聯(lián)合信息環(huán)境實驗教學示范中心建設與探索

吳 蘇， 周達華， 馬知遠

(海軍工程大學 電子工程學院， 湖北 武漢 430033)

聯(lián)合信息環(huán)境實驗教學示范中心建設與探索

吳 蘇， 周達華， 馬知遠

(海軍工程大學 電子工程學院， 湖北 武漢 430033)

根據(jù)聯(lián)合作戰(zhàn)體系中信息獲取、信息處理與信息運用的特點，在聯(lián)合信息環(huán)境實驗教學示范中心的建設中貫通信息通道，形成由“孤島”到“聯(lián)網(wǎng)”的信息化實驗教學體系。以學員的創(chuàng)新思維培養(yǎng)為核心，不斷提高教師教育理論，積極開展實驗教學方法改革，努力提高實驗教學質(zhì)量，進行實驗教學設施軟硬件建設、優(yōu)質(zhì)資源整合、完善和健全原有規(guī)章制度，實現(xiàn)教學和科學管理的有機統(tǒng)一。

實驗教學示范中心； 建設與改革； 聯(lián)合信息環(huán)境

我校聯(lián)合信息環(huán)境實驗教學中心(以下簡稱中心)經(jīng)過多年建設與發(fā)展，已建設成為通過聚合“教員、學員、數(shù)據(jù)、計算、知識”，開設面向全校各專業(yè)、各層次學員，涵蓋信息的獲取、傳輸、存儲、分析、可視化等全信息流程的通識類實驗課程和專業(yè)，形成面向院校新型人才培養(yǎng)、服務信息化教學科研、集實踐與體驗于一體的全開放、全覆蓋的實驗平臺。中心設有計算機中心、微機原理與接口技術(shù)、軟件工程、電子技術(shù)、電磁場與微波技術(shù)、天線原理等6個實驗室13個分室，數(shù)據(jù)中心、超算中心、知識中心等基礎保障平臺，大學電子技術(shù)創(chuàng)新實踐基地、計算機創(chuàng)新實踐基地、創(chuàng)客空間等創(chuàng)新實踐基地。新形勢下，為適應創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新需求，體現(xiàn)信息獲取、信息處理與信息運用的特點，逐步將各個獨立的實驗室進行了有機融合，貫通信息通道，形成由“孤島”到“聯(lián)網(wǎng)”的信息化實驗教學體系，改革建設的核心思想是“整合現(xiàn)有信息資源，打通網(wǎng)絡信息鏈路”[1]。

1 中心的教學理念

實驗教學是高等教育的重要組成部分，中心以學科方向為主線，注重學科交叉和互補，秉承“厚基礎、重實踐、促創(chuàng)新、高素質(zhì)”的實驗教學理念，在夯實學員信息素養(yǎng)的基礎上，通過課程的綜合設計實踐等，提升學員的知識綜合應用能力；通過課外創(chuàng)新實踐活動，提高學員的創(chuàng)新能力；通過專業(yè)綜合實踐，提升學員的獨立思考、自學研究的工程素質(zhì)[2]。

2 中心實驗教學體系

中心經(jīng)過多年的探索與積累，逐步形成了基礎理論與操作技能、綜合設計與綜合演練、創(chuàng)新實踐與競賽3個層次的實驗教學新體系。注重理論教學與實踐教學的結(jié)合，注重科研實踐與實驗教學的結(jié)合，注重課堂學習與自主學習的結(jié)合，全面提升了學員的創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)能力，如圖1所示。

圖1 教學體系構(gòu)建圖

2.1 改革實驗教學方式

為完成普通本科學歷教育，培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的新創(chuàng)新型綜合人才，為學員的工程技術(shù)崗位任職和未來發(fā)展打牢科學文化基礎和專業(yè)業(yè)務基礎，中心積極對日常教學方式方法進行改革，創(chuàng)新教學模式。

