應用型本科IT實踐中心的建設

金建設

大連理工大學城市學院 遼寧大連 116600

我院是在我國高等教育進入大眾化階段以后，于2003年經教育部批準，由大連理工大學與企業共同投資建立的獨立學院，目前已經發展成有9 000余名全日制在校本科大學生的學院，其中IT類專業在讀本科學生為4 500多人，所設置的IT類專業包括計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程、電子信息工程、自動化等。學院的辦學宗旨為：面向學生，服務社會，培養高素質應用型人才。從2004年開始，學院利用自籌資金規劃和建設IT實踐中心，滿足培養IT類應用型人才的需要。經過6年多的努力，完成設備投資1 800余萬元，建成具有36個實驗和實訓室的IT實踐中心，形成了設備先進、門類齊全，能很好地滿足實驗、實訓、科技創新需要的實踐平臺。

1 IT實踐中心的建設目標與構思

隨著我國經濟建設的發展，需要大量的應用型和創新型人才。獨立學院一般定位在培養高素質的應用型人才[1]，實踐平臺的建設和實踐教學在人才培養工作中占有重要的地位[2]。不同于一些研究型重點大學，獨立學院一般要靠自籌資金建設實驗室，實驗室所占的空間也受到一定的制約。如何在資金和空間有限的情況下，建設滿足培養應用型、創新型人才的要求，同時又具有特色的高水平實踐平臺，是獨立學院發展中的重要課題[3]。公辦大學按多層次建設實驗平臺已有一些成功的經驗可以借鑒[4]，但是，作為獨立學院，如果完全照搬其經驗必然受到資金的困擾并出現一些重復性的建設，同時也不能突出應用人才培養實踐平臺的特色。

經過廣泛的調查研究和充分論證，我院IT實踐中心的建設確立了“統一規劃、節省資金和空間、兼顧實驗實訓和創新”的思路。根據學生的培養目標，IT實踐中心的定位是充分滿足學院計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程、電子信息工程、自動化專業培養高素質應用型人才需要，具有支撐上述專業的課程實驗、專業實踐與實訓教學、大學生科技創新活動的實踐平臺。

2 公共實驗平臺的建設

公共實驗平臺是指能滿足我院計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程、電子信息工程、自動化各專業實驗實踐共同需要，或者是綜合運用不同專業技術的實驗平臺。被列入我院公共實踐平臺的實驗室包括：電子技術實驗室、微機系統與接口實驗室、嵌入式系統實驗室。

2.1 電子技術實驗室建設方案

我院電子技術實驗室的功能定位是能夠完成電路、模擬電子電路、數字電路、EDA的課程實驗，同時又能實現綜合電路設計及電子設計與制作創新的實驗實踐平臺。與一些院校采用針對電路、模擬電子電路、數字電路、EDA課程分別設置實驗室不同，我院設置了8個相同的電子技術實驗室，同時滿足電路、模擬電子電路、數字電路的實驗教學要求。

每個電子技術實驗室配備了32套設備，每套設備包括電子技術實驗箱、雙路可調直流穩壓電源、雙蹤示波器、多功能信號發生器、交流毫伏表、數字萬用表。其中電子技術實驗箱是按我院提出的方案，由湖北眾友科技實業股份有限公司特殊生產制作的產品，它綜合考慮了各門課程實驗的需要，能滿足電路、模擬電子電路、數字電路實驗的要求，而且還配有EDA板，插到實驗箱上再配上個人計算機可以進行EAD方面的實驗。利用該實驗箱可以任意搭接模擬電子電路、數字電路及模擬與數字混合電路，與PCB板制作設備配合可以完成綜合電子設計和電子制作創新設計。

實踐證明，電子技術實驗室的這種建設方案既滿足了實驗室功能定位的要求，又節省了資金和空間，而且便于管理和排課，為學院電路、模擬電子技術、數字電路的教學改革提供了有力支撐[5]。

