简论CDIO的地方高校嵌入式系统仿真实验室建设研论文[五篇]

第一篇：简论CDIO的地方高校嵌入式系统仿真实验室建设研论文

论文摘要：主要结合CDIO工程教育模式下地方高校对实践教学的要求和地方高校实验室的功能定位，探讨地方高校嵌入式系统实验教学改革的必要性，提出了改善实验室的硬件环境，引入PROTEUS软件，加强实验技术队伍建设和深化管理体制改革等完善嵌入式系统仿真实验室建设的构想。

论文关键词：CDIO；嵌入式；仿真；实验室建设

CDIO工程教育模式的核心内容中关于设计实验和实践场所有专门的标准，实验室作为教学、科研的重要场所，对培养应用型专业人才的地方高校尤为重要，这决定了开设了电气信息类专业的地方高校必须建设嵌入式系统仿真实验室。本文主要从改善实验室的硬件环境，引入PROTEUS软件，加强实验技术队伍建设等方面提出了完善嵌入式系统仿真实验室建设的构想。

一、CDIO工程教育模式地方高校实验室的功能定位

CDIO工程教育模式是直接按照工业界的要求建立的一整套工程教育实施体系，得到了国际高等工程教育界的认同，它从“培养什么人”和“怎样培养人”这两个根本问题出发探索工程教育问题。它具有全面系统性、实践可操作性、国际先进性和普遍适应性，CDIO工程教育模式是培养大学生实践能力和创新精神的有效途径，它有利于促进我国高等工程教育改革，实现我国高等工程教育国际化。CDIO的核心内容包括一个愿景、一个教学大纲和12条标准，其中12条标准分别考察专业培养理念、课程计划的制定、设计实验和实践场所、教与学的方法、教师提高以及考核和评估等最根本的、体现CDIO工程教育特色的要求。

实验室是教师教学、科研和学生实践的重要基地和场所。实验室的功能定位直接关系到实践教学的效果和人才培养的质量。CDIO工程教育模式采用相互联系、相互依存的理论和实践课程体系培养学生从理论学习和全程实践体系中获得设计、制作和主动学习的经验，对以培养应用型人才为目标的地方高校来说，CDIO教育模式特别适合电气信息类专业人才培养的需要。笔者认为依据以上模式，地方本科院校实验室的功能如下：以培养应用型、创新型工程人才为目标，坚持以基本能力和素质训练为基础，以综合素质提高为核心，进一步拓展专业技能训练，突出学生的创新能力培养，注重工程实践能力的培养，在实践技能训练中培养学生严谨求实、勇于创新的工作作风，形成以学生为主体，理论学习与实践创新相互促进的教学理念，促使学生的知识、能力和素质的综合提高。

二、嵌入式系统仿真实验室建设的必要性分析

实验室作为开展科学研究、实践教学和科技竞赛等活动的实验研究基地，即使资金特别紧张的地方高校为了提高人才培养质量，也会优先满足电气信息类工科专业的实验室建设需要，如湖北科技学院（简称“我院”）就建立了电工电子实验室、单片机实验室和金工实习车间，一般都采用相应的实验台、实验箱、各种仪器仪表来满足教学的需要；但是由于资金和场地的限制，在同一个实验室包括所有的设备是不现实的。一般实验室的设备功能较单一、适应性较差，造成部分实验室利用率低下，仪器设备不能共用共享，人力资源、物力资源都不能被充分利用。因教育经费投入不足，很多地方高校教学仪器设备的更新率低于退废率和毁损率，造成仪器设备陈旧、老化严重，无法满足当今社会实际对校内实验教学的需要；另外，随着招生规模日益扩大，仪器设备的台套数趋于不足，实验教学也受到不同程度的制约。

嵌入式技术是多学科交叉的产物，具有较强的实践性和概括性，不易理解，需要用大量实验来加深学生的认识和理解，建设好相关实验室直接关系到学生能否真正掌握所学知识，教学能否达到人才培养目标。随着嵌入式系统的应用领域不断扩展，新的应用环境对嵌入式技术提出了更高、更严格的要求，嵌入式系统不仅需要具有低功耗、高安全性等基本特征，还将向高效性、高实时性的组件化方向发展。目前，嵌入式软件已成为软件体系的重要组成部分，嵌入式技术的研究已经成为我国信息化进程的重要课题之一，开设了电气信息类专业高校都在积极准备建立嵌入式系统实验室，改进现有的嵌入式实验教学体制，从教学、科研及专业发展等方面来说都很有必要，不仅有利于培养学生掌握嵌入式系统的基本理论知识和智能产品的设计、开发技能，而且有利于教师掌握嵌入式技术的应用技能，提高教学、科研服务水平。

三、完善嵌入式系统仿真实验室建设的构想

要提高嵌入式系统的应用水平，解决地方高校嵌入式系统实验教学存在的主要问题，必须以建设和完善嵌入式系统仿真实验室为前提，笔者认为主要应从以下几个方面完善嵌入式系统仿真实验室的建设。

1.改善实验室的硬件环境

随着扩招，地方高校实验仪器不足、设备陈旧，实验室的硬件不硬，实验室追求小而全、小而散，如我院电子与信息工程学院拥有计算机、单片机开发系统、ARM实验箱、逻辑分析仪、示波器、信号发生器等相关实验设备，还有专门的金工实习车间，但不少设备长期处于闲置状态；有的实验室又没有足够数量、配套的仪器设备，在实际教学中一些常规仪器设备经常超年限使用，由于仪器设备的超常使用，客观上降低了教学质量。因此，在硬件建设方面必须加强实验室的整体规划，合理配置资源，在新购置仪器设备时必须加强可行性和必要性论证，优先购置先进的、实用的和急需的教学科研仪器设备，对仪器设备使用率不高、以前存在闲置浪费现象的院部或实验中心提出的采购申请计划不予批准，即使已经批准的采购计划也要采取向多家供货单位了解其仪器设备的功能和信号，以免造成新的闲置和浪费。2.引入PROTEUS软件

