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摘要：以EDA技术为代表的现代电子设计技术为学生提供了实现创新实践的工作平台，本文对其应用过程中实验项目设置、实验教学策略、实验效果评价等方面进行研究和实践，以更好地激发学生创新积极性，培养其创新能力和工程实践能力。
关键词：现代电子设计技术；大学物理创新性实验；创新能力
作者简介：柴明钢（1973-），男，浙江慈溪人，南昌航空大学测试与光电工程学院，讲师，工学硕士，主要研究方向：现代电子设计及教学研究；海霞（1977-），女，河南许昌人，南昌航空大学测试与光电工程学院，讲师，主要研究方向：光电技术、大学物理及物理实验教学。（江西 南昌 330063）
基金项目：本文系江西省高校省级教改项目（项目编号：JXJG-10-7-20）、南昌航空大学教改基金项目（项目编号：JY0996）的研究成果。
随着我国建设创新型国家的逐步深入，高校越来越重视创新教育。实验教学在学生的创新能力培养上起着非常重要的作用，[1]大学物理实验中心是高校最大、最重要的基础实验教学中心之一。教育部近期提出开展大学生创新性实验的行动计划，全国有百余所高校参与实施大学生创新性实验计划项目。如复旦大学的物理实验教学中心将创新性实验作为第三类实验为高年级优秀学生安排，以获得创新成果为目的；华中师范大学专为基地班学生开设的四级物理实验主要以综合性、研究创新性实验为主，为学生以后的科研打好基础，以培养国家基础科学（物理与天文）人才为其主要目的；[2]国外，如新加坡南洋理工大学非常注重实践教学，实验内容非常丰富，学生的作品从知识的掌握到综合应用程度，以及创新性设计的思路都令人称赞。
随着教育部大学生创新性实验计划的展开，大学物理创新性实验得到了较大的发展。但将现代电子设计技术引入物理创新性实验的，目前还不多见，在物理电子设计方面，依然以传统电子技术为主，在创新性上显得有所不足，而以EDA（电子信息自动化的缩写，Electronic Design Automation）技术为代表的现代电子设计技术为学生提供了十分方便的实现创新实践的工作平台，其吸纳了其他先进技术最新成果而成为现代技术的典范，有利于培养应用创新型人才。
一、对现代电子设计技术研究的意义及存在的问题
1.研究的意义
应用现代电子设计技术于大学物理创新性实验中，能够使学生对实验过程中所涉及的相关理论知识进行更深层的理解，从而促进对理论知识的进一步掌握，起到了提高教学质量的作用。[3]
以EDA技术为代表的现代电子设计技术在大学物理创新性实验中的灵活应用，能促进学生在本科阶段得到发明创造的训练，改变目前高等教育培养过程中创新教育环节薄弱、学生动手能力不强的现状，进一步推动高等教育教学改革，提高教学质量。
在大学物理创新性实验中引入现代电子设计技术，能更好地激发学生在该领域的学习兴趣，调动积极性、创造性，培养学生自己主动获取知识和信息，主动解决实际问题的能力。
2.存在的问题
在将现代电子设计应用于大学物理创新性实验实施过程中，笔者所在的教学团队遇到了如下几个问题。
（1）吸收现代电子设计技术最新发展成果，开设那些适合南昌航空大学（以下简称“我校”）学生培养目标的大学物理创新性实验项目，以更好地培养学生创新能力及工程实践能力。
（2）在创新性实验过程中，如何组织和具体实施。
（3）在具体实施过程中，如何评价该创新性实验对培养学生创新能力等方面的效果。
二、应用现代电子设计技术采取的措施及实施内容
1.实验项目设置研究
针对我校学生的人才培养目标（即培养思想素质好、基础扎实、实践能力强、适应经济社会发展需要、具有创新精神的应用型高级专门人才），结合现代电子设计技术的特点，对相关的大学物理创新性实验项目设置进行研究和实践，例如笔者所在的教学团队设置了单芯片汉明码编码解码器设计实验，汉明码是一种在数据通信中可进行错误检查和纠正的编码技术，该实验要求学生充分利用现代电子设计技术。如EDA技术，将汉明码编码器核心和汉明码解码器核心设计在单块芯片上实现，使得该芯片同时具备汉明码编码解码的功能。这些创新性实验吸收了以EDA技术为代表的现代电子技术发展最新成果，与工程技术实践相衔接，适合我校学生的培养目标，能更好地起到培养学生创新意识和工程实践能力的作用。
