基于“学科竞赛”引导的专业素质拓展实验体系建设

王海荣　孙雷

【摘 要】参照“学科竞赛”团队参与和项目式开发的比赛模式，针对各阶段的专业课程安排，分阶段地设置一系列素质拓展项目，项目因“学科竞赛”而设，同时也服务于“学科竞赛”。依托素质拓展项目的实施方法和考核模式，强调对仿真實验室、创新实验室的建设，同时也将这两类实验室作为开放实验室，以“学分制”和“项目引导制”让学生自主地走入实验室，进行实践动手能力的训练。

【关键词】专业素质拓展；学科竞赛；仿真实验室；创新实验室；开放实验室

中图分类号： TN710 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）20-0026-003

The construction of the experiment system of professional quality development guided by "Subject competition"

WANG Hai-rong SUN Lei

（Network College， Haikou College of Economics， Haikou， Hainan， 571127， China）

【Abstract】Refer to the competition mode of team participation and project development， according to the professional curriculum arrangement， set up a series of quality development projects in stages， the project is set up for "subject competition"， and it also serves as "subject competition". Relying on the implementation method and the examination mode of quality development projects， emphasis on the construction of simulation laboratory and innovation laboratory， at the same time， these two kinds of laboratory as open laboratory， the "credit system" and "project guidance system" to allow students to walk into the laboratory， acquire some practical ability.

【Key words】Professional quality development；Subject competition；Simulation laboratory；Innovation laboratory；Open laboratory

0 引言

为了适应21世纪人才培养的需求，大学生素质拓展教育已被国家教育部纳入应用型人才培养体系中[1]。当今社会对人才的需求已不再是个人主义的单打独斗，个人的专业基础永远没有团结合作来得重要。海口经济学院作为一所应用型本科院校，把培养服务于地方经济的高素质人才作为办学的第一要务，2015年就已将素质拓展纳入了各专业的课程体系设置中，尽管这两年学校已经为素质拓展的实施做了大量的工作，但因为时间短，仍存在很多问题，尤其是专业素质拓展。

专业素质拓展是“以就业为导向”，以增强学生职业能力为目标，从用人单位的需要出发，为拓宽学生知识面而开设的专业训练课程。所以专业素质拓展能否顺利实施，“学科竞赛”的效果如何，专业实验室的建设与改善是教学改革和赛前培训的保障，同时也是学生开展课外科技活动、培养学生创新精神和实践能力的基础教学环境。本文以电子信息工程专业为例，从“学科竞赛”的比赛模式中受到启发，团队参与的项目式开发是大多数“学科竞赛”的参赛形式，针对学生各阶段的专业课程安排，分阶段地设置一系列的素质拓展项目，针对各阶段的项目实施和考核模式，强调对仿真、创新和开放三类实验室的建设，并构建多媒体性和交互性好、开放性与共享性强的实验体系平台[2]。

1 基于“学科竞赛”引导的专业素质拓展项目设置

1.1 “学科竞赛”参赛形式分析

我校电子信息工程专业每年所涉及到的大型“学科竞赛”主要是电子设计大赛、计算机作品大赛、挑战杯大赛等[3]，参赛形式皆是以团队的形式参与，如“全国大学生电子设计竞赛”是以三人一组参加比赛，组员可根据自身的特长自由组队，而“计算机作品大赛”和“挑战杯大赛”的组员人数不限，可以三人以上，参赛题目是学生根据当前的新技术、新方向自拟，组员的选取要考虑到整个团队的综合素质，无论是从专业创新方向上，还是在沟通表达协调能力及竞争意识上都必须是最好的[4]。

1.2 “学科竞赛”专业素质要求

对于电子信息工程专业相关的“学科竞赛”，都是项目式的开发模式，既需要对知识点的教与学，也需要对技能的训与练[5]，针对我校长期参与的相关赛事，对技能和综合素质的要求如表1：

1.3 “学科竞赛”引导专业素质拓展项目设置

“学科竞赛”对学生能力的要求是全方位的，除了学习基本的专业课程外，一系列的专业素质拓展项目也加入了专业培养方案体系，根据“学科竞赛”对学生综合素质的要求设计了电子信息工程专业专业素质拓展项目，如表2：

