创新电类实验室管理模式培养学生创新能力的探索与实践＊

张 辉，于 鑫，李艳东，张 妨，赵丽娜

（齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院，黑龙江 齐齐哈尔161006）

在建设科技创新型国家的关键时期，大学在完成常规教学的基础上，利用开放实验室的硬件资源，结合学生科技创新团队和科技竞赛活动，提出了具体的实施措施，并积极地付诸实践。经过多年实践，总结了经验和教训，完善创新能力培养模式，实现了学生创新能力系统的持续的培养[1]，弥补常规教学中的不足。

1 以创新团队为依托的开放实验室管理模式探索

1.1 学生创新团队的培养体系

创建科技创新团队，主要由学生和指导教师组成，团队成员通过协作共同完成某一学习任务，解决科技问题，形成科技成果，为实现团队目标相互协作、彼此依赖。大学生科技创新能力培养，除了常规的基础教学外，还要利用课外时间加强科技创新能力的培养。大学生创新团队就是要对大学生创新意识、创新思维和创新精神以及团队协作精神进行系统培养，这是传统的开放实验室培养模式无法取代的，它强调对学生自主能力、组织能力、沟通表达能力、思维能力、创新能力、团队精神等综合能力的全面培养[2-3]。

1.2 专业创新实验室的管理模式

1.2.1 整合资源，提高实验室效率

根据学校的具体情况，建立大学生创新创业实训室，配置卡台、实验桌椅、相关仪器设备及工具。在新生入学后进行科普及专业介绍、入学教育，使大一新生开始接触实验室，参加实验室组织的参观和讲座；从二年级开始，根据学生的个人特点及老师的科研和指导方向组建3～6 人的学生创新团队，创新团队组建后，如何管理好，使其良好地工作，就需要采取科学的管理模式[4-5]。根据学校的实际情况，制定了《开放实验室管理条例》《设备损坏赔偿制度》《书籍管理条例》《仪器设备管理条例》《元器件管理条例》，加强了实验室的规范管理，提高了实验室资源的利用效率，保证了创新实验室的正常运行。

传统的实验室管理都是按课程设立的，并且各实验课程相互独立，这种封闭、分散、低效的管理体制，不利于综合性、设计性实验教学，制约了学生的创新精神。要综合利用各个实验室，提高使用效率，就要改革原有的实验室管理体制。

综合原有实验室资源，按方向相近性，同时兼顾技术发展的先进性，建立实验室管理制度，各实验室仪器设备按照实验方向统一调配，接受学生在实验室进行课程设计与毕业设计等[6-7]。

1.2.2 基础性实验训练

在常规的实验教学过程中，有方向性地选择一些验证性的实验，让学生按理论的方法结合实际实验情况进行比对验证，然后到实验室来验证自己的计算结果，使学生在实验中理解、吸收理论课中所学的知识。在教学实验室的各种实验平台上进行基本电路、模电、数电、单片机等各种实验，使学生了解实验的基本方法、操作步骤等问题。

实践表明，通过基础实验教学，并辅助计算机虚拟仿真实验，使传统和虚拟实验两者互补。

1.2.3 实践动手能力的训练

采取分立和综合利用的实验教学体制，各实验室均能独立承担相关的实验，同时要求各个实验室可以相互配合使用。例如电机与电力拖动实验室主要承担电机、电力电子、调速系统及仪表操作与使用的技能训练。PLC 实验室主要承担工业PLC 基本编程、控制、电机调速等技能训练。电力系统实验室主要是通过对典型电力系统实际测试分析，训练学生利用基本仪器进行实际电力系统工作原理与参数的测试、性能分析、故障分析、简单故障排除等基本技能，培养综合应用能力。

1.2.4 科技创新创业能力的培养

将实验室打造成为学生发挥个人能力的平台，每学期初学生可以到实验中心填写《开放实验室项目申请表》，开题立项。学生按计划进行设计制作，项目完成时撰写结题报告。同时组织参加“互联网+”“挑战杯”等高水平科技竞赛，以提高学生学习的针对性。通过组织这些活动，培养学生团队协作能力，同时实验室的综合利用率也大大提高。

学生经过这几个阶段的训练，大部分可以独立完成各自的科技创新项目，减少了实验设备和材料消耗。学生有了创新能力，加上紧密联合企业，调研其实际需求，再来完善自己的课题，逐渐将科技作品产业化，为学生创业打下基础。

1.2.5 围绕综合能力培养，强化配套

无论是基础训练，还是实践能力训练和创新能力培养，都涉及到教学计划和培养方案的改革。在电类专业教学活动中，要建立一个高水平的综合实验室，就需要有配套的教师队伍。教学内容的不断更新，先进的仪器设备逐年增加，指导教师需要不断掌握新知识、新技术。让教师到生产第一线实习，鼓励理论联系实际的教学模式。让学生一起积极参与实验设备维修的研制开发，收到了较好效果[8-9]。

2 科技竞赛活动培养大学生综合创新能力

2.1 科技竞赛组织实施模式

大学生创新团队参加科技竞赛，内容一般会涉及多个学科，很多竞赛需要不同专业的学生合作完成[10-12]。具有代表性的国内外赛事如“互联网+创新创业大赛”“大学生节能减排社会实践与科技竞赛”“挑战杯科技作品竞赛”“大学生电子设计竞赛”“大学生机械创新设计竞赛” 等。学生在参赛前准备有关于赛事的基本材料及其资料，参赛过程中对学过的知识加深理解并完成实践应用。

2.2 科技竞赛成效

学生完成比赛的时候，参赛学生的学习能力、实践能力等均有较好的提升。经过多年的实践，竞争所带来的动力激发出了教育教学大学生自身强大的学习、实践主动性和自信心。近几年来参与实验室活动的学生参加各项国家科技竞赛，获得国家级和省级奖项20 余项，培养学生近300 余百人，通过这些竞赛，提高了学生的综合能力以及在社会当中的竞争能力。

3 建立完整的创新人才培养体系与实践

3.1 创新人才培养体系建立

要建立完善的人才培养体制，首先针对理论课程开设对应的课程设计、综合实践、实习等教学环节，对学生进行分层次培养，发挥大学生创新团队的作用，让学生在校期间就可以组织项目的开展和自由创业。针对高年级的学生根据个人的特点，结合其毕业去向从事相关的理论研究和创新项目的工作，使其在完成本科4 年的学习后，基本可以胜任今后的学习和工作。

3.2 创新人才培养的实践与成效

结合学校的实际情况，经过多年的探索已经形成了比较完备的电类专业创新人才培养模式，培养学生几百人，完成国家级、省级、校级创新创业项目近百项，学生获国家级省级以上奖励30 余项，电气类专业大四学生一次性就业率达到89%，收到了较好的培养效果。

4 结束语

创新人才培养，依托创新实验室，大学生创新团队；经过多年的探索和实践结合学校自身的条件和特点，建立起了一套的结合电类专业实际情况和需求的人才培养模式和办法，弥补了理论课程教学的不足，开拓了新的教学方式，针对不同学生的学习兴趣，有针对性地进行培养，经过多年的实践和应用，取得了较好的效果，为今后创新人才培养奠定了理论和实践基础。