隨身實驗室在電子信息工程專業的應用

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【摘要】培養應用型、創新型本科人才，不斷創新實驗教學環節并注重實驗與理論的結合，一直是電子信息工程專業教學研究的重點。針對電子信息工程專業實用型本科人才的培養，分析了現有的實驗教學體系的現狀以及不足之處，在此基礎上本文提出了將隨身實驗室引入專業課理論與實驗教學環節中，利用面包板便于攜帶且有利于實踐創新的特點，實現了不受限于時間場所的創新實驗教學體系。

【關鍵詞】隨身實驗室；實驗教學；創新能力；實踐能力

1研究背景

1.1宏觀科學背景分析。電子信息工程專業是一個電子和信息工程方面的較寬口徑專業，也是一門將信息處理、通信、電子信息控制等融為一體的交叉學科專業。本專業學生主要學習信號的獲取與處理、電子設備信息系統等方面的專業知識，受到電子與信息工程實踐的基本訓練，畢業生應具備設計、開發、應用集成電子設備和信息系統的基本能力。我校旨在培養較高綜合素質的實踐型、應用型人才。電子信息工程專業的專業特征和行業需求決定了工程性和實踐性是本專業的最重要特點，而實踐教學正是培養學生實踐能力和創新精神的重要的教學環節。所以，不斷提高實驗教學環節與理論教學之間聯系的緊密度，通過創新性實驗不斷強化學生創新思維與實踐能力，是培養創新型、應用型人才的唯一途徑，具有重要的現實意義。1.2實驗教學現狀分析。近幾年來，我校電子信息工程專業以國家高等教學質量工程精神為導向，不斷開展教育教學方面的改革與創新，尤其是在培養學生綜合能力與創新能力方面不斷研究與實踐，編寫針對培養應用型實踐性人才的實驗教材，建設實驗教學示范中心，引進先進實驗教學儀器設備，依托實驗中心的“基地”、“平臺”、“試點”的建設，不斷研究改革，將理論教學與實踐教學相結合。

2構建隨身實驗課程新體系，改進實驗教學方法

針對目前實驗教學環節所存在的問題，面向就業環境培養高素質人才，電子信息工程專業實驗教學必須跳脫原有模式，改進教學方法，優化實驗內容，注重實驗內容的實用性，利用小巧便攜的面包板與各類電路器件，實現“隨身實驗室”，從根本上改變教學方法，“隨身實驗室”是由面包板及各類電路元件組成的便攜式實驗套組，有適合專業基礎課教學的基礎版和適用專業課教學的高級版，以及為培養創新能力進行實物創新制作的各類其他電路元件，都可以通過面包板進行電路連接，無需固定電源、固定場所，甚至不用焊接，以插孔和小探針的形式直接連接。為實現創新性教學，從以下三個方面進行改進：2.1教學方面。充分利用面包板與配套元器件體積小便于攜帶的特點，在課堂教學中就可以結合理論隨時進行實踐操作。第一階段先從大一學生的專業基礎課開始，通過將“隨身實驗室”帶入專業基礎課，應用面包板基礎套件就可以直觀的認識所學器件，并且可以隨堂進行簡單的實物連接，通過動手操作，得到結論，而在實驗教學環節，在經過對元件的認知和對性質原理掌握的基礎上，有一定的動手能力之后再進行實驗傳統教學，可以使學生更快地融入到實驗中。這一階段的學習與動手會使學生得到初步感知認識和親手制作的樂趣。第二階段針對高年級學生具備了對電子電路原理的認知與基本的分析能力，開始以EDA開發工具、單片機、DSP的開發應用等專業課內容，例如單片機是應用較廣的一門專業課，傳統實驗教學是在實驗室，利用單片機實驗箱，通過編程控制晶體管實現流水燈，或者控制數碼管實現數字系顯示等封閉式實驗教學，而利用“隨身實驗室”，通過升級面包板與配件，加入單片機等硬件，在課堂學習中就可以隨時進行管腳的認識，電路的連接，達到在實驗教學環節之前對硬件電路有一個直觀、系統的認識。2.2創新方面。在實驗教學環節，針對“隨身實驗室”增多綜合性、設計性的自選實驗題目，甚至可以由學生自己設計實驗題目與內容，充分利用其元器件種類多、操作簡單等優勢，在掌握基本理論和具備一定動手能力的基礎上，通過不斷動手實踐，激發學生對專業課學習的興趣，培養學生的創新能力和綜合素質。在此基礎上，創新能力和都收能力較為突出的學生還可以通過購買其他配套元件和器材，進行高端實物的設計，比如說電子表、多級調節設置的時鐘、LED音樂顯示器等復雜但貼近生活的產品類設計。實現大學四年循序漸進、由淺入深，通過不斷地填充基礎面包板和配套元器件，在一次次的動手操作中，由學生自己建立課程之前的聯系，培養學生創新能力和綜合素質。2.3科研方面。通過“隨身實驗室”不斷培養學生動手能力和創新意識，讓“創新”不再是一句口號而是滲透在每一門學科，鼓勵學生在教師的指導下積極參加科技活動，申報科研項目、大學生創業創新項目等，讓學生通過參與項目和課題研究，通過不斷累積的創新思維和動手能力，獲得成果。由教師帶領學生積極參與省級、國家級創新類大賽，如電子設計競賽、飛思卡爾競賽等，學生獲得高質量高水平的科研項目獎項，還可以繼續承接科研課題作為學生的畢業設計，真正實現大學四年由理論到實踐，再由實踐到創新的學習路線。教師應支持學生參與創新項目，組織學生形成項目組，由教師指導參與項目的具體實施，提供理論支持和實際指導，確保課題具有先進性和擴展空間，激發學生主觀能動性，突破難點，在研究中不斷發現新的研究方向，在實際研究過程中明確項目組成員分工，實現合理有效的學習與創新過程。

