新工科背景下校企共享實驗室建設(shè)打造人才培養(yǎng)新模式

閭 浩，顏 偉，周孟夏

（1.南京航空航天大學(xué) 江蘇 南京 210000；2.南京師范大學(xué) 江蘇 南京 210000；3.浦口高新區(qū)管委會 江蘇 南京 210000）

共享實驗室的雙向交流和資源共享方式主要分為三類，第一類是重點實驗室之間的合作共享，其中包括互聘兼職教授（研究員）、互派客座研究人員、聯(lián)合培養(yǎng)人才等方式；第二類是重點實驗室的資源和設(shè)施向企業(yè)開放，包括產(chǎn)業(yè)學(xué)院、橫向合作、科技服務(wù)、人才培訓(xùn)等方式；第三類是企業(yè)研究資源和設(shè)施向高校開放，包括共建實驗室、設(shè)備共享、聘任企業(yè)導(dǎo)師等方式。

本文將以國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司（以下簡稱 “國網(wǎng)電科院” ）與南京師范大學(xué)自動化設(shè)備電磁兼容共享實驗室為例，研究共享實驗室的建設(shè)途徑、管理實施路徑和人才培養(yǎng)模式，提出新工科背景下建設(shè)校企共享實驗室，打造人才培養(yǎng)新模式。

1 共享實驗室的現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，校企雙方在建設(shè)共享實驗室的過程中暴露出的一系列問題，往往會使得合作陷入困境。主要有：

企業(yè)參與興趣不高。合作共建實驗室是基于雙方的共同意愿，但現(xiàn)實中往往出現(xiàn)高?；蛘咂髽I(yè)單一響應(yīng)的情況，企業(yè)的參與度不高。究其原因是企業(yè)主要想通過校企合作滿足人才需求，但由于現(xiàn)階段合作機(jī)制不完備，企業(yè)難以從校企合作中獲得對口人才，因而企業(yè)的積極性受阻。

校企雙方合作流于表面，合作缺乏深度，合作雙方追求的目標(biāo)不同。高校以學(xué)科發(fā)展、人才培養(yǎng)為目標(biāo)，而企業(yè)則過于追求利益最大化。不同的價值取向和目標(biāo)沖突使雙方在合作中的行為無法一致，抹殺了更高層次交流的可能性，最終導(dǎo)致雙方合作關(guān)系流于表面而無法進(jìn)行進(jìn)一步的深入合作。

缺乏政府牽引與政策支持。在共享實驗室的建設(shè)中，企業(yè)和高校之間交流與溝通不暢的問題一直得不到有效解決，歸根結(jié)底還是少了政府這樣一個具有統(tǒng)籌作用的角色，如果政府能發(fā)揮牽引作用出臺一系列相關(guān)的政策，能在一定程度上促使雙方達(dá)成更完善的共識。政府可以為雙方搭建溝通的平臺，協(xié)助相關(guān)制度的制訂。此外，相應(yīng)政策的傾斜同樣也有利于調(diào)動校企雙方合作共建共享實驗室的積極性。

管理實施路徑錯亂，運行機(jī)制有待加強(qiáng)。理想情況下，在實驗室建成后，校企雙方本應(yīng)當(dāng)充分利用好各自強(qiáng)項，制訂高效完備的運行規(guī)劃，使整個實驗室機(jī)制得以持久穩(wěn)定的運行?？墒?，現(xiàn)實情況卻是雙方管理業(yè)務(wù)交叉混亂，沒有協(xié)調(diào)統(tǒng)一好且無定性要求，解決方式較隨意缺乏商討和共識，尤其是對于一些突發(fā)的意外事件，由于缺乏類似的規(guī)范參照和經(jīng)驗性的對策常常會造成不必要的時間和資源損失，導(dǎo)致不可逆的后果。在共建實驗室的管理中，因缺乏系統(tǒng)成熟的制度和科學(xué)有效的管理，在解決問題時常常帶來無法回避的分歧和爭執(zhí)，同時對雙方的社會聲望也會造成不好的影響，進(jìn)一步降低后期繼續(xù)合作的可能性。

2 共享實驗室建設(shè)與管理實施新路徑

2.1 規(guī)范日常管理，加強(qiáng)實驗室建設(shè)

