依托電工電子實訓開展大學生創新性實驗計劃

劉美華, 屈喜龍, 劉偉成

(湖南工程學院 a. 工程訓練中心, 湖南 湘潭 411101; b. 計算機與通信學院， 湖南 湘潭 411104)

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依托電工電子實訓開展大學生創新性實驗計劃

劉美華a, 屈喜龍b, 劉偉成a

(湖南工程學院 a. 工程訓練中心, 湖南 湘潭 411101; b. 計算機與通信學院， 湖南 湘潭 411104)

實訓課是大學生開展創新性實驗計劃的基礎。文章結合湖南工程學院實際情況，對依托電工電子實訓課程開展大學生創新性實驗計劃進行了探索。實踐證明，兩者有機融合促進了電工電子實訓課程教學改革，拓寬了創新性實驗項目選題途徑，搭建了創新實踐平臺，加強了創新性實驗項目實施流程的監管和評價。

創新性實驗計劃; 電工電子實訓; 教學改革； 選題途徑； 創新平臺

0 引 言

“大學生創新性實驗計劃”(以下簡稱“創新性實驗計劃”)是高等院校“質量工程”建設的重要組成部分。該計劃旨在探索和建立以問題和課題為核心的教學模式，通過學生自主完成項目申報、實施和結題等運作，激發學生的創新思維和創新意識、提高創新能力。“創新性實驗計劃”的實施，在改變目前高等教育培養過程中實踐環節薄弱、動手能力不強的現狀，改變傳統“填鴨式”教學方法，推廣研究性學習和個性化培養的教學方式，形成創新教育氛圍、建設創新文化等方面將發揮重要作用。近些年發表的關于這方面的文章有很多，文獻[1-2]提出其促進了高校教學改革，文獻[3-5]對其管理模式進行了探討，文獻[6-7]對其運行機制進行了探索，文獻[8]對其過程評價體系進行了研究，文獻[9]提出了創新平臺的構建，文獻[10-11]講述其實施“創新性實驗計劃”的實踐體會，文獻[12-13] 在依托教學課程開展大學生創新方面進行了探索和實踐。

電工電子實訓是一門以培養學生基本專業技能、工程綜合素質和創新能力的實踐課程。如果把“創新性實驗計劃”和電工電子實訓相融合，可以拓寬其選題途徑，為其提供開放式實驗平臺，可以對項目實施過程進行全過程的監督和評價，實訓老師也可隨時對參與項目的學生進行指導。因此，本文結合電工電子實訓課程創新性改革，有針對性的對“創新性實驗計劃”在選題、實施流程及開放式創新實踐平臺的建設等方面進行了探索和實踐。

1 電工電子實訓課程創新性改革

筆者所授電工電子實訓是我校理工科大二或大三學生的一門專業必修課，是以學生自己動手、掌握一定操作技能、并以制作實際產品為特色的實踐課程，在培養學生的操作動手技能、工程素質以及創新能力中發揮重要的作用。我校傳統的電工電子實訓模式偏重于知識的驗證，所有實驗步驟都已經事先規劃好，學生只需按照指定步驟、按部就班操作實驗，在一定程度上抑制了學生的興趣，忽視學生自己觀察、分析、解決問題的能力。同時，實訓項目內容和時間固定不變，沒有針對不同學科專業、不同層次的學生提出不同的教學要求和學習任務，違背了因材施教和個性化培養的宗旨，因此有必要對電工電子實訓教學體系重新劃分。可根據學生認識規律和學習能力，科學組建三個層次的實訓項目體系[14]，如表1所示。

表1 電工電子實訓教學體系的劃分

(1) 基礎技能項目。實訓教學內容主要是：安全用電常識、手工焊接技術、常用儀表儀器的使用、常用電子、電氣元件的識別與檢測、電氣接地電阻測量、電動機正反轉電路安裝調試[6]。通過對所有理工科大二學生開設集中兩周時間的基礎技能項目，培養學生的基本操作技能，激發學生的專業興趣。

(2) 綜合訓練項目。實訓教學內容主要是：收音機的安裝與調試、印制線路板設計與制作、室內照明電路的設計與安裝、萬能銑床電路安裝、調試、排故[14]。通過對機電類大三學生開設集中三周時間的工程訓練項目，讓學生學會用一定技術解決特定問題，增強綜合工程能力，為申報“創新性實驗計劃”做準備。

(3) 創新性實驗項目。通過對那些動手能力強、思維活躍的學生進行正確引導，鼓勵其進行“創新性實驗計劃”項目的申報，培養學生獨立分析問題、解決問題的能力和創新能力。該項目為開放式教學，實訓內容是學生根據興趣自主選擇的實驗項目，如：一種環保健康型電子實訓工作臺設計、一種新的瞬態過壓保護電路設計等，學生利用課余時間來創新基地查找文獻、設計實驗方案、做實驗等，老師會在固定時間來基地指導，主要以學生自主學習為主。