在第二学期，学生刚刚接触专业课程，首先应进行认知实习，对本专业建立一个感性的认识，并进一步了解专业实践环节；在第二、四学期的“专业见习”和“专业实习”则是让学生走进企业，了解当今专业的新动向，并能在实习中找到创新点，找准自身的专业发展方向；贯穿整个大学阶段的学术讲座，能让学生更好地了解前沿新技术，为参加各类“学科竞赛”找到更多的创新点和创业灵感；“办公软件高级技术实训”是学生科技论文写作与计算机熟练使用的基础；“电子综合设计”是参与项目开发的硬件技能训练；“电子产品仿真设计实训”是针对大赛所需的仿真软件和编程软件的训练；在大三时，学生已具备完整专业项目开发的基础，“计算机作品设计与制作实训”和“电子设计竞赛实训”为学生提供综合项目开发训练。endprint

2 针对专业素质拓展项目的实验体系架构模型

实验室建设是应用型本科高校实验实践教育的关键环节之一[6]。而专业素质拓展项目的实施大部分在实验室进行，传统的专业实验室主要依赖费用高昂的实验设备，仅仅只是为基础实验而设[7]，面对开设的素质拓展项目，构建了一套较完善的“1+3”实验体系架构，以“校企合作”为素质拓展项目提供专业认知的平台，构建仿真实验室、创新实验室、开放实验室三大综合实验平台，具体实验体系架构模型如图1：

3 实验室的实现模式

3.1 仿真实验室的实现模式

在电子信息工程专业，很多课程涉及到一些仿真软件，传统的实验方法必不可少，但大量的理论验证性实验项目可以用EDA技术中的仿真测试技术代替，例如针对电路、模拟电子与数字电子技术的仿真软件Multisim中含有丰富的元器件，参数标准可以随时设置，仪器设备几乎涵盖了目前电子系统设计所需的大多数设备，查找问题非常的直观[8]；针对单片机、嵌入式系统开发的Proteus仿真软件，能模拟动态效果显示，在开发过程中能结合硬件的搭建，软件的设计，软硬件的联合调试，做到事半功倍[9]；针对可编程逻辑器件CPLD、FPGA的开发平台Quartus II和仿真软件Modelsim，能通过仿真出的波形图形象地说明芯片管脚的状态和I/O口的输出值，在“线与线的互联”当中完成对数据的加工。而在素质拓展项目“电子产品仿真设计实训”中，就包含了对以上仿真软件的熟悉和训练。

在仿真实验室配备高配置的电脑和多媒体教学仪器，每台电脑上都安装了电子信息工程专业相关仿真软件和开发平台，学生可以在该实验室进行训练，仿真实验室仿真软件安装情况如图2：

针对素质拓展项目“电子产品仿真设计实训”，学生只需要完成Mutism 12.0、Proteus 7.0、Keil uVision4、Quartus II 11.0及Modelsim 6.3的训练项目，就可以获得相应的学分，在每个软件的上机练习中，指导老师会针对不同的软件设置不同的实验项目，学生可根据自身的情况有针对性的进行反复训练，也可以在自己的电脑上来完成。

仿真实验室在管理上应做到合理分配，在各专业之间要共享实验资源，充分发挥实验室硬件和软件的效用。

3.2 创新实验室的实现模式

对于应用型本科院校来说，素质教育的核心是创新教育，建立和完善以培养学生创新精神和创新能力的创新实验室在创新教育中起着重要的作用[10]。建立创新实验室的目的是帮助一部分有潜力的学生培养创新意识和能力，并以此带动全体学生的能力训练，同时在“学科竞赛”中取得好的成绩。

以电子信息工程专业的素质拓展项目为例，从大二上学期开始引入“电子综合设计”拓展项目，学生进行元器件的识别、电路板的焊接、PCB板的制作等硬件开发能力的训练，这些都可在创新实验室内完成[11]。创新实验室配备有先进的实验设备、电脑、制板機、元器件、多媒体教学设备和专业的实验室管理人员，可完全模拟企业项目开发组。大三上学期，学生的基础知识更加完备，并且学习了单片机、嵌入式、通信原理等核心课程，由此引入“计算机作品设计与制作实训”素质拓展项目，该项目学生自己选题，根据当前社会科技热点，结合自身知识水平自拟题目进行项目的实施，在分组上要考虑到软、硬件设计的优势以及科技论文写作和表达的能力，主要目的是发掘有创新能力和潜力的组参加来年的计算机作品大赛。大三下学期，学生的综合能力在不断地提高，引入“电子设计竞赛实训”拓展项目，模拟电子设计竞赛的场景，学生按照老师指定的选题在规定的时间内完成设计。

