李澤彬，張　剛，姚有峰，趙江東，張飛龍，李　宣

(皖西學(xué)院　基礎(chǔ)實驗中心，安徽　六安　237012)

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基于實驗室管理平臺的電類基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革與實踐

李澤彬，張剛，姚有峰，趙江東，張飛龍，李宣

(皖西學(xué)院基礎(chǔ)實驗中心，安徽六安237012)

摘要針對傳統(tǒng)電類基礎(chǔ)實驗教學(xué)體系中存在的問題，從實驗內(nèi)容體系構(gòu)建、教學(xué)模式改革、教師隊伍配置、實驗室配置等方面進行了論述，總結(jié)了近幾年電類基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革的實踐經(jīng)驗。實踐證明，在電類基礎(chǔ)實驗教學(xué)過程中，運用實驗室管理平臺進行教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建和相關(guān)管理，能夠較好地解決實驗教學(xué)過程中呈現(xiàn)的一系列問題，可以取得滿意的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞電類基礎(chǔ)實驗；實驗教學(xué)體系；實驗室管理平臺

新時期高等教育內(nèi)涵和規(guī)模的大幅度變革，迫使教育模式和方式從單一的知識傳授到自主和團隊性學(xué)習(xí)[1]、從教學(xué)單一模式到多手段多選擇自組織模式、從維持性學(xué)習(xí)到創(chuàng)新性學(xué)習(xí)[2]。因此，電類實驗教學(xué)作為各類高等院校的電類專業(yè)必修技能實踐環(huán)節(jié)必然面臨傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及教學(xué)管理等與現(xiàn)代教學(xué)實際不協(xié)調(diào)問題，不可避免地受到嚴峻挑戰(zhàn)，對其教學(xué)體系進行改革是必然趨勢[3]。為此，本文以皖西學(xué)院電工電子實驗中心開設(shè)的電類基礎(chǔ)實驗課程為例，總結(jié)了近幾年引進新技術(shù)和新型管理手段進行實驗教學(xué)改革的經(jīng)驗。

1傳統(tǒng)電類基礎(chǔ)實驗存在的問題

1.1傳統(tǒng)電類基礎(chǔ)實驗內(nèi)容體系，不能適應(yīng)人才培養(yǎng)模式的要求

傳統(tǒng)的電類基礎(chǔ)實驗主要包括電路與電工技術(shù)實驗、模擬電路實驗、數(shù)字電路實驗等，主要面向電類及其相近專業(yè)，開設(shè)形式相互獨立，彼此之間缺乏必要的銜接，常依附于理論教學(xué)[4-5]，形式內(nèi)容相互獨立，沒有形成一個完整的體系。

一方面實驗內(nèi)容大量不必要的重復(fù)，客觀上造成了有限實驗資源的浪費；另一方面，目前此類課程的實驗教學(xué)大多在實驗箱上完成，由于生產(chǎn)廠家事先已經(jīng)完成了實驗箱中單元電路的設(shè)計和參數(shù)的設(shè)置，學(xué)生在實驗過程中所要做的工作僅僅是簡單地連接導(dǎo)線、測試波形，至于電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)的變化對系統(tǒng)或?qū)π盘柕挠绊?，學(xué)生很少能直觀地觀察到，實驗成效大打折扣，效果不太理想，對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)極為不利。

因?qū)嶒瀮?nèi)容以驗證性實驗為主，缺少綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容，學(xué)生在綜合性、設(shè)計性實驗中進行有效性訓(xùn)練更少，導(dǎo)致學(xué)生不能進行自主性、團隊性、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，限制了學(xué)生能力的培養(yǎng)[6]。

1.2當前電類基礎(chǔ)實驗教學(xué)模式，不能滿足人才培養(yǎng)的多樣化需要

電類基礎(chǔ)實驗具有鮮明的工程特點，其實踐性很強[7]。近年來雖然把電類基礎(chǔ)實驗課程從原有的課程體系中進行了剝離，并對實驗內(nèi)容進行了重新整合。但是受傳統(tǒng)定向思維的影響，實驗課的從屬地位并沒有得到本質(zhì)的改變，與此對應(yīng)的實驗教學(xué)手段也沒有發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變，實驗教學(xué)形式單一，教學(xué)手段落后，教學(xué)方法機械[8]，即現(xiàn)階段電類基礎(chǔ)實驗的開設(shè)不僅停留在對理論的驗證這一層次上，而且在課程的開設(shè)形式上仍然是固定班級、固定時間、固定項目，教師“照本宣科”、學(xué)生“照方抓藥”，長此以往限制了學(xué)生的思維，束縛了學(xué)生的手腳，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

