电类学科实践创新公共平台的建设

龙晓莉，陈新兵，谢斌盛，刘　洁

(广州大学　实验中心 ，广州　510006)



·实习与实训·

电类学科实践创新公共平台的建设

龙晓莉，陈新兵，谢斌盛，刘洁

(广州大学实验中心 ，广州510006)

摘要实践创新平台在电类学科人才培养中占有重要地位。广州大学校实验中心针对各专业人才培养计划的异同，根据人才培养的共性需求，以智能车/机器人赛事为主线整合资源。从电子工艺、硬件编程和课外创新三方面探索了实践创新课程体系的创建。在此基础上，构建了“一体化、分阶段、多层次”的校级协同育人平台，在人才培养方面取得了显著成效。

关键词电类学科；协同育人；实践创新平台；建设

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》提出国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的战略目标，对工程技术和应用创新型人才的培养提出了更高要求。2012年教育部、财政部面向全国高校和科研院所开始启动“2011协同创新计划”，旨在突破高校内部以及高校与外部的机制体制壁垒，改变“分散、封闭、低效”的现状，释放人才、资源等创新要素的活力，为整合校内外资源，构建校级人才培养公共平台提供了机遇[1-4]。

在此大环境下，广州大学以校实验中心(以下简称中心)为依托，整合电类学科人才培养通用资源和关键要素，构建实践创新课程体系[5-7]，通过典型工程案例，打通人才培养各环节，加强之间的关联性、系统性和统筹性，兼顾专业差异，探索校级“一体化、分阶段、多层次”协同育人平台的建设，通过校企合作和课赛结合，构建一个面向全校本科生的电工电子实践公共平台，实现了人才培养模式的突破进展。

1平台建设

以提高学生兴趣，解决学生入门难为切入点，中心将涉及学科多的智能车/机器人确定为通用主题，以工程能力培养为导向[8]，整合了电类学科实践创新所需的通用资源，建成了实践创新课程体系，明晰各自定位，构建了“一体化、分阶段、多层次”的校级实践创新公共平台，形成了课赛结合的一体化育人模式，如图1所示。

实践创新课程体系统筹了电子工艺、硬件编程和课外创新的关联设计，实施一体化分阶段培养，其中电子工艺注重工程案例的硬件制作，单片机类课程偏重硬件编程，课外创新更注重后续的扩展应用及创意设计，使学生得到更系统的工程历练。

图1　课赛结合的一体化育人模式

1.1电子工艺

电子工艺作为大部分工科专业必修的集中性实践教学环节，包含安全用电、电子制作、电子设计和进阶引导4大模块，为大学生动手能力和工程能力的培养做出了重要贡献。但总体来讲，之前的教学偏重于硬件制作基本技能的训练，系统性的工程能力培养有待加强。

表1　电子工艺教学设计

中心根据各高校电子工艺关于硬件技能实训的定位，以智能车/机器人硬件制作为教学主题，采用模块化设计，适应了不同专业的需求。将传统知识传授逐步过渡到应用题材，以单片机应用硬件制作为训练重点，明确各模块训练内容和能力培养目标，其电子工艺教学设计如表1所示。定位于解决电子技术应用领域的硬件问题，在进阶引导教学环节科普硬件编程、资源分配和控制算法，提供智能车模块化设计方案和样机。以培养学生兴趣为宗旨，因材施教设置课外学习内容，鼓励学有余力的学生提前进入课外实践阶段，实施课赛结合的教学设计，着重提升学生的自主学习能力，实现工程系统能力的初步培养。统筹考虑一体化育人平台，教学设计时预留了硬件升级空间，做好了与后续硬件编程和课外创新环节的对接工作，把工程项目设计成学生未来工程实践的创新起点和工程范例。

1.2硬件编程

硬件编程在电类专业人才培养体系和课外创新活动中占有重要地位，主要包含微机、单片机和嵌入式系列应用类课程。由于中心同一硬件平台上教学单位众多，单片机类课程设置各异，经校电工电子课程教学指导委员会统筹，规范为微机、单片机和嵌入式三大模块，如表2所示。其中，微机和单片机各专业根据需求二选一，结束了之前课程设置和定位不够清晰的状况。微机/单片机课程定位于解决硬件编程问题，同时，在了解人机交互接口技术和单片机测控系统基础上，重点掌握电机的PWM控制。采用项目驱动法改革了现有教学模式，鼓励学生充分利用课余时间进行智能车/机器人工程实践，实现与电子工艺和课外创新环节的对接，形成合力，推动学生工程实践创新能力的提升。

表2　单片机类实验课程设置

由于大部分专业的单片机类应用课程都在大二之后开设，开课较晚，这使学生不能及早参与课外创新实践活动。中心充分发挥单片机类课程应用性、实践性较强的优势，与创新基地联动，通过自主选拔方式，开设了系列硬件编程选修课，以智能车为实践平台，解决学生入门难的问题，使学生能尽早进入课外创新活动中。

1.3课外创新

中心调研了电类学科各类全国性赛事，重点组织参与覆盖面较广的智能车/机器人相关赛事，如表3所示，成立了智能车/机器人辅助项目教学团队。通过课赛结合、以赛促学的育人模式[9-10]，引导学生以循迹智能车为参考原型，进行创意智能车/机器人的扩展设计与应用创新，提高了学生的工程实践能力和应用创新能力；同时，探索校企合作协同育人新模式，提高了学生的参与面以及经费利用效益，为学生得到更好的培训，为更多学生参与更多赛事，创造了更好的条件。

