电子信息多维结构实践教育思索

本文作者：马晓玉 邓婉玲 黄伟英 黄君凯 单位：暨南大学信息科学技术学院电子工程系

在当前国内高校电子信息类专业突出创新性实践教学改革的基础上［4-6］，提出并建立符合21世纪我国高等实验教育教学基本规律要求，以培养通识知识、综合素质和创新能力为目标取向的电子信息类专业“多维结构实践教学模式”，实施不同层面的综合研究和改革，完成“多维结构实践性创新人才培养体系”的建构。改革过程中的主要问题是要解决在“多维结构实践教学模式”及满足业界需求的“多维结构实践教育教学体系”框架下，如何既保持传统实践教育中重基础、重三基技能的训练，又要建立21世纪多样化实践教育所要求的重素质、强调实践创新的教学方式，并善于发现和培养学生的创新潜力与鲜明个性，使他们在毕业后能以最快的速度适应并投入国家战略性新兴产业的建设中，成为有创新精神的业界优秀弄潮儿。因此，在上述新的实践教育理念的基础上，特别是以强调创新的实践型教育取代传统型教育［8］，是至为重要的。

构建实践性创新人才培养体系

本文提出的“多维结构实践性创新人才培养体系”的结构，由下述3个层次构成:第1层次。建立以知识掌握为基础，能力培养为重点，素质提高为目标，创新精神培育为核心的“多维结构实践教学模式”。这是改革的基础。第2层次。形成突显实践教学系统和理论教学体系相互结合，工程技能和科研能力同步发展，综合素质和创新精神逐层深化特征。这一体系由“多维模块化实验教学系统”，以及“实践创新能力培养系统”两个子系统构成，完整实现实践性创新人才培养软硬件平台的建构。这是改革的主体。第3层次。将现代教育技术和仿真虚拟实践教学资源的建设融入“多维结构实践教育教学体系”，以具有自主知识产权的软件技术建造多媒体“实验教学资源库”［9］，解决现代教育技术在电子信息类专业实践教学中的应用和融合问题。这是改革的拓展。

第1层次:多维结构实践教学模式其核心是基于电子信息类专业实践性教学的基本特点，在知识、能力和素质的三维结构中，突出以学生为中心，以创新精神为核心，以知识掌握为基础，以能力培养为重点，以素质提高为目标的实践性创新人才培养理念，提出并最终建构实践教学和理论教学紧密衔接，工程实践和科技研发相互补充，智力培养和综合素质逐层深化，并集系统教学，科技实践，综合培养三元一体的电子信息类专业“多维结构实践教学模式”。

第2层次:多维结构实践教育教学体系(1)子系统1:多维模块化实验教学系统。提出并建构由基础层、复合层、提高层、科技活动层等4个层次构成的“多维模块化实验教学系统”，突出实验课程渐进式逐层提升，实验内容模块化自主实践的教学理念，从基础性训练开始，经方向性和综合性延伸，直至创新性研究，层层提升，层层深化，建造电子信息类专业分层次自主实践的多元化教学环境。第1步，基础层和复合层课程的教学内容由验证性、综合性和设计性3种实验类型，按电子信息类学科不同专业学生，设置不同的教学模块，内含若干个相关实验项目和教学内容，并提供“必做”和“选做”2种教学形式进行实验教学。通过开放性共享方式完成上述3种实验类型的模块化启发式集成教学，按“多维结构实践教学模式”，循序渐进地提高学生的实践能力。第2步，提高层课程由综合性和设计性实验构成，内含若干个相关综合项目和设计内容，为不同程度学生发展个性，开拓思维预留空间。第3步，科技活动层重点培养学生掌握工程设计和科学研究的基本方法，增强实践创新能力，为学生参加“全国电子设计竞赛”、全国“挑战杯”科技竞赛等科技活动奠定基础，使不同程度学生从实验能力的塑造迈向实验素质的升华。(2)子系统2:实践创新能力培养系统。基于“多维结构实践教学模式”的进一步延伸，以实现既为学生专业交叉和技术组合提供环境，又为学生个性发展和能力创新预留空间的实践性创新人才培养理念，并具备如下特点:①依托开放式研究与实践活动平台，设置包括课程调研、专题实践等实践专题，培养优秀学生掌握科学研究的基本方法，增强工程实践能力和创新能力。②强化对各类别学生自由开放，并实行由学生管理，教师指导开放模式的校内实验中心“创新类实验室”和“实训中心”的建设力度和深度，以拓宽学生自主实践的时间和空间，充分培养学生课外的自主兴趣和个性化研究能力，使之成为学生开拓思维，发挥科学想象力，提高动手能力的广阔天地，以及选拔参加“全国电子设计竞赛”、全国“挑战杯”科技竞赛的创新人才孵化摇篮。

第3层次:实验教学资源库建成覆盖“多维结构实践教育教学体系”的交互式智能工具型网络教学虚拟实验平台，及其网络实验支持工具，目前内含4个网络虚拟实验室，包括:电子电路基础(电路分析、模拟电路、数字电路、通信电路)，微机系统与接口等，构成电子信息类专业公共实验课程的“实验教学资源库”，学习者可以通过网络进入虚拟实验室，完成自主的仿真和动态模拟实验。这一网络实验教学资源，具有跨平台的特性，既可在Windows下运行，也支持Linux操作系统，因此既为“多层次系统化实验课程结构”教学内容和教学方法的深层次改革和整合［10］，提供全面支持和有效工具，更为硬件实验教学和理论教学之间，搭建了直通的“桥梁”。实现了实验教学和仿真教学相互结合，硬件实验与虚拟实验同步深化的软硬件实践相互融合理念。

改革实践及取得的成果

本文建构的实践性创新人才培养体系的探索从2000年开始实施［11-12］，经过10年的实践［13-15］，取得了较好的教学效果，其中:电子信息工程专业于2008年被批准为国家高等学校第一类特色专业，此外，该专业分别于2001年和2010年被批准为广东省首批省级名牌专业和省级特色专业;同时，电子信息工程专业在读学生在全国“电子设计大赛”和“挑战杯”科技作品和创业竞赛中，分别获得了包括国家一等奖在内的10多项部级奖项，以及包括广东省特等奖在内的60多项省级奖项。该专业培养了获得2001年国家科学技术进步二等奖的金山软件研究院副院长董波，以及获得2011年国家科学技术进步二等奖的澳门大学模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室副主任余成斌教授等一批专业杰出的创新型毕业生。#p#分页标题#e#

结语

在改革和探索的基础上，以电子信息类专业的实践教学模块及其课外实践创新活动为基本教学载体，以教师交互式集成教学和学生研究性自主实践为重要教学形式，以电子信息工程为主要专业教学方向，以软硬件的实践教学平台建设和开放运作为教学基础，通过基础认识、技能提升、综合设计、应用创新等不同层次的实践教学，提高学生的自主实践能力、综合应用能力、工程设计能力和技术创新能力，建构实践性创新人才培养教育教学体系。