1.3教師隊伍配置和實驗室設(shè)置不合理，限制了教學(xué)資源的優(yōu)化

長期以來，由于受到重理論知識傳授、輕實驗技能培養(yǎng)這一傳統(tǒng)教育觀念的影響[9]，對實驗教師隊伍的建設(shè)重視不夠，造成實驗教師隊伍結(jié)構(gòu)不合理，多數(shù)擔任實驗教學(xué)任務(wù)的教師，依附于理論課教學(xué)的老師，致使實驗課教學(xué)“配合”了理論課教學(xué)，使實驗內(nèi)容的開設(shè)和訓(xùn)練的深度上停留在驗證相關(guān)理論這一尷尬局面上。

現(xiàn)階段在實驗教學(xué)方面雖然有了自己的師資，但數(shù)量和力量上仍很薄弱，尤其是高級技術(shù)人員較少。面臨大范圍學(xué)生進行實驗課程學(xué)習(xí)和實驗室開放，僅有的實驗教師數(shù)量是難以面對的，這也阻止了實驗教學(xué)水平的提高，阻礙了人才的培養(yǎng)。

1.4實驗室配置不合理，不能有效匹配學(xué)生與實驗資源

實驗教學(xué)過程中必須考慮的兩個方面：1)實驗室的實驗項目合理設(shè)置；2)學(xué)生合理安排實驗內(nèi)容進行有效實驗。

當前高校(尤其是新建本科高校)由于經(jīng)費投資不足，所建設(shè)的電類基礎(chǔ)實驗室、儀器套數(shù)有限，在面對眾多學(xué)生的實踐訓(xùn)練，這2個方面的匹配更是糟糕。主要表現(xiàn)在以下4個方面：1)實驗室數(shù)量有限，不能合理安排實驗內(nèi)容，有些實驗項目沒有開設(shè)，學(xué)生不能得到有效的訓(xùn)練；2)學(xué)生數(shù)量的增加，統(tǒng)一安排實驗訓(xùn)練時間較困難，導(dǎo)致有效的實驗項目開展時間過長，不利于學(xué)生相對集中訓(xùn)練；3)學(xué)生不能自主選擇實驗項目、實驗室、指導(dǎo)教師和訓(xùn)練時間等，致使學(xué)生在實驗過程中興趣和信心受挫，對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)不利；4)各類實驗室協(xié)調(diào)性差，不能合理優(yōu)化實驗室資源，阻礙了實驗室的建設(shè)和發(fā)展。

2新型實驗教學(xué)體系的構(gòu)建

為了解決傳統(tǒng)的電類基礎(chǔ)實驗呈現(xiàn)的問題，以 培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”為目標，服務(wù)于常規(guī)和非常規(guī)教學(xué)，從基礎(chǔ)訓(xùn)練中樹立工程意識、創(chuàng)新意識，并讓學(xué)生走進工程、創(chuàng)新中，提高綜合實踐能力，我們引進新技術(shù)和新型管理體系進行了實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新。

2.1完善電類基礎(chǔ)實驗內(nèi)容體系

為了打造綜合性、創(chuàng)新性和工程應(yīng)用性教學(xué)特色，在電類基礎(chǔ)實驗內(nèi)容體系方面我們依據(jù)電類專業(yè)的人才培養(yǎng)要求，對所有專業(yè)開設(shè)的電類基礎(chǔ)實驗項目進行整合，打破基礎(chǔ)類課程限制，把實驗教學(xué)內(nèi)容從理論課中完全剝離出來形成獨立實踐課程，淡化理論、強化實踐，凸出“從做中學(xué)、從做中練”，讓電類基礎(chǔ)實驗成為更具實踐和活力的課程。

編排、整合實驗項目，充實實驗內(nèi)容、制作相應(yīng)PPT課件、視頻資料等，建設(shè)完善實驗項目資源庫，充實、構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)平臺。結(jié)合各專業(yè)培養(yǎng)目標，針對學(xué)生接觸知識的層次性特點，遵循由簡到繁、由易到難的原則，把電類基礎(chǔ)實驗有機的劃分為3類、3級實驗項目開設(shè)[10]。3類實驗項目分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗。3級實驗根據(jù)不同的專業(yè)特點開設(shè)：一級實驗(以基本實驗和綜合性實驗為主)對于相關(guān)理工科專業(yè)學(xué)生開設(shè)，完成電工電子技術(shù)基本訓(xùn)練，使學(xué)生初步掌握實驗方法和技能；二級、三級實驗(以綜合性實驗，設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗為主)對于電類專業(yè)學(xué)生開設(shè)，完成電工電子技術(shù)更高的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握全面的實驗技能，為后續(xù)工程實際打下基礎(chǔ)。