在创新实验室完成的这三类素质拓展项目具体考核模式如表3：

3.3 开放实验室的实现模式

开放实验室是深化实验教学改革，是学生从被动教育到主动教育，由课堂理论教育到工程实践能力培养的有效途径[12]。我校将仿真实验室和创新实验室作为开放实验室，以素质拓展项目开展的形式来约束学生自觉地走进实验室，让更多的学生在实验室进行实践动手能力的锻炼，为今后从事工程设计和管理工作打下坚实的基础。为了提高学生进入开放实验室的积极性，开放实验室实行“学分制”和“项目引导制”。

“学分制”即通过设立开放实验室学分机制促进学生走进实验室，学生在大学四年里必须完成规定的学时数，完成实验室开设的“开放实验室项目”，才能拿到相应的学分。“项目引导制”即“学科竞赛”引导、素质拓展项目引导、创新创业项目的申报引导，而这三类项目在学校都设立相应的奖励措施，比如“学科竞赛”的获奖者都会获得一定的奖金，而“创新创业项目”若获得立项将得到一定经费的资助，素质拓展项目直接与学分挂钩，而且也是“学科竞赛”的基础，这些都将大大提高学生进入开放实验室的积极性。

4 结语

基于“学科竞赛”引导的素质拓展项目的设置，因“学科竞赛”而设，同时也服务于“学科竞赛”，对学生整体综合素质起到了一定的促进作用。我校2014级电子信息工程专业自素质拓展项目实施以来取得了很好的成绩，在海南省大学生电子设计竞赛中获省级二等奖2项，并申报成功了多项创新创业类项目，国家立项1项，省级立项3项，校级立项若干，今年也有很多学生参加了创新创业项目和挑战杯项目的申报。以素质拓展项目为依托的实验体系也得到了进一步的完善，将仿真实验室、创新实验室作为素质拓展项目开设的主要场地，为学生进行仿真软件的学习、综合项目的开发和创新项目的实现创造了条件。同时也将这两类实验室作为开放实验室，以“学分制”和“项目引导制”让学生自主地走入实验室，进行实践动手能力的训练，毕业后能直接走上工作岗位，更早地适应工作环境。

【参考文献】

[1]单长青，李甲亮.应用型本科院校环境工程专业素质拓展课程体系构建[J].中国城市经济，2012，1.

[2]李安，周南润，王玉皞.通信工程国家级特色专业虚拟实验室建设与实践[J].实验室研究与探索，2013，32（1）.

[3]王海荣，孙雷，王晓娟. “学科竞赛”引领创新型人才培养的课程体系设置[J].重庆与世界（学术版），2016，7.

[4]黄宇. 浅谈以学科竞赛为依托培养拓展学生的综合素质的探索[J].教育教学论坛，2014，8.

[5]杨志东，陈小桥.学科竞赛与创新人才培养模式的探索与研究[J].实验技术与管理，2016，33（2）.

[6]罗频捷.应用型本科院校实验管理中心建设与探索[J].实验室研究与探索，2016，35（6）.

[7]朱艳萍，张秀再，陈金立，祁博宇.电子电工实验室发展趋势及前景[J].实验技术与管理，2016，33（1）.

[8]李良荣，李绪诚，刘桥.现代电子技术实验教学体系探索[J].实验室研究与探索，2010，29（12）.

[9]徐武雄.基于CDIO的地方高校嵌入式系统仿真实验室建设研究[J].中国电力教育，2012，19.

[10]杨梅，田春艳.关于创新实验室建设的探索[J].实验科学与技术，2012，10（4）.

[11]左敬龙，余桂兰，崔得龙.多层次校企合作框架下校内创新实验室建设[J].实验技术与管理，2013，30（12）.

[12]惠鹏飞，王艳春，夏颖等.高校通信电子类开放实验室教学模式研究与实践[J].教育教学论坛，2012，8.endprint