關(guān)于大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺建設(shè)的探討

謝素霞，李志堅，吳伶錫，詹杰

(湖南科技大學(xué) 物理與電子科學(xué)學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

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關(guān)于大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺建設(shè)的探討

謝素霞，李志堅，吳伶錫，詹杰

(湖南科技大學(xué) 物理與電子科學(xué)學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

通過探討深化改革現(xiàn)有的實驗內(nèi)容體系，系統(tǒng)分析實驗課程教學(xué)內(nèi)容，增加注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)的綜合性實驗，添置部分通用的基礎(chǔ)儀器，配備新的軟硬件實驗環(huán)境，制定有效的學(xué)生選拔、指導(dǎo)教師配備的管理辦法，建設(shè)一個側(cè)重培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的實驗平臺。該平臺的建設(shè)不僅訓(xùn)練學(xué)生參加電子設(shè)計競賽，增加師生互動交流，還可以幫助學(xué)生承接科技實踐項目，極大提高大學(xué)生的創(chuàng)新熱情和創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新能力培養(yǎng)；實驗教學(xué)；實驗平臺；電子設(shè)計競賽

理論教學(xué)與實驗教學(xué)是理工科高等教育培養(yǎng)學(xué)生的兩個重要組成部分，其中，實驗教學(xué)對大學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，對電子信息學(xué)科類大學(xué)生來說尤為重要。

目前很多高校在創(chuàng)新性實驗課程教學(xué)改革方面做了大量工作，建立了各自的實驗課程教學(xué)資源，對實驗體系做了調(diào)整或改革[1-3]。一般以普通物理實驗室、模擬電子線路實驗、數(shù)字電子電路和計算機上機操作為第一個層次，以程序設(shè)計、微機原理、高頻電路實驗和EDA等實驗為第二個層次，以近代無線電實驗為第三個層次。第一層次主要以驗證類實驗為主結(jié)合部分設(shè)計類實驗，第二層次以設(shè)計類單元實驗為主，第三層次以綜合設(shè)計類實驗為主。在建設(shè)基礎(chǔ)實驗室的基礎(chǔ)上，還建立開放式綜合實驗中心，為學(xué)生提供了良好的實驗環(huán)境，這些實驗教學(xué)改革為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了很大幫助。

不過各高校對電子電路實驗課程資源和平臺建設(shè)的整體水平仍參差不齊，實驗課教學(xué)僅僅根據(jù)基礎(chǔ)理論的進程分基礎(chǔ)實驗、電子線路實驗和綜合系統(tǒng)實驗三個層次進行，這種層次安排符合人的認知過程，但束縛了大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的提高。創(chuàng)新性實驗教學(xué)資源不集中，教學(xué)資源制定與制作不充分，創(chuàng)新性成果也很難得到傳承和積累，不能完全適應(yīng)當(dāng)今社會對人才培養(yǎng)的要求。加強大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要在實驗平臺的建設(shè)、管理制度等方面深化改革。

1 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺的建設(shè)

1.1 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺建設(shè)的內(nèi)容、目標(biāo)和需解決的關(guān)鍵問題

大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺的建設(shè)，主要包括實驗教學(xué)體系改革，平臺硬件環(huán)境擴建，平臺學(xué)生選拔、指導(dǎo)教師配備、師生交流、成果資源管理等方面。