在基礎(chǔ)性實驗項目上，按訓(xùn)練點來設(shè)計，讓學(xué)生充分得到訓(xùn)練，提升實踐能力。

在綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗項目上，結(jié)合工程和科研實際，總結(jié)素材，設(shè)計、完善現(xiàn)有的綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗項目，力求使教學(xué)內(nèi)容接近工程實踐，讓學(xué)生進一步接觸市場需要，這樣實驗內(nèi)容既帶有一定的趣味性和啟發(fā)性，又讓學(xué)生知道如何將學(xué)到的知識應(yīng)用到工程實踐中。

另外，我們還加強了新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，將軟件仿真與硬件實驗相結(jié)合的新型實驗項目[11]。EDA是現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展方向，是提高學(xué)生基本素質(zhì)和工程實踐能力的有效手段，利用計算機虛擬技術(shù)進行電路的分析和設(shè)計，可以大幅度提高實驗效率，同時也能更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和開發(fā)創(chuàng)新能力，在此基礎(chǔ)上進行硬件實驗，能有效把虛擬和現(xiàn)實實際相結(jié)合。

2.2改變電類實驗教學(xué)模式

進入現(xiàn)代教育階段，各類高校規(guī)模上都有大幅度變化，而學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和需要又呈現(xiàn)多樣性，打破原有教學(xué)模式，讓知識呈現(xiàn)和學(xué)習(xí)方式多樣化是大勢所趨，因此，需要利用現(xiàn)代技術(shù)和手段完善教學(xué)體系，完善更貼近學(xué)生實際的電類基礎(chǔ)實驗教學(xué)模式，滿足人才培養(yǎng)的多樣化需求，建立以基本技能培訓(xùn)、綜合能力培養(yǎng)、展示學(xué)生自我價值的教學(xué)平臺。為此，我們引進了實驗室管理平臺，把網(wǎng)絡(luò)資源和信息技術(shù)融合一體，使學(xué)生在課堂還是其他地方都能充分享受到優(yōu)秀的教學(xué)資源，實現(xiàn)電類基礎(chǔ)實驗教學(xué)資源大眾化、數(shù)字化，實現(xiàn)教學(xué)資源共享，也建立學(xué)生自主學(xué)習(xí)的實踐平臺。在此平臺基礎(chǔ)上，打破學(xué)生以往在固定時間、固定地點、按固定的步驟完成規(guī)定實驗的傳統(tǒng)教學(xué)模式，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)實驗預(yù)約、選課，自主安排實驗時間和空間，全方位地開放實驗室，培養(yǎng)學(xué)生的動手興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。另外，我們在授課方式上，采用了多媒體教學(xué)方式，讓實驗知識呈現(xiàn)出大信息量、生動直觀、引導(dǎo)性強等特點，并在教學(xué)中融入多種教學(xué)方法，結(jié)合教師指導(dǎo)開展討論式教學(xué)、開放式自主實踐教學(xué)、項目驅(qū)動及自學(xué)等，同時結(jié)合課外科技活動的輔導(dǎo)、學(xué)生參與教師科研項目、網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)等多種實驗教學(xué)方法。多樣化實驗教學(xué)方法主要體現(xiàn)為不同內(nèi)容、不同對象、不同背景、不同項目情況下多種形式和多種方法的結(jié)合，其主要目的是以學(xué)生為中心，因材施教，因內(nèi)容施教，充分激發(fā)學(xué)生的實踐創(chuàng)新積極性，達到提高實驗教學(xué)質(zhì)量、實現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的[12-13]。

