湖南大學信息科學與工程學院實踐育人系列

實踐育人系列信科院：能力重培養(yǎng)實踐出真知電路板上錯綜復雜的電路交織，一個個顏色鮮艷、功能不同的電子元器件整齊地排列在綜合樓負一樓實驗室的實驗箱上。2012年3月23日下午3時，湖南大學信息科學與工程學院2009級通信工程專業(yè)的學生周喆正聚精會神，和他的同學一起利用這些實驗箱做著相關實驗。周喆同學說：“我們將自己設計的程序燒錄到實驗箱的芯片上，可以運行后檢驗自己的程序是否正確?！倍嗄陙?，我校信息科學與工程學院針對學科專業(yè)實踐性較強的特性，以自制實驗儀器為載體，以提高學生的綜合能力、培養(yǎng)創(chuàng)新人才為主線，開展了全方位、多層次的實驗教學改革?！斑@項改革歷經(jīng)十余年，取得了顯著的效果，”信科院副院長駱嘉偉教授介紹道，“目前我們已經(jīng)初步形成了一套先進、完整、可行的‘課程實驗——實驗課程——創(chuàng)新綜合設計訓練’的新型實驗體系?！弊灾苾x器，開啟EDA培養(yǎng)新途徑“我們很多實驗中的實驗箱都是由自己設計的，”談到實驗室中擺放的儀器時駱嘉偉教授如數(shù)家珍。隨著電子系統(tǒng)日益數(shù)字化和復雜化，計算機硬件部分的設計方法已由傳統(tǒng)的人工設計轉(zhuǎn)變?yōu)檐浻矃f(xié)同方法。為了適應市場需求，信科院決定強化學生電子設計自動化（EDA）技能的培養(yǎng)，更新實驗設備?！暗桥c這種技術配套的硬件設備兼容性不足且價格昂貴?！瘪樈淌谡f，“我們決定自己設計?！?設計實驗儀器的任務主要由徐成、方愷晴老師負責。從1999年開始老師們便根據(jù)自己多年的實驗教學經(jīng)驗，利用教師的科研成果，終于首先于2001年成功研發(fā)出DDA-I型數(shù)字系統(tǒng)實驗平臺。與此同時相應配套實驗，實驗指導書，實驗教材也相繼誕生。)設計實驗儀器的任務主要由徐成、方愷晴、劉三一等老師負責。從1999年開始老師們便根據(jù)自己多年的時間教學經(jīng)驗，利用教師的科研成果，相繼成功研發(fā)出DDA-I、DDA-I（便攜式）數(shù)字系統(tǒng)實驗平臺以及PXA255型嵌入式系統(tǒng)實驗設計平臺等實驗儀器。特別是2010年研發(fā)成功的DDA-I（便攜式）數(shù)字系統(tǒng)實驗板，體積只有手掌般大小，學院允許學生外借，實現(xiàn)了學生實驗由僅依靠課內(nèi)延伸為實驗過程課內(nèi)外同步進行的飛躍。與此同時，與實驗儀器相應的配套實驗，實驗指導書，實驗教材也相繼誕生。由于設備是老師們自己研發(fā)出來的，“他們對實驗箱的每一個部件都了如指掌，指導我們的實驗也就更加得心應手了，”周喆同學說，“安排的實驗的內(nèi)容都是一環(huán)扣一環(huán)的，老師們也都能很清晰地解答我們遇到的各種問題?！瘪樈淌诒硎?，自制的硬件實驗平臺其先進的設計理念，可以幫助學生理解軟硬件協(xié)同設計思想，盡早地接觸硬件設計，熟悉數(shù)字系統(tǒng)設計的全過程，從而較好把握數(shù)字系統(tǒng)設計的實質(zhì)?！败浻步Y合的新硬件實驗方法充分發(fā)揮了硬件檢測的快速性和軟件復雜邏輯處理能力的優(yōu)點，利用開發(fā)軟件的仿真模擬功能和我們自制的實驗平臺，讓抽象而枯燥的硬件實驗變得形象和直觀，大大吸引了學生的興趣?！睋?jù)了解，該成果的研究歷經(jīng)十余年，取得了顯著的效果，具有很好的輻射與師范作用：自制的儀器依托的實驗室——計算機組成與結構實驗室2006年被評為湖南省優(yōu)秀實習基地；成果中的計算機組成原理實驗及實習被納入課程“計算機系統(tǒng)組成與系統(tǒng)結構”，2009年獲得國家精品課程；成果實施平臺——湖南大學信息技術實驗室2006年獲得湖南省普通高校實踐教學示范實驗室建設資格，2009年通過合格驗收并獲得評估專家的一致好評。落實實踐，實驗過程有保障“實踐教學是高等教育最重要的組成部分之一，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的新一代大學生是我國高等教育的新任務和新挑戰(zhàn)?！