電子信息工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)電子信息工程作為融合電子技術(shù)、信息技術(shù)與工程實(shí)踐的交叉學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生工程能力、創(chuàng)新思維的核心環(huán)節(jié)。當(dāng)前，產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代加速（如5G商用、人工智能落地），傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容滯后、方法單一、評(píng)價(jià)片面等問(wèn)題日益凸顯，難以支撐學(xué)生應(yīng)對(duì)復(fù)雜工程場(chǎng)景的能力養(yǎng)成。本文從教學(xué)現(xiàn)狀剖析入手，結(jié)合工程教育理念與產(chǎn)業(yè)需求，探討實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略與實(shí)踐路徑，為提升電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供參考。一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的深層審視傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占比過(guò)高，學(xué)生多按“步驟手冊(cè)”重復(fù)操作，對(duì)電路原理、信號(hào)特性的理解停留在“照方抓藥”層面，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)被弱化。例如，數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生僅完成芯片引腳連接與功能驗(yàn)證，卻鮮少思考電路優(yōu)化或模塊化設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)是另一突出問(wèn)題。5G通信、邊緣計(jì)算、智能傳感等前沿技術(shù)在實(shí)驗(yàn)體系中滲透不足，學(xué)生接觸的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多基于傳統(tǒng)芯片（如8051單片機(jī)），對(duì)ARM、FPGA等主流平臺(tái)的工程化應(yīng)用訓(xùn)練匱乏，導(dǎo)致畢業(yè)時(shí)難以快速適配企業(yè)研發(fā)場(chǎng)景。此外，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資源與開(kāi)放機(jī)制受限，多數(shù)實(shí)驗(yàn)室僅在課內(nèi)開(kāi)放，學(xué)生課余實(shí)踐缺乏硬件支撐；評(píng)價(jià)體系“重結(jié)果輕過(guò)程”，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性成為評(píng)分核心，學(xué)生的問(wèn)題解決能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作表現(xiàn)被忽視，抑制了創(chuàng)新嘗試的積極性。二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的核心原則（一）能力導(dǎo)向：錨定工程認(rèn)證的畢業(yè)要求以工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的“畢業(yè)要求”為綱領(lǐng)，將“工程知識(shí)應(yīng)用”“問(wèn)題分析”“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等核心能力拆解為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體目標(biāo)。例如，在通信原理實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生不僅能完成信號(hào)調(diào)制解調(diào)的驗(yàn)證，更需分析信道噪聲對(duì)傳輸質(zhì)量的影響，設(shè)計(jì)抗干擾優(yōu)化方案，體現(xiàn)“復(fù)雜工程問(wèn)題解決”的能力培養(yǎng)。（二）理實(shí)融合：構(gòu)建“學(xué)—做—悟”的認(rèn)知閉環(huán)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需與理論課程深度呼應(yīng)，又超越理論的“理想化假設(shè)”。例如，模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在完成運(yùn)算放大器電路驗(yàn)證后，引入實(shí)際運(yùn)放的溫漂、帶寬限制等非理想特性分析，通過(guò)仿真與實(shí)操對(duì)比，理解理論模型與工程實(shí)際的差距，實(shí)現(xiàn)“理論認(rèn)知—實(shí)踐驗(yàn)證—反思深化”的閉環(huán)。