錢琳琳, 張益農(nóng), 任俊杰

(北京聯(lián)合大學 自動化學院, 北京　100101)

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依托學科競賽推進創(chuàng)新實驗室建設(shè)

錢琳琳, 張益農(nóng), 任俊杰

(北京聯(lián)合大學 自動化學院, 北京100101)

建設(shè)創(chuàng)新實驗室是激發(fā)學生創(chuàng)新思維和培養(yǎng)學生工程能力的最佳場所,該校在建設(shè)創(chuàng)新實驗室過程中,瞄準提高學生創(chuàng)新能力這一根本目標,形成了以大學生創(chuàng)新項目為載體、采用自主式探索型學習模式、以“導師制”為主要培養(yǎng)形式的創(chuàng)新實驗室運行機制,組織學生參加高水平的學科競賽成為實驗室發(fā)展的強力“推進劑”,經(jīng)過不斷的探索和實踐,創(chuàng)新實驗室實現(xiàn)良性運行,在人才培養(yǎng)方面取得了可喜的成果。

創(chuàng)新實驗室； 自主型學習； 學科競賽； 創(chuàng)新能力

繼德國提出“工業(yè)4.0”的概念、美國提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略規(guī)劃之后,我國也在2015年4月發(fā)布了實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)——《中國制造2025》,其中提出了堅持把人才作為建設(shè)制造強國的根本,營造“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的氛圍。人才培養(yǎng)是高等教育的根本使命,高等院校是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的主陣地,實踐教學則是創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié),對培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力具有重要作用。近年來,許多高校先后建設(shè)了以科技實踐、創(chuàng)新設(shè)計、研究探索為主題的創(chuàng)新實驗室,對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)起到了重要的促進作用。北京聯(lián)合大學自動化學院在建設(shè)創(chuàng)新實驗室過程中,瞄準提高學生創(chuàng)新能力這一根本目標,形成了以大學生創(chuàng)新項目為載體、采用自主式探索型學習模式、以“導師制”為主要培養(yǎng)形式的創(chuàng)新實驗室運行機制,組織學生參加高水準的學科競賽成為實驗室發(fā)展的強力“推進劑”,經(jīng)過不斷的探索和實踐,創(chuàng)新實驗室實現(xiàn)良性運行,在人才培養(yǎng)方面也取得了可喜的成果[1]。

1　創(chuàng)新實驗室是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要場所

《中國制造2025》行動綱領(lǐng)對我國高等教育的人才培養(yǎng)模式再一次提出了挑戰(zhàn)。只有加強高校的創(chuàng)新教育,培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力,才能適應實現(xiàn)制造業(yè)強國的發(fā)展需要。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不但取決于學生個人的基本素質(zhì),而且與其所處的環(huán)境有直接關(guān)系?？v觀高校教育的教學設(shè)施和場所,創(chuàng)新的源頭在實驗室,更確切地說,高校創(chuàng)新實驗室在創(chuàng)新教育中起著非常重要的作用,它是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要課堂,也是學生的潛在能力得以發(fā)揮的最好場所。

傳統(tǒng)的實驗室大多是根據(jù)培養(yǎng)計劃進行建設(shè)的,直接服務于實驗教學。其主要任務是完成培養(yǎng)計劃中的理論課程實驗、綜合性實驗、課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)的任務；其無論從實驗室的設(shè)備配置,還是從實驗室的運行管理模式上,都難以與培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目標相匹配。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展對大學生創(chuàng)新能力的要求,高校中的創(chuàng)新實驗室應運而生[2]。

事實證明,良好的環(huán)境有利于創(chuàng)新活動的開展和創(chuàng)新能力的開發(fā),實驗室為實施創(chuàng)新教育提供了基本條件。創(chuàng)新實驗室的建設(shè)有力地改變了傳統(tǒng)實驗室建設(shè)的理念,有利于實現(xiàn)多學科、多專業(yè)的交叉和融合,有利于激發(fā)學生創(chuàng)新性思維和培養(yǎng)學生動手能力。建設(shè)創(chuàng)新實驗室并按照一定的模式進行運作,不僅能為學生的實踐鍛煉提供了物質(zhì)條件,更是給他們創(chuàng)造了一個廣闊的思維空間。學生在這里進行創(chuàng)新型科技活動,進行自主的探究性學習,不僅鍛煉了實踐能力、工程意識,而且培養(yǎng)了嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和可貴的創(chuàng)新精神,參與科學研究的熱情得到激發(fā),從而達到創(chuàng)新教育的目的[3]。

