(安徽新華學(xué)院 電子通信工程學(xué)院，安徽 合肥 230088)

傳統(tǒng)的電子信息類本科專業(yè)教育教學(xué)模式是以理論為主，老師講，學(xué)生聽，在實驗箱或?qū)嶒灠迳贤瓿蔀閿?shù)不多的驗證性或仿真實驗，畢業(yè)前完成實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計，課題絕大部分以理論為主，這種模式的弊端是理論脫離實踐，學(xué)生難以學(xué)以致用，顯然不能滿足當(dāng)今社會對人才的需求，學(xué)生畢業(yè)后即使找到工作，用人單位也必須經(jīng)過較長時間的業(yè)務(wù)培訓(xùn)才能勝任本職工作。

1 虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)必要性

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子通信儀器設(shè)備不斷更新?lián)Q代，如果以市場需求來制定理論聯(lián)系實際、切實可行的人才培養(yǎng)方案，那么勢必要將當(dāng)今市場最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、實驗實訓(xùn)手段以及最好的科技裝備引進(jìn)學(xué)校。然而，部分電子通信設(shè)備體型龐大且價格昂貴、輻射大，在教學(xué)中很難滿足多人同時實驗實訓(xùn)操作的需求，因此，電子信息類專業(yè)建設(shè)虛擬仿真實驗教學(xué)中心是十分必要的。虛擬仿真實驗教學(xué)中心采取虛實結(jié)合的教學(xué)方式，將知識傳授、素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)融為一體，形成強化創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)的綜合性實踐教學(xué)體系。

安徽新華學(xué)院電子信息類專業(yè)有兩個省級虛擬仿真實驗教學(xué)中心，“現(xiàn)代通信虛擬仿真實驗教學(xué)中心”于2015年獲批安徽省質(zhì)量工程項目，2018年建設(shè)完成。同年，“移動通信虛擬仿真實驗教學(xué)中心”獲批安徽省質(zhì)量工程項目。虛擬仿真實驗教學(xué)中心結(jié)合學(xué)院電子信息類專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)辦學(xué)定位，在實驗教學(xué)方法、教師隊伍建設(shè)等方面進(jìn)行了改革與創(chuàng)新，積極開展校企合作、共建特色實驗室，使學(xué)生在校期間完成“理論+實踐”的學(xué)習(xí)，真正做到學(xué)以致用，畢業(yè)后無需經(jīng)過培訓(xùn)即可上崗，大大縮短了人才培養(yǎng)周期，在人才培養(yǎng)質(zhì)量上得到了進(jìn)一步的提高，從而滿足當(dāng)前市場急需人才的需要。

2 虛擬仿真實驗中心的組成與配置

以安徽新華學(xué)院現(xiàn)代通信虛擬仿真實驗教學(xué)中心為例，該虛擬仿真實驗教學(xué)中心由現(xiàn)代通信實驗室、電子技術(shù)仿真實驗室、EDA實驗室、通信原理實驗室四大實驗室組成。

2.1 現(xiàn)代通信實驗室

作為實驗與理論之間的橋梁，儀器是實驗室中不可或缺的因素，正是儀器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)證實了科學(xué)理論[1]。為適應(yīng)現(xiàn)代通信技術(shù)飛速發(fā)展，現(xiàn)代通信實驗室將當(dāng)今市場最為流行的商用通信儀器設(shè)備(程控交換、寬帶接入、光纖傳輸?shù)?引入學(xué)校實驗室，現(xiàn)代通信實驗室建設(shè)拓?fù)鋱D如圖1所示。學(xué)生在商用機上實踐，既學(xué)習(xí)了理論又學(xué)會操作使用，真正達(dá)到了理論聯(lián)系實際的目的。畢業(yè)后一旦走上工作崗位，用人單位無需再進(jìn)行培訓(xùn)，即能勝任專業(yè)的工作崗位。這樣大大增強了學(xué)生就業(yè)的信心，畢業(yè)生也大受用人單位的歡迎。多人同時使用設(shè)備實驗時，不可避免會有通信沖突或是排隊情況出現(xiàn)，為了解決這個問題，引入配套虛擬e-bridge軟件，采用虛實結(jié)合的教學(xué)方式，給教師教學(xué)和學(xué)生實驗帶來了極大的方便。e-Bridge實驗軟件拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖1 現(xiàn)代通信實驗室建設(shè)拓?fù)鋱D

