聯合實驗室培養電子類卓越工程師模式實踐與探索

曾國強, 吳 剛, 李 勍, 葛良全, 李少達, 鄧 輝

(成都理工大學 核技術與自動化工程學院, 四川 成都 610059)

聯合實驗室培養電子類卓越工程師模式實踐與探索

曾國強, 吳 剛, 李 勍, 葛良全, 李少達, 鄧 輝

(成都理工大學 核技術與自動化工程學院, 四川 成都 610059)

如何培養國家需要的一大批創新能力強、適應社會發展需求的電子類卓越工程師,已經成為眾多工科類高校不斷探索的熱點問題。結合我校電子類聯合實驗室近年來在學生培養方面的不斷探索和研究,提出了聯合實驗室培養卓越工程師的主要措施:構建開放型聯合實驗平臺、建立高水平的師資隊伍、組建創新型學生團隊、完善聯合實驗室運行機制。

大學計劃； 卓越工程師； 開放實驗教學； 創新人才培養

全國高校擴招以后,高校畢業生從2000年的107萬人發展到了2014年的727萬人,加之近期,中國經濟增速放緩,就業崗位需求減少,高校畢業生就業形勢異常嚴峻,已成為社會關注的焦點之一[1]。近幾年全國大學生的就業情況統計顯示，電子類學生就業形勢較好,但從企業、單位反饋的信息來看,近年來高校培養的學生質量有所下降,學生在學校掌握的知識和實際工作存在較大差距。企業希望高校培養理論知識扎實、動手實踐能力強、具備一定前瞻性的人才,而《卓越工程師教育培養計劃》(簡稱《卓越計劃》)的實施,就是為適應社會經濟發展,培養造就一大批創新能力強、高質量的各類型技術人才[2]。

高校電子類理論課的教材對近幾年的新技術、新知識涉及較少[3],并且現有的實驗教學,演示性、驗證性實驗項目多,留給學生獨立思考、自由發揮的余地很少。不少實驗項目陳舊,激發不起學生的興趣,許多實驗儀器設備的技術性較低，與國際先進技術比有較大差距[4]。這些都無法適應電子類的卓越工程師培養要求。為了提高教學質量，許多高校與世界500強外資企業共同建立聯合實驗室。目前，不僅在清華大學、北京大學等國內一流高校建立聯合實驗室,在普通的高校中也建立一定數量的聯合實驗室,涉及嵌入式系統、數字信號處理、可編程邏輯控制器、大規模集成電路等電子行業的各個分支領域。因此,在高校中充分利用聯合實驗室資源,培養適合現代社會發展的電子類卓越工程師具有重要意義。

1 聯合實驗室優勢資源

1.1 聯合實驗室在高校

隨著電子技術的迅猛發展,對高校培養的電子類學生的工程實踐能力和創新能力都提出了較高要求,在原本基礎教學的基礎上,將行業新技術、新方法引入到教學實驗中。但建設這樣的現代電子技術實驗室需要持續投入大量的經費,以保持實驗室先進性[5]。同時,一些外企為了擴大其產品的影響力、發展中國潛在客戶,積極與中國高校建立電子類專業校企聯合實驗室,無償向高校提供實驗設備和套件產品,并且把建立聯合實驗室列為一項長期性的戰略計劃。全球500強公司諸如Intel 、TI 、Siemens 等都在國內相關高校設立了聯合實驗室[6]。據Intel公司官方報道，在中國建立聯合實驗室的高校已經超過100所,據TI公司官方統計，已經在中國300多所高校建立了聯合實驗室。建立聯合實驗室的高校還在逐年增加,這些外企為中國高校輸入了大量寶貴的技術資源。

1.2 聯合實驗室平臺資源

聯合實驗室具有較好的平臺資源,加強了高校教學科研與產業創新結合,促進高?？蒲谐晒D化,并在產業發展方面起到了積極助推作用。外企在中國高校中以贊助電子競賽、設立聯合實驗室、開設大學課程、舉辦夏令營、提供獎學金、提供實習機會等方式來開拓市場,向我國輸入了先進的電子技術資源。

