升華創(chuàng)新實驗室功能，提升學(xué)生工程能力

張志堅，楊 雷，宋 躍

(東莞理工學(xué)院 電子工程學(xué)院，廣東 東莞 523808)

升華創(chuàng)新實驗室功能，提升學(xué)生工程能力

張志堅，楊 雷，宋 躍

(東莞理工學(xué)院 電子工程學(xué)院，廣東 東莞 523808)

通過分析現(xiàn)有創(chuàng)新實驗室的人才培養(yǎng)方面的不足，提出了升華創(chuàng)新實驗室功能，提升學(xué)生工程能力的思路，在著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)、職業(yè)道德和實踐能力方面進行了有益的探索和實踐。對培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才，特別是到了工作崗位后就能承擔(dān)研發(fā)任務(wù)的工程技術(shù)人員有重要的參考意義。

創(chuàng)新實驗室；工程能力；工程意識；產(chǎn)品研發(fā)

1 創(chuàng)新實驗室的現(xiàn)狀分析

東莞理工學(xué)院地處珠三角經(jīng)濟發(fā)展迅猛的東莞市，自升本以來確定了人才培養(yǎng)定位：立足東莞，以培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟社會發(fā)展需要的、具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應(yīng)用型工程人才為目標(biāo)。實踐平臺建設(shè)是提高學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的重要載體[1]，于是成立了創(chuàng)新實驗室，配有專任教師管理和指導(dǎo)，并提供了大學(xué)生實驗創(chuàng)新項目和大學(xué)生科技創(chuàng)新項目等2類的創(chuàng)新項目供學(xué)生申請并提供經(jīng)費支持。同時，購置了大量的儀器設(shè)備，包括各類開發(fā)實驗箱、高端示波器、頻譜分析儀、臺式萬用表、掃頻儀、數(shù)字電橋、PCB雕刻機、激光雕刻機等。創(chuàng)新實驗室給學(xué)生提供了一個本科教學(xué)課堂以外進行的課外學(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實際，積累工程實踐經(jīng)驗，發(fā)揮特長的一個平臺[2_4]。實踐表明在創(chuàng)新實驗室經(jīng)過創(chuàng)新活動鍛煉的學(xué)生，雖具有創(chuàng)新意識深和實踐動手能力強的優(yōu)點，但仍然達不到企業(yè)對工程技術(shù)人員，特別是研發(fā)人員的需求，如缺少在產(chǎn)品調(diào)研、策劃、標(biāo)準化、產(chǎn)品質(zhì)量、工業(yè)測試和成本核算等環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)與鍛煉[5_6]。

2 升華創(chuàng)新實驗室功能的實施

鑒于上述分析可知，要提升學(xué)生工程能力就必須升華創(chuàng)新實驗室功能，即要在現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，利用創(chuàng)新實驗室探討一種將學(xué)生“書本內(nèi)容學(xué)習(xí)”到“創(chuàng)新能力培養(yǎng)”，再到“工程實踐經(jīng)驗積累”，最終到“企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)”的無縫對接的一個機制，即升華創(chuàng)新實驗室在產(chǎn)品研發(fā)方面的人才培養(yǎng)的功能。

