首页    服务    高教视点    前沿聚焦    正文
【聚焦“新工科”】“新工科”背景下大学生创新实验室软环境建设
作者:赵小明,刘 宝 姜 飞 孟兆刚 蒋仁福 来源:实验技术与管理 发布时间:2020-02-28 阅读次数:

伴随着国家“一带一路”“中国制造2025”重大战略的实施,教育部在2016年提出了“新工科”建设构想,随后的“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等纲领性文件先后出台,新工科建设的雏形初现。“新工科”建设的目标是要培养一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的学科交叉复合型卓越工程科技人才,创新是“新工科”建设的重要特征。高校创新实验室是培养大学生创新意识、开拓学生学术视野、锻炼学生实践能力的重要平台。建设优秀的大学生创新实验室是拓展大学生科技创新基础的有效渠道,也是培育高水平大学生创新成果的重要保障。

近年来,高校在大学生创新实验室建设方面做了大量的实践探索。信息与控制工程学院借鉴了已有的研究成果,在大学生创新实验室硬件环境建设的基础上,依托国家级教学团队及实验教学中心的建设,在创新型人才培养的软环境建设方面做了实践探索。

一、依托实验教学中心的大学生创新实验室

为促进实验室的资源整合与共享,推动实验教学改革与实验室建设,更好地服务于人才培养,信息与控制工程学院将原有的4个专业实验室和1个教学中心实验室整合,组建了实验教学中心(以下简称“中心”)。中心按照基础实验平台、自动化与测控技术实验平台、电气工程实验平台、电子信息工程实验平台、科技创新平台进行统筹规划,全面建设,逐步形成以学科为依托的实验室管理模式和发展格局。实验教学中心是面向全校本科生(以及相关专业研究生)进行自动化、电气工程、测控技术与仪器、电子信息工程等专业及电工电子学等系列课程实验教学、实践训练、工程训练、科技创新及学科竞赛的重要基地。实验教学中心设备总资产1700余万元,面积约4000 m2,建有相关学科专业实验室27个,1个“电工电子学”山东省实验教学示范中心。实验教学中心承担学院4个本科专业的64门实验课程、7门课程设计和7个专业实践与训练项目的教学任务,以及全校非电类9个学院30多个专业的20余门实验课程、4门课程设计和3门电工电子学实习的教学任务。

信息与控制工程学院大学生创新实验室依托实验教学中心的实验平台而建,是面向全校学生,以课外科技创新活动和个性化培养为目标而创建的实验基地。创新实验室下设电子技术创新实验室、西门子高级自动化实验室、电气工程创新实验室3个分室。创新实验室配备了DsP、ARM、FPGA等多种开发平台并辅以各种精密测量、测试仪器,设备总资产达300余万元。依托大学生创新实验室,以大学生第二课堂活动和各类学科竞赛为载体,学院开展分阶段、多层次、多样化的创新实践教学活动,激发学生的探索精神和创新意识,培养学生实践能力,为国家培养具有创新思维和实践能力的高素质人才。在国家“新工科”建设的理念下,创新实验室的建设充分考虑了学科交叉融合、相互渗透的发展趋势,突出实践和创新的特点,强调工程教育的实践性,实验教学内容以创新性、设计性、应用性为主。

二、大学生创新实验室软环境建设

(一)设计顶层的人才培养理念

学校始终坚持人才培养是第一要务,本科教育是基础和核心。学校结合60多年办学历史,面对新的形势和任务,遵循教育发展规律和人才培养规律,提出了“三三三”本科教育培养体系,即:立足精英型教育、特色型教育、研究型教育的“三型”办学定位;面向大学生全面化成长、个性化成长、最大化成长的“三化”培养目标;教师是学习性教学、学生是研究性学习、师生之间是开放性交流的“三性”教学方式。“三三三”本科教育培养体系立足人才培养,坚持以学生为中心,重视基础教学,鼓励实践和创新,契合了国家“新工科”建设构想,是学校人才培养的顶层设计。大学生创新实验室正是在学校人才培养体系顶层设计的框架下,立足学院学科专业特色,以注重学生个性的培养和潜力的发展,鼓励学生探索和创新为目标而开展建设的。

(二)构建模块化科技创新工作体系

2012年,实验教学中心和大学生创新实验室硬件建设逐步完善,学院从工科大学生学习特点出发,重点从大学生科技创新基本素养的培育、专业素质的拓展、创新能力的拔高推进三个方面进行深入研究和探索,提出了一种模块化大学生科技创新工作体系——大学生科技创新能力培养“ABC”计划(以下简称“ABC”计划),如图1所示。

