浅谈电子信息工程专业虚拟仿真实验室建设的研究和实践

  虚拟仿真实验教学中心建设将力争充分体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则,应用前景非常广泛。

应用型本科院校重应用,实践教学占有很大比重,为了充分利用教学资源,我校电子信息工程实验中心、虚拟仿真中心的建设工作进行完善,并对相关的实验项目进行整理,保证学生实践课程的完成,并对中心的管理和运行机制进行研究,形成一套行之有效的管理和运行机制。

采取的主要措施:

1、建立虚拟仿真实验教学新体系
  (1)设置相应的学分,鼓励学生积极参加虚拟实验的学习。随着教学改革的进一步深化,课程总学时特别是专业基础课程学时数大幅度压缩,因此迫切需要课程体系进一步整合。在理论课时压缩的背景下,实验课程的比例需要适当的增加。根据理论知识的要求,开设一定数量、难度的虚拟实验,给予相应的学分,规定各专业本科生的最低实验学分。

(2)优化实验教学资源,促进创新能力的培养。按照信息化条件下对新型人才的培养要求,在传统实验的基础上,删减陈旧过时或与新专业特点不符的实验内容,关注市场需求和学生兴趣点,将产学研相结合,通过引进或自主研发等方式丰富虚拟仿真实验教学资源,研讨论证虚拟实验内容,科学分配学时数。从内容上将实验分为基础实验、设计性实验和专题研究等几个层次。从性质上分为必选、任选和限选实验等。单独制定虚拟实验教学计划和教学大纲。坚持以反映新技术、新知识,注重培养创新能力为目的,使实验课程体系得到整合优化,突出专业特点,保证实验教学的系统、完整与科学。


图1 基础理论教学仿真实验

图2 专业教学仿真实验课程体系

  2、加强教师水平与实验教学水平建设
  为了保障实验室的质量,各实验室负责人要求教学水平与科研水平兼备。以核心技术队伍建设为重点,带动实验技术队伍综合素质的整体提高。选拔骨干教师充实实验教学、管理队伍。根据工作需要和岗位规划,吸引不同学历、不同能力、不同技术特点的人才应聘不同岗位,优化实验教学中心人员组成结构。建立科学合理的青年教师培养计划,发扬传帮带的优良传统。确保实验室长期有序的建设与可持续发展。

3、建立科学合理的虚拟仿真实验中心评价机制
  围绕学生综合素质发展和创新能力提高这一目标,制定包含实验教学资源、信息平台、实验教学队伍、实验教学效果、管理保障的全方位、规范化的评价体系。
4、完善教学管理与共享平台
  虚拟仿真实验教学系统是依托学校校园网的公共实验教学平台,要保证虚拟仿真实验教学资源的开放共享和充分使用,必须坚持“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的指导思想,采用引进或自制的方式打造适应现代教育新发展的教学平台。

取得的成果:

1、通过合理的引入Proteus、Matlab、DXP、Multisim、Labview、FLASH、CAD等主流的专业虚拟软件,节省开发成本,将实验内容与最新的电子技术结合。最后在专业课程虚拟仿真平台的基础上,打造科学创新虚拟实验平台,并与CDIO工程教育中心结合,完成虚拟仿真与实践创新的结合。

2、整合实验教学资源,实现实验室的真正开放

虚拟仿真实验可以提供开放式实验环境,真正实现实验室向学生开放。学生可以打破时间和地域的限制完成相关的教学实验。由于虚拟仪器系统的支持,学生可以自拟、自选实验题目,自行组织实验,变使用现成的仪器为开发自己的仪器进行实验,摒弃传统的灌输式教学方式,让学生自主参与到教学中来,最大限度地发挥学生的主动性和创造性。这种学生自主探索的学习活动,可使他们的个性得到发展,创造能力得到提高,最大程度地锻炼和开发学生的创新能力,极大地激发学生的学习兴趣。

3、改变实验教学模式,培养科技创新人才

传统实验大多数以验证性为主,实验内容单一,学生无需思考,按部就班地按照实验步骤就可以做完实验,缺乏设计性和创新能力的培养。引人虚拟仿真实验,可灵活地增加各种设计性实验内容,使学生根据实验要求,自行设计实验方案,以各种形式输出检测结果,实时进行分析。因此,虚拟仿真实验不仅能锻炼学生的独立构思和设计能力,而且能激发学习的兴趣,这样更有利于培养出具有创新精神和实践能力的人才。

我院通过不断地进行虚拟仿真实验教学方法和课程改革,为以后的学生学习工作奠定了基础,也为以后的教学工作奠定了基础,在此之上,定能培养更多更好的学生,服务于电子信息工程研发产业。


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