(1) 課程建設方面。企業協助高校開展電子類的一些最新技術培訓、課程建設,以及技術教材資料的編寫整理等,為學生提供了業界先進的技術資料,讓學生能夠在學校里接觸到業界的先進技術,有效地擴展了學生的知識面。

(2) 技術支持方面。企業會為聯合實驗室提供技術支持,包括芯片、設備、開發板、軟件工具等,讓學生能夠在學校將學到的先進知識應用于實踐,在工作前掌握業界較先進的技術。

(3) 教師培訓方面。企業也會為高校做許多教師培訓課程,幫助高校建立相關專業師資。

(4) 開放資源方面。聯合實驗室不同于普通實驗室的驗證性實驗,學生在這里可以進行自主學習、電路設計、儀器研發,不僅使學生受益面廣,還可大大提高實驗室設備的利用率,有力地改善教學與實驗條件[7]。

(5) 實踐能力培養方面。聯合實驗室可為廣大在校學生提供實踐活動,培養和鍛煉其工程實踐能力,為企業和科研單位輸送優秀的專業人才。

2 運用聯合實驗室資源,培養卓越工程師

2.1 構建開放型聯合實驗平臺

高校與外企的聯合實驗資源在行業內具有技術先進性,聯合實驗室在各高校內都是教學、科研、實驗的重要場所。聯合實驗室的資源除了承擔創新型課程實驗外,也面向電子類不同專業、不同年級的學生在課余時間開放,學生能夠全天候在聯合實驗室學習、動手實踐。聯合實驗室不僅設施設備開放,更要營造創新氛圍濃厚的實驗室環境,廣泛吸收優秀學生參與實驗室創新實踐活動,鼓勵學生參加電子類的國內外大賽,鍛煉學生的綜合實踐能力。

2.2 建立高水平的師資隊伍

《卓越計劃》以培養創新能力、實踐能力強的學生為目標。培養高質量的學生需要一大批學有專長、科研能力強、與時俱進的教師，這是對于師資力量的一個挑戰。教師除了要對學生創新型項目進行制定外,更多的是要不斷給學生提出指導性建議。教師自身要有創新精神,具有較好的實踐能力,能夠分析出道理、想出辦法、做出表率,既能教會學生技能還能啟發學生的思路,以自己在教學和科研中展現出的創造性思維點燃學生的學習熱情[8]。因此,要求有高水平的教師做指導,開設一系列適合卓越工程師培養的實驗課程,引導學生盡早進入工程領域。聯合實驗室通過學術論壇、專題研討會、師資培訓班等方式,為教師拓寬了獲取先進知識的渠道。聯合實驗室相關教師很容易獲得最先進的硬件和軟件,而不需要與銷售人員、供應商打交道,讓教師隊伍在實驗室內就能接觸和使用專業領域最前沿、最先進的技術,為教師科研項目提供良好的技術支持。開展這些活動,能夠使教師的科研實力不斷增長,提升教師隊伍的理論水平與科研水平。

2.3 組建創新型學生團隊

組建創新型學生團隊,保障聯合實驗室卓越工程師的優質學生來源。聯合實驗室不但要運用實驗室教師資源,還要充分調動起學生的積極性,帶領學生組建形式多樣的專業性質學生團隊,如開發組、興趣隊、創新社團等。聯合實驗室平常安排富有創新精神、經驗豐富的教師對學生團隊予以指導,例如全國電子設計大賽的校內專家教師對各個年級的學生指導等。經過多年來的探索和研究,我校在聯合實驗室學生培養方面逐步形成了卓越工程師24字培養方針“立項目,讀文獻,寫筆記,搞設計,做實驗,理數據,勤分析,出成績”,實驗室的每一個學生,按照24字方針進行學習和實踐,隨著一個又一個比賽和項目的完成,不但能夠掌握工程師的實踐技能,更能掌握一生受用的學習方法,實驗室也能夠逐步形成電子類卓越工程師培養的學生梯隊。

