魏永濤 趙勇 張淑梅 高原 孫文義 張玥

摘要：對于電子類專業(yè)缺乏專門的本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的現(xiàn)狀，本文研究以實驗班模式為主導(dǎo)，應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施，跨學(xué)科建設(shè)電子技術(shù)創(chuàng)新實驗班，進(jìn)行電子技術(shù)創(chuàng)新人才多層次培養(yǎng)模式探索與構(gòu)建的思路與舉措，同時加強科創(chuàng)活動和科技競賽的組織工作，以實際成果檢驗所培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)造潛力。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育；實驗班；電子技術(shù)；“互聯(lián)網(wǎng)+”

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）17-0031-02

2015年教育部《關(guān)于大力推進(jìn)高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見》（以下簡稱《意見》）中指出“要在專業(yè)教育基礎(chǔ)上，以轉(zhuǎn)變教育思想、更新教育觀念為先導(dǎo)，以提升學(xué)生的社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)業(yè)能力為核心，以改革人才培養(yǎng)模式和課程體系為重點，大力推進(jìn)高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育工作，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量?！痹谏鲜觥兑庖姟返闹笇?dǎo)下，我校以科創(chuàng)實驗班模式為主導(dǎo)，進(jìn)行跨學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建，同時還進(jìn)行多層次電子技術(shù)教學(xué)與實踐方案的探索。基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思維進(jìn)行實驗室管理和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，加強科創(chuàng)活動和科技競賽的組織工作。本文主要介紹了我校應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維開發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施、跨學(xué)科建設(shè)電子技術(shù)創(chuàng)新實驗班，進(jìn)行電子技術(shù)創(chuàng)新人才多層次培養(yǎng)模式探索與構(gòu)建的思路與舉措，并以實際成果檢驗所培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)造潛力。

一、以創(chuàng)新實驗班模式主導(dǎo)建立創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系

以創(chuàng)新實驗班為載體探索跨學(xué)科培養(yǎng)模式，解決了電子類專業(yè)缺乏專門的本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的情況，并根據(jù)產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)發(fā)展動向，形成常變常新的創(chuàng)新課程內(nèi)容，從不同學(xué)科中挑選工程與創(chuàng)新經(jīng)驗豐富的教師，遴選優(yōu)秀學(xué)生，組建了電子技術(shù)創(chuàng)新實驗班；采用多層次項目教學(xué)法，按照分階段、遞進(jìn)式的教學(xué)改革思路，成體系的培養(yǎng)電子設(shè)計創(chuàng)新人才。

通過三段式的訓(xùn)練，由項目模塊的程序設(shè)計到項目電路設(shè)計調(diào)試，最終學(xué)生能根據(jù)不同控制對象選擇處理器及方案進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計、制板、選型、焊接、調(diào)試，項目由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合，學(xué)生經(jīng)過這三個階段項目的實施，綜合開發(fā)和創(chuàng)新能力有了較大程度的提升。（1）基礎(chǔ)階段的主要特點是將課堂教學(xué)改為實驗室教學(xué)，教師講授一部分知識，學(xué)生實驗一部分，邊學(xué)邊做。通過實踐強化電子技術(shù)基礎(chǔ)知識，掌握單片機等微處理器的工作原理。實驗內(nèi)容就是項目中的知識點、子模塊或子程序。（2）應(yīng)用階段。在單片機原理及應(yīng)用等課程實驗訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，學(xué)生利用在基礎(chǔ)階段實現(xiàn)的模塊或者子程序進(jìn)入集中實踐環(huán)節(jié)，組成應(yīng)用系統(tǒng)。（3）創(chuàng)新階段。通過基礎(chǔ)階段與應(yīng)用階段的單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的全過程訓(xùn)練，學(xué)生已具備單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、制作和調(diào)試能力，進(jìn)行創(chuàng)新項目練習(xí)。此外，在學(xué)生中建立了可持續(xù)發(fā)展機制，由參加過競賽的有經(jīng)驗的優(yōu)秀學(xué)生指導(dǎo)新參賽的學(xué)生，起到了傳幫帶的作用。

二、構(gòu)建多層次層級式的電子應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計項目

對電子技術(shù)教學(xué)與實踐方案進(jìn)行了內(nèi)容創(chuàng)新，解決原有的電子技術(shù)、單片機、嵌入式等課程模塊內(nèi)部、相關(guān)課程之間自成體系的課程“孤島”問題。通過項目化教學(xué)方式的實施，使得學(xué)生將相關(guān)課程模塊的主要內(nèi)容相互銜接與融合。

1.電子技術(shù)、單片機原理及應(yīng)用課程的課堂與實驗室全方位相融合教學(xué)。電子技術(shù)創(chuàng)新實驗班自第三學(xué)期開始設(shè)電子技術(shù)、EDA技術(shù)和單片機技術(shù)創(chuàng)新課程，首先將課程內(nèi)容融合在一起，把課堂教學(xué)安排在創(chuàng)新實驗室進(jìn)行，在課堂上每講授一個知識點就進(jìn)行與課程相對應(yīng)的實驗練習(xí)，提供給學(xué)生一套電路板和原理圖，學(xué)生根據(jù)原理圖結(jié)合理論教學(xué)的進(jìn)度分析、理解和實驗。課內(nèi)不能全部完成的課外繼續(xù)進(jìn)行。

