面向“大工程观”和创新创业的专业实验平台建设

罗 霞 罗 阔 陈润恩 李 震 刘洪山 王 建 刘 江

1.华南农业大学电子工程学院 广东广州 510642

2.华南农业大学工程学院 广东广州 510642

实验室与实训基地建设

面向“大工程观”和创新创业的专业实验平台建设

罗 霞1罗 阔2陈润恩2李 震1刘洪山1王 建1刘 江1

1.华南农业大学电子工程学院 广东广州 510642

2.华南农业大学工程学院 广东广州 510642

面向“大工程观”和创新创业教育背景，针对电子科学与技术专业实验平台建设进行了探讨，主要包括完善实验实践教学体系、改革实验实践教学方式、创新创业培养模式和科研项目实践与学科竞赛培养模式等方面。实验教学效果表明该实验平台可以增强学生的动手能力，培养学生的创新精神。

大工程观；创新创业；实验实践教学；改革；教学效果

随着科技和经济的迅速发展更加需要具有坚实的基础知识、宽厚的专业知识和具备创新创业的高素质工程人才[1]。培养大学生的创新精神成为深化高等教育改革的重要内容。而提高大学生的实践能力则是培养大学生创新精神的关键和突破口。“大工程观”教育理念最早是由美国麻省理工学院院长Joel Moses 在 20 世纪末初次提出的，其本质是将科学技术、工程实践及人文环境等非技术因素融合在一起，具有整合性、实践性及创新性的“工程模式”教育理念体系[2]。这对于我国高校在工程教育改革方面具有很好的借鉴作用。

我校电子科学与技术专业是工程光学、光电子技术、激光原理与技术、集成电路设计基础、光电子器件等相互渗透形成的高新技术学科。专业培养计划要求培养能够在电子、通信、半导体技术与器件、光电子信息等领域从事研究、开发具有创新精神的高素质应用工程人才，成为科技兴农的主力军。因此我校顺应教育部“大工程观”和创新创业改革的需要，对电子科学与技术实验实践教育平台进行改革，培养出更加符合社会发展需求的高素质的电子科学与技术专业工程人才。

1 完善实验实践教学体系

现代工程是一个复杂的系统工程，强调创新性和综合性，需要多学科交叉与融合，分散的实验资源难以适应当代现代工程人才的培养[3]。我校克服了本位主义，打破了单一学科的壁垒，共享资源，共同发展。目前我校电子科学与技术专业包括光电子技术和微电子技术两个研究方向，在课程体系合理设置基础上，进一步整合实验资源，建立了跨学科的综合实验平台，分为电子类基础实践平台、专业基础实践平台、专业综合实践平台、专业创新实践平台四大部分构成。电子类基础实验平台主要完成电路实验、电子技术实验、大学物理实验、计算机基础实验以及工程基础训练等；专业基础实验平台主要完成工程光学实验、激光原理与技术实验、集成电路基础实验等基础实验；专业综合实验平台主要完成光电类综合设计实验，主要有单片机、ARM、激光应用、光电测试等；专业创新实践平台为学生提供参与科技竞赛等创新创业条件，包括大学生电子设计竞赛、光电设计竞赛、大学生创新创业大赛等。

2 改革实验实践教学方式

2.1 构建校级工程训练中心

学校工程训练中心(以下简称“中心”)自成立之日起，面向全校学生进行工程技能和工程训练，成为我校大学生进行工程训练和创新活动的重要基地，为专业本科生的工程训练提供了共享平台。中心推行光、机、电、控、管等多学科融合的工程实践教学理念，以满足不同专业学科的学生工程训练教育。工程训练项目由认知训练、工程技能训练、综合创新训练等组成。其中，认知训练中包括机械基础、电工电子技术、拖拉机构造、汽车构造等方面的认知教育，工程技能训练包括数控车削加工、注塑成型加工、电气焊与锻造、激光数控加工、刨削与钳工等训练，综合创新训练包括机械创新技术、电子设计创新实践、先进制造系统训练等环节。基本具有机械、电子、自动化、车辆、测控仪器、工程管理等多学科背景，并可以完成一定的工程项目的教学实验平台[4]。

2.2 实验课独立设课

传统的实验课是依附于理论课，而且学时较少，一般实验学时设为4～6学时，学生动手实践的机会是很少的，经过本科生培养方案的修订，整合实验资源，实验课不再依附于理论课程，将系统性较强的实验技能知识单独设课，偏重于对实验技能的培养和训练，例如有电子科学与技术基础实验(40学时)、电子科学与技术综合实验(32学时)、电子科学与技术拓展实验(32学时)，都作为独立的必修考试课程。同时还加强了实践环节教育，包括课程设计、创新创业、毕业实习、毕业论文/设计等内容，实践教育环节学时数约占专业培养计划的1/3，充分整合实验室资源，鼓励学生自行设计实验方案(如图1所示)，加强实验实践能力和动手能力，不断培养学生的创新精神。

图1 学生自行设计实验

2.3 建立开放实验和非开放实验

开放实验是一种有别于传统教学模式的新型教学改革项目，也是满足实验教学、课程设计、教学实习、毕业论文、毕业设计的任务和课题研究的需求，学生可以自主安排时间进行实验，非开放实验是指需要统一安排时间并需要实验指导教师亲自指导的实验，一般主要是需要使用大型贵重实验仪器的实验。

根据自身特点和实验教学需要，采取如下几种方式向学生开放实验室：一是全天开放；二是根据教学计划，固定时间段向学生开放；三是网上预约开放实验室，学生提出申请拟做的实验项目，由实验室负责人根据学生人数、实验内容和预约实验时间安排实验仪器设备、器材和实验指导教师，然后学生完成拟定的实验内容[5]。

