以應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)第二課堂科技活動(dòng)探索與實(shí)踐

晉春 李效龍 王欣 李鋒 王寶忠

[摘 要]應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)是課外科技活動(dòng)開(kāi)展的核心要素。可以從能力層次、活動(dòng)形式和實(shí)施步驟三個(gè)方面，闡述開(kāi)展第二課堂科技活動(dòng)實(shí)施計(jì)劃，總結(jié)實(shí)踐成果。實(shí)踐證明，科技活動(dòng)的有效組織和實(shí)踐，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，可有效培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)、工程意識(shí)、創(chuàng)新能力、科研素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]第二課堂 創(chuàng)新能力 科技活動(dòng) 實(shí)踐

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 2095-3437（2015）11-0148-02

電子信息產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)新興的高科技產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)前景十分廣闊。隨著信息科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)電子信息類(lèi)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的需求也愈來(lái)愈多。但是伴隨高等教育大規(guī)模擴(kuò)招，大學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)增大，就業(yè)難現(xiàn)象日漸凸顯，同時(shí)企業(yè)為了生存和發(fā)展，對(duì)人才提出更高的要求，諸如具有2-3年工作經(jīng)驗(yàn)、應(yīng)用創(chuàng)新能力、快速學(xué)習(xí)能力及團(tuán)隊(duì)精神等等。這就要求普通高校以適應(yīng)用人單位為實(shí)際需求，面向基層和生產(chǎn)第一線，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)，同時(shí)，要培養(yǎng)學(xué)生具有更寬廣或者跨學(xué)科的知識(shí)視野，注重知識(shí)的有用性，具有創(chuàng)新精神和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

第二課堂，特別是第二課堂的科技活動(dòng)，作為高校教育教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和科技性，在培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識(shí)和綜合素質(zhì)等方面體現(xiàn)了重要的作用和意義，一直受到社會(huì)認(rèn)可和重視。大學(xué)生參與科研等實(shí)踐活動(dòng)最早可追溯到1969年美國(guó)麻省理工學(xué)院首倡的“本科生研究機(jī)會(huì)計(jì)劃”（UROP），為本科生提供參加科研工作的機(jī)會(huì)，經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展和變革，成為國(guó)內(nèi)外諸多知名高校普遍效仿的做法。國(guó)內(nèi)以清華大學(xué)、浙江大學(xué)為代表的一批知名高校，從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始實(shí)施“大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃”（SRTP），取得了較好的成效，為其他高校開(kāi)展大學(xué)生科技活動(dòng)提供了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。[1] [2]

一、開(kāi)展科技活動(dòng)的指導(dǎo)思路

首先“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”，這是“一條主線”，貫穿于整個(gè)活動(dòng)體系之中，即教師是科技活動(dòng)的主導(dǎo)者和指導(dǎo)者，學(xué)生是主體，是執(zhí)行人;突出“兩個(gè)目標(biāo)”的培養(yǎng)，既要“培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)”，也要“培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力”，這是時(shí)代發(fā)展的需求;以“三種活動(dòng)形式”來(lái)開(kāi)展科技活動(dòng)：技能培訓(xùn)、學(xué)科競(jìng)賽、科研訓(xùn)練，從基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本應(yīng)用的學(xué)習(xí)，到綜合知識(shí)的運(yùn)用，有計(jì)劃分步實(shí)踐;按學(xué)生個(gè)人能力有序地培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，分成“四個(gè)能力層次”階段：基礎(chǔ)技能層次、綜合應(yīng)用層次、系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次、提高與創(chuàng)新層次。活動(dòng)形式與能力層次相互交叉，有序進(jìn)行，可持續(xù)發(fā)展。

二、開(kāi)展科技活動(dòng)的實(shí)踐

（一）能力層次培養(yǎng)的多元化

1.基礎(chǔ)技能：第一課堂很大程度上已經(jīng)解決了基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念的學(xué)習(xí)問(wèn)題，但是受到課堂教學(xué)內(nèi)容和時(shí)間等因素的限制，在基本技能和基礎(chǔ)應(yīng)用的培養(yǎng)上還是不夠完善，特別是在學(xué)習(xí)興趣引導(dǎo)、持續(xù)培養(yǎng)上有很多不足之處。因此，我們?cè)诒究埔荒昙?jí)就開(kāi)展電子技術(shù)入門(mén)講座與培訓(xùn)、EDA軟件使用培訓(xùn)、常用儀器儀表使用、興趣小制作等多項(xiàng)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練項(xiàng)目，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)踐能力，為今后的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