表3　参与主要赛事

为了使学生能尽快进入课外实践环节，解决实践创新门槛较高的问题，中心与企业合作，以智能车/机器人为主题，开设了系列选修课和培训班，如表4所示，授予第二课堂学分。以工程应用为目标简化了教学设计，在利用单片机和微控制器进行C程序硬件编程时，只将这些芯片当作最简单的输入和输出系统，去掉了复杂的内部结构和工作原理的讲解，了解资源分配和控制算法即可。学生能快速入门，投入到课外实践中，参加智能车/机器人相关赛事，在比赛准备工作中具备了各项能力，科研兴趣和科研能力得到培养。

表4　开设选修课

2建设成效

校级实践创新公共平台是省电工电子实验教学示范中心二期建设的重点内容，为适应学校高素质应用创新型人才的培养需求，中心充分利用硬件、场地、师资和学生资源全校共享的优势，依托电子实习中心和信息技术应用实践基地，围绕提高学生兴趣，降低入门门槛，以智能车/机器人创新应用为主题，整合了全校电类学科实践创新所需的三大要素：电子工艺、硬件编程和课外创新，以能力培养为导向创建了实践创新课程体系，以课赛结合模式建成了“一体化、分阶段、多层次”的协同育人平台。

中心与企业合作，共建了校级实践创新公共平台[11]，组建了软硬件结合的课外科技活动指导团队，根据学生学科、专业与年级的差异，开设了创新班和系列培训课程，规划建设了Arduino开源、C51单片机与STM32嵌入式3大模块，分别对应低、中、高3个层次，学生根据个人情况选择适合的模块，实现了分层次培养；逐步引导学生以循迹智能车为参考原型，进行创意智能车/机器人的扩展设计与应用创新，通过组队参加智能车/机器人相关各级赛事，以竞赛带动学生参加课外创新活动，赛事结束即解散，学生自行进行后续实践创新活动，达到批量培养学生的目的，提高了应用创新型人才培养质量和培养效率，增强了学生的就业竞争力。经过几年的持续建设，已取得阶段性进展，近年来主持和参与各级教研项目30余项，发表教研论文60余篇，专利申请及授权20余项，指导学生竞赛获奖100余项。

3结束语

校级实践创新公共平台是提高人才培养效率和建设成效的有效途径，中心以智能车/机器人应用创新为主题，整合了电类学科人才培养所需的通用元素，以能力培养为导向构建了实践创新课程体系，形成了“一体化、分阶段、多层次”的协同育人模式，提高了学生的兴趣，降低了参与课外创新的门槛，提高了人才培养质量，为其他学科乃至高校构建此类公共实践创新平台提供了经验与借鉴。

参 考 文 献

[1]尹仕，肖看，刘志强.大学生科技创新基地育人模式的探索[J].实验技术与管理，2008，25(4):28-31.

[2]刘振国，华子义，沈忠明.面向全校本科生的公共实验创新平台构建[J].实验室研究与探索，2012，31(12):212-214.

[3]王红梅，邹艳，王吉华.多学科交叉创新实践育人平台的研究与实践[J].实验技术与管理，2014，31(11):23-25.

[4]张怀强，李丽.面向新时期大学生创新能力培养的实践平台建设[J].东华理工大学学报社会科学版，2014，33(2):93-96.

[5]李宏民，张国云，陈旺彬.电子信息类专业实践教学模式探索与实践[J].中国电力教育，2014(11):172-174.

[6]郭伟良，陈雪芬，周永灿.创新实践教学体系构建与实践[J].海南大学学报：自然科学版，2014，32(1):97-101.

[7]王香婷，王雪松.电类本科专业创新人才培养体系的构建与实践[J].中国大学教学，2014(4):34-36.

[8]吕超，李庆军，上官春霞.以工程案例驱动创新能力培养的实践教学模式研究[J].物流工程与管理，2014，36(9):273-274.

[9]游磊，淡艳，张志强.以科技竞赛为核心搭建多维实践教学平台的研究[J].教育与教学研究，2014，28(8):86-88.

[10]卢湘鸿.以赛促教_搭建创新型大学计算机教学实践平台[J].计算机教育，2014(23):1-2.

[11]易新河，文益民，陈智勇.我国校企合作研究二十年综述[J].高教论坛，2014(2):36-40.

Construction of an Universal Electrical & Electronic Practical and Innovative Educational Platform

LONG Xiaoli，CHEN Xinbing，XIE Binsheng，LIU Jie

(LaboratoryCenter，GuangzhouUniversity，Guangzhou510006，China)

AbstractPractical and innovative education platform plays a crucial role in talent cultivating for electrics-related specialties，however，each specialty has different training plans so that traditional universal platform can’t achieve its aims well in most universities.How to build an advanced practical & innovative curriculum system is introduced in the aspect of electronic technics，hardware programming and curricular innovation，which starts from university-wide universal demands，and integrated by means of intelligent car or robot competitions.Furthermore，an integrated，phased and multi-level educational platform is established，and more and more innovative engineering talents are cultivated.

Key wordselectrics-related specialties; cooperative education; practical and innovative platform；construction

收稿日期:2015-03-25

基金项目：广东省高等学校教学质量与教学改革工程基金重点资助项目(粤教高函[2013]113No307)；广州市教育科学“十二五”规划课题基金(2013A051)。

作者简介：龙晓莉(1966-)，女，硕士，高级实验师，主要从事电工电子和计算机平台课程的教学研究与管理工作。

中图分类号G642.0

文献标志码A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.02.050