课程实验随课程进度开展，便于深入领会理解课本理论内容。一般理论课讲授进度过半，则该课程的实验就可以在实验室进行了。一门课程差不多有48个实验，第1个实验一般是验证性入门实验，后面的实验多为设计型实验或者综合型实验。
课程设计是一门针对某一门或者几门课程而单独开设的提高理论应用能力和动手能力的课程，一般放在学期最后的3个星期（我校称之为小学期）进行。我院本科生专业课程设计一共7个，其中电子技术课程设计、电力电子课程设计是必修的课程设计，而电传动控制课程设计、电力系统课程设计、单片机课程设计、网络控制课程设计、电子测量课程设计是五选三的课程设计。
专业综合设计是在本科大四上学期进行，是电气工程及其自动化专业的专业实践性必修环节，旨在培养学生综合运用知识解决实际问题的能力与实际动手的能力，培养学生运用计算机和仪器仪表进行应用开发和设计调试的基本技能，加深理解专业基础、专业课各门课程之间的联系，掌握综合解决实际问题的方法。
科技创新设计主要有“电气杯”科技创新大赛、挑战杯等。“电气杯”科技创新大赛由北京交通大学教务处、研究生院、科技处、校团委及电气工程学院联合主办，电气工程学院承办，电气学生科技协会协办的设计大赛。挑战杯是由共青团中央、中国科协、全国学联主办，国内着名大学和新闻单位联合发起，在国家教育部支持下组织开展的一项具有导向性、示范性和权威性的全国竞赛活动。实验中心鼓励帮助同学们参与比赛，激发同学们的创新潜能，增强动手能力，进一步推动我院学生的课外科技活动建设，培养勤奋好学、团结协作的精神。
三、实验室的开放时间
开放实验室，就是把实验资源提供给本科生、研究生和教师。电气试验中心实验室开放时间是上班时间全部开放，休息时间部分开放，就是上午8∶00到晚上22∶00全部开放，还可以预约周末开放部分实验室。在开放时间里，只要有空余的实验台，随时都可以到实验室做实验或者设计。开放实验室期间，如果有预约，则预约者优先，如果没有预约，则先到者先用。
实验教师负责实验室的开放管理和实验辅导，每天早上7∶45准点开实验室，晚上22∶00关闭实验室、登记实验台使用情况。我院实验中心共有实验教师6名，分别负责电力电子、电力系统、电机拖动、自动控制、微机控制等系列课程的实验教师，根据课程安排，定时在实验室巡视为同学答疑。
四、实验室的开放方法
实验室开放方法有多种，有预约开放、定时间段开放、定实验室开放和定实验台开放。
不同的实验教学环节，采用不同的实验室开放方法。
①课程实验教学，采用预约时间段开放的方法，规定时间段开同一个实验，尽可能重复利用实验资源。因为课程实验比较多，人数也远远超出了实验台数，不能一次就开完实验，只能根据实验台数计算开放时间段，学生要在规定的时间段完成实验内容。为了督促学生来实验室完成课程实验，对实验加进了考核环节，比如“微机原理与接口技术”这门课的实验共8个实验16个学时，课程进度过半的时候，单片机实验室开始连续开放1个半月，然后接着就是2天的实验考试，实验考试成绩占总成绩的20%。实验考试内容分两部分：一部分就是做出8个实验其中指定的一个；另一部分就是完成在实验内容基础上的改进。这样的实验考核，即兼顾了基础，又有了创新。学生为了拿到好的实验成绩，开放实验室时间都争先恐后来到实验室调试实验内容。
②课程设计采用预约时间段定实验室开放的方法。课程设计都是在学期最后的3周进
行，这3周时间与课程设计相关的几个实验室全天开放。我院的课程设计是2个同学一起做一个设计题目，要求设计硬件电路并在实验室完成调试。以电子测量课程设计为例，开放电子测量实验室1周，实验室指导教师在这周第一天布置具体的电子测量设计题目，学生就可以出入图书馆和实验室查资料、设计方案并进行调试，调试完成需要指导教师验收并简单考核设计方案基本原理和仪器仪表的使用。课程设计都需要对最后实物调试的验收和设计报告给出分数，所以学生做课程设计的积极性非常高。
