電工電子創新教育平臺建設探索與實踐

榮海林 趙云龍 胡 蔓 朱文興 張法業

(1. 山東大學 控制科學與工程學院， 濟南 250061)(2. 山東大學 工程訓練中心， 濟南 250061)

2021年10月12日國務院辦公廳印發《關于進一步支持大學生創新創業的指導意見》。

《意見》明確指出，要加強大學生創新創業服務平臺建設，建強高校創新創業實踐平臺，提升大眾創業萬眾創新示范基地帶動作用[1-2]。

以山東大學為例，山東大學大眾創業萬眾創新國家級雙創示范基地下設諸多創新創業教育平臺，涵蓋文、理、工、醫，面向全校學生提供創新創業教育。

山東大學電工電子創新教育平臺是成立最早的平臺之一，面向一校三地八校園提供電子信息類創新實踐資源，主要是全國大學生電子設計競賽的組織和培訓工作。近年，平臺圍繞立德樹人這一根本任務做了大量改革工作，并取得顯著效果。

1 傳統創新平臺存在弊端

受傳統觀念影響，電工電子創新教育往往被理解成對學生進行一些電子設計技能訓練，忽視了對系統性、高階性和立德樹人這一根本任務的要求，主要存在以下不足[3]。

1.1 實驗平臺低階

全國大學生電子設計競賽涉及知識寬廣，課程眾多，如模擬電子、數字電子、電力電子、測量控制、單片機原理、信號與系統、人工智能等諸多電子信息類學科知識，高校往往利用各課程實驗箱和實驗臺等面向學生開展電子設計培訓，培訓項目比較分散，缺乏系統性和創新性，無法滿足電子設計競賽對發揮學生自主性的要求，亟需多套模塊化電子設計綜合實訓平臺。

1.2 培訓資源不足

面向全國大學生電子設計競賽，大部分學校仍舊是在比賽前的一段時間進行集中培訓，內容也大多是按照所學課程內容進行簡單的理論培訓和焊接訓練，缺少電子設計競賽涉及的多個方向(電力電子、測量控制、儀器儀表等)針對性、系統性的培訓資源，尤其是當前疫情嚴峻形勢下，不便學生大規模聚集，更需要提供形式多樣的培訓資源。

1.3 管理機制不健全

全國大學生電子設計競賽通常以學校為單位統一報名參加，涉及的學生往往來自不同的學院和專業，大多數學校仍是學生自主參與，或者是以學院為單位，缺少規范有序的學校創新創業平臺或者缺少對平臺的管理機制，在一定程度上大大限制了學生創新能力的培養。

1.4 思政教育匱乏

以全國大學生電子設計競賽為代表的學科競賽中蘊含了大量思政教育元素，如家國情懷、工匠精神、民族自信、科技報國等，這些寶貴的思政教育元素在傳統的授課培訓中往往容易被忽略，導致大多數學生只是為了參賽而參賽，為了拿獎而參賽，從而遺漏了最寶貴的素質拓展財富。

2 具體改革舉措

針對實驗平臺低階、培訓資源不足、管理機制不健全和思政教育匱乏等突出問題，充分利用學校和社會優勢教育資源，采取自研自制電子設計競賽系統性實驗平臺、豐富線上線下培訓資源、完善校級管理機制、有機融入課程思政教育元素等措施進行改革。培養熟練掌握專業理論知識、動手實踐能力精練、創新工程素質豐富的創新復合型電子信息類工程人才。

2.1 自制電子設計競賽系統性實驗平臺

根據全國大學生電子設計競賽賽題范圍(涵蓋嵌入式系統類、電力電子類、測量控制類、儀器儀表類等),設計及制作針對全國大學電子設計競賽各種題型的模塊化訓練單元:“基于MyDAQ的電子技術口袋式實驗平臺”和“階梯式電子技術綜合實訓平臺”，如電力電子變流模塊、智能小車模塊、運算放大器模塊、信號發生器模塊等等[4-5]。

2.2 建立線上理論+線下實訓資源

組織教師、企業技術人員以及成功參賽的學生按照理論和實訓分別設計豐富多彩、形式多樣的培訓資源。

(1)線上理論資源：組織經驗豐富的老師和具有參賽經驗的學生錄制MOOC課程“全國大學生電子設計競賽培訓”，知識點包括：全國大學生的電子設計競賽簡介、電子設計的基本要求、常用電子元器件認知及使用、儀器儀表實戰使用方法、基本焊接方法、二極管三極管和場效應管使用技巧、運算放大器組成的算電路、運算放大器選型指南、運算放大器單電源使用方法、有源濾波器、組合邏輯電路、時序邏輯電路、MSP430/STM32單片機使用教程、AD/DA轉換等基礎知識，涉及電力電子技術方向、儀器儀表方向、測量控制方向、信號處理類方向、智能小車方向、無人機控制方向、人工智能方向等[6-7]。

