中北大学教学成果报告.docx

教学成果报告满足规模发展需要、构建分层次多类型电工电子实践及创新平台的探索与实践（成果报告）主要完成人：王黎明杨凌郎文杰牛晋川张艳花杨风毕满清韩姣刘晓东一项目产生背景当前我国经济发展进入新常态、高等教育步入新阶段，和之前高校扩招后“批量培养”大规模应用型、服务型人才不同，培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才，为我国产业发展转型升级提供智力和人才支撑，既是当务之急，也是长远之策。因此，在国家实施创新驱动发展战略、促进经济提质增效升级的背景下，高校作为人才培养的重要基地，在满足规模化发展需要前提下，培养顶尖科技创新人才成为新时期高等教育改革的重要目标。中北大学地处中部地区，一方面，学生招生量大且教育资源与培养条件相对不足；另一方面，学校肩负为国防事业和地方经济需求培养人才的双重使命Q因此，在顺应教育规模化发展，普遍提高学生实践创新能力的基础上，如何进行再分层教育，培养具有科学精神、国防底蕴、创新能力突出的拔尖人才，从而满足社会多层次、多元化的需要，是我们要探索和解决的问题。基于以上认识，我校从2007年开始，提出学术型、工程型、应用型的“金字塔式”人才培养目标，依托电工电子实验教学中心，从深化实践教学模式改革入手，以实践教学平台硬件建设和内涵建设为抓手，以促进学生实践与创新能力的培养为主线，通过软件建设带动硬件建设，优化资源配置，深化内涵发展，开展了一系列的学科基础平台课程和实验教学的改革与实践，取得了突出的成效。二实践及创新教育平台建设的指导思想和模式依托国家级电工电子实验教学中心，提出平台建设的指导思想:满足规模发展需要、支撑学科水平提高、突出实验特色、优化实验内容，采用先进教学手段，实行开放式管理。形成具有自身特色的创新性实验教学模式,满足培养具有创新精神和实践能力的高素质人才的要求，推动和影响基础实验教学模式的改革与创新。根据平台建设指导思想，建立了“三个阶段、四种类型、五个层次”人才培养的实践教学模式，如图1所示。通过分阶段、分类型、分层次的实验教学，不仅可以完成基础实验本身的任务，而且和相关技术（传感图1实践教学模式器、DSP技术等）配合，解决电子、电气等学科的系统工程问题。以循序渐进、打好基础、因材施教为原则，达到即使学生全面受益,又使优秀人才脱颖而出的根本目标。实践表明，这一模式已获得显著效果，一些“个性化”较强的学生在各类学科竞赛活动中取得可喜成绩。分阶段、分层次、个性化培养的实践平台搭建框架如图2所示。创新能力基础技能 训练图2实践教学平台的构架课外科技活动、 电子设计竞赛、挑战杯等设计性、综合性 实验、课程设计各门类的基础实 验、认知训练等另外，为方便组织实践教学，我们根据课程类别，将其分成不同模块，每个模块对应一个子平台，便于日常管理。三建设成果内容3.1 建立了特色的实验教学体系和设备先进的实践教学基地，提供了先进的教学环境和手段根据人才培养和规模发展的需要，在仪器设备的配置上，充分发挥经费的最大效益，仪器设备分为三个层次：（1）满足基本实验操作技能训练的常规常用仪器常规仪器按1人1套的标准配置，仪器设备处于国内先进水平且数量充足，例如模拟、数字等基础实验室采用固纬电子、普源精电、清华科教等国内知名厂商的仪器，满足了理工科各专业学生实验教学需要。（2）满足综合性实验及技术性较强实验用的较高层次的仪器建设期间新增了60套EDA/SOPC实验开发系统，10台科研级的频谱分析仪，射频综合实验系统。此外还有满足电气类学生实训的高级电工训练系统等。