2.实验教学策略研究
在创新性实验的教学过程中，笔者所在教学团队研究相关的创新性实验教学策略，改革传统的教学方法和手段，形成创新性实验教学的策略体系，主要包括教学内容的组织呈现策略、激发创新积极性策略、旨在丰富教学资源的现代化教学多媒体的开发和应用策略等。在教学内容的组织方面，创新性实验有别于一般的验证性实验，不再是传统的教师教、学生做，而是采取开放式实验的形式，首先将学生分成若干小组，每个小组3～5人，在小组内部讨论实验项目的总体结构设计、功能模块的划分、具体模块的设计及调试等，这种方法可以充分发挥学生的主动性、创造性，教师不再是教的功能，而是导的作用。[4]为了更好地激发学生创新积极性，笔者规定每周在某个固定的时间将课题性质相近的小组召集在一起，由每个小组分别汇报各自的进展，包括现阶段遇到了哪些问题、解决了哪些问题、还有哪些问题有待进一步解决；其他小组可针对汇报小组的情况积极提出自己的看法，如解决问题的方法是否合理，有没有更科学的解决方法；也可针对待解决的问题提出自己的看法等。这种积极讨论的氛围，不仅激发了学生的创新积极性，而且也锻炼了团队合作能力。最后在预定的时间内完成所有的创新性实验，以小组的形式进行答辩。为了丰富教学资源，笔者还进行了现代化教学多媒体的开发和应用，不仅开发了大学物理实验中心网站，还开发了多媒体选课系统，在选课系统里对各个创新性实验的前期知识储备、涉及到的相关知识及具体设计要求都作了详细介绍，此外网站里还有丰富的相关设计知识，包括相关的多媒体课件、一些具体的项目工程设计实例、相关的设计培训视频等。以上这些创新性实验教学策略的建立和应用，对创新性实验的顺利开展和良好效果的取得起到了保障及促进作用。
3.实验效果评价研究
教学评价是调控教学正常运行的依据，笔者针对现代电子设计技术在大学物理创新性实验中的应用研究，探索实验教学的评价方法，主要是从学生层面上对实验效果进行评价，包括学生的实验总结报告、无记名的学生实验效果反馈调查表、学生的实验视频及作品视频等。学生在实验总结报告中反映出将现代电子设计技术在大学物理创新性实验中加以灵活应用，以小组的形式群策群力完成，使他们不仅巩固了课本内的知识，还学习了很多课本外的新知识；在不断遇到问题和解决问题的过程中，锻炼和提高了他们的动手能力和创新实践能力；以EDA技术为代表的现代电子设计技术提供了一种很好的创新实践平台，激发了他们的创新积极性，提高了他们自身主观能动性。由无记名的学生实验效果反馈调查表也可以看出所有学生都认为在整个实验过程中，提高了运用现代电子设计技术进行创新实践的能力。通过这些评价手段，使得现代电子设计技术在物理创新性实验中的应用效果得到了及时有效的反馈，笔者对这些反馈信息加以总结和不断改进，以达到更好地培养学生创新能力的目的。
三、应用现代电子设计技术取得的成效
笔者利用大学物理实验中心创新平台，将以EDA技术为代表的现代电子设计技术在大学物理创新性实验中加以应用，从培养学生创新能力的角度出发，在具体的实践过程中，做了一系列的工作，取得的成效主要体现在以下几个方面。
（1）在适合我校学生培养目标的前提下，开发出多个应用现代电子设计技术的大学物理创新性实验项目，以更好地培养学生创新能力和工程实践能力。
（2）编写了相关的创新性实验项目的实验教学大纲，以指导各个实验项目的正常开展。
（3）探索出相关的创新性实验教学策略体系，以激发学生的创新积极性，锻炼团队合作能力。
（4）开发了相关的网站，丰富了多媒体资源，包括多媒体课件、一些具体的项目工程设计实例、EDA设计工具软件、相关的设计培训视频等，使学生可以根据自己的学习计划进行在线学习。
