把“微型实验室”带回宿舍:上海电力大学以可移动平台释放工科创新活力

问题——传统实验教学“排队等设备”,难以匹配快速迭代的工科实践需求。 不少高校的工科课程中,实验教学多集中在固定机房或实验室。受场地容量、设备数量和排课节奏限制,学生常陷入“到点做、做完走”的被动训练:要等设备、赶进度、难复现。对强调调试、迭代与综合应用的单片机与嵌入式学习来说,这种模式容易导致“会照着做,但难迁移应用”,也难以支撑学生对新模块、新算法、新工具的即时上手需求。 原因——设备更新与技术演进不匹配,课程目标倒逼教学形态重构。 据介绍,该课程自2016年面向自动化、测控等专业学生开设,目标是让学生从“能用单片机”提升到“能把单片机用好”。但随着开源硬件、轻量级开发语言、边缘计算等技术快速发展,原有实验平台在硬件接口、软件环境与模块兼容上逐渐暴露不足,难以覆盖不断涌现的开发板与传感器组件。,学生对“第一时间动手验证”的需求更强:工具更新快,学习窗口期也短,若仍依赖固定实验室排期,容易错过从兴趣到能力转化的关键阶段。基于此,课程团队提出以小型化、模块化平台替代固定式实验台,将实验从“场地绑定”转向“学习者绑定”。 影响——宿舍成为“微型实验室”,项目驱动提升学习主动性与工程素养。 课程改革以“可带走、可更换、可扩展”为目标,配置树莓派、STM32等多套开发平台,按小组发放,鼓励学生将设备带回宿舍进行持续调试与功能迭代。学生节奏从“按表上课”转为“按需攻关”,实验时间从课堂延伸到课后,实践链条更完整:查资料、搭建环境、焊接连接、编写代码、排障优化,形成闭环训练。 项目成果上,学生围绕真实需求与兴趣开展综合实验,包括基于OpenCV的图像识别应用、面向校园场景的数据采集与模型训练、传感器监测与短信告警的水位控制系统、复古游戏机等,实现“硬件—软件—算法—应用”的跨环节融合。多名学生表示,宿舍场景让学习更连贯、更投入,能够反复尝试、优化;实验不再是一次性任务,而成为可追踪、可复盘的工程实践。 对策——以学生自治提升平台周转效率,以模块化设计保障可持续迭代。 为避免设备分散后出现闲置、管理成本上升等问题,课程团队引入学生自治机制:平台借用、排期、维护、归还等环节由学生协同完成,通过简明的共享台账实现透明管理。这个做法既提高了设备使用效率,也把工程项目中的协作、责任分工与流程管理引入教学过程,提升团队协同能力。 同时,课程改革强调“平台可拆可拼”。教师团队计划将课程内容按技术路线拆分为不同模块方向,覆盖传统嵌入式开发、轻量级开发与边缘计算应用,引导学生结合兴趣与基础选择路径,平台资源按需配置,减少“一刀切”带来的学习落差,让更多学生在可达成的挑战中逐步进阶。 前景——混合式实践教学将成为工科人才培养的重要方向。 在特殊时期,课程还探索“线上演示+远程调试+结果自动化验证”的方式,通过直播烧录、共享屏幕协同排障、线上提交代码自动运行等流程,让学生在无法集中到场的情况下依旧“摸得到硬件”,形成“云端+宿舍”的混合实践形态。 从长远看,随着工程教育更加重视解决复杂问题能力与创新能力培养,实践教学的组织方式有望从“集中式、同质化”走向“分布式、个性化”。将实验平台小型化、资源配置弹性化、课程内容模块化,不仅能提升学习效率,也有助于把真实工程方法带入课堂,让学生在持续试错与迭代中形成系统思维与创新意识。

当实验台从教室走向宿舍,改变的不只是学习地点,也是一种教学思路。上海电力大学的实践显示,当学生拥有足够的工具与自主空间,创造力会被更充分地激发。在高等教育持续深化改革的背景下,这类突破时空限制的教学探索,正在为培养新一代工程人才打开更多路径。