不要为了实验而去做实验

编者按：

北京交通大学电工电子实验教学中心是部级实验教学示范中心，承担学校电子电气信息类专业基础课程的实验教学和理论教学。以优秀创新人才培养为目标，在电工电子教学理念、课程体系、教学团队、教学方法、教学平台等方面深化改革，取得了显著的建设成果，获得了部级教学成果奖，建设了部级精品课程、部级精品资源共享课程、部级双语教学示范课程，出版了部级规划教材、部级精品教材，造就了部级教学名师、部级教学团队，培养了大批优秀创新人才，并发挥了积极的示范与辐射作用。记者近日来到该中心，就其近期的发展与建设采访了中心主任陈后金。

“实验教学是学校人才培养的一个重要方面，不要为了实验而去做实验。实验教学要立足于学科背景，更要立足于人才培养的大背景”。一见面，陈后金主任就向记者阐述了他对实验教学理念的见解。随后，陈后金主任向记者介绍了北京交通大学电工电子实验教学中心探索教学理念创新、重构实验教学体系、转变教学模式、加强队伍建设等方面的做法。

探索教学理念创新，重构实验教学体系

中心提出“知而有识、学而善用”的教育理念。传统的大学工程教育大多只停留于让学生“知”，而没有引导学生由“知”而内化为“识”，进而付诸于“行”，造成学生只知道一些书本上的定义性质和习题演算的问题。人们获取知识的主要目的是创造知识和应用知识，创造知识需要“有识”，应用知识需要“善用”。高等教育应从注重书本内容的传授，逐步转变为以教学内容为载体，启发引导学生在学习中汲取知识的精华（知），在探究中领悟知识的真谛（识），在实践中感受知识的魅力（行），从而造就“知而有识、学而善用”的优秀创新人才。

根据新的教学理念，中心整体构建电工电子理论课程体系与实验课程体系。重构了以“电子电路、信号处理、电磁场”三大课群为主线的电工电子理论教学体系，构建了以“实验目标为导向、实验内容为载体、创新能力为核心”的多层次实验教学体系，实验教学目标清晰，各层次既有侧重也相互交叉（如图1所示）。基础性实验侧重培养学生的基本实验技能、基本实验数据分析能力和基本工程素质；综合设计性实验侧重训练学生电路级的综合设计能力和系统级的开发应用能力；自主探究性实验侧重提高学生自主性探索研究能力和解决实际问题的工程能力及创新能力。实验内容注重工程性和探究性，开发了系列化的面向工程实际的实验项目。

图1 “三大课群”理论课程体系、“三个层次”实验课程体系

转变实验教学模式，突出以学生为中心

实验中心在发挥自身优势的基础上，与国内外知名企业联合，借鉴国内外院校的先进经验开展教学。中心注重激发学生学习兴趣和主动学习意识，强化学生创新实践能力和工程实践能力培养，将理论与实践、课内与课外、学校与企业、个性与普适结合，组织实施教学，积极探索与培养目标相适应的教学方法。

中心提出了实验教学方法的“三个转变”，即转变实验辅导解答为实验引导启发，转变面向实验结果为面向实验过程，转变单一实验方式为多元实验方式，旨在形成以学生为中心的实验教学新模式，培养学生的自主实践能力和探索精神。

转变实验辅导解答为实验引导启发。在实验项目选择和实验方案的设计过程中，期待学生遇到问题，对于学生在实验中遇到的问题，教师并非直接解答，而是给予原理性或方法性的引导启发，让学生在分析与解决实验问题的过程中提高实践能力。

转变面向实验结果为面向实验过程。实验的目的不仅是获得期望的实验结果，更要引导学生观察实验过程中出现的现象，期待学生在实验过程中“遭遇”问题，并利用所学知识分析问题，探求问题深层次的原理，寻求问题的解决方法。

转变单一实验方式为多元实验方式。实行开放式实验教学，实验教学方式灵活多样：独立设课与联合设课相结合，课上实验与课下实验相结合，必修实验与自主实验相结合，鼓励团队协作与自主创新。

