趙海龍　江楠　姜春雷　王黎黎　付光杰

摘要：創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的關(guān)鍵，創(chuàng)新平臺(tái)的建設(shè)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的有效方法和手段，運(yùn)用信息化技術(shù)和手段具有很強(qiáng)的必要性和現(xiàn)實(shí)意義。文章從學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)中開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)基于研究性學(xué)習(xí)的“工程驅(qū)動(dòng)”型“四位一體”式實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，詳細(xì)論述平臺(tái)的架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、功能模塊、功能實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)運(yùn)行和測(cè)試等方面。

Abstract： The cultivation of innovative talents is the key to build the innovative country. And the construction of innovation platform is a valid means to cultivate students' ability of innovation and practice. Thus， the use of information technologies has the realistic significance and necessity. The article starts from the actual demand of the innovation practice activity carried out in the research study and the "project driven" type of "four in one" practice innovation platform based on research learning is analyzed and designed. Meanwhile， the architecture of the platform， database design， function module， function realization， system operation and test are also discussed.

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新型人才；實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)；工程驅(qū)動(dòng)；四位一體

Key words： innovative talents；practice innovation platform；engineering drive；four-in-one

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）06-0229-03

0 引言

我國(guó)正持續(xù)深入地推進(jìn)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的關(guān)鍵之一?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》專門(mén)提出要進(jìn)一步加強(qiáng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[1]，“注重學(xué)思結(jié)合，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識(shí)的總量很大，知識(shí)創(chuàng)新的速度很快、成本較高、周期較短；社會(huì)需要大量人才從事與不斷更新的知識(shí)、技術(shù)和工作環(huán)境有關(guān)的工作[2-5]。

國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)都表明工程教育模式“做中學(xué)”的理念和方法是先進(jìn)可行的[6-8]。工程教育思想適合工科教育教學(xué)過(guò)程各環(huán)節(jié)的改革，并積累了一定的經(jīng)驗(yàn)[9，10]。而建立從工程基本技能→綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用能力→創(chuàng)新設(shè)計(jì)技能→創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)能力的“工程驅(qū)動(dòng)”型“四位一體”式實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重中之重。

1 工科大學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)

工科大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)是由創(chuàng)新知識(shí)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新品格三個(gè)要素組成的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。創(chuàng)新素質(zhì)的發(fā)展取決于三個(gè)構(gòu)成要素的發(fā)展和他們之間的平衡關(guān)系。同時(shí)，三個(gè)因素之間不是簡(jiǎn)單地并列關(guān)系，而是呈現(xiàn)一定的交互關(guān)系。他們?cè)谝勒兆陨戆l(fā)展邏輯發(fā)展的同時(shí)，又與其它兩個(gè)因素保持著密切的關(guān)聯(lián)，并通過(guò)三者的相互促動(dòng)、相輔相成來(lái)推動(dòng)工科大學(xué)生個(gè)體創(chuàng)新素質(zhì)的提升。

工科大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的提升，不僅需要理論上的學(xué)習(xí)，還必須切身的實(shí)踐，這是工程的實(shí)踐性質(zhì)所決定的。因此，針對(duì)于工科大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的提升，大學(xué)在增強(qiáng)其文化知識(shí)的同時(shí)，還需要著力推進(jìn)設(shè)備設(shè)施條件和學(xué)生創(chuàng)新平臺(tái)的建設(shè)。這種建設(shè)具體包括兩個(gè)方面：一是硬件建設(shè)，主要是加大投入，對(duì)諸如圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、工程創(chuàng)新中心以及開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室等資源進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)；二是從軟件進(jìn)行建設(shè)，包括加大對(duì)這些設(shè)施和平臺(tái)的管理與開(kāi)放；三是提升學(xué)生科學(xué)與高效使用創(chuàng)新資源的能力等。

2 “工程驅(qū)動(dòng)”型“四位一體”式實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)的建立

根據(jù)東北石油大學(xué)課程特點(diǎn)和已有的多年教學(xué)、科研基礎(chǔ)，并充分考慮“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”實(shí)際情況，按照工程教育理念建立從工程基本技能→綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用能力→創(chuàng)新設(shè)計(jì)技能→創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)能力的“工程驅(qū)動(dòng)”型“四位一體”式實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。整個(gè)平臺(tái)具有技術(shù)內(nèi)涵充實(shí)，多層次、數(shù)字化、開(kāi)放性的特點(diǎn)。

