創新電類實驗室管理模式培養學生創新能力的探索與實踐＊

張 輝，于 鑫，李艷東，張 妨，趙麗娜

（齊齊哈爾大學計算機與控制工程學院，黑龍江 齊齊哈爾161006）

在建設科技創新型國家的關鍵時期，大學在完成常規教學的基礎上，利用開放實驗室的硬件資源，結合學生科技創新團隊和科技競賽活動，提出了具體的實施措施，并積極地付諸實踐。經過多年實踐，總結了經驗和教訓，完善創新能力培養模式，實現了學生創新能力系統的持續的培養[1]，彌補常規教學中的不足。

1 以創新團隊為依托的開放實驗室管理模式探索

1.1 學生創新團隊的培養體系

創建科技創新團隊，主要由學生和指導教師組成，團隊成員通過協作共同完成某一學習任務，解決科技問題，形成科技成果，為實現團隊目標相互協作、彼此依賴。大學生科技創新能力培養，除了常規的基礎教學外，還要利用課外時間加強科技創新能力的培養。大學生創新團隊就是要對大學生創新意識、創新思維和創新精神以及團隊協作精神進行系統培養，這是傳統的開放實驗室培養模式無法取代的，它強調對學生自主能力、組織能力、溝通表達能力、思維能力、創新能力、團隊精神等綜合能力的全面培養[2-3]。

1.2 專業創新實驗室的管理模式

1.2.1 整合資源，提高實驗室效率

根據學校的具體情況，建立大學生創新創業實訓室，配置卡臺、實驗桌椅、相關儀器設備及工具。在新生入學后進行科普及專業介紹、入學教育，使大一新生開始接觸實驗室，參加實驗室組織的參觀和講座；從二年級開始，根據學生的個人特點及老師的科研和指導方向組建3～6 人的學生創新團隊，創新團隊組建后，如何管理好，使其良好地工作，就需要采取科學的管理模式[4-5]。根據學校的實際情況，制定了《開放實驗室管理條例》《設備損壞賠償制度》《書籍管理條例》《儀器設備管理條例》《元器件管理條例》，加強了實驗室的規范管理，提高了實驗室資源的利用效率，保證了創新實驗室的正常運行。

傳統的實驗室管理都是按課程設立的，并且各實驗課程相互獨立，這種封閉、分散、低效的管理體制，不利于綜合性、設計性實驗教學，制約了學生的創新精神。要綜合利用各個實驗室，提高使用效率，就要改革原有的實驗室管理體制。

綜合原有實驗室資源，按方向相近性，同時兼顧技術發展的先進性，建立實驗室管理制度，各實驗室儀器設備按照實驗方向統一調配，接受學生在實驗室進行課程設計與畢業設計等[6-7]。

1.2.2 基礎性實驗訓練

在常規的實驗教學過程中，有方向性地選擇一些驗證性的實驗，讓學生按理論的方法結合實際實驗情況進行比對驗證，然后到實驗室來驗證自己的計算結果，使學生在實驗中理解、吸收理論課中所學的知識。在教學實驗室的各種實驗平臺上進行基本電路、模電、數電、單片機等各種實驗，使學生了解實驗的基本方法、操作步驟等問題。

實踐表明，通過基礎實驗教學，并輔助計算機虛擬仿真實驗，使傳統和虛擬實驗兩者互補。

1.2.3 實踐動手能力的訓練

采取分立和綜合利用的實驗教學體制，各實驗室均能獨立承擔相關的實驗，同時要求各個實驗室可以相互配合使用。例如電機與電力拖動實驗室主要承擔電機、電力電子、調速系統及儀表操作與使用的技能訓練。PLC 實驗室主要承擔工業PLC 基本編程、控制、電機調速等技能訓練。電力系統實驗室主要是通過對典型電力系統實際測試分析，訓練學生利用基本儀器進行實際電力系統工作原理與參數的測試、性能分析、故障分析、簡單故障排除等基本技能，培養綜合應用能力。

1.2.4 科技創新創業能力的培養

將實驗室打造成為學生發揮個人能力的平臺，每學期初學生可以到實驗中心填寫《開放實驗室項目申請表》，開題立項。學生按計劃進行設計制作，項目完成時撰寫結題報告。同時組織參加“互聯網+”“挑戰杯”等高水平科技競賽，以提高學生學習的針對性。通過組織這些活動，培養學生團隊協作能力，同時實驗室的綜合利用率也大大提高。

學生經過這幾個階段的訓練，大部分可以獨立完成各自的科技創新項目，減少了實驗設備和材料消耗。學生有了創新能力，加上緊密聯合企業，調研其實際需求，再來完善自己的課題，逐漸將科技作品產業化，為學生創業打下基礎。

1.2.5 圍繞綜合能力培養，強化配套

無論是基礎訓練，還是實踐能力訓練和創新能力培養，都涉及到教學計劃和培養方案的改革。在電類專業教學活動中，要建立一個高水平的綜合實驗室，就需要有配套的教師隊伍。教學內容的不斷更新，先進的儀器設備逐年增加，指導教師需要不斷掌握新知識、新技術。讓教師到生產第一線實習，鼓勵理論聯系實際的教學模式。讓學生一起積極參與實驗設備維修的研制開發，收到了較好效果[8-9]。

2 科技競賽活動培養大學生綜合創新能力

2.1 科技競賽組織實施模式

大學生創新團隊參加科技競賽，內容一般會涉及多個學科，很多競賽需要不同專業的學生合作完成[10-12]。具有代表性的國內外賽事如“互聯網+創新創業大賽”“大學生節能減排社會實踐與科技競賽”“挑戰杯科技作品競賽”“大學生電子設計競賽”“大學生機械創新設計競賽” 等。學生在參賽前準備有關于賽事的基本材料及其資料，參賽過程中對學過的知識加深理解并完成實踐應用。

2.2 科技競賽成效

學生完成比賽的時候，參賽學生的學習能力、實踐能力等均有較好的提升。經過多年的實踐，競爭所帶來的動力激發出了教育教學大學生自身強大的學習、實踐主動性和自信心。近幾年來參與實驗室活動的學生參加各項國家科技競賽，獲得國家級和省級獎項20 余項，培養學生近300 余百人，通過這些競賽，提高了學生的綜合能力以及在社會當中的競爭能力。

3 建立完整的創新人才培養體系與實踐

3.1 創新人才培養體系建立

要建立完善的人才培養體制，首先針對理論課程開設對應的課程設計、綜合實踐、實習等教學環節，對學生進行分層次培養，發揮大學生創新團隊的作用，讓學生在校期間就可以組織項目的開展和自由創業。針對高年級的學生根據個人的特點，結合其畢業去向從事相關的理論研究和創新項目的工作，使其在完成本科4 年的學習后，基本可以勝任今后的學習和工作。

3.2 創新人才培養的實踐與成效

結合學校的實際情況，經過多年的探索已經形成了比較完備的電類專業創新人才培養模式，培養學生幾百人，完成國家級、省級、校級創新創業項目近百項，學生獲國家級省級以上獎勵30 余項，電氣類專業大四學生一次性就業率達到89%，收到了較好的培養效果。

4 結束語

創新人才培養，依托創新實驗室，大學生創新團隊；經過多年的探索和實踐結合學校自身的條件和特點，建立起了一套的結合電類專業實際情況和需求的人才培養模式和辦法，彌補了理論課程教學的不足，開拓了新的教學方式，針對不同學生的學習興趣，有針對性地進行培養，經過多年的實踐和應用，取得了較好的效果，為今后創新人才培養奠定了理論和實踐基礎。