湖南大学信息科学与工程学院实践育人系列

1、实践育人系列信科院：能力重培养 实践出真知电路板上错综复杂的电路交织，一个个颜色鲜艳、功能不同的电子元器件整 齐地排列在综合楼负一楼实验室的实验箱上。 2012年3月23日下午 3时，湖南 大学信息科学与工程学院 2009 级通信工程专业的学生周喆正聚精会神，和他的 同学一起利用这些实验箱做着相关实验。周喆同学说： “我们将自己设计的程序 烧录到实验箱的芯片上，可以运行后检验自己的程序是否正确。 ”多年来，我校信息科学与工程学院针对学科专业实践性较强的特性，以自制 实验仪器为载体，以提高学生的综合能力、 培养创新人才为主线， 开展了全方位、 多层次的实验教学改革。“这项改革历经十余年， 取得了

2、显著的效果， ”信科院副 院长骆嘉伟教授介绍道，“目前我们已经初步形成了一套先进、 完整、可行的课 程实验实验课程创新综合设计训练的新型实验体系。 ”自制仪器，开启EDA培养新途径“我们很多实验中的实验箱都是由自己设计的， ”谈到实验室中摆放的仪器 时骆嘉伟教授如数家珍。随着电子系统日益数字化和复杂化，计算机硬件部分的设计方法已由传统的 人工设计转变为软硬协同方法。 为了适应市场需求， 信科院决定强化学生电子设 计自动化（EDA技能的培养，更新实验设备。“但是与这种技术配套的硬件设备兼容性不足且价格昂贵。 ”骆教授说，“我 们决定自己设计。”（设计实验仪器的任务主要由徐成、方恺晴老师负责。从

3、1999 年开始老师们 便根据自己多年的实验教学经验，利用教师的科研成果，终于首先于 2001 年成 功研发出DDA-I型数字系统实验平台。与此同时相应配套实验，实验指导书，实 验教材也相继诞生。 ）设计实验仪器的任务主要由徐成、方恺晴、刘三一等老师负责。从 1999 年 开始老师们便根据自己多年的时间教学经验， 利用教师的科研成果， 相继成功研 发出DDA-、DDA-I （便携式）数字系统实验平台以及 PXA255型嵌入式系统实验 设计平台等实验仪器。特别是 2010年研发成功的DDA-I （便携式）数字系统实 验板，体积只有手掌般大小， 学院允许学生外借， 实现了学生实验由仅依靠课内延伸为

4、实验过程课内外同步进行的飞跃与此同时，与实验仪器相应的配套实验，实验指导书，实验教材也相继诞生。由于设备是老师们自己研发出来的， “他们对实验箱的每一个部件都了如指 掌，指导我们的实验也就更加得心应手了， ”周喆同学说，“安排的实验的内容都 是一环扣一环的，老师们也都能很清晰地解答我们遇到的各种问题。 ”骆教授表示，自制的硬件实验平台其先进的设计理念，可以帮助学生理解软 硬件协同设计思想， 尽早地接触硬件设计， 熟悉数字系统设计的全过程， 从而较 好把握数字系统设计的实质。 “软硬结合的新硬件实验方法充分发挥了硬件检测 的快速性和软件复杂逻辑处理能力的优点， 利用开发软件的仿真模拟功能和我们

5、自制的实验平台， 让抽象而枯燥的硬件实验变得形象和直观， 大大吸引了学生的 兴趣。”据了解，该成果的研究历经十余年，取得了显著的效果，具有很好的辐射与 师范作用：自制的仪器依托的实验室计算机组成与结构实验室 2006 年被评 为湖南省优秀实习基地； 成果中的计算机组成原理实验及实习被纳入课程 “计算 机系统组成与系统结构” ，2009年获得国家精品课程；成果实施平台湖南大 学信息技术实验室 2006 年获得湖南省普通高校实践教学示范实验室建设资格， 2009 年通过合格验收并获得评估专家的一致好评。落实实践，实验过程有保障 “实践教学是高等教育最重要的组成部分之一，培养具有创新意识、创新思 维