与此同时，实验中心改变实验教学成绩考核方法，对学生的知识、能力和素质进行综合评价。在实践教学成绩考核中，根据学生的实验过程现象分析、实验结果原理解释、实验面试等环节综合评定学生实验成绩，推进学生的自主学习、合作学习、研究学习。

引入问题驱动教学，理论实验深度融合

实验中心推行了“基于问题驱动”的研究性教学，将理论教学与实验教学紧密结合，通过问题提出、问题分析、问题解决等环节，实现融知识传授、能力培养、素质教育于一体。如针对滤除语音信号中的干扰噪声，信号最高频率未知的信号抽样，集成电路的故障分析等问题，引导学生针对问题进行理论分析，边研究边实验，最终解决问题。

实验中心依托校企联合人才培养基地，实行对学生的校企双导师联合培养。在工程实践和毕业设计等环节，校企双导师优势互补，指导学生在企业开展现场实践和课题研究，培养学生解决工程实际问题的能力、科技研发和组织管理能力。

启动“3+1”和“3+1+2”培养模式，开展了卓越工程师产学联合人才培养试点。其中，“3+1”模式是学生在校内接受专业教育3年，到企业实践1年；“3+1+2”模式是在“3+1”模式基础上的本硕一体化人才培养，在两年全日制专业学位硕士研究生教育中企业实践时间为1年，本科阶段和研究生阶段企业实践累计为两年。

积极探索人才培养模式改革，实验中心以专业建设为载体，统筹改革人才培养体系与教学方法，成立了多个有特定培养内涵的试点班，如本硕博连读实验班、本硕连读试点班、卓越工程师班、国际班等。在人才培养模式改革中，充分发挥学科知名教授和企业导师的作用，不断将科研成果和工程技术引入实验教学，提高学生的创新创业能力。

如学院简水生院士主持的“通信工程本硕博连读实验班”，侧重学生科研能力和科学创新精神的培养。学生大三时进入其光波技术研究所开展科研工作，院士为学生做专题报告并每周组织学生开展研讨，极大地激发了学生的学习兴趣，拓展了学生的科研视野，在高素质创新人才培养方面取得了明显成效。

构建先进实验平台，服务全校教师学生

实验中心自成立以来，通过学校“211工程”项目、卓越工程师人才培养计划、专业综合改革试点、学校教学专项等建设资金投入，并通过与通信企业、铁路局等合作以筹集实验室平台建设资金，建设优良的实验实践教学环境。目前，实验中心设备总价值6 000多万元，实验中心设备先进、资源集约、功能齐备，为实验项目及内容的高质量实施提供了有力保障。

学校每年为实验中心投入至少60万元的经费用于仪器设备的一般性更新，实验室设备、系统软件和环境维护有专项经费，能够确保设备完好。所有的实验系统软件能够随时升级，实验数据也能够根据现场变化及时更新。实验中心仪器设备不仅向实验学生开放，而且向全校师生及其他院校及研究单位预约开放，仪器设备利用率在90%以上。

实验中心建有基础电工实验室、基础电子实验室、系统集成（DSP、嵌入式等）实验室、新技术实验室、电磁场与电磁兼容实验室、微机接口与单片机技术实验室等，这些专业基础实验室与专业和学科实验室相衔接，有利于科研成果转化为实验教学内容，有利于专业教师与专业基础教师相互交流，专业实验室包括现代通信网实验室（新一代通信、无线移动通信、自组织网络通信等）、下一代互联网实验室、光通讯与光器件实验室、基于通信的列车控制实验室、轨道交通控制实验室、微电子技术实验室、信号与图像处理实验室、信息安全实验室等。

建高水平师资队伍，促中心可持续发展

师资队伍的整体实力决定了专业建设的水平和人才培养的质量。按照“人事相宜、和谐发展”的队伍建设理念，中心通过政策引领、搭建平台、资金支持、营造环境等措施，优化师资队伍结构，培育骨干教师队伍，造就创新拔尖人才，形成了教师成长与事业发展和谐共进的局面，造就了一支教学与科研兼备、综合素质高的师资队伍。