2 依托電工電子實訓，創新實驗項目選題

“創新性實驗計劃”是培養學生科學研究能力的一個平臺。科學研究的首要問題是要認識、發現問題即選題。一般而言，大多數學生的選題來源于以下三種：① 參與指導老師主持的科研項目中的子項目，提出自己的想法；② 根據自己的興趣愛好自擬選題；③ 在專業實驗課中學會觀察、分析實驗現象，提出新的見解。其中，第三種選題占的比例較多，因為學生掌握了相關的專業知識基礎，在計劃實施過程中也相對容易些。電工電子實訓是我校理工科學生的一門專業必修實訓課，參加實訓的學生為大二或大三的學生，具備了一定的專業基礎和實踐技能，而且參與實訓周期集中長達4～5周。因此，依托電工電子實訓開創“創新性實驗計劃”項目的選題途徑是行之有效的。

2.1 改進和研發實訓設備、裝置

我校電工電子實訓已開設多年，現有的實訓設備相對陳舊，配置較差，性能極不穩定，嚴重影響學生實訓效果。雖然實訓基地也曾經爭取過實驗室專項建設基金，但總的來說改善非常有限。同時，由于電工電子實訓專職人員較少，加之學校對實訓設備、裝置的改造也不計算科研或教研工作量等，因此，面對學生的抱怨，老師也是睜一只眼閉一只眼，很難主動利用業余時間來從事實訓設備、裝置的改進和研制工作。

組織學生以電工電子實訓設備、裝置的改進和研制為主題，申請“創新性實驗計劃”項目，不僅可以獲得項目經費，而且實訓老師也因指導學生而獲得一定的工作量，這樣既有利于學生創新能力的培養，又有利于提高實訓老師的水平和實驗室的建設和發展。因此，近年來實訓基地組織學生以電工電子實訓設備、裝置的改進和研制為主題，成功申請到校級項目11項，省級項目7項，國家級項目1項。例如：“一種環保健康型電子實訓工作臺”項目是針對普通電子實訓工作臺存在的臺面雜亂、使用不便、廢氣污染、存在安全隱患等缺點，提供一種適合電子實訓操作的符合環保健康安全要求的工作臺。該項目在我校得到推廣和應用，大大改善了電子實訓的教學環境；“一種改進型的電烙鐵”項目是針對實驗室配發的普通電烙鐵容易燒壞烙鐵芯和受環境溫度影響大等缺點進行改進，提供了一種可自由調節溫度的改進型電烙鐵，該項目現在已成為電子實訓新增的自選實訓項目。

2.2 以實訓過程中發現的現象、問題開展創新性實驗

實訓基地根據學生專業特點和認知規律，科學組建了三個層次的實訓教學項目。在學生實訓過程中，指導老師應正確引導學生觀察實驗現象，并與猜測、聯想、推理等邏輯思維活動相結合，從專業的角度提出高質量的問題[12]。例如：“固態繼電器與機械式接觸器組合在滅弧方面的應用”項目來源于學生對接觸器滅弧現象的觀察；“家用照明系統設計”來源于學生對電氣異地控制的觀察；“一種新的瞬態過壓保護電路設計”來源于學生對調光電路的觀察和理解。

值得注意的是，學生從觀察和理解實驗現象中提出的問題有時還很模糊，需要查閱相關的文獻資料，了解國內外現狀，同時還要考慮現有的實驗條件和時間等因素；指導老師在審查選題時也要考慮內容是否遵循科學性、創新性和可行性等原則。

3 全程監管和指導創新性實驗項目實施

學生如何在指導老師的引導下自主、正確選題是實施“創新性實驗計劃”的關鍵，關系到該項目在既定的時間和條件下能否順利完成，而其完成的質量關鍵在于實施過程的監管和指導。參與創新性實驗項目的學生一般來自大二、大三，在以往的本科教學體系和培養方案當中，剛進入專業課程的學習且涉及科研較少，專業知識相對薄弱、經驗不足，因此科學研究領域對其恰是一個弱項，從選題階段的提出想法、查閱相關文獻資料、確定題目，到項目的開展、付諸實施，處處充滿著困難與挑戰，需要指導老師全程進行正確的引導。下面以“一種環保健康型電子實訓工作臺”為例，說明依托電工電子實訓開展大學生創新性實驗計劃，其實施過程得到全程監管和指導。

(1) 項目申報。項目在選題確定后指導老師開始組織學生調研和文獻資料查找，內容包括項目研究的目的、意義、內容、國內外對該項研究的現狀和進展、現有的實驗條件、實驗方法及創新點、實驗預期結果等方面。多數學生是第一次參加創新性項目，文獻資料查詢能力差，甚至無從下手。指導老師可在講解電工電子實訓報告時，全面系統地介紹申請書以及項目結題報告撰寫要求和技巧，參考文獻的查詢等，學生書寫完后再對其進行審查并對存在的問題提出修正意見。

