湖南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)踐育人系列

1、實(shí)踐育人系列信科院：能力重培養(yǎng) 實(shí)踐出真知電路板上錯(cuò)綜復(fù)雜的電路交織，一個(gè)個(gè)顏色鮮艷、功能不同的電子元器件整 齊地排列在綜合樓負(fù)一樓實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)箱上。 2012年3月23日下午 3時(shí)，湖南 大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 2009 級(jí)通信工程專業(yè)的學(xué)生周喆正聚精會(huì)神，和他的 同學(xué)一起利用這些實(shí)驗(yàn)箱做著相關(guān)實(shí)驗(yàn)。周喆同學(xué)說： “我們將自己設(shè)計(jì)的程序 燒錄到實(shí)驗(yàn)箱的芯片上，可以運(yùn)行后檢驗(yàn)自己的程序是否正確。 ”多年來，我校信息科學(xué)與工程學(xué)院針對(duì)學(xué)科專業(yè)實(shí)踐性較強(qiáng)的特性，以自制 實(shí)驗(yàn)儀器為載體，以提高學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。“這項(xiàng)改革歷經(jīng)十余年， 取得了

2、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(jìn)、 完整、可行的課 程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課程創(chuàng)新綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練的新型實(shí)驗(yàn)體系。 ”自制儀器，開啟EDA培養(yǎng)新途徑“我們很多實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)箱都是由自己設(shè)計(jì)的， ”談到實(shí)驗(yàn)室中擺放的儀器 時(shí)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(fù)雜化，計(jì)算機(jī)硬件部分的設(shè)計(jì)方法已由傳統(tǒng)的 人工設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浻矃f(xié)同方法。 為了適應(yīng)市場需求， 信科院決定強(qiáng)化學(xué)生電子設(shè) 計(jì)自動(dòng)化（EDA技能的培養(yǎng)，更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備?！暗桥c這種技術(shù)配套的硬件設(shè)備兼容性不足且價(jià)格昂貴。 ”駱教授說，“我 們決定自己設(shè)計(jì)?！保ㄔO(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)儀器的任務(wù)主要由徐成、方愷晴老師負(fù)責(zé)。從

3、1999 年開始老師們 便根據(jù)自己多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)平臺(tái)。與此同時(shí)相應(yīng)配套實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，實(shí) 驗(yàn)教材也相繼誕生。 ）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)儀器的任務(wù)主要由徐成、方愷晴、劉三一等老師負(fù)責(zé)。從 1999 年 開始老師們便根據(jù)自己多年的時(shí)間教學(xué)經(jīng)驗(yàn)， 利用教師的科研成果， 相繼成功研 發(fā)出DDA-、DDA-I （便攜式）數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及 PXA255型嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)平臺(tái)等實(shí)驗(yàn)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(shí) 驗(yàn)板，體積只有手掌般大小， 學(xué)院允許學(xué)生外借， 實(shí)現(xiàn)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)由僅依靠課內(nèi)延伸為

4、實(shí)驗(yàn)過程課內(nèi)外同步進(jìn)行的飛躍與此同時(shí)，與實(shí)驗(yàn)儀器相應(yīng)的配套實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，實(shí)驗(yàn)教材也相繼誕生。由于設(shè)備是老師們自己研發(fā)出來的， “他們對(duì)實(shí)驗(yàn)箱的每一個(gè)部件都了如指 掌，指導(dǎo)我們的實(shí)驗(yàn)也就更加得心應(yīng)手了， ”周喆同學(xué)說，“安排的實(shí)驗(yàn)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。 ”駱教授表示，自制的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)其先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，可以幫助學(xué)生理解軟 硬件協(xié)同設(shè)計(jì)思想， 盡早地接觸硬件設(shè)計(jì)， 熟悉數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過程， 從而較 好把握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)。 “軟硬結(jié)合的新硬件實(shí)驗(yàn)方法充分發(fā)揮了硬件檢測(cè) 的快速性和軟件復(fù)雜邏輯處理能力的優(yōu)點(diǎn)， 利用開發(fā)軟件的仿真模擬功能和我們

5、自制的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)， 讓抽象而枯燥的硬件實(shí)驗(yàn)變得形象和直觀， 大大吸引了學(xué)生的 興趣。”據(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(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室 2006 年被評(píng) 為湖南省優(yōu)秀實(shí)習(xí)基地； 成果中的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)及實(shí)習(xí)被納入課程 “計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)” ，2009年獲得國家精品課程；成果實(shí)施平臺(tái)湖南大 學(xué)信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 2006 年獲得湖南省普通高校實(shí)踐教學(xué)示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)資格， 2009 年通過合格驗(yàn)收并獲得評(píng)估專家的一致好評(píng)。落實(shí)實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)過程有保障 “實(shí)踐教學(xué)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(shí)、創(chuàng)新思 維

6、、創(chuàng)新能力的新一代大學(xué)生是我國高等教育的新任務(wù)和新挑戰(zhàn)。 ”駱嘉偉教授 說。信科院依據(jù)這一指導(dǎo)思想， 從根本上改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng) 觀念，提出課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)課程兩個(gè)概念， 將實(shí)驗(yàn)課程和課程實(shí)驗(yàn)分離， 實(shí)驗(yàn)課 程單獨(dú)計(jì)算學(xué)分，并增加創(chuàng)新綜合訓(xùn)練的內(nèi)容。學(xué)生也許并不清楚這一層層的等級(jí)， 但這一新型實(shí)驗(yàn)體系從一開始就潛移默 化地進(jìn)入他們的生活， 從大一到大四， 不斷引導(dǎo)著他們掌握各項(xiàng)知識(shí)。 已經(jīng)進(jìn)入 大學(xué)第三年學(xué)習(xí)的周喆同學(xué)談到這三年的實(shí)驗(yàn)課程時(shí)向記者解釋了這一體系的 具體內(nèi)涵?！按笠坏臅r(shí)候?qū)嶒?yàn)課就是上機(jī)課， 幾乎所有專業(yè)課都配了實(shí)驗(yàn)， 像離散數(shù)學(xué)、 c語言等，上機(jī)課大多在第8周開始，