软件建设主要指根据实验计划和内容，有针对性地给学生提供一个实际操作平台。PROTEUS软件可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，具有三十多个元器件库，数千种元器件仿真模型，多种信号激励源和虚拟仪器仪表；能实现单片机仿真和SPICE电路仿真相结合；支持主流单片机系统的仿真，提供软件调试功能。嵌入式仿真实验室建设中引PROTEUS软件，既适合课堂理论教学，也适合实验室实践教学，具体做法如下：

（1）在嵌入式系统课堂教学中引入PROTEUS软件，PROTEUS的极为接近实际的动态演示可以激发学生兴趣。授课教师在备课阶段先根据教学内容准备好PROTEUS仿真模型，上课开始时先运行PROTEUS仿真模型，使学生看到模拟的运行现象或结果，让学生产生一种好奇感，教师还可提出几个与课堂内容相关的问题，让学生带着问题听课，教师在理论知识讲授完毕，再把PROTEUS仿真模型的硬件搭建和软件调试给学生演示一遍，就会使得具有较强的实践性、概括性、不易理解的嵌入式技术变得容易理解和接受。

（2）在嵌入式系统实验教学中引入PROTEUS软件，会增强仿真性。PROTEUS软件的运行简单，只需一台电脑就可以了，引入PROTEUS软件，学生在寝室的电脑上就可以通过PROTEUS软件自己学习嵌入式系统的相关知识，可以自行复习和预习课堂教学内容，通过PROTEUS平台进行仿真实验，从硬件的搭建，软件的设计，软硬件的联合调试都可以自己动手先做一遍，实验课上学生就可以通过实物平台进行验证，通过这种课内外相结合的方式进行实验，学生对整个实验的原理、流程和结果都有一个深刻的认识和理解，效果是可想而知的。此外，PROTEUS软件还可用于大学生的课程设计、电子竞赛及毕业设计。

3.加强实验技术队伍建设

实验教学长期被视为一种教学辅助手段，实验人员作为教辅系列，进入的门槛相对教师系列要低的多，而且有些高校大多数实验人员都是本校引进的高职称高学历人才的家属，本身的专业背景根本无法满足指导学生实验的要求，人员的进修和业务培训得不到应有的重视，只能胜任仪器设备的摆放和内务整理及开关门的工作，致使实验室工作人员的总体业务素质偏低，制约了实验室各项功能的发挥。笔者认为加强实验技术队伍建设应该做到以下几点。

（1）多渠道、多层次引进优秀实验技术人员。通过制定相关政策，激励教授、博士等高学历高层次人才进实验室，把实验室建设与专业建设和学科建设相结合；鼓励青年理论教师深入企业进行实践锻炼，使他们成为“双师型”人才，便于日后壮大实验教学的师资力量；还可以花大力气将企业界高层次的离退修技术人员补充到实验技术队伍中来。

（2）加大培养力度。为了提高实验队伍的业务素质，学校应鼓励实验人员参加在职进修，到部属高校或校企共建的实验室参观学习和经验交流等。

（3）加强实验人员的业务考核。为了调动广大实验技术人员的主动性和创造性，应制定一套引入激励机制、竞争机制的科学合理的考核管理办法，如“实验人员工作职责”、“实验室工作人员考核办法”等，对实验人员的德、勤、能等方面德工作全面实行量化考核，有效地激励实验人员的工作热情。

4.深化实验室管理体制改革

有效的实验室管理体制有利于实验人员积极性的提高、学生的实践能力和创新能力的培养。要深化实验室管理体制改革，笔者认为地方高校可以实现校、院部两级管理模式，明确划分各自的职责和权限，校级的发展规划处对实验室实行宏观管理，负责实验中心的建设和实验室的整体规划，校级的财务部门提供正常运转、日常维修以及仪器设备更新的经费来源和保障，校级的国有资产管理处负责实验用房的调配，校级的设备处负责实验设备的采购和招标工作，校级的人事部门负责实验室主任的任命、实验室工作人员的编制和待遇。院部的实验中心则需要规划本院实验室建设的具体目标，制订具体的实验室管理措施，并负责组织开展实验室教学管理工作。通过实现校、院部两级管理模式，可以进一步明确两者之间的职责分工，从而把对实验室管理的责、权、利结合起来，提高实验室的利用率和使用效益。

四、结束语

实验室建设是一项系统工程，是办好高校、培养合格人才的一项基础工作，要在搞好硬件基础设施建设的同时，更注重软件建设。要办好电气信息类应用型专业必须依靠实践，因而实验室必须先行建设；我校的嵌入式系统仿真实验室还刚刚起步，为全校电气信息类专业提供了一个良好的实验教学平台，下一步将继续总结我校以及其他兄弟院校的经验，提高实验技术队伍的素质和责任心，深化管理体制改革，为全校师生提供一个良好的教学、科研和实践环境。

第二篇：嵌入式系统实验室建设申请书

【项目八：嵌入式系统实验室项目规划申请立项时间：2013年 】

1.项目建设的总体目标：

（1）总体建设目标：

通过建设一个嵌入式系统实验室，利用实验室丰富的资源，全方面的展开嵌入式方面的教学。既要学生掌握嵌入式的核心技术，了解现代科技发展的最新动向，又要充分的调动学生学习的积极性和主动性，通过创新、创业训练，提高学生的综合应用能力，培养出社会所需要的、高素质的优秀人才。通过建设嵌入式系统实验室，建设一支具有较强实力的师资队伍，让老师利用实验室的丰富的资源，开展更多的实践项目，锻炼老师的实际项目的操作能力。

