電信實驗教學示范中心綜合實驗平臺的構建與實踐

何東鋼，谷 軍，李 響，王建彬

（大連海洋大學 信息工程學院，遼寧 大連 116023）

2013年9月，大連海洋大學電信實驗中心被批準為遼寧省級實驗教學示范中心建設單位。學校根據教育部和遼寧省關于實驗教學示范中心建設、評審的標準和學校的實際情況，制訂了具有海洋特色的電信實驗教學示范中心綜合實驗平臺的建設規劃［1］，并抓緊實施。筆者從實驗教學示范中心實驗平臺的構建、信息化管理平臺的構建和實驗室運行機制3方面闡述該電信實驗教學示范中心綜合實驗平臺建設的思路和具體做法。

1 電信實驗教學實驗平臺構建

1.1 中心概況

大連海洋大學電信實驗教學中心成立于2000年，前身是1973年成立的電子技術實驗室。中心現下設23個功能實驗室、創新實驗室和遼寧省海洋信息技術重點實驗室。為培養學生的創新能力和實踐能力，學校構建了電類公共實踐平臺、大學生科技創新平臺、專業技能實踐平臺、專業基礎實踐平臺、校外實習實訓平臺等5個實踐教學平臺，實驗室的總面積達到3 188 m2、設備1 200余臺（套），設備總值1 300多萬元，可同時容納600余人做實驗。

目前，中心面向本校18個專業開設有實驗課程50門、實驗項目400個，承擔全校理工專業本科生電工電子類公共基礎實驗課［2］和電子信息工程、計算機科學與技術、自動化、通信工程、海洋技術等專業的實驗課、課程設計、畢業設計、學生科技創新，同時承擔計算機軟件與理論、計算機應用技術、軟件工程等3個碩士點的實驗課、畢業論文和科研任務，年均實驗學生4 620人，實驗課總人時數196 080人學時。

中心根據培養復合型、應用型人才的需求，大力開展實踐教學改革，進一步增加實踐教學比重、優化實驗課程體系、加強共享平臺的建設、改革實驗教學內容［3］。中心注重建立體現工程性、系統性、創新性、研究性的多層次的實驗教學體系，對學生進行循序漸進、不間斷的實踐能力的培養，并貫穿于學生在大學學習的全過程。

1.2 電信實驗教學中心實踐教學的4個層次

（1）基礎教學層。教學內容是與理論教學平行搭配的基礎類實驗，是必修實驗，教學目的是使學生更好地消化和理解理論課程所學內容，并具備基本的實踐能力。采用的教學模式是：任課教師進行細微化示范教學，培養學生扎實的專業學科基礎、良好的科學實驗習慣、實驗操作技能和數據處理能力，突出專業理論知識在實驗教學中的支撐。

（2）綜合設計層。其內容、難度和綜合性均高于基礎實驗，具體體現在課程知識的系統化，要求學生獨立進行實驗［3］。實驗目的是培養學生設計實驗、項目分析和自主學習能力，能夠貫通和拓寬專業知識。采用的教學模式是：圍繞課程所學，逐步淡化指導教師在實驗中的主導，使學生獨立完成或團隊完成實驗任務，倡導自學。

（3）創新研究層。其內容主要是通過大學生創新性和研究性實驗、企事業合作實踐實訓以及各類科技創新與競賽活動，培養學生的創新能力、實踐能力、研究能力，提高學生綜合素質。采用的教學模式是：實驗由學生主導、以項目為組織形式、由團隊協作完成，培養學生團隊精神。

（4）科技研究層。其主要內容是學生參加指導教師主持的科研項目，指導教師提出項目要求并由學生具體實現。具體包括各級各類科學研究類項目、企事業單位委托的研究項目等。本層次實踐教學要求學生在指導教師的指導下破解難點，完成實施內容。

1.3 實驗中心的開放模式

中心為培養學生的創新能力、實踐能力和創業精神，采用多種開放模式，以提供更方便的工程實踐環境。

（1）借助實驗室開放查詢系統，實行實驗室時間、內容、設備、場地的全方位開放，學生可以預約和自主選擇實驗內容，提高實驗室資源利用率。

（2）為保證實驗課中未完成的實驗能順利完成，保證創新創業項目和各種科技競賽等實踐環節的順利進行，中心的10個實驗室（包括單片機實驗室、電路實驗室、嵌入式實驗室、科技創新實驗室等）全天候開放，由指導教師和實驗教師負責指導和管理，為學生自主實踐提供實驗環境和實驗條件。

