论文部分内容阅读
摘要:针对应用型本科院校的特点,以培养应用创新型人才为目标,按照“统一规划、充分利用资金和空间、兼顾实验实训和创新”的思路进行实验室建设。经过6年多的努力,完成了具有支撑计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化专业的课程实验、专业实践与实训教学、大学生科技创新活动的实践平台建设,在培养应用型人才中发挥了重要作用。
关键词:应用型人才;实验室建设;实践中心
我院是在我国高等教育进入大众化阶段以后,于2003年经教育部批准,由大连理工大学与企业共同投资建立的独立学院,目前已经发展成有9 000余名全日制在校本科大学生的学院,其中IT类专业在读本科学生为4 500多人,所设置的IT类专业包括计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化等。学院的办学宗旨为:面向学生,服务社会,培养高素质应用型人才。从2004年开始,学院利用自筹资金规划和建设IT实践中心,满足培养IT类应用型人才的需要。经过6年多的努力,完成设备投资1 800余万元,建成具有36个实验和实训室的IT实践中心,形成了设备先进、门类齐全,能很好地满足实验、实训、科技创新需要的实践平台。
1 IT实践中心的建设目标与构思
随着我国经济建设的发展,需要大量的应用型和创新型人才。独立学院一般定位在培养高素质的应用型人才[1],实践平台的建设和实践教学在人才培养工作中占有重要的地位[2]。不同于一些研究型重点大学,独立学院一般要靠自筹资金建设实验室,实验室所占的空间也受到一定的制约。如何在资金和空间有限的情况下,建设满足培养应用型、创新型人才的要求,同时又具有特色的高水平实践平台,是独立学院发展中的重要课题[3]。公办大学按多层次建设实验平台已有一些成功的经验可以借鉴[4],但是,作为独立学院,如果完全照搬其经验必然受到资金的困扰并出现一些重复性的建设,同时也不能突出应用人才培养实践平台的特色。
经过广泛的调查研究和充分论证,我院IT实践中心的建设确立了“统一规划、节省资金和空间、兼顾实验实训和创新”的思路。根据学生的培养目标,IT实践中心的定位是充分满足学院计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化专业培养高素质应用型人才需要,具有支撑上述专业的课程实验、专业实践与实训教学、大学生科技创新活动的实践平台。
2 公共实验平台的建设
公共实验平台是指能满足我院计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化各专业实验实践共同需要,或者是综合运用不同专业技术的实验平台。被列入我院公共实践平台的实验室包括:电子技术实验室、微机系统与接口实验室、嵌入式系统实验室。
2.1 电子技术实验室建设方案
我院电子技术实验室的功能定位是能够完成电路、模拟电子电路、数字电路、EDA的课程实验,同时又能实现综合电路设计及电子设计与制作创新的实验实践平台。与一些院校采用针对电路、模拟电子电路、数字电路、EDA课程分别设置实验室不同,我院设置了8个相同的电子技术实验室,同时满足电路、模拟电子电路、数字电路的实验教学要求。
每个电子技术实验室配备了32套设备,每套设备包括电子技术实验箱、双路可调直流稳压电源、双踪示波器、多功能信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。其中电子技术实验箱是按我院提出的方案,由湖北众友科技实业股份有限公司特殊生产制作的产品,它综合考虑了各门课程实验的需要,能满足电路、模拟电子电路、数字电路实验的要求,而且还配有EDA板,插到实验箱上再配上个人计算机可以进行EAD方面的实验。利用该实验箱可以任意搭接模拟电子电路、数字电路及模拟与数字混合电路,与PCB板制作设备配合可以完成综合电子设计和电子制作创新设计。
实践证明,电子技术实验室的这种建设方案既满足了实验室功能定位的要求,又节省了资金和空间,而且便于管理和排课,为学院电路、模拟电子技术、数字电路的教学改革提供了有力支撑[5]。
2.2 微机系统与接口实验室建设方案
微机系统与接口实验室的功能定位是能满足基于X86的微机原理课程实验、MCS-51单片机原理及应用课程实验、单片机设计与开发的创新实践的平台。
