基于创新能力培养的电子信息实验教学研究

张同华 （芜湖信息技术职业学院电子信息系，安徽 芜湖241003）

李晓辉 （安徽大学电子信息工程学院，安徽 合肥230039）

韩名君 （芜湖信息技术职业学院电子信息系，安徽 芜湖241003）安徽大学电子信息工程学院，安徽 合肥230039

当前，我国经济正处于快速发展阶段，然而大学毕业生的整体素质却远不能满足社会需求，因而强化大学生创新能力与素质的培养成为高校的迫切任务。为了做好培养大学生创新能力工作，应以创新能力的认知论为导向，根据不同专业的特点设计相应的教学环节，并采取适当的教学方法，以达到提高学生创新能力的目的［1］。高校实验教学是培养大学生创新能力的重要平台。在目前高校电子信息类的相关专业实验教学中，实验指导老师习惯于固定的教学模式，实验室软件硬件条件均不足，上述情况制约了实验教学对大学生创新能力的培养。为此，笔者结合省级电工电子实验教学示范中心的建设情况，进行了基于创新能力培养的电子信息实验教学研究。

1 实验教学中创新能力的培养

实验教学是培养大学生创新能力的重要途径。在实验教学中，应当着重在如下几方面培养大学生的创新能力与素质［2］：①多样性思维。创新人才的思维特征具有多样性和发散性，通过让学生设想多种实验原理、实验方案和操作步骤的方法，可以训练多样性的思维能力。②独立性意识。创新人才的人格特征是勇于在未知领域中探索，因而在可能的情况下，指导教师应鼓励学生独立自主地完成实验任务，培养学生独立解决问题的能力。③批判性观点。应当让大学生评价现有实验方案来强化大学生对事物持有批判性观点的能力。

鉴于目前高校实验教学中师资现状以及教学要求，在大学基础规范型和综合设计型实验阶段中强化培养大学生的创新能力是高校实验教学的当务之急。就高校电子信息专业而言，在实验教学中通过增设相关教学环节，可以达到培养大学生创新能力的目的。

2 基础规范型实验的课程设计

电子信息专业的基础规范型实验的主要教学目标是要求学生掌握实验方法和规范操作技能。在该类实验中，可以通过增设让学生设想各种实验方案和让学生评价现有实验方案2个教学环节，达到培养学生创新能力的目的。

1）让学生设想各种实验方案 在学生预习实验讲义所提供的标准实验方案后，要求学生设想不同的实验方案，通过增设该教学环节来进行多样性思维的训练。对该教学环节的考核以学生设想方案的可能性和新颖性为标准，教师应及时对学生提出的设想方案进行点评来拓宽学生的视野。

2）让学生评价现有实验方案 在学生按讲义做完实验并对实验内容具有感性认识后，可要求学生找出现有实验方案存在的问题。教师对该教学环节的考核以找出实验方案的不足为标准，若学生能对实验方案提出改进意见，教师应予以充分肯定，以此来培养学生分析问题和解决问题的能力。

3）教学实例 以单片机驱动发光管模拟霓虹灯控制装置的实验为例，说明基础规范型实验教学中培养创新能力的实施过程。该实验是在外围电路硬件结构确定的情况下，通过设计驱动程序来验证单片机内置程序执行时对输出端口的控制效果。实验讲义已给出标准的实验程序，标准的实验程序是以循环结构并通过字节移位方式来实现控制功能。首先让学生设想各种实验方案。要求学生在实验前针对实验指导书提供的程序，另行编写各种可能的程序并实现对输出端的控制。从学生提交的实验报告中发现其设想的实验方案包括有以存储数据表的方式的实现控制、以多分支结构位操作方式实现控制和以定时器代替多重空循环实现控制等。指导老师对典型的方案作适当点评并建立方案档案库。然后让学生对现有实验方案进行评价。在完成实验后，要求学生在实验报告中对现有 “标准”实验方案的设计、原理、装置和步骤等方面进行书面评价，提出不足之处并提出改进意见。从学生提交的实验报告中发现其提出的改进意见包括有用单片机模拟软件直接在电脑上对电路及程序进行模拟、用电脑进行程序的编译输入和改用AT系列的芯片以简化外围电路等。教师对学生提出的改进意见应进行充分鼓励。

3 综合设计型实验的课程设计

电子信息专业的综合设计型实验教学的目标是培养大学生的解决实际问题的能力。在实验教师的指导下，要求学生根据实验方案，综合运用其所掌握的知识与技能来解决应用性问题。在教学过程中，可增设让学生了解实验内容中有关创新部分的历史和让学生独立完善实验过程的教学环节来达到培养学生创新能力的目的。

1）让学生充分了解经典综合性实验的创新内容 教师通过介绍经典的综合性实验的历史，让学生了解其创新的发展过程。具体实施方式是教师在讲义中增设该类实验的创新要点，并在介绍实验内容时进行具体介绍。对该教学环节的考核是要求学生掌握经典的综合性实验的创新要点是什么。

2）让学生独立完善实验方案 教师选择适当的实验内容，在讲义中不提供详细的实验设计或实验步骤的指导方案，要求学生进行补充设计或制定实验步骤，独立完善实验方案。对该教学环节的考核以学生是否能完善实验方案为标准，以此培养学生通过独立工作来解决实际问题的能力。

3）教学实例 以嵌入式电路控制保温水箱实验为例，说明综合设计型实验教学中增设培养创新能力教学环节的实施过程。该实验为课程设计，其内容包括设计嵌入式可编程电路，编写控制软件、绘制PCB图、制作电路板和调试系统等。教师在了解实验创新历史的教学环节中应介绍电子的温控技术发展史，包括有芯片技术的发展而引起的控制电路革新过程以及由模拟电路到数字电路再到可编程电路的革新过程等。在进行学生独立完善实验方案的教学环节时，教师在实验指导讲义中可将嵌入式芯片的型号、温度传感器的类型和电加热的控制方式等因素确定下来，使实验具有可控性与可操作性，再要求学生独立完成相关程序的编写、PCB图的绘制、电路板的制作和系统的调试等工作。

4 结 语

高校实验教学是培养创新能力的重要平台，在实验教学中应着重加强以多样性思维、独立性意识及批判性观点为主的创新能力培养。笔者结合省级电工电子实验教学示范中心的建设情况，根据电子信息类专业的特点，在现有师资水平条件下，探索出可以有效强化培养大学生创新能力的教学方法。教学实践表明，上述改革提高了实验教学质量并受到学生欢迎，因而具有可行性。

［1］［美］A·J·斯塔科 ．创造能力教与学 ［M］．刘晓陵，曾守锤 译 ．上海：华东师范大学出版社，2003．

［2］孙进 ．德国大学教育的日常文化与创造力培养 ［J］．比较教育研究，2009（12）：60-64．