2.1 深入企業(yè)調(diào)研，了解企業(yè)人才需求與行業(yè)發(fā)展動向

根據(jù)我校培養(yǎng)為地方企業(yè)服務(wù)的人才的辦學(xué)定位，結(jié)合東莞產(chǎn)業(yè)布局的特點，有方向地進行人才培養(yǎng)或是進行方向引導(dǎo)。在校企合作的大框架基礎(chǔ)上，進一步拓展合作空間，實施詳細的合作細節(jié)。例如，根據(jù)東莞電源產(chǎn)業(yè)較為集中的特點[7]，通過深入這些電源企業(yè)調(diào)研，及時了解電源發(fā)展的動向和新技術(shù)應(yīng)用。然后在進行創(chuàng)新項目選題時，開辟電源專項，并邀請電源相關(guān)企業(yè)的工程師來學(xué)校講學(xué)，讓學(xué)生有方向性地學(xué)習(xí)與鍛煉。又如：東莞有相當(dāng)多的加工型企業(yè)，以前的生產(chǎn)方式和生產(chǎn)設(shè)備可能不能滿足今天對于產(chǎn)品質(zhì)量、污染物排放水平和生產(chǎn)能力的嚴格要求，隨著勞動力成本得不斷上漲和東莞的整體產(chǎn)業(yè)升級[8]，純加工型企業(yè)逐步轉(zhuǎn)型或是淘汰，或進行自動化改造，或開始轉(zhuǎn)向自主研發(fā)?？梢娫诠I(yè)生產(chǎn)自動化方面，有相當(dāng)多的人才需求。通過到工廠現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí)，了解企業(yè)的工業(yè)自動化改造的實際需求，多往自動設(shè)備方向去引導(dǎo)。使學(xué)生更早地進行職業(yè)規(guī)劃與知識儲備，為將來的職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。

2.2 加強基礎(chǔ)鍛煉，提高實踐動手能力

強化理論基礎(chǔ)，將原來要求新進成員必須經(jīng)過的100學(xué)時模擬電路的設(shè)計實驗，增加到150個學(xué)時。內(nèi)容從最簡單的二極管應(yīng)用，到三極管放大、功率驅(qū)動電路，再到運放的信號處理電路、濾波電路、電源電路等，培養(yǎng)能看懂電路圖，分析電路功能，查找電路故障，并分析解決故障的能力和實踐動手能力。并新購買了加工精度為8 mil線距、線寬，并帶綠油、絲印、阻焊、助焊工藝的雙面PCB雕刻機，使創(chuàng)新室的PCB雕刻機增加到3臺。要求學(xué)生每個學(xué)期要設(shè)計加工PCB達10塊以上。電子儀器儀表是電子工程師的必備工具之一，要求所有成員必須熟練使用常用的儀器儀表，特別的多功能的示波器、信號發(fā)生器、萬用表等常規(guī)儀器，而且還要掌握其電路原理的基礎(chǔ)上進行維修，甚至簡易版的自主設(shè)計。如簡易的任意信號發(fā)生器、便攜式示波器等等，先要求功能的實現(xiàn)，慢慢地逐步提高性能指標(biāo)。同時，開展周末電子電氣維修活動，要求實驗室的學(xué)生輪值舉行義務(wù)維修各類電子電氣產(chǎn)品。通過培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的能力，夯實學(xué)生的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)大學(xué)生的實踐精神和強化學(xué)生的基本技能，以達到培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力的目的，促進人才全面發(fā)展。

2.3 現(xiàn)場學(xué)習(xí)，深入認識產(chǎn)品研發(fā)

目前學(xué)生對產(chǎn)品研發(fā)的認識還只是停留技術(shù)應(yīng)用層面上，對于產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新、市場造勢和先進的產(chǎn)品研發(fā)管理方法都還不了解。利用假期分批組織學(xué)生到校外實習(xí)基地，參與產(chǎn)品研發(fā)，了解產(chǎn)品調(diào)研、策劃、方案確定、系統(tǒng)設(shè)計、元件采購、樣機研制、成本核算、工業(yè)加工、工業(yè)測試、品質(zhì)檢驗等流程[9]。東莞的企業(yè)在轉(zhuǎn)型升級過程中，有相當(dāng)多的企業(yè)只有少量研發(fā)人員，只有2～3名研發(fā)人員甚至更少的企業(yè)就占了30以上[10]，當(dāng)他們開發(fā)新產(chǎn)品，或是進行舊產(chǎn)品更新改造時，特別是新技術(shù)的應(yīng)用時，往往出現(xiàn)人力不足或自身的研發(fā)人員力不從心的情況。例如：東莞某電源測試設(shè)備公司想把原來的產(chǎn)品的GPIO接口卡更換為TCPIP接口卡時，因為其公司原有的研發(fā)人員沒有精力去學(xué)習(xí)TCPIP協(xié)議和編寫復(fù)雜的代碼，新招一個研發(fā)人員又覺得不太必要時，那么實驗室的學(xué)生往往是最好的選擇。實驗室的學(xué)生對新技術(shù)的應(yīng)用特別感興趣，所以只要公司把接口的需求描述好后，學(xué)生就能很快地完成任務(wù)。學(xué)生通過參與企業(yè)的研發(fā)，自然也就參與到產(chǎn)品研發(fā)的各個流程，從而加深了產(chǎn)品研發(fā)的各種流程的認識。