我院设置了3个微机系统与接口实验室,每个实验室装备了32套实验箱和个人计算机。为了满足基于X86的微机原理和MCS-51单片机系统的两类实验教学需要,实验箱选择了启东计算机厂有限公司生产的DVCC-5286NJH单片机微机仿真实验系统,该实验箱配备有8086和89C51双CPU板,在做微机原理实验时插上8086 CPU板,而在做单片机实验室时使用89C51 CPU板。此外,为了适应单片机应用设计与创新实践的需要,实验室还配备了单片机开发板,学生可以设计和开发各种单片机应用系统。
2.3 嵌入式系统实验室建设方案
嵌入式系统是近年来计算机应用的热点,也是大学生科技创新最活跃的领域,我院把嵌入式系统实验室作为重点实验室进行建设。从培养嵌入式系统实用型和应用创新型人才的角度出发,实验室的功能定位于满足嵌入式系统课程实验、实训教学以及科技创新项目的开发需要。实验室的硬件平台由“嵌入式系统实验箱+个人计算机+扩展模块+控制对象模型”构成。
嵌入式系统实验箱作为基本平台,可以完成嵌入式系统课程的各种基本实验,经过不同的接口连接扩展模块,来支持各种单元模块的运行。实验箱选用北京博创兴业科技有限公司生产的UP-NETARM2410-S实验教学平台。该实验箱采用ARM9内核,支持?COS-II,LINUX,WINCE 操作系统,配备丰富的资源和接口,并具有扩展插槽,能满足连接扩展模块和模型的要求。
扩展模块是在嵌入式系统应用中经常用到的功能模块。目前实验室配备了GPRS模块、GPS模块、ZIGBEE模块、蓝牙模块、无线网卡、摄像头模块、开关量输入输出模块。它们通过串口、USB接口、网络接口、实验箱的扩展插槽与实验箱连接,可以构成GSM/GPRS远程监控系统、GPS地理定位系统、无线传感器网络、视频监控系统,实现开关量的隔离输入输出。 许多实际的嵌入式系统都具有监测和控制对象。如果不提供嵌入式系统实际作用的对象,很难实现嵌入式应用系统的测试,也很难达到对系统的全面认识以及对学生项目开发实践能力全面训练的效果,为此实验室配备了典型的模型和套件。这些模型和套件与嵌入式系统实验箱和扩展模块一起可以构成完整的实际应用系统。例如,利用自制的智能家居模型,学生可以看到实际智能家居的缩影,设计不同的控制方案,进行系统测试,对嵌入式系统的应用有更深刻的理解。同时,也对启发学生的创新意识发挥了作用[6]。目前我们已经自制和购置了智能家居模型、汽车模型、温度控制模型、医学传感器套件,以后还将进一步扩充。
3 专业实验平台的建设
专业实验平台是指能满足我院计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化不同专业课、专业课课程设计、工程实训及创新实践需要的实验实践平台。我院的专业实验实践平台具体包括:自动化装置与系统实验室、楼宇自动化实验室、电机与拖动实验室、可编程控制器实验室、计算机控制实验室、传感器技术实验室、高频电子线路实验室、通信实验室、数字信号处理实验室、电子产品设计实验室、计算机组成实验室、计算机网络实验室、软件实训室等。由于篇幅限制,仅介绍部分实验室建设方案。
3.1 自动化装置与系统实验室建设方案
自动化装置与系统实验室是我院面向自动化专业的重点实验室。实验室装备有浙江天煌实业公司的6套THJ-3型高级过程控制系统实验装置。每套实验装置包括二阶水槽、电加热锅炉、循环供水系统实物模型、温度检测元件与变送器、压力变送器、液位变送器、电动调节阀、智能调节器、远程I/O模块、PC计算机。所用的自动化仪表与装置均选用工业中实际使用的典型自动化设备。利用这些实验装置可进行温度、压力、流量、液位等工业参数的自动检测实验,可以构成实际仪表控制系统、PLC控制系统、PC机控制系统。此外,实验室还配备1套DCS系统,可实现DCS控制系统。实验室还配备丰富的软件资源,有全中文工控组态软件MCGS、北京和利时的DCS组态软件等,利用这些组态软件可实现工业控制系统组态与人机界面设计。该实验室不仅能完成自动化有关专业课程的实验,而且也是进行课程设计与毕业设计的实践平台。
3.2 楼宇自动化实验室建设方案
楼宇自动化实验室是针对近年来智能建筑方面人才培养需要而构建的专业实践平台。实验室装备有浙江求是科教设备有限公司生产的楼宇自动化实验装置,具体包括中央空调暖通系统实验装置、电梯系统实验装置、可视对讲门禁系统实验装置、闭路电视监控及安全防范系统实验装置、火灾报警及联动控制实验装置、综合布线系统实验装置。各个系统都能独立运行,并且在统一的计算机上进行监控管理,形成监控网络。