（三）分層遞進(jìn)：適配認(rèn)知規(guī)律與成長(zhǎng)需求實(shí)驗(yàn)體系按“基礎(chǔ)驗(yàn)證—綜合設(shè)計(jì)—?jiǎng)?chuàng)新探究”分層：基礎(chǔ)層聚焦儀器操作、電路原理驗(yàn)證（如示波器使用、RC電路暫態(tài)分析）；綜合層以系統(tǒng)級(jí)項(xiàng)目為載體（如嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、通信鏈路搭建）；創(chuàng)新層依托競(jìng)賽、科研課題，支持學(xué)生自主選題（如基于機(jī)器視覺(jué)的工業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)），形成“從單點(diǎn)技能到系統(tǒng)能力，從模仿到創(chuàng)新”的進(jìn)階路徑。（四）產(chǎn)業(yè)錨定：對(duì)接行業(yè)真實(shí)技術(shù)場(chǎng)景引入企業(yè)研發(fā)案例（如鴻蒙設(shè)備通信協(xié)議、無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)簡(jiǎn)化版）作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目原型，或與企業(yè)共建實(shí)驗(yàn)室（如聯(lián)合開(kāi)發(fā)“智能物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”），讓學(xué)生在貼近產(chǎn)業(yè)的場(chǎng)景中理解技術(shù)迭代邏輯，縮短校企能力差距。三、分層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施策略（一）基礎(chǔ)驗(yàn)證層：虛實(shí)結(jié)合，深化原理認(rèn)知重構(gòu)傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，引入虛擬仿真+實(shí)體操作的混合模式。例如，在“信號(hào)與系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生先通過(guò)MATLAB/Simulink搭建信號(hào)濾波模型，分析不同濾波器參數(shù)對(duì)輸出的影響；再在硬件平臺(tái)（如DSP開(kāi)發(fā)板）上實(shí)現(xiàn)相同算法，對(duì)比仿真與實(shí)操的信號(hào)失真度，理解“理論模型—算法實(shí)現(xiàn)—硬件約束”的關(guān)聯(lián)。同時(shí)，將“故障診斷”融入基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。例如，在電路焊接實(shí)驗(yàn)中，故意設(shè)置虛焊、短路等故障，要求學(xué)生用萬(wàn)用表、示波器排查，培養(yǎng)問(wèn)題定位與解決能力，替代單純的“成功操作”訓(xùn)練。（二）綜合設(shè)計(jì)層：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)化系統(tǒng)思維以“工程問(wèn)題”為牽引，設(shè)計(jì)跨課程、跨模塊的綜合項(xiàng)目。例如，“智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”項(xiàng)目，整合傳感器技術(shù)（電子測(cè)量）、嵌入式開(kāi)發(fā)（單片機(jī)原理）、無(wú)線通信（通信原理）、數(shù)據(jù)可視化（Python編程）等多門(mén)課程知識(shí)：硬件層：完成溫濕度、氣體傳感器的信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)與焊接；軟件層：基于STM32開(kāi)發(fā)板編寫(xiě)數(shù)據(jù)采集、無(wú)線傳輸程序；系統(tǒng)層：開(kāi)發(fā)上位機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示與異常報(bào)警。項(xiàng)目實(shí)施采用小組協(xié)作+迭代開(kāi)發(fā)模式，學(xué)生需經(jīng)歷需求分析、方案設(shè)計(jì)、原型制作、測(cè)試優(yōu)化的全流程，在“試錯(cuò)—改進(jìn)”中理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。（三）創(chuàng)新探究層：科研賦能，激發(fā)創(chuàng)造潛能依托學(xué)科競(jìng)賽（如全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽）、教師科研課題，搭建創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。例如，針對(duì)“智慧農(nóng)業(yè)”需求，學(xué)生可自主選題“基于機(jī)器視覺(jué)的作物病蟲(chóng)害檢測(cè)系統(tǒng)”，從數(shù)據(jù)集構(gòu)建（OpenCV圖像采集）、模型訓(xùn)練（TensorFlow輕量化算法）到硬件部署（樹(shù)莓派+邊緣計(jì)算），全程自主設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)室實(shí)行“預(yù)約制+開(kāi)放制”，課余時(shí)間向?qū)W生開(kāi)放儀器設(shè)備與仿真平臺(tái)，配備導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)提供“問(wèn)題導(dǎo)向”的指導(dǎo)（如“如何優(yōu)化算法實(shí)時(shí)性？”“如何降低系統(tǒng)功耗？”），而非直接給出解決方案，保護(hù)學(xué)生的探索主動(dòng)性。