四、结束语
电子技术的广泛应用激发了学生在该领域的创新欲望，而以EDA技术为代表的现代电子设计技术为学生提供了十分方便的实现创新实践的工作平台。本文提出利用大学物理实验创新平台，结合学生培养目标，将现代电子设计技术应用于物理创新性实验中，达到与现代科学技术发展相适应、与工程技术实践相衔接的目的。在创新实验过程中，笔者所在教学团队开发了多个应用现代电子设计技术的实验项目；进行了相关的创新性实验教学策略研究，提出了具体的组织和实施的方法；探索从学生层面上对实验效果进行评价的方法等。这些措施和方法更好地激发了学生的创新热情，促使学生主动思考问题，提出新思想、新方法，创新地解决实际问题。
另外，在整个创新实验过程中，笔者也不断遇到一些新问题，例如由于创新性实验采用开放性形式，选做某项实验的学生可能不是同一个年级的学生，则同一个小组中的学生可能会出现专业知识、认知水平等方面不在同一水平、甚至相差较大的现象，那么就更要求学生之间形成互帮互带、互相学习、共同进步的良好氛围，以协同合作成功地完成实验。
在将现代电子设计技术应用于物理创新性实验实施过程中，笔者做了一系列的工作，有效地培养了学生的创新思维及能力，另外还有一些方面是笔者下一步工作所要加强的。例如每项实验结束后，学生都写了较好的实验总结报告，包括了实验的内容及过程、实验过程中的创新点、实验的收获等，但主动发表论文、申请专利不多，下一步在总结的基础上，要加强训练学生撰写学术论文、申请专利的能力；在校级创新性实验的基础上，下一步在省级、国家级大学生创新性实验项目上争取取得更好的成绩，在学生创新实践能力培养上取得更大的成效。
参考文献：
[1]龚维,等.培养理工类本科生科研创新能力的探索[J].高等教育研究,2009,(9).
[2]李琴,等.创新性物理实验模式初探[J].物理通报,2008,(10).
[3]杨端翠.物理实验教学中学生创新能力的培养[J].教育探索,2007,(10).
[4]丁坚勇,华小梅,饶凌平.不断创新实践教学模式 提高本科教学质量[J].中国电力教育,2009,(7).
（责任编辑：苏宇嵬）
关键词：现代电子设计技术；大学物理创新性实验；创新能力
作者简介：柴明钢（1973-），男，浙江慈溪人，南昌航空大学测试与光电工程学院，讲师，工学硕士，主要研究方向：现代电子设计及教学研究；海霞（1977-），女，河南许昌人，南昌航空大学测试与光电工程学院，讲师，主要研究方向：光电技术、大学物理及物理实验教学。（江西 南昌 330063）
基金项目：本文系江西省高校省级教改项目（项目编号：JXJG-10-7-20）、南昌航空大学教改基金项目（项目编号：JY0996）的研究成果。
随着我国建设创新型国家的逐步深入，高校越来越重视创新教育。实验教学在学生的创新能力培养上起着非常重要的作用，[1]大学物理实验中心是高校最大、最重要的基础实验教学中心之一。教育部近期提出开展大学生创新性实验的行动计划，全国有百余所高校参与实施大学生创新性实验计划项目。如复旦大学的物理实验教学中心将创新性实验作为第三类实验为高年级优秀学生安排，以获得创新成果为目的；华中师范大学专为基地班学生开设的四级物理实验主要以综合性、研究创新性实验为主，为学生以后的科研打好基础，以培养国家基础科学（物理与天文）人才为其主要目的；[2]国外，如新加坡南洋理工大学非常注重实践教学，实验内容非常丰富，学生的作品从知识的掌握到综合应用程度，以及创新性设计的思路都令人称赞。
随着教育部大学生创新性实验计划的展开，大学物理创新性实验得到了较大的发展。但将现代电子设计技术引入物理创新性实验的，目前还不多见，在物理电子设计方面，依然以传统电子技术为主，在创新性上显得有所不足，而以EDA（电子信息自动化的缩写，Electronic Design Automation）技术为代表的现代电子设计技术为学生提供了十分方便的实现创新实践的工作平台，其吸纳了其他先进技术最新成果而成为现代技术的典范，有利于培养应用创新型人才。