2　創(chuàng)新實驗室的運行機制

以創(chuàng)新實驗室為平臺,組織學生參加創(chuàng)新科技活動,為學生的成長提供良好的條件。在這個過程中學生能夠自主地進行探究學習,同時為學生配備責任心強、能力強的指導教師,將理論知識和實踐創(chuàng)新能力放在同等重要的位置上,注重工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力和學生個性化的發(fā)展。

2.1以大學生創(chuàng)新科研項目為載體

鼓勵和引導學生積極申報各級、各類針對本科生的大學生創(chuàng)新科技項目,學生可以在創(chuàng)新實驗室內(nèi)走過完整的科研項目實施過程。包括項目調(diào)研、文獻查閱、申報書撰寫、設(shè)計研究路線、項目研究實施、項目難點攻關(guān)、研究成果整理等。每年在我院創(chuàng)新實驗室完成的國家級、北京市級、校級“啟明星”大學生創(chuàng)新科技項目均有10多項。這些項目充分調(diào)動了學生的主觀能動性,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識、實踐能力和團隊精神。近年完成的幾項由校團委組織申報的“啟明星”創(chuàng)新科技項目如表1所示。

表1　近年完成的“啟明星”創(chuàng)新科技項目

2.2學生自主式探究型學習模式

自主式探究型學習模式是指學生在創(chuàng)新實驗室這一寬松、開放的學習研究環(huán)境下,針對各自的大學生創(chuàng)新科技項目、有目的地進行學習、探求、質(zhì)疑并找出解決辦法。在每個項目成員的討論中,不同的想法相互碰撞,實現(xiàn)各種觀點的交鋒,從而碰發(fā)出精彩的火花，學生能夠最大限度地挖掘自己的潛能,發(fā)揮主觀能動作用[4]。創(chuàng)新實驗室中的這種學習方法,最能有效地提高大學生學習效率,鍛煉大學生的思考能力,拓展大學生的視野,打造社會所需要的綜合型、創(chuàng)新型人才。這種方法不但為學有余力的優(yōu)秀本科生進一步深造提供一種機會,也為培養(yǎng)出未來卓越的科技、實業(yè)、管理等方面的領(lǐng)袖人才創(chuàng)造條件[5-6]。

2.3導師制下的階梯式人才培養(yǎng)方式

學生在創(chuàng)新實驗室進行自主式探究型學習的過程中,指導教師的作用是不可或缺的,因材施教是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的根本。按照項目、學科競賽的內(nèi)容為學生配備導師,對學生從事科技活動進行全過程指導,全面而深入地了解學生的個性、特長和興趣,針對不同學生實際情況分別制定計劃,并通過指導、檢查、評定等手段培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維方式[7]。

對導師的人選也有嚴格的要求,由于導師在創(chuàng)新實驗室的學生培養(yǎng)過程中具有重要的引導作用,因此,優(yōu)秀的導師不僅要具備豐富的教學經(jīng)驗、高超的實踐能力、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,同時,還需具備高尚的品德、強烈的責任心和奉獻精神,這樣才能將個性化培養(yǎng)工作以及創(chuàng)新實驗室的良性運行落到實處[8]。

針對自動化專業(yè)學生在未來就業(yè)后對于助理工程師、工程師、高級工程師等的“知識-技能”模塊的要求,如圖1所示，導師指導學生對相應的專業(yè)課內(nèi)容進行預修和培訓,以便即將開始的創(chuàng)新科技活動能夠更為順利的開展。創(chuàng)新實驗室經(jīng)過幾年的運行,指導教師梳理出了切實可行的階梯式的人才培養(yǎng)模式,如圖2所示。在學生具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識后,循序漸進地進行科技項目、學科競賽和畢業(yè)設(shè)計等一系列創(chuàng)新科技活動和綜合實踐課程的鍛煉,最大限度地在本科階段提升工程實踐能力和創(chuàng)新能力[9]。

圖1　工程師“知識-技能”模塊

圖2　階梯式的人才培養(yǎng)模式

3　學科競賽是創(chuàng)新實驗室發(fā)展的“推進劑”

在創(chuàng)新實驗室完成“啟明星”項目的學生在各級各類的學科競賽中也表現(xiàn)得非常踴躍,自2012年以來,學生相繼在全國大學生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽、節(jié)能減排社會實踐與科技競賽等項競賽中取得優(yōu)異成績。

