基于科技竞赛的测控专业创新实践能力培养

刘霞+段志伟+刘继承+姚建红+曹广华

摘要：科技竞赛活动是本科生创新教育体系的重要组成部分，是培养学生创新实践能力的重要途径之一。本文以测控技术与仪器专业为例，依托科技竞赛，确定了实践教学培养目标和实践教学体系，给出了课程设计、实习、毕业设计以及实验等实践环节的具体改革措施。从搭建科技创新实践平台、完善科技竞赛制度平台和强化科技竞赛智慧平台三方面，介绍了使科技竞赛长效、稳定的具体措施。对测控专业创新型实践能力的培养进行了探索。

关键词：科技竞赛；创新能力；实践能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0076-02

随着电子信息技术的飞速发展，各行业对测控技术与仪器专业的需求速度是空前的。培养测控技术与仪器领域综合素质、实践能力和创新能力强的高等技术人才显得尤为重要[1]。实践教学是工科专业教学的关键，学生的动手能力、工程实践能力和创新能力都要在实践中获得锻炼，也在实践中得以体现。而科技竞赛活动是本科生创新教育体系的一个重要组成部分，是培养学生创新实践能力的重要途径之一[2-4]。因此我专业依托科技竞赛，对测控专业的实践教学体系进行了改革和探索。

一、更新教学理念，确定实践教学培养目标

为提高学生的创新能力和实践能力，必须要不断地更新教学理念。目前，实践教学改革多数是注重课程学时、内容的调整，并没有从教学思想和管理上提出可行的适合学生创新能力和实践能力的措施。因此，确定本专业实践教学的培养目标是培养以光、机、电、算为学科基础的人才知识结构，培养适应能力强，具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面基础知识，能在测量与控制、仪器与系统的设计制造等领域从事科技开发、应用研究、运行管理等工作，具有一定的人文素养和团队合作精神，具有创新精神与实践能力的高级工程技术人才。

二、优化实践课程，完善科技竞赛体制下的实践教学体系

实践教学不是简单课程实践的拼凑，而是一项系统工程。根据我专业特色，确立了工程实训->实验->课程设计->实习->毕业设计->课外创新多层次实践教学体系，培养学生的专业基本技能、综合能力和创新能力。

（一）实践教学的体系结构

实践教学体系中主要以培养三个能力为主：

1.专业基本技能。主要由计算机应用能力、工程实训、课内实验等构成，目标是培养学生的专业基本素质。

2.综合能力。主要由课程设计、实习、毕业设计等环节构成，目标是培养学生能够综合运用所学知识、技能，独立进行传感测量技术应用、简单仪器仪表开发、简单测控系统设计等专业综合素质。

3.创新能力。主要由科技竞赛、创新实验、社会实践等构成。目标是培养学生的创新素质、团队合作精神和实践能力。

（二）借鉴科技竞赛理念，改革实践课程的组织形式

1.课程设计教学组织形式。借鉴科技竞赛理念，对课程设计进行了创新。从课程设计的选题上，对历年全国赛事的题目进行拆解，设计出符合学生课程设计难度的题目，使设计题目更新颖、更接近生活生产、更趋向于解决实际问题。从学生选题上，要求学生每人一题，独立完成课程设计。从设计要求上，要求学生完成方案制定、硬件设计、软件设计、仿真调试、撰写课程设计报告等任务。从课程考核上，增加了答辩环节，在答辩环节中学生通过对自己的作品进行介绍和展示，不但锻炼了学生的表达能力，还能激发学生的荣誉感，从而激发学生的积极性。

2.实习教学组织形式。传统实习模式一般都是到实习单位参观的模式，导致学生动手能力培养不足。本专业实习分成现场实习和实验室实践两个阶段。通过合理安排现场实习和实验室实践的时间，充分发挥现场和学校实验室各自特点，优势互补，提高实习效率和实习质量。

3.毕业设计教学组织形式。在毕业设计环节中，在指导教师配备上，引入企业客座教师，加强指导教师力量。在选题上，针对青年学生善于接受新生事物、喜欢面对挑战性工作的特点，在毕业设计中引入企业问题及大赛综合性题目，从而提高学生兴趣。在答辩环节上，学生展示自己的作品，讲解设计方案、原理以及实现过程，阐述自己的创新点，从而评选创新论文。

4.实验教学组织形式。主要从三方面进行了改革。灵活的实验时间：现在学生的计算机拥有率较高，同时实验室的开放也已基本做到日常化，因此可以提前布置实验任务、进行实验指导，将设计、制作和仿真调试工作前倾，由学生课后自主完成，最后集中现场调试和考核。灵活的实验方式：实验分为基础型实验、选做实验、自主设计型实验等不同层次的实验环节，学生可根据自己的能力完成相应的实验内容，体现实验课程的因材施教，分层次教学；灵活的实验内容：在实验教学中采用“积木式项目驱动法”，对实验内容进行模块化设计，每个模块设计一个实例项目，在项目驱动下展开理论教学和实践教学，再将每个模块象搭积木一样进行组合，从而完成比较复杂的项目。