(2)線下實訓資源：聯合企業技術人員開發實訓項目，如聯合德州儀器(TI)公司開展TI處理器實戰應用、運算放大器的應用及電源芯片的實用技巧等項目；聯合北京匠牛科技有限公司開展基于MSP432的TI-RSLK智能小車實訓項目；聯合北京中科浩電科技有限公司開展無人機實訓項目；聯合依元素科技有限公司開展Xilinx FPGA實訓系列項目。

2.3 完善校級管理機制

近年來，在各創新平臺努力下，山東大學相繼出臺了《山東大學大學生創新創業教育平臺管理辦法》《山東大學本科生創新創業實踐學分認定辦法》《山東大學“國家大學生創新性實驗計劃”管理辦法》《山東大學國家大眾創業萬眾創新示范基地孵化園管理辦法》《山東大學示范性學院學生創新創業基金管理辦法》等針對創新創業教育服務平臺的管理辦法和規章制度，一方面激起了學生進行創新創業活動的激情，另一方面，以制度的形式規范、優化了各個創新平臺的教育教學活動[8]。

2.4 有機融入課程思政教育元素

首先，教師首先要做到的是將課程思政教育理念根深蒂固，要明確培養什么樣的人才，向學生講述一些偉人事跡，如兩彈一星元勛、知名學者如何利用科學技術解決我國卡脖子工程問題，充分弘揚愛國主義精神。

其次，在日常訓練或者培訓課程中，將課程思政教育元素有機融入訓練題目，如在信號處理方向題目中，可引入在國外勢力層層打壓下，我國在5G通信領域的領先地位，樹立民族自信，科技自信，進一步踐行社會主義核心價值觀[9-10]。

3 實施成效

采取自制電子設計競賽系統性實驗平臺、豐富線上線下培訓資源、完善校級管理機制、有機融入課程思政教育元素等措施進行改革，經多年實踐檢驗，眾多學生從中受益。

3.1 實現資源共享，輻射省內外高校

在學校創新創業學院頂層設計下，濟南校區由控制科學與工程學院電工電子創新教育平臺、青島校區由信息科學與工程學院電工電子創新教育平臺、威海校區由機電與信息工程學院負責貫徹落實，以智慧互動教室為載體，在全國大學生電子設計競賽培訓全新模式下，一校三地共同發力，同頻共振，徹底打破專業間、學院間、校區間隔閡，我校全國大學生電子設計競賽推入快速發展軌道，已向省內外其他高校(中國石油大學、中國海洋大學、北京工業大學、山東科技大學、青島大學等二十余所高校)輻射。

3.2 完成豐富線上線下培訓資源

通過建立線上課程教學和線下實訓的方式，充分利用模塊化全國大學生電子設計競賽實訓平臺，結合TI、北京匠牛、北京中科浩電、依元素科技等技術公司成熟培訓資源，真正做到坐得住，有得學，學有獲，極大刺激學生學習積極性。

3.3 自制系列電子設計創新實踐教學儀器

自制兩套面向大學生電子設計的實驗實訓平臺：“基于MyDAQ的電子技術口袋式實驗平臺”和“階梯式電子技術綜合實訓平臺”，根據全國大學生電子設計競賽賽題范圍(涵蓋嵌入式系統類、電力電子類、測量控制類、儀器儀表類等)，自制模塊化電賽訓練模塊，方便進行各種賽題訓練。并分別于2018年和2021年榮獲第五屆和第六屆全國高等學校教師自制實驗教學儀器設備創新大賽三等獎。

經多年建設與實踐，山東大學電工電子創新教育平臺平均每年受益2000人，對學校的專業建設、評估認證等起到重要支撐作用，對培養學生卓越的創新實踐能力、嚴謹的科學探索精神和以德為本、以業為基的綜合素質具有強有力的助推作用，平臺建設成果獲2022年山東省高等教育教學成果一等獎。

4 結語

為響應國家對加強大學生創新創業服務平臺建設要求，山東大學電工電子創新教育平臺作為電子信息類學生進行電子設計最重要的活動平臺，全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，立足新發展階段，貫徹新發展理念，構建新發展格局。結合具體實際，圍繞全國大學生電子設計競賽積極研究制定和落實支持大學生創新創業的政策措施，及時幫助大學生解決實際問題，體系完善，內涵豐富，切實以學生為中心，以立德樹人為根本任務，具有較強可復制性和較高推廣價值。