基于实验教学基地的大学生创新活动模式研究科学总.doc

基于实验教学基地的大学生创新活动模式研究科学总结基于实验教学基地的大学生创新活动模式研究是依托省级实验教学示范中心“辽宁大学电工电子实验教学中心”和校级精品课“单片机原理与应用”， 针对综合性高校多学科和文理交融、理工结合的特点，按照电工电子信息类本科教学和人才培养的要求，围绕培养与提高学生的创新意识、创新思维、实验动手能力和创新能力等方面开展研究与实践。方案是通过更新教学观念，建立层次清晰实验教学体系；完善现代化实验教学手段，改进教学方法；加强实验室建设，健全科学管理模式；跟踪学科技术发展，创新实验教学内容；采取理论与实践相结合，实验教学与科研和工程紧密结合，实现可持续发展；编制注重反映理论课程、创新于理论课程的教学内容，反映教改成果特色教材；完善科学、灵活的实验课考核办法；提倡和鼓励学生创新精神等一系列措施，并经过课题组老师多年教学和科研的积累，经过5年研究与教学实践取得的。课题组制定的教学改革总体目标是：“更新教学观念，完善教学体系，提升实验手段，探索教改模式，培养创新素质，提高实践能力”。一、基本内容：成果基本内容：1、加强实验室建设为培养学生创新意识与能力提供支撑，近年来实验中心利用“211”工程建设专项经费、日本政府贷款、校级实验室专项建设资金等投入总经费约350万元，实现了电工电子实验教学中心环境和实验条件的现代化改造，各实验室仪器设备合理配置，资源共享，自制仪器设备60台套，使设备利用率达100%，完好率100%，实验设备的更新及课程体系和教学内容的优化整合，根本上改变实验教学依附于理论教学的管理模式，形成与理论教学既有机结合又相互独立的实验教学体系。注重教师队伍的培养，制定了相关政策，形成了思想素质好，学术水平高，年龄结构、知识结构、学历结构，职称结构比较合理的实验教师队伍。实行开放的运行机制，建立了一套规范的实验室开放管理制度，做到了实验项目、实验内容开放，仪器设备开放。为保障开放实验室的高效性，学生可通过电话或网络进行预约实验，满足不同层次学生的个性实验与创新实验要求。编定特色教材，注重反映理论课程内容和教改成果，并具有广阔的覆盖面和足够的实验题目，有利于学生创新能力培养和自主研究能力的训练；为培养学生实践与创新能力提供支撑。2、更新教学观念和完善教学体系，结合中心多年的建设成果和教改实践经验，注重在实验教学工作中正确处理教学、科研、学科建设三者之间的关系，中心强调科研工作对实验教学的促进作用，吸收先进的教育理念和实验教学观念，坚持传授知识、培养能力、提高素质、协调发展的教学改革思路。注重对学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力的培养。让学生在参与科研工作和课外科技创新活动中增强能力，提高创新意识。实验中心建设规划和教学体系应以培养学生的实践技能和创新能力与意识为核心，逐步实现实验室职能从“教学型科研创新型”的转变；实验内容从“验证型设计型综合型研究型”的转变；实验方法从原来单纯的指标测试到“设计仿真测试”的转变。在实验课程的组织上与理论教学相辅相成、统筹安排，遵循实验教学源于理论教学的理念，完成配合理论教学内容的实验教学计划；融于理论教学，增加理工交叉内容的实验课程；创新于理论教学，开设具有创新性、研究性实验课题。实验教学突出对知识综合运用能力、实验技能与实践能力的培养，将理论教学与实验教学相结合，变实验辅导为引导；利用现代信息技术手段，采取以学生为主体，教师为主导的自主学习的方式；采用课内外相结合的多元化的实践方式，培养学生的工程实践能力、综合分析能力和科技创新能力。 实现实验课程间合理分工和紧密衔接，建立一个由简单到复杂、由基础到综合的循序渐进教学内容体系。中心建立了与理论教学有机结合，以能力培养为核心，涵盖基本性实验、综合设计型实验、研究创新型实验，满足不同层次人才培养需要教学体系。3、跟踪技术发展，创新实验教学内容在实验内容设置上，注重传统与现代的结合，与科研、工程和社会应用实践密切联系，融入科技创新、科研课题和实验教学改革取得的新成果，不断更新实验项目。