1“大基礎(chǔ)、大工程”人才培養(yǎng)模式

我院于1995年就組織學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)大賽，通過(guò)近幾屆的賽前培訓(xùn)和正式比賽發(fā)現(xiàn)學(xué)生的理論基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，動(dòng)手能力較弱，工程素養(yǎng)較差，設(shè)計(jì)方案生搬硬套，創(chuàng)新意識(shí)較弱等方面的問(wèn)題。說(shuō)明現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式和課程體系急需改革。我院在2005年對(duì)自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)按電氣信息大類制定人才培養(yǎng)方案，將各專業(yè)的公共基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)模塊進(jìn)行整合，建立了統(tǒng)一的公共基礎(chǔ)平臺(tái)和學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)，并率先在我市高校實(shí)行按大類招生的培養(yǎng)模式。同時(shí)在“大基礎(chǔ)、大工程”的教育理念指導(dǎo)下，加強(qiáng)了工程實(shí)踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，開(kāi)始“2+1+1”人才培養(yǎng)模式改革實(shí)踐。“2+1+1”模式即:前兩年按電氣信息學(xué)科大類進(jìn)行“大基礎(chǔ)”的基礎(chǔ)理論教學(xué)，面向電氣信息類所有專業(yè)設(shè)置;第三年根據(jù)學(xué)生志愿按專業(yè)方向進(jìn)行分流培養(yǎng);第四年根據(jù)市場(chǎng)需求和學(xué)生的就業(yè)情況進(jìn)行工程能力的培養(yǎng)。“2+1+1”分段培養(yǎng)充分貫徹了“大基礎(chǔ)、大工程”的教育理念，體現(xiàn)了我院“通才與專才相結(jié)合、共性和個(gè)性相結(jié)合、個(gè)人發(fā)展與行業(yè)需求相結(jié)合”的人才培養(yǎng)特色。參與電子設(shè)計(jì)大賽的學(xué)生主要是三年級(jí)的學(xué)生，通過(guò)兩年電類基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)有了一定的理論基礎(chǔ)，在第三年的專業(yè)分流培養(yǎng)過(guò)程中，主要是開(kāi)設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)課程，并配以相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，而針對(duì)電子設(shè)計(jì)大賽的綜合性、個(gè)性化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)較少，目前我院主要通過(guò)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽教練組組織學(xué)生進(jìn)行課外培訓(xùn)解決。因此，對(duì)于進(jìn)入專業(yè)階段學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)素質(zhì)較好的學(xué)生有必要提前開(kāi)設(shè)類似于專業(yè)綜合設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性和個(gè)性化的實(shí)踐環(huán)節(jié)，為電子設(shè)計(jì)大賽鍛煉隊(duì)伍，提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。

2電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與實(shí)踐教學(xué)改革

我院經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，在“大基礎(chǔ)、大工程”背景下構(gòu)建了4層次(實(shí)踐技能層、學(xué)科基礎(chǔ)層、綜合應(yīng)用層、創(chuàng)新實(shí)踐層)和12類(計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、物理實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐……等)實(shí)踐活動(dòng)融合貫通的“4•12”實(shí)踐教學(xué)體系(見(jiàn)圖1)。實(shí)踐教學(xué)按“分層培養(yǎng)，階梯遞進(jìn)，逐步提高”的方式進(jìn)行，通過(guò)開(kāi)設(shè)階梯式工程實(shí)訓(xùn)系列課程，每一個(gè)階段完成對(duì)一種能力的訓(xùn)練，循序漸進(jìn)地提升學(xué)生工程認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和實(shí)施能力，體現(xiàn)了能力訓(xùn)練的漸進(jìn)性。在原有的人才培養(yǎng)方案中，專業(yè)綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)主要集中在四年級(jí)開(kāi)設(shè)，相對(duì)于電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽有一定的滯后性，因此，可以考慮將一部分的四年級(jí)階段的實(shí)踐環(huán)節(jié)提前到三年級(jí)下學(xué)期進(jìn)行，但同時(shí)這樣的調(diào)整必然會(huì)影響到常規(guī)教學(xué)計(jì)劃。下面就我院多年競(jìng)賽培訓(xùn)和實(shí)踐教學(xué)的情況提出相應(yīng)的改革措施。