(1) 注重實驗教學和技術(shù)技能培養(yǎng)。采取小班化教學，實行本科生導師制，充分運用門類齊全的實驗教學條件和案例教學、網(wǎng)絡教學、專題教學、在線測試與訓練等現(xiàn)代教學手段，加大提高性實驗，特別是綜合性實驗的比例，理論與實踐結(jié)合，增強學員動手實操能力。

(2) 緊貼實際需求，注重綜合能力與專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)。按照從事設計研究、工程建造、使用維護、維修實驗工作的崗位技術(shù)需求，著力強化學員組織訓練、管理教育和設備使用管理、維修保障等方面的能力，為工程技術(shù)崗位任職和未來發(fā)展打牢基礎。

(3) 適應崗位發(fā)展，注重工程實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。以實際專業(yè)工作崗位對信息人才的要求為牽引，開設綜合設計課程、自主實驗等環(huán)節(jié)，增強學員解決實際問題能力和實踐創(chuàng)新能力，為學員勝任聯(lián)合信息領(lǐng)域崗位全面打牢基礎。在實驗教學體系中，按照基礎型實驗、基本型實驗、提高型實驗、拓展型實驗與創(chuàng)新實踐的模式進行[3-5]。

2.2 優(yōu)化實驗教學內(nèi)容和結(jié)構(gòu)

在進行教學方式改革的同時，中心還積極對教學內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，根據(jù)學科特點，合理分類實驗教學，打通信息網(wǎng)絡鏈路，圍繞信息獲取、信息傳輸、信息處理等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)，將實驗分為5個類別、3個層次。根據(jù)分類分層思想，編寫不同類別、層次的實驗項目，實現(xiàn)了一個多層次、立體化的培養(yǎng)模式。另外，根據(jù)不同專業(yè)對信息類知識要求的深度的不同，構(gòu)建滿足不同專業(yè)要求的實驗教學內(nèi)容，進而構(gòu)建一個互為補充、能力逐步提升的實驗教學體系[6](見圖2)。

(1) 開發(fā)綜合設計性實驗項目，培養(yǎng)學員的綜合實踐能力。經(jīng)典實驗是教學研究和教學的結(jié)晶。實驗中心通過立項方式進行學科組合與整合，資助開展二級學科乃至一級學科課程群建設及實驗體系的研究，實現(xiàn)原經(jīng)典實驗項目的綜合性和設計性。依托我院橫跨通信與信息系統(tǒng)、系統(tǒng)工程2個博士學位二級學科點的優(yōu)勢，對綜合設計性實驗項目進行了設計(學科的交叉)，有效拓展學員科學研究方法和學科關(guān)系。在學校范圍內(nèi)組織科技創(chuàng)新競賽，既拓展了學員的知識領(lǐng)域、優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，又拓展了實驗教學中心的科研思路，做到了“奇思妙想、貼近生活”。

(2) 以學員為中心，廣泛開展自主式、研究式教學。在傳統(tǒng)的實驗教學中，過分強調(diào)“教”的中心地位，忽略了“學”的主觀能動性，學員按教材上所寫的實驗步驟進行操作、撰寫實驗報告，教員評定實驗成績。這種實驗教學模式使教學易于組織，所需實驗設備、測試設備相對固定，但這種教學模式很難做到因材施教，不利于培養(yǎng)學員學習的興趣，難以激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。教育改革提出了“以人為本、以學員為主體、教師為主導，讓學員自主實驗”，可在我國高校現(xiàn)行的實驗室條件和教育管理體制下，難以實施像歐美國家的高校一樣對學生全方位的開放。但通過近5年的探索與實踐，實驗中心逐步采取具體措施，逐步形成開放式實驗教學，各實驗室全天候開放，學員可以隨時進入實驗室[7-9]。

(3) 采取導師負責制對基礎好的學員進行科學素養(yǎng)的培訓，形成了“基礎—綜合—創(chuàng)新”的開放式實驗技能和科學素養(yǎng)的培訓體系；部分實驗課程采用“試錯性”實驗教學方法，從實驗準備、實驗過程到實驗數(shù)據(jù)分析，都以學員為主體，教員故意給出錯誤的方法、結(jié)論或錯誤的儀器狀態(tài)，讓學員根據(jù)自己所學的知識進行分析判斷，并提出正確的解決方法，有效激發(fā)學員的學習興趣，有助于提高學員分析問題、解決問題的能力，有利于學員創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

