联合实验室培养电子类卓越工程师模式实践与探索

曾国强, 吴 刚, 李 勍, 葛良全, 李少达, 邓 辉

(成都理工大学 核技术与自动化工程学院, 四川 成都 610059)

联合实验室培养电子类卓越工程师模式实践与探索

曾国强, 吴 刚, 李 勍, 葛良全, 李少达, 邓 辉

(成都理工大学 核技术与自动化工程学院, 四川 成都 610059)

如何培养国家需要的一大批创新能力强、适应社会发展需求的电子类卓越工程师,已经成为众多工科类高校不断探索的热点问题。结合我校电子类联合实验室近年来在学生培养方面的不断探索和研究,提出了联合实验室培养卓越工程师的主要措施:构建开放型联合实验平台、建立高水平的师资队伍、组建创新型学生团队、完善联合实验室运行机制。

大学计划； 卓越工程师； 开放实验教学； 创新人才培养

全国高校扩招以后,高校毕业生从2000年的107万人发展到了2014年的727万人,加之近期,中国经济增速放缓,就业岗位需求减少,高校毕业生就业形势异常严峻,已成为社会关注的焦点之一[1]。近几年全国大学生的就业情况统计显示，电子类学生就业形势较好,但从企业、单位反馈的信息来看,近年来高校培养的学生质量有所下降,学生在学校掌握的知识和实际工作存在较大差距。企业希望高校培养理论知识扎实、动手实践能力强、具备一定前瞻性的人才,而《卓越工程师教育培养计划》(简称《卓越计划》)的实施,就是为适应社会经济发展,培养造就一大批创新能力强、高质量的各类型技术人才[2]。

高校电子类理论课的教材对近几年的新技术、新知识涉及较少[3],并且现有的实验教学,演示性、验证性实验项目多,留给学生独立思考、自由发挥的余地很少。不少实验项目陈旧,激发不起学生的兴趣,许多实验仪器设备的技术性较低，与国际先进技术比有较大差距[4]。这些都无法适应电子类的卓越工程师培养要求。为了提高教学质量，许多高校与世界500强外资企业共同建立联合实验室。目前，不仅在清华大学、北京大学等国内一流高校建立联合实验室,在普通的高校中也建立一定数量的联合实验室,涉及嵌入式系统、数字信号处理、可编程逻辑控制器、大规模集成电路等电子行业的各个分支领域。因此,在高校中充分利用联合实验室资源,培养适合现代社会发展的电子类卓越工程师具有重要意义。

1 联合实验室优势资源

1.1 联合实验室在高校

随着电子技术的迅猛发展,对高校培养的电子类学生的工程实践能力和创新能力都提出了较高要求,在原本基础教学的基础上,将行业新技术、新方法引入到教学实验中。但建设这样的现代电子技术实验室需要持续投入大量的经费,以保持实验室先进性[5]。同时,一些外企为了扩大其产品的影响力、发展中国潜在客户,积极与中国高校建立电子类专业校企联合实验室,无偿向高校提供实验设备和套件产品,并且把建立联合实验室列为一项长期性的战略计划。全球500强公司诸如Intel 、TI 、Siemens 等都在国内相关高校设立了联合实验室[6]。据Intel公司官方报道，在中国建立联合实验室的高校已经超过100所,据TI公司官方统计，已经在中国300多所高校建立了联合实验室。建立联合实验室的高校还在逐年增加,这些外企为中国高校输入了大量宝贵的技术资源。

1.2 联合实验室平台资源

联合实验室具有较好的平台资源,加强了高校教学科研与产业创新结合,促进高校科研成果转化,并在产业发展方面起到了积极助推作用。外企在中国高校中以赞助电子竞赛、设立联合实验室、开设大学课程、举办夏令营、提供奖学金、提供实习机会等方式来开拓市场,向我国输入了先进的电子技术资源。

(1) 课程建设方面。企业协助高校开展电子类的一些最新技术培训、课程建设,以及技术教材资料的编写整理等,为学生提供了业界先进的技术资料,让学生能够在学校里接触到业界的先进技术,有效地扩展了学生的知识面。

(2) 技术支持方面。企业会为联合实验室提供技术支持,包括芯片、设备、开发板、软件工具等,让学生能够在学校将学到的先进知识应用于实践,在工作前掌握业界较先进的技术。

(3) 教师培训方面。企业也会为高校做许多教师培训课程,帮助高校建立相关专业师资。

(4) 开放资源方面。联合实验室不同于普通实验室的验证性实验,学生在这里可以进行自主学习、电路设计、仪器研发,不仅使学生受益面广,还可大大提高实验室设备的利用率,有力地改善教学与实验条件[7]。

