創(chuàng)新實驗班的同學(xué)在進行創(chuàng)新性實驗研究。 楊 艷 攝


　　我校電工電子實驗教學(xué)中心（以下簡稱 “中心”），是國家級實驗教學(xué)示范中心，每年 承擔(dān)27 個專業(yè)、近萬名學(xué)生的電工電子系 列理論及實驗課程。中心把精力傾注于本科 生的研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗中，以創(chuàng)新實 驗室為依托，創(chuàng)辦電工電子創(chuàng)新實驗班，吸 引了大批富于創(chuàng)新意識、充滿科研激情的青 年學(xué)子，他們在中心教師的指導(dǎo)下，進行了 卓有成效的學(xué)習(xí)。
　　自2006 年以來，創(chuàng)新實驗班學(xué)生在專 業(yè)期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文5 篇，獲評省級優(yōu)秀學(xué) 位論文6 篇，與教師合作申請專利10 項，獲 大學(xué)生設(shè)計競賽全國一等獎3 項、二等獎15 項，山東省級一等獎47 項、二等獎47 項。
　　不拘一格的理念和思路
中心一直以培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才為 目標，不斷探索“分層培養(yǎng)、啟發(fā)創(chuàng)新”的教 育教學(xué)思路和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，對中心創(chuàng) 新實驗班進行了超越常規(guī)的三項教育教學(xué) 改革：一是從大一學(xué)生開始探究式培養(yǎng)，現(xiàn) 學(xué)現(xiàn)用；二是課程學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練相結(jié)合， 邊做邊學(xué)；三是多學(xué)科多專業(yè)交織，混合編 班。
　　長期以來，強調(diào)知識的系統(tǒng)性，強調(diào)學(xué) 習(xí)的循序漸進，強調(diào)學(xué)會了再用，已經(jīng)成為 我國教育教學(xué)的一種固定思維模式。但在中 心創(chuàng)新實驗班的長期教學(xué)與科研實踐中，對 于知識的系統(tǒng)性、學(xué)習(xí)的漸進性、學(xué)與用的 關(guān)系等問題獲得了一種全新的認識：學(xué)是為 了用，只有在用中才能學(xué)懂、學(xué)會、記牢；知 識來源于實踐，只有在實踐中才能深刻領(lǐng)悟 其精神和奧秘。從這個意義上講，沒有實踐， 就不會真正學(xué)會任何知識。
　　這種強調(diào)在用中學(xué)、邊學(xué)邊用的理念和 思路，符合辯證唯物主義的正確認識。這樣， 無論是分專業(yè)從大一開始培養(yǎng)，還是不分年 級把有著電工電子共同愛好的學(xué)生編在一 個班里學(xué)習(xí)，就都有了教育學(xué)上的理論根 據(jù)。也就是說，只要有愛好和興趣，便“不限 專業(yè)、不限年級”，可以利用課余時間參與研 究創(chuàng)新的實驗班的思路，乍一聽來，十分大 膽、新奇，但仔細想來、實際做來，卻是合乎 教學(xué)規(guī)律的勇敢嘗試。
　　不拘一格的課程設(shè)置
新的培養(yǎng)思路，要求輔之以新的培養(yǎng)方 案，首先是培養(yǎng)課程的設(shè)置。中心的教學(xué)活 動，實際上從選拔學(xué)生之時就已經(jīng)開始了。 每年秋季開學(xué)之初，創(chuàng)新實驗班便面向全校 各專業(yè)在校生招收選拔新生。中心對選拔方 式，做過多種探索。通過一、兩次考核，隨機 性太大，因為是零基礎(chǔ)，考試內(nèi)容很難定，對 于大一新生，甚至非理工科學(xué)生，不可能考 “運放使用、波形變換、單片機”等專業(yè)性強 的知識。中心也嘗試過，在整個學(xué)年，由學(xué)生 自我推薦、中心教師逐一單獨考核選拔學(xué)生 的方式，這種類似特招的形式，不僅教師勞 動成本高，而且學(xué)生步調(diào)不一致，學(xué)習(xí)效率 低，投入產(chǎn)出比非常小。
　　目前方案是，精選25 段代碼，用6 學(xué)時 講解這25 段代碼中的程序思想，并配以視 頻和講義，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。這方面知識只 要有很少的 C 語言基礎(chǔ)就能看懂，給學(xué)生兩 個星期時間背誦，然后集中2 個周末，默寫 25 段代碼，全部寫出來就能進創(chuàng)新實驗班。
　　這種方法十分高效，編程是所有知識中 最難教、最難學(xué)，卻能夠自學(xué)的部分。抄寫默 寫優(yōu)秀代碼，可以讓學(xué)生們少走彎路，學(xué)到 精華，并且能夠簡化、量化、優(yōu)化這一痛苦學(xué) 習(xí)過程，養(yǎng)成良好編程習(xí)慣。
　　進入創(chuàng)新實驗班之后，中心針對不同的 知識點和各種基本技能、技術(shù)，精心設(shè)計了一 系列培訓(xùn)課程，包括6 學(xué)時晶體管電路設(shè)計、 6 學(xué)時運放、3 學(xué)時單片機、2 學(xué)時 PCB 制圖、 2 學(xué)時數(shù)控雕刻機的原理及使用、1 學(xué)時焊接 技術(shù)、6 學(xué)時常用電子儀器的原理和使用。每 一個專題，都是以工程實際中有用為標準，具 有很強的針對性、實用性和可操作性。