2.綜合應(yīng)用能力：豐富的實(shí)驗(yàn)室各類(lèi)資源，為我們開(kāi)展技能應(yīng)用能力培養(yǎng)提供了條件。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展，多年來(lái)我們逐步形成三個(gè)工具型應(yīng)用方向：430單片機(jī)類(lèi)、FPGA類(lèi)、DSP類(lèi)。基于各類(lèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或者實(shí)驗(yàn)箱，進(jìn)行指定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的認(rèn)知、理解、實(shí)踐和改進(jìn)，逐步掌握當(dāng)前主流系統(tǒng)設(shè)計(jì)芯片的使用。針對(duì)不同年級(jí)和專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，我們每年都定期開(kāi)設(shè)430單片機(jī)培訓(xùn)、FPGA應(yīng)用培訓(xùn)、DSP（28XX系列為主）培訓(xùn)，學(xué)生根據(jù)自身興趣或?qū)I(yè)方向有選擇的完成各類(lèi)芯片的應(yīng)用培訓(xùn)。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力：系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力反映了一個(gè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，不僅要對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)容良好地綜合和靈活運(yùn)用，還要具備一絲不茍的工作精神和良好的心理素質(zhì)。在這個(gè)層次上，學(xué)生主要面對(duì)各類(lèi)電子設(shè)計(jì)大賽的能力考驗(yàn)。如全國(guó)及江蘇省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”電子設(shè)計(jì)作品大賽、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)大賽等，知識(shí)面廣，技術(shù)含量高，不僅鍛煉了學(xué)生的分析和解決問(wèn)題的能力，還培養(yǎng)了他們吃苦耐勞、團(tuán)隊(duì)合作的探索精神。

4.提高與創(chuàng)新能力：通過(guò)科研訓(xùn)練以及參與教師科研，學(xué)生將受到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的良好訓(xùn)練，從而開(kāi)闊視野，培養(yǎng)自身自學(xué)能力、組織能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和想象能力，發(fā)揮創(chuàng)造力和潛能，激發(fā)創(chuàng)造精神。

（二）活動(dòng)形式開(kāi)展的多樣化

1.技能培訓(xùn)：實(shí)踐技能是基礎(chǔ)，是解決問(wèn)題的手段。第一課堂教學(xué)一般都偏重于理論教學(xué)，在實(shí)踐技能講授上不夠深入，也不能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所以，我們?cè)陂_(kāi)展第二課堂科技活動(dòng)時(shí)，首先強(qiáng)調(diào)基本實(shí)踐技能的掌握，基本軟硬件工具的掌握。這些實(shí)踐技能都是通過(guò)開(kāi)展豐富的各項(xiàng)培訓(xùn)（專(zhuān)題學(xué)習(xí)）來(lái)逐步認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)和強(qiáng)化的。每年我們開(kāi)展的專(zhuān)題培訓(xùn)有電子認(rèn)知實(shí)訓(xùn)、電子制作、430單片機(jī)應(yīng)用、DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)、FPGA應(yīng)用開(kāi)發(fā)（包括Verilog HDL建模訓(xùn)練）、ARM應(yīng)用開(kāi)發(fā)等等。我們每年對(duì)學(xué)生進(jìn)行的培訓(xùn)多達(dá)5千人時(shí)數(shù)。

2.學(xué)科競(jìng)賽：學(xué)科競(jìng)賽是大學(xué)生用所學(xué)到的理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的有效載體。學(xué)生通過(guò)組織和參與學(xué)科競(jìng)賽，培養(yǎng)了創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力、工程設(shè)計(jì)和動(dòng)手能力、撰寫(xiě)科技論文能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。目前，我們開(kāi)展的學(xué)科競(jìng)賽主要有全國(guó)及江蘇省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“博創(chuàng)杯”嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、TI DSP創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽、Altera FPGA創(chuàng)新大賽等，每年我們指導(dǎo)學(xué)生至少完成5項(xiàng)作品。

3.科研訓(xùn)練：學(xué)生參與科研訓(xùn)練，能全方位地鍛煉他們綜合設(shè)計(jì)、應(yīng)用和創(chuàng)新的能力。在科研活動(dòng)中，學(xué)生將遇到一系列電子領(lǐng)域中最新發(fā)展的新理論、新技術(shù)、新手段、新材料，這將大大激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，迫使學(xué)生突破原有的學(xué)習(xí)范圍和模式，建立更為合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，使學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)。從2008年起，我校每年推出“本科生創(chuàng)新計(jì)劃”活動(dòng)，我們團(tuán)隊(duì)已立項(xiàng)20多項(xiàng)，每年指導(dǎo)將近30名學(xué)生參與其中。