2．1建設(shè)柔性綜合實(shí)踐教學(xué)體制

專業(yè)綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)可以考慮在三年級(jí)下學(xué)期和四年級(jí)上學(xué)期分別開(kāi)設(shè)，學(xué)生可以選擇在任意階段完成該環(huán)節(jié)，采用分散和集中相結(jié)合的管理方式，為了不過(guò)多影響原有的教學(xué)進(jìn)程，在三年級(jí)下采用分散方式進(jìn)行綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，針對(duì)參加電子設(shè)計(jì)大賽和一些學(xué)有余力的學(xué)生，主要為三年級(jí)的學(xué)生，也可以吸收大二的學(xué)生參與實(shí)踐過(guò)程，輔助三年級(jí)同學(xué)完成電路板的繪制以及元器件的焊接等工作。在學(xué)生選課前，每位電子設(shè)計(jì)大賽指導(dǎo)老師擬定1或2個(gè)綜合實(shí)踐題目，每個(gè)題目限定一組學(xué)生(3人)完成，指導(dǎo)教師定期對(duì)課題進(jìn)展情況進(jìn)行監(jiān)控，學(xué)期結(jié)束前，指導(dǎo)教師組根據(jù)課題完成質(zhì)量以及答辯情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，考核通過(guò)的學(xué)生提前獲得相應(yīng)專業(yè)綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)分。建立柔性的綜合實(shí)踐教學(xué)體制，將電子設(shè)計(jì)培訓(xùn)工作轉(zhuǎn)換為實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，能有效的調(diào)動(dòng)師生雙方的積極性，使參賽學(xué)生提前完成綜合性設(shè)計(jì)能力方面的訓(xùn)練，為后期的集中培訓(xùn)環(huán)節(jié)奠定了基礎(chǔ)。

2．2完善導(dǎo)師責(zé)任制

通常集中綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是一位老師面對(duì)多組同學(xué)，整個(gè)環(huán)節(jié)集中在2到3周的時(shí)間，而很多老師在此階段還有其他的授課教學(xué)任務(wù)，指導(dǎo)的時(shí)間和效果都無(wú)法保證。通過(guò)柔性的實(shí)踐教學(xué)方式，并將整個(gè)2到3周的集中實(shí)踐環(huán)節(jié)分散到整個(gè)學(xué)期進(jìn)行，老師可以在整個(gè)學(xué)期中彈性安排指導(dǎo)工作，并對(duì)實(shí)踐過(guò)程有效的監(jiān)控，實(shí)踐過(guò)程的控制可以參照畢業(yè)設(shè)計(jì)的管理模式。指導(dǎo)教師主要為參與電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的教練組成員，同時(shí)具有科研項(xiàng)目的其他教師也可以提出相應(yīng)的題目供學(xué)生選擇［8］。教練組人員配備采取“以老帶新”方式，老教師在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中充當(dāng)組織者和技術(shù)帶頭人，青年教師主要承擔(dān)具體指導(dǎo)工作，每個(gè)青年教師都有相應(yīng)的老教師作為直接責(zé)任人，形成“指導(dǎo)梯隊(duì)”，即有利于發(fā)揮青年教師的主觀能動(dòng)性，也能有效利用老教師的豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)［9］。同時(shí)我院在指導(dǎo)教師工作開(kāi)展方面也提供許多便利條件，如設(shè)立電子設(shè)計(jì)大賽專用實(shí)驗(yàn)室，并提供相應(yīng)的硬件設(shè)備和元器件支持，同時(shí)面向全院老師開(kāi)放專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，專任教師可以參與指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)工作并從事相應(yīng)的科研工作。