2.2 微機系統與接口實驗室建設方案

微機系統與接口實驗室的功能定位是能滿足基于X86的微機原理課程實驗、MCS-51單片機原理及應用課程實驗、單片機設計與開發的創新實踐的平臺。

我院設置了3個微機系統與接口實驗室，每個實驗室裝備了32套實驗箱和個人計算機。為了滿足基于X86的微機原理和MCS-51單片機系統的兩類實驗教學需要，實驗箱選擇了啟東計算機廠有限公司生產的DVCC-5286NJH單片機微機仿真實驗系統，該實驗箱配備有8086和89C51雙CPU板，在做微機原理實驗時插上8086 CPU板，而在做單片機實驗室時使用89C51 CPU板。此外，為了適應單片機應用設計與創新實踐的需要，實驗室還配備了單片機開發板，學生可以設計和開發各種單片機應用系統。

2.3 嵌入式系統實驗室建設方案

嵌入式系統是近年來計算機應用的熱點，也是大學生科技創新最活躍的領域，我院把嵌入式系統實驗室作為重點實驗室進行建設。從培養嵌入式系統實用型和應用創新型人才的角度出發，實驗室的功能定位于滿足嵌入式系統課程實驗、實訓教學以及科技創新項目的開發需要。實驗室的硬件平臺由“嵌入式系統實驗箱+個人計算機+擴展模塊+控制對象模型”構成。

嵌入式系統實驗箱作為基本平臺，可以完成嵌入式系統課程的各種基本實驗，經過不同的接口連接擴展模塊，來支持各種單元模塊的運行。實驗箱選用北京博創興業科技有限公司生產的UP-NETARM2410-S實驗教學平臺。該實驗箱采用ARM9內核，支持μCOSII，LINUX，WINCE 操作系統，配備豐富的資源和接口，并具有擴展插槽，能滿足連接擴展模塊和模型的要求。

擴展模塊是在嵌入式系統應用中經常用到的功能模塊。目前實驗室配備了GPRS模塊、GPS模塊、ZIGBEE模塊、藍牙模塊、無線網卡、攝像頭模塊、開關量輸入輸出模塊。它們通過串口、USB接口、網絡接口、實驗箱的擴展插槽與實驗箱連接，可以構成GSM/GPRS遠程監控系統、GPS地理定位系統、無線傳感器網絡、視頻監控系統，實現開關量的隔離輸入輸出。

許多實際的嵌入式系統都具有監測和控制對象。如果不提供嵌入式系統實際作用的對象，很難實現嵌入式應用系統的測試，也很難達到對系統的全面認識以及對學生項目開發實踐能力全面訓練的效果，為此實驗室配備了典型的模型和套件。這些模型和套件與嵌入式系統實驗箱和擴展模塊一起可以構成完整的實際應用系統。例如，利用自制的智能家居模型，學生可以看到實際智能家居的縮影，設計不同的控制方案，進行系統測試，對嵌入式系統的應用有更深刻的理解。同時，也對啟發學生的創新意識發揮了作用[6]。目前我們已經自制和購置了智能家居模型、汽車模型、溫度控制模型、醫學傳感器套件，以后還將進一步擴充。

3 專業實驗平臺的建設

專業實驗平臺是指能滿足我院計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程、電子信息工程、自動化不同專業課、專業課課程設計、工程實訓及創新實踐需要的實驗實踐平臺。我院的專業實驗實踐平臺具體包括：自動化裝置與系統實驗室、樓宇自動化實驗室、電機與拖動實驗室、可編程控制器實驗室、計算機控制實驗室、傳感器技術實驗室、高頻電子線路實驗室、通信實驗室、數字信號處理實驗室、電子產品設計實驗室、計算機組成實驗室、計算機網絡實驗室、軟件實訓室等。由于篇幅限制，僅介紹部分實驗室建設方案。

