以应用创新能力培养为核心的电子信息类专业第二课堂科技活动探索与实践

晋春 李效龙 王欣 李锋 王宝忠

[摘 要]应用创新能力培养是课外科技活动开展的核心要素。可以从能力层次、活动形式和实施步骤三个方面，阐述开展第二课堂科技活动实施计划，总结实践成果。实践证明，科技活动的有效组织和实践，激发了学生学习兴趣和主动性，可有效培养学生专业知识、工程意识、创新能力、科研素养。

[关键词]第二课堂 创新能力 科技活动 实践

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 2095-3437（2015）11-0148-02

电子信息产业是一项新兴的高科技产业，产业前景十分广阔。随着信息科学技术的飞速发展，产业规模不断扩大，对电子信息类应用创新型人才的需求也愈来愈多。但是伴随高等教育大规模扩招，大学生就业竞争增大，就业难现象日渐凸显，同时企业为了生存和发展，对人才提出更高的要求，诸如具有2-3年工作经验、应用创新能力、快速学习能力及团队精神等等。这就要求普通高校以适应用人单位为实际需求，面向基层和生产第一线，强调实践能力和动手能力的培养，同时，要培养学生具有更宽广或者跨学科的知识视野，注重知识的有用性，具有创新精神和综合运用知识的能力。

第二课堂，特别是第二课堂的科技活动，作为高校教育教学活动的重要组成部分，具有很强的实践性和科技性，在培养学生的工程应用能力、创新意识和综合素质等方面体现了重要的作用和意义，一直受到社会认可和重视。大学生参与科研等实践活动最早可追溯到1969年美国麻省理工学院首倡的“本科生研究机会计划”（UROP），为本科生提供参加科研工作的机会，经过四十多年的发展和变革，成为国内外诸多知名高校普遍效仿的做法。国内以清华大学、浙江大学为代表的一批知名高校，从20世纪90年代初开始实施“大学生科研训练计划”（SRTP），取得了较好的成效，为其他高校开展大学生科技活动提供了许多宝贵的经验。[1] [2]

一、开展科技活动的指导思路

首先“以学生为主体，以教师为主导”，这是“一条主线”，贯穿于整个活动体系之中，即教师是科技活动的主导者和指导者，学生是主体，是执行人;突出“两个目标”的培养，既要“培养学生的工程应用能力和创新意识”，也要“培养学生的团队合作能力”，这是时代发展的需求;以“三种活动形式”来开展科技活动：技能培训、学科竞赛、科研训练，从基础知识、基本技能、基本应用的学习，到综合知识的运用，有计划分步实践;按学生个人能力有序地培养学生综合素质，分成“四个能力层次”阶段：基础技能层次、综合应用层次、系统设计层次、提高与创新层次。活动形式与能力层次相互交叉，有序进行，可持续发展。

二、开展科技活动的实践

（一）能力层次培养的多元化

1.基础技能：第一课堂很大程度上已经解决了基础知识和基本概念的学习问题，但是受到课堂教学内容和时间等因素的限制，在基本技能和基础应用的培养上还是不够完善，特别是在学习兴趣引导、持续培养上有很多不足之处。因此，我们在本科一年级就开展电子技术入门讲座与培训、EDA软件使用培训、常用仪器仪表使用、兴趣小制作等多项基础技能训练项目，来引导学生产生学习兴趣，培养学生的基本实践能力，为今后的学习打好基础。

2.综合应用能力：丰富的实验室各类资源，为我们开展技能应用能力培养提供了条件。结合实验室的建设和发展，多年来我们逐步形成三个工具型应用方向：430单片机类、FPGA类、DSP类。基于各类实验平台或者实验箱，进行指定的系统设计项目的认知、理解、实践和改进，逐步掌握当前主流系统设计芯片的使用。针对不同年级和专业的学生，我们每年都定期开设430单片机培训、FPGA应用培训、DSP（28XX系列为主）培训，学生根据自身兴趣或专业方向有选择的完成各类芯片的应用培训。

3.系统设计能力：系统设计能力反映了一个学生的综合素质，不仅要对所学知识内容良好地综合和灵活运用，还要具备一丝不苟的工作精神和良好的心理素质。在这个层次上，学生主要面对各类电子设计大赛的能力考验。如全国及江苏省大学生电子设计竞赛、“挑战杯”电子设计作品大赛、嵌入式系统设计大赛等，知识面广，技术含量高，不仅锻炼了学生的分析和解决问题的能力，还培养了他们吃苦耐劳、团队合作的探索精神。

4.提高与创新能力：通过科研训练以及参与教师科研，学生将受到严谨的治学态度和科学方法的良好训练，从而开阔视野，培养自身自学能力、组织能力、团队合作能力和想象能力，发挥创造力和潜能，激发创造精神。