圖2 e-Bridge實驗軟件拓?fù)鋱D

現(xiàn)代通信實驗室包括三個平臺：程控交換、寬帶、光纖通信。實驗室所有設(shè)備均接入網(wǎng)絡(luò)，可以進(jìn)行程控交換、光纖通信、移動通信、寬帶接入等實驗實訓(xùn)，并且可以作為學(xué)生畢業(yè)實習(xí)及實訓(xùn)的場所，對提高學(xué)生動手能力、培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力有很大作用，使學(xué)生真正做到理論聯(lián)系實際、學(xué)以致用，為學(xué)生就業(yè)開辟了捷徑，能夠?qū)崿F(xiàn)“教學(xué)—實踐—就業(yè)”零距離人才培養(yǎng)。程控交換可以通過軟硬件結(jié)合，實現(xiàn)模擬固定電話通話的整個過程。寬帶設(shè)備可以實現(xiàn)ADSL即電話線上網(wǎng)不對稱數(shù)字業(yè)務(wù)，實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)信號分離。光纖通信通過光電信號的轉(zhuǎn)換，加快數(shù)據(jù)傳輸速率，而且通過光纖、1臺OSN2000和2臺Metro1000將其它兩個平臺連接在一起組成環(huán)網(wǎng)絡(luò)。平臺間采用e-Bridge軟件連接，解決了通信實驗平臺單人單次上機實驗的不便，為每位學(xué)生提供良好的上機環(huán)境和多人同時實驗的實驗方式[2]。

2.2 電子技術(shù)仿真實驗室

電子技術(shù)仿真實驗室配備高性能電腦若干臺及各專業(yè)教學(xué)仿真軟件，可進(jìn)行計算機軟件方面實驗、多媒體教學(xué)和仿真教學(xué)。面向電子、通信和自動化等專業(yè)的學(xué)生，為“計算機繪圖”“計算機輔助設(shè)計”“接口技術(shù)”“單片機原理及應(yīng)用”“MATLAB仿真技術(shù)”等相關(guān)課程提供實驗教學(xué)場所。

2.3 EDA技術(shù)實驗室

EDA技術(shù)實驗室設(shè)備配備了EDA實驗教學(xué)系統(tǒng)、smartsopc+多功能教學(xué)實驗開發(fā)系統(tǒng)、微型計算機等。主要承擔(dān)“EDA技術(shù)及應(yīng)用”“電子線路CAD”等課程實驗，以及課程設(shè)計、實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)任務(wù)，同時為相關(guān)專業(yè)學(xué)生選做實驗、電子設(shè)計大賽培訓(xùn)、興趣制作、小發(fā)明創(chuàng)造等提供儀器設(shè)備和實驗場所。

2.4 通信原理實驗室

通信原理實驗室配備了先進(jìn)的通信原理實驗箱、頻譜儀、高性能數(shù)字示波器及微型計算機。面向電子和通信專業(yè)的學(xué)生，為“通信原理”“現(xiàn)代通信技術(shù)”“電子測量”等相關(guān)課程提供實驗和教學(xué)場所。

3 虛擬仿真實驗教學(xué)中心的教學(xué)與建設(shè)

虛擬仿真實驗教學(xué)中心是綜合性的實踐教學(xué)基地，通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)教育軟件，將一流設(shè)備引入課堂，學(xué)院電子信息類專業(yè)開創(chuàng)了“教學(xué)—實踐—就業(yè)”零距離的人才培養(yǎng)模式。虛擬仿真實驗教學(xué)心的建設(shè)還需加大改革力度，以全面提高學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力為宗旨，以共享優(yōu)質(zhì)實驗教學(xué)資源為核心，以建設(shè)信息化實驗教學(xué)資源為重點，在注重培養(yǎng)學(xué)生探索精神、科學(xué)思維、創(chuàng)新能力等方面下功夫[3],為學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造良好條件。