③专业综合设计采用分批次定实验室开放的开放方法。专业综合设计计划学时3周，参加设计的大四学生差不多300多人，而专业综合设计实验室一次只能容纳80人，所以分4批进行，这样专业综合设计实验室要全天持续开放12周。这3周时间每组学生都要根据指导教师给出的专业综合设计内容和要求，查资料、完成设计方案，然后在综合设计实验室分析和调试控制部分电路，最终和指导教师一起完成主电路或者大负载调试，并撰写综合设计总结报告。
④科技创新设计采用全天候开放。电气实验中心专为科技创新设计配备了一个创新实验室。创新设计提交立项并经专家评审通过后就可以进入创新实验室进行设计了，实验中心根据题目所需实验资源安排相应的实验台和设备，这样在大赛准备阶段该实验台就固定给一组学生使用。因为参赛组数比较多，而且白天晚上都有学生进实验室调试，所以创新实验室全天候开放。
五、实验室开放的意义
开放实验室，能够让学生充分地自主安排空余时间，而加强实验环节的验收和考核，督促学生走进实验室，实现了大学生从被动参与实验环节学习到主动参与实验环节学习的转变，学生成了实验教学的主体，指导教师起引导和辅导的作用。同时，让学生在实验教学中，能自主安排空余时间，也能充分利用实验室现有资源。
我院对学生开放实验室已有6年，教师和同学们都反映效果很好，缓和了设备少、时间紧的矛盾，提高了学生进实验室的积极性。
参考文献
［1］周重.综合性实验教学对学生的创新意识和研发能力的影响.福建电脑，2006（1）．
［2］汤钰鹏.电气工程专业实验教学改革的一些设想.高等教育研究，1998（2）．
［3］叶钊.深化专业实验教学改革突出创新人才的培养.化工高等教育，2005（4）．
［4］杨一军.电子技术实践环节的教学改革探索.安徽教育学院学报，2005（11）．
［5］况迎辉.检测技术及系统设计课程的实验教学改革.实验室研究与探索，2005（10）．
［6］张明高.加快实验室改革与建设，创建实验新体系.实验技术与管理，2003（12）．
［7］张立平.必须建立与开放式研究型大学相适应的实验室.实验技术与管理，2003（12）．
加强实验教学，提高创新能力—— “工业控制及现场总线技术”实验教学改革的思索
黄彧，王立德
（北京交通大学电气工程学院，100044）
摘要：针对目前电气专业的专业课程实验教学环节存在的问题，提出了专业实验课程的新思路，并在“工业控制及现场总线技术”实验课程中进行了尝试。
关键词：实验教学 工业控制及现场总线 改革
目前由于社会各用人单位对高校毕业生的选择标准的变化，所以高校的人才培养模式逐渐由“知识型”向“知识能力型’，由“应试型”向“素质型”转变。因此，提高大学生的创新意识和创新能力逐渐成为时代的新要求，也成为提高教学质量的重点和难点。高校实验教学改革是当前教育教学改革的重要方面，对培养学生的实践能力和创新精神具有独特的作用。为了提高教学质量，培养顺应时代的创造型人才，我们在“工业控制及现场总线技术”课程的实验教学中进行了一定的探索。由于“工业控制及现场总线技术”是一门实践性比较强的课程，因此我们必须摒弃以往的教学方式和教学形式，探讨适应新形势的教学手段，特别是课程实验环节的教学方法研究。
一、实践教学面临的问题，改革教学观念
实践教学的目的在于加深对理论的认识及提高对理论的应用能力，学生只有在实验教学中通过自身的实践和思考才能进一步认识到如何运用已学得的知识。但是加强实践教学面临很多的问题。
1.实践教学与理论教学的矛盾
由于受到我国传统“重理论轻实践、重知识传授轻能力培养”的教育思想的影响，现在教育者都普遍认为实践教学只是课堂理论教学的延续。然而实际上实践教学的重要性不亚于理论教学，甚至高于理论教学。这样就造成理论教学和实验教学学时的分配不合理的情况，“工业控制及现场总线技术”课程总共32学时，而实验教学只占6学时，而要在如此少的学时中完成实验教学要求，掌握新型的控制网络技术比较困难。另外“工业控制及现场总线技术”课程专业性和实践性较强，更应相应加强实验课教学的比重。