开出：数据采集与传输系统等综合性实验等数十余个创新性实验题目。做到了理论教学与实验教学有机地结合，实验教学与科研、工程和社会应用实践紧密结合。经过几年的探索，中心经过几年建设，已形成具有综合性大学特色的电子信息基础实验教学体系。实验教学的内容涵盖基本性实验、综合设计性实验和研究创新性实验。实验室设置体现强调基础、综合、创新、充分利用的原则。教学体系分为以下四个部分：基础类实验 与理论教学密切相关、协调配合的实验教学，由“电工技术实验”、“模拟电子技术实验”、“数字电路实验”、“电子工艺”和“高频电子线路”实验构成。使学生掌握元器件的辨识、使用，培养学生对基本仪器的使用、测试的基本技能、基本实验技术、提高实践水平的能力。同时，利用计算机仿真技术将理论、实验有机地结合起来。提高设计类实验 包括EDA实验、微机接口实验和单片机实验，主要促进学生对现代电子设计的内容、方法、手段和课程的掌握。通过实验加强了硬件与软件的结合，提高了学生电子系统的综合分析、设计和实现能力。综合应用类实验 包括EDA与DSP实验、嵌入式系统实验等，形成课内与课外、必修与选修相结合的实验教学模式，提高实验教学效率和资源利用率。通过课程设计、综合训练，学生初步学会综合应用开发设计电子系统的基本程序和要素，掌握多种处理器应用系统的设计、开发和调试手段，增强动手能力，成为应用型人才。 创新实验 包括电子线路设计、电子线路仿真、应用电子系统开发等设计项目构成，并向校内学生开放。创新实验室设备齐全，仪器先进，为学生的创新实验提供了很好的环境和条件。将创新实验与科技开发有效的结合起来，培养学生创业创新能力、科技开发能力和综合应用能力。 作为全国大学生电子设计竞赛的培训基地，以电子系统设计、单片机及接口、EDA应用技术为主，通过对学生的培训，加深学生对基本理论的理解，在系统设计、方案论证、整机装调、新器件选用、实践能力及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高 。4、改进实验教学方法，完善现代化实验教学手段改进实验教学方法提高动手能力；实验方法实行仿真与实际结合、软硬操作结合、模拟与数字结合。建立中心教学网站，采用现代化的教学模式，实现多媒体授课和网上教学；改进教学方法，建立以促进学生知识、能力、素质协调发展为目的的实验教学模式。基础实验从最基础切入；模拟电子线路实验中学生自己焊接实验电路板，在实验中独立解决发现的问题，加深学生对元器件识别和电路理解。虚拟实验和实际实验相结合；学生通过应用软件仿真的方法，自己设计电路、对电路进行仿真，使用实际电路板测量，完成了虚拟实验和实际实验相结合，有利于培养学生的设计能力和硬件操作动手能力。自主选择创新实验题目；配合学校研究型课程，中心采取老师引导、学生自主组队、自选或自定题目，完全开放，以研究创新为主线的模式。例如：为学生开设的“IC卡水表控制器的设计与实现”，就是一项具有创新性实验教学内容的研究型课题。形成以自主式、合作式、研究式为主的学习方式，探索开放环境下为学生提供更有效的教学指导方法；重视实验技术研究，实验项目选择、实验方案设计有利于激发学生的科学思维和创新意识。科学管理模式；建设系列课程下的实践技能综合评价机制，按逐级达标要求，建立科学的实验考核方法，综合考核实验过程与实验结果，对学生的实验理论、基本技能、设计能力及创新能力进行更为客观的评价。实验、科研和工程紧密结合，实现中心可持续发展；与科研院所和各大IT企业联合，引入新技术和设备，为校内外科技工作者提供从事电工电子技术科学研究的平台；深入推进导师制、为高年级学生参与科研工作创造条件，加大学生参与课外科研活动力度，鼓励学生自主研发实验设备和科技成果转化，使更多学生在教师指导下参与课外科学研究与工程实践，培养其动手能力、创新能力。教师在中心良好的实验环境中跟进最新技术，在科研、工程开发工作中提高水平，其自身实践经验促进了实验教学内容的更新。5、完善实验考核保证了教学质量为大力培养学生创新精神和实践能力，鼓励冒尖，实施创新学分制。