“ABC”计划中的A计划(a11)为大学生科技创新基本素质培养模块,见图2。主要面向低年级学生群体,通过参观大学生创新实验室,加入科技创新团队,初步认识和了解大学生科技创新工作,重点加强办公软件、多媒体工具的应用技能的基础培训,激发他们科技创新的兴趣和热情。

B计划(broaden)是大学生科技创新专业素质拓展模块,见图3。是依托大学生创新实验室平台,引导学生进行专业素质拓展,重点强化计算机语言和工具软件的应用能力拓展,使学生具备一定的编程能力和仿真、制图能力,并在二年级初步建立科技创新团队。

C计划(completion)是大学生科技创新能力拔高推进模块,见图4。是在前两个阶段的基础上,组织学生参加校级专项比赛和相关科技论坛,完善学生科技创新生涯规划并进行科技创新团队的二次组建,最后依托大学生创新实验室和教学系的专项竞赛培训完成科技创新团队的三次组建,最终达到参加高水平科技竞赛的能力。

大学生科技创新“ABC”计划以创新实验室为平台,分阶段、分层次,以强化大学生专业实践能力和突出大学生科技创新能力为目标,充分利用大学生科技创新训练计划项目,如电子设计竞赛、数学建模竞赛、西门子T业自动化挑战赛、机器人竞赛、智能车竞赛等,提高大学生科技创新实践能力。以此为基础,学院选拔部分大学生参加自主创新项目重点培养,从而能在“挑战杯”课外学术作品竞赛、“创青春”全国大学生创业大赛、“互联网+”全国大学生科技创新大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛等综合性学科竞赛中取得成绩。为确保“ABC”计划的顺利实施,学院于2014年制定了大学生科技创新工作五年计划,即:立足大学生创新实验室,实施大学生科技创新“ABC”计划,用5年左右的时间探索初步构建一个稳定的科技创新环境,形成自主闭环运行的团队建设模式,在科技创新成果数量增长的基础上,实现大学生科技创新工作质量的提升。

(三)建设充满活力的指导教师队伍

指导教师是“ABC”计划实施的核心动力。学院致力探索将指导教师队伍建设常态化和制度化,努力使参与大学生科技创新活动成为广大教师的内在需求,不仅重视激发指导教师的内在成就动机,更在整体工作层面上为指导教师提供必要的外部支持,使教师在指导大学生科技创新活动过程中个人业务能力得到提升,从而实现教学相长。“ABC”计划实施以来,学院依托电子技术创新实验室和“电工电子学基础课程国家级教学团队”,组建了电子设计指导教师团队;依托西门子高级自动化创新实验室和国家级特色专业建设项目“自动化专业”,组建了工业自动化指导教师团队、机器人指导教师团队和智能车指导教师团队;依托电气工程创新实验室和国家级卓越工程师培养计划项目“电气工程及其自动化专业”,组建了“挑战杯”课外学术作品竞赛指导教师团队。与此同时,2018年,学院启动了培养大学生科技创新人才的“新星计划”,首批选拔了12名年轻骨干教师组成“新星计划”指导教师团队,吸纳优秀本科生33人进人大学生创新实验室,由年轻教师开展一对一实践指导,重点培养一批具有较高水平的本科创新人才。

(四)组建层次鲜明的学生科技创新团队

学生是“ABC”计划实施的基础力量。大学生科技创新队伍建设按照“ABC”计划的“金字塔”型思路开展,分基础团队和高级团队两个层次建设。基础团队建设依托校内科技创新活动和基础科研项目平台,成员主要是大学生科技协会成员以及大学生科技创新爱好者。大学生科技协会包括电子设计协会、数学建模协会、计算机应用协会、程序设计协会、机器人与智能车协会等,汇集了全校科技创新的爱好者,为大学生科技创新基础能力培养提供了有力保障,也确保了大学生科技创新团队建设的梯度性。高级团队建设以大学生创新实验室、专业实验室为平台,主要成员由指导教师从基础团队里选拔,目前已经组建了智能车、机器人和工业自动化、电子设计、挑战杯科技创新团队。

(五)塑造专业特色的科技创新文化

学院围绕“质量、人才、特色”的目标,从教师和学生两个层面规划大学生科技创新文化建设。教师层面上,积极推动教师参与大学生科技创新工作,把科技创新能力作为学院学生的核心竞争力培养,以此推动学院科技创新工作体系的运行。学生层面上,以大学生创新实验室为基地开设“微型课堂”,选拔优秀学生走上讲台,向低年级学生传授科技创新经验,发挥优秀典型的辐射作用;举办大创年会、大创项目答辩会以及各类科技竞赛活动,营造科技创新氛围;推动学校电子设计竞赛与省电子设计竞赛接轨,打造“科创论坛”“科创沙龙”,积极推动科技创新活动精品化、品牌化,吸引科技创新爱好者;邀请校内外专家做客“科创论坛”,组织创新实验室教师实地开展科技创新讲座,传播科技创新知识。