2.1.1 人員管理

確保實驗人員理解各自任務(wù)對企業(yè)和他們自身的重要性，明確達(dá)成質(zhì)量硬性標(biāo)準(zhǔn)的必要性，需要制訂管理的實施路徑和相應(yīng)的獎懲機(jī)制，從而進(jìn)一步提高全體人員的思想政治素養(yǎng)和個人素質(zhì)，在此基礎(chǔ)上提高工作人員的工作能力，確保他們可以勝任各自的工作。人員管理主要包括人員培訓(xùn)、人員考核和人員監(jiān)督三個方面。

2.1.2 場所環(huán)境管理

檢測質(zhì)量是評判實驗室環(huán)境條件的重要要求。實驗室的環(huán)境和硬件至少要滿足檢測工作的常規(guī)運行，確保檢測的精確性和有效性。實驗室需要有相應(yīng)的應(yīng)急處理舉措，符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和設(shè)施也必不可少，實驗室產(chǎn)生的廢棄物都需要有符合規(guī)定的處理方法和要求，處理意外情況且保證意外發(fā)生時能夠快速有效地處理，能把損失最小化。

實驗室應(yīng)經(jīng)常對環(huán)境進(jìn)行檢查和維護(hù)，應(yīng)對所配備的設(shè)施和環(huán)境進(jìn)行日常檢查和維護(hù)，并保證檢測工作在規(guī)定的環(huán)境條件下正常進(jìn)行，對設(shè)施和環(huán)境定期進(jìn)行檢查使其符合要求和滿足實際情況需要；實驗室的各項設(shè)備設(shè)施應(yīng)合理布局，同時也要滿足安全管理的要求；實驗室的各種設(shè)備也應(yīng)定期進(jìn)行安全排查，對于不滿足安全規(guī)定的設(shè)備進(jìn)行及時的維修和保養(yǎng)，確保設(shè)備的完好，不同的實驗操作也需要在不同的工作室進(jìn)行，以免設(shè)備之間相互干擾導(dǎo)致測量發(fā)生誤差。對于極易揮發(fā)的物質(zhì)樣品而言，其規(guī)范的操作應(yīng)在通風(fēng)櫥進(jìn)行；精密儀器的使用應(yīng)在專業(yè)人士和說明書的指導(dǎo)下完成；外來人員不得隨意進(jìn)出實驗室，若是因工作需要，則需要有相關(guān)負(fù)責(zé)人的同意方可按照規(guī)定進(jìn)出并紀(jì)錄進(jìn)出時間。

2.1.3 設(shè)備管理

實驗室的設(shè)備管理是為了確保檢測設(shè)備的完好以及檢測的質(zhì)量，其實施路徑包括檢驗檢測設(shè)備的使用管理以及檢驗檢測設(shè)備的維護(hù)。

2.2 推動機(jī)制創(chuàng)新，打造政產(chǎn)學(xué)研四位一體的校企共建共享實驗室

要實現(xiàn)校企共建共享實驗室的健康、可持續(xù)發(fā)展，可以在組織運行管理與機(jī)制創(chuàng)新方面進(jìn)行探索和嘗試：①政府的引導(dǎo)和相關(guān)政策的支持是校企實驗室建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)在：一是傾向性的政策支持，一般的合作都缺乏長期的動力，共建雙方在積極性和深度上有所欠缺，合作雙方的目的不同，需要政府的相關(guān)政策給予支持和幫助，維持實驗室高效科學(xué)地長期運行。對于企業(yè)而言，政府的政策支持提供了很大的幫助，例如低息補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠以及貸款方面的優(yōu)惠政策。在經(jīng)濟(jì)層面，初期共建實驗室需要花費不少人力物力，這對雙方而言都是一筆巨大的開支，給初期的建設(shè)帶來不少困難，在后期的運營成本上也需要投入大筆資金，一旦運行到關(guān)鍵時期資金鏈斷開就會導(dǎo)致實驗室無法正常運行。在輿論方面，政府具有很強(qiáng)的宣傳能力，對企業(yè)和高校雙方都有很大的幫助，為長期合作創(chuàng)造了更多的可能性。②構(gòu)建合作雙方的管理機(jī)制。在確定合作意愿后，合作雙方共同制訂合理的管理機(jī)制和運行機(jī)制，在法律的約束下明確雙方的職責(zé)和義務(wù)以及規(guī)定各方的權(quán)益。這就需要政府在其中起到監(jiān)管作用，維護(hù)協(xié)議的權(quán)威性，落實好相應(yīng)的優(yōu)惠政策和補(bǔ)助。在發(fā)現(xiàn)問題之后需要及時處理其中的偏差。還要充分發(fā)揮校企主體作用，通過校企雙方共同參與的評價系統(tǒng)和信息反饋系統(tǒng)，不斷完善信息的融合，不斷提升合作的深度和積極性從而提高育人質(zhì)量。③構(gòu)建科學(xué)的退出機(jī)制。在共建實驗室的過程當(dāng)中，若發(fā)生難以避免的矛盾或運行機(jī)制不順利導(dǎo)致雙方合作終止，則需要構(gòu)建合理的退出機(jī)制。自由退出是校企合作良性循環(huán)的重要保障，也是市場發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，構(gòu)建科學(xué)的退出機(jī)制并非一蹴而就，需要雙方的重視以及決心，在最大程度上降低雙方的損失，妥善處理后期可能會發(fā)生的問題，做好資產(chǎn)的分割，總結(jié)經(jīng)驗，為后續(xù)的發(fā)展提供寶貴的經(jīng)驗以及發(fā)展空間。