6、、创新能力的新一代大学生是我国高等教育的新任务和新挑战。 ”骆嘉伟教授 说。信科院依据这一指导思想， 从根本上改变了实验教学依附于理论教学的传统 观念，提出课程实验与实验课程两个概念， 将实验课程和课程实验分离， 实验课 程单独计算学分，并增加创新综合训练的内容。学生也许并不清楚这一层层的等级， 但这一新型实验体系从一开始就潜移默 化地进入他们的生活， 从大一到大四， 不断引导着他们掌握各项知识。 已经进入 大学第三年学习的周喆同学谈到这三年的实验课程时向记者解释了这一体系的 具体内涵。“大一的时候实验课就是上机课， 几乎所有专业课都配了实验， 像离散数学、 c语言等，上机课大多在第8周开始，

7、因为理论课讲得慢，在弄懂消化理论之后, 实验课才可以进行， 我们才懂得要做什么怎么做。 大二就开始接触实验箱， 那时 有专门的实验课，比如软件实验一、软件实验二这样的。 ”周喆同学说，在基础 知识有了一定的保障之后， 就可以进行综合设计训练或是跟着一些老师做部分科 研课题了。“为了保障学生能够切实掌握实验内容，我们制定了综合考核制度，引入实 验日志跟踪实验全过程。 ”骆教授介绍。说到考试，周喆同学回想起了上一次实验考试的情景。 “实验考试不仅是期 末考，之前要参加内容为 FPGA 开发设计方法与技能的人人过关技能测试。 ”实 验的总成绩包括实践操作总成绩、 预习报告总成绩、 实验日志及实验报告

8、总成绩 和末考测试成绩。“每一次实验课，都要向老师上交前一次的实验日志，老师还 经常会根据实验内容，从中抽取一部分向我们提问。 ”骆教授说：“实验日志时实验成功的咽喉，它贯穿于整个实验阶段，体现学 生实际实验的情况，是学生独立实验的一项重要证明。 ”让学生养成做实验日志 的习惯，就会使他们主动去发现问题，主动去解决问题，并经过思考，及时记录 下来，有利于实验特别是大型设计的顺利完成。关注方法，诞生创新人才 实验教学指导方法在整个实验教学过程中至关重要， 不同的指导方法会导致 不同的结果。“我们实验教学的目的是要在强调学生在掌握基本知识的同时，挖 掘其研究与创新潜力。 ”骆嘉伟教授指出：“我们在

9、具体实验教学过程中以教师为 主导，学生为主体，对不同层次的学生提出不同要求，给通才定规则，给天才留 空间。”周喆同学说：“老师一般会在第一次实验课上把实验课的相关事宜告知学生， 每一科实验都有基本要求、较高要求以及更高要求。 ”学院为此制定了诸如免测 试、最后实验成绩加分、推荐参加 SIT竞赛等相应鼓励机制。“在上方恺晴老师的课时，比如基本要求是百位乘法，方老师就会要求千位 乘法或是百位除法。”周喆幽默地比喻道。“只要是非周末的白天， 实验室都会有 老师指导，我们可以随时去研究各种实验。 ”信科院通过多年的教学中摸索出一系列实验教学的指导方法。 “我们有做中 学式教学法、 启发讨论式教学法、

10、个性化教学法、 任务驱动式教学法和开放与半 开放结合教学法等等。 ”骆教授一一为记者列举着这些指导了成百上千学子们迈 向成功之路的“金点子” 。“我会在实验中有意设置障碍， 比如给出的电路是错误的， 让学生自己去改。 方恺晴老师介绍启发讨论式教学法时说。 “我们还会通过实验教学发现并挑选优 秀学生参加SIT,并在经费、场地、实验仪器等方面给予积极的支持，以此推动 个性化 教育全面展开， 在这个过程中再选拔更优秀的血神给推荐给院里的教 授们，跟着他们做课题。 ”在这些“金点子”的指导下，信科院的学生近年来在国内外各大相关专业竞 赛上捷报频传。 2011 珠三角程序设计邀请赛中，刘哲、施文、郑锦涛成功摘取 金牌。 2009 年在“未来挑战”智能车比赛中，由田峥、杨志邦、徐俊达等九名 同学组成的团队获得冠军。 2008 年，在英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系 统专题邀请赛互动视窗中，马翌伦、何军、陈超荣获