2．3建立開(kāi)放性綜合實(shí)驗(yàn)室

從我校參加電子設(shè)計(jì)大賽以來(lái)，培訓(xùn)和指導(dǎo)工作一直由我院相關(guān)老師組織負(fù)責(zé)，培訓(xùn)基地以前只能依托于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心或?qū)I(yè)實(shí)驗(yàn)中心，主要的儀器設(shè)備都必須從實(shí)驗(yàn)中心借用，培訓(xùn)時(shí)間也集中安排在暑假期間，給實(shí)驗(yàn)室的管理工作帶來(lái)了極大不便，尤其是近幾年學(xué)生參賽人數(shù)的增多，各方面資源矛盾顯得尤為突出。建立開(kāi)放性的綜合實(shí)驗(yàn)室能有效解決資源分配的矛盾，開(kāi)放性綜合實(shí)驗(yàn)室作為專業(yè)實(shí)驗(yàn)中心的一個(gè)下設(shè)實(shí)驗(yàn)室，服從實(shí)驗(yàn)中心的統(tǒng)一管理，其核心作用是承擔(dān)學(xué)生課外電子制作輔導(dǎo)和各類電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的培訓(xùn)任務(wù)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，為學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供寬廣的平臺(tái)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室也針對(duì)大四學(xué)生開(kāi)設(shè)專業(yè)綜合設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。儀器設(shè)備實(shí)行“專用專管”制度，實(shí)驗(yàn)室單獨(dú)配套各類專用儀器設(shè)備，不占用其他實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室可以安排電子設(shè)計(jì)大賽指導(dǎo)老師作為管理人員，各專用設(shè)備落實(shí)相應(yīng)的責(zé)任人。開(kāi)放性綜合實(shí)驗(yàn)室是針對(duì)全校參加電子設(shè)計(jì)大賽的學(xué)生和老師開(kāi)放，學(xué)生須經(jīng)過(guò)校級(jí)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的選拔測(cè)試，合格者方能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參加各項(xiàng)培訓(xùn)活動(dòng)。在“大基礎(chǔ)，大工程”原有實(shí)踐教學(xué)模式下，通過(guò)設(shè)立柔性實(shí)踐環(huán)節(jié)、完善導(dǎo)師負(fù)責(zé)制以及設(shè)計(jì)開(kāi)放性綜合實(shí)驗(yàn)室等措施，才能使我們的參賽學(xué)生在正式比賽之前得到一定綜合設(shè)計(jì)能力，并通過(guò)課程學(xué)分及答辯環(huán)節(jié)保證實(shí)踐過(guò)程的質(zhì)量。

2．4建立虛擬實(shí)驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)

在有限的空間和資源條件下，充分利用和結(jié)合校園網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，建立虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，幫助學(xué)生在電腦上結(jié)合仿真軟件自己設(shè)計(jì)檢測(cè)電路，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)學(xué)生和老師及時(shí)交流指導(dǎo)。指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)數(shù)字資源的建設(shè)為電子設(shè)計(jì)培訓(xùn)提供了有利的學(xué)習(xí)資源保障。有效鍛煉學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)就是在Web中創(chuàng)建出一個(gè)可視化的環(huán)境，其中每一個(gè)可視化的物體代表一種實(shí)驗(yàn)對(duì)象。通過(guò)鼠標(biāo)的點(diǎn)擊以及拖曳操作，用戶可以進(jìn)行虛擬的實(shí)驗(yàn)。整個(gè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)采用ASP．NET+SQLServer架構(gòu)，再利用客戶端Javascript腳本控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程。通過(guò)有效地運(yùn)用服務(wù)器安全策略，并配合客戶端Javascript驗(yàn)證技術(shù)，可以盡最大可能地保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性，同時(shí)也能減輕老師在檢查實(shí)驗(yàn)時(shí)的工作負(fù)擔(dān)。(1)網(wǎng)絡(luò)化的自主學(xué)習(xí)(強(qiáng)化學(xué)生理論基礎(chǔ)知識(shí))。建立一種新型的“學(xué)生中心論”的學(xué)習(xí)模式，給學(xué)生提供自由發(fā)揮想象力和進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的軟件平臺(tái)。利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，學(xué)習(xí)不再是一個(gè)被動(dòng)地接受知識(shí)的過(guò)程，而是主動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過(guò)程;學(xué)習(xí)者可以自主監(jiān)控自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，根據(jù)實(shí)際需求，自主選擇最適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)策略，見(jiàn)圖2。(2)網(wǎng)絡(luò)化的自主實(shí)驗(yàn)(提高學(xué)生工程應(yīng)用能力)。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，建立一個(gè)超越真實(shí)環(huán)境約束的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、自由討論、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)資源上的共享、內(nèi)容上的開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)上的交互，見(jiàn)圖3。(3)有的放矢，強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)檢測(cè)。常規(guī)實(shí)物實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)學(xué)生不預(yù)習(xí)，盲目實(shí)踐(盲人摸象)，通過(guò)這個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)控，使學(xué)生在實(shí)做測(cè)試過(guò)程中有的放矢，帶著問(wèn)題來(lái)，提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，有效地提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，在電子設(shè)計(jì)培訓(xùn)中起到了很好的指引檢測(cè)學(xué)習(xí)作用，見(jiàn)圖4。(4)普及性教育為主，精英為輔助，精英帶動(dòng)普及。在電子設(shè)計(jì)培訓(xùn)過(guò)程中，“全面撒網(wǎng)，發(fā)掘精英，并重點(diǎn)培養(yǎng);精英向同級(jí)或低年級(jí)學(xué)生進(jìn)行‘傳幫帶’，加快學(xué)生群體自我能力的提高，營(yíng)造良好學(xué)習(xí)氛圍”，這充分體現(xiàn)了老師的指引作用和學(xué)生的互助學(xué)習(xí)、以老帶新作用，以及團(tuán)隊(duì)合作精神。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是對(duì)教學(xué)模式、管理模式、交互方式等進(jìn)行全新建構(gòu)后形成的數(shù)字化自主、互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理工作環(huán)境，較好地解決了困擾目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)一步深化過(guò)程中的3個(gè)難點(diǎn):學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的信息披露和記錄適時(shí)性、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)數(shù)字資源的建設(shè)、突破傳統(tǒng)物資管理軟件重管理實(shí)物而輕服務(wù)教學(xué)的局限，形成了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)間和項(xiàng)目的自主選擇、背景知識(shí)和信息的適時(shí)支撐，符合進(jìn)一步提高本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行管理整體解決方案。

