联合信息环境实验教学示范中心建设与探索

吴 苏， 周达华， 马知远

(海军工程大学 电子工程学院， 湖北 武汉 430033)

联合信息环境实验教学示范中心建设与探索

吴 苏， 周达华， 马知远

(海军工程大学 电子工程学院， 湖北 武汉 430033)

根据联合作战体系中信息获取、信息处理与信息运用的特点，在联合信息环境实验教学示范中心的建设中贯通信息通道，形成由“孤岛”到“联网”的信息化实验教学体系。以学员的创新思维培养为核心，不断提高教师教育理论，积极开展实验教学方法改革，努力提高实验教学质量，进行实验教学设施软硬件建设、优质资源整合、完善和健全原有规章制度，实现教学和科学管理的有机统一。

实验教学示范中心； 建设与改革； 联合信息环境

我校联合信息环境实验教学中心(以下简称中心)经过多年建设与发展，已建设成为通过聚合“教员、学员、数据、计算、知识”，开设面向全校各专业、各层次学员，涵盖信息的获取、传输、存储、分析、可视化等全信息流程的通识类实验课程和专业，形成面向院校新型人才培养、服务信息化教学科研、集实践与体验于一体的全开放、全覆盖的实验平台。中心设有计算机中心、微机原理与接口技术、软件工程、电子技术、电磁场与微波技术、天线原理等6个实验室13个分室，数据中心、超算中心、知识中心等基础保障平台，大学电子技术创新实践基地、计算机创新实践基地、创客空间等创新实践基地。新形势下，为适应创新型人才培养的新需求，体现信息获取、信息处理与信息运用的特点，逐步将各个独立的实验室进行了有机融合，贯通信息通道，形成由“孤岛”到“联网”的信息化实验教学体系，改革建设的核心思想是“整合现有信息资源，打通网络信息链路”[1]。

1 中心的教学理念

实验教学是高等教育的重要组成部分，中心以学科方向为主线，注重学科交叉和互补，秉承“厚基础、重实践、促创新、高素质”的实验教学理念，在夯实学员信息素养的基础上，通过课程的综合设计实践等，提升学员的知识综合应用能力；通过课外创新实践活动，提高学员的创新能力；通过专业综合实践，提升学员的独立思考、自学研究的工程素质[2]。

2 中心实验教学体系

中心经过多年的探索与积累，逐步形成了基础理论与操作技能、综合设计与综合演练、创新实践与竞赛3个层次的实验教学新体系。注重理论教学与实践教学的结合，注重科研实践与实验教学的结合，注重课堂学习与自主学习的结合，全面提升了学员的创新意识和综合素质能力，如图1所示。

图1 教学体系构建图

2.1 改革实验教学方式

为完成普通本科学历教育，培养德、智、体全面发展的新创新型综合人才，为学员的工程技术岗位任职和未来发展打牢科学文化基础和专业业务基础，中心积极对日常教学方式方法进行改革，创新教学模式。

(1) 注重实验教学和技术技能培养。采取小班化教学，实行本科生导师制，充分运用门类齐全的实验教学条件和案例教学、网络教学、专题教学、在线测试与训练等现代教学手段，加大提高性实验，特别是综合性实验的比例，理论与实践结合，增强学员动手实操能力。

(2) 紧贴实际需求，注重综合能力与专业素质培养。按照从事设计研究、工程建造、使用维护、维修实验工作的岗位技术需求，着力强化学员组织训练、管理教育和设备使用管理、维修保障等方面的能力，为工程技术岗位任职和未来发展打牢基础。

(3) 适应岗位发展，注重工程实践和创新能力培养。以实际专业工作岗位对信息人才的要求为牵引，开设综合设计课程、自主实验等环节，增强学员解决实际问题能力和实践创新能力，为学员胜任联合信息领域岗位全面打牢基础。在实验教学体系中，按照基础型实验、基本型实验、提高型实验、拓展型实验与创新实践的模式进行[3-5]。

2.2 优化实验教学内容和结构

在进行教学方式改革的同时，中心还积极对教学内容和结构进行优化，根据学科特点，合理分类实验教学，打通信息网络链路，围绕信息获取、信息传输、信息处理等领域关键技术，将实验分为5个类别、3个层次。根据分类分层思想，编写不同类别、层次的实验项目，实现了一个多层次、立体化的培养模式。另外，根据不同专业对信息类知识要求的深度的不同，构建满足不同专业要求的实验教学内容，进而构建一个互为补充、能力逐步提升的实验教学体系[6](见图2)。