（2）项目建设的意义和可行性分析：

①项目建设的意义：

未来的几年内，随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术将获得广阔的发展空间。作为当前最热门、最具发展前途的IT应用技术之一，嵌入式技术已成为中国电子信息产业发展的难得机遇。要发展我国的嵌入式技术，人才的培养才是关键。在嵌入式产品日渐普及和迅速发展的今天，有关方面的人才的紧缺就日渐突出，众多公司和科研院所不惜重金骋用嵌入式系统开发方面的高层次人才。高校是培养科研人才的重要基地，是创造高科技产品的重要基地，是推动社会科技发展的重要力量。因而，高校培养嵌入式系统人才的任务已迫在眉睫。让本科生在校内就接触这些较为先进的技术无疑对他们的就业和成才有极大的推动力。实验室就是培养人才的摇篮，组建一个能为学生提供充分的动脑，动手的场所。提供一个充分锻炼的机会，实验室将是一个最有效的手段。

嵌入式系统实验室的建设不仅丰富了学校的课程体系，让学校的教学能够跟上科技进步的步伐，体现了学校以社会需求为出发点来培养人才的宗旨。而且嵌入式系统实验室的建设有助于推动教师科研水平的提高，有助于推动学生积极参与创新、创业训练。

②项目实施的可行性分析：

我系现有实验室专任教师和管理人员共19人，其中教授3人，副教授6人，高级实验师1人，讲师9人。在学历结构上博士1人、在读博士1人，硕士学位13人，在读硕士1人。开设有数学与应数学、计算机科学与技术两个本科专业，任课教师具有丰富的实习、实践、实验指导经验。通过多年的教学科研和管理经验的积累，已完全可以胜任实验室的建设和管理。

我系现有网络工程实验室和数学建模实验室，学生用机90台、服务器两台，可承担多门课程的教学和实践课程。在实验室的建设管理过程中，我们广泛地借鉴了省内外兄弟院校建立相关专业实验室的先进经验，并就管理经验同学院、等高校做了深入的交流。已经为实验室建立了完善的使用和管理等一系列具体的规章制度，以保证实验的正常开展和仪器设备的规范管理。

该实验室项目的建设资金来源于中央财政支持地方高校发展专项资金，所以在经济上具有可行性。

综上所述，我系具有丰富的教学和管理经验，并有一套完善的规章制度，而且具有较强的师资队伍。随着资金的不断投入，我系完全有能力建成一个高质量、高水平的嵌入式系统实验室，更好的为学生服务，为教学和科研服务。因此，嵌入式系统实验室的建设是可行的。

2.主要建设内容：

①建设目标：

（1）建立健全各项实验室管理规章制度，规范计算机科学与技术专业实验课程的教学环节。通过实验室的建设提高实验室的管理水平和实验教师的教学水平及科研能力，培养及建立一支动手能力强，教学和科研双过硬，专尖结合的师资队伍。

（2）购置嵌入式系统实验箱，让学生能够完成嵌入式系统软件开发的配置练习。并满足学生在开展创新项目时的设备需要。

（3）通过深化实验教学改革，优化实验教学体系，创新管理运行机制，建设满足现代实验教学需要的高素质实验教学师资队伍，建成仪器设备先进、资源共享、开放管理、绿色环保的实验教学中心，全面提高实验教学水平和实验室效益，满足新时期实施素质教育和培养创新型人才的需要。推动计算机专业的教学改革，探讨出适合于本专业实验课的教学模式、教学内容及教学体系等。

（4）编写适合本专业的实验课教学大纲、教材、实验指导书等。

（5）依托嵌入式系统实验室，通过承担创新项目、科研项目，锻炼教师、学生的科研创新能力。

②建设任务：

本实验室项目建设任务主要是先对实验场地进行装修和改造，完成各项基础设施建设，然后购置嵌入式系统开发实验箱、学生电脑、投影仪等实验设备，并完成仪器、设备的安装和调试。

③规划期内各建设项目及内容：

（1）通过对国内其它高校嵌入式系统实验室的调研，形成详细的实验室建设规划，并进行专家论证。

（2）通过正规的招标程序，配备嵌入式系统实验箱30台、学生电脑30台、服务器1台、投影仪1台及其其他所必需的实验设备。同时完成实验场地基础设施的建设。

（3）需完成嵌入式系统软件开发实验课程的实验教学大纲、实验教学指导书的撰写、与修订，以及完成实验、实训讲义的编写。同时需要完成设备的安装、调试及试运行，各实验室提交试做结果报告；组织验收；准备有关材料，为中央、省专家组进校评估验收作好充分准备。

3.建设资金预算及主要用途

201３年规划总资金65万元，实验室的建设费用预算如下：

（1）嵌入式系统实验箱30台，费用共计30万元；

（2）学生电脑30台、教师电脑1台,费用共计20万元；

（3）投影仪、网络设备等，费用共计5万元

（4）实验室基础设施建设费用8万元；

（5）实验室管理人员及教师参加培训的费用以及其他开支，共2万元。

4.建设项目实施组织及进度安排

我系将成立嵌入式系统实验室建设领导小组负责项目的实施。提供需要购置的设备、场地布线、实验室的维修、改造等相关参数给学院国资处并由其上报市政府，按照政策进行招标。进度安排如下：

