创新训练项目成果在实验教学中的应用

郝小江，唐 宇，黄 昆，曹玉东

(攀枝花学院 电气信息工程学院，四川 攀枝花 617000)

创新训练项目成果在实验教学中的应用

郝小江，唐 宇，黄 昆，曹玉东

(攀枝花学院 电气信息工程学院，四川 攀枝花 617000)

为了提高大学生实践创新能力，该文结合创新训练项目“单片机PID控制直流电机转速”获得的阶段性成果，将其融入本科生的专业综合实验中。分析了创新训练项目结题后的现状和在专业综合实验教学中的实施步骤、途径方法。实践表明，把创新训练项目应用到专业综合实验中，扩大了学生的受益面，让更多的学生参与到创新训练项目中，同时丰富了综合实验教学，加强开放实验效果，提高了学生的实践能力、创新能力。

创新训练项目；实验教学；成果应用；综合实验

大学生创新训练计划项目作为推动创新人才培养的重要措施，对调动本科生的主动性、积极性和创造性有重要作用。目前创新训练项目在结题后，并没有进一步应用，而按照项目管理要求，鉴定通过的优秀项目，应加以推广，并应用到实际教学工作中。攀枝花学院电气信息工程学院的4个本科专业中，按照教学计划都开设有专业综合实验。为提高学生实践综合应用能力，把优秀的创新训练项目应用于专业综合实验，让更多的学生有机会参与大学生创新训练计划项目，充实专业综合、设计实验课堂教学内容，提升学生的学习积极性和主动性，提高学生的实践能力和创新意识[1-3]。

1 创新训练项目现状

电工电子实验中心自2007年5月被四川省教育厅批准为四川省高等学校实验教学示范中心建设项目以来，共申报校级大学生创新训练项目55项，国家级创新训练项目3项，省级创新训练项目6项。校级大学生创新训练项目都已结题，鉴定结论良好。从已结题的项目中选取符合各专业培养要求的创新实验题目作为专业基础综合实验，用以充实实验教学内容，丰富学生实践能力培养方式渠道，探索创新人才的培养模式[3-4]。

目前参与创新训练项目计划的学生以全日制本科大二、大三学生为主，他们学有余力、品学兼优，有较强的创新意识独立思考能力，对创新实验具有浓厚兴趣的少部分学生，参与创新训练项目实验的学生占比少。创新训练项目在结题后没有进一步地应用，学生和指导老师都觉得已经结题，任务已完成，作为原始资料封存起来。这样就限制了其应用范围，没有辐射到更多更好的学生实践能力培养中。

2 教学改革措施

基于创新训练项目的现状，把结题后的创新训练项目应用于专业综合实验。创新创业训练项目主要是培养学生创新能力和创新意识，对学生要求很高。如何选取内容要求符合专业教学计划的创新训练题目作为专业综合实验，需要实验指导教师对实验教学大纲、教学目的、教学内容和教学要求等提出更高的要求，要能提高学生实践能力兴趣，按时完成专业综合实验内容。通过把创新训练项目应用在专业综合实验教学中，扩大学生的受益面，让更多的学生参与到创新创业训练项目中，培养学生分析问题和解决问题的能力以及自主设计创新的能力，为接着完成毕业论文设计及参加工作后的创新工作打下坚实的基础。通过开展创新创业训练实施计划，提高学生实践动手能力，带动学生在本科阶段形成创新创业教育氛围。同时，把创新实验建成多元化开放实验模式，进一步开展创新实验的基本操作训练，探索创新人才的培养模式，建立如何把创新实验应用到实验教学的教学方法[5-7]。

3 实施方案

按照“攀枝花学院大学生创新创业训练计划项目暂行管理办法”，在已经结题并取得良好效果的创新训练项目中，将大学生创新训练项目“单片机PID控制直流电机转速” 应用在电气工程与自动化的专业综合实验教学中。先在这两个专业进行试验，然后逐步扩大到电子信息工程和测控技术与仪器等专业。

在创新训练项目“单片机PID控制直流电机转速”中，应用数字PID模型，采用工程经验公式对控制器参数比例、积分、微分进行整定，应用单片机作为控制核心，用矩阵键盘设定电机的转速并显示出来，同时显示电机正常运行转速。单片机定时器产生PWM(pulse width modulation，PWM)调宽输出，经过PID计算，用电机驱动模块L298N驱动直流电机，并测量电机转速，形成闭环控制系统，将设定转速与测得转速进行比较，调节电机转速。