3 基于共享實驗室的人才培養(yǎng)新模式

3.1 基于 “雙導(dǎo)師制” 的產(chǎn)教融合協(xié)同育人模式

傳統(tǒng)校企聯(lián)合育人方式是建立在導(dǎo)師和企業(yè)之間橫向課題的基礎(chǔ)上，由導(dǎo)師根據(jù)研究計劃和任務(wù)分工安排一個或多個研究生參與橫向課題的研究，然而該方式存在如下兩個問題：

第一，作為合作基礎(chǔ)的校企橫向課題會影響研究生論文選題的時效性和前瞻性。校企之間橫向課題的確立不僅需要充足的經(jīng)費保障和強(qiáng)烈的研發(fā)需求，還需要經(jīng)歷指南撰寫、指南評審、可研撰寫、可研評審和立項等多個流程，此外，對于一些暫時不影響企業(yè)研發(fā)的關(guān)鍵科學(xué)和工程技術(shù)課題，大多企業(yè)不會提前立項，因此，研究生論文選題存在一定的滯后性。

第二，橫向課題的分工會導(dǎo)致復(fù)合型工科人才培養(yǎng)的矛盾。由于橫向課題的研發(fā)周期有限，通常一個課題會指派多個研究生同時開展，不同的研究生負(fù)責(zé)研究不同的子課題。然而，有些子課題偏向理論研究，有些子課題偏向工程研究，這會導(dǎo)致偏向理論研究的學(xué)生易獲得學(xué)術(shù)論文和知識產(chǎn)權(quán)等成果，而偏向工程研究的學(xué)生易產(chǎn)出電路設(shè)計和試驗樣機(jī)等成果。此外，原本喜歡理論研究的學(xué)生會更希望承擔(dān)理論研究任務(wù)，導(dǎo)致其工程應(yīng)用能力進(jìn)一步削弱；而原來喜歡工程研究的學(xué)生會更希望承擔(dān)工程研究任務(wù)，導(dǎo)致其理論研究能力進(jìn)一步降低，難以培養(yǎng)出理論研究和工程應(yīng)用相結(jié)合的復(fù)合型工科人才。

針對上述問題，本文提出了基于 “雙導(dǎo)師制” 的產(chǎn)教融合協(xié)同育人模式，其中，雙導(dǎo)師制是指在研究生培養(yǎng)過程中，符合研究生指導(dǎo)資格的高校老師和企業(yè)工程師共同作為研究生的導(dǎo)師；遴選同時符合科學(xué)研究和企業(yè)工程應(yīng)用需求的課題作為研究課題（并非已簽訂的橫向課題）；研究生需要在企業(yè)實習(xí)1年，開展工程實踐和實驗研究；雙方導(dǎo)師需要定期交流。