2013.6～2013.8：成立嵌入式系统实验室建设领导小组，并对原有的设备进行清查。同时完成对国内其它高校相关实验室的建设进行调研。

2013.9～2012.11：制定嵌入式系统实验室建设的总体规划、建设方案。同时聘请专家对嵌入式系统实验室建设规划进行详细论证。

2013.11～2014.1：制定详细的嵌入式系统实验室设备购置计划并进行实验室建设的招标。完成实验室管理规章制度的制定。

2014.2～2014.4：完成嵌入式系统实验室的建设。完成相关课程的教学大纲、实验教学指导书、实验讲义的编写与修订等。

2014.4-2014.5：各实验室整改发现的问题，提交总结报告。学校组织验收。认真听取专家意见，拟定整改方案并实施。

第三篇：嵌入式系统课程群虚拟仿真实践教学平台建设研究

嵌入式系统课程群虚拟仿真实践教学平台建设研究

摘 要： 嵌入式系统课程群在实践教学中存在设备种类繁杂、设备更新不及时等问题，这些问题对人才培养十分不利。为此提出以共享优质实验教学资源为核心，以建设嵌入式系统课程群的信息化实验教学资源为重点，以建设开放型、先进型、创新型以及易管理、维护型实验项目为目标，进行虚拟仿真类实验教学信息化建设。虚拟仿真实践教学克服了诸多条件的限制，丰富了实践性教学手段，提高了实践教学效率，降低了实验室建设与维护成本，有利于现代实验教学观念的更新。

关键词： 嵌入式系统； 实践教学； 虚拟仿真； 教学资源

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）06-95-03

Abstract： There are many problems in the practical teaching of embedded system course group，such as the complexity of equipment types，the equipments not updated and so on，these problems are very unfavorable to the cultivation of talents.Aiming at these problems，the construction of virtual simulation practical teaching platform is put forward，to share high quality resources of experiment teaching as the core，to construct of informationization resources of experiment teaching for embedded system course group as the focus，to construct experiment projects of open，advanced，innovative and easy to manage and maintenance as the goal.Virtual simulation practical teaching overcomes many limitations，enriches the means of practical teaching，improves the efficiency of practical teaching，reduces the cost of laboratory construction and maintenance，and is beneficial to the idea renewal of modern experiment teaching.Key words： embedded system； experiment teaching； virtualization and simulation； teaching resources

0 引言

当今社会，嵌入式系统已经渗透到人们工作、生活中的各个领域，几乎所有的电子设备都有嵌入式系统的影子[1]。嵌入式系统涵盖了微机原理及接口技术、单片机原理及应用、计算机组成原理、汇编语言程序设计、操作系统、嵌入式体系结构、嵌入式应用开发技术、C语言程序设计、汇编程序设计、网络通信技术、人机接口、软件技术等多门课内容，因此，嵌入式系统的实践教学显得尤为重要。各高校逐步建立起嵌入式系统实验室，但嵌入式系统涉及的硬件种类繁多，由于资金的限制，不可能在一个实验室囊括所有种类的嵌入式设备。因此，很多实验项目都需要相应的虚拟仿真设备作为支撑，以虚拟仿真实验作为传统实验的重要补充，克服了诸多条件限制，丰富了实践性教学的手段，提高了实践教学效率，降低了实验室建设与维护成本，有利于现代实验教学观念的更新[2]。嵌入式系统课程群在实践教学中存在的问题

我们分析了嵌入式系统专业课程群实践教学的现状，归纳其存在的主要问题有以下几个方面。

⑴ 实验项目类型单一，不利于培养学生的实验兴趣及创新思维能力。

学生对某一课程的兴趣往往需要丰富的实验项目才能带动，但现有的课程实验受限于硬件设备，验证性实验项目偏多，而设计性及综合性实验项目缺乏，故难以激发学生的实验兴趣，其创新思维能力的培养也同样受到限制。

⑵ 实验内容彼此孤立，不利于培养学生“从概念到产品”认识的形成。

现有的各种教学实验，基本是固定程式的验证式实验，实验所用元器件、线路板已选好，学生所做的工作仅是对实验箱连连线，使用一下测试仪器、仪表，建立相应知识点的概念而已。这样的实验很难满足现代实验教学改革提出的三个实验层次即“基础性实验、综合性实验、创新性实验”的目标。目前的实验平台不能满足这样的训练，即：学生从有一个概念（或想法）开始，然后着手电路原理图的设计、编写程序代码、调试，最后形成产品的整个开发过程的训练。学生通过传统实验手段所得到的训练是片面的、局部的，其对产品开发过程的认识并不深刻，这也是导致学生所学不能所用的根本原因所在[3]。

⑶ 硬件设备种类繁杂，致使难以开展综合性的软件开发实验项目。

高层次软件设计和开发一般不用太多考虑底层硬件的实现细节，如果处于一个具体的硬件环境下，在开发和研究中可能会陷入硬件的具体细节中，而不能把精力放到高层次的软件设计和开发上。如果硬件开发环境不太稳定（这种情况经常见到），且对具体的硬件又不是很了解，则可能在排除问题上花费大量的时间。

⑷ 新式设备层出不穷，难以保持实验室设备的先进性，设备需持续投资。

⑸ 封闭式的实验教学模式不利于提高实验效果。

现有实验室大多采取封闭式的实验教学模式，即在规定的课时内，在规定的场地内，进行规定的实验内容（由于实验设备能力的限制造成），这种封闭式的实验教学模式，往往造成学生不能有足够的时间深入了解及研究实验内容，进而对实验产生兴趣，而且固定式的验证实验内容限制了学生的思维空间，扼杀了学生创新思维能力的培养。因此，其实验效果很难提高，这种做法实际上背离了现代实验教学改革中提出的“优化课内，强化课外”的实验教学意识[3]。