（3）满足学生创新实验及毕业设计和科研需要的高档仪器为了保持与科技前沿的紧密结合，加强设备的配套性，发挥组合优势，购置了安捷伦数字示波器（IGHz）,功率计，泰克高频函数信号发生器、频谱分析仪等一批高端仪器，为学生提供了一个设备先进的实验教学与创新平台。除正常本科教学外，大型仪器设备还向校内外开放，使用效率高。3.2 教学内容、教学费源不断更新，教研教改成果显著先进的教材资料和教学资源是培养创新型人才的基本条件和前提，建设期间，配合卓越工程师“3+1”人才培养模式，重新修订了实验教学大纲，将本学科最新知识、进展和新技术引入新的实验内容,编写了电工学实验、大学基础电路实验（第2版）、电子工艺实习教程（第2版）等11本实验教材和讲义，开发多媒体课件28个，2009年获得全国多媒体课件优秀奖一项。形成了以“电子技术基础”国家级精品课程为代表的精品课程课群。项目平台教师承担各级实验教学研究立项93项，其中，省部级以上立项13项，获得28项省级和88项校级立项的创新性实验教学项目。3.3 形成了一个结构合理的教学团队，青年教师培养及教学研究成果丰硕建立了实验教学与理论教学互通、高水平教授负责、老中青结合、教学科研能力强、核心骨干相对稳定的实验课程教学队伍。制定并落实了学科带头人及学术骨干从事基础课、技术基础课、实验室建设、编写教材等教学活动，基础课教师参加学科建设、科学研究、指导毕业设计等创新性实践环节的政策和机制，形成专业、基础教学互动,教学科研并举的基础教学团队建设模式。通过教学团队的建设，从张建华、毕满清等老教师开始，传承到以韩姣为主以及一大批优秀中青年教师为核心的团队，2009年，电子技术基础课程教学团队被评为国家级教学团队。在2012年度山西省中青年教师教学基本功竞赛（工科）竞赛中，郝骞老师获工科组特等奖，全国三等奖，并荣获山西省五一劳动奖章。2016年，薛英娟老师获得全国高等学校青年教师电子基础、电子线路课程授课竞赛三等奖，刘霞老师获华北区二等奖。建设期间，项目平台承担的教学改革和实践项目获得国家级教学成果奖2项、省部级奖6项，获批国家级精品资源共享课1门，山西省精品资源共享课2门，4人获山西省教学名师奖，团队成员的科研成果获省部级奖励20多项，编著出版了教材和讲义20本，其中国家级规划教材5本。3.4 学生创新实践能力显著提高创建了课内实验与课外实践并重，以科技竞赛、创业训练、科研能力等为载体的多元化自主学习模式，使学生创新训练得到了进一步加强。经过平台培训的学生在2007-2017年举办的全国大学生电子竞赛中，共获得全国一等奖10项、全国二等奖25项、山西省一等奖76项。挑战杯全国二等奖1项，三等奖1项，学生获专利6项。除去正式参加比赛的学生，获不同程度受益的我校学生达三万余人。凡参加过电子设计竞赛培训或正式比赛的学生，在创新思维和实践动手能力上优势明显，近几年就业数据表明，参赛的学生当年就业率都达95%以上。通过跟踪三届参加大学生电子设计获奖的120名学生的就业与考研情况，可以看到就业的多去了知名企业，在上研的49人中有29人考入重点院校。四建设成果的创新点4.1适应多规格人才培养需求,建立的“三个阶段、四种类型、五个层次”实践教学模式可操作性强、学生受益面广项目平台依托的电工电子国家级实验中心面向电子信息、机电、机械、材料等几大门类的42个专业，200多个班级，开出20门课程213个实验项目的实验教学工作。针对涉及到的学生专业覆盖面广、层次不同、培养目标不同的特点，建立了“三个阶段（基础阶段、高级阶段和发挥阶段），四种类型（基础型、应用型、综合型和专业型），五个层次（验证性、提高性、设计性、综合性和开发研究性）”的实践教学模式。