电工电子实验教学中心依据现代教育的理念和创新要求、积极探索实验教学的新技术、新方法和新手段,采取分层次、分阶段、循序渐进的模式,由浅入深、从简单到综合、并通过开放式实验教学,鼓励学生自主立项,充分调动学生学习积极性和主动性,培养科学的实验方法和严谨的工作态度,从而保证实验教学的质量。
1.坚持开展实验新技术研究
信息与电子技术发展迅猛。为了尽快适应社会对人才培养的要求,必须不断开展实验新技术的研究。中心通过与国内外知名企业建立联合实验室,及时引入了虚拟仪器技术、FPGA、SOPC、嵌入式系统、DSP、可编程逻辑器件技术、模拟可编程器件技术等当今主流的电子设计技术。
通过引入这些新的实验技术,近几年,中心增加了“远程测控系统的虚拟设计”、“基于FPGA的数字合成音乐”、“基于模拟可编程器件的数字温度计设计”、“内存控制器的设计”、“基于嵌入式系统的贪吃蛇设计”等实验项目,这些项目都以学生为主体,给定一个题目范围,由学生自己设计实验方案,总结实验结果,从而培养了学生的科学思维与创新意识。
2. 不断改进实验教学的方法
以学生为主体,中心通过不断改进和完善实验教学的方法,培养学生自主式、合作式、研究式的学习方法。
(1)自主式实验方式
对于基本实验,采用教师指导为主的教学方法,实验工作由每个学生独立完成,包括实验操作,实验总结报告等;对于综合性和设计性实验、课程设计等,则由教师提供可选的设计题目,提出具体的设计要求,学生通过已学知识、查阅资料,自行选择方案并完成设计,要求每个学生现场演示实验结果,说明设计思路及方案,记录完成时间,并且独立做出课程设计报告。
(2)合作式实验方式
合作式实验方式针对具有一定难度且工作量较大的部分综合性、设计性实验及电子综合设计与实践。要求学生3至4人一组,集体完成一个项目。组内成员分工明确,查阅资料、设计实验、硬件安装、软件设计、调试运行等各司其职又密切配合,在规定时间内完成系统的硬件设计与制作、软件设计及调试工作。通过每个成员的努力,合作完成整体设计与制作,并写出总结报告。通过这类实验,培养学生获取知识并进行总结与归纳的能力。这类实验包括:工程实践与科技创新模块、现代电子技术综合设计和EDA技术综合设计等。
(3)研究式实践方式
研究式实践主要针对工程实践与科技创新的部分模块、大学生研究项目(PRP项目)、上海市及国家级创新研究项目、国内外各类科技竞赛等。这些实验项目大都具有新意和挑战性,通过这类实践活动,使学生的工程能力、创新意识与创新能力都得到更进一步的锻炼。
2. 不断更新实验教学手段
(1)中心实验室的计算机中装载了广播系统,使教学手段不仅限于板书和PPT投影等形式,提高了实验教学的效果。
(2)将Multisim、Protel、Matlab等现代开发仿真技术引入到实验教学中,达到软硬结合、虚实相辅的目的。例如,在“电路实验”中,针对研究与实践的实验内容,同学自主选择实验题目后,经过检索背景与相关技术资料后,完成初步设计,接着采用Multisim仿真软件对设计方案进行仿真,验证正确后方可搭设电路。
(3)实验课程大部分采用多媒体辅助教学形式。中心自行开发了大量的实验教学多媒体课件,图文并茂,在实验教学应用中取得了很好效果。
(4)中心网站提供了丰富的学习资源,有40多个实验的CAI 教学课件和实验电子辅导辅导教材供本校学生下载辅助学习。另外还可为学生提供实验的网上预习,网上讨论,网上预约选课等,为学生的自主学习提供了良好条件。
(5)中心建设了全覆盖的无线网络,实验教室配置了与Internet连接的500多台计算机和现代化多媒体设备,方便学生使用。
3. 采取了科学的实验考核方法
实验教学考核要求其结果能够较好地反映学生真实的能力。中心结合教学体系中不同层次的课程制定了不同的考核方法。
(1) 基础–提高层的考核由日常考核与期末考核相结合,日常考核与期末考核各占50%。日常考核注重考勤、实验预习、实验操作、总结报告等考核内容;期末考核采用在试题库中抽选的方式进行,学生根据题目要求在规定时间内完成题目,老师根据学生完成的情况评定成绩。
(2) 综合-设计层的考核按各个环节综合评定,考核内容包括选题(10%)、方案设计(20%)、实验结果(40%)、创新性(10%)和总结报告(20%)。
(3) 研究–创新层的考核以工程实践与科技创新模块为例,每位同学参加某个科技创新模块的成绩最高按100分计;得分的70%来自学生所在的科技创新实践团队,70%的一半根据团队共同制作作品的测试指标打分,另外一半则根据团队提交的设计报告打分;得分的30%来自学生的个人成绩。30%中的2/3由所在的科技创新实践团队队长根据队员在团队中的表现及其所发挥的作用给出,另外1/3则由指导老师根据对该生的平时考察情况给出。
以上多元化实验考核方法,激发了学生的实验兴趣,提高了学生的实验能力。