⑹ 不利于开展创新性研究。

开展创新性研究的前提是实验环境的丰富资源及其灵活可变性。目前基于硬件的实验平台往往采取一种定式的实验或研究环境，即师生只能在有限的几种器件或线路实验板之上进行实验内容的设定或研究，这对于开展创新性研究极为不利[3]。嵌入式系统课程群虚拟仿真类实验平台建设

嵌入式系统课程群的实验教学改革势在必行，而开展虚拟仿真类实验教学研究是解决上述问题的有力手段。利用计算机虚拟仿真技术，建立电路分析、汇编程序设计、计算机组成、微机原理与接口技术、操作系统、网络通信技术、人机接口、软件技术等课程的虚拟仿真实验教学资源。综合一个计算机网络硬件平台（或一台计算机）、一套虚拟仿真软件，再加上一本虚拟实验教程，以虚代实、以软代硬，就可相当于一个设备先进的嵌入式系统实验室。

我校嵌入式系统课程群虚拟仿真类实验平台建设坚持“科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的指导思想[4]，以全面提高学生创新精神和实践能力为宗旨，以共享优质实验教学资源为核心，进行虚拟仿真类实验教学信息化建设，推动高等学校实验教学改革与创新[5]。

⑴ 建设嵌入式系统课程群的虚拟仿真类实验教学资源

依托中北大学国家级计算机及应用虚拟仿真实验教学中心，充分发挥计算机科学与技术学科的专业优势，高效整合现有的信息化实验教学资源，以培养学生综合设计和创新能力为出发点，创造性地建设与应用高水平软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等教学资源，提高教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容，降低实验成本，开展绿色实验教学。具体建设内容为：①拓展嵌入式系统课程群虚拟仿真类实验教学内容，更新传统的基础型实验，开设综合型创新型实验；②结合嵌入式系统课程体系，制定新的实验教学大纲，编写新的实验教材和实验指导书；③将虚拟仿真类实践教学与理论教学相结合，培养学生的学习兴趣、创新能力和动手能力。

⑵ 建设嵌入式系统课程群的虚拟仿真实验教学管理与共享平台

建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台，高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多课程的虚拟仿真实验教学的需求，建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。虚拟仿真实验教学资源管理与共享平台的所有实验数据都存储在系统服务器上，管理人员和教师可在办公室或宿舍通过网络对虚拟仪器设备、实验项目、实验过程等进行管理监控；教师还可以预约安排课内实验、设计并发布新的实验项目、收集学生实验过程的相关信息、评定学生实验成绩等；学生则可以预约课外实验，既可以到实验室进行现场实验，又可以在其他机房或宿舍登录系统进行实验[6]。

⑶ 以科研项目为纽带，建设创新型虚拟仿真实验教学资源

利用科研项目及成果转化的系统软件和教学仪器设备开设了有特色的自主实验和创新实验，让学生在课余时间利用虚拟仿真平台和教学仪器设备进行实验，同时也满足课程设计和毕业设计中对设计对象的仿真实验要求。

工程创新实验室面向全校优秀学生，提供创新和开放实验。成立创新小组，每年吐故纳新，大四学生毕业、大二学生选拔加入，管理模式为学生自治，采用内部优胜劣汰。学生以2～5人为一组进行创新性实验，以团队自主学习为主，教师指导为辅，结合科研课题和相关竞赛，形成了良性的竞争和团队协作的运作机制。学生的工程实践和科研创新能力得到了提升，教师的科研课题也得到了有力支持。科研成果开拓了学生视野、提升了知识结构、培养了综合设计和创新能力，显著提升了学生的学习兴趣与工程设计能力。建设效果

中北大学计算机及应用虚拟仿真实验教学中心于2015年1月获批国家级虚拟仿真实验教学中心，中心深入研究虚拟仿真实验教学技术，并通过校企合作等方式探索虚拟仿真实验教学系统的自主研发，研发了多套虚拟仿真实验系统，并初步建立起了嵌入式系统课程群的虚拟仿真实践教学平台，取得了良好的效果。

⑴ 集开放性、先进性与创新性于一体

首先，虚拟仿真实验项目不受空间与场地的限制，具有开放性；其次，虚拟设备可以定时更新升级，确保了虚拟设备始终与市场上的更换速度保持一致，确保了实验设备的先进性；最后，大量综合型及创新型实验项目得以在虚拟环境中开展。

⑵ 拓展了实践领域，丰富教学内容，实现真实实验不具备或难以完成的教学功能

某些实验项目由于设备昂贵、经费不足或实验项目本身内容繁杂而无法正常开展，采用虚拟仿真实践教学后，可以对真实设备进行虚拟仿真，同时也可简化过于繁杂的实验步骤，使实验得以正常进行。

⑶ 虚实结合的实验教学方式减轻了实验教学压力，提高了实验效果，并为学生的创新实验提供了支持

我校是一所以工科为主的高校，尽管增加了实验设备的台套数，但由于招生规模扩大，仍不能满足上机需求。学生在实验室的时间有限，难以充分观察、思考，没有机会完成自主设计的实验项目等问题，实验效果不佳。利用虚拟仿真实验系统，学生可“先虚拟、后实验”，即在进实验室前，利用虚拟仿真平台和软件，熟识仪器使用，理解实验原理，预测实验结果，做好真实实验的准备工作；实验后又可利用虚拟仿真平台分析实验数据与各种现象，效果很好；学生还可以在仿真平台上，自主设计实验项目，以提高自身的创新能力。