2.4 完善聯合實驗室運行機制

從國內高校與外企聯合實驗室現狀來看,聯合實驗室雖然有外企每年的硬件投入,但還需要學校在師資力量、配套設施、激勵機制等多方面予以保障[9]。加快建立和完善聯合實驗室運行機制迫在眉睫:建立學生創新項目立項制度的平臺,能為師生創造一個較好的科研環境；建立聯合實驗室教師績效考評制度,對指導教師的業務水平進行考評；建立聯合實驗室學生立項獎勵制度,激勵學生不斷參與創新實踐和參加各類競賽；建立學生創新創業保障制度,對創新創業的學生聯合實驗室給予的技術指導支持等。形成促進聯合實驗室健康快速發展的激勵機制,加快保障制度建設,完善運行機制,提升聯合實驗室的科技創新能力和培養卓越工程師。

3 聯合實驗室促進學生發展

3.1 以實驗訓練培養學生的基礎實踐能力

在我校的幾個聯合實驗室中,SIEMENS聯合實驗室提供了近300萬元的設備,建立了較為全面的PLC控制實驗室；TI聯合實驗室提供了300套MSP430系列單片機開發板和實驗箱,以及優質的TI芯片；Xilinx聯合實驗室提供了FPGA支持。這些聯合實驗室為我校開展學生的基礎性實驗課程提供了支撐。實踐是創新的源泉,只有通過實踐才能發現新的問題,尋求解決新問題的方法。在這個過程中學生將所學的知識應用于實踐,不斷積累知識,自然就能觸類旁通,提升技術水平。

3.2 以科技競賽培養學生的創新能力

目前外企在國內建立聯合實驗室的同時,也支持了不少國內電子類全國大學生競賽，如Intel贊助的嵌入式邀請賽、Xilinx贊助的亞洲創新設計大賽、TI贊助的全國電子設計競賽等。其中全國電子設計大賽是教育部倡導的大學生科技競賽之一,是目前參加高校最多、學生參與最廣泛的競賽,也最受電子類專業學生的重視與青睞。電子設計競賽形成了奇數年NEC贊助的全國性競賽與偶數年TI贊助的省賽格局,每年的設計題目緊扣社會需求與科學前沿,并且具有綜合創新性。參加這樣的全國性競賽,要求學生在較短時間內完成復雜綜合性的任務,極大鍛煉了學生的綜合實踐能力,培養學生的創新思維,增加了學生實踐的機會,接觸到電子信息領域的最新前沿技術,培養學生的創新能力,提升了學生整合知識、應用知識、解決問題的能力。競賽極大促進了實踐教學改革,這將有助于電子信息類卓越工程師人才的培養?？傊?學生參加國內外競賽,能使學生的理論知識水平、動手能力和創新能力得到協調發展,有利于教學與競賽的結合,有利于培養學生的實踐能力、創新精神和合作精神[10]。

3.3 聯合實驗室以“行業標準”培養符合社會需求的工程師

電子類卓越工程師具有專業的特殊性,要求學生必須具備較強的實踐能力[11]。學生在校期間能學到多少電子類的專業知識,不是學生階段最重要的。最重要的是在日常學習過程中,學生是否已經開始建立起科學合理的知識結構,建立工程實踐的初步經驗和方法,并能在今后工作中盡快上手。聯合實驗室培養電子類學生，一直秉承培養卓越創新型人才的理念,在遵循教育規律的同時,注重對學生學習能力、實踐能力、創新能力的培養[12]。我校電子類專業先后與多家企業簽訂了聯合培養協議,涉及物聯網、嵌入式、智能儀器、電力電子、地質災害儀器等多個領域，與企業零距離對接,使培養的學生更符合社會經濟發展的需求,方便學生就業。通過聯合實驗室培養的學生,為企業所需的優秀人才做好了發現、培養和儲備工作。