瘪樇蝹ソ淌谡f。信科院依據(jù)這一指導思想，從根本上改變了實驗教學依附于理論教學的傳統(tǒng)觀念，提出課程實驗與實驗課程兩個概念，將實驗課程和課程實驗分離，實驗課程單獨計算學分，并增加創(chuàng)新綜合訓練的內(nèi)容。學生也許并不清楚這一層層的等級，但這一新型實驗體系從一開始就潛移默化地進入他們的生活，從大一到大四，不斷引導著他們掌握各項知識。已經(jīng)進入大學第三年學習的周喆同學談到這三年的實驗課程時向記者解釋了這一體系的具體內(nèi)涵。“大一的時候?qū)嶒炚n就是上機課，幾乎所有專業(yè)課都配了實驗，像離散數(shù)學、c語言等，上機課大多在第8周開始，因為理論課講得慢，在弄懂消化理論之后，實驗課才可以進行，我們才懂得要做什么怎么做。大二就開始接觸實驗箱，那時有專門的實驗課，比如軟件實驗一、軟件實驗二這樣的?！敝軉赐瑢W說，在基礎知識有了一定的保障之后，就可以進行綜合設計訓練或是跟著一些老師做部分科研課題了?！盀榱吮Ｕ蠈W生能夠切實掌握實驗內(nèi)容，我們制定了綜合考核制度，引入實驗日志跟蹤實驗全過程?！瘪樈淌诮榻B。說到考試，周喆同學回想起了上一次實驗考試的情景。“實驗考試不僅是期末考，之前要參加內(nèi)容為FPGA開發(fā)設計方法與技能的人人過關技能測試?！睂嶒灥目偝煽儼▽嵺`操作總成績、預習報告總成績、實驗日志及實驗報告總成績和末考測試成績。“每一次實驗課，都要向老師上交前一次的實驗日志，老師還經(jīng)常會根據(jù)實驗內(nèi)容，從中抽取一部分向我們提問?！瘪樈淌谡f：“實驗日志時實驗成功的咽喉，它貫穿于整個實驗階段，體現(xiàn)學生實際實驗的情況，是學生獨立實驗的一項重要證明。”讓學生養(yǎng)成做實驗日志的習慣，就會使他們主動去發(fā)現(xiàn)問題，主動去解決問題，并經(jīng)過思考，及時記錄下來，有利于實驗特別是大型設計的順利完成。關注方法，誕生創(chuàng)新人才實驗教學指導方法在整個實驗教學過程中至關重要，不同的指導方法會導致不同的結果。“我們實驗教學的目的是要在強調(diào)學生在掌握基本知識的同時，挖掘其研究與創(chuàng)新潛力?！瘪樇蝹ソ淌谥赋觯骸拔覀冊诰唧w實驗教學過程中以教師為主導，學生為主體，對不同層次的學生提出不同要求，給通才定規(guī)則，給天才留空間?！敝軉赐瑢W說：“老師一般會在第一次實驗課上把實驗課的相關事宜告知學生，每一科實驗都有基本要求、較高要求以及更高要求?！睂W院為此制定了諸如免測試、最后實驗成績加分、推薦參加SIT競賽等相應鼓勵機制?！霸谏戏綈鹎缋蠋煹恼n時，比如基本要求是百位乘法，方老師就會要求千位乘法或是百位除法?！敝軉从哪乇扔鞯馈！爸灰欠侵苣┑陌滋?，實驗室都會有老師指導，我們可以隨時去研究各種實驗?！毙趴圃和ㄟ^多年的教學中摸索出一系列實驗教學的指導方法?！拔覀冇凶鲋袑W式教學法、啟發(fā)討論式教學法、個性化教學法、任務驅(qū)動式教學法和開放與半開放結合教學法等等?！瘪樈淌谝灰粸橛浾吡信e著這些指導了成百上千學子們邁向成功之路的“金點子”?！拔視趯嶒炛杏幸庠O置障礙，比如給出的電路是錯誤的，讓學生自己去改?！狈綈鹎缋蠋熃榻B啟發(fā)討論式教學法時說?！拔覀冞€會通過實驗教學發(fā)現(xiàn)并挑選優(yōu)秀學生參加SIT，并在經(jīng)費、場地、實驗儀器等方面給予積極的支持，以此推動‘個性化’教育全面展開，在這個過程中再選拔更優(yōu)秀的血神給推薦給院里的教授們，跟著他們做課題?！痹谶@些“金點子”的指導下，信科院的學生近年來在國內(nèi)外各大相關專業(yè)競賽上捷報頻傳。2011珠三角程序設計邀請賽中，劉哲、施文、鄭錦濤成功摘取金牌。2009年在“未來挑戰(zhàn)”智能車比賽中，由田崢、楊志邦、徐俊達等九名同學組成的團隊獲得冠軍。2008年，在英特爾杯大學生電子設計競賽嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽——互動視窗中，馬翌倫、何軍、陳