1.1.1 內(nèi)容

一是實驗教學(xué)體系改革。對現(xiàn)有的實驗課程教學(xué)內(nèi)容進行系統(tǒng)分析、全面改革，革除過時的、實驗關(guān)聯(lián)性不強的實驗內(nèi)容，增加富有時代氣息的、能夠加強學(xué)生科技創(chuàng)新能力的系列實驗，將學(xué)生原來各門課程單獨的實驗項目整合形成一個相互關(guān)聯(lián)、逐層遞進、成系統(tǒng)的實驗教學(xué)體系。二是實驗平臺硬件建設(shè)。根據(jù)科技創(chuàng)新的需要，綜合利用原有電子實訓(xùn)實驗室、基礎(chǔ)電路實驗室、嵌入式實驗室等，添置部分基礎(chǔ)儀器，如雕刻機、實訓(xùn)車床等專業(yè)儀器，將現(xiàn)有的開放實驗室打造成設(shè)備先進、教學(xué)資源豐富、滿足科技創(chuàng)新需要的現(xiàn)代化創(chuàng)新實驗室。三是實驗平臺組織和管理。促進創(chuàng)新性實驗平臺的發(fā)展，針對學(xué)生選拔方面，制定具體的選拔辦法，使有興趣、有潛力的學(xué)生都能得到培訓(xùn)與鍛煉；針對指導(dǎo)教師配備，制定有效的選擇辦法，選用具有實踐創(chuàng)新經(jīng)驗的教師來指導(dǎo)；在師生組織交流方面，制定詳細的流程表，設(shè)立監(jiān)督機制；在成果資源管理方面，設(shè)立資源庫，將資源分門別類有條理地管理。

1.1.2 目標(biāo)

一是完善實驗教學(xué)體系。統(tǒng)籌整合現(xiàn)有的實驗教學(xué)內(nèi)容，分析現(xiàn)有的實驗教學(xué)任務(wù)，以及各實驗之間的相互關(guān)系，整理形成一個布局合理、層次鮮明、符合科技創(chuàng)新需要的完整的實驗內(nèi)容體系。二是建設(shè)創(chuàng)新性實驗室。通過整合和添置設(shè)備，建設(shè)創(chuàng)新性實驗室，使其能夠滿足學(xué)生科技創(chuàng)新實踐活動的需要，為學(xué)生參加電子設(shè)計競賽培訓(xùn)、為大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐項目執(zhí)行提供良好的實驗環(huán)境。

三是建設(shè)一個良好的創(chuàng)新實驗平臺。創(chuàng)新實驗平臺的建立，極大地提高了學(xué)生的創(chuàng)新熱情，使師生在科研過程中學(xué)習(xí)，同時促使學(xué)生競賽成果能夠有效地積累和傳承，使老師競賽指導(dǎo)經(jīng)驗和學(xué)生競賽技能得到提高，從而進一步促進平臺的發(fā)展。

1.1.3 需解決的關(guān)鍵問題

一是如何構(gòu)建實驗教學(xué)體系，了解學(xué)生各門實驗課程間的關(guān)聯(lián)和特點，充分體現(xiàn)科技創(chuàng)新，真正滿足學(xué)實踐創(chuàng)作的需要。二是如何促進實驗平臺建設(shè)，包括師生團隊管理，平臺項目經(jīng)驗的積累、交流、推廣，開發(fā)學(xué)生潛力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神。

1.2 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺建設(shè)方案

1.2.1 實驗教學(xué)體系改革

綜合考慮學(xué)生培養(yǎng)方案，整合相關(guān)實驗課程的實驗教學(xué)內(nèi)容，去除各門課程之間重復(fù)性的實驗教學(xué)，形成一個分層次、成系統(tǒng)的實驗教學(xué)體系。具體主要從以下三個層次進行建設(shè)：第一個層次是基礎(chǔ)驗證性實驗和設(shè)計，加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力與書寫設(shè)計性實驗報告的能力。第二個層次是電子信息類專業(yè)的信號檢測、控制、傳輸與處理等應(yīng)用性較強的綜合設(shè)計性實驗。培養(yǎng)學(xué)生進行低頻、高頻和數(shù)字電路綜合設(shè)計、裝調(diào)與測試的能力，強調(diào)各種設(shè)計方案的實現(xiàn)與創(chuàng)新性思維能力的發(fā)揮，鼓勵創(chuàng)新與突破。第三個層次也是最重要的一個方面，是與電子信息科學(xué)相關(guān)的教師科研課題或?qū)W生自擬的課題(向?qū)W校申請的創(chuàng)新設(shè)計基金課題或創(chuàng)新性實驗計劃項目)；要求學(xué)生按照課題要求，自擬方案并自行設(shè)計電路，應(yīng)用新技術(shù)、新器件，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力及科學(xué)研究能力與新技術(shù)、新器件應(yīng)用的能力，要求有能力的學(xué)生制作出實物作品或發(fā)表研究論文。