此外,实验室还配备有自行设计的智能家居远程监控示范系统,在房间中设置了真实的空调、热水器、照明系统、电动窗帘、可视对讲门禁系统、视频监控系统以及火灾、入侵、漏水检测传感器。利用该远程监控系统,可以通过与Internet网络连接的计算机或手机对家居进行远程监视和控制。通过该系统,学生可以亲身体验计算机、自动化、通信技术的应用给人类带来的便利,激发他们学习科学技术的兴趣和创新热情。
3.3 软件实训室建设方案
软件实训实验室是针对人才市场的需求,对学生进行实用软件技术强化训练的实践平台。软件实训实验室共有3个,共配备64位双核、1 GB内存、80 GB硬盘、液晶显示的个人计算机153台,每个实验室联成局域网络,能同时容纳150多名学生进行程序设计课程的编程练习和软件技术实训。目前,已经开展了JARA方向与.NET方向、网站开发、游戏开发方向的软件技术实训教学和软件项目开发创新实践。
4 结束语
经过6年多的努力,一个适合应用型本科院校特点,能够支撑计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化专业课程实验、专业实践与实训教学、大学生科技创新活动的IT实践平台已经建立。该平台在应用创新型人才培养中发挥了作用,使学生提高了动手和工程实践能力,在全国各种大学生科技竞赛中多次获奖,特别是在2011年获得了“微软创新杯大学生科技竞赛”软件设计中国冠军,大大增强了学生的自信心。此外,实践和创新能力的提高有力地促进了学生就业,近年来毕业生就业率一直在92%以上,一部分学生被微软、IBM、无锡国家物联网研发中心等知名企业录用,为学校和社会的发展做出了贡献。
参考文献
[1] 许为民.独立学院的三个定位[J].中国高教研究,2006,4:44-46.
[2] 陈汉英,侯超.加强实验室建设是独立学院发展的必由之路[J].实验室研究与探索,2010,29(9):171-172.
[3] 王宗善,汤荣生,季晶晶.以科学发展观探索独立学院综合型实验教学中心的建设[J].实验技术与管理,2010,27(7):118-120.
[4] 余魅,刁友宝,刘韵.建设国家级实验教学示范中心 构建创新人才培养平台[J].实验技术与管理,2006,23(12):110-112.
[5] 金建设,张树坤,徐伟明,赵帅.电路与电子线路实验教学改革的实践[J].实验技术与管理,2006,23(12):102-103.
关键词:应用型人才;实验室建设;实践中心
我院是在我国高等教育进入大众化阶段以后,于2003年经教育部批准,由大连理工大学与企业共同投资建立的独立学院,目前已经发展成有9 000余名全日制在校本科大学生的学院,其中IT类专业在读本科学生为4 500多人,所设置的IT类专业包括计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化等。学院的办学宗旨为:面向学生,服务社会,培养高素质应用型人才。从2004年开始,学院利用自筹资金规划和建设IT实践中心,满足培养IT类应用型人才的需要。经过6年多的努力,完成设备投资1 800余万元,建成具有36个实验和实训室的IT实践中心,形成了设备先进、门类齐全,能很好地满足实验、实训、科技创新需要的实践平台。
1 IT实践中心的建设目标与构思
随着我国经济建设的发展,需要大量的应用型和创新型人才。独立学院一般定位在培养高素质的应用型人才[1],实践平台的建设和实践教学在人才培养工作中占有重要的地位[2]。不同于一些研究型重点大学,独立学院一般要靠自筹资金建设实验室,实验室所占的空间也受到一定的制约。如何在资金和空间有限的情况下,建设满足培养应用型、创新型人才的要求,同时又具有特色的高水平实践平台,是独立学院发展中的重要课题[3]。公办大学按多层次建设实验平台已有一些成功的经验可以借鉴[4],但是,作为独立学院,如果完全照搬其经验必然受到资金的困扰并出现一些重复性的建设,同时也不能突出应用人才培养实践平台的特色。
经过广泛的调查研究和充分论证,我院IT实践中心的建设确立了“统一规划、节省资金和空间、兼顾实验实训和创新”的思路。根据学生的培养目标,IT实践中心的定位是充分满足学院计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化专业培养高素质应用型人才需要,具有支撑上述专业的课程实验、专业实践与实训教学、大学生科技创新活动的实践平台。