3多方位教學(xué)培養(yǎng)鍛煉

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是對(duì)學(xué)生全方位能力的一次綜合測(cè)試與檢驗(yàn)，根據(jù)歷年競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)，在自主學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，不僅提供多個(gè)課程的自學(xué)模塊(含教學(xué)視頻與強(qiáng)化聯(lián)系)，還對(duì)提供了電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽所需各類模塊。提高學(xué)生電子設(shè)計(jì)和實(shí)踐動(dòng)手能力，并在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中獲得顯著效果:(1)基本技能訓(xùn)練與單元電路設(shè)計(jì)。內(nèi)容多樣化，包括運(yùn)算放大器、信號(hào)發(fā)生器、常用傳感元器件等各種電路;并通過(guò)完成網(wǎng)絡(luò)實(shí)作，在線檢測(cè)調(diào)試和總結(jié)報(bào)告，學(xué)生均能掌握常用電子電路的設(shè)計(jì)與制作的能力。(2)EDA軟件(單片機(jī))系統(tǒng)的訓(xùn)練。學(xué)生初期可選擇Multisim、Protus等仿真軟件，以掌握電路仿真能力;同時(shí)開(kāi)設(shè)單片機(jī)編程的系統(tǒng)訓(xùn)練，學(xué)生根據(jù)自己能力，選擇了AT89S52、AVR、STM32等不同的MCU電路學(xué)習(xí)和掌握。(3)綜合系統(tǒng)訓(xùn)練與檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)前面網(wǎng)絡(luò)單元模塊學(xué)習(xí)與實(shí)做，根據(jù)學(xué)生軟硬件設(shè)計(jì)能力的偏向性劃分隊(duì)伍，能促成競(jìng)賽隊(duì)伍磨合成型;競(jìng)賽隊(duì)伍不斷參加校級(jí)省級(jí)比賽(如盛群杯，飛思卡爾等比賽)，以賽代練，能更好的了解比賽過(guò)程，積累競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)，為參加全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽做好充分準(zhǔn)備。

4結(jié)語(yǔ)

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為學(xué)生施展才能提供了舞臺(tái)，同時(shí)也推動(dòng)了“大基礎(chǔ)，大工程”人才培養(yǎng)模式下實(shí)踐課程教學(xué)改革。通過(guò)近幾年對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革，教學(xué)效果有了一定的提高，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中形成的綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰υ谌珖?guó)學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)(例如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和挑戰(zhàn)杯大賽)中得到了印證，成績(jī)逐年提高。但改革創(chuàng)新是永無(wú)止境，隨著新技術(shù)、新知識(shí)的不斷涌現(xiàn)，如何將其融入教學(xué)中，如何提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新、自主設(shè)計(jì)的能力，提高學(xué)生的工程素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才是高等學(xué)校的長(zhǎng)期任務(wù)。為此，我們將不斷地探索、努力提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

本文作者：楊奕、徐鵬、彭小峰 單位：重慶理工大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院