卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)下自動(dòng)化創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)

摘要：在卓越工程師培養(yǎng)背景下，以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和工程素質(zhì)為目標(biāo)，介紹了東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地的建設(shè)思路，對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)、管理模式、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置等方面進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實(shí)踐基地；卓越工程師；自動(dòng)化專業(yè)；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G482#8195；#8195；#8195；#8195；#8195；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A#8195；#8195；#8195；#8195；#8195；文章編號(hào)：1007-0079（2014）18-0075-02

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是列入我國高等教育中長期發(fā)展規(guī)劃的一個(gè)重要計(jì)劃。通過教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國的服務(wù)。[1-3]

東北電力大學(xué)作為一所以工為主、電力行業(yè)特色鮮明的省屬院校，于2011年10月入選教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃高校。自動(dòng)化專業(yè)是東北電力大學(xué)實(shí)施“卓越計(jì)劃”的重點(diǎn)學(xué)科之一。本專業(yè)以電力行業(yè)為背景，專業(yè)內(nèi)容涵蓋領(lǐng)域?qū)?，不但傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)等常規(guī)過程控制自動(dòng)化內(nèi)容屬于該學(xué)科內(nèi)容，如今包含辦公自動(dòng)化在內(nèi)的管理自動(dòng)化內(nèi)容也已經(jīng)納入了自動(dòng)化范疇。實(shí)際動(dòng)手能力、獨(dú)立創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等是自動(dòng)化專業(yè)工程培養(yǎng)體系中非常重要的特點(diǎn)，上述能力只有通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐環(huán)節(jié)來保證。[4]為了適應(yīng)建設(shè)自主創(chuàng)新型國家和能源電力發(fā)展對(duì)高素質(zhì)人才多樣化的需求以及培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新型人才的需求，東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院于2007年成立了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地。學(xué)院期望通過動(dòng)手實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣；通過參與課題研究，培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新的意識(shí)；通過目標(biāo)管理，培養(yǎng)學(xué)生善于創(chuàng)業(yè)的精神。以培養(yǎng)卓越工程師為目標(biāo)，對(duì)東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院在建設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地過程中取得的一些經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)進(jìn)行了探討。

一、創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)的必要性

工科大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)，以培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型人才為宗旨，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為核心，秉承“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)、培養(yǎng)能力、激勵(lì)個(gè)性、提高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)思路，充分發(fā)揮教師隊(duì)伍精良、教學(xué)設(shè)備先進(jìn)、科研與教學(xué)研究氣氛濃厚的優(yōu)勢(shì)，合理整合資源，建立特色鮮明、內(nèi)容豐富、知識(shí)相互銜接與滲透、由書本延伸到社會(huì)的平臺(tái)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練、團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新訓(xùn)練、知識(shí)整合項(xiàng)目訓(xùn)練、科研成果轉(zhuǎn)化訓(xùn)練等各種層次訓(xùn)練的全方位開放式大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地。[5]這些與卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)不謀而合，加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐基地的建設(shè)，可以讓更多學(xué)生參與到科技創(chuàng)新活動(dòng)中，使更多學(xué)生受益，也能讓“卓越計(jì)劃”的實(shí)施落到實(shí)處。

科技創(chuàng)新活動(dòng)具有長期性、延續(xù)性的特點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是一項(xiàng)長期的任務(wù)，因此可以建設(shè)一個(gè)高水平的創(chuàng)新實(shí)踐基地，以其為創(chuàng)新教育和科技創(chuàng)新活動(dòng)的載體，開展多層次的科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)具有真正創(chuàng)新素質(zhì)的人才。[6]東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地下設(shè)四個(gè)研究室，分別是創(chuàng)新制作研究室，主要研究方向?yàn)殡娮蛹皢纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作；機(jī)器人研究室，主要研究方向?yàn)闄C(jī)器人定位和控制、計(jì)算機(jī)視覺、路徑規(guī)劃和多傳感器數(shù)據(jù)融合等；焱火工作室，主要研究方向?yàn)榫W(wǎng)站制作維護(hù)、圖像處理、動(dòng)畫制作、3D設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)安全、電子商務(wù)和應(yīng)用軟件開發(fā)等；建模與仿真研究室，主要研究方向?yàn)榭刂葡到y(tǒng)的建模、仿真和設(shè)計(jì)。以創(chuàng)新制作研究室為例，從以下幾方面介紹大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地的建設(shè)。