(2) 項目的實施。立項評審通過后師生共同討論設計方案。由于該項目是對電子實訓工作臺進行改善，在經過多次實地考查、聽取參加電子實訓的師生建議以及現有的實踐條件限制等多方面因素綜合后確定方案如下：在工作臺的上部設置有儀表插箱、通風風扇安裝箱、上插位電源插座板，在工作臺的中上部、中部設有顯示器安裝窗口和透明鋼化玻璃作臺面，在其下部設有可推入柜體內的自動提升翻轉隱藏式座凳、排風管道、電源線走線管、信號控制線走線管隱藏在柜體內部。接著，項目組成員明確分工，分頭按實驗步驟進行器材的購買、實驗臺的調試、實驗數據的記錄等。指導老師每周組織一次報告研討會，由項目組成員對自己實驗的進展、收獲、存在的問題進行匯報，然后大家一起總結經驗教訓，改進實驗。

(3) 項目的成果評價。項目的成果評價有很多種，可以是實驗原始數據、實物、科技論文或專利等。其中最重要的是實踐過程的評價：看學生在實踐過程中學到了什么、取得了哪些經驗教訓、受到了哪些教育。具體表現為：學生文獻查閱、方案設計、實驗操作、撰寫立項申請和結題報告、組織實施、團隊協作能力等。由于該項目直接在實訓基地制作完成，實訓老師對項目實施全過程進行了監管和指導，因此實訓老師的意見可直接作為主要評價方式。

4 依托電工電子實訓基地，搭建創新實踐平臺

(1) 依托實訓基地爭取建設資金，搭建創新實踐平臺[15]。工程訓練中心電工電子實訓基地積極申報省部級、校級各項實驗室建設資金項目，搭建創新實踐平臺，支持大學生創新性實踐活動。2006年學校整合各院系電工電子基礎實驗室并投資500萬重建了電工電子實訓基地，2010年爭取到省、部實驗室建設資金350萬元，2013年又爭取到了200萬元，2014年申報了“材料科學與工程專業省級大學生創新訓練中心”，爭取到20萬元。實驗室建設基金的到位，改善了電工電子實訓基地實驗設備的種類、數量和質量，為學生開展“創新性實驗計劃”提供了支撐平臺，保證了創新項目的實施質量。

(2) 加大創新實驗室的開放力度。創新實驗室的開放力度對項目的實施也是至關重要的。我校以老師和學生共同管理實驗室為契機，加大實驗室在時間和空間上開放力度。星期一至星期五白天上班時間由實訓老師管理創新實驗室，指導學生實驗和答疑活動；晚上和雙休日則選拔一批學習成績優秀，責任感強，動手能力突出和有一定管理能力的學生作為開放實驗室的管理員，讓他們管理開放實驗室并指導其他學生進行實驗，實現設備和課程資源的高效利用。

5 結 語

通過對“依托電工電子實訓，開展大學生創新性實驗計劃”的實施，我校電工電子實訓教學改革和大學生創新性實驗計劃取得了雙贏的效果。目前，電工電子實訓基地被評為湖南省優秀實訓基地，擁有自主研發的教學儀器與設備，更新了教學理念和教學內容，提高了教師實踐指導能力。近3年來，通過電工電子實訓組織學生申報的“大學生創新性實驗計劃”項目共計42項，包括校級項目31項，省級項目7項，國家級項目4項，其中以電工電子實訓設備、裝置的改進和研制為主題的項目共計19項，且有3項已經得到學校的應用和推廣。

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Carrying out Innovative Experimental Project for Undergraduates Relying on Electrical and Electronic Training Course

LIUMei-huaa,QUXi-longb,LIUWei-chenga

(a. Engineering Training Center, Xiangtan 411101; b. College of Computer & Communication,Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104, China)

Practical teaching courses are the base to carry out innovative experimental project. This paper explored the new ways taken by Hunan Institute of Engineering to carry out innovative experimental project for undergraduate relying on electrical and electronic training course. The results show it is applicable to accelerate the teaching mode reform of electrical and electronic practice course, broaden selecting channels of innovative experimental project theme, construct innovation platform, and enhance the supervision and evaluation to the implementation process of the project.

innovative experimental project; electrical and electronic practice; teaching reform; selecting channels; innovation platform

2015-01-15

湖南省2014年教學改革研究項目( 湘教通[2014]247號，編號412；湘教通[2014]247號，編號423)；湖南工程學院2014年校級教學改革研究項目( 校教字[2014]，編號23)

劉美華(1980-),女，湖南新化人，碩士，講師，電工電子教研室主任，主要從事電工電子實踐教學和管理研究。

Tel.：18173215536； E-mail：liumeihua713@tom.com

G 642.4

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1006-7167(2016)01-0209-03