中心為每個開放實驗室安排1名學生助教，在業余時間協助教師進行實驗室的管理和指導；采用高年級學生帶低年級學生組成創新團隊，加強不同屆別、不同專業學生之間的合作，使得創新活動能持續開展。

2 信息化管理平臺的構建

中心在校園網的基礎上建設了全覆蓋的網絡平臺。中心內部組成了局域網，內部信息可以直接交換；中心的局域網與校園網絡連接，共享學校的網上資源；可與外網連接，進行瀏覽和信息交換。中心全域采用無線網絡覆蓋，提供無線上網。

中心網站集信息平臺、管理平臺、服務平臺功能于一體［4］，建有儀器設備管理系統、實驗室開放查詢系統、虛擬仿真系統、實驗教學資源系統的基礎平臺。基礎平臺的總體設計框架如圖1所示。

圖1 基礎平臺的總體設計框架

（1）儀器設備管理系統的主要功能是對實驗室的儀器設備、家具、低值品、耗材的購買、入庫、出庫等進行審批管理，并方便查詢。

（2）實驗室開放查詢系統主要功能是查詢實驗室開放使用情況和中心設備的分布情況，方便教師和學生更好地預約實驗室。

（3）虛擬仿真系統能夠實現真實實驗不具備條件或難以完成的教學功能，具有網絡化、開放化、交互化、簡單的特點［5］，是傳統實驗的重要補充。中心現可以為3個專業的學生提供50個虛擬仿真實驗項目，虛擬仿真實驗資源包括模擬仿真模塊和虛擬實驗模塊（現以模擬仿真模塊為主），通過仿真軟件構建模型、設定參數、采集數據、總結分析4步完成實驗過程。以Multisim開設的虛擬仿真實驗，學生可以先在Multisim平臺上設計、仿真，然后在實驗室搭建電路［6］，通過軟件的仿真提高實驗的成功率，培養了學生的電路設計能力、創新能力和計算機應用水平，并減少設備的損壞。LabVIEW開發平臺解決了傳統教學中儀器設備資源分散、短缺、陳舊的問題［7］，可以進行模擬電路、自動控制原理等多門課程的大部分實驗。對那些需要昂貴設備、涉及高危和極端的環境，不可及、不可逆操作的實驗，用虛擬仿真實驗仍然取得了很好的實驗教學效果［8］。

（4）實驗教學資源系統主要包括教師講課錄像、實驗操作演示、實驗教材、實驗教學課件、實驗教學大綱、儀器設備使用說明及課件、元器件使用手冊等。中心現有電路實驗、數字電路實驗、模擬電路實驗、電工電子實驗、工藝實習等5門實驗課的教學資源，其中大部分錄像是教師用手機拍攝，或用camtasia studio 8.0軟件進行屏幕或PPT形式錄制成微課的形式，供學生課前、課后隨時下載觀看。中心也積極利用學校的畢博教學平臺、精品課程網站開展網絡教學資源的共享，為學生提供了實驗學習的便利條件。

中心網站由專人負責信息的發布和日常維護，受理實驗室預約等工作，并與學校網站相結合，提供了實驗選課預約、成績管理及網上師生交流等功能，為信息化管理提供了便捷的條件。信息化管理平臺是示范中心建設的重要內容，中心一直在不斷地建設與完善它，為申請省級電信虛擬仿真實驗教學中心和國家級電信實驗教學示范中心做著積極的準備。

3 運行機制

3.1 管理制度

中心有嚴格、完善的管理制度和有效的管理措施，保障了實驗室正常開放和平穩運行。中心實行校、院兩級管理，中心主任、副主任由學校聘任。教師也實行聘任制，競爭上崗、雙向選擇，由中心集中統一管理。

中心下屬實驗室由專人負責管理，包括日常運行管理、安全和衛生管理、設備的使用和維護維修管理等，要求每個實驗室做好上課記錄、儀器故障及維修記錄、實驗室開放記錄。中心盡最大可能為校內學生和社會人員開放，實現資源共享，提高資源利用率。中心的設備資源由中心統一管理，校國有資產與實驗室管理處與中心各存有儀器設備的電子及紙質檔案，每臺儀器設備上貼有固定編號，賬、物、卡及數據庫完全相符［9］。學校、學院和中心制定了一套較完整的規章制度，如“大連海洋大學儀器設備管理細則”、“大連海洋大學實驗室儀器設備管理、借用及損壞、丟失賠償制度”、“實驗室管理制度”等。

