創(chuàng)新電類實(shí)驗(yàn)室管理模式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的探索與實(shí)踐＊

張 輝，于 鑫，李艷東，張 妨，趙麗娜

（齊齊哈爾大學(xué)計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾161006）

在建設(shè)科技創(chuàng)新型國家的關(guān)鍵時(shí)期，大學(xué)在完成常規(guī)教學(xué)的基礎(chǔ)上，利用開放實(shí)驗(yàn)室的硬件資源，結(jié)合學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和科技競(jìng)賽活動(dòng)，提出了具體的實(shí)施措施，并積極地付諸實(shí)踐。經(jīng)過多年實(shí)踐，總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，完善創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生創(chuàng)新能力系統(tǒng)的持續(xù)的培養(yǎng)[1]，彌補(bǔ)常規(guī)教學(xué)中的不足。

1 以創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)為依托的開放實(shí)驗(yàn)室管理模式探索

1.1 學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)體系

創(chuàng)建科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，主要由學(xué)生和指導(dǎo)教師組成，團(tuán)隊(duì)成員通過協(xié)作共同完成某一學(xué)習(xí)任務(wù)，解決科技問題，形成科技成果，為實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)目標(biāo)相互協(xié)作、彼此依賴。大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)，除了常規(guī)的基礎(chǔ)教學(xué)外，還要利用課外時(shí)間加強(qiáng)科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)就是要對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神進(jìn)行系統(tǒng)培養(yǎng)，這是傳統(tǒng)的開放實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)模式無法取代的，它強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生自主能力、組織能力、溝通表達(dá)能力、思維能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神等綜合能力的全面培養(yǎng)[2-3]。

1.2 專業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的管理模式

1.2.1 整合資源，提高實(shí)驗(yàn)室效率

根據(jù)學(xué)校的具體情況，建立大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)室，配置卡臺(tái)、實(shí)驗(yàn)桌椅、相關(guān)儀器設(shè)備及工具。在新生入學(xué)后進(jìn)行科普及專業(yè)介紹、入學(xué)教育，使大一新生開始接觸實(shí)驗(yàn)室，參加實(shí)驗(yàn)室組織的參觀和講座；從二年級(jí)開始，根據(jù)學(xué)生的個(gè)人特點(diǎn)及老師的科研和指導(dǎo)方向組建3～6 人的學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)組建后，如何管理好，使其良好地工作，就需要采取科學(xué)的管理模式[4-5]。根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況，制定了《開放實(shí)驗(yàn)室管理?xiàng)l例》《設(shè)備損壞賠償制度》《書籍管理?xiàng)l例》《儀器設(shè)備管理?xiàng)l例》《元器件管理?xiàng)l例》，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范管理，提高了實(shí)驗(yàn)室資源的利用效率，保證了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)行。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理都是按課程設(shè)立的，并且各實(shí)驗(yàn)課程相互獨(dú)立，這種封閉、分散、低效的管理體制，不利于綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，制約了學(xué)生的創(chuàng)新精神。要綜合利用各個(gè)實(shí)驗(yàn)室，提高使用效率，就要改革原有的實(shí)驗(yàn)室管理體制。

綜合原有實(shí)驗(yàn)室資源，按方向相近性，同時(shí)兼顧技術(shù)發(fā)展的先進(jìn)性，建立實(shí)驗(yàn)室管理制度，各實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備按照實(shí)驗(yàn)方向統(tǒng)一調(diào)配，接受學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等[6-7]。

1.2.2 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練

在常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，有方向性地選擇一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生按理論的方法結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證，然后到實(shí)驗(yàn)室來驗(yàn)證自己的計(jì)算結(jié)果，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中理解、吸收理論課中所學(xué)的知識(shí)。在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的各種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行基本電路、模電、數(shù)電、單片機(jī)等各種實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的基本方法、操作步驟等問題。

實(shí)踐表明，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并輔助計(jì)算機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，使傳統(tǒng)和虛擬實(shí)驗(yàn)兩者互補(bǔ)。

1.2.3 實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練

采取分立和綜合利用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制，各實(shí)驗(yàn)室均能獨(dú)立承擔(dān)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)要求各個(gè)實(shí)驗(yàn)室可以相互配合使用。例如電機(jī)與電力拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)電機(jī)、電力電子、調(diào)速系統(tǒng)及儀表操作與使用的技能訓(xùn)練。PLC 實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)工業(yè)PLC 基本編程、控制、電機(jī)調(diào)速等技能訓(xùn)練。電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主要是通過對(duì)典型電力系統(tǒng)實(shí)際測(cè)試分析，訓(xùn)練學(xué)生利用基本儀器進(jìn)行實(shí)際電力系統(tǒng)工作原理與參數(shù)的測(cè)試、性能分析、故障分析、簡(jiǎn)單故障排除等基本技能，培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力。

1.2.4 科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)