(1) 开发综合设计性实验项目，培养学员的综合实践能力。经典实验是教学研究和教学的结晶。实验中心通过立项方式进行学科组合与整合，资助开展二级学科乃至一级学科课程群建设及实验体系的研究，实现原经典实验项目的综合性和设计性。依托我院横跨通信与信息系统、系统工程2个博士学位二级学科点的优势，对综合设计性实验项目进行了设计(学科的交叉)，有效拓展学员科学研究方法和学科关系。在学校范围内组织科技创新竞赛，既拓展了学员的知识领域、优化知识结构，又拓展了实验教学中心的科研思路，做到了“奇思妙想、贴近生活”。

(2) 以学员为中心，广泛开展自主式、研究式教学。在传统的实验教学中，过分强调“教”的中心地位，忽略了“学”的主观能动性，学员按教材上所写的实验步骤进行操作、撰写实验报告，教员评定实验成绩。这种实验教学模式使教学易于组织，所需实验设备、测试设备相对固定，但这种教学模式很难做到因材施教，不利于培养学员学习的兴趣，难以激发他们的创新思维。教育改革提出了“以人为本、以学员为主体、教师为主导，让学员自主实验”，可在我国高校现行的实验室条件和教育管理体制下，难以实施像欧美国家的高校一样对学生全方位的开放。但通过近5年的探索与实践，实验中心逐步采取具体措施，逐步形成开放式实验教学，各实验室全天候开放，学员可以随时进入实验室[7-9]。

(3) 采取导师负责制对基础好的学员进行科学素养的培训，形成了“基础—综合—创新”的开放式实验技能和科学素养的培训体系；部分实验课程采用“试错性”实验教学方法，从实验准备、实验过程到实验数据分析，都以学员为主体，教员故意给出错误的方法、结论或错误的仪器状态，让学员根据自己所学的知识进行分析判断，并提出正确的解决方法，有效激发学员的学习兴趣，有助于提高学员分析问题、解决问题的能力，有利于学员创新意识的培养。

(4) 引入云技术，设计构架信息化教学训练平台。随着云平台技术的快速发展以及在智慧校园建设中的大力应用，将革命性地实现教学模式的转型，提高教学质量。校园网络的日趋完善和新技术的出现，使网上实验辅助教学平台的实现成为可能。整合现有的基础设施和信息资源，通过平台提供有效的存储、管理、数据以及计算等服务能力，为教学训练、人才培养、工程应用等提供一体化平台支撑，促进各学科专业间交互，实现真正的信息互享和互操作。中心实验教学依托学校云计算平台和现有基础设施等软硬件环境，为学员提供MOOC、在线学习、在线考试、虚拟实验、新技术体验等信息化学习模式，具有网上讨论、答疑、协作学习等人机交互功能[10]。

3 中心管理体制

中心实行主任负责制，设主任1名、副主任3名，并设立实验中心办公室，各项工作开展都有相应的管理制度。

3.1 确保实验课程教学质量

实验中心从培养学员科学素质，巩固科学知识，树立求索精神的教学目的出发，从实验教学的内容、方法、手段及管理入手，大力进行实验教学改革和创新，采取了一系列教学质量保障制度和措施。实验中心以学校“教学质量标准”为依据，加强对实验教学质量的动态监督，建立了校、院2级教学督导机制，成立了2级督导组，聘请具有丰富实验教学经验的老教员以及多年从事实验教学的优秀教员作为实验教学督导，随堂听课，对实验项目的教学内容、课程设计、实施方式等进行评价，采取班务会、网上评教、中期检查等措施全程跟踪实验教学动态，及时反馈学员意见、分析实验教学形势、改进提高教学效果。结合学校新教员培训制度，强调新教员实验教学技能培训，把好入口关。

3.2 建立实验室专人负责制

由1名副主任兼任办公室主任，协助主任对实验中心进行日常管理。实验中心根据承担的任务，按照5大类实验室的体系进行日常管理，由实验室主任具体负责；各实验室下辖若干个教学科研实验场地，每个教学科研实验场地配备1名主管和1名副管进行日常维护管理。指定了重要岗位的专职负责人，明确各实验室专职设备管理员，做到分工明确，各司其职，各负其责。

