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本科教学
信息工程学院实验教学中心简介
来源:武汉理工大学信息工程学院    时间:2016/10/26    编辑:admin    点击:1300

一、  实验中心基本情况

武汉理工大学信息学院实验中心成立于2000年,多年来在中央高校修购专项、本科实验教学条件改善经费地投入和实验教学改革经费等支持下,2006年12月,实验中心被批准为校级实验示范中心。中心面向全校电气类本科专业,立足于信息与通信工程、电子科学与技术两个一级学科四个本科专业近2800名本科生的实验技能和实践能力的培养,构建了由基础型实验、设计型实验、综合型实验、创新型实验项目组成的实验教学课程体系。

中心下设专业综合实验中心、通信工程专业实验室、电子信息工程专业实验室、信息工程专业实验室和电子科学与技术实验室等五个分中心(实验室),如图1所示。同时,四个专业实验室均面向本科生设有开放实验室,承担本科生的课程设计、毕业设计和创新实践教学。经过多年的建设,目前中心拥有实验室面积1796.2平方米,实验仪器设备3374台套,设备资产总值达2430多万元,每年完成数万人时数的实验教学任务。

图1 信息工程学院实验中心组成

中心根据学校人才培养的总体目标,依托学校学科优势和行业背景,注重实验实训教学与理论教学相结合,着力培养学生工程素质、实践能力和创新意识。中心依托我院通信工程、电子信息工程、信息工程、电子科学与技术等学科专业,参照国内外研究型与应用型大学相关学科的课程设置和对学生的能力培养要求,按“宽口径、重基础、强能力、高素质”的创新人才培养模式,兼顾到学校其他院系电气类相关专业对课程的不同需求,通过全面建设,逐步建立较为先进的实验实训教学体系、健全的管理运行机制、开放共享的教学资源、高水平的师资队伍、较高水平的改革成果和教学质量,达到培养适应能力强、实干精神强、创新意识强的“三强”型高素质人才的目的。

二、  实验及实践教学

中心在实验课程体系的建设方面遵循能力培养循序渐进,以创新意识培养为先导、以学生能力培养为主线、以加强学生工程训练和设计能力培养为重点,构建了层次化、模块化的实验教学体系。该体系由学科基础实验、专业基础实验、专业技能实验和创新实验四个平台构成,包括62门独立设课实验和课内实验、369项实验项目。

中心构建了实验技能型、基本型、提高层、综合应用层、创新层的层次化实验教学体系,如图2所示。

 

 

图2 实验中心的实验教学体系

每门实验课都精心挑选了一系列典型、先进、实用、层次分明、覆盖面广的实验项目,可以满足不同专业、不同兴趣的学生学习的需要。实验教学分级分层、循序渐进,实现了工程技能实用化、基础实验生动化、设计实验标准化、综合实验个性化、创新实验自主化。

为实现此目标,专业综合实验中心针对不同专业、不同层次学生的工程实践需求,搭建了五个实验平台(基地),如图3所示。

图3 专业综合实验中心实验平台构建

 这些平台功能综合,设备先进,体现了当前及今后一个时期的电子信息技术的发展趋势,平台的构建打破了学科专业的界限,打破了以课程设置实验室的传统模式。针对功能相似的实验内容,采取资源整合、实验室综合利用建设等形式,实现高效管理、资源共享。学生能在专业综合实验中心应用现代设计手段完成从电路设计、仿真、印制电路板设计制造直到元器件检测、焊接、安装、调试的产品设计制造全过程。是学生的创新实践能力培养的重要教学基地之一。

通信工程专业实验室根据专业的学科特点和人才培养需求,将本科实验教学分成验证型实验,参观体验型试验、设计型实验以及创新型实验四种类型。主要开展光纤通信、程控交换、移动通信与微波技术等专业课的课内实验教学,同时面向通信工程专业学生,开设单片机及FPGA系统的设计制作实验,并利用通信原理综合实验平台开展本科生专业综合实验及创新实验,培养学生的综合设计及动手能力。通信工程专业实验室面向本科生开放,承担学生国家大学生创新项目、校级自主创新研究项目及本科生校级开放实验室项目等创新活动的指导任务,并为每个项目配备相应教师对应辅导。电子信息工程专业实验室主要承担电子信息工程专业的课内实验和专业实验课程教学,开设的实验课包括数字信号处理、FPGA技术应用、数据库与信息系统、VC++程序设计、单片机原理与应用、多媒体通信技术、计算机网络与通信、数字语音处理、信息理论与编码、DSP原理及应用、数字图像处理、信号与系统A、数据采集与智能仪器、现代检测技术、数据结构与算法、嵌入式微处理器系统、电子设计EDA等。信息工程专业实验室主要承担信息工程专业专业课的课内实验和课程设计的教学任务。其中传感网络实验平台为信息工程专业学生提供了集成电路及其应用、感测技术和电子线路EDA等课程的系统仿真、虚拟环境搭建及硬件环境,学生可在该实验室开展相关课程的实验、实践及创新活动。电子科学与专业实验室承担了电子科学与技术专业、车辆工程、材料物理等本科专业的课内实验,包括开展电路与系统课群相关实验、微电子课群相关实验、光电子课群相关实验、面向行业认知及创新能力训练等逐层递进的实验实训教学活动,并承担电子科学与技术专业的课程设计和毕业设计相关的教学任务,以及EDA创新设计、基于FPGA的图像存储技术、增材制造(3D打印)技术及应用实践等电类学生的科学探究类基地课程的实验教学。