⑷ 降低了实验室建设成本

与传统实验项目建设相比，虚拟仿真实验不用购买昂贵的设备，只需一套虚拟仿真软件，外加少量的实验验证板即可，大大降低了实验室的维护费用。结束语

将虚拟仿真技术引入嵌入式系统课程群的实践教学环节，使得许多原来由硬件才能完成的功能，都能依靠软件来实现，即“以虚代实”、“以软代硬”、“虚实结合”，构建了与真实环境一致的虚拟仿真实践教学平台，完成了原有实验难以实现或无法完成的功能，进一步培养了学生的设计能力、动手能力和工程应用能力，教学效果显著。虚拟仿真实验项目的开发是一个庞大的工程仍需进行深入探讨。

参考文献（References）：

[1] 罗志伟，李蓓莉.开放型嵌入式系统虚拟实验室的构建[J].惠

州学院学报，2009.29（3）：122-125

[2] 周世杰，吉家成，王华.虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].计算机教育，2015.9：5-11

[3] 李平，毛昌杰，徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设

提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索，2013.32（11）：5-8

[4] 匡载华，邓小鹏.电子类学科专业Proteus实验室的建设[J].实

验技术与管理，2009.26（1）：155-158

[5] 刘晓东.计算机虚拟实验系统的设计与实现[D].天津大学硕

士学位论文，2010.[6] 胡今鸿，李鸿飞，黄涛.高校虚拟仿真实验教学资源 开放共享

机制探究[J].实验室研究与探索，2015.34（2）：140-144

第四篇：高校管理实验室建设的对策论文

一、管理类实验室建设存在的问题

1.1重理论，轻实践

受传统办学思路和模式的影响，我国对于管理类人才的培养和教育一直是“重理论，轻实践”的态度，认为学习管理就是学习管理理论，忽略了学生管理实践能力的培养，使得理论与实践脱节，学校培养与社会需求脱节，无法为社会提供真正的应用型人才。殊不知，只有把管理理论灵活的运用到具体实践中，才能真正培养学生的管理技能，才能更牢地巩固理论知识，才能真正为社会输送各类稀缺的高层次应用型人才。有的院校虽然意识到了这一点，但多数只是口头重视，缺乏实质性的行动，管理类实验只是课堂教学的附属物，可有可无。他们多数只是为应付检查和评估，才设立一个配备了几台机器的实验场地，摆摆样子罢了。

1.2软件模拟缺乏真实性

实际中的经济管理活动是复杂和多样的，并不是我们书本上所看到的那些事务相对简单的例子，所以结合模拟软件的运用，才能让学生接触到较为切合实际的管理业务。然而，目前多数学校所配备的模拟软件仿真模拟程度并不高，与实际应用还是有所差距。下面以会计类实验为例，进行简要分析。会计类实验主要有上机模拟和会计实习两类，上机模拟所采用的一些基础会计数据，都是由老师虚假编制的，缺乏客观依据。而且这些虚构的经济活动相对于实际中的经济活动而言比较理想化，模拟软件中的处理流程也比实际处理流程简单很多，缺乏真实性。学生们的实验操作只是熟悉了软件的操作流程，而并没有提高他们将知识运用到实践中的能力。会计实习中采用的凭证单据大部分也是自己制作的，其格式、内容、填写方式与实际应用中的凭证有一定出入，并不够严谨。实际的会计业务中，会计凭证种类繁多，尽管学生在会计实习中能取得不错的成绩，但遇到实际业务时却不知所措，不知道如何进行会计处理。究其原因，主要是由于会计实习中所运用的凭证比较单一，他们一旦遇到复杂的处理业务不能灵活变通。

1.3缺乏专业的实验指导老师

管理类专业实验室对指导教师综合素质的要求较高，他们不仅要有扎实深厚的专业理论知识，要熟知相关专业实际操作流程，而且还要具备丰富的实验教学经验。目前许多高校的管理类实验室的指导教师基本是由理论课教师兼任，通常在上完理论课后，安排相应课时指导学生进行实验操作。然而，理论课教师在平时的教学中主要专注于理论研究方面，其本身可能对相应的软件模拟操作并不熟悉，算是现学现卖，因而总是能碰到一些问题不能及时解决，教师在指导时只能够照本宣科的对有关业务流程进行指导。实验室专职指导老师则不同，他们主要就是钻研实践操作方面，不仅有一定的理论基础，实际操作能力解决问题能力也比理论课教师强，而且实验室指导教师还负责实验室的日常管理，对实验设备进行日常的维护和采购，这样就不必才劳烦理论课教师分出精力操心学生实验的事宜。总体而言，多数高校专业实验指导教师师资力量不足。

1.2.4实验室资源有限

管理类实验室作为学生将所学理论知识应用于实践、培养学生实际动手能力的重要场所，除了应该具备多媒体、计算机、服务器等普通专业实验室都要配备的实验设备以外，还应配备与专业相对应的实验基础设施。目前，高校经济管理类专业实验室的专业信息资源、实验教学软件资源、实验项目资源、实验教材资源、专业教师资源和技术资源还非常有限。实验室条件普遍较为简陋，场所面积不足，几台计算机就代替实验器材，实验教学软件也跟不上。学生进入实验室难以达到实验目的和效果。

二、加强管理类实验室建设与改革的几点建议

基于以上对管理类实验室建设中存在的问题的分析，以及两种实验室管理模式的探讨，下面提出关于加强管理类实验室建设的几点建议：

2.1摒弃“重理论、轻实践”的思想

只有院校领导、教师深刻意识到实践在管理类学科中的重要性，才能进一步推进管理类实验室的建设工作。管理学院应以培养复合型、应用型、创新型经济管理类人才为目标，将实验教学作为日常教学活动的重要组成部分，而不再是敷衍。只有学院明确了培养目标并且该目标符合当代社会和未来发展的需要，管理类实验教学才能有效的开展下去并落到实处，而且能突破原有的实验教学活动空间的局限性，缩短管理类专业人才的培养周期，真正培养学生的专业实践能力与开拓创新能力。