对大学生在国家级、省级、校级各类竞赛中取得优秀成绩，或取得发明、专利、发表优秀论文、优秀设计以及取得其他突出成果者，经专家评定，可以授予相应的创新学分，可以免修相应课程。实验考核注重激发学生实验兴趣，提高学生科学思维和敢于创新的积极性。实验成绩考核按每个实验的实验预习、实验操作和实验报告各项给出实验成绩，目的在于鼓励创新，树立严谨科学态度。通过上述措施的实施，加强了实验教学的规范化管理，科学化运行，系统化学习，正规化培训，从而大大提高了教学质量。二、实践效果经过系统对实验室的建设，以及对实验教学内容、实验教学方法和考核方法的改革，激发了学生对实验课的热情，学生学习的主动性和创造性得到了充分发挥，动手能力和创新能力得到了有效培养，学生综合素质明显提高。本成果通过近5年的教学实践有明显的体现，学生的创新意识和创新能力普遍提高，尤其对电工电子实验有兴趣的同学，收到了显著的实践效果。在05年、07年举行的两届全国大学生电子设计竞赛中，我校代表队都取得了优异的成绩，共获得国家二等奖2队，省特等奖5队，省一等奖9队，省二等奖3队，省三等奖1队，参赛队获奖率为100%，在省内高校处于第一梯队。参加大学生电子设计竞赛培训和参赛的学生，成为用人单位抢手人才，许多同学在毕业前半年就被用人单位录用，一次就业率100%，毕业后在工作岗位上能适应强、上手快的特点，参加工作后很快被单位重用，成为技术骨干。在提高学生的实践创新能力的同时，使教师队伍教学和科研水平得到了锻炼和提高，在05年、07年举行的两届全国大学生电子设计竞赛中，我校教师多次获得奖励，2005年牛斌获得辽宁赛区优秀组织工作者，2005年马利获得辽宁赛区优秀指导教师奖，2007年牛斌获得辽宁赛区优秀组织工作者，2007年马技获得辽宁赛区优秀指导教师奖。所承担课程单片机原理与应用被评为辽宁大学精品课。三、理论水平该成果是围绕综合性大学多学科和文理交融、理工结合的特点，在如何培养通信、电子、信息等学科学生创新思维与能力而开展研究与实践，本课题以创新教育为主线，突出理论的严谨性、技术的先进性、方法的系统性、方案的实用性，将本科教学与教师的科研、社会的工程相结合，通过对实验室进行系统建设，对教学体系进行系统改革，对教学方法和教学手段的创新，将培养学生实践与创新能力与实验室建设与创新能力建设相关联研究，一项理论研究与实践应用相结合教学范例，公开发表论文数篇：“综合性院校电工电子实验教学中心建设探索”， 科技创新与和谐社会建设，2007.9；“高校电工电子实验教学改革思路”， 2008.9；“一种基于邻域信息的椒盐噪声滤波算法”，辽宁大学学报，2005.12；“一种彩色地图自动分层的快速算法” ，装甲兵工程学院学报，2006.12；“嵌入式GPS/GIS系统设计的几个关键问题及解决方法”， 测控技术 2008.8；“基于label的空间叠置方法及嵌入式GIS中的应用”， 计算机应用 2008.8 ； “高校重点实验室要建成国家自主创新源头”，实验室研究与探索，2008.12；“辽宁高校重点实验室自主创新中存在的问题及对策”，沈阳大学学报，2008.8；“基于STC89C54RD+单片机的点阵LED显示屏的设计”，辽宁大学学报，2008.1；“高校重点实验室要为老工业基地的振兴发挥作用”，辽宁教育研究，2005.5； “心电图（ECG）有效数据提取与复原的研究与实现”， 小型微型计算机系统增刊， 2008.8；“在WINCE下利用多线程实现RS232通信”，小型微型计算机系统增刊，2006.8；“.在Delphi中利用INI文件实现多语言切换的研究与实现”，小型微型计算机系统增刊，2006.8。其中论文“综合性院校电工电子实验教学中心建设探索”获沈阳市第四届学术年会优秀论文一等奖。四、推广价值该成果创新之处在于：将信息学科更新快、涵盖面广的特点与大学生实践教学基地建设相结合，有利于促进新的教学模式建立；对于信息学科学生的创新能力、工作能力、行业适应性的培养和提高具有其他教学方式无法比拟的优势。对综合性学校的理工科实验教学在实验教学改革、实验室管理、师资队伍建设等多方面对我校其它实验中心起到示范和表率作用。