教学资源

 

目前,实验教学中心承担电光学院的实验实践教学的同时,也承担着计算机与控制工程学院、物理学院的电子类实验课程,共开设实验课程34门,其中专业必修课和专业选修课33门,同时开设面向全校所有专业的公共选修课1门,每年满足全校18个本科专业、约690名学生、约12万人时数的实验教学。共开设实验题目338个,其中综合性实验题目167个、创新设计性实验题目61个。

其中,近五年新增实验课程14门,分别是MSP430单片机原理与应用实践、电子电路仿真实验、电子仪器仪表使用、模拟电路专题综合实验、电子系统专题设计实验、高级数字电路设计实验、AVR微控制器应用实践、电子技术的跨学科应用与创新实践、虚拟仿真技术实验、基础物理预备实验、基础物理实验一、基础物理实验二、工程训练、PLC原理与实验。

 

一、实验项目设置原则

当今社会,电子信息产业迅猛发展,具有产业规模大、技术进步快、产业关联度强等特征,是经济增长的重要引擎,更是我国国民经济重要战略性产业。为适应现代发展,在实验项目设置上遵循以下原则:

(1)实验项目设置要符合以能力培养为核心的实验教学理念。

(2)实验项目设置充分考虑各个实验教学内容之间的衔接。

(3)设立基本型实验、综合设计型实验、研究创新型实验三个实验项目层次。

(4)加强实验内容与科研、工程和社会应用项目的密切联系。

(5)结合实验室开放,设立创新性实验项目。

(6)实验项目不断更新,年更新率达到10%以上。

 

二、实验课程与实验项目

三、实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况

1.发挥多学科整体优势,统筹相关各类实验资源

以学科建设为龙头,瞄准世界高水平大学的建设目标,跟踪电子信息技术前沿,紧密联系学校实际,发挥南开大学信息技术学科群的优势,以保证本科实验教学质量为前提,优化实验教学力量配置,构建实验教学课程体系,深化实验课程内容改革,强化现代信息技术手段的应用,培养基础宽厚、掌握电子信息前沿技术、具有较强的实践能力和创新能力的高级专门人才。

(1)“理工结合”的学科背景

理工结合,与工科类院校培养学生明显不同的是,从有浓厚理学背景的南开大学电子信息类专业培养出来的学生首先具有坚实的数学和物理基础。电子信息类的学生在进入电子类专业实验前,要到物理学院完成“大学基础物理实验”和“近代物理实验”两门课程的学习任务,这就为应用型电子类学生的培养模式开了先河。

(2)多学科多专业的优势融合

通过多学科多专业的优势融合,优化课程结构,整合、优化基础课实验,扩展、强化专业基础课实验,用前沿性的科研成果不断充实专业实验课;同时,稳固基础性实验,加强综合性实验,提高设计性、创新性实验比例,形成了鲜明的实验教学体系。在创新活动中,鼓励学生跨专业跨学科跨学院组成项目研究小组,充分利用不同学科的背景优势,优势互补。实验教学中心抽调多位不同专业背景且具有丰富科研经历的青年教师,组成“学生创新指导小组”,为在创新活动中遇到困难的同学解惑答疑。实验教学中心集成各专业各学科的优势资源及仪器设备,建设创新实验室,实验设备及测试设备丰富,可以很好的满足学生的创新活动。

(3)探索合作办学体制

教育部与天津市签署了关于重点共建南开大学、天津大学的强强联合协议,两校根据“共建、调整、合作、合并”方针开始了合作办学体制的探索,在人才培养中遵循“理工要结合、优势要互补”的原则,在资源共享的基础上“发挥综合优势”,创办了“光电子技术科学”专业。两校学生互修基础课与实验课,学生在南开大学电子信息实验教学中心接受系统的实验技能训练,该专业特色鲜明,是理、工优势学科结合的创新之举,对探索学科建设发展新方向有着重大的意义,受到学生的欢迎,产生了积极的社会影响。2005年,“独立办学,紧密合作,创建办学体制和人才培养模式”获国家级教学成果一等奖。