2.3完善教師隊伍與實驗室設(shè)置的配置

針對實驗教學(xué)師資隊伍薄弱的現(xiàn)狀，需要引導(dǎo)和激勵高水平教師積極投入實驗教學(xué)中，要求教師每年必須完成一定的實驗教學(xué)工作量，而年青教師必須參加實驗教學(xué)工作。在此基礎(chǔ)上，一方面，遴選德才兼?zhèn)?、熱心實驗室工作的教師到實驗室工作，學(xué)校也可招聘部分專業(yè)人員加入到實驗教師隊伍，從而建立一支實驗教學(xué)和理論教學(xué)互通、結(jié)構(gòu)合理、積極創(chuàng)新的實驗教學(xué)隊伍和實驗技術(shù)隊伍，讓實驗教師在數(shù)量上呈現(xiàn)分散下有集中的特點，需要時教師不少，不需要時教師不多，從而改善實驗教學(xué)師資隊伍薄弱的現(xiàn)狀，同時也需要建立專業(yè)的實驗教師隊伍；另一方面，隨學(xué)生數(shù)量的增多，專用實驗室數(shù)量也相應(yīng)有所增多，但仍不能滿足實際教學(xué)的安排，為此在實驗室的使用上不能統(tǒng)一管理和高效使用，尤其是教師與實驗室不能有效匹配，出現(xiàn)缺少教師和實驗室的情況。為解決實驗室設(shè)置和教師的分散管理問題，我們通過實驗室管理平臺解決教師與實驗室的有效匹配，使教師和實驗室能被有效合理使用，實現(xiàn)智能匹配，優(yōu)化教學(xué)資源，提升教學(xué)管理能力，提高電類基礎(chǔ)實驗總體教學(xué)效果。

2.4規(guī)范實驗室管理，有效匹配學(xué)生和實驗資源

電類基礎(chǔ)實驗室資源有限，參加實驗人數(shù)多這一局面是不可忽視的問題。為了改善這一局面，在實驗室管理平臺上，首先我們把實驗室全面開放，把實驗項目分別安排在各個實驗室，充分利用實驗室資源；其次利用網(wǎng)絡(luò)選課把學(xué)生自主時間利用上，解決時間不夠的問題，有效地縮短單個項目的循環(huán)周數(shù)，再利用室管理平臺實現(xiàn)實驗項目運行的正常管理，加強實驗室準入條件，實現(xiàn)門禁管理制度，把教師推向?qū)嶒瀰f(xié)助和實驗管理層次，節(jié)約教師人力資源；最后，就是建立健全實驗室管理制度，體現(xiàn)實驗室管理工作有序化、規(guī)范化、科學(xué)化，解決實驗教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)的不脫節(jié)，以及實驗設(shè)備資源合理配置與共享等問題。我們基本解決了實驗室的實驗項目合理設(shè)置和學(xué)生合理安排實驗項目的矛盾，把實驗室推向全開放，提升了教學(xué)資源利用率。

3結(jié)束語

傳統(tǒng)電類基礎(chǔ)實驗的教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及教學(xué)管理等與現(xiàn)代教學(xué)實際相脫節(jié)，已經(jīng)不能有效的培養(yǎng)學(xué)生各方面能力。為更好的解決實驗教學(xué)過程中所出現(xiàn)的一系列問題，我們引進了實驗室管理平臺，分別從電類基礎(chǔ)實驗內(nèi)容體系的完善、電類實驗教學(xué)模式的改變、教師隊伍與實驗室設(shè)置的配置、 規(guī)范實驗室管理與匹配學(xué)生和實驗資源等方面進行了改革和實踐，提出了一系列行之有效的措施，完善了實驗教學(xué)體系，并取得了滿意的教學(xué)效果。

參 考 文 獻

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收稿日期:2015-04-18；修改日期: 2015-06-18

基金項目：安徽省教學(xué)研究項目(2014jyxm290)；安徽省高校省級自然科學(xué)研究項目(KJ103762015B20)；安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(AH201510376017，AH201510376034)；皖西學(xué)院校級科學(xué)研究項目(WXZR201642)。

作者簡介：李澤彬(1979-)，男，碩士，講師，主要從事非線性復(fù)雜系統(tǒng)和微弱信號處理教學(xué)方面的工作。

中圖分類號G642.0

文獻標志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.03.043

Teaching Reform and Practice of Electrical Basic Experiment Based on Laboratory Management System

LI Zebin，ZHANG Gang，YAO Youfeng，ZHAO Jiangdong，ZHANG Feilong，LI Xuan

(Basic Experiment Center，West Anhui University，Lu’an 237012，China)

AbstractAccording to problems in traditional electrical basic experiment teaching，experiment content system construction，teaching model reform，allocation of teaching staff，lab configuration，etc，are discussed.The teaching reform and practical experience of electrical basic experiment are summarized in recent years.It proved that a series of problems has been solved in the process of experiment teaching with bringing in the laboratory management system，and better experiment teaching effect is validated.

Key wordselectrical basic experiment;experimental teaching system;laboratory management platform