1.2.2 實驗平臺硬件建設(shè)

在已有的電子實訓(xùn)實驗室、開放實驗室的基礎(chǔ)上，添加一些創(chuàng)新實驗系統(tǒng)，組建一個創(chuàng)新培訓(xùn)實驗室。增加雕刻機、實訓(xùn)車床、貼片焊接系統(tǒng)、PCB原理圖設(shè)計軟件等通用基礎(chǔ)設(shè)備，使其能夠?qū)W(xué)生電子設(shè)計能力進行培訓(xùn)，提高學(xué)生對知識的綜合運用能力，可承擔(dān)物理學(xué)、光電科學(xué)與工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)教育等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新培訓(xùn)和實訓(xùn)的任務(wù)。

1.2.3 實驗平臺組織和管理

一是指導(dǎo)教師的配備。指導(dǎo)教師對學(xué)生潛力的開發(fā)、創(chuàng)新激情的引燃起著關(guān)鍵作用，需要配備一支具有扎實的理論基本功、豐富的教學(xué)經(jīng)驗尤其是直接實踐經(jīng)驗的教師，選擇具有多年教齡的、科研項目經(jīng)驗豐富的教師，或者有企業(yè)的電子產(chǎn)品研發(fā)部門工作經(jīng)歷的教師。從根本上保證現(xiàn)代電子信息技術(shù)實驗課程教學(xué)改革的實施，也從根本上保證科技創(chuàng)新型實驗平臺的建設(shè)與運行。二是學(xué)生的選拔與管理。該創(chuàng)新型實驗平臺面向全校學(xué)生，由學(xué)生組成興趣小組，然后報名參加小組測試，聘請專業(yè)教師進行測評考核。優(yōu)選創(chuàng)新能力突出的學(xué)生，積極申報，認真執(zhí)行創(chuàng)新性實驗項目，由淺入深進行針對性的培訓(xùn)和強化訓(xùn)練。通過對學(xué)生進行組隊，并配備指導(dǎo)老師管理，由團隊老成員帶新成員，并定期對團隊進行內(nèi)部考核，選拔基本功扎實、技術(shù)過硬、動手能力強的成員參加全國各類電子設(shè)計競賽，以及參與教師科研項目。三是師生交流與組織方式。定期組織指導(dǎo)老師給學(xué)生進行電子設(shè)計項目講座和競賽知識講座。該講座面向全校介紹項目開發(fā)流程，展示項目成果，介紹競賽流程，交流競賽經(jīng)驗，發(fā)動學(xué)生積極進入實驗室。競賽知識培訓(xùn)主要針對實驗室同學(xué)，以項目組的形式展開，進行系統(tǒng)、專業(yè)、針對性的培訓(xùn)，促進學(xué)生競技能力的提升。同時，鼓勵學(xué)生之間的交流，學(xué)生分成團隊，定期組織內(nèi)部競賽，組織心得交流活動，通過交流促進創(chuàng)新。四是成果的積累與管理。創(chuàng)新實驗平臺建設(shè)的宗旨是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，面向全院乃至全校的大學(xué)生開放。通過組織各類電子設(shè)計競賽、承接大學(xué)生科技創(chuàng)新項目，積累大量的項目經(jīng)驗和競賽經(jīng)驗。將該平臺中各團隊所獲取的各種經(jīng)驗進行積累，成果進行歸檔整理，形成資源庫，對團隊成員開放，也可在全校進行分享，以進一步促進創(chuàng)新型實驗平臺建設(shè)。