2.2加大管理类实验室硬设施的投入力度

管理类实验室的硬件设施主要以计算机为主，计算机等相关的设备是管理类实验得以正常进行的基本保障。管理学院应从计算机硬件，多媒体教学平台和计算机网络建设三个方面着手，加大这些硬件资源的投入力度。而且学院采用集中式管理的话，由于这些资源要为多个专业的实验服务，实际使用率大大提高，这就要求实验室的硬件资源必须具有高共享性和可扩充性，以实现资源的有效共享，并适应不同专业的业务需求和技术的发展。

2.3加大管理类实验室软件设施的投入力度

实验室的硬件设施只是保障了基本需求，是管理类实验室顺利开展的基础前提，而实验室的核心还是那些相配套的软件设施。这里所说的软件设施除了我们通常所指的计算机软件外，还包括会计实习中用到的记账凭证等。管理类实验室的计算机软件主要是指各类模拟软件，学生们主要依靠软件模拟来锻炼自己的实践能力，因而管理学院提供的模拟软件必须具有高仿真性、配套性、实用性、共享性与渐进性。这就要求学院必须加大模拟软件的资金投入力度，购买一些高水准的软件。其次，实验室的硬件与软件要协调，实验室的硬件必须能支持模拟软件的正常运行。最后，学院不仅要注意模拟软件与专业的配套性，更应该关注模拟软件与实际运用的符合性，不能偏离实际的进行实验教学，否则实验教学会失去其原本目的。另外，学院也应该购置更为全面的、更切合实际运用的会计凭证等票据，从社会需求出发，培养学生的实践能力。

2.4引进专业的实验室指导教师

实验室指导教师水平的高低直接关系到实验教学质量和实验教学效果。基于管理学科的特殊性，实验室的专业指导教师至少应掌握以下四种知识或技能：①掌握一定的本学科和相关学科的专业理论知识；②具备一定的计算机操作基础，能解决基本的软硬件故障问题；③能熟练运用相关的模拟软件；④熟悉企业相关管理活动的业务流程。明确了实验指导教师的要求，下面就是学院自身应如何做，以建设一支专业的实验指导教师队伍。主要可以概括为以下几点：①选拔原有的实验室管理人员，一方面强化其相关理论知识的学习，一方面指派他们去相关企事业单位实习，以熟悉实际的经济管理活动。②组织和选派一些理论扎实、业务水平高的教师带领学生深入企业进行调研。在熟悉实际经济管理活动和业务流程的基础上，发现各企业管理中存在的问题，并提出合理化建议，进而促进科研和教学案例、实验教材、实验项目的编写与开发。③从企事业单位适当的聘请一些实践经验丰富、有一定理论知识的高级经营管理人才成为兼职的实验室指导教师。

三、结束语

实验室是人才培育的核心，是高校办学水平的一个重要衡量指标。各大院校应努力加强管理类实验教学体系的建设，促进管理学科的科学发展。管理类实验室建设改革首先是实验内容的改革，各大院校必须从系统科学的角度出发，设立综合性强、专业跨度大的实验项目，而不再是单一的操作练习。其次是实验设施的改革，必须从综合一体化的教学角度出发，整体规划实验室，实现实验室资源的优化配置和共享。最后，高校应该增加实验建设经费，加强实验室管理，使管理类实验室标准化、规范化，以便更好的助力于应用型本科人才的培养。

第五篇：教学研相结合的实验室建设与管理探索论文

论文摘要：本文主要阐述了实验室建设中“教学研”相结合的必要性、“教学研”相结合的实验室技术队伍建设以及实验室管理的完善及实验室运行效益的提高等问题。

论文关键词 ：“教学研”；实验室管理；实验室运行效益

理工院校实验室是开展实验教学，进行科研，开发新技术产品或发明创造，进而为社会提供设备及技术服务的重要基地，是办好国家高等教育的基础设施。实验室的建设方向与规模、管理机制与水平直接影响着高等学校的办学能力和科学研究的水平，甚至是决定了高校的竞争力的强弱。从以上意义上来说，高等学校实验室建设可以说是一个非常大的系统工程 ,它涉及到仪器设备的购置与维护、实验室课程设计与实施、实验室管理（包括运行效益管理）、实验室队伍建设及创新性实验的开展等。实验室建设中“教学研”相结合的必要性

人才的培养离不开实验室，科研工作更是离不开实验室。创新人才的培养需要教学研相结合的实验室；节约经费、提高设备使用率也需要实验室教学研相结合。将传统科研实验室和教学实验室整合为大型的实验平台，既可以承担本科生的教学任务，还可以承担研究生的培养工作；既可以承担教学任务也可以开展科学研究。教学实验室和科研实验室相结合，学生的实验教学的水平将得到进一步提高，科研成果也将能进一步增加，跟实验室有关的教师自身素质也将会进一步提高。

1.1传统的教学实验在设备与场地使用上排斥了科研工作的进入

传统的教学实验室建设偏重于验证性实验设备的购置，实验室建设规划中较少考虑科研工作的进入，院系教师及高年级的学生需要搞些研究性的实验但没有合适的设备。

传统的实验教学偏重于对理论教学知识进行验证，只注重对理论知识的复习巩固和实验操作技能的训练，束缚了学生的思维，容易造成学生学习兴趣和积极性降低；综合性、设计性、创新性的实验较少，即使学生有设计性与创新性的实验也由于实验室的规定、设备和场地的诸多原因，往往不能顺利进行实验，不利于学生独立思考、实践能力、创新能力的培养。