2.4 規(guī)范代碼編寫、硬件設(shè)計和資料整理

規(guī)范代碼編寫，一方面能培養(yǎng)學(xué)生良好的代碼編寫習(xí)慣，降低代碼的BUG出現(xiàn)幾率;另一面還能增加代碼的可讀性，有助于代碼管理、共享、資料規(guī)檔和他人使用。規(guī)范硬件設(shè)計能使培養(yǎng)學(xué)生良好的硬件電路設(shè)計和PCB設(shè)計的習(xí)慣，減少電路的設(shè)計缺陷，并能增加硬件模塊的通用性[11]。規(guī)范資料整理，方便于技術(shù)的總結(jié)和再利用與傳承。因此實驗室在參考了深圳某著名公司的項目管理的相關(guān)規(guī)范，制定了“代碼編寫規(guī)范”“硬件設(shè)計規(guī)范”“項目資料歸檔規(guī)范”等規(guī)范。要求所有學(xué)生不管是在平時的學(xué)習(xí)鍛煉，還是在項目研究或是競賽時，都要嚴格按照規(guī)范的要求來進行。通過這些規(guī)范的實施可培養(yǎng)創(chuàng)新實驗室學(xué)生嚴謹、務(wù)實的工作作風(fēng)和嚴肅、認真的工作態(tài)度、良好的工程素養(yǎng)，增強他們的責(zé)任感和使命感，降低學(xué)習(xí)成本，提高學(xué)習(xí)效率和開發(fā)成功率，保證作品質(zhì)量。

2.5 端正樣機試制的態(tài)度，不是試驗品，而是產(chǎn)品樣品

學(xué)生基本上沒有產(chǎn)品意識，以前學(xué)生做的實驗樣機，主要只是注重功能實現(xiàn)方面，在性能和可靠性方面，考慮得較少。所以，學(xué)生做出來的樣機很多是用萬用板進行焊接，跳線非常多，既不美觀，可靠性又差，外殼也只是用有機玻璃，甚至只是裸板沒有機箱外殼，只有少數(shù)用現(xiàn)有的塑料外殼進行簡單改裝，放置一段時間后，外殼散架、跳線脫落甚至不能正常工作的情況非常多。為了從源頭上端正學(xué)生做創(chuàng)新作品的態(tài)度，要求學(xué)生在進行任何樣機制作時，都按實際產(chǎn)品樣機的要求來進行，包括方案選型、電路設(shè)計、元件篩選、成本控制和PCB設(shè)計加工等。同時實驗室定制一批標(biāo)準化的金屬機箱(包括常用的儀器儀表機箱和標(biāo)準的1U、2U、3U機箱)，內(nèi)部有靈活的襯板，可適于不同尺寸大小的PCB板的固定。規(guī)定學(xué)生所做的樣機，全部要求用PCB雕刻機制板或是外發(fā)PCB工廠進行制板，并用機箱安裝。通過培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)品意識、質(zhì)量意識，使盡早樹立產(chǎn)品研發(fā)觀念，職業(yè)道德觀念。

2.6 增加工業(yè)測試環(huán)節(jié)