將實(shí)驗(yàn)室打造成為學(xué)生發(fā)揮個(gè)人能力的平臺(tái)，每學(xué)期初學(xué)生可以到實(shí)驗(yàn)中心填寫《開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目申請(qǐng)表》，開題立項(xiàng)。學(xué)生按計(jì)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，項(xiàng)目完成時(shí)撰寫結(jié)題報(bào)告。同時(shí)組織參加“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等高水平科技競(jìng)賽，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的針對(duì)性。通過組織這些活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室的綜合利用率也大大提高。

學(xué)生經(jīng)過這幾個(gè)階段的訓(xùn)練，大部分可以獨(dú)立完成各自的科技創(chuàng)新項(xiàng)目，減少了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料消耗。學(xué)生有了創(chuàng)新能力，加上緊密聯(lián)合企業(yè)，調(diào)研其實(shí)際需求，再來完善自己的課題，逐漸將科技作品產(chǎn)業(yè)化，為學(xué)生創(chuàng)業(yè)打下基礎(chǔ)。

1.2.5 圍繞綜合能力培養(yǎng)，強(qiáng)化配套

無論是基礎(chǔ)訓(xùn)練，還是實(shí)踐能力訓(xùn)練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，都涉及到教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)方案的改革。在電類專業(yè)教學(xué)活動(dòng)中，要建立一個(gè)高水平的綜合實(shí)驗(yàn)室，就需要有配套的教師隊(duì)伍。教學(xué)內(nèi)容的不斷更新，先進(jìn)的儀器設(shè)備逐年增加，指導(dǎo)教師需要不斷掌握新知識(shí)、新技術(shù)。讓教師到生產(chǎn)第一線實(shí)習(xí)，鼓勵(lì)理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)模式。讓學(xué)生一起積極參與實(shí)驗(yàn)設(shè)備維修的研制開發(fā)，收到了較好效果[8-9]。

2 科技競(jìng)賽活動(dòng)培養(yǎng)大學(xué)生綜合創(chuàng)新能力

2.1 科技競(jìng)賽組織實(shí)施模式

大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)參加科技競(jìng)賽，內(nèi)容一般會(huì)涉及多個(gè)學(xué)科，很多競(jìng)賽需要不同專業(yè)的學(xué)生合作完成[10-12]。具有代表性的國內(nèi)外賽事如“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽”“挑戰(zhàn)杯科技作品競(jìng)賽”“大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”“大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽” 等。學(xué)生在參賽前準(zhǔn)備有關(guān)于賽事的基本材料及其資料，參賽過程中對(duì)學(xué)過的知識(shí)加深理解并完成實(shí)踐應(yīng)用。

2.2 科技競(jìng)賽成效

學(xué)生完成比賽的時(shí)候，參賽學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力等均有較好的提升。經(jīng)過多年的實(shí)踐，競(jìng)爭(zhēng)所帶來的動(dòng)力激發(fā)出了教育教學(xué)大學(xué)生自身強(qiáng)大的學(xué)習(xí)、實(shí)踐主動(dòng)性和自信心。近幾年來參與實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)的學(xué)生參加各項(xiàng)國家科技競(jìng)賽，獲得國家級(jí)和省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)20 余項(xiàng)，培養(yǎng)學(xué)生近300 余百人，通過這些競(jìng)賽，提高了學(xué)生的綜合能力以及在社會(huì)當(dāng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。

3 建立完整的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系與實(shí)踐

3.1 創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系建立

要建立完善的人才培養(yǎng)體制，首先針對(duì)理論課程開設(shè)對(duì)應(yīng)的課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)踐、實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分層次培養(yǎng)，發(fā)揮大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的作用，讓學(xué)生在校期間就可以組織項(xiàng)目的開展和自由創(chuàng)業(yè)。針對(duì)高年級(jí)的學(xué)生根據(jù)個(gè)人的特點(diǎn)，結(jié)合其畢業(yè)去向從事相關(guān)的理論研究和創(chuàng)新項(xiàng)目的工作，使其在完成本科4 年的學(xué)習(xí)后，基本可以勝任今后的學(xué)習(xí)和工作。

3.2 創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)踐與成效

結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，經(jīng)過多年的探索已經(jīng)形成了比較完備的電類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)學(xué)生幾百人，完成國家級(jí)、省級(jí)、校級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目近百項(xiàng)，學(xué)生獲國家級(jí)省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)30 余項(xiàng)，電氣類專業(yè)大四學(xué)生一次性就業(yè)率達(dá)到89%，收到了較好的培養(yǎng)效果。

4 結(jié)束語

創(chuàng)新人才培養(yǎng)，依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)；經(jīng)過多年的探索和實(shí)踐結(jié)合學(xué)校自身的條件和特點(diǎn)，建立起了一套的結(jié)合電類專業(yè)實(shí)際情況和需求的人才培養(yǎng)模式和辦法，彌補(bǔ)了理論課程教學(xué)的不足，開拓了新的教學(xué)方式，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有針對(duì)性地進(jìn)行培養(yǎng)，經(jīng)過多年的實(shí)踐和應(yīng)用，取得了較好的效果，為今后創(chuàng)新人才培養(yǎng)奠定了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。