4 結束語

高校與國內外企業建立聯合實驗室,彌補了高校,尤其是省屬地方院校在實踐教學上資金投入的不足,避免了高校教學內容與社會行業需求的脫節,成為了高校本科人才培養計劃的有益補充,使高校人才的培養內容與行業需求同步,是提升高校學科建設和人才培養質量的快捷有效途徑。人才培養是一項復雜的系統工程,構建適合于電子類專業卓越工程師人才培養的模式[13],需要結合高校實際制訂相應的培養方案。聯合實驗室的實施讓企業和高校建立了良好的合作關系,共同培養業界需要的人才,這種合作方式以行業需求為導向,以傳播先進的技術為理念,符合教學規律,有利于創新型人才的培養,并具有較好的可復制性和推廣性,使得高校與企業雙方受益,可長期穩固地合作,最終促進社會進步。

References)

[1] 李璞,楊德祥.提升大學生就業競爭力的培養體系研究[J].東南大學學報：哲學社會科學版，2010,12(2):122-125.

[2] 丁光彬,張紅光,于佐東,等.CDIO工程教育模式下學生學習評估方法探索[J].中國電力教育,2010(32):52-53.

[3] 曾國強,吳剛,葛良全.依托創新型實驗室的本科人才培養模式探索[J].實驗科學與技術,2013,11(5):150-152.

[4] 齊永欽.創新教育與高校實驗教學改革[J].實驗室研究與探索,2002,21(3):9-10.

[5] 許春冬,吳軍.高校校企聯合實驗室建設與發展對策研究[J].江西理工大學學報,2011,32(2):35-37.

[6] 韓德強,邵溫,張麗艷.實驗室創新教育的探索與實踐[J].實驗技術與管理,2010,27(3):280-281.

[7] 尹燕霞,李潔,孫秀英.生物學實驗室開放研究與實踐[J].中國現代教育裝備,2009(11):122-124.

[8] 王春榮,滕寶仁.依托工程訓練中心優質資源構建大學生創新平臺[J].實驗技術與管理,2014,31(11):147-149.

[9] 伍揚.校企聯合實驗室合作模式的實踐與探索[J].實驗技術與管理,2014,31(10):234-237.

[10] 林健.“卓越工程師教育培養計劃”專業培養方案研究[J].清華大學教育研究,2011,32(2):47-55.

[11] 曾國強,吳剛,李勍,等.以工程訓練中心為載體開展“四維”創新人才培養[J].實驗室研究與探索,2014,33(5):134-137.

[12] 張忠福.建立以能力培養為中心的實踐教學體系[J].實驗技術與管理,2011,28(2):11-14.

[13] 吳紹芬.校企深度合作培養卓越工程人才的思考[J].現代大學教育,2011(6):100-104.

Practice and exploration of training excellent electronics engineers mode based on united laboratory

Zeng Guoqiang, Wu Gang, Li Qing, Ge Liangquan, Li Shaoda, Deng Hui

(College of Nuclear Technology and Automation Engineering, Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China)

How to develop a large number of electronics engineers with strong innovation ability, to meet the needs of social development has become a hot topic of many engineering colleges and universities continuously exploring the problem. Combined with our school electronics joint laboratory in recent years in terms of students continuous exploration and research, the joint laboratory measures are proposed to cultivate excellent engineer, including building an open joint experimental platform, the establishment of a high level of teachers, the formation of an innovative student team and the perfect combination of laboratory operation mechanism.

university plan; excellent engineers; opening experimental teaching; innovative talent training

2015- 01- 31 修改日期：2015- 03- 12

國家自然科學基金項目(41474159)；四川省卓越工程師計劃(11100-14Z00331)；成都理工大學中青年骨干教師培養計劃(JXGG201408)

曾國強(1980—)，男，福建福鼎，博士后，副教授，成都理工大學核技術與自動化工程學院副院長，主要從事核電子學與核儀器研究.

E-mail：24829500@qq.com

G642.0;G482

A

1002-4956(2015)8- 0034- 03