電子產(chǎn)品出廠前一般都需要經(jīng)過一定的測試、試用過程，特別是新產(chǎn)品研發(fā)時，一定需要進行老化測試和EMC測試，通過老化測試可使元器件的缺陷、焊接和裝配等生產(chǎn)過程中存在的隱患提前暴露，老化后再進行電氣參數(shù)測量，篩選剔除失效或變值的元器件，盡可能把產(chǎn)品的早期失效消滅在正常使用之前，從而保證出廠的產(chǎn)品能經(jīng)得起時間的考驗，降低產(chǎn)品的返修率[12]。因此實驗室規(guī)定學(xué)生在完成樣機試制后，都要按照企業(yè)生產(chǎn)樣機的測試方法，到學(xué)科實驗室中進行老化測試，包括振動測試、冷熱沖擊測試，恒溫、恒濕測試。必要時還利用校外實習(xí)基地——廣東省東莞市質(zhì)量監(jiān)督檢測中心對樣機進行EMC相關(guān)的測試。讓學(xué)生樹立工程意識，培養(yǎng)工程素質(zhì)，提高工程素養(yǎng)，為成為合格的研發(fā)人員做準備。

3 實施效果

為了驗證實施效果，筆者統(tǒng)計了一些研究實施前(2004年～2008年)后(2009年～2013年)的數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)學(xué)生參與申請的國家發(fā)明專利由原來的1項提高到4項;實用新型專利由原來的2項提高到12項;計算機軟件版權(quán)登記由原來的2項提高到7項;學(xué)生以第一作者發(fā)表的論文由原來的5篇提高到16篇(其中ISTP收錄3篇);參加學(xué)科專業(yè)競賽由原來的一般只獲得省級二等獎或三等獎提高到一等獎和二等獎，甚至國家一等獎和二等獎;從創(chuàng)新實驗室出去的學(xué)生，從事技術(shù)開發(fā)工作的，從普通的研發(fā)骨干提升到產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理的時間，由原來的3～4年提前到1～2年。以上數(shù)據(jù)表明，通過上述一系列的措施實施，使創(chuàng)新實驗室的學(xué)生夯實了知識基礎(chǔ)，樹立了創(chuàng)新意識、工程意識、產(chǎn)品意識、質(zhì)量意識和良好的職業(yè)道德觀。使學(xué)生更早地進行職業(yè)規(guī)劃與知識儲備，為將來的職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

深入企業(yè)調(diào)研，了解企業(yè)人才需求，切合企業(yè)選題，利用創(chuàng)新實驗室現(xiàn)有設(shè)備并整合學(xué)科實驗室的資源和東莞質(zhì)檢中心，構(gòu)建一個“基礎(chǔ)訓(xùn)練”+“實踐創(chuàng)新”+“工程應(yīng)用”+“產(chǎn)品研發(fā)”的人才培養(yǎng)體系。制定完善的人才培養(yǎng)計劃，培養(yǎng)學(xué)生“真槍實戰(zhàn)”的能力，著力培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)、職業(yè)道德和實踐能力，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型本科人才，到工作崗位后，就能較快成長為承擔(dān)研發(fā)任務(wù)的工程技術(shù)人員。

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EXploration and Practice on Sublimating the Function of Innovation Laboratory，Enhance Students，Engineering Ability

ZHANG Zhijian，YANG Lei，SONG Yue
(College of Electronics Engineering，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，Chnia)

This analyzes the insufficiently of the personnel training in existing innovation laboratory and put forward the idea that sublimating the function of innovation laboratory，enhance students'engineering ability.A beneficial exploration and practice has improved students'engineering consciousness，engineering quality，occupation ethics and practice ability was take.It has important reference significance for cultivate application-oriented talents，especially when to the work，can bear the task of research and development of engineering and technical personnel.

innovation laboratory;engineering ability;engineering consciousness;product R&D

G423.06；G647.1；G648.4

A

10.3969/j.issn.1672_4550.2014.01.027

2013_10_10

教育部財政部第4批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點項目（TS11659）；廣東省高等教育教學(xué)改革項目_地方本科院校工程人才培養(yǎng)模式的研究與實踐（BKZZ2011053）。

張志堅（1982_），男，本科，實驗師，研究方向：測控與通信系統(tǒng)，實驗教學(xué)。