以工程實(shí)際流程為依托，升華引領(lǐng)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的具體實(shí)施，改變以往片面強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)任務(wù)的完成、與工作實(shí)踐相脫軌、忽視基本工程能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)的局面。按我校專業(yè)不同增設(shè)石油、勘探、機(jī)械、化工、電氣等工程創(chuàng)新性實(shí)踐項(xiàng)目，結(jié)合大學(xué)生電子競(jìng)賽、國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃等項(xiàng)目打造圖2所示的學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)。具體建設(shè)內(nèi)容如下：

①興趣激發(fā)——作品展示。

設(shè)置目的：

1）通過(guò)教學(xué)模型的展示提高學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)的興趣。

2）通過(guò)對(duì)學(xué)生成果的展示激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)踐創(chuàng)新的內(nèi)在動(dòng)力。

主要項(xiàng)目：

1）學(xué)生成果展示和介紹：獲獎(jiǎng)?wù)撐模猾@獎(jiǎng)報(bào)告；獲獎(jiǎng)作品等。

2）教學(xué)模型展示和介紹：工控模型；電機(jī)模型；其他模型等。

②基礎(chǔ)能力訓(xùn)練——基礎(chǔ)訓(xùn)練平臺(tái)。

設(shè)置目的：

1）通過(guò)課程教學(xué)訓(xùn)練平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)和模擬加深學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的理解。

2）通過(guò)基礎(chǔ)能力訓(xùn)練平臺(tái)訓(xùn)練學(xué)生常用儀器及器件的測(cè)試能力、電路制作能力、電路CAD應(yīng)用能力、Labview等工具使用能力；提高學(xué)生科技制作設(shè)計(jì)調(diào)試能力。

主要項(xiàng)目：

1）課程教學(xué)驗(yàn)證性平臺(tái)：電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；電機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；電路仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；工具軟件教學(xué)平臺(tái)等。

2）基礎(chǔ)能力訓(xùn)練平臺(tái)：常用儀器及器件測(cè)試方法訓(xùn)練平臺(tái)；電路焊接訓(xùn)練平臺(tái)；微型電機(jī)制作平臺(tái)；電路CAD設(shè)計(jì)訓(xùn)練平臺(tái)等。

③綜合能力訓(xùn)練——綜合實(shí)踐能力訓(xùn)練平臺(tái)。

設(shè)置目的：

1）通過(guò)綜合實(shí)踐能力訓(xùn)練平臺(tái)的實(shí)踐活動(dòng)提高學(xué)生綜合利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)能力。

2）通過(guò)綜合專題研究和學(xué)習(xí)，讓學(xué)生更多地了解學(xué)院教師正在從事的研究，專業(yè)前沿課題、社會(huì)熱點(diǎn)技術(shù)。

主要項(xiàng)目：

1）綜合能力訓(xùn)練平臺(tái)：?jiǎn)纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)套件；虛擬儀器套件；電氣工程基礎(chǔ)綜合實(shí)踐平臺(tái)；檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)踐平臺(tái)；運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)踐平臺(tái)；電力電子綜合實(shí)踐平臺(tái)等。

2）綜合專題研究平臺(tái)（題目、目的、資料、設(shè)備、軟件）：教師研究專題；社會(huì)擇業(yè)熱點(diǎn)專題；專業(yè)前瞻研究專題等。

④創(chuàng)新能力訓(xùn)練——?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。

設(shè)置目的：

1）通過(guò)設(shè)置創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)預(yù)約平臺(tái)，利用有限的資源為更多的本科生和研究生個(gè)體創(chuàng)新活動(dòng)或小發(fā)明創(chuàng)造提供環(huán)境和支持。

2）通過(guò)設(shè)置創(chuàng)新專題研究平臺(tái)為學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提供固定的科學(xué)研究場(chǎng)地。

主要項(xiàng)目：

1）創(chuàng)新分時(shí)預(yù)約平臺(tái)（網(wǎng)上預(yù)約）。

2）創(chuàng)新專題研究平臺(tái)（相對(duì)固定位置），如油田應(yīng)用的科技制作類項(xiàng)目。

⑤潛能挖掘——競(jìng)賽與實(shí)踐。

設(shè)置目的：通過(guò)競(jìng)賽等實(shí)踐活動(dòng)，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性潛能。

主要項(xiàng)目：

1）校園實(shí)踐活動(dòng)：創(chuàng)新杯；校園科技活動(dòng)周；全國(guó)大學(xué)生電子制作大賽；全國(guó)大學(xué)生嵌入式設(shè)計(jì)大賽；全國(guó)大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽；飛思卡爾汽車設(shè)計(jì)競(jìng)賽等。