该实验综合运用自动控制原理、单片机原理及应用、计算机控制控制技术、电子线路设计和仿真技术等课程，具有很强的综合性，实践性。该实验教学考核在保证对学生基本知识考核的基础上，培养学生分析和研究问题的能力，强化创新能力和创新精神的考核与培养。开展创新实验教学，使实验教学活动更具直观性、实践性和创新性。

将此创新训练项目应用在学生专业综合实验中，共32学时，每次连上4节课，共上8周，这样有利于实验教学的正常进行。学生进行查阅资料、设计实验方案、仿真设计、电路原理图设计及PCB设计制作、元器件焊接组装、系统调试。在实验过程中具有很强的灵活性，学生在单片机的选择上可以多元化，可以选择51单片机、AVR单片机和MSP430单片机等。在PID参数分析选择上也可灵活多样，先行进行仿真设计选择出合适的PID参数。电机驱动可以选择L298N、ULN2003、LG9110等。在测速时可以选择霍尔测速传感器、光电传感器等。采用Labcenter Electronics公司的Proteus 仿真软件和Keil软件进行联合仿真设计。在仿真设计(软硬件设计)正确后，再用Protel DXP或Altium Desinger软件进行电路原理图的绘制及PCB板的设计。最后要求学生制作PCB板，系统元器件的组装、测试调试[8-9]。

为推动大学生创新训练计划，搭建学生创新实验室两间，共有学生80余人。创新实验室开展各种创新创业活动，为学生进行科技创新活动提供了非常好的软硬件环境，为学生创新训练计划搭建好的创新环境。同时举办大学生创新创业成果交流展示会，广泛宣传大学生创新创业训练的目的和作用，激发学生对创新训练的兴趣。

4 解决的关键问题

创新实验的实验教学中，项目选题要合适，要自主设计实验、完成实验、管理实验、撰写实验总结报告。每个项目都配备导师指导，学生是项目的主体。学生要对创新训练项目的研究方案及技术路线进行可行性分析，在实施过程中不断调整优化，在开展创新实验教学的探索实践中，实现传统实验教学向创新实验教学的转变，突出学生在教学中的主体地位，把创新训练实验项目、实验方法、实验过程应用在普通实验教学中[10-12]。

根据实验内容和要求，由学生自己查阅资料、设计实验方案，激发学生的创新思维，满足学生成就感。通过创新实验教学方法，达到学生集知识探索、能力培养、素质提高、协调发展于一体的教育教学目的。建立和实施以创新能力考核为主的实验考核体系，考核学生在掌握知识、培养科学思维和创新意识方面的情况。

5 结束语

我校自 2008 年开展大学生创新训练计划项目工作，学校制定了“攀枝花学院大学生创新创业训练计划项目暂行管理办法”，对大学生创新训练项目进行申请、评审、中期检查、结题验收，保证项目的顺利实施。在实施大学生创新训练计划过程中，始终以提高大学生实践创新能力为核心，经过几年的探索与实践，积累了一定的经验，提升了我校大学生创新训练计划项目创新能力。同时把大学生创新训练计划纳入人才培养方案和教学计划，重视大学生创新训练计划。

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[3] 周正, 陈泽军, 黄光杰, 等.科研成果在材料工程专业实验教学中的应用与实践[J].中国现代教育装备, 2014(21): 6-8.

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Application of Innovation Training Project Results in Experimental Teaching

HAO Xiaojiang, TANG Yu, HUANG Kun, CAO Yudong

(School of Information and Electric Engineering, Panzhihua University, Panzhihua 617000, China)

In order to improve the practical innovation ability of college students, this paper combines the stage results obtained in the Innovation Training Project “PID MCU to control the speed of DC motor” and incorporate it into the comprehensive experiment of undergraduate.We analyze present the status quo of the innovation training project and ,the implementation steps and methods in the comprehensive experimental teaching.The practice shows that after applying the innovation training project to the comprehensive experiment, we can enlarge the benefit of the students, get more students to participate in the innovation training project, enrich the comprehensive experiment teaching, strengthen the effect of open experiment and thus improve the students' practice ability and innovation ability.

innovation training project; experimental teaching; application of the results; comprehensive experiment

2015-07-20；修改日期:2016-11-25

攀枝花学院教育教学改革与研究资助项目(JJ1407)；2014年度省级大学生创新创业训练计划项目(201411360027)。

郝小江(1973-)，男，硕士，高级实验师，主要从事微计算机、实验教学与研究方面的工作。

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.01.028