1.3 大學(xué)生能力培養(yǎng)實驗平臺創(chuàng)建嘗試及成果

近幾年湖南科技大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院在創(chuàng)新實驗平臺建設(shè)方面做了一些嘗試和努力。比如，在實驗教學(xué)方面，分為基礎(chǔ)實驗、設(shè)計性實驗、綜合設(shè)計性實驗和科研創(chuàng)新性實驗四個層次，由淺入深層層遞進培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。在實驗室硬件建設(shè)方面，建立了實訓(xùn)實驗室、開放實驗室，配置了相應(yīng)的硬件環(huán)境，購置了部分基礎(chǔ)設(shè)備，為學(xué)生的科技創(chuàng)新活動提供了較好的環(huán)境。針對創(chuàng)新實驗平臺的建設(shè)，正在逐步形成包括指導(dǎo)教師的配備、學(xué)生的選拔與管理、師生交流和組織、成果資源的積累等方面的制度。雖然該平臺的建設(shè)還不是很完善，但是已經(jīng)取得了一些成績。本年度共完成國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目2項，正在進行國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目1項，承接湖南科技大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐項目(SRIP)重點項目1項、一般項目4項。利用該平臺，共培養(yǎng)學(xué)生參加電子設(shè)計競賽獲得全國二等獎、三等獎各一項，省級二等獎一項，省級優(yōu)秀獎一項，校級特等獎一項。

2 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺的建設(shè)意義

大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺的建設(shè)符合當(dāng)今社會和經(jīng)濟發(fā)展的需要，緊跟最新科技進展，是一個實用性強、科技含量高、能充分施展學(xué)生才華的平臺。創(chuàng)新型實驗平臺能夠為學(xué)生提供一個良好的創(chuàng)新性實驗環(huán)境，提供一個興趣發(fā)展的機會，提供一個潛力開發(fā)的機會，提供一個與老師平等交流、共同探討的機會。通過該平臺建設(shè)，可以組建形成一支綜合素質(zhì)高、業(yè)務(wù)能力強的“雙師型”實驗教師隊伍，促進不同學(xué)科教師之間、教師與學(xué)生之間的交流，從而整體促進教、學(xué)水平的提高；創(chuàng)新型實驗平臺配備能夠為參加電子設(shè)計競賽的學(xué)生提供全方位的創(chuàng)新開發(fā)環(huán)境，為電子設(shè)計競賽培訓(xùn)提供有力的保障；通過該平臺的建設(shè)能夠引導(dǎo)相關(guān)專業(yè)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革，特別是實驗課程內(nèi)容改革，促進教學(xué)內(nèi)容與社會需求相適應(yīng)；創(chuàng)新型實驗平臺的搭建，提供一個先進的項目指導(dǎo)方案，保障大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目、大學(xué)生科研創(chuàng)新計劃(SRIP)項目的順利進行，甚至促成學(xué)校與企業(yè)合作項目，爭取橫向課題，反過來能夠促進該平臺的進一步發(fā)展。

3 結(jié)論

本文中所要創(chuàng)建的創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺是一個全面、開放功能齊全、管理嚴(yán)格的平臺，以培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力為宗旨，可以促進實驗內(nèi)容體系的改革，提高大學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，提高教師的教學(xué)水平。該實驗平臺還可以選撥學(xué)生參加全國各類電子設(shè)計競賽，為學(xué)生提供一個鍛煉和培訓(xùn)的環(huán)境，既提高了學(xué)生的動手能力，還幫助學(xué)生承接和開展大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐項目。本實驗平臺建設(shè)已經(jīng)取得了一系列成果，大學(xué)生創(chuàng)新型能力培養(yǎng)實驗平臺的創(chuàng)建是切實可行的并具有重要意義。

[1] 周權(quán)鎖，陳巍.教學(xué)實驗中心可持續(xù)發(fā)展管理措施探討[J].實驗室研究與探索,2007，26(1):118-120.

[2] 繆曉中.認真組織大學(xué)生電子設(shè)計競賽[J].機械職業(yè)教育,2006(7):25-26.

[3] 尹仕，馬冬卉.大學(xué)生課外科技創(chuàng)新基地經(jīng)費籌措策略試探[J].實驗技術(shù)與管理，2006，23(12):142-144.

(責(zé)任校對 莫秀珍)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.11.054

20160621

湖南科技大學(xué)教學(xué)研究改革項目(G31317)

謝素霞(1983-)，女，河南杞縣人，副教授，博士，主要從事電子信息材料與器件研究。

G642.423

A

1674-5884(2016)11-0173-03