2）實(shí)踐活動(dòng)校外延伸：實(shí)習(xí)基地；社會(huì)科技實(shí)踐活動(dòng)等。

3 實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)應(yīng)用分析

目前東北石油大學(xué)的電工電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)普遍采用“電工技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置”，本科學(xué)生只需通過(guò)簡(jiǎn)單接線即可完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐和創(chuàng)新能力得不到有效鍛煉。同時(shí)，創(chuàng)新型本科人才、研究生培養(yǎng)和科研項(xiàng)目的實(shí)施需要與學(xué)科前沿接軌的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)能為力。構(gòu)建“四位一體”式實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)以后，情況有了根本改變。

經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，目前實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)已實(shí)現(xiàn)油田數(shù)據(jù)采集、激光濁度測(cè)定、電機(jī)控制、塔基控制等關(guān)鍵技術(shù)的自主開(kāi)發(fā)，對(duì)專業(yè)建設(shè)和學(xué)科發(fā)展、人才培養(yǎng)，發(fā)揮了十分重要的作用。創(chuàng)新平臺(tái)的成果如圖3所示。

采用新的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)后，取得了較為滿意的效果，表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

①基于此平臺(tái)進(jìn)行實(shí)施以本科生為主導(dǎo)的“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”項(xiàng)目、“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目、大學(xué)生電子競(jìng)賽等，同時(shí)以此平臺(tái)進(jìn)行的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)歷年均獲得優(yōu)異的成績(jī)。

②碩士研究生以此實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)進(jìn)行控制算法、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等理論研究和系統(tǒng)研制工作，在油田數(shù)據(jù)采集、電機(jī)控制、液位跟蹤、井下測(cè)調(diào)等方面取得了一系列成果，部分研究成果已經(jīng)陸續(xù)在各級(jí)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表。

③依托實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)組建的“電工學(xué)”團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)了省自然科學(xué)基金、黑龍江省科技廳科研項(xiàng)目、大慶市科技局科研項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新性計(jì)劃等一大批科研項(xiàng)目，黑龍江省教育廳教學(xué)改革項(xiàng)目、精品課建設(shè)、重點(diǎn)課程建設(shè)等一大批教學(xué)改革項(xiàng)目。

4 總結(jié)

通過(guò)電工電子實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，學(xué)生改變了過(guò)去只能仿真的被動(dòng)局面，勇于實(shí)踐，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了CDIO模式的培養(yǎng)過(guò)程。同時(shí)，在實(shí)施創(chuàng)新平臺(tái)應(yīng)用過(guò)程中，要注意糾正兩種認(rèn)識(shí)上的偏差，一是擔(dān)心創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展會(huì)浪費(fèi)學(xué)生寶貴的學(xué)習(xí)時(shí)間，從而影響學(xué)生的理論課程分?jǐn)?shù)，這是一種急功近利、不顧學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的思想，它將隨著我國(guó)評(píng)估體系的改革深入而逐步淘汰；二是認(rèn)為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的難度太大，學(xué)生對(duì)此力不從心。其實(shí)，理論和實(shí)踐都已證明，學(xué)生是進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課題較強(qiáng)的群體，關(guān)鍵是要敢于做，認(rèn)真做，在做中學(xué)，在學(xué)中做。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）[N].高等教育出版社，2010.

[2]陳建成.發(fā)達(dá)國(guó)家研究型大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的特征與啟示[J].科技與管理，2009（1）：131.

[3]李燕.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)芻議[J].學(xué)校黨建與思想教育，2005（12）：75.

[4]張鵬.高校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀及對(duì)策研究[J].大學(xué)教育科學(xué)，2005（3）：50-53.

[5]喬海曙.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究綜述[J].大學(xué)教育科學(xué)，2008（1）：20.

[6]曾開(kāi)富，王孫禺.“工程創(chuàng)新人才”培養(yǎng)模式的大膽探索[J]. 高等工程教育研究，2011（5）：22.

[7]Robert Buderi. A Visit to Olin College： A Design-oriented Future of American Engineering[N]. Economy Boston， 2009-11-8.

[8]董曉梅.國(guó)外高等工程教育創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式及啟示[J]. 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2010（6）：14.

[9]范靜波.工程教育中工程師的社會(huì)責(zé)任：內(nèi)涵、演變與培育[J].現(xiàn)代教育管理，2011（3）：78.

[10]閻國(guó)華.現(xiàn)代工程范式下高等工程教育目標(biāo)調(diào)適[J].現(xiàn)代教育管理，2011（3）：69-70.