二、創(chuàng)新制作研究室的建設(shè)

1.培養(yǎng)目標(biāo)

創(chuàng)新的源頭在于實(shí)踐。創(chuàng)新制作研究室的建設(shè)目的在于為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)構(gòu)筑一個(gè)基礎(chǔ)扎實(shí)而又充滿活力的實(shí)踐平臺(tái)。[7，8]創(chuàng)新制作研究室主要是培養(yǎng)學(xué)生在電子和單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作方面的能力，特別注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將理論知識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力放在同等重要的位置上，強(qiáng)調(diào)工程意識(shí)、工程素質(zhì)、工程實(shí)踐能力和學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和研究精神的高素質(zhì)人才為目標(biāo)。

2.管理模式

一是以學(xué)生為主、教師為輔的培訓(xùn)機(jī)制。創(chuàng)新制作研究室每學(xué)年都進(jìn)行一次面向全學(xué)院的招新活動(dòng)，通過自愿報(bào)名、面試考核等環(huán)節(jié)，吸引了眾多感興趣的、學(xué)習(xí)有余力的學(xué)生參與進(jìn)來，卓越工程師班的學(xué)生只要感興趣，可優(yōu)先進(jìn)入研究室。研究室采用開放式管理方式，學(xué)生在課余時(shí)間可以到研究室進(jìn)行學(xué)習(xí)。為了達(dá)到卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)，采用一對(duì)一的單兵培養(yǎng)模式，即一位教師指導(dǎo)一名卓越工程師班的學(xué)生，針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和個(gè)人能力制定個(gè)性的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)計(jì)劃。通過創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的鍛煉，學(xué)生將“數(shù)字電子”“模擬電子”“微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)”“單片機(jī)原理及應(yīng)用”“檢測(cè)技術(shù)及儀表”等課程內(nèi)容融入到實(shí)踐中，加深了對(duì)課程和專業(yè)的理解。二是學(xué)校、學(xué)院提供經(jīng)費(fèi)支持。學(xué)校和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)非常重視研究室的建設(shè)與管理，并給予了大量的經(jīng)費(fèi)支持。每學(xué)期都會(huì)向?qū)W校進(jìn)行耗材申領(lǐng)，由專人負(fù)責(zé)耗材的管理和發(fā)放使用。經(jīng)過幾年來的建設(shè)，研究室的硬件設(shè)施得到了改善，計(jì)算機(jī)、桌椅、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等都進(jìn)行了更新，各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備和經(jīng)費(fèi)的投入為順利開展各項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)提供了保障。三是組織學(xué)生參加各類學(xué)科賽事。積極鼓勵(lì)學(xué)生參加國家級(jí)、省級(jí)電子競(jìng)賽，挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽，智能車競(jìng)賽，吉林省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，校級(jí)大學(xué)生“綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性、自主開放型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”等科技創(chuàng)新活動(dòng)，使學(xué)生的實(shí)踐能力和科研能力都得到了鍛煉，提高了他們的就業(yè)能力。對(duì)于那些在各類競(jìng)賽中取得成績的學(xué)生，在評(píng)獎(jiǎng)學(xué)金、先進(jìn)榮譽(yù)等活動(dòng)中都給予一定的政策支持。另外，為了鼓勵(lì)指導(dǎo)教師，對(duì)在競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)的教師進(jìn)行表彰和獎(jiǎng)勵(lì)。

3.指導(dǎo)隊(duì)伍建設(shè)

建立一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、精干高效的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍是創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)與管理的關(guān)鍵，是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)目標(biāo)的根本保證。[9-11]學(xué)院鼓勵(lì)青年教師和碩士生導(dǎo)師參與到創(chuàng)新實(shí)踐基地的建設(shè)中，指導(dǎo)教師要根據(jù)自己的知識(shí)面、學(xué)術(shù)領(lǐng)域和工程經(jīng)驗(yàn)，每學(xué)期為學(xué)生做培訓(xùn)，并根據(jù)自己的研究方向?yàn)閷W(xué)生制定多層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，隨著學(xué)習(xí)的深入，可以讓學(xué)生參與到指導(dǎo)教師的科研中來。

4.多層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置

所謂的“多層次”，是指針對(duì)不同年級(jí)學(xué)生制定不同的課外科技活動(dòng)。一是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生完成一些常規(guī)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生在電子電路和單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、焊接和調(diào)試等方面練就過硬的基本功；二是學(xué)生可以自己提出設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方案，教師提供必要的硬件和軟件條件，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性；三是針對(duì)各種競(jìng)賽，進(jìn)行一些競(jìng)賽和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，讓學(xué)生在緊張的賽事中得到鍛煉和成長。