2.教研相辅、教学相长,构建了高水平、创新性实验平台

为培养研究型、创新型人才的需要,积极进行实验教学研究与改革,不断从前沿性科研成果中,提出新思想、新技术和新方法,充实到实验教学中。通过这些反映科技前沿的实验,将科研方法融入实验教学活动,向学生传授科研理念、科研文化、科研价值,使学生了解科技最新发展和学术前沿动态,激发科研兴趣,启迪科研思维,培养科研道德,提升学生科学研究和科技创新的能力。让学生在系统地学习学科知识的同时,找到探索与创新的感受,真正有效地为社会培养符合时代要求的拥有宽广系统的知识结构、具有创新意识和研究能力的人才,达到培养高层次、高素质的复合型、创新型人才的目的。实现教研相辅、教学相长,是实验教学中心进行实验教学内容改革的一个重要指导思想。

南开大学在纳米电子学、超导电子学、光电子学等方面具有很大优势,具有国际领先水平,承担了863、973和国家自然科学基金等多项科研课题,取得了很多具有国际先进水平的研究成果。实验教学中心从上述研究成果中提炼出大量的实验教学课题。从薄膜技术中提炼出的电子功能薄膜制备与测试实验课题。基于天津市科技攻关重点课题“VoIP的SoC系统方案设计及SOPC实现”的研究成果,设计基于优化的32位嵌入式处理器OR32研制了“VoIP电话模拟系统”,凝练出“VoIP电话”,“基于FPGA的嵌入式系统设计”实验题目补充至EDA实验中。基于科技部863项目“多维多参量光纤光栅无线传感器网络系统研究”的研究成果,研制了“无线传感器网络实验系统”,该系统具有自主设计了具有自主知识产权的无线传感器网络节点及无线路由协议栈。同时,凝练出“基于Zigbee技术的无线传感器网络节点系统”、“嵌入式网关系统”实验题目补充至现代信息技术实验中。基于实验教学中心应用型科研项目的研究成果,研制了“温度控制系统及电子元器件温度特性研究”、“单片机应用系统的设计——指纹识别门禁系统”等具有很强实用价值的仪器设备。

这些反映科技前沿的实验设备与实验内容,具有开放性和可扩展性,丰富了实验教学的内容,学生通过实验,提出自己的看法和进一步改进的方案,并作为毕业设计课题继续进行研究,引起学生极大兴趣,培养了学生严谨的科学态度,使学生的个人能力得到极大提升,取得了很好的教学效果。

3.整合社会优质资源,建立人才培养新模式

实施“公能”素质教育,“通过实践教学与第二课堂的有机结合以及各种资源整合,为学生提供多层次、多渠道的锻炼机会,形成‘学习—实践—再学习—再实践’的良性循环”。实验教学中心整合社会优质资源,联合科研院所、行业、企业、社会共同建设实验室、研发基地等,实现专业实验与科学研究、工程实际、社会应用相结合。以实验室为载体,探索学校与科研院所、行业、企业协同培养人才的新机制。

(1)建设共建实验室,与国内外顶尖公司展开深入合作

采用共建实验室方式,与国内外顶尖公司展开深入合作,可以解决实验教学中理论与实际脱节的问题。校企双方互相支持、互相渗透、双向介入、优势互补、资源互用、利益共享。通过共建实验室,公司首先向学校提供了最新的实验设备及软件,加快了实验教学设备的更新,使学生所接触的开发环境更贴近于将来的工作环境。其次公司还将定期派技术工程师到实验室与学生进行交流与讲座,介绍公司的最新技术及所用的开发环境,扩展了师生的视野。为了鼓励学生的创新活动,公司还将拿出部分电子设备和经费,举办或赞助创新竞赛。同时,公司将与实验教学中心进行深度合作,建立科研成果转化机制,公司将优秀的学生创新活动的研究成果和的研究成果转化为实际的产品,在提高了公司技术水平的同时也进一步激发师生的科研热情。