传统实验室在仪器设备和场地的管理上存在小农经济习惯、家庭作坊式的管理及使用模式的问题，部分教师和实验室负责人本位思想严重，怕自己使用不方便、怕人多容易弄坏仪器设备。这样使暂时没有能力建立自己实验室的专业和部分年轻教师无法利用学校的原有实验室设备及场地进行科学研究活动；也降低了年轻教师参与指导一些有潜力学生进行创新性实验研究的热情。

1.2避免出现实验室分散管理、仪器重复购置、仪器使用率相对较低的情形

传统实验室体系将实验平台分得过多，有基础实验室、专业基础实验室、专业实验室、重点实验室（科研实验室）等实验平台，这样造成管理分散，重复购置相同仪器设备在同个院系内部经常发生，仪器设备使用率相对较低，甚至有些仪器在某些实验室中每年只使用几次，资产严重闲置，而有些需要使用的设备又没钱购置，缺乏科学合理地整体规划。

显然，做好实验室建设规划是保证教学质量、提高办学效益、提高科研水平的重要依据。随着实验课程独立于理论教学课程的探索，需要通过改革实验课程体系，优化现有实验室资源，淡化专业界限，结合科学研究创新平台，构建院系的实验中心，使之成为融教学、实验、科研于一体的公共实验平台。在此基础上，结合重点学科和优势学科的发展，做好科研实验室的规划。

在规划中尽量杜绝科学研究实验室过分孤立建设的问题，应考虑侧重教学的划分实验室，可以适当考虑学生及年轻老师的科学研究工作的需要；偏重科学研究的实验室应该在保证科研任务顺利完成的情况下，多考虑培养学科型的人才。教学的同时注意学生设计能力、科研能力的培养；科研的同时注意科研队伍的建设，为学院的长远发展培养年轻的人才。教学实验室和科研实验室建设相结合，避免了建立两套相同的系统和购置大量相同的仪器设备的情况，从而避免出现实验室的管理分散与仪器设备使用率较低的问题。

1.3提高教学的质量，并有利于教学仪器的开发及创新

传统实验教学内容上，以验证性、示教性为主，创新性、设计性、综合性实验不足，学科前沿的实验就更少。实验枯燥无味，难以培养学生的创新思维和独立解决问题的能力。

随着国家创新人才培养的战略实施，对实验教学提出了更高的要求。创新人才培养的基地之一在于实验室，教学研相结合的实验室符合了创新人才培养的需要。根据创新人才培养的要求，重组实验教学体系和优化课程结构，改变以往验证性、示教性实验为主的状况，增加设计性、创新性、综合性实验项目。在教师的指导下，学生自选实验项目，自己查阅文献资料，自己设计实验内容、实验方法和步骤, 经教师审阅后，学生自己动手做实验，这样有利于激发学生个性发展和创新思维发展。

实验教学的改革和科研活动的加入，对仪器的需求会提出一些更高的要求，科研活动与教学相结合有利于实验室实验仪器设备的开发和创新，而且有利于培养学生的实践能力、创新能力。“教学研”相结合的实验室技术队伍建设

高校的实验室需要有一流的实验技术队伍（教师），以保证有一流的实验室管理水平，培养出一流的人才，出一流的科研成果。

传统实验室的实验教学师资不稳定，实验人员待遇偏低，实验人员素质不高。传统的观念使实验教师队伍的建设遇到了较大困难，不少教师不安心于实践教学工作，造成知识结构、年龄结构、学历结构、职称结构等方面存在较大问题。

“教学研”相结合可以使更多的教师愿意从事实践性教学，使更多的教师能够走进实验室。

实验室要稳定队伍，可以借助科研团队的建设，使上理论课的教师能够进入实验室、上实验教学的教师愿意留在实验室、采取“灵活、开放、竞争、流动”的管理模式。凡从事实验教学工作的，按教学系列待遇；凡从事技术工作的按技术岗位待遇，防止人才浪费和人员滥用。实验室人员要少而精，避免人浮于事。教师和博士不但要搞科研，还要承担实验室的管理任务，他们可以指导研究生，承担实验教学任务。研究生可以协助教师指导本科生，这样科研任务能及时完成，促进教师队伍建设，本科生的实验教学水平也将得到进一步提高。实验室管理的完善及实验室运行效益的提高

高校实验室建设管理须建立以校一级和校院两级管理实验室的管理体制，实行以功能平台为目标的实验

室建设，集中各方面的建设资金，统一规则，统一建设，尽可能采用“绑捆式”的投入，避免资金分散、多次投入。学校成立实验室管理委员会，院系等教学单位负责实验室教学改革，包括科学研究在内的实验室建设规划、制定实验教学课程与科学研究相结合的可行办法等工作；实验室管理委员会对各院系的实验室的建设及管理方案进行论证，充分考虑实验室的统筹性、兼容性和开放性，提高决策水平，提高实验室的运行效率。

高校对设备价值传统管理表现为在购置设备过程中对应的价格资金形态和实物形态的财务审计核算管理，忽略了资产设备的使用和利用方面的配置运用管理，进而造成了资产设备实际使用价值的难以充分体现和某种程度的流失。在设备仪器的价值管理上，学校应建立设备的有偿占用制度和设备的调拨制度。促使实验室建设部门在规划时充分考虑应用率，避免闲置，并在保证满足教学和科研的需要的情况下，适度对社会单位需要做有偿开放。建立调剂制度，对在教学和科研活动中使用率过低和没有使用的仪器设备在校内进行调拨，提高仪器设备的使用效率。