一、对现代电子设计技术研究的意义及存在的问题
1.研究的意义
应用现代电子设计技术于大学物理创新性实验中，能够使学生对实验过程中所涉及的相关理论知识进行更深层的理解，从而促进对理论知识的进一步掌握，起到了提高教学质量的作用。[3]
以EDA技术为代表的现代电子设计技术在大学物理创新性实验中的灵活应用，能促进学生在本科阶段得到发明创造的训练，改变目前高等教育培养过程中创新教育环节薄弱、学生动手能力不强的现状，进一步推动高等教育教学改革，提高教学质量。
在大学物理创新性实验中引入现代电子设计技术，能更好地激发学生在该领域的学习兴趣，调动积极性、创造性，培养学生自己主动获取知识和信息，主动解决实际问题的能力。
2.存在的问题
在将现代电子设计应用于大学物理创新性实验实施过程中，笔者所在的教学团队遇到了如下几个问题。
（1）吸收现代电子设计技术最新发展成果，开设那些适合南昌航空大学（以下简称“我校”）学生培养目标的大学物理创新性实验项目，以更好地培养学生创新能力及工程实践能力。
（2）在创新性实验过程中，如何组织和具体实施。
（3）在具体实施过程中，如何评价该创新性实验对培养学生创新能力等方面的效果。
二、应用现代电子设计技术采取的措施及实施内容
1.实验项目设置研究
针对我校学生的人才培养目标（即培养思想素质好、基础扎实、实践能力强、适应经济社会发展需要、具有创新精神的应用型高级专门人才），结合现代电子设计技术的特点，对相关的大学物理创新性实验项目设置进行研究和实践，例如笔者所在的教学团队设置了单芯片汉明码编码解码器设计实验，汉明码是一种在数据通信中可进行错误检查和纠正的编码技术，该实验要求学生充分利用现代电子设计技术。如EDA技术，将汉明码编码器核心和汉明码解码器核心设计在单块芯片上实现，使得该芯片同时具备汉明码编码解码的功能。这些创新性实验吸收了以EDA技术为代表的现代电子技术发展最新成果，与工程技术实践相衔接，适合我校学生的培养目标，能更好地起到培养学生创新意识和工程实践能力的作用。
2.实验教学策略研究
在创新性实验的教学过程中，笔者所在教学团队研究相关的创新性实验教学策略，改革传统的教学方法和手段，形成创新性实验教学的策略体系，主要包括教学内容的组织呈现策略、激发创新积极性策略、旨在丰富教学资源的现代化教学多媒体的开发和应用策略等。在教学内容的组织方面，创新性实验有别于一般的验证性实验，不再是传统的教师教、学生做，而是采取开放式实验的形式，首先将学生分成若干小组，每个小组3～5人，在小组内部讨论实验项目的总体结构设计、功能模块的划分、具体模块的设计及调试等，这种方法可以充分发挥学生的主动性、创造性，教师不再是教的功能，而是导的作用。[4]为了更好地激发学生创新积极性，笔者规定每周在某个固定的时间将课题性质相近的小组召集在一起，由每个小组分别汇报各自的进展，包括现阶段遇到了哪些问题、解决了哪些问题、还有哪些问题有待进一步解决；其他小组可针对汇报小组的情况积极提出自己的看法，如解决问题的方法是否合理，有没有更科学的解决方法；也可针对待解决的问题提出自己的看法等。这种积极讨论的氛围，不仅激发了学生的创新积极性，而且也锻炼了团队合作能力。最后在预定的时间内完成所有的创新性实验，以小组的形式进行答辩。为了丰富教学资源，笔者还进行了现代化教学多媒体的开发和应用，不仅开发了大学物理实验中心网站，还开发了多媒体选课系统，在选课系统里对各个创新性实验的前期知识储备、涉及到的相关知识及具体设计要求都作了详细介绍，此外网站里还有丰富的相关设计知识，包括相关的多媒体课件、一些具体的项目工程设计实例、相关的设计培训视频等。以上这些创新性实验教学策略的建立和应用，对创新性实验的顺利开展和良好效果的取得起到了保障及促进作用。
3.实验效果评价研究