实践是创新的基础，所以应该彻底改变传统教育模式下实践教学处于从属地位的状况，增加实验教学环节的比重，让学生通过实验教学充分吸收/消化理论知识，掌握操作技能和主要设计方法。
2.验证性实验与综合性实验的矛盾
目前各种专业实验往往定位为验证型实验，通过实验教学验证理论教学的理论知识。在验证型实验中，过分依赖于理论课程，这些实践多是让学生进行简单地插接线，不需动脑就能完成，这不利于充分调动学生的主观能动性，不能激发学生的创造性。相比之下，综合型实验却能给学生提供一个更具综合性、设计性和创造性的实践环境，通过方案的设计与调试过程，可以充分提高学生发现问题、解决问题的能力，培养创新型人才。但是验证型实验与综合型实验在实验设备、实验教学方法等方面存在很大的区别，导致实施起来也较困难。因此，现阶段教师的实验教学往往停留在验证型实验的居多。
因为“工业控制及现场总线技术”课程定位于让学生通过课程的学习掌握电气专业比较常用的现场总线技术，学生可以独立完成现场总线网络的设计。所以在实验教学中以综合型、设计型实验为主，学生只有通过网络结构设计、网络设备编程、网络安装与调试，才能真正把现场总线的知识应用到实际的专业研究中。
二、调整教学内容，构建教学平台，完善实验教学
实验内容是影响实验教学效果和提高实验教学水平的一个重要因素，因此应及时改革实验教学内容，构建与理论教学体系相对独立的实验课程体系。为了培养研究型人才，应该在教学中加强对实践教学的投入。并且根据时代的要求和专业的特色，改革教学内容，使得教授的知识与时俱进。另外，还可以将教师科研工作的课题移植到课堂教学中，既可以开阔学生的视野，又可以增强课程教学的针对性，充分调动学生学习的积极性，以获得更好的教学效果。
在信息时代网络技术迅速发展的今天，现场总线技术和工业以太网控制网络技术，是当今和未来的信息化和自动化结合的发展趋势。但是目前现场总线技术处于百花齐放的局面，在教学中应该根据专业特点调整教学内容。在我院电气信息专业中共分为汽车电子、电力电子与电力传动、电力系统及其自动化、电机电器及其控制等专业方向，这几个专业方向需要底层控制总线CAN。另外，我院的特色专业轨道牵引电气化中，列车控制网络的学习与各种现场总线特别是LonWorks 现场总线有密切的关系。因此，在教学中我们把CAN 与LonWorks作为重点教授内容，并辅以工业以太网和列车控制网络的基础知识，为今后的专业学习与研究奠定了一定的基础。同时，为了进行有效的实验教学，我们构建了“工业控制及现场总线技术”课程实验平台。如图1所示，该平台主要基于工业以太网进行建设，包括Lonworks现场总线、CAN总线。并且在此基础上，结合专业特色，致力于列车控制网络平台的研究。
为了培养符合新时代要求的创新型人才，在充分精选课堂教学内容的基础之上，还必须完善实验教学。把实验教学与理论教学摆在同等重要的位置，要不断改革实验教学内容，改进实验教学方法。并且根据课程性质，应该要改变课堂讲授学时过多、实验学时过少的状况，构建模块式课程结构，不断扩大学生对专业课程等教学资源的自主选择权，把素质教育融入人才培养的全过程。在进行实验教学时，我们制定详细的实验教学大纲，精心选择实验教学内容，以综合型、设计型、操作型实验为主。充分发挥实验教学的作用，让学生掌握基本知识，做到理论联系实际，并具有独立思考、分析问题和解决问题的能力。
三、改革实验教学方法，培养创新型人才
教学方法是使教学达到目的的手段。合理选择教学方法，是深化教学改革的另一重要环节。因为适当的教学方法能够取得非常好的教学效果，可以充分调动学生学习的积极性，有利于学生创造性思维和实践能力的培养。