为落实该实践教学模式，配套编写了与之相适应的实验教材电子技术实验与课程设计（“十五”国家级规划教材）。教材的体系和内容体现了“模式”规定的五个层次，实验个数多达200个以上，为实验教学模式的推广提供了方便。教材自出版以来印数15万册以上，已被中北大学、山西大学、太原科技大学、山西师范大学、兰州理工大学、南京理工大学、西安理工大学、哈尔滨理工大学、石家庄军械工程学院等20余所院校采用，反映良好。构建和完善了分层次创新实践环境，形成了一个能够覆盖“基础、高级和发挥”三个阶段的创新实践教学体系，既使学生全面受益又使优秀人才脱颖而出。培养出的创新型人才已在国内各类电子、信息类大赛中取得了一大批丰硕成果。该模式已经被省内外20多所高校认可和采纳，得到了老一辈电子技术方面的专家清华大学阎石教授、哈尔滨工业大学蔡惟铮教授等的赞同。4.2以团队文化建设与传承为主导，建立专业与基础相互支撑,学科团队与基础教学团队相互支持，教学、科研并举的团队发展机制与平台建设和弘扬“传承奉献包容进取”的团队文化，形成了团队教书育人核心价值观；构建了以优秀学科带头人领导的，由基础课程、实验室、专业负责人组成的实践教学团队组织架构，落实了学科带头人对青年教师在教学、科研的传帮带职责，将青年教师的培养落实在学科建设与优质实践教学资源建设中，保证了团队的稳定性，增强了团队的凝聚力。为实现教学团队的可持续发展，与人事处、教务处配合，制定和完善了“中北大学校内津贴调整试行方案”、“中北大学实验室建设组管理办法”等文件，成为从不同侧面与角度来规范教学团队的指导性文件。4.3以科研项目和学生科技竞赛为抓手，竞赛与创新实验室及平台建设相结合，以竞赛成果拓展创新实验项目，形成创新平台建设和大学生创新实践培训、选拔机制依据电子设计大赛特点，形成一套科学有序、卓有成效的五阶段大赛培训流程：第一阶段：广泛宣传，知识模块普及讲座；第二阶段：自由组队，自主选题虚拟设计；第三阶段：技能培训I,实例硬件过程演习；第四阶段：校内选拔，真题考验水平高低；第五阶段：暑期集训，最后冲刺国家比赛。从第三阶段开始，学生进入创新实验室，由创新实验室担负学生必要的耗材费用，并给予学生创新学分。配合教务处修订了“中北大学创新学分培养方案”、“中北大学实验室开放管理方法”等文件。将学科竞赛、全国大学生电子设计竞赛、挑战杯等科研和创新能力实践活动优化整合，制定了本科生创新培养计划。该模式不仅在中北大学各实验中心得到应用，而且作为一种好的建设机制，已经在山西省各高校之间进行了推广。五、建设成果应用情况5.1 先进教学理念、实验室建设、管理及运行机制为兄弟院校同类实验室建设提供了参考构建了模块化、层次化的实践教学体系，较早地建立了开放式教学运行模式，具有一定推广价值。”三个阶段、四种类型、五个层次”实践教学模式，符合教育部在实践性环节中加强综合性实验和设计性实验的要求，在理论上体现了实践一认识一再实践一再认识的客观规律，满足了教育部关于电工电子技术实验部分的基本要求中所提出的内容，该成果和模式已经被石家庄军械工程学院、兰州理工大学、长春理工大学、太原科技大学、山西师范大学等多所高校所认可和采纳。多名教师在山西省高等学校电子技术研究学会、华北高等学校电子技术研究学会、全国高等学校电子技术研究学会年会上做了实验教学体系、教学方法改革等方面的交流报告，得到与会专家的一致认可。5.2 构建了电工电子技术从课程到实验的立体化教材体系，注重精品课程建设，开发优质教学资源教材是教学内容的载体，是教学水平、教学质量的基本保证，也是课程体系和教学内容改革成果的核心体现。