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实验(实践)教学改革

1. 教学理念与改革思路

1)中心明确了“以人为本,促进学生知识、能力、素质协调发展”的指导思想,确定了实验教学与理论教学等同的地位,围绕“坚持学生为本、注重工程训练、强化实践能力、增强创新意识”的实验教学理念,逐步完善相应的配套政策和措施并严格落实执行到位。

2)中心本着在现有实验教学设施的基础上,进一步优化整合实验资源,提升实验教学水平,使本中心在实验教学质量、管理模式、教学理念和师资水平等各方面达到省内领先水平的目标,制定了规划合理、方案具体,可操作性强的实验室建设思路。建立了以转变教育思想、更新教育理念为先导;以教学内容和课程体系改革为核心;以培养应用型创新人才为目标;紧密围绕“坚持学生为本、注重工程训练、强化实践能力、培养自主创新”的实验教学理念开展实验教学改革的思路

3)中心确立了合理的实验教学定位,制定了校企合作卓越工程师培养计划,加大了企业研究生工作站和校外实习基地建设,组织行业专家、企业导师共同参与修订物联网专业人才培养方案和教学大纲,统筹安排理论教学与实验教学,制定了良好的工程教育改革思路和人才培养方案,构建了南京邮电大学物联网教学、实训、科研的综合实践教育平台,实行多形式的实验教学手段和方法,提高了仪器设备的使用率和共享性。

2. 教学体系与教学内容

1)中心不断地进行创新实验实践教学理念的探索,遵循“整合优化,集成系统”的改革思路,对培养方案中的实践教学环节进行统筹规划,构建并实施了与理论教学有机结合,以能力培养为核心,实验教学和集中性实践环节相结合的全过程、层次化、递进式的的实践教学体系。该体系对应教学计划中的相关课程,覆盖了校内、校外的所有实验教学环节,设计了多种类型的实验项目,形成了独具特色的综合的四层架构实践教学体系,如下图所示。


基于四层架构的实践教学体系

该实践教学体系包括了以中心教学实验室为基础的实验教学,以南京邮电大学大学生创新中心和工程训练中心为辅助的科研工程训练实践活动,以中心大学生实践与科技创新中心和校企联合实验室为基地的课外科技实践活动,以及中心在校外大学生实践教育基地所开展的实践性教学活动。围绕该教学体系,构建了包括基础实验、专业基础实验、专业实验等不同层次的实验,实验内容涵盖了物联网数据感知、网络传输、管理服务、综合应用等各个层次。实验实践教学内容在时间段上从大学一年级一直覆盖到四年级,在知识结构上从通识课程一直延伸到专业课程,在实验实践环境上从校内实验室延伸到校外企业实践基地。

在实践实验内容方面,将实验教学过程和内容与科研、工程和社会应用实践相结合,将科研成果和研究过程融入实验教学,以更新、充实、优化专业和创新实验教学内容,比如将科研课题融入学生STITP及毕业设计中,从而提升学生的创新实践能力,如下表所示(部分)。

编号

课题名称

课题类别

课题来源

1

基于IPv6的农产品信息溯源子系统设计与实现

毕业设计

省经信委

2

基于hadoop环境的Kerberos协议的研究与改进

毕业设计

横向项目

3

基于J2EESSH框架的Web系统开发

毕业设计

横向项目

4

基于Lucene的全文搜索系统

毕业设计

横向项目

5

具有电网影响感知的分布式互联网数据中心能量成本最小化研究

毕业设计

国自基金

6

数据中心提供电网调节服务的控制策略研究

毕业设计

国自基金

7

智能微电网环境下分布式能量资源的动态控制与优化

毕业设计

国自基金

8

智能电网中家庭社区用电成本最小化研究

毕业设计

国自基金

9

基于内容的数据分类系统

毕业设计

国自基金

10

MATLAB环境下SVM算法的实现

毕业设计

国自基金

11

朴素贝叶斯文本分类器的设计与实现

毕业设计

国自基金

12

协同过滤推荐算法的研究

毕业设计

国自基金

13

基于LEACH的无线传感器网络路由算法研究与改进

毕业设计

省基金

14

基于轻量级IPv6接入网关的农作物远程监控子系统设计与实现

毕业设计

国自基金

15

基于智能终端的自然场景下文字识别系统

STITP

横向课题

16

Android平台下地图定位搜索功能的实现

STITP

横向课题

17

基于音元的用户身份识别系统

STITP

横向课题

18

基于移动终端的智能点餐系统

STITP

横向课题

19

基于无线传感网络的安全防御控制系统

STITP

横向课题

20

基于测距的无线传感器网络定位算法研究

STITP

横向课题

3)实验教学大纲充分体现“以人为本,促进学生知识、能力、素质协调发展”的教学指导思想,做到理论与实验结合、基础与前沿结合、必修与选修结合、实验与应用结合、必选和自选结合,满足不同层次人才培养的要求。教学大纲及教学安排每年组织校内校外专家进行论证,务必做到以人为本,针对不同层次的学生因材施教,适宜学生自主选择,有利于培养学生的创新实践能力。