3.1 實驗教學(xué)改革

虛擬仿真實驗教學(xué)中心采取以能力培養(yǎng)為主線，建立課程實驗、課程設(shè)計、裝配實習(xí)、頂崗實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(實習(xí))分層次、多模塊、相互銜接的科學(xué)系統(tǒng)的實驗實訓(xùn)教學(xué)體系。不斷調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容、引進(jìn)先進(jìn)教學(xué)手段、有計劃、分步驟地更新實驗設(shè)備，從而建立完善的現(xiàn)代教育管理模式，使該中心能在同類院校中起到示范作用。一是鼓勵教師進(jìn)行教學(xué)改革，將課堂延伸到實驗室，利用虛擬仿真實驗教學(xué)中心的有利條件，實現(xiàn)現(xiàn)場教學(xué)?！皢纹瑱C原理及應(yīng)用”等課程都已經(jīng)進(jìn)行教學(xué)改革，邊操作邊教學(xué)，取得良好的教學(xué)效果；“光纖通信”“程控交換”“寬帶通信”三門課程結(jié)合e-Bridge虛擬軟件采用華為設(shè)備現(xiàn)場操作實驗設(shè)備進(jìn)行教學(xué)。二是在傳統(tǒng)實驗技術(shù)基礎(chǔ)上，逐漸減少驗證性實驗，增加學(xué)生自擬實驗內(nèi)容和引入新的實驗方法和內(nèi)容。三是利用現(xiàn)有的實驗設(shè)備和儀器，進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)出新的實驗內(nèi)容?！癉SP技術(shù)及應(yīng)用”和“EDA技術(shù)”利用實驗室現(xiàn)有資源，發(fā)揮優(yōu)勢，開出大量設(shè)計性和綜合性的實驗，并對學(xué)生開放，為畢業(yè)設(shè)計和學(xué)科競賽提供良好條件，得到學(xué)生一致好評。四是虛擬仿真實驗教學(xué)中心的實驗室對學(xué)生全面開放，為學(xué)生自主創(chuàng)新搭建良好的硬件平臺，為學(xué)生提高實踐動手能力創(chuàng)造機會。鼓勵學(xué)生在虛擬仿真實驗教學(xué)中心學(xué)習(xí)、設(shè)計和研究，增強學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；鼓勵教師在虛擬仿真實驗教學(xué)中心進(jìn)行課題的研究，利用實驗平臺開展教科研目，帶領(lǐng)學(xué)生參加各類學(xué)科競賽。

3.2 實驗實訓(xùn)教學(xué)隊伍的建設(shè)

以省級虛擬仿真實驗教學(xué)中心為依托，逐步培養(yǎng)一支具有較高業(yè)務(wù)素質(zhì)的專職實驗實訓(xùn)教師隊伍是非常重要的。安徽新華學(xué)院電子信息類專業(yè)制定了相應(yīng)的政策，采取有效的措施，鼓勵高水平教師投入實驗實訓(xùn)教學(xué)工作。通過自身培養(yǎng)和“走出去，請進(jìn)來”的模式，把定期進(jìn)實驗室參與實驗實訓(xùn)教學(xué)、科研和新技術(shù)開發(fā)作為一項制度來要求教師。電子信息類專業(yè)與知名企業(yè)建立合作關(guān)系，如華為訊方、大唐移動、陽光電源等企業(yè)；開展形式多樣的教學(xué)活動，如邀請專業(yè)工程師深入學(xué)校開展講座、部分老師利用暑期走進(jìn)企業(yè)深入鍛煉、參與企業(yè)的專業(yè)培訓(xùn)課程等方式，大大提高了教師的專業(yè)實踐能力。在日常教學(xué)管理中，要求每一位青年教師參與實驗室管理或?qū)嶒灲虒W(xué)，即理論課教師能上實驗實訓(xùn)課程，實驗實訓(xùn)教師能上理論課，使實驗實訓(xùn)不脫離理論指導(dǎo)，理論教師講課有的放矢，將理論實踐有機結(jié)合。學(xué)校十分注重“雙能型”教師隊伍的培養(yǎng)，為青年教師提供學(xué)習(xí)進(jìn)修機會，教師在完成教學(xué)任務(wù)同時重視自身專業(yè)素質(zhì)的增強、科研能力的提高。