　　不拘一格的教學(xué)和訓(xùn)練方法上述基礎(chǔ)培訓(xùn)，僅僅是入門培訓(xùn)，至于更專業(yè)的知識就不是聽聽課就能學(xué)會的了。為了使學(xué)生們學(xué)以致用，深刻理解電子設(shè)計的系統(tǒng)性與工程性，中心教師精心設(shè)計了3 個專題實訓(xùn)練習(xí)。它們都非常具有代表性，有難度梯度，需要團隊合作，知識面覆蓋廣，3 人一組，配以相應(yīng)的器件包，以及中心自行研制的開發(fā)工具。先集中講解，然后分組調(diào)試，網(wǎng)上答疑，集中測試。測試通過后，即刻發(fā)下一題器件包。
　　完成上述實訓(xùn)練習(xí)后，進入創(chuàng)新實驗班的實踐訓(xùn)練階段———自由創(chuàng)新。學(xué)生進行自由創(chuàng)新的課題，主要來源于導(dǎo)師課題、競賽課題、學(xué)生自擬課題。中心根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的具體情況，定期發(fā)布上述各類課題。學(xué)生以小組為單位，集中申請課題，選題批準后，中心資助，導(dǎo)師指導(dǎo)，學(xué)生通過查閱資料、方案論證、理論計算、軟硬件調(diào)試、設(shè)計制作、撰寫報告或論文，錄制視頻，參加答辯，完成課題。學(xué)生的自我創(chuàng)新意識和能力得到了全面發(fā)展，完成了示波器、邏輯分析儀、四軸飛行器、自平衡小車、身高體重溫度測量儀、媒體播放器及各種實驗板卡等30 余種作品，部分作品工藝達到國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先水平，有的已經(jīng)成為中心實驗教學(xué)儀器。為此，美國德州儀器半導(dǎo)體技術(shù) （上海）有限公司與中心聯(lián)合共建了“大學(xué) 生創(chuàng)新中心”、“模擬技術(shù)聯(lián)合實驗室”和 “ MSP430 單片機聯(lián)合實驗室”，并對中心的 創(chuàng)新實驗課題給予實物及資金支持，使中 心的創(chuàng)新平臺能夠與斯坦福等美國頂尖大 學(xué)相媲美。
　　此外，組織學(xué)生參加各類競賽，是創(chuàng)新 班實踐訓(xùn)練的重頭戲。除了全國大學(xué)生電 子設(shè)計競賽、全國“飛思卡爾”智能車比賽， 創(chuàng)新班還鼓勵學(xué)生自由組隊，參加其他各 類競賽，申報各類創(chuàng)新實驗項目。學(xué)生們思 路開闊，勇于創(chuàng)新，努力實踐，成績顯著。僅 2012 年，就獲得山東省大學(xué)生電子設(shè)計競 賽一等獎6 項、二等獎7 項，第七屆全國大 學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽山東賽區(qū) 三等獎2 項， TI- C2000 及 MCU 創(chuàng)新設(shè)計大 賽全國二等獎1 項，第七屆全國信息技術(shù) 應(yīng)用水平大賽全國一等獎1 項、二等獎2 項，獲批國家級創(chuàng)新實驗項目7 項。
　　創(chuàng)新實驗室對入選學(xué)生的培養(yǎng)采用導(dǎo) 師制，聘請校內(nèi)外相關(guān)學(xué)科高水平教師擔(dān) 任導(dǎo)師。一位導(dǎo)師指導(dǎo)3-6 名學(xué)生，由導(dǎo)師 制定個人研究方向和培養(yǎng)計劃，做什么學(xué) 什么，教師指導(dǎo)小組統(tǒng)籌安排，將所需基礎(chǔ) 知識化整為零融入公共實踐培訓(xùn)課程。教 師采用類似研究生的指導(dǎo)方式，以具體課 題為主線，討論解疑。編組時，打破年級和 專業(yè)界限，3 人一組，高、低年級混編，形成 有效的高年級帶動低年級、實驗室傳承有 序、不斷積累的良性循環(huán)模式。
　　20 世紀90 年代以來，本科教育改革已 成為全世界教育教學(xué)機構(gòu)關(guān)注的焦點。其 中美國權(quán)威高等教育協(xié)會博耶委員會的調(diào) 查報告《重構(gòu)本科教育：美國研究型大學(xué)的 藍圖》提出了十項本科教育改革建議，其中 就有建構(gòu)探究式的一年級教學(xué)、拆除各學(xué) 科間的壁壘、使交流技能訓(xùn)練與課程學(xué)習(xí) 相結(jié)合、開設(shè)頂點課程并開展頂點教學(xué)等 內(nèi)容。我校電工電子實驗教學(xué)中心創(chuàng)新實 驗班的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和方法，以及正 在探索實踐的快速有效出人才的培養(yǎng)模式 等，與博耶的重構(gòu)本科教育藍圖頗為吻合。 但是我們并不能照搬國外模式，美國麻省 理工 EE 專業(yè)每年僅招收60 名本科生，而 我校 EE 專業(yè)每年招收近600 人，在培養(yǎng)模 式上的差別不言而喻。
　　如何在高師生比的客觀條件下，有效 利用實驗室資源培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才和 拔尖創(chuàng)新人才？中心創(chuàng)新實驗班的實踐運 行機制，具有重要的現(xiàn)實意義。