2.以單片機為核心的應(yīng)用系統(tǒng)多模塊綜合應(yīng)用訓(xùn)練。教師給出若干練習(xí)項目，需用單片機結(jié)合多個模塊實現(xiàn)。實驗班在單片機課程開始時將課題以項目的形式分配給學(xué)生，每3人一組。在課程講授過程中給學(xué)生講解單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，在技術(shù)實習(xí)中讓學(xué)生設(shè)計PCB，利用課外時間按課題進(jìn)行分組討論，講述課題的設(shè)計方案、設(shè)計難點，同學(xué)之間相互討論，教師進(jìn)行點評指導(dǎo)，期末時對學(xué)生的課題進(jìn)行集中指導(dǎo)和驗收。此舉既讓學(xué)生充分利用課外時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，又改革了課程設(shè)計、實習(xí)類綜合實踐環(huán)節(jié)的考核，使得實踐環(huán)節(jié)的考核更加注重過程，注重學(xué)習(xí)效果。

在項目法實施過程中做到“以學(xué)生為主”，從文獻(xiàn)查閱、方案制訂、可行性分析、設(shè)計、仿真、實驗調(diào)試、總結(jié)等方面組織學(xué)生獨立開展工作，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性，分析解決實際設(shè)計與調(diào)試過程中遇到的問題，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力。培養(yǎng)以創(chuàng)新、實踐為基礎(chǔ)的科學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，不斷提高自主學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作和組織實施能力。

三、建立“互聯(lián)網(wǎng)+”開放性實驗室

自主研發(fā)部署了實驗室儀器設(shè)備自助借用系統(tǒng)，基于云端資源和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立開放性實驗室，以最低成本解決了實驗室無法24小時開放、設(shè)備利用率低、學(xué)生借用儀器難的問題。提高儀器的使用效率，并采用項目化方式對學(xué)生入駐進(jìn)行管理，鍛煉學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計和創(chuàng)新能力，將教學(xué)、實踐與創(chuàng)新進(jìn)行無縫連接。建立開放性實驗室能夠在根本上解決學(xué)校資源分配的矛盾，其中心作用是以最大的效率為學(xué)生們的課外電子制作與相關(guān)設(shè)計培訓(xùn)任務(wù)提供實驗條件的支持，讓學(xué)生能夠隨時到實驗室動手實現(xiàn)自己的想法，而不用受限于教師是否值班，增加了學(xué)生們對實驗學(xué)習(xí)的主觀能動性，提升動手能力，為學(xué)生們提供一個良好的實踐平臺。此外，還在網(wǎng)上搭建了電子設(shè)計創(chuàng)新實驗班技術(shù)論壇，為學(xué)生交流提供了渠道，并形成了學(xué)習(xí)資料的保留和傳承。

四、建立學(xué)生科技競賽指導(dǎo)長效機制

學(xué)生科技競賽指導(dǎo)長效機制要求學(xué)生進(jìn)行綜合性的項目設(shè)計。通過學(xué)生自制作品，參加電子類學(xué)科競賽，檢驗學(xué)習(xí)效果，檢驗實踐創(chuàng)新能力，開展以強化學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力、提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨的學(xué)科競賽活動，建立了層級管理機制，形成了課堂內(nèi)外結(jié)合、學(xué)科相互滲透的機制，實現(xiàn)了教學(xué)、競賽、研究三位一體機制等，加強學(xué)科競賽的指導(dǎo)、服務(wù)與管理，在學(xué)校和學(xué)院的支持下，落實制度、師資、經(jīng)費保障，完善網(wǎng)絡(luò)、后勤、資料服務(wù)，不斷提高電子競賽、智能車大賽等學(xué)科競賽的實效性和競賽水平，積極推進(jìn)教育教學(xué)改革，取得了顯著成效。

五、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性研究

訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性的研究并就研究項目發(fā)表申請專利和各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，將創(chuàng)新實踐能力進(jìn)行升華。這一階段學(xué)生可以自行設(shè)計項目，自行組合團(tuán)隊進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，項目開發(fā)的具體步驟分為需求分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟硬件設(shè)計、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)測試幾個部分。項目開發(fā)進(jìn)程中采取團(tuán)隊成員分工實踐、定時總結(jié)匯報、提問互動交流的方式，使得全體學(xué)生除了各自負(fù)責(zé)的內(nèi)容外，還要了解項目的每個環(huán)節(jié)。

本文所述培養(yǎng)模式的創(chuàng)新之處就是結(jié)合基于“互聯(lián)網(wǎng)+”理念，建立以課程定位、知識重構(gòu)為驅(qū)動，以面向工程實踐為課程建設(shè)導(dǎo)向，以融入專業(yè)、服務(wù)于專業(yè)為最終目標(biāo)的電子技術(shù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，解決了教學(xué)工作中存在的一系列問題。以上述培養(yǎng)模式為依托，獲批2017年河北省高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)改革研究與實踐項目1項、2017—2018年度河北省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目1項。實驗班學(xué)生連續(xù)三年獲批教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)聯(lián)合基金項目4項、東北大學(xué)本科生重大科研項目1項、秦皇島市大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專項資金資助項目1項，獲授權(quán)專利5項，軟件著作權(quán)2項。學(xué)生在學(xué)科競賽中獲得國家一等獎28人次，在2018年“創(chuàng)青春”網(wǎng)絡(luò)信息經(jīng)濟(jì)專項賽中獲全國銀獎。

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