(4) 引入云技術(shù)，設計構(gòu)架信息化教學訓練平臺。隨著云平臺技術(shù)的快速發(fā)展以及在智慧校園建設中的大力應用，將革命性地實現(xiàn)教學模式的轉(zhuǎn)型，提高教學質(zhì)量。校園網(wǎng)絡的日趨完善和新技術(shù)的出現(xiàn)，使網(wǎng)上實驗輔助教學平臺的實現(xiàn)成為可能。整合現(xiàn)有的基礎設施和信息資源，通過平臺提供有效的存儲、管理、數(shù)據(jù)以及計算等服務能力，為教學訓練、人才培養(yǎng)、工程應用等提供一體化平臺支撐，促進各學科專業(yè)間交互，實現(xiàn)真正的信息互享和互操作。中心實驗教學依托學校云計算平臺和現(xiàn)有基礎設施等軟硬件環(huán)境，為學員提供MOOC、在線學習、在線考試、虛擬實驗、新技術(shù)體驗等信息化學習模式，具有網(wǎng)上討論、答疑、協(xié)作學習等人機交互功能[10]。

3 中心管理體制

中心實行主任負責制，設主任1名、副主任3名，并設立實驗中心辦公室，各項工作開展都有相應的管理制度。

3.1 確保實驗課程教學質(zhì)量

實驗中心從培養(yǎng)學員科學素質(zhì)，鞏固科學知識，樹立求索精神的教學目的出發(fā)，從實驗教學的內(nèi)容、方法、手段及管理入手，大力進行實驗教學改革和創(chuàng)新，采取了一系列教學質(zhì)量保障制度和措施。實驗中心以學校“教學質(zhì)量標準”為依據(jù)，加強對實驗教學質(zhì)量的動態(tài)監(jiān)督，建立了校、院2級教學督導機制，成立了2級督導組，聘請具有豐富實驗教學經(jīng)驗的老教員以及多年從事實驗教學的優(yōu)秀教員作為實驗教學督導，隨堂聽課，對實驗項目的教學內(nèi)容、課程設計、實施方式等進行評價，采取班務會、網(wǎng)上評教、中期檢查等措施全程跟蹤實驗教學動態(tài)，及時反饋學員意見、分析實驗教學形勢、改進提高教學效果。結(jié)合學校新教員培訓制度，強調(diào)新教員實驗教學技能培訓，把好入口關(guān)。

3.2 建立實驗室專人負責制

由1名副主任兼任辦公室主任，協(xié)助主任對實驗中心進行日常管理。實驗中心根據(jù)承擔的任務，按照5大類實驗室的體系進行日常管理，由實驗室主任具體負責；各實驗室下轄若干個教學科研實驗場地，每個教學科研實驗場地配備1名主管和1名副管進行日常維護管理。指定了重要崗位的專職負責人，明確各實驗室專職設備管理員，做到分工明確，各司其職，各負其責。

3.3 加強師資隊伍建設

實驗教學中心非常注重骨干力量的培養(yǎng)，采取選派國內(nèi)送學、調(diào)研見學、崗位培養(yǎng)等措施，提升教員學歷層次，增加教員的受訓經(jīng)歷。已把實驗室人才隊伍打造成為結(jié)構(gòu)合理、勇于創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作的師資隊伍。學校、學院為加強人才隊伍培養(yǎng)，制定了一系列制度、計劃和激勵措施，如“新教員教學培訓規(guī)范”“學校人員攻讀學位資助辦法”“學術(shù)論文獎勵制度”“青年基金管理申請辦法”“教育教學研究基金管理申請辦法”“學科帶頭人培養(yǎng)選拔規(guī)定”等。