“十五”国家级规划教材电子技术实验与课程设计（第三版）。教材的体系和内容体现了“模式”规定的五个层次，实验个数多达200个以上，为实验教学模式的推广提供了方便。教材自出版以来印数15万册以上，已被中北大学、山西大学、太原科技大学、山西师范大学、兰州理工大学、南京理工大学、西安理工大学、哈尔滨理工大学、石家庄军械工程学院等20余所院校采用，反映良好。2008年由电子工业出版社出版了国家级精品课程电子技术基础主教材模拟电子技术基础、数字电子技术基础（“十二五”国家级规划教材）O本教材自出版以来印数5.5万余册，有中北大学、太原科技大学、太原师范学院等院校20多个专业使用本教材。电子技术基础为国家级精品课程，模拟电子技术基础为国家级精品资源共享课程，电路、数字电子技术基础为省级精品资源共享课程。和高等教育出版社合作，制作了模拟电子技术和数字电子技术2门MOOC资源。5. 3科研和实践教学相得益彰，学生创新实践与工程需求紧密结合，创新性实验项目和创新能力培养具有鲜明的军工特色中北大学是一所具有国家二级保密资质的教学研究型大学，科研氛围浓厚，教师参与科研率高。近年来，项目平台成员年均科研经费约为500余万元，由于具有保密资质和历史渊源，科研经费中约80%来自国防和兵工系统，同时该校原为部属兵工院校，兵工企业和研究院所仍为该校学生就业的一个主渠道。在创新平台建设方面，结合军工背景和科研共性技术，自主设计和完成了陆战坦克对抗模拟试验平台。一方面可完成有关传感器应用、图像处理、信息识别、无线通信、机器人自主移动和路径规划等20多个分类创新实验内容，另一方面通过大型坦克组队实战模拟对抗综合实验，使学生不仅完成从分块知识到系统知识的过度，同时通过该项目，使学生熟悉国防背景，实现由大学学习环境到实际就业背景的过渡。经过多年的建设，已形成了具有鲜明军工特色较为完整的实践教学体系，在兵工企业、研究所等单位建立了稳定的校外实习基地，培养的学生在国防行业得到了一致好评，包括航空一院、二院，兵器201、202、203、212等研究所均认为中北大学的毕业生“用得上、呆得住”。同时，毕业的学生也经常反馈现代军工行业对人才实践能力需求的变化，促进该平台建设在人才创新能力培养方面及时调整,实现了人才实践能力的闭环培养。5.4加强与国内外院校间学术交流，获得肯定和好评发起和组织成立了山西省高等学校电子技术教学研究学会；参与成立了全国高等学校及华北地区高等学校电子技术教学研究学会、全国高校电工教学研究会和山西省高校电工学教学研究会，并组织全国及山西省电子技术教学研究会年会多次。项目负责人王黎明老师受聘2013-2017年教育部电工电子基础课程教学指导委员会委员，积极推广宣传平台的改革建设经验，得到了省内以及全国有关专家和同行的好评。受省教育厅委托，中北大学组织了山西省19992017年全国大学生电子设计竞赛。竞赛、评审及作品的实际演示均在本中心进行,并使山西省的电子设计竞赛成绩逐年提高，受到了省教育厅的表彰。中心对校外开放，提供师资培训和实验教学技术服务，西安电子科技大学、北京邮电大学、桂林电子科技大学、北京化工大学、石家庄军械工程学院、长春理工大学、太原卫星发射中心、山西大学、太原理工大学、太原科技大学等来校参观交流。六、总结创新实践教育是一项长期的系统工程，我校在实践及创新教育平台建设期间，着力加强实验室内涵建设，构建了分层次、多类型的软、硬件设施，使得实践教学与科研、工程、社会应用密切联系，平台建设成果为学校在人才培养、科学研究、服务社会等诸多方面发挥了重要作用。