3 创新创业培养模式

在促进大学生创新创业工作有关精神的指引下，我校于2014年10月成立了创新创业学院，坚持以“立德树人，守正创新”为工作理念，立足农业大学的学科特色和专业特色，以创新促创业，以创业带就业，从顶层设计、平台建设、资源整合、组织动员、氛围营造等方面着手，把创新创业教育融入人才培养全过程，逐渐形成了以“立体式、链条式、递升式”为特色的大学生创新创业教育工作模式。每年有近千名大学生参加大学生创新创业训练计划项目，这些课题从文献检索、选题确定、开题答辩、实验设计和实施、论文或专利撰写、项目验收等环节，全部由学生自己及其团队在指导教师下完成，在整个过程中要求学生为完成相应的项目为目的进行有针对性的工程实践，增强其获取知识的主动性，真正做到学以致用。不断培养大学生的动手能力、分析解决问题能力以及团队意识、科研作风和创新精神[5]。

4 科研项目实践与学科竞赛培养模式

我校南方农业机械与装备关键技术实验室是教育部、农业部重点开放实验室和广东省高等学校重点实验室，拥有光电类基础仪器，例如多光谱成像仪、地物波谱仪、高光谱农产品检测装置、拉曼光栅光谱仪等。教师的科研项目中离不开光电子基本理论和研究方法，因此可以将科研资源转化为教学资源，优选出少数基础较好、实践能力较强的优秀学生参与到老师的科研项目，在老师指导下，承担一部分工程项目的研究任务，在整个研究过程中，极大地提高了学生的学习热情和体验创新的过程[6]。

为了锻炼学生创新创业能力，引导和激发学生的科技兴趣和探索精神，我校组织学生参加全国大学生电子设计竞赛、光电设计竞赛、全国大学生创新创业大赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛等全国性大学生学科竞赛，赛程包括文献检索、设计、制作、调试、答辩等环节，通过比赛，推进了大学生的团队合作精神，激发创新思维，形成了浓厚的团队文化氛围[7]。

5 结束语

我校立足区域经济培养应用型人才为宗旨，紧密结合广东经济社会发展需求，“大工程观”背景的教育理念和创新创业教育与我校的办学定位和电子科学与技术专业的办学基础和人才培养方向特点相适应。在全国大学生电子设计竞赛中，2007年有3支参赛队获得广东省一等奖； 2009年获得全国一等奖1项，全国二等奖3项，7支参赛队获得广东省一等奖，5支参赛队获得广东省二等奖；2011年2支参赛队获得全国一等奖，3支参赛队获得全国二等奖；2013年有1支参赛队获得全国一等奖，4支参赛队获得全国二等奖。在2014年广东省大学生电子设计竞赛中，4支参赛队获得广东省一等奖，7支参赛队获得广东省二等奖。在全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛和全国光电子设计大赛都取得了较好成绩。以“大工程观”背景的教育理念推行为契机，引入创新创业教育方式，通过深入的电子科学与技术实验实践教学改革，以实际工程为背景，以工程技术为主线，探索适于区域与行业特色鲜明的农业院校培养模式与方法。

[1]何新华,陈志武.面向创新型人才培养的专业实验教学体系研究与实践[J].实验技术与管理,2009,26(10):24-26.

[2]谢笑珍.“大工程观”的涵义、本质特征探析[J].高等工程教育研究,2008(3):35-37.

[3]杨延清,张远明.基于大工程观的实践教学改革探索与实践[J].中国教育技术装备,2015(12):186-188.

[4]罗霞,罗阔,陈润恩. 基于“卓越计划”工程训练中心建设与实践[J].实验室研究与探索,2013,32(8):439-441.

[5]罗霞,罗阔,李震.电子科学与技术专业实验实践教学的建设与研究[J].湖南科技学院学报,2015,36(5):43-44.

[6]王章豹,张辉,洪天求.卓越工程师“七化”培养模式的探索与实践[J].创新与创业教育,2013,4(4):1-6.

[7]居里锴,徐建成.“大工程观”下工程实践教学改革的探索与实践[J].中国大学教学,2013(10):68-70.

Construction of Professional Experimental Platform of "Engineering with a Big E" and Innovation

Luo Xia1, Luo Kuo2, Chen Runen2, Li Zhen1, Liu Hongshan1, Wan Jian1, Liu Jiang1
1. College of Electronic Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou, 510642, China 2. College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou, 510642, China

The study was discussed on construction of the experimental platform of electronic science and technology based on “Engineering with a Big E” and innovation and entrepreneurship education background, including improving experimental teaching system, experimental teaching reform, innovation and entrepreneurship training mode and practice of scientific research project and academic competition training mode and so on. The experimental results show that the experimental teaching practice platform can enhance the practical ability of students, cultivating students' innovative spirit.

engineering with a big E; innovation and entrepreneurship; experiment and practice teaching;reform; teaching effectiveness

2016-03-24

罗霞，博士，实验师。

广东省高等教育学会实验室管理专业委员会2014年研究基金项目(编号：GDJ2014039)；华南农业大学2013年度教育教学改革与研究项目(编号：JG13103)；广东省高等教育教学改革项目(本科类)(编号：GDJG20141035)；广东省本科高校质量工程建设项目(粤教高函[2014]97号—电子信息工程应用型人才培养示范专业、电子信息工程专业教学团队)和创新强校工程(人才培养类)-质量工程-应用型人才培养示范专业(华南农教[2014]54号)联合资助。