2 公共实验平台的建设
公共实验平台是指能满足我院计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化各专业实验实践共同需要,或者是综合运用不同专业技术的实验平台。被列入我院公共实践平台的实验室包括:电子技术实验室、微机系统与接口实验室、嵌入式系统实验室。
2.1 电子技术实验室建设方案
我院电子技术实验室的功能定位是能够完成电路、模拟电子电路、数字电路、EDA的课程实验,同时又能实现综合电路设计及电子设计与制作创新的实验实践平台。与一些院校采用针对电路、模拟电子电路、数字电路、EDA课程分别设置实验室不同,我院设置了8个相同的电子技术实验室,同时满足电路、模拟电子电路、数字电路的实验教学要求。
每个电子技术实验室配备了32套设备,每套设备包括电子技术实验箱、双路可调直流稳压电源、双踪示波器、多功能信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。其中电子技术实验箱是按我院提出的方案,由湖北众友科技实业股份有限公司特殊生产制作的产品,它综合考虑了各门课程实验的需要,能满足电路、模拟电子电路、数字电路实验的要求,而且还配有EDA板,插到实验箱上再配上个人计算机可以进行EAD方面的实验。利用该实验箱可以任意搭接模拟电子电路、数字电路及模拟与数字混合电路,与PCB板制作设备配合可以完成综合电子设计和电子制作创新设计。
实践证明,电子技术实验室的这种建设方案既满足了实验室功能定位的要求,又节省了资金和空间,而且便于管理和排课,为学院电路、模拟电子技术、数字电路的教学改革提供了有力支撑[5]。
2.2 微机系统与接口实验室建设方案
微机系统与接口实验室的功能定位是能满足基于X86的微机原理课程实验、MCS-51单片机原理及应用课程实验、单片机设计与开发的创新实践的平台。
我院设置了3个微机系统与接口实验室,每个实验室装备了32套实验箱和个人计算机。为了满足基于X86的微机原理和MCS-51单片机系统的两类实验教学需要,实验箱选择了启东计算机厂有限公司生产的DVCC-5286NJH单片机微机仿真实验系统,该实验箱配备有8086和89C51双CPU板,在做微机原理实验时插上8086 CPU板,而在做单片机实验室时使用89C51 CPU板。此外,为了适应单片机应用设计与创新实践的需要,实验室还配备了单片机开发板,学生可以设计和开发各种单片机应用系统。
2.3 嵌入式系统实验室建设方案
嵌入式系统是近年来计算机应用的热点,也是大学生科技创新最活跃的领域,我院把嵌入式系统实验室作为重点实验室进行建设。从培养嵌入式系统实用型和应用创新型人才的角度出发,实验室的功能定位于满足嵌入式系统课程实验、实训教学以及科技创新项目的开发需要。实验室的硬件平台由“嵌入式系统实验箱+个人计算机+扩展模块+控制对象模型”构成。
嵌入式系统实验箱作为基本平台,可以完成嵌入式系统课程的各种基本实验,经过不同的接口连接扩展模块,来支持各种单元模块的运行。实验箱选用北京博创兴业科技有限公司生产的UP-NETARM2410-S实验教学平台。该实验箱采用ARM9内核,支持?COS-II,LINUX,WINCE 操作系统,配备丰富的资源和接口,并具有扩展插槽,能满足连接扩展模块和模型的要求。
扩展模块是在嵌入式系统应用中经常用到的功能模块。目前实验室配备了GPRS模块、GPS模块、ZIGBEE模块、蓝牙模块、无线网卡、摄像头模块、开关量输入输出模块。它们通过串口、USB接口、网络接口、实验箱的扩展插槽与实验箱连接,可以构成GSM/GPRS远程监控系统、GPS地理定位系统、无线传感器网络、视频监控系统,实现开关量的隔离输入输出。 许多实际的嵌入式系统都具有监测和控制对象。如果不提供嵌入式系统实际作用的对象,很难实现嵌入式应用系统的测试,也很难达到对系统的全面认识以及对学生项目开发实践能力全面训练的效果,为此实验室配备了典型的模型和套件。这些模型和套件与嵌入式系统实验箱和扩展模块一起可以构成完整的实际应用系统。例如,利用自制的智能家居模型,学生可以看到实际智能家居的缩影,设计不同的控制方案,进行系统测试,对嵌入式系统的应用有更深刻的理解。同时,也对启发学生的创新意识发挥了作用[6]。目前我们已经自制和购置了智能家居模型、汽车模型、温度控制模型、医学传感器套件,以后还将进一步扩充。
3 专业实验平台的建设