（1）“第一層次”活動(dòng)方案。自動(dòng)化大二學(xué)生已經(jīng)學(xué)完“C語言”“MATLAB及應(yīng)用”等課程，開始學(xué)習(xí)“電路”和“數(shù)字電子”“模擬電子”等課程，但是還未學(xué)習(xí)“微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)”“單片機(jī)原理及應(yīng)用”等課程，沒有硬件開發(fā)的概念?？梢葬槍?duì)大二學(xué)生的特點(diǎn)制定如下類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：一是設(shè)立一些常規(guī)程序設(shè)計(jì)題目，鍛煉學(xué)生靈活、熟練使用C語言和MATLAB編程解決問題的能力。二是指導(dǎo)教師定期進(jìn)行常規(guī)芯片、電阻、電容、電感等基本知識(shí)方面的講座。三是指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程，并給予足夠的輔導(dǎo)。

（2）“第二層次”活動(dòng)方案。經(jīng)過兩個(gè)學(xué)期的培養(yǎng)，大三學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“數(shù)字電子”“模擬電子”“單片機(jī)原理及應(yīng)用”等課程，對(duì)單片機(jī)有了初步的設(shè)計(jì)思想，能進(jìn)行簡單的系統(tǒng)開發(fā)，但是對(duì)于更深層次的內(nèi)容還需繼續(xù)學(xué)習(xí)?？梢葬槍?duì)大三學(xué)生的特點(diǎn)制定如下類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：一是設(shè)計(jì)一些關(guān)于數(shù)字電子和模擬電子方面的設(shè)計(jì)題目，例如搶答器、循環(huán)交通燈、I/V轉(zhuǎn)換電路等，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立編程解決這些問題，鞏固學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)還可以激發(fā)學(xué)生更濃厚的學(xué)習(xí)興趣。二是指導(dǎo)教師定期舉行測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的講座，例如：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)字顯示系統(tǒng)等。三是選擇一些具有工業(yè)背景的對(duì)象，例如伺服控制系統(tǒng)、電加熱爐系統(tǒng)、電感電容測(cè)試儀等，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并學(xué)習(xí)PROTEL、PROTEUS等電路仿真軟件以及C51編程軟件。

（3）“第三層次”活動(dòng)方案。經(jīng)過前兩個(gè)層次的鍛煉，學(xué)生對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真已經(jīng)有了較強(qiáng)的能力，此時(shí)可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合培訓(xùn)，指導(dǎo)學(xué)生完成一些綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如飛思卡爾小車、循跡小車、多功能電源、四旋翼飛行器等。經(jīng)過三個(gè)層次的訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)具有較強(qiáng)的軟硬件開發(fā)能力，其中的優(yōu)秀者可以參加各個(gè)級(jí)別的電子競(jìng)賽，能夠取得較好的成績。

5.主要建設(shè)成果

經(jīng)過幾年的建設(shè)，東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中發(fā)揮出重要作用，取得了豐碩成果。創(chuàng)新制作研究室培養(yǎng)出來的學(xué)生具有較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力和軟硬件開發(fā)能力，多人次獲得了省級(jí)以上的獎(jiǎng)勵(lì)，包括：飛思卡爾智能車競(jìng)賽、全國大學(xué)生電子競(jìng)賽、吉林省大學(xué)生電子競(jìng)賽、全國機(jī)器人大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽等。

三、結(jié)束語

通過在創(chuàng)新實(shí)踐基地的學(xué)習(xí)和鍛煉，學(xué)生的實(shí)踐能力、工程素質(zhì)、創(chuàng)新意識(shí)以及他們?cè)诰蜆I(yè)和考研中的競(jìng)爭(zhēng)力都得到了提高。為了充分發(fā)揮創(chuàng)新實(shí)踐基地的作用，不斷擴(kuò)大受益面，學(xué)院還要在師資隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施等方面繼續(xù)加強(qiáng)建設(shè)，吸引越來越多的學(xué)生到創(chuàng)新實(shí)踐基地來學(xué)習(xí)和實(shí)踐，讓人才培養(yǎng)目標(biāo)和“卓越計(jì)劃”落到實(shí)處。

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（責(zé)任編輯：孫晴）