(5) 实践能力培养方面。联合实验室可为广大在校学生提供实践活动,培养和锻炼其工程实践能力,为企业和科研单位输送优秀的专业人才。

2 运用联合实验室资源,培养卓越工程师

2.1 构建开放型联合实验平台

高校与外企的联合实验资源在行业内具有技术先进性,联合实验室在各高校内都是教学、科研、实验的重要场所。联合实验室的资源除了承担创新型课程实验外,也面向电子类不同专业、不同年级的学生在课余时间开放,学生能够全天候在联合实验室学习、动手实践。联合实验室不仅设施设备开放,更要营造创新氛围浓厚的实验室环境,广泛吸收优秀学生参与实验室创新实践活动,鼓励学生参加电子类的国内外大赛,锻炼学生的综合实践能力。

2.2 建立高水平的师资队伍

《卓越计划》以培养创新能力、实践能力强的学生为目标。培养高质量的学生需要一大批学有专长、科研能力强、与时俱进的教师，这是对于师资力量的一个挑战。教师除了要对学生创新型项目进行制定外,更多的是要不断给学生提出指导性建议。教师自身要有创新精神,具有较好的实践能力,能够分析出道理、想出办法、做出表率,既能教会学生技能还能启发学生的思路,以自己在教学和科研中展现出的创造性思维点燃学生的学习热情[8]。因此,要求有高水平的教师做指导,开设一系列适合卓越工程师培养的实验课程,引导学生尽早进入工程领域。联合实验室通过学术论坛、专题研讨会、师资培训班等方式,为教师拓宽了获取先进知识的渠道。联合实验室相关教师很容易获得最先进的硬件和软件,而不需要与销售人员、供应商打交道,让教师队伍在实验室内就能接触和使用专业领域最前沿、最先进的技术,为教师科研项目提供良好的技术支持。开展这些活动,能够使教师的科研实力不断增长,提升教师队伍的理论水平与科研水平。

2.3 组建创新型学生团队

组建创新型学生团队,保障联合实验室卓越工程师的优质学生来源。联合实验室不但要运用实验室教师资源,还要充分调动起学生的积极性,带领学生组建形式多样的专业性质学生团队,如开发组、兴趣队、创新社团等。联合实验室平常安排富有创新精神、经验丰富的教师对学生团队予以指导,例如全国电子设计大赛的校内专家教师对各个年级的学生指导等。经过多年来的探索和研究,我校在联合实验室学生培养方面逐步形成了卓越工程师24字培养方针“立项目,读文献,写笔记,搞设计,做实验,理数据,勤分析,出成绩”,实验室的每一个学生,按照24字方针进行学习和实践,随着一个又一个比赛和项目的完成,不但能够掌握工程师的实践技能,更能掌握一生受用的学习方法,实验室也能够逐步形成电子类卓越工程师培养的学生梯队。

2.4 完善联合实验室运行机制

从国内高校与外企联合实验室现状来看,联合实验室虽然有外企每年的硬件投入,但还需要学校在师资力量、配套设施、激励机制等多方面予以保障[9]。加快建立和完善联合实验室运行机制迫在眉睫:建立学生创新项目立项制度的平台,能为师生创造一个较好的科研环境；建立联合实验室教师绩效考评制度,对指导教师的业务水平进行考评；建立联合实验室学生立项奖励制度,激励学生不断参与创新实践和参加各类竞赛；建立学生创新创业保障制度,对创新创业的学生联合实验室给予的技术指导支持等。形成促进联合实验室健康快速发展的激励机制,加快保障制度建设,完善运行机制,提升联合实验室的科技创新能力和培养卓越工程师。

3 联合实验室促进学生发展

3.1 以实验训练培养学生的基础实践能力

在我校的几个联合实验室中,SIEMENS联合实验室提供了近300万元的设备,建立了较为全面的PLC控制实验室；TI联合实验室提供了300套MSP430系列单片机开发板和实验箱,以及优质的TI芯片；Xilinx联合实验室提供了FPGA支持。这些联合实验室为我校开展学生的基础性实验课程提供了支撑。实践是创新的源泉,只有通过实践才能发现新的问题,寻求解决新问题的方法。在这个过程中学生将所学的知识应用于实践,不断积累知识,自然就能触类旁通,提升技术水平。