4)为了培养学生创新能力,实验教材不断改革创新,鼓励老师自编实验教材,及时反映实验内容的更新,便于学生自主学习。近三来,教师自编实验教材8册,并且每年会根据学生的反馈及学习情况进行修订,如下表所示。

编号

教材名称

作者

1

Linux编程基础

李养群

2

网络安全实验

余金蓉

3

数据结构与算法实验

宁卓

4

网络软件设计

董小燕

5

网络工程课程设计

闵丽娟

6

物联网综合实验指导书

赵学健

7

物联网应用课程实践指导书

陈思光

8

软件开发实践指导书

王亚石


3. 教学方法与教学手段

1)中心重视实验技术和实验方法研究,实验项目的选择以及实验方案设计,注重学生的能力培养,积极鼓励学生参与自主实验项目、开放性实验项目和大学生科技创新训练计划项目,以启迪学生科学思维和创新意识。

2)为了提高实验效果,达到巩固理论知识、启迪创新思维、训练实践技能的目的,中心教师实验教学遵循以人为本的原则,实行以学生为中心的教学模式,根据学生和课程特点,因材施教,走由浅入深、由简到繁、循序渐进、螺旋式上升的道路。实施以老师讲授为辅,以学生自我训练为主的教学模式,实验教学采用分层次、多模块体系进行,有利于改进实验教学方法,建立以学生为中心的实验教学模式,形成多元化学习方式。

3)应用现代教育技术手段和多媒体教学课件进行实验教学,利用现代仿真技术,通过虚实结合,提高了实验教学效果。实验教学手段使用具有多样性,除采用现代先进仪器和设备外,还充分利用原有设备开发新的技术用于教学。同时,课堂教学与计算机多媒体、网络结合。课堂上的采用多媒体讲授,现场演示,相关内容还可制作成教学片或教学资料,学生可在网络上进行预习、复习、仿真虚拟实验等。将教学延伸至课外,并课内和课外结合起来,利用开放式教学手段,满足学生探求知识的需求。

4)建立了科学的、公正、操作性强的多元考核方法,对学生基本操作能力、实验思维能力、实验的态度、实验的效果等进行全面考核,统筹考核实验过程与实验结果,激发学生实验兴趣,提高实验能力。此外,中心还制定了开展教师与学生的双向互评机制。

4. 教学效果与教学成果

1)中心实验教学全面覆盖了我院的物联网工程和网络工程两个专业的专业基础及专业课课程,根据学校考试评估中心的评教反馈信息,对实验教学评价总体优良,教学效果好,学位的授予率保持在96%以上,学生就业率高,毕业生的一次就业率在98%以上,并受到用人单位的好评。

2)中心目前包括校级实验教学示范中心2个,各类实验室7个。近三年来,实验室开放总人时数达22.3万。中心开设各种实验课程40项实验项目92项,其中独立设置的实验课程6门,实验开出率为100%,支撑大学生实践创新训练项目及开放实验室项目共112项(其中5项国家级项目,11项省级项目,96项校级项目)。借助中心的优良平台,学生的创新实践能力得到了锻炼和提高,近三年学生获得了一系列的创新成果,其中公开发表论文17篇,获得专利2项,获得省部级及以上相关奖项50项,部分如下表所示。

编号

竞赛名称

级别

等级

学生姓名

1

第八届全国信息技术应用水平大赛(团体赛)

国家级

二等奖

黄俊东

2

第八届全国信息技术应用水平大赛(团体赛)

国家级

二等奖

吴家乐

3

第八届全国信息技术应用水平大赛(团体赛)

国家级

二等奖

林璐

4

第二届全国高校物联网应用创新大赛创意

国家级

二等奖

张玉亮

5

第六届蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛

国家级

三等奖

赵越

6

3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛

国家级

一等奖

杨江星

7

3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛

国家级

一等奖

乔居旸

8

3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛

国家级

一等奖

丁修正

9

3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛

国家级

二等奖

郭文博

10

3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛

国家级

三等奖

杨泽

11

3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛

国家级

三等奖

张毅

12

3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛

国家级

三等奖

朱凌海

13

3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛

国家级

三等奖

冯斌

14

3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛

国家级

三等奖

陈文浩

15

第二届全国高校物联网应用创新大赛华东赛区决赛

省部级

三等奖

张丽娟

 

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