對學生整體綜合素質起到了一定的促進作用。我校2014級電子信息工程專業自素質拓展項目實施以來取得了很好的成績，在海南省大學生電子設計競賽中獲省級二等獎2項，并申報成功了多項創新創業類項目，國家立項1項，省級立項3項，校級立項若干，今年也有很多學生參加了創新創業項目和挑戰杯項目的申報。以素質拓展項目為依托的實驗體系也得到了進一步的完善，將仿真實驗室、創新實驗室作為素質拓展項目開設的主要場地，為學生進行仿真軟件的學習、綜合項目的開發和創新項目的實現創造了條件。同時也將這兩類實驗室作為開放實驗室，以“學分制”和“項目引導制”讓學生自主地走入實驗室，進行實踐動手能力的訓練，畢業后能直接走上工作崗位，更早地適應工作環境。

【參考文獻】

[1]單長青，李甲亮.應用型本科院校環境工程專業素質拓展課程體系構建[J].中國城市經濟，2012，1.

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[3]王海榮，孫雷，王曉娟. “學科競賽”引領創新型人才培養的課程體系設置[J].重慶與世界（學術版），2016，7.

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[12]惠鵬飛，王艷春，夏穎等.高校通信電子類開放實驗室教學模式研究與實踐[J].教育教學論壇，2012，8.endprint