（二）活动形式开展的多样化

1.技能培训：实践技能是基础，是解决问题的手段。第一课堂教学一般都偏重于理论教学，在实践技能讲授上不够深入，也不能充分激发学生的学习兴趣。所以，我们在开展第二课堂科技活动时，首先强调基本实践技能的掌握，基本软硬件工具的掌握。这些实践技能都是通过开展丰富的各项培训（专题学习）来逐步认识、学习和强化的。每年我们开展的专题培训有电子认知实训、电子制作、430单片机应用、DSP系统设计、FPGA应用开发（包括Verilog HDL建模训练）、ARM应用开发等等。我们每年对学生进行的培训多达5千人时数。

2.学科竞赛：学科竞赛是大学生用所学到的理论知识解决实际问题的有效载体。学生通过组织和参与学科竞赛，培养了创新性思维和创新能力、工程设计和动手能力、撰写科技论文能力以及团结协作能力。目前，我们开展的学科竞赛主要有全国及江苏省大学生电子设计竞赛、“博创杯”嵌入式系统设计大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、TI DSP创新挑战赛、Altera FPGA创新大赛等，每年我们指导学生至少完成5项作品。

3.科研训练：学生参与科研训练，能全方位地锻炼他们综合设计、应用和创新的能力。在科研活动中，学生将遇到一系列电子领域中最新发展的新理论、新技术、新手段、新材料，这将大大激发学生的创新意识，迫使学生突破原有的学习范围和模式，建立更为合理的知识结构，使学习变被动为主动。从2008年起，我校每年推出“本科生创新计划”活动，我们团队已立项20多项，每年指导将近30名学生参与其中。

（三）活动体系实践的步骤化

1.前期阶段：从学生入学至二年级上学期，一年半的时间。这是打基础的阶段。这期间学生主要面临着英语考级和高数等多门基础课程的学习压力，课外时间有限。所以这个阶段，以兴趣引导、培养为主，开展基本技能训练和能力培养。主要有专业介绍、电子技术入门、电子小制作等计划项目，此外还安排观摩电子设计等学科竞赛活动，引导和激发学生兴趣。

2.中期阶段：从二年级下学期至三年级下学期结束，一年半的时间。这是学生学习、掌握和实践的黄金阶段，是整个科技活动的核心阶段。这阶段主要培养学生各种专业技能和综合应用能力，如：从430单片机学习入门，逐步掌握电子系统设计的概念、方法和实践，再进一步延伸到DSP、FPGA、ARM的开发应用上。学生自身能力主要通过以上各类赛事来检验和锻炼。

3.后期阶段：四年级，一学年的时间。这是提高和创新的阶段。通过参与科研活动，进一步锻炼自身综合素质，培养团队协作能力和创新意识。我们每年度挑选合适的学生，5人组成一个课题小组，相互协作完成各项科研训练项目和教师科研项目。

三、实践成果和成效

自2008年以来，我们实践教学团队一直积极引导和培育学生对电子系统设计的兴趣和能力，有序有组织地开展科技讲座，开放项目研究，以及参加全国大学生电子设计竞赛、全国嵌入式设计大赛等活动，取得了良好的成绩。获得全国及江苏省电子设计竞赛奖项12项，其中江苏省一等奖2项，全国三等奖2项;“博创杯”全国嵌入式设计大赛奖项5项，其中全国三等奖1项，江苏省一等奖1项;校级大学生创新计划立项25项，校级教研教改项目立项3项。教师和学生的学习能力都得到了锻炼，成绩逐步上升。

通过第二课堂科技活动的设计和实践，取得了明显的教学成效。学生的综合素质和工程实践能力得到锻炼和提高，学生的自信心增强，分析问题和解决问题的能力明显比其他同学强，在专业课实验、毕业设计（论文）上依赖性很少，能独立出色地完成任务，成绩都是优良以上。此外由于知识面广、实践经验丰富，学生在面试和试用时占有较大优势，就业成功率比其他同学高很多。近年来通过第二课堂科技活动培养的学生，大部分都在上海、南京等城市的电子类相关公司的研发单位成功就业，很受欢迎。

第二课堂科技活动的成功实践，也吸引了更多教师积极参与其中，使教师对教育理念和人才培养目标有了新的认识，对能力培养和综合素质教育的重要性和必要性认识有了进一步提高，大大促进了我校教学研究的深化改革。

四、结束语

多年的实践证明，第二课堂科技活动将理论与实践、应用与创新紧密联系在一起，是第一课堂有益的补充和拓展，是挖掘和发挥学生自身潜能，促进学生个性发展的一项重要举措。今后我们将不断完善第二课堂科技活动，提高自身综合水平，营造科技文化氛围，树立科技创新和学术意识，让更多的学生积极参与其中，为培养创新型人才服务。

[ 注 释 ]

[1] 叶民，魏志渊，楼程富，等.SRTP：浙江大学本科教学改革的成功探索[J].高等工程教育研究，2005（4）：55-58.

[2] 邹军，徐元彬.“大学生科技活动”探析[J].高等教育研究，1995（4）：85-90.

[3] 魏志渊，楼程富，毛一平.高校第二课堂活动设计与探索[J].高等理科教育，2005（4）：73-75.

[责任编辑：钟 岚]