实验教学中心目前与Intel公司合作建立了“南开大学—Intel联合实验室”、与TI公司合作建立了“南开大学—TI联合实验室”、与安捷伦合作建立“南开大学—安捷伦共建实验室”、与ALTERA公司合作建立了“南开大学—ALTERA EDA/SOPC联合实验室”、与ATMEL合作建立“南开大学—爱特梅尔AVR微控制器实验室”、与华大九天合作建立“南开大学—华大九天联合共建EDA实验室”、与瞻博网络合作建立“南开大学瞻博JUNIPER网络-网络安全实验室”、与亚控合作建立“组态王实验室”,与百度在线网络技术(北京)有限公司组建“南开—百度联合实验室”,与天津南大通用数据技术有限公司组建“南开—南大通用数据库技术联合实验室”,与北京百度网讯科技有限公司共建“南开—百度协同创新工程中心”,并在香港方树福堂基金会的资助下,建立“树华电子智源中心”。

(2)校企协作,建立创新型人才联合培养基地

以培养学生的全面素质、综合能力与就业竞争能力为重点,利用学校与企业两种不同的教育环境和教育资源,采取课堂教学与学生参加实践有机结合的方式,培养适合不同用人单位需要的、具有全面素质与创新能力人才。实验教学中心积极整合社会优质资源,联合科研院所、行业、企业,实现专业实验与科学研究、工程实际、社会应用相结合,探索协同培养人才的新机制,建立创新型人才联合培养基地,分为校外校内两部分。

校外培养基地依托合作科研院所与企业,为学生提供在校外的社会实践的条件,合作单位负责参加实践学生在实践期间的工作内容安排,让学生真正参与到实际工作中,并派有经验的高级工程师、资深工程师指导学生实践。

校内培养基地依托实验教学中心,合作单位不定期派出技术工程师到实验教学中心与师生进行交流与培训。一方面向在校师生交流最近技术进展,介绍国内外相关技术的最新动态,使在校师生能更快的跟踪到科技前沿热点。另外一方面,向学生介绍企业的开发环境,开发流程,开发规范以及管理理念,做好学生社会实践前的培训工作。

实验教学中心合作单位进行深度合作,邀请合作单位参与研究和制定培养目标、教学计划、教学内容和培养方式。根据科研院所与企业的不同性质,制定出符合科研院所需要的与企业需要的两种不同的培养模式。学生可以根据自己的兴趣爱好进行选择,可以到不同的培养基地进行社会实践。

目前实验教学中心与多家公司合作,建立联合培养基地:

2012年5月,与北京风行在线技术有限公司签署“产学研协议书”;

2012年3月,与华东软件股份公司签署“校企合作协议书”;

2011年12月,与天津电信签署“校企合作协议书”;

2011年12月,与北京天道恒信咨询公司签署“校企合作协议书”;

2011年9月,与北京百度网讯科技有限公司共建“南开—百度协同创新工程中心”;

2011年4月,与天津南大通用数据技术有限公司组建“南开—南大通用数据库技术联合实验室”;

2011年3月,与天津市激光技术研究所签署“技术合作协议”;

2008年10月,与百度在线网络技术(北京)有限公司组建“南开—百度联合实验室”。

(3)发挥学院多学科优势

在重视与校外合作建设培养基地的同时,实验教学中心充分利用学院自身多学科的优势,为学生提供科研实践的条件。目前,学院拥有现代光学研究所、机器人与信息自动化研究所、光电子薄膜器件与技术研究所、机器智能研究所等4个研究所,拥有“光电子工程中心”,“天津市集成电路设计研究中心”、“南大强芯半导体芯片设计公司”、“天津市光通信器件行业技术中心”等多个科研实体,每年承担大量的国家与天津市的科研项目。实验教学中心经常组织学生到这些水平很高的科研部门进行实践体验,了解当前的科学前沿与热点,激发学生学习兴趣。在条件许可的情况下,部分大三大四的学生将被邀请参加到科研项目组中去,在科研实践中不断提高自己。

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