3.3 開展校企合作，與企業(yè)共建實驗室

當(dāng)前，高校學(xué)生普遍對用人企業(yè)缺乏了解，實踐技能匱乏，政府號召高校深入改革教學(xué)體制，與業(yè)內(nèi)著名企業(yè)共建工程實驗室，引進(jìn)企業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)理念、實踐案例，使院校教育與用人企業(yè)需求緊密對接，以解決學(xué)生崗位技能匱乏的難題，同時從源頭上緩解對應(yīng)用技能型人才的需求。因而，虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)需進(jìn)一步加強與相關(guān)企業(yè)行業(yè)的合作，努力開展更大規(guī)模、更高水平、更深層次的實習(xí)實訓(xùn)項目合作，開展人才的聯(lián)合培養(yǎng)，積極推進(jìn)實施 “卓越工程師培養(yǎng)計劃”，進(jìn)行專業(yè)綜合改革，進(jìn)一步提高學(xué)生的實踐實習(xí)水平和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。安徽新華學(xué)院電子信息類專業(yè)依托虛擬仿真實驗教學(xué)中心廣泛開展校企合作，拓寬實踐教學(xué)渠道，使校內(nèi)實驗室同校外實習(xí)基地有機結(jié)合，開展訂單式培養(yǎng)模式，為學(xué)生創(chuàng)造就業(yè)機會。與企業(yè)共建電子信息工程、通信工程等特色專業(yè)，引進(jìn)企業(yè)先進(jìn)設(shè)備建設(shè)特色實驗室；充分利用行業(yè)企業(yè)資源，校企共建、共管、共享，承擔(dān)學(xué)生實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)的適應(yīng)性；結(jié)合電子信息類專業(yè)課程教學(xué)要求，邀請企業(yè)工程師為教師提供現(xiàn)場培訓(xùn)、集中培訓(xùn)等多種培訓(xùn)方式來提高專業(yè)師資的實踐技能。

4 虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)的特色與成效

虛擬仿真實驗教學(xué)中心推進(jìn)了“教學(xué)與實踐零距離，教師與學(xué)生零間隙，畢業(yè)與上崗零過渡”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。中心平臺的配置與項目現(xiàn)場同步的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，讓學(xué)生在校期間就能掌握企業(yè)需要的技能，依托虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，由學(xué)校和企業(yè)雙方共同承擔(dān)教學(xué)實踐任務(wù)，兩種師資類型優(yōu)勢互補，實現(xiàn)教育資源的優(yōu)化配置，為把學(xué)生培養(yǎng)成應(yīng)用型人才提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

虛擬仿真實驗教學(xué)中心的教學(xué)打破了傳統(tǒng)以課程為中心的理念，通過多層次、個性化知識模塊的按需組合，構(gòu)造適用于不同行業(yè)的多專業(yè)協(xié)同的虛擬仿真實驗教學(xué)平臺。同時在學(xué)科競賽及教學(xué)改革成果的指引下，整合優(yōu)勢資源，構(gòu)建以崗位能力為導(dǎo)向的模塊化教學(xué)體系，積極探索并實踐按照專業(yè)方向、模塊化設(shè)置課程的改革模式。

經(jīng)過多年的建設(shè)，安徽新華學(xué)院電子信息類專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)中心的建設(shè)取得了一系列的成效。一是依托虛擬仿真實驗教學(xué)中心，鼓勵和吸納大學(xué)生參加不同層次的實踐活動，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，逐步培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和科技創(chuàng)新能力，畢業(yè)生就業(yè)率明顯提高，并受到用人單位的一致好評。二是優(yōu)良的實驗設(shè)備，先進(jìn)的實驗手段和技術(shù)保證了電子信息類專業(yè)學(xué)生的實驗實訓(xùn)教學(xué)的開展，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供了良好的硬件環(huán)境；實驗中心可在實驗、實訓(xùn)、學(xué)生動手能力培養(yǎng)、實驗教材編寫及推廣應(yīng)用等方面在同類院校中起示范作用，并具備一定的社會輻射作用。三是經(jīng)過多年培養(yǎng)，一支以青年教師為主體的“雙能型”隊伍已初步形成，他們在教學(xué)、科研、教育教學(xué)改革中發(fā)揮重要作用。各類科研(教研)水平逐年提高，產(chǎn)、學(xué)、研影響力得到進(jìn)一步加強。

5 結(jié)束語

虛擬仿真實驗教學(xué)中心的建設(shè)是實驗教學(xué)的一個發(fā)展方向，采用虛擬軟件與硬件儀器設(shè)備相結(jié)合，充分發(fā)揮其在實踐教學(xué)中的作用，注重培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、科學(xué)思維、創(chuàng)新能力。今后虛擬仿真實驗教學(xué)中心還將不斷更新實驗設(shè)備，引進(jìn)先進(jìn)的實驗手段和新技術(shù)，進(jìn)一步完善管理機制、創(chuàng)新教學(xué)模式，加速教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)該中心的社會價值，建設(shè)具有擴展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平臺，高效管理實驗教學(xué)資源[4]。