3.1 自動化裝置與系統實驗室建設方案

自動化裝置與系統實驗室是我院面向自動化專業的重點實驗室。實驗室裝備有浙江天煌實業公司的6套THJ-3型高級過程控制系統實驗裝置。每套實驗裝置包括二階水槽、電加熱鍋爐、循環供水系統實物模型、溫度檢測元件與變送器、壓力變送器、液位變送器、電動調節閥、智能調節器、遠程I/O模塊、PC計算機。所用的自動化儀表與裝置均選用工業中實際使用的典型自動化設備。利用這些實驗裝置可進行溫度、壓力、流量、液位等工業參數的自動檢測實驗，可以構成實際儀表控制系統、PLC控制系統、PC機控制系統。此外，實驗室還配備1套DCS系統，可實現DCS控制系統。實驗室還配備豐富的軟件資源，有全中文工控組態軟件MCGS、北京和利時的DCS組態軟件等，利用這些組態軟件可實現工業控制系統組態與人機界面設計。該實驗室不僅能完成自動化有關專業課程的實驗，而且也是進行課程設計與畢業設計的實踐平臺。

3.2 樓宇自動化實驗室建設方案

樓宇自動化實驗室是針對近年來智能建筑方面人才培養需要而構建的專業實踐平臺。實驗室裝備有浙江求是科教設備有限公司生產的樓宇自動化實驗裝置，具體包括中央空調暖通系統實驗裝置、電梯系統實驗裝置、可視對講門禁系統實驗裝置、閉路電視監控及安全防范系統實驗裝置、火災報警及聯動控制實驗裝置、綜合布線系統實驗裝置。各個系統都能獨立運行，并且在統一的計算機上進行監控管理，形成監控網絡。

此外，實驗室還配備有自行設計的智能家居遠程監控示范系統，在房間中設置了真實的空調、熱水器、照明系統、電動窗簾、可視對講門禁系統、視頻監控系統以及火災、入侵、漏水檢測傳感器。利用該遠程監控系統，可以通過與Internet網絡連接的計算機或手機對家居進行遠程監視和控制。通過該系統，學生可以親身體驗計算機、自動化、通信技術的應用給人類帶來的便利，激發他們學習科學技術的興趣和創新熱情。

3.3 軟件實訓室建設方案

軟件實訓實驗室是針對人才市場的需求，對學生進行實用軟件技術強化訓練的實踐平臺。軟件實訓實驗室共有3個，共配備64位雙核、1 GB內存、80 GB硬盤、液晶顯示的個人計算機153臺，每個實驗室聯成局域網絡，能同時容納150多名學生進行程序設計課程的編程練習和軟件技術實訓。目前，已經開展了JARA方向與.NET方向、網站開發、游戲開發方向的軟件技術實訓教學和軟件項目開發創新實踐。

4 結束語

經過6年多的努力，一個適合應用型本科院校特點，能夠支撐計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程、電子信息工程、自動化專業課程實驗、專業實踐與實訓教學、大學生科技創新活動的IT實踐平臺已經建立。該平臺在應用創新型人才培養中發揮了作用，使學生提高了動手和工程實踐能力，在全國各種大學生科技競賽中多次獲獎，特別是在2011年獲得了“微軟創新杯大學生科技競賽”軟件設計中國冠軍，大大增強了學生的自信心。此外，實踐和創新能力的提高有力地促進了學生就業，近年來畢業生就業率一直在92%以上，一部分學生被微軟、IBM、無錫國家物聯網研發中心等知名企業錄用，為學校和社會的發展做出了貢獻。

[1]許為民.獨立學院的三個定位[J].中國高教研究,2006,4:44-46.

[2]陳漢英,侯超.加強實驗室建設是獨立學院發展的必由之路[J].實驗室研究與探索,2010,29(9):171-172.

[3]王宗善,湯榮生,季晶晶.以科學發展觀探索獨立學院綜合型實驗教學中心的建設[J].實驗技術與管理,2010,27(7):118-120.

[4]余魅,刁友寶,劉韻.建設國家級實驗教學示范中心 構建創新人才培養平臺[J].實驗技術與管理,2006,23(12):110-112.

[5]金建設,張樹坤,徐偉明,趙帥.電路與電子線路實驗教學改革的實踐[J].實驗技術與管理,2006,23(12):102-103.