3.4 規(guī)范實驗室安全管理

各實驗項目基本做到無廢氣、廢液、廢渣等“三廢”產(chǎn)生，部分防電要求高的實驗室配備了防靜電地板和防靜電桌布，符合技術(shù)和環(huán)保要求。制定了防火、防爆、防盜、防破壞的“四防”措施，實驗場所均張貼“實驗室安全管理規(guī)定”“實驗室規(guī)則”“儀器設備使用辦法”3項規(guī)定。消防器材、配電房安全防范設施達到標準要求。定期開展安全大檢查，節(jié)假日對重點安全部位進行重點排查、斷水斷電，及時排除隱患。

4 初步成效

中心聚焦學員的信息化創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)，貫徹以學員為本的教育理念和以能力培養(yǎng)為核心的教育觀念，以信息化學科方向為主線，注重學科交叉互補，面向全校學員開設實驗課程34門，并為學員參加各類競賽提供培訓、競賽場地和技術(shù)支持。同時，還承擔本科專業(yè)實驗教學、課程綜合設計、畢業(yè)設計等任務，以及電路與系統(tǒng)、通信與信息系統(tǒng)、計算機應用技術(shù)、電磁場與微波技術(shù)等學科研究生培養(yǎng)工作。

積極開展教學研究和教學改革，獲國家級教學成果獎6項、省級教學成果獎6項、學校級教學成果獎22項，出版國家高等教育規(guī)劃教材7部、主編出版實驗教材20部、重點建設與優(yōu)秀課程7門、校精品課程3門、設在線課程5門、微課等課程資源20余項。近3年，在全國計算機仿真大賽、全國研究生電子設計創(chuàng)新大賽、全國軟件設計大賽等活動中獲得全國一等獎22項。

References)

[1] 楊士強，全成斌.實踐為本，創(chuàng)新為魂:計算機實驗教學示范中心建設與實踐教育若干思考[J].計算機教育，2009(16)：14-18.

[2] 孔琳.在實驗教學中構(gòu)建研究性教學模式[J].實驗室科學，2007,10(1)：18-19.

[3] 王震，黃在范，施國英.實驗室激發(fā)大學新生專業(yè)興趣的探索與研究[J].實驗科學與技術(shù),2014,12(1)：146-148.

[4] 李悅麗，張漢華.電路課程教學中的實例教學法探討[J].中國電子教育，2013(2)：54-56.

[5] 劉素貞,李華,耿躍華,等.電工電子教學實驗中心創(chuàng)新實驗體系的建設[J].電氣電子教學學報，2012，34(2)：147-149.

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[7] 徐志軍，隋成華，魏高堯.實驗教學示范中心的共建與共享[J].實驗室研究與探索，2012，31(2)：95-97.

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[9] 于衛(wèi)，尤玉軍，儲誠明，等.綜合性大學卓越工程師培養(yǎng)實踐教學模式研究[J].揚州大學學報(高教研究版)，2012(1)：91-96.

[10] 趙晶，孫興偉，李珊珊，等.機械工程專業(yè)實驗教學中心信息化管理與實踐[J].實驗室研究與探索，2016,35(7):166-169.

Construction and exploration of experimental teaching demonstration center for joint information environment

Wu Su， Zhou Dahua， Ma Zhiyuan

(College of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China)

According to the characteristics of information acquisition, processing and application in the joint operation system, an information experimental teaching system is formed from the “Isolated islands” to “Networking” through the information channel in the construction of the experimental teaching demonstration center for the joint information environment. On the basis of the cultivation of the students’ innovative thinking as the core, the teachers’ education theory is continuously improved, and the reform of experimental teaching methods is actively carried out. The efforts are made to improve the quality of the experimental teaching and to implement the construction on the hardware and software of experimental teaching facilities. The high quality resources are integrated, the existing rules and regulations are improved and perfected, and the organic unity of teaching and scientific management is realized.

experimental teaching demonstration center; construction and reform; joint information environment

G482

B

1002-4956(2017)10-0206-04

10.16791/j.cnki.sjg.2017.10.051

2017-03-01修改日期2017-05-11

吳蘇(1983—)，女，江西撫州，碩士，講師，主要從事計算機和電子技術(shù)相關(guān)教學工作及實驗中心管理工作.

E-mail：wutsue@qq.com