7、因?yàn)槔碚撜n講得慢，在弄懂消化理論之后, 實(shí)驗(yàn)課才可以進(jìn)行， 我們才懂得要做什么怎么做。 大二就開始接觸實(shí)驗(yàn)箱， 那時(shí) 有專門的實(shí)驗(yàn)課，比如軟件實(shí)驗(yàn)一、軟件實(shí)驗(yàn)二這樣的。 ”周喆同學(xué)說，在基礎(chǔ) 知識(shí)有了一定的保障之后， 就可以進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練或是跟著一些老師做部分科 研課題了?！盀榱吮Ｕ蠈W(xué)生能夠切實(shí)掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，我們制定了綜合考核制度，引入實(shí) 驗(yàn)日志跟蹤實(shí)驗(yàn)全過程。 ”駱教授介紹。說到考試，周喆同學(xué)回想起了上一次實(shí)驗(yàn)考試的情景。 “實(shí)驗(yàn)考試不僅是期 末考，之前要參加內(nèi)容為 FPGA 開發(fā)設(shè)計(jì)方法與技能的人人過關(guān)技能測(cè)試。 ”實(shí) 驗(yàn)的總成績包括實(shí)踐操作總成績、 預(yù)習(xí)報(bào)告總成績、 實(shí)驗(yàn)日志及實(shí)驗(yàn)報(bào)告

8、總成績 和末考測(cè)試成績?！懊恳淮螌?shí)驗(yàn)課，都要向老師上交前一次的實(shí)驗(yàn)日志，老師還 經(jīng)常會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從中抽取一部分向我們提問。 ”駱教授說：“實(shí)驗(yàn)日志時(shí)實(shí)驗(yàn)成功的咽喉，它貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)階段，體現(xiàn)學(xué) 生實(shí)際實(shí)驗(yàn)的情況，是學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)重要證明。 ”讓學(xué)生養(yǎng)成做實(shí)驗(yàn)日志 的習(xí)慣，就會(huì)使他們主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)問題，主動(dòng)去解決問題，并經(jīng)過思考，及時(shí)記錄 下來，有利于實(shí)驗(yàn)特別是大型設(shè)計(jì)的順利完成。關(guān)注方法，誕生創(chuàng)新人才 實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)方法在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中至關(guān)重要， 不同的指導(dǎo)方法會(huì)導(dǎo)致 不同的結(jié)果?！拔覀儗?shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是要在強(qiáng)調(diào)學(xué)生在掌握基本知識(shí)的同時(shí)，挖 掘其研究與創(chuàng)新潛力。 ”駱嘉偉教授指出：“我們?cè)?/p>

9、具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中以教師為 主導(dǎo)，學(xué)生為主體，對(duì)不同層次的學(xué)生提出不同要求，給通才定規(guī)則，給天才留 空間。”周喆同學(xué)說：“老師一般會(huì)在第一次實(shí)驗(yàn)課上把實(shí)驗(yàn)課的相關(guān)事宜告知學(xué)生， 每一科實(shí)驗(yàn)都有基本要求、較高要求以及更高要求。 ”學(xué)院為此制定了諸如免測(cè) 試、最后實(shí)驗(yàn)成績加分、推薦參加 SIT競賽等相應(yīng)鼓勵(lì)機(jī)制?！霸谏戏綈鹎缋蠋煹恼n時(shí)，比如基本要求是百位乘法，方老師就會(huì)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(shí)驗(yàn)室都會(huì)有 老師指導(dǎo)，我們可以隨時(shí)去研究各種實(shí)驗(yàn)。 ”信科院通過多年的教學(xué)中摸索出一系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)方法。 “我們有做中 學(xué)式教學(xué)法、 啟發(fā)討論式教學(xué)法、

10、個(gè)性化教學(xué)法、 任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法和開放與半 開放結(jié)合教學(xué)法等等。 ”駱教授一一為記者列舉著這些指導(dǎo)了成百上千學(xué)子們邁 向成功之路的“金點(diǎn)子” 。“我會(huì)在實(shí)驗(yàn)中有意設(shè)置障礙， 比如給出的電路是錯(cuò)誤的， 讓學(xué)生自己去改。 方愷晴老師介紹啟發(fā)討論式教學(xué)法時(shí)說。 “我們還會(huì)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)現(xiàn)并挑選優(yōu) 秀學(xué)生參加SIT,并在經(jīng)費(fèi)、場地、實(shí)驗(yàn)儀器等方面給予積極的支持，以此推動(dòng) 個(gè)性化 教育全面展開， 在這個(gè)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。 ”在這些“金點(diǎn)子”的指導(dǎo)下，信科院的學(xué)生近年來在國內(nèi)外各大相關(guān)專業(yè)競 賽上捷報(bào)頻傳。 2011 珠三角程序設(shè)計(jì)邀請(qǐng)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(dá)等九名 同學(xué)組成的團(tuán)隊(duì)獲得冠軍。 2008 年，在英特爾杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽嵌入式系 統(tǒng)專題邀請(qǐng)賽互動(dòng)視窗中，馬翌倫、何軍、陳超榮獲