3實踐應用效果分析

3.1課堂教學氣氛。目前我校電子信息工程專業2016級學生已經開始在專業基礎課的教學中開始應用“隨身實驗室”，在學習模擬電子技術課程中，充分利用了開發板和各類電路元件的特點，在講授知識的過程中穿插進行小實驗，先認識器件，明確原理，再按老師的要求連接相應電路，最后再在此基礎上進行創新。例如在學習三極管原理和性能的階段，指導學生用“隨身實驗室”連接由紐扣電池、發光二極管、三極管、電阻組成的基本電路，電路連接正確之后，由學生自己改變電路元件，實現開關控制、溫度控制、光控制，還可以在此基礎上增加三極管的數量，根據學生創新能力、實驗現象和對結論的總結能力，評估分數。實驗過程中學生反應熱烈，課堂氣氛生動，學生都能積極思考，尋找創新點，再動手去驗證自己的設想，在失敗中總結經驗。在整個教學過程中，充分地鍛煉了學生的動手能力，培養了學生的創新能力，實現了預期的階段性教學效果，3.2學生反饋。通過與2016級電子信息工程專業的學生開展學生座談會活動，從學生方面反饋真實的想法。學生認為，“隨身實驗室”是新型的實驗教學方法，比起傳統實驗教學環節只是在實驗臺上插線、讀數，更能引起學生學習和操作的興趣。并且在自習時可以隨身攜帶，學習理論只是的同時可以打開實驗盒，查看原件，連接電路。而對動手操作焊接實物感興趣的同學，更將“隨身實驗室”當做趣味性的工具，隨時隨地連接電路驗證自己的各種想法，同學之間互相討論學習。模擬電子技術課程出勤率達到100%。

4結語

培養應用型與創新性人才一直是我校教育教學工作的重點，而這一工作是一項系統而復雜的工程。將“隨身實驗室”引入大學四年的教學過程中，能夠顯著地提升學生對實踐環節的興趣，增強學生創新能力和主觀能動性，將被動地完成實驗，變成主動地參與實驗、設計實驗，將創新的理念從大一開始灌輸，并且提高學生在工程實踐中的動手能力以及解決問題的能力。課題項目：2018年高等教育教學研究課題“基于隨身實驗的大學生創新能力培養研究與實踐”。

參考文獻

[1]王鎖明，丁喜峰，侯彬，等.開放實驗教學模式深化教學體系改革[J].中國科教創新導刊，2007（16）：36-37.

[2]潘宏利，盧超.應用型本科院校創新實驗教學體系的探索與實踐[J].實驗研究與探索，2011，30（6）：254－257.

[3]王艷春.應用型本科電子信息工程專業課程體系的研究與實踐[J].淮海工學院學報：人文社會科學版，2012，10（11）：82－84.

[4]陳冠玲，馬文新.應用型本科電子信息工程專業實踐教學體系建設[J].武漢大學學報：理學版，2012，58（2）：279－281.

[5]李紅萍．試論有效溝通技巧在教學實踐中的應用[J]．教育與職業，2012（15）：191－192．

作者:白辰驕 韓金歷 單位:吉林建筑科技學院