3.2 考評辦法

中心采用年度考核和3年聘期考評相結合的方式對中心教師進行工作考評。年度考評在每學年末由學院統一進行；聘期考評由學校布置、中心執行。對教師的教學考評采用教學督導組聽課、學生網上評分等多種形式，考評結果對教師職稱的晉升和評聘有直接的影響。學校每年舉行新來青年教師考核、青年教師講課大賽，幫助青年教師提高教學水平；對教學事故采用一票否決的辦法，以杜絕教學事故的發生［10］。

3.3 質量保證體系

為了進一步提高實驗教學的質量，中心采取了一系列措施，形成了完善的質量保證體系。

（1）規范的教學制度。學校和中心都制定有嚴格的教學規范制度，主要包括：“大連海洋大學教師教學工作規范”、“大連海洋大學實驗教學管理規定”、“大連海洋大學本科生畢業設計（論文）資格審查規定”、“大連海洋大學本科生課程免聽、免試與免修實施細則”等。

（2）多元化的教學方式。由于中心采用四層次實驗教學體系，不同層次實驗教學對實驗課的要求也不同：對于基礎層次實驗教學，學生要獨立自主完成實驗，要求做到一人一組，保證每位學生獨立操作、獨立完成［11］；對于其他層次的實驗教學則采用團隊的形式，以學生為中心，倡導自學。

（3）課程考核向過程考核轉移。為了全面、客觀、公正地反映學生的真實水平和實踐能力，合理給出實驗成績，改變以往一考定成績的考核方式，轉變為日常考核和期末考核相結合、注重日常實驗的考核方式。考勤、預習報告、實驗操作過程、實驗報告等內容占實驗課總分數的40%；期末考核占總成績60%，考試形式是一人一組，抽題簽考試，在規定時間完成操作內容后，教師對相關考試題目進行口頭提問，根據完成情況記錄學生的期末成績。

（4）校教學質量與保障處對教學質量進行監控。學校制定了聽課制度，教學檢查制度、學生打分評價制度、學生和教師座談會制度等，檢查結果及時反饋給授課教師及有關領導。

4 結束語

實驗教學示范中心建設是一項長期的系統工程，大連海洋大學電信實驗中心經過近幾年的建設，在硬件、軟件方面均處在水產類高校同類實驗中心的先進水平，對校內其他的實驗教學中心也起到了示范引領作用［12］。近年來，學生承擔了各級各類大學生創新創業訓練計劃項目（其中國家級5項、遼寧省14項、校級22項，院級4項）并取得較好成績，參加教師承擔的科研課題40余人次，學生以第一作者身份發表論文10余篇，100多人次獲獎。中心將以我校新校區建設為契機，積極探索高等院校、科研機構、企業共建共享實驗平臺的新模式，構建服務于區域經濟可持續發展的實驗教學服務支撐體系。

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［3］宋劉斌，肖忠良，曾巨瀾.論地方高校實驗教學示范中心建設［J］.實驗科學與技術，2013，11（3）：116－118.

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［5］安健，張鵬.可持續發展模式 促進示范輻射作用發揮：專訪北京科技大學材料科學與工程學院實驗測試中心主任孫建林教授［J］.中國現代教育裝備，2013（9）：4－7.

［6］李響，李擎，曹立杰，等.基于仿真設計的電子線路體系課程實踐新思路［J］.中國管理信息化，2013（10）：102－103.

［7］古良玲，李雙.基于LabVIEW的網絡虛擬實驗系統的研究［J］.實驗技術與管理，2014，31（5）：156－159.

［8］教育部高等教育司.關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的 通 知 ［EB/OL］.（2013/08/13）［2015－04－03］.http：//www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/A08 ＿gggs/201308/156121.html.

［9］劉超，龔彥華.實驗教學示范中心的建設與管理［J］.實驗室研究與探索，2011，30（6）：264－266.

［10］趙潔.高校實驗室儀器設備管理初探［J］.中國現代教育裝備，2006（4）：9－10.

［11］何東鋼，周敏，高燕萍.電路理論實驗教學模式的改革與實踐［J］.重慶文理學院學報，2009，28（2）：87－89.

［12］江飛君，樓然苗，竺江峰.實驗教學示范中心的建設和管理探索［J］.浙江海洋學院學報：自然科學版，2008（4）：470－473.