3.2 以科技竞赛培养学生的创新能力

目前外企在国内建立联合实验室的同时,也支持了不少国内电子类全国大学生竞赛，如Intel赞助的嵌入式邀请赛、Xilinx赞助的亚洲创新设计大赛、TI赞助的全国电子设计竞赛等。其中全国电子设计大赛是教育部倡导的大学生科技竞赛之一,是目前参加高校最多、学生参与最广泛的竞赛,也最受电子类专业学生的重视与青睐。电子设计竞赛形成了奇数年NEC赞助的全国性竞赛与偶数年TI赞助的省赛格局,每年的设计题目紧扣社会需求与科学前沿,并且具有综合创新性。参加这样的全国性竞赛,要求学生在较短时间内完成复杂综合性的任务,极大锻炼了学生的综合实践能力,培养学生的创新思维,增加了学生实践的机会,接触到电子信息领域的最新前沿技术,培养学生的创新能力,提升了学生整合知识、应用知识、解决问题的能力。竞赛极大促进了实践教学改革,这将有助于电子信息类卓越工程师人才的培养。总之,学生参加国内外竞赛,能使学生的理论知识水平、动手能力和创新能力得到协调发展,有利于教学与竞赛的结合,有利于培养学生的实践能力、创新精神和合作精神[10]。

3.3 联合实验室以“行业标准”培养符合社会需求的工程师

电子类卓越工程师具有专业的特殊性,要求学生必须具备较强的实践能力[11]。学生在校期间能学到多少电子类的专业知识,不是学生阶段最重要的。最重要的是在日常学习过程中,学生是否已经开始建立起科学合理的知识结构,建立工程实践的初步经验和方法,并能在今后工作中尽快上手。联合实验室培养电子类学生，一直秉承培养卓越创新型人才的理念,在遵循教育规律的同时,注重对学生学习能力、实践能力、创新能力的培养[12]。我校电子类专业先后与多家企业签订了联合培养协议,涉及物联网、嵌入式、智能仪器、电力电子、地质灾害仪器等多个领域，与企业零距离对接,使培养的学生更符合社会经济发展的需求,方便学生就业。通过联合实验室培养的学生,为企业所需的优秀人才做好了发现、培养和储备工作。

4 结束语

高校与国内外企业建立联合实验室,弥补了高校,尤其是省属地方院校在实践教学上资金投入的不足,避免了高校教学内容与社会行业需求的脱节,成为了高校本科人才培养计划的有益补充,使高校人才的培养内容与行业需求同步,是提升高校学科建设和人才培养质量的快捷有效途径。人才培养是一项复杂的系统工程,构建适合于电子类专业卓越工程师人才培养的模式[13],需要结合高校实际制订相应的培养方案。联合实验室的实施让企业和高校建立了良好的合作关系,共同培养业界需要的人才,这种合作方式以行业需求为导向,以传播先进的技术为理念,符合教学规律,有利于创新型人才的培养,并具有较好的可复制性和推广性,使得高校与企业双方受益,可长期稳固地合作,最终促进社会进步。

References)

[1] 李璞,杨德祥.提升大学生就业竞争力的培养体系研究[J].东南大学学报：哲学社会科学版，2010,12(2):122-125.

[2] 丁光彬,张红光,于佐东,等.CDIO工程教育模式下学生学习评估方法探索[J].中国电力教育,2010(32):52-53.

[3] 曾国强,吴刚,葛良全.依托创新型实验室的本科人才培养模式探索[J].实验科学与技术,2013,11(5):150-152.

[4] 齐永钦.创新教育与高校实验教学改革[J].实验室研究与探索,2002,21(3):9-10.

[5] 许春冬,吴军.高校校企联合实验室建设与发展对策研究[J].江西理工大学学报,2011,32(2):35-37.

[6] 韩德强,邵温,张丽艳.实验室创新教育的探索与实践[J].实验技术与管理,2010,27(3):280-281.

[7] 尹燕霞,李洁,孙秀英.生物学实验室开放研究与实践[J].中国现代教育装备,2009(11):122-124.

[8] 王春荣,滕宝仁.依托工程训练中心优质资源构建大学生创新平台[J].实验技术与管理,2014,31(11):147-149.

[9] 伍扬.校企联合实验室合作模式的实践与探索[J].实验技术与管理,2014,31(10):234-237.

[10] 林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究,2011,32(2):47-55.

[11] 曾国强,吴刚,李勍,等.以工程训练中心为载体开展“四维”创新人才培养[J].实验室研究与探索,2014,33(5):134-137.

[12] 张忠福.建立以能力培养为中心的实践教学体系[J].实验技术与管理,2011,28(2):11-14.

[13] 吴绍芬.校企深度合作培养卓越工程人才的思考[J].现代大学教育,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

国家自然科学基金项目(41474159)；四川省卓越工程师计划(11100-14Z00331)；成都理工大学中青年骨干教师培养计划(JXGG201408)

曾国强(1980—)，男，福建福鼎，博士后，副教授，成都理工大学核技术与自动化工程学院副院长，主要从事核电子学与核仪器研究.

E-mail：24829500@qq.com

G642.0;G482

A

1002-4956(2015)8- 0034- 03