四、教學(xué)方法與評(píng)價(jià)體系的協(xié)同革新（一）教學(xué)方法：從“講授操作”到“賦能成長(zhǎng)”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）：將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拆解為“任務(wù)包”，如“無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)”項(xiàng)目分為“節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)”“通信協(xié)議開(kāi)發(fā)”“數(shù)據(jù)融合算法”等子任務(wù)，學(xué)生以小組為單位認(rèn)領(lǐng)任務(wù)，在協(xié)作中掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)邏輯。翻轉(zhuǎn)課堂：課前通過(guò)MOOC、仿真平臺(tái)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理（如“傅里葉變換的物理意義”），課上聚焦實(shí)操難點(diǎn)討論（如“如何解決AD采樣的噪聲問(wèn)題”），教師角色從“操作者示范”轉(zhuǎn)為“問(wèn)題引導(dǎo)者”。校企協(xié)同：邀請(qǐng)企業(yè)工程師參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（如講解“工業(yè)級(jí)PCB設(shè)計(jì)的EMC要求”），或組織學(xué)生到企業(yè)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展“真實(shí)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)”，直觀感受產(chǎn)業(yè)對(duì)“可靠性”“兼容性”的嚴(yán)苛要求。（二）評(píng)價(jià)體系：從“報(bào)告評(píng)分”到“能力畫(huà)像”構(gòu)建“過(guò)程+結(jié)果+創(chuàng)新”的三維評(píng)價(jià)體系：過(guò)程評(píng)價(jià)（40%）：記錄實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性（如儀器使用、電路焊接）、團(tuán)隊(duì)協(xié)作貢獻(xiàn)（如任務(wù)分工、問(wèn)題解決）、迭代改進(jìn)次數(shù)（如方案優(yōu)化的版本記錄）；結(jié)果評(píng)價(jià)（30%）：考察實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的功能完整性（如是否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)）、性能指標(biāo)（如通信距離、檢測(cè)精度）；創(chuàng)新評(píng)價(jià)（30%）：關(guān)注方案的新穎性（如算法優(yōu)化、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新）、技術(shù)落地潛力（如專(zhuān)利申報(bào)、企業(yè)認(rèn)可）。同時(shí)引入多元評(píng)價(jià)主體：學(xué)生自評(píng)（反思學(xué)習(xí)過(guò)程）、小組互評(píng)（促進(jìn)協(xié)作意識(shí)）、企業(yè)導(dǎo)師評(píng)價(jià)（產(chǎn)業(yè)視角的能力評(píng)估），讓評(píng)價(jià)成為“能力成長(zhǎng)的鏡子”而非“篩選的標(biāo)尺”。五、實(shí)踐案例：“智能小車(chē)”實(shí)驗(yàn)的分層設(shè)計(jì)以“基于STM32的智能小車(chē)”實(shí)驗(yàn)為例，展示分層教學(xué)的實(shí)施路徑：基礎(chǔ)層：完成電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路（L298N）、紅外避障傳感器的硬件連接與信號(hào)調(diào)試，用Keil編寫(xiě)“前進(jìn)—轉(zhuǎn)向—停止”的基礎(chǔ)控制程序，重點(diǎn)訓(xùn)練“硬件調(diào)試+代碼邏輯”的基礎(chǔ)能力。綜合層：升級(jí)為“循跡+避障”的復(fù)合任務(wù)，學(xué)生需設(shè)計(jì)路徑識(shí)別算法（OpenCV圖像處理）、多傳感器融合策略（紅外+超聲），實(shí)現(xiàn)小車(chē)在復(fù)雜賽道的自主導(dǎo)航，鍛煉系統(tǒng)集成與算法優(yōu)化能力。創(chuàng)新層：開(kāi)放選題，學(xué)生可自主擴(kuò)展功能（如“視覺(jué)識(shí)別+目標(biāo)追蹤”“藍(lán)牙遙控+手機(jī)APP”），或優(yōu)化性能（如“PID算法調(diào)速”“輕量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別”），部分優(yōu)秀作品可轉(zhuǎn)化為競(jìng)賽項(xiàng)目或企業(yè)合作原型。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生從“會(huì)操作模塊”進(jìn)階到“能設(shè)計(jì)系統(tǒng)”，再到“敢創(chuàng)新優(yōu)化”，能力成長(zhǎng)路徑清晰可見(jiàn)。結(jié)語(yǔ)電子信息工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，本質(zhì)是“以學(xué)生為中心”的教育理念在工