三、建立开放性实验室，搭建科技创新实践平台

实验室是培养创新人才的实践基地，因此，开放实验室的建设是培养学生创新能力和实践能力的必备条件。实验时间开放：实验室全天开放，采取实验指导老师和学生共同负责制，选出高年级学生作为实验室组长，负责老师不在时实验室的管理，解决了指导老师无法全天在实验室的困难；实验对象开放：不但对本专业师生开放，而且对全院师生开放，做到资源共享；实验内容开放：包括实验室自拟项目、学生自选项目、科研项目以及科技竞赛项目等多种类型。开放实验室可根据科技竞赛的时间，定期组织赛前培训、集中训练、参赛制作、赛后总结讲座等，将开放实验室建设和科技竞赛有机结合，有计划、有组织地进行开放实验室的指导工作。

四、健全机制，完善科技竞赛制度平台

（一）完善科技竞赛的管理机制

我专业从选拔、选题、赛前培训、竞赛和赛后总结等环节入手，各环节紧密配合，形成了良好的科技竞赛管理机制。endprint

1.公开选拔和优化组合机制。参加科技竞赛的学生面向本专业全体学生进行公开选拔，选拔时主要从以下几个方面进行考核：知识综合运用能力、解决问题能力、团结协作能力、表达能力、组织领导能力等。初选出综合能力较强的或单方面能力强的学生。通过培训再次优选。最后根据优化组合的原则确定参赛队伍的人员构成。参赛队最好由新老队员交叉组合，既发挥老队员的比赛经验优势，又锻炼了新队伍。

2.科技竞赛项目选题机制。竞赛具有科技性、实践性和探索性的特点，尤其突出创新。因此，选题一定要有创新性，且具有较强的应用性。在选题方面，结合测控专业的特色，运用传感器测量以及控制知识，结合历届问题和社会需要，选择相关的科技竞赛题目。

3.赛前培训机制。赛前培训主要分成基本技能培训和实物项目培训两个阶段。基本技能培训主要包括语言培训、电路图和电路板制作培训、单片机等控制器应用培训，培训中主要通过实验板和实验箱完成训练项目。实物项目培训阶段主要包括项目方案的确定、硬件电路设计、软件程序设计、算法设计以及实物焊接与调试等过程，全部由学生自主完成，老师进行方向性指导。通过赛前培训重点培养学生扎实的基本技能、分析问题、解决问题以及综合应用等方面的能力。

4.竞赛指导机制。在竞赛过程中，由指导老师与参赛队员共同讨论选定题目，由参赛队员按照题目及设计要求确定方案、元器件选用、软硬件设计及调试等，指导老师从整体方案、进度情况进行把关，及时解决学生遇到的问题，提出改进意见。

5.赛后总结机制。赛后，要求指导教师和学生及时对竞赛过程作出总结。主要从赛前准备、竞赛过程以及用到知识进行总结、对竞赛过程中的成功与失败进行分析。对本专业各年级学生通过讲座的形式，将竞赛的成果进行展示，通过获奖学生的亲身经历和赛后感受激发其他学生投入科技竞赛的热情，扩大学生参与科技竞赛的规模。

6.完善科技竞赛的奖励机制。为确保学生科技创新活动常态化、制度化，建立长效机制，适当的奖励机制是必不可少的。划拨科技竞赛专项经费，确保科技竞赛的顺利完成。对获得奖项的学生给予创新学分，在评奖评先中予以加分，在保送研究生中给予加分，在就业中给予推荐。对于指导教师给予相应的奖励和认可，充分调动指导教师和学生的积极性。

五、优化队伍，强化科技竞赛智慧平台

指导老师在科技竞赛中发挥着主导作用，是参加各类科技竞赛的重要保障条件。因此，要有效提高学生科技竞赛活动的层次和质量，必须选拔和培养一批科研能力强、技术水平高、责任心强的教师，组成科技竞赛指导小组，为学生参与科技竞赛提供辅导、技术支持以及心理指导，为学科竞赛构建一个核心的智慧平台。

科技竞赛指导小组的职责是对学生进行专业知识、专业技能及设计方法方面的培训，对学生在竞赛中遇到的技术问题给予及时的指导，对学生出现的心理问题给予及时的疏导，使学生通过一个个项目的完成，树立自信心。

六、结论

几年来，在课内实践教学环节中借鉴各类科技竞赛的理念，通过对课程设计等实践教学环节的改革与探索，培养了学生的实践能力、动手能力和创新能力。为保证科技竞赛的长效稳定，搭建了科技创新实践平台、完善了科技竞赛制度平台和强化了科技竞赛智慧平台。实践证明，科技竞赛活动已得到了学生的普遍认可和欢迎，学生的参与率也大幅增加，学生的实践创新能力得到了增强，达到了对学生实践创新能力可持续培养的目的。

参考文献：

[1]教育部，财政部.关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程[C].2007.

[2]曾华英，郭翠娟，吴骏.科技竞赛培养学生创新和实践能力的现状探析[J].中国电力教育，2013，（28）.

[3]杨威.依托科技竞赛和创新性实验计划培养大学生科技创新能力的研究[J].思想政治教育研究，2010，（2）.

[4]孟梦.以科技竞赛为载体的创新人才模式研究[J].科教文汇，2013，（12）.endprint