(六)建立完善的科技创新制度保障体系

完善的制度体系是大学生科技创新工作的重要保障。学院制定了“大学生创新创业训练计划项目管理办法”和“大学生创新实验课题项目管理办法”,就大学生创新创业训练计划项目和依托创新实验室开展的创新实验课题项目的制度化、规范化管理进行了明确界定;制定“大学生科技竞赛卓越计划实施办法”,对科技创新团队进行资助,调动了指导教师的积极性;出台“关于做好推荐优秀应届本科毕业生免试攻读研究生工作的工作细则”,修订“突出成绩奖学金发放办法”,明确了本科生科研成果可以直接加分的政策,将大学生科研素质潜力的考察纳入研究生推免考核体系,将大学生创新创业成果纳人奖励范围,鼓励广大学生积极参加本科生科研计划项目的创业训练项目。

(七)创建高效的创新实验室运行管理模式

对大学生创新实验室的充分利用,除完整的培养体系、充足的人力资源、完善的制度体系之外,其运行管理模式是关键的一环。为此,学院确定了全开放、分层次、共享式、信息化的创新实验室运行管理模式。全开放是指大学生创新实验室面向全校学生,全天候开放,不同专业年级的学生可根据需要,自由组队提出申请和预约,获得审批授权后,可自由进出实验室,确保了学生在大学期间从事科技创新活动的自由性和连续性。分层次是指实验室根据学生的科技创新水平和能力,逐步分层开放实验室。对需要强化基础的低年级学生,开放基础设计实验室,重点培养科技创新基础能力;对专业基础好、创新能力强的高年级学生,实验室全部开放,并为他们量身定制相关实验;对科技创新重点培养对象,以国家、省部级等各类比赛或创新项目为载体,突出实践能力培养。共享式是指学院按照创新实验室的建设目标,将各实验室设备统一分配、统一管理,打破专业实验室的界限,实现共享资源设备的开放管理模式,提高实验设备利用率。信息化是指学院开发了创新实验室管理平台,可以实现全部实验项目的网上选择和预约实验、提交实验报告等一系列工作,同时对创新实验室的门禁、内部设备等实施网上监控,确保实验室资源的充分利用。

三、创新实践成果

近6年,大学生创新实验室年均接受1800余人次开放实验,共立项国家级大学生创新创业训练项目54项,校级235项;获得省级以上竞赛奖励696项,其中国家级奖励156项。6年来,依托大学生创新实验室科技创新基地,高水平科技竞赛获奖数量逐年增长的同时,获奖质量也迅速提高,在高级别科技竞赛中取得了优异成绩:获得全国大学生电子设计竞赛一等奖6项、二等奖14项;西门子全国大学生工业自动化挑战赛总决赛特等奖8项、一等奖5项;全国大学生数学建模竞赛一等奖1项;美国大学生数学建模竞赛一等奖4项;2013年“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛总决赛国家二等奖1项;2014年“创青春”全国大学生创业大赛总决赛银奖1项、移动互联网专项赛国家级金奖l项,创青春全国大学生创业大赛电子商务专项赛国家级银奖;2017年第16届全国大学生机器人大赛RoboMasters机甲大师赛全国一等奖。2019年,学院学生在全国大学生工程训练综合能力竞赛决赛中获得一等奖。

四、结 语

几年来,信息与控制工程学院大学生创新实验室软环境建设日臻完善,实验室硬件资源得到充分利用,模块化工作体系的作用得以充分发挥,大学生科技创新成果丰硕,学生获得省级及以上奖励逐年攀升,产出了大量高水平创新成果,为高水平科技竞赛输送了大量优秀人才,为学校科技创新人才的培养作出了突出贡献。(2020年2月作者简介:赵小明,中国石油大学(华东)信息与控制工程学院副教授,主要从事大学生科技创新研究和教育管理工作。)

最新动态
联系我们
热线电话:0533-2786727
邮箱:lgwindow@163.com
xinwen@sdut.edu.cn
欢迎大家通过本网投稿系统,
提供新闻线索和稿件。
网站管理:合乐网页版入口党委宣传部
版权所有©合乐网页版入口 - hi合乐888在线登录  高等教育研究院
地址:山东省淄博市张店区新村西路266号
联系电话:0533-2786727
邮编:255049