电工电子基础课程教学团队被评为部级教学团队，造就了中组部首批“”教学名师、部级教学名师。实验中心教师积极参与教学科研工作，承担了40多项国家和省部级教研项目，出版了40多本电工电子系列化教材。承担了100多项国家和省部级科研项目，并及时将科研与教研成果应用于教学，转化为学生毕业设计、教师教学和教材建设的素材。

中心制订教师进修与培训计划，有计划地安排中青年教师到国外知名大学学习和到企业进行锻炼，优化师资队伍学历结构和年龄结构。中心注重教学与科研相结合、理论教学与实践教学结合、学科建设与专业建设结合，充分发挥本专业教学名师和学术大师的示范与引领作用，努力将学科优势转化为人才培养优势，不断提高教学质量。

青年教师是学术骨干培养的基础，也是造就学术大师的土壤，中心要求青年教师“明确一个方向、融入一个团队、讲好一门课程、做好一个课题、写好一篇文章、展现一个特长”。中心在进修深造、研究经费、岗位晋升、评先推优等方面，支持在实践教学中有所作为的中青年教师，将青年教师出国和企业进修作为履行岗位职责的基本要求，积极营造青年教师成长的良好环境。

充分发挥教师的特长，充分尊重教师的个性，构建“按需设岗、公开竞聘、合同管理”的用人机制，调动广大教师的积极性和创造性。按照课程群设置责任教授和教学团队，明确责任教授的职责，按照课程群组织教学研究活动，包括教学大纲制定、教材编写、课件制作、实验项目开发，教学难点研讨等，不断提高教学团队的整体水平。

教学质量不断提高，培养优秀创新人才

电工电子基础课程建设的受益面广，覆盖学校电子电气信息类本科专业4 000余名学生。每年约有2 000名学生积极参加各级大学生创新实验项目200多项以及各类学科竞赛项目（电子设计竞赛、嵌入式系统竞赛、挑战杯竞赛等）。近年来，学生获得全国性学科竞赛奖50多项，大学生创新实验项目有60多项被评为部级项目。在北京市组织的高校电子设计竞赛中，学校一直位于北京高校前三位，2014年获得北京市第一名的优异成绩。最近几年，电子信息相关专业的学生深造率和就业质量稳步提高，国内外深造率在60%以上，学生就业率达到98%。许多学生被美国和欧洲等国外知名大学录取，被保送到清华大学、北京大学等高校深造，其知识和能力受到普遍好评。

中心建设了丰富的教学资源，发挥了积极的示范与辐射作用：建设了10多门部级课程及其教学网站，面向社会开放，免费赠送教学案例和实验项目；出版了40多本电工电子教材，已被国内100多所高校采用。实验中心每年接待国内外50多所大学教师来校参观，多次应邀在全国性或地区性教学研讨会上介绍电工电子实验教学的经验，并应邀赴50多所院校进行示范教学和教学交流。

主任简介

陈后金，博士，教授，博士生导师，北京交通大学电子信息工程学院院长，电路与系统博士点学科带头人，部级电工电子实验中心主任。部级教学名师，部级教学团队负责人，教育部电工电子基础课程教学指导委员会副主任，高等学校电路和信号系统研究会副理事长，北京电子学会教育委员会主任。

主要研究方向为数字信号与图像处理等，在美国RICE大学和TEXAS大学研修信号处理多年。主讲多门本科生和研究生信号与图像处理系列课程。主持建设了部级教学基地、部级实验教学示范中心，主持建设了部级精品资源共享课程、部级精品课程、部级双语教学示范课程，主编出版了部级规划教材和部级精品教材。近年来，主持10多项部级教研项目和20多项国家和省部级科研项目，发表20多篇教研论文和100余篇科研论文。先后获得了部级教学成果奖、宝钢优秀教师特等奖、高等学校青年教师霍英东奖以及多项省部级科技进步奖，被评为北京市教育创新标兵、铁道部青年科技拔尖人才、教育部新世纪优秀人才、全国优秀教师，入选首批中组部“”教学名师。