教学评价是调控教学正常运行的依据，笔者针对现代电子设计技术在大学物理创新性实验中的应用研究，探索实验教学的评价方法，主要是从学生层面上对实验效果进行评价，包括学生的实验总结报告、无记名的学生实验效果反馈调查表、学生的实验视频及作品视频等。学生在实验总结报告中反映出将现代电子设计技术在大学物理创新性实验中加以灵活应用，以小组的形式群策群力完成，使他们不仅巩固了课本内的知识，还学习了很多课本外的新知识；在不断遇到问题和解决问题的过程中，锻炼和提高了他们的动手能力和创新实践能力；以EDA技术为代表的现代电子设计技术提供了一种很好的创新实践平台，激发了他们的创新积极性，提高了他们自身主观能动性。由无记名的学生实验效果反馈调查表也可以看出所有学生都认为在整个实验过程中，提高了运用现代电子设计技术进行创新实践的能力。通过这些评价手段，使得现代电子设计技术在物理创新性实验中的应用效果得到了及时有效的反馈，笔者对这些反馈信息加以总结和不断改进，以达到更好地培养学生创新能力的目的。
三、应用现代电子设计技术取得的成效
笔者利用大学物理实验中心创新平台，将以EDA技术为代表的现代电子设计技术在大学物理创新性实验中加以应用，从培养学生创新能力的角度出发，在具体的实践过程中，做了一系列的工作，取得的成效主要体现在以下几个方面。
（1）在适合我校学生培养目标的前提下，开发出多个应用现代电子设计技术的大学物理创新性实验项目，以更好地培养学生创新能力和工程实践能力。
（2）编写了相关的创新性实验项目的实验教学大纲，以指导各个实验项目的正常开展。
（3）探索出相关的创新性实验教学策略体系，以激发学生的创新积极性，锻炼团队合作能力。
（4）开发了相关的网站，丰富了多媒体资源，包括多媒体课件、一些具体的项目工程设计实例、EDA设计工具软件、相关的设计培训视频等，使学生可以根据自己的学习计划进行在线学习。
四、结束语
电子技术的广泛应用激发了学生在该领域的创新欲望，而以EDA技术为代表的现代电子设计技术为学生提供了十分方便的实现创新实践的工作平台。本文提出利用大学物理实验创新平台，结合学生培养目标，将现代电子设计技术应用于物理创新性实验中，达到与现代科学技术发展相适应、与工程技术实践相衔接的目的。在创新实验过程中，笔者所在教学团队开发了多个应用现代电子设计技术的实验项目；进行了相关的创新性实验教学策略研究，提出了具体的组织和实施的方法；探索从学生层面上对实验效果进行评价的方法等。这些措施和方法更好地激发了学生的创新热情，促使学生主动思考问题，提出新思想、新方法，创新地解决实际问题。
另外，在整个创新实验过程中，笔者也不断遇到一些新问题，例如由于创新性实验采用开放性形式，选做某项实验的学生可能不是同一个年级的学生，则同一个小组中的学生可能会出现专业知识、认知水平等方面不在同一水平、甚至相差较大的现象，那么就更要求学生之间形成互帮互带、互相学习、共同进步的良好氛围，以协同合作成功地完成实验。
在将现代电子设计技术应用于物理创新性实验实施过程中，笔者做了一系列的工作，有效地培养了学生的创新思维及能力，另外还有一些方面是笔者下一步工作所要加强的。例如每项实验结束后，学生都写了较好的实验总结报告，包括了实验的内容及过程、实验过程中的创新点、实验的收获等，但主动发表论文、申请专利不多，下一步在总结的基础上，要加强训练学生撰写学术论文、申请专利的能力；在校级创新性实验的基础上，下一步在省级、国家级大学生创新性实验项目上争取取得更好的成绩，在学生创新实践能力培养上取得更大的成效。
参考文献：
[1]龚维,等.培养理工类本科生科研创新能力的探索[J].高等教育研究,2009,(9).
[2]李琴,等.创新性物理实验模式初探[J].物理通报,2008,(10).
[3]杨端翠.物理实验教学中学生创新能力的培养[J].教育探索,2007,(10).
[4]丁坚勇,华小梅,饶凌平.不断创新实践教学模式 提高本科教学质量[J].中国电力教育,2009,(7).
（责任编辑：苏宇嵬）