以自動化設(shè)備電磁兼容共享實驗室為例， “雙導(dǎo)師制” 共同指導(dǎo)的研究生論文選題（已畢業(yè)）以產(chǎn)業(yè)需求和重大工程應(yīng)用為依托，如表1所示。課題1為博士論文選題，課題2―5為碩士論文選題，其對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域分別為高品質(zhì)電源、電動汽車、無線充電和電網(wǎng)保護(hù)。目前，研究成果已被應(yīng)用于相關(guān)工程領(lǐng)域，其中，課題1提出的開關(guān)電源場路協(xié)同分析方法和干擾抑制策略已被應(yīng)用于江蘇省電科院、國網(wǎng)電科院與歐姆龍公司的電源產(chǎn)品中；課題2提出的無線充電線圈電磁輻射分析方法已被應(yīng)用于國網(wǎng)電科院的無線充電設(shè)備研發(fā)和檢測中，研究成果已被應(yīng)用于無線充電的檢測中；課題3研制的繼電保護(hù)裝置電磁抗擾度自動化檢測方法和系統(tǒng)已被應(yīng)用于國網(wǎng)電科院實驗驗證中心的電磁兼容檢測中；課題4提出的電力二次設(shè)備傳導(dǎo)電磁干擾模型已被應(yīng)用于國網(wǎng)電科院和江蘇省電科院的繼電保護(hù)裝置研發(fā)中；課題5提出的可控高壓并聯(lián)電抗器電氣量保護(hù)方案已被用于其控制繞組匝間保護(hù)的靈敏度優(yōu)化設(shè)計中。上述五位學(xué)生畢業(yè)后，除了一位博士研究生留校工作外，其余四位碩士研究生均在國家電網(wǎng)公司地市公司工作。

表1 “雙導(dǎo)師制” 共同指導(dǎo)的研究生畢業(yè)論文選題

3.2 面向?qū)嶋H工程應(yīng)用案例的教學(xué)新模式

目前，課程教學(xué)的形式主要包括課堂教學(xué)、實驗教學(xué)和實踐教學(xué)，課堂教學(xué)講授理論知識，實驗和實踐教學(xué)則偏向培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐能力，三種教學(xué)形式都是以、實驗和實踐大綱為基礎(chǔ)開展的。由于實驗和實踐教學(xué)屬于驗證性教學(xué)，現(xiàn)有教學(xué)缺乏工程應(yīng)用場景和工程案例剖析，缺乏先進(jìn)儀器操作和使用教學(xué)，缺乏國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)解讀，缺乏實際產(chǎn)品設(shè)計和研發(fā)，導(dǎo)致學(xué)生的知識體系過窄、培養(yǎng)模式單一。針對上述問題，本文提出面向?qū)嶋H工程應(yīng)用案例的教學(xué)新模式，具體包括：

編寫電磁兼容理論與工程應(yīng)用教材，將實驗室最新研究成果編寫進(jìn)教材中，并在每一個理論學(xué)習(xí)章節(jié)后附上案例剖析，案例剖析包含產(chǎn)品描述、試驗方法、試驗標(biāo)準(zhǔn)、原始測試結(jié)果、電路和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、優(yōu)化后測試結(jié)果以及對比分析等環(huán)節(jié)。

將電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)檢測、儀器操作和仿真軟件使用融入實踐教學(xué)中。在教學(xué)過程中講授GB/T9254.1-2021《信息技術(shù)設(shè)備、多媒體設(shè)備和接收機(jī)電磁兼容第1部分：發(fā)射要求》、GB4824-2019《工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測量方法》和GB/T17626.2-2018《電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗》等電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，包括測試方法、測試限值、測試布置、儀器操作、環(huán)境條件要求和不確定度分析等，在此基礎(chǔ)上，要求每個學(xué)生獨立開展至少一項電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)檢測。此外，針對學(xué)生缺乏電路和電磁場的計算仿真能力，教師在教學(xué)過程中，應(yīng)講授主流電路和電磁場仿真軟件使用方法，以及場路協(xié)同分析方法等。

3.3 基于資源共享的校企聯(lián)合科技攻關(guān)模式

自動化設(shè)備電磁兼容共享實驗室的主要研究方向是芯片級、電路板級和設(shè)備級的電磁兼容問題。與傳統(tǒng)的校企合作不同，共享實驗室建立了資源和設(shè)施的深入合作，具體為：