实验中心十分重视实验技术选择和实验项目设置及实验方案设计,利用各种实验设备、多媒体课件、网络资源等不同手段,根据课程性质、实验内容不同,采取不同的教学方法,建立以学生为主体、老师为主导的实验教学模式,形成以自主式、合作式、探究式为主的实验教学方法。

三、  实验教师队伍

中心现有专兼职教师80人,其中专职教师6人,兼职教师74人。实验教师队伍中有90%以上的实验教师同时也是理论课教师,很大比例的实验教师承担各类教研项目和科研项目,形成了一支理论教学、实验教学和科学研究互通,结构合理,勇于创新,可持续发展的实验教师队伍。实验教学中心人员博士、硕士比例分别为:66%、31%;正高、副高和中级职称比例分别为:25%、51%和3%。为提高中心教师的业务水平,中心十分重视青年教师队伍建设,针对青年教师学历结构、职称结构的提升以及思想素质、业务素质、教学能力等综合素质的提高,中心重视对青年教师的系统培养工作,实行了博士化工程、国际化工程和企业实践锻炼。同时,对新进青年教师开展岗前培训,实行“传帮带”制度,为每个新教师配置一名老教师进行指导,定期开展教学交流活动,对教学中出现的问题进行分析改进,培养既具有较强教学能力,又具有较高国际化视野、丰富工程实践经验和较强科学研究水平的优秀师资队伍。

四、实验教学特色与成果

1、实验教学特色

(1)采用多层次的培养模式,按照学生能力形成的不同阶段,以基础型——设计综合型——研究创新型三个层次规划所有的实验实训项目。

基础型实验实训主要为相关课程的理论教学开设对应的基本实验和工程实践训练,通过这一层次的实验教学,使学生能扎实、系统地掌握基本原理、实验方法,结合传统与现代实验技术,熟悉常规仪器和设备的使用,培养学生的基本实验技能。

设计综合型实验打破原有课程体系,将依附于各理论课程中内容重复、分散的基础或专业课程实验有机整合,按课程群设置综合实验课,以及利用现代信息技术培养学生工程实践能力。通过这一层次的实践教学,培养学生的独立实践能力和自主学习训练的积极性,提高学生的综合设计能力。

研究创新型实验选择特色明显、基础条件好的创新训练项目,提高学生的创新能力,即以课题研究的形式,将实验教学与科技创新紧密结合,将科技创新与科研成果应用到实践教学中,通过国家大学生创新训练计划项目、学校创新训练活动以及各类科技创新竞赛活动,设置科技创新实践内容,进一步提高学生的综合能力,鼓励学生大胆创新, 勇于探索, 培养学生掌握基本的专业应用能力, 具备初步开展科学研究的能力。

(2)通过开放式的自主创新综合实验平台和实现资源共享的网络化实验平台,实现开放式的实验管理方式,促进学生自主学习和互动交流。

实验室为学生营造了一个学科综合实验教学环境,借助中心的软硬件资源及高水平师资队伍,完成基础创新、项目创新、综合创新三个递进层次的自主创新综合实验、课外创新活动和各类竞赛,切实保证学生的综合应用能力、实践动手能力、创新能力及团队协作能力的培养。利用“虚拟与现实、软件与硬件、课内与课外”三个结合的综合实验平台,实现实验教学资源的共享,鼓励不同学科背景的学生选修开放性实验项目,为实验教学提供了优化的资源配置与利用,实现了实验时间、实验设备和实验内容的逐步开放,促进学生自主学习和互动交流,激发学生的探求精神、创新意识及团队合作意识。

2、成果

中心积极推进实验教学改革,在课程建设、教学改革及大学生综合创新训练方面取得了一系列重要成果:

实验室作为支持大学生创新训练项目及学科竞赛的重要基地,学生参加全国各类大学生学科竞赛取得了优异的成绩。近五年来,实验室教师指导学生获挑战杯、全国大学生电子设计竞赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、全国大学生飞思卡尔智能车大赛等科技竞赛获省部级以上奖励287项;其中,国家一等奖34 项,二等奖 34 项,三等奖51 项;省级特等奖 30项,一等奖53项,二等奖55项,三等奖30项。指导国家大学生创新学生自主创新项目2项,优秀、良好各1项; 指导国家大学生创新训练计划项目和校级大学生自主创新项目117项;指导学生获湖北省优秀学士学位论文50余篇。

实验室教师在教学研究与改革方面均取得了一批标志性的教学成果。信号与系统、数字信号处理课程为国家级精品课程和精品资源共享课程;通信原理、信息理论与编码、电子技术基础等课程为湖北省精品课程;数字图像处理、电磁场与电磁波、电路分析基础等课程为校级精品资源共享课程。实验中心教师获校级及以上教研项目立项9项,各类科研项目立项54项,获省级教学成果一、二、三等奖各1项。

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