（三）活動(dòng)體系實(shí)踐的步驟化

1.前期階段：從學(xué)生入學(xué)至二年級(jí)上學(xué)期，一年半的時(shí)間。這是打基礎(chǔ)的階段。這期間學(xué)生主要面臨著英語(yǔ)考級(jí)和高數(shù)等多門(mén)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)壓力，課外時(shí)間有限。所以這個(gè)階段，以興趣引導(dǎo)、培養(yǎng)為主，開(kāi)展基本技能訓(xùn)練和能力培養(yǎng)。主要有專(zhuān)業(yè)介紹、電子技術(shù)入門(mén)、電子小制作等計(jì)劃項(xiàng)目，此外還安排觀摩電子設(shè)計(jì)等學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生興趣。

2.中期階段：從二年級(jí)下學(xué)期至三年級(jí)下學(xué)期結(jié)束，一年半的時(shí)間。這是學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握和實(shí)踐的黃金階段，是整個(gè)科技活動(dòng)的核心階段。這階段主要培養(yǎng)學(xué)生各種專(zhuān)業(yè)技能和綜合應(yīng)用能力，如：從430單片機(jī)學(xué)習(xí)入門(mén)，逐步掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念、方法和實(shí)踐，再進(jìn)一步延伸到DSP、FPGA、ARM的開(kāi)發(fā)應(yīng)用上。學(xué)生自身能力主要通過(guò)以上各類(lèi)賽事來(lái)檢驗(yàn)和鍛煉。

3.后期階段：四年級(jí)，一學(xué)年的時(shí)間。這是提高和創(chuàng)新的階段。通過(guò)參與科研活動(dòng)，進(jìn)一步鍛煉自身綜合素質(zhì)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新意識(shí)。我們每年度挑選合適的學(xué)生，5人組成一個(gè)課題小組，相互協(xié)作完成各項(xiàng)科研訓(xùn)練項(xiàng)目和教師科研項(xiàng)目。

三、實(shí)踐成果和成效

自2008年以來(lái)，我們實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直積極引導(dǎo)和培育學(xué)生對(duì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的興趣和能力，有序有組織地開(kāi)展科技講座，開(kāi)放項(xiàng)目研究，以及參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)嵌入式設(shè)計(jì)大賽等活動(dòng)，取得了良好的成績(jī)。獲得全國(guó)及江蘇省電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)12項(xiàng)，其中江蘇省一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，全國(guó)三等獎(jiǎng)2項(xiàng);“博創(chuàng)杯”全國(guó)嵌入式設(shè)計(jì)大賽獎(jiǎng)項(xiàng)5項(xiàng)，其中全國(guó)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，江蘇省一等獎(jiǎng)1項(xiàng);校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃立項(xiàng)25項(xiàng)，校級(jí)教研教改項(xiàng)目立項(xiàng)3項(xiàng)。教師和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力都得到了鍛煉，成績(jī)逐步上升。

通過(guò)第二課堂科技活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐，取得了明顯的教學(xué)成效。學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力得到鍛煉和提高，學(xué)生的自信心增強(qiáng)，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力明顯比其他同學(xué)強(qiáng)，在專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）上依賴(lài)性很少，能獨(dú)立出色地完成任務(wù)，成績(jī)都是優(yōu)良以上。此外由于知識(shí)面廣、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，學(xué)生在面試和試用時(shí)占有較大優(yōu)勢(shì)，就業(yè)成功率比其他同學(xué)高很多。近年來(lái)通過(guò)第二課堂科技活動(dòng)培養(yǎng)的學(xué)生，大部分都在上海、南京等城市的電子類(lèi)相關(guān)公司的研發(fā)單位成功就業(yè)，很受歡迎。

第二課堂科技活動(dòng)的成功實(shí)踐，也吸引了更多教師積極參與其中，使教師對(duì)教育理念和人才培養(yǎng)目標(biāo)有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì)能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)教育的重要性和必要性認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步提高，大大促進(jìn)了我校教學(xué)研究的深化改革。

四、結(jié)束語(yǔ)

多年的實(shí)踐證明，第二課堂科技活動(dòng)將理論與實(shí)踐、應(yīng)用與創(chuàng)新緊密聯(lián)系在一起，是第一課堂有益的補(bǔ)充和拓展，是挖掘和發(fā)揮學(xué)生自身潛能，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。今后我們將不斷完善第二課堂科技活動(dòng)，提高自身綜合水平，營(yíng)造科技文化氛圍，樹(shù)立科技創(chuàng)新和學(xué)術(shù)意識(shí)，讓更多的學(xué)生積極參與其中，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才服務(wù)。

[ 注 釋 ]

[1] 葉民，魏志淵，樓程富，等.SRTP：浙江大學(xué)本科教學(xué)改革的成功探索[J].高等工程教育研究，2005（4）：55-58.

[2] 鄒軍，徐元彬.“大學(xué)生科技活動(dòng)”探析[J].高等教育研究，1995（4）：85-90.

[3] 魏志淵，樓程富，毛一平.高校第二課堂活動(dòng)設(shè)計(jì)與探索[J].高等理科教育，2005（4）：73-75.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]