企業(yè)將產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)和生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵電磁兼容問題通過共享實驗室渠道告知高?？蒲袌F(tuán)隊，高校科研團(tuán)隊根據(jù)產(chǎn)品功能和性能、電路和結(jié)構(gòu)特性、電磁兼容和可靠性要求、產(chǎn)品測試和分析需求等開展科技攻關(guān)。以國網(wǎng)電科院實驗驗證中心提出的繼電保護(hù)自動化檢測需求為例，科研團(tuán)隊分析了繼電保護(hù)裝置的電源回路、交流回路和開入開出回路運行特性，分析了浪涌沖擊和瞬變脈沖群對繼電保護(hù)裝置電源端口、交流量輸入端口、開關(guān)量輸入輸出端口的干擾影響；設(shè)計并搭建了繼電保護(hù)裝置電磁抗擾度自動檢測平臺，通過實驗研究了開關(guān)矩陣各端口的高頻特性；并以某型繼電保護(hù)裝置為實驗對象開展了浪涌沖擊抗擾度和電快速瞬變脈沖群抗擾度自動檢測，實驗結(jié)果表明，與手動測試相比，繼電保護(hù)裝置浪涌沖擊抗擾度和電快速瞬變脈沖群抗擾度自動檢測方法與測試系統(tǒng)能夠滿足GB/T 14598.26、GB/T 17626.4和GB/T 17626.5標(biāo)準(zhǔn)，并有效提升了繼電保護(hù)裝置瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度檢測的效率。

高?？蒲袌F(tuán)隊結(jié)合工程應(yīng)用場景，向企業(yè)提出同時符合科學(xué)研究和工程應(yīng)用需求的科研課題，企業(yè)利用自身的產(chǎn)業(yè)資源收集和獲取相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，雙方通過理論仿真、實驗測試、仿真型平臺研究和工程示范等方式開展課題研究。以數(shù)字式電能表的壽命可靠性分析為例，現(xiàn)行電能表標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范規(guī)定其平均壽命不低于10年，研究團(tuán)隊研究了電能表失效率的特點，提出了將可靠度下降到90%的使用時間作為電能表的壽命指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，建立了電能表壽命評估模型，如圖1（p20）所示，結(jié)合電子器件可靠性參數(shù)，提出了基于諧波因子的電子式電能表可靠性預(yù)計方法，并在江蘇省計量科學(xué)研究院電子所的指導(dǎo)下開展對比試驗和工程應(yīng)用，分別通過預(yù)測和試驗兩種手段分析了江蘇林洋電子股份有限公司制造的單相費控智能電能表DDZY71、三相費控智能電能表DTZY71，江陰長儀集團(tuán)有限公司制造的單相電子式電能表DDS135、三相四線電子式電能表DTS135，江陰眾和電力儀表有限公司制造的單相費控智能電能表DDZY131、三相四線電子式電能表DSSD2815，其結(jié)果見表2。預(yù)測和試驗結(jié)果表明，失效率由高到低依次是按鍵與顯示單元，時鐘、存儲和ESAM單元，電源單元，采樣和計量單元，紅外和485通訊單元，拉閘及檢測單元，以及MCU控制單元。

圖1 電能表可靠壽命預(yù)測流程圖

表2 不同電能表的可靠壽命預(yù)測結(jié)果

4 結(jié)論

本文通過分析現(xiàn)有共享實驗室的建設(shè)和管理路徑以及校企合作模型，結(jié)合新工科背景下復(fù)合型人才培養(yǎng)需求，提出了新工科背景下校企共享實驗室建設(shè)，打造人才培養(yǎng)新模式，從而為新工科背景下復(fù)合型人才培養(yǎng)和產(chǎn)教融合育人提供了新思路和新舉措。

①提出了新工科背景下校企共享實驗室建設(shè)的新途徑，以解決了傳統(tǒng)共享實驗室合作深度、廣度和相互融合度不夠等問題。

②針對共享實驗室的日常管理問題，提出了人員管理、場所環(huán)境管理和設(shè)備管理的共享實驗室管理實施路徑，符合RB/T 214-2017標(biāo)準(zhǔn)要求。

③提出了基于共享實驗室的人才培養(yǎng)新模式，包括基于 “雙導(dǎo)師制” 的產(chǎn)教融合協(xié)同育人模式、面向?qū)嶋H工程應(yīng)用案例的教學(xué)新模式以及基于資源共享的校企聯(lián)合科技攻關(guān)模式。