以全國大學生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽為例,這項賽事由教育部高等學校自動化類專業(yè)教學指導委員會、西門子(中國)有限公司和中國系統(tǒng)仿真學會聯(lián)合主辦,是面向全國自動化、機電一體化相關(guān)專業(yè)大學生的一項創(chuàng)新性科技活動和高水平賽事,舉辦9屆以來受到越來越多院校學生的歡迎[10]。該項賽事開創(chuàng)了一種全新的競賽模式,它以一項虛擬的自動化工程項目為背景展開,大賽組委會充當甲方角色,而參賽隊伍以團隊的形式充當乙方角色,通過分析、設(shè)計、競標、實施、排錯、優(yōu)化、移交等多個實際環(huán)節(jié)完成競賽。參賽隊伍需要在真實的工業(yè)控制器和仿真的工業(yè)對象環(huán)境下完成全部的自動化工程項目,以實際控制效果來決定名次。該賽事不是簡單地提供一個供院校之間進行比拼的場所,也不僅僅是一個師生之間相互交流的橋梁,它更是成為一個幫助每一名有志于工程領(lǐng)域的學生成長為一名優(yōu)秀工程師的平臺[11]。

我校和我院兩級領(lǐng)導對此項賽事也相當重視,自動化學院學生4年來先后參加了全國大學生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽中工程創(chuàng)新、工程應用、設(shè)計開發(fā)等3個賽項的比賽,在華北分賽區(qū)以及全國總決賽上都取得很好的成績,如表2所示。

表2　自動化學院參賽成績統(tǒng)計表

注:—表示未設(shè)該獎項。

學生普遍感到,通過參加學科競賽開闊了視野、拓展了知識面,有了新的學習目標和學習動力,與此同時培養(yǎng)了學生的上進心、自豪感和榮譽感[12]。上一屆學生的出色成績也帶動和感召著后來者,使得創(chuàng)新實驗室越來越有吸引力,學科競賽成為了創(chuàng)新實驗室不斷向前發(fā)展的強有力的“推進劑”。

4　創(chuàng)新實踐活動助力考研和就業(yè)

由于學生在創(chuàng)新實驗室里有機會與國際先進設(shè)備、先進技術(shù)“親密”接觸,又經(jīng)歷過大學生創(chuàng)新科技活動、學科競賽的洗禮,創(chuàng)新能力提高、綜合素質(zhì)增強,不僅受到用人單位的青睞,也受到研究生導師的高度肯定。

通過在創(chuàng)新實驗室的學習和實踐,學生的動手能力和溝通能力得到了提高,尤其是學到了很多專業(yè)課上不容易接觸到的軟件和硬件方面的知識。學生通過參與大學生創(chuàng)新科技活動的項目研究工作，積累了一定的工程經(jīng)驗,所有這些都為學生就業(yè)增加了信心、提供了優(yōu)勢[13]。

5　結(jié)語

創(chuàng)新實驗室在我院運行的幾年來卓有成效的成績足以說明,它是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要場所。自主探究式學習、導師制個性化指導、學科競賽強力助推的運行模式使學生在創(chuàng)新實驗室輕松活潑、緊張有序的技術(shù)交流氛圍中,將所學理論綜合應用到創(chuàng)新實踐活動中,他們大膽假設(shè)、小心求證,不僅激發(fā)出學習興趣、提高了學習主動性,而且增強了創(chuàng)新意識。在學科競賽中不僅夯實了自己的專業(yè)功底,獲獎也證明自己的科研能力,為將來就業(yè)和進一步深造奠定了堅實的基礎(chǔ)。

References)

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Promoting innovative laboratory construction based on academic contests

Qian Linlin, Ren Junjie, Zhang Yinong

(Automation College of Beijing Union University, Beijing 100101, China)

An innovative laboratory is the best place to stimulate the innovative thinking of students and to cultivate their engineering ability. In the process of building innovative laboratory of Automation College of Beijing Union University, improving students’ innovative ability is regarded as fundamental objective. Taking college students’ innovative projects as a carrier, autonomic exploration as learning mode, and tutorial as training form, the operating mechanism of innovative laboratory has been formed. In the meantime,organizing students to participate in high level academic contests has become a powerful propellant to develop the laboratory. After continuous exploration and practice, the innovative laboratory has begun to operate healthily and gratifying results have been achieved on talent cultivation.

innovative laboratory; autonomic exploration learning; academic contest; innovative ability

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.04.008

2015- 10- 18修改日期:2015- 12- 06

北京聯(lián)合大學人才強校項目(BPHR2012C06)；北京聯(lián)合大學教改課題(11102581106)

錢琳琳(1968—),女,山東肥城,工學碩士,講師,講授“信號與系統(tǒng)”、“計算機控制系統(tǒng)”等課程,從事智能控制、現(xiàn)場總線技術(shù)應用等方面的研究工作.

E-mail:zdhtlinlin@buu.edu.cn；yxyqll68@sina.com

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1002-4956(2016)4- 0025- 04