3.3 加强师资队伍建设

实验教学中心非常注重骨干力量的培养，采取选派国内送学、调研见学、岗位培养等措施，提升教员学历层次，增加教员的受训经历。已把实验室人才队伍打造成为结构合理、勇于创新、团结协作的师资队伍。学校、学院为加强人才队伍培养，制定了一系列制度、计划和激励措施，如“新教员教学培训规范”“学校人员攻读学位资助办法”“学术论文奖励制度”“青年基金管理申请办法”“教育教学研究基金管理申请办法”“学科带头人培养选拔规定”等。

3.4 规范实验室安全管理

各实验项目基本做到无废气、废液、废渣等“三废”产生，部分防电要求高的实验室配备了防静电地板和防静电桌布，符合技术和环保要求。制定了防火、防爆、防盗、防破坏的“四防”措施，实验场所均张贴“实验室安全管理规定”“实验室规则”“仪器设备使用办法”3项规定。消防器材、配电房安全防范设施达到标准要求。定期开展安全大检查，节假日对重点安全部位进行重点排查、断水断电，及时排除隐患。

4 初步成效

中心聚焦学员的信息化创新实践能力培养，贯彻以学员为本的教育理念和以能力培养为核心的教育观念，以信息化学科方向为主线，注重学科交叉互补，面向全校学员开设实验课程34门，并为学员参加各类竞赛提供培训、竞赛场地和技术支持。同时，还承担本科专业实验教学、课程综合设计、毕业设计等任务，以及电路与系统、通信与信息系统、计算机应用技术、电磁场与微波技术等学科研究生培养工作。

积极开展教学研究和教学改革，获国家级教学成果奖6项、省级教学成果奖6项、学校级教学成果奖22项，出版国家高等教育规划教材7部、主编出版实验教材20部、重点建设与优秀课程7门、校精品课程3门、设在线课程5门、微课等课程资源20余项。近3年，在全国计算机仿真大赛、全国研究生电子设计创新大赛、全国软件设计大赛等活动中获得全国一等奖22项。

References)

[1] 杨士强，全成斌.实践为本，创新为魂:计算机实验教学示范中心建设与实践教育若干思考[J].计算机教育，2009(16)：14-18.

[2] 孔琳.在实验教学中构建研究性教学模式[J].实验室科学，2007,10(1)：18-19.

[3] 王震，黄在范，施国英.实验室激发大学新生专业兴趣的探索与研究[J].实验科学与技术,2014,12(1)：146-148.

[4] 李悦丽，张汉华.电路课程教学中的实例教学法探讨[J].中国电子教育，2013(2)：54-56.

[5] 刘素贞,李华,耿跃华,等.电工电子教学实验中心创新实验体系的建设[J].电气电子教学学报，2012，34(2)：147-149.

[6] 吴杰，姚羽.美国西点军校工程教育的特色剖析及启示[J].高等教育研究学报，2013(3)：54-57.

[7] 徐志军，隋成华，魏高尧.实验教学示范中心的共建与共享[J].实验室研究与探索，2012，31(2)：95-97.

[8] 林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究，2011(4)：50-52.

[9] 于卫，尤玉军，储诚明，等.综合性大学卓越工程师培养实践教学模式研究[J].扬州大学学报(高教研究版)，2012(1)：91-96.

[10] 赵晶，孙兴伟，李珊珊，等.机械工程专业实验教学中心信息化管理与实践[J].实验室研究与探索，2016,35(7):166-169.

Construction and exploration of experimental teaching demonstration center for joint information environment

Wu Su， Zhou Dahua， Ma Zhiyuan

(College of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China)

According to the characteristics of information acquisition, processing and application in the joint operation system, an information experimental teaching system is formed from the “Isolated islands” to “Networking” through the information channel in the construction of the experimental teaching demonstration center for the joint information environment. On the basis of the cultivation of the students’ innovative thinking as the core, the teachers’ education theory is continuously improved, and the reform of experimental teaching methods is actively carried out. The efforts are made to improve the quality of the experimental teaching and to implement the construction on the hardware and software of experimental teaching facilities. The high quality resources are integrated, the existing rules and regulations are improved and perfected, and the organic unity of teaching and scientific management is realized.

experimental teaching demonstration center; construction and reform; joint information environment

G482

B

1002-4956(2017)10-0206-04

10.16791/j.cnki.sjg.2017.10.051

2017-03-01修改日期2017-05-11

吴苏(1983—)，女，江西抚州，硕士，讲师，主要从事计算机和电子技术相关教学工作及实验中心管理工作.

E-mail：wutsue@qq.com