专业实验平台是指能满足我院计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化不同专业课、专业课课程设计、工程实训及创新实践需要的实验实践平台。我院的专业实验实践平台具体包括:自动化装置与系统实验室、楼宇自动化实验室、电机与拖动实验室、可编程控制器实验室、计算机控制实验室、传感器技术实验室、高频电子线路实验室、通信实验室、数字信号处理实验室、电子产品设计实验室、计算机组成实验室、计算机网络实验室、软件实训室等。由于篇幅限制,仅介绍部分实验室建设方案。
3.1 自动化装置与系统实验室建设方案
自动化装置与系统实验室是我院面向自动化专业的重点实验室。实验室装备有浙江天煌实业公司的6套THJ-3型高级过程控制系统实验装置。每套实验装置包括二阶水槽、电加热锅炉、循环供水系统实物模型、温度检测元件与变送器、压力变送器、液位变送器、电动调节阀、智能调节器、远程I/O模块、PC计算机。所用的自动化仪表与装置均选用工业中实际使用的典型自动化设备。利用这些实验装置可进行温度、压力、流量、液位等工业参数的自动检测实验,可以构成实际仪表控制系统、PLC控制系统、PC机控制系统。此外,实验室还配备1套DCS系统,可实现DCS控制系统。实验室还配备丰富的软件资源,有全中文工控组态软件MCGS、北京和利时的DCS组态软件等,利用这些组态软件可实现工业控制系统组态与人机界面设计。该实验室不仅能完成自动化有关专业课程的实验,而且也是进行课程设计与毕业设计的实践平台。
3.2 楼宇自动化实验室建设方案
楼宇自动化实验室是针对近年来智能建筑方面人才培养需要而构建的专业实践平台。实验室装备有浙江求是科教设备有限公司生产的楼宇自动化实验装置,具体包括中央空调暖通系统实验装置、电梯系统实验装置、可视对讲门禁系统实验装置、闭路电视监控及安全防范系统实验装置、火灾报警及联动控制实验装置、综合布线系统实验装置。各个系统都能独立运行,并且在统一的计算机上进行监控管理,形成监控网络。
此外,实验室还配备有自行设计的智能家居远程监控示范系统,在房间中设置了真实的空调、热水器、照明系统、电动窗帘、可视对讲门禁系统、视频监控系统以及火灾、入侵、漏水检测传感器。利用该远程监控系统,可以通过与Internet网络连接的计算机或手机对家居进行远程监视和控制。通过该系统,学生可以亲身体验计算机、自动化、通信技术的应用给人类带来的便利,激发他们学习科学技术的兴趣和创新热情。
3.3 软件实训室建设方案
软件实训实验室是针对人才市场的需求,对学生进行实用软件技术强化训练的实践平台。软件实训实验室共有3个,共配备64位双核、1 GB内存、80 GB硬盘、液晶显示的个人计算机153台,每个实验室联成局域网络,能同时容纳150多名学生进行程序设计课程的编程练习和软件技术实训。目前,已经开展了JARA方向与.NET方向、网站开发、游戏开发方向的软件技术实训教学和软件项目开发创新实践。
4 结束语
经过6年多的努力,一个适合应用型本科院校特点,能够支撑计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化专业课程实验、专业实践与实训教学、大学生科技创新活动的IT实践平台已经建立。该平台在应用创新型人才培养中发挥了作用,使学生提高了动手和工程实践能力,在全国各种大学生科技竞赛中多次获奖,特别是在2011年获得了“微软创新杯大学生科技竞赛”软件设计中国冠军,大大增强了学生的自信心。此外,实践和创新能力的提高有力地促进了学生就业,近年来毕业生就业率一直在92%以上,一部分学生被微软、IBM、无锡国家物联网研发中心等知名企业录用,为学校和社会的发展做出了贡献。
参考文献
[1] 许为民.独立学院的三个定位[J].中国高教研究,2006,4:44-46.
[2] 陈汉英,侯超.加强实验室建设是独立学院发展的必由之路[J].实验室研究与探索,2010,29(9):171-172.
[3] 王宗善,汤荣生,季晶晶.以科学发展观探索独立学院综合型实验教学中心的建设[J].实验技术与管理,2010,27(7):118-120.
[4] 余魅,刁友宝,刘韵.建设国家级实验教学示范中心 构建创新人才培养平台[J].实验技术与管理,2006,23(12):110-112.
[5] 金建设,张树坤,徐伟明,赵帅.电路与电子线路实验教学改革的实践[J].实验技术与管理,2006,23(12):102-103.