成果所依托的辽宁大学电工电子实验教学中心是辽宁省实验教学示范中心，已达到省内同类院校电工电子实验教学中领先的地位，国内同类院校先进行列。该中心与省内外许多科研单位和同类院校有着密切联系，可不断追踪信息科学技术的发展，紧跟行业科技进步，接近、甚至超前反映生产运用一线的先进技术，许多科研课题、工程项目课题在此完成，对学生创新思维、协作精神、科研素质、动手能力，创新能力培养起到重要作用，该中心已形成与理论教学既有机结合又相互独立的实验教学体系。该成果的教学模式可辐射到综合性院校的所用理工学科，对培养学生创新思维、科研素质、实验动手能力非常有效实用，具有鲜明的学术特色和学术价值，可广泛推广，目前已辐射到校内其他专业的实验室，并已在省内、外的部分综合性院校同行中传播。2006年以来,已经有沈阳大学、中国刑警学院、沈阳经济干部管理学院、武汉科技大学、杭州电子科技大学等多所高校来我们实验中心学习、取经，成果的辐射范围正在不断扩大。五、特色1、体现综合性大学特点，增加理工交叉的综合性实验发挥综合性大学优势，基础理论雄厚，理工交叉特点，设计多层次不同特征的实验教学模式，按照实践+技能层、基础+提高层、综合+创新层三个层次，将实验的基础知识、基本方法和基本技能贯穿在各个教学单元之中。在知识结构上注重点、面、系统的合成，注重加强系统观念的培养和系统设计方法的训练，逐步增强设计性实验和综合性实验的比重；综合性实验内容体现多学科交叉性，实现多元化、系统化，体系化，理论联系实际。实验过程上体现需求分析、方案设计、论证、模拟仿真、电路实现、测试、结果分析的工程要求。教学理念和教学方法的转变使学生的学习主动性和创新能力大大提高，积极投入到各种创新实践活动中。通过实验使学生对理论知识与应用有了整体、系统及细节的掌握。2、工程训练式实验教学，提高了学生的动手能力自制仪器设备和强化电子工艺技术是我们在教学中培养学生动手能力的一项重要内容。多年来，我们开设模拟电子线路实验、单片机原理课程设计、电视机和收音机组装等一系列焊接训练，形成了具有鲜明特色的工程式实验教学。同时，在实验课程结构中设置的创新层和科技研究层平台，提供多类创新性开放式实验专题，为使优秀学生进一步开拓思维，发挥科学想象力，提高动手能力提供良好的环境，系统地培养学生科学探索意识，强化工程应用能力，实现对优秀学生的精英教育。在学生感兴趣的创新环境下，实现知识深化、能力突破和素质升华。 3、通过大学生电子设计大赛推动创新实验教学水平的提升实验中心各实验室经多年建设，注重学生创新能力和综合能力的培养，尤其是以大学生电子设计大赛为平台，建立专门的以参加大赛为目的大学生创新中心，对经过理论和实验操作测试选拔出好苗子进行集中培训，使这部分学生在短时间内综合设计能力、实验动手能力迅速提高，知识、能力、素质协调发展。在实验内容上，减少验证性实验，增加设计性和综合性实验的比例，强调灵活多样的实验教学方法，着眼点是培养动手能力和创造能力。在实验教学安排上，采取分层次、分阶段、循序渐进的模式，按照基础实验技能实训综合创新的实验体系，根据培养学生创新精神和实践能力的需要，对课程设置进行了改革，调整了现有的教学计划，压缩课内学时数，在注重基础实验教学的同时，增加了综合实验课程。并增设了类内选修课，增加实践环节，培养学生查阅资料能力、自学能力、分析问题与解决问题的能力、综合设计与调试能力、科技论文写作能力。大学生科技能力培养的方式使我校实验教学水平得到了普遍的提高。六、今后打算构建符合综合性大学特点、在省内同类高校具有示范作用的电工电子实验教学体系；创建一流的教学实验环境和条件；构建教育思想先进、学术水平高且结构合理的师资队伍；为地方经济建设、社会发展和科技进步，培养基础扎实、知识面宽、具有创新精神、工程实践能力强的高素质的综合型科技人才。继续保持在省内同类院校电工电子实验教学中处于领先的地位，在全国同类院校电工电子实验教学中处于先进地位。具体如下：1、与时俱进的电子技术实践课程 实践课程体系结构将随着电子信息技术的发展作相应的调整，以适应电子信息技术、计算机和网络的飞速发展，以满足加强素质教育、培养复合型、研究型、开拓