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        電工電子創(chuàng)新教育平臺建設(shè)探索與實(shí)踐

        2022-11-27 02:22:22榮海林趙云龍朱文興張法業(yè)
        關(guān)鍵詞:實(shí)訓(xùn)培訓(xùn)大學(xué)生

        榮海林 趙云龍 胡 蔓 朱文興 張法業(yè)

        (1. 山東大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院, 濟(jì)南 250061)(2. 山東大學(xué) 工程訓(xùn)練中心, 濟(jì)南 250061)

        2021年10月12日國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步支持大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的指導(dǎo)意見》。

        《意見》明確指出,要加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)平臺建設(shè),建強(qiáng)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺,提升大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新示范基地帶動作用[1-2]。

        以山東大學(xué)為例,山東大學(xué)大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新國家級雙創(chuàng)示范基地下設(shè)諸多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育平臺,涵蓋文、理、工、醫(yī),面向全校學(xué)生提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。

        山東大學(xué)電工電子創(chuàng)新教育平臺是成立最早的平臺之一,面向一校三地八校園提供電子信息類創(chuàng)新實(shí)踐資源,主要是全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的組織和培訓(xùn)工作。近年,平臺圍繞立德樹人這一根本任務(wù)做了大量改革工作,并取得顯著效果。

        1 傳統(tǒng)創(chuàng)新平臺存在弊端

        受傳統(tǒng)觀念影響,電工電子創(chuàng)新教育往往被理解成對學(xué)生進(jìn)行一些電子設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練,忽視了對系統(tǒng)性、高階性和立德樹人這一根本任務(wù)的要求,主要存在以下不足[3]。

        1.1 實(shí)驗(yàn)平臺低階

        全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽涉及知識寬廣,課程眾多,如模擬電子、數(shù)字電子、電力電子、測量控制、單片機(jī)原理、信號與系統(tǒng)、人工智能等諸多電子信息類學(xué)科知識,高校往往利用各課程實(shí)驗(yàn)箱和實(shí)驗(yàn)臺等面向?qū)W生開展電子設(shè)計(jì)培訓(xùn),培訓(xùn)項(xiàng)目比較分散,缺乏系統(tǒng)性和創(chuàng)新性,無法滿足電子設(shè)計(jì)競賽對發(fā)揮學(xué)生自主性的要求,亟需多套模塊化電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)平臺。

        1.2 培訓(xùn)資源不足

        面向全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽,大部分學(xué)校仍舊是在比賽前的一段時間進(jìn)行集中培訓(xùn),內(nèi)容也大多是按照所學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行簡單的理論培訓(xùn)和焊接訓(xùn)練,缺少電子設(shè)計(jì)競賽涉及的多個方向(電力電子、測量控制、儀器儀表等)針對性、系統(tǒng)性的培訓(xùn)資源,尤其是當(dāng)前疫情嚴(yán)峻形勢下,不便學(xué)生大規(guī)模聚集,更需要提供形式多樣的培訓(xùn)資源。

        1.3 管理機(jī)制不健全

        全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽通常以學(xué)校為單位統(tǒng)一報(bào)名參加,涉及的學(xué)生往往來自不同的學(xué)院和專業(yè),大多數(shù)學(xué)校仍是學(xué)生自主參與,或者是以學(xué)院為單位,缺少規(guī)范有序的學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺或者缺少對平臺的管理機(jī)制,在一定程度上大大限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

        1.4 思政教育匱乏

        以全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽為代表的學(xué)科競賽中蘊(yùn)含了大量思政教育元素,如家國情懷、工匠精神、民族自信、科技報(bào)國等,這些寶貴的思政教育元素在傳統(tǒng)的授課培訓(xùn)中往往容易被忽略,導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生只是為了參賽而參賽,為了拿獎而參賽,從而遺漏了最寶貴的素質(zhì)拓展財(cái)富。

        2 具體改革舉措

        針對實(shí)驗(yàn)平臺低階、培訓(xùn)資源不足、管理機(jī)制不健全和思政教育匱乏等突出問題,充分利用學(xué)校和社會優(yōu)勢教育資源,采取自研自制電子設(shè)計(jì)競賽系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)平臺、豐富線上線下培訓(xùn)資源、完善校級管理機(jī)制、有機(jī)融入課程思政教育元素等措施進(jìn)行改革。培養(yǎng)熟練掌握專業(yè)理論知識、動手實(shí)踐能力精練、創(chuàng)新工程素質(zhì)豐富的創(chuàng)新復(fù)合型電子信息類工程人才。

        2.1 自制電子設(shè)計(jì)競賽系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)平臺

        根據(jù)全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽賽題范圍(涵蓋嵌入式系統(tǒng)類、電力電子類、測量控制類、儀器儀表類等),設(shè)計(jì)及制作針對全國大學(xué)電子設(shè)計(jì)競賽各種題型的模塊化訓(xùn)練單元:“基于MyDAQ的電子技術(shù)口袋式實(shí)驗(yàn)平臺”和“階梯式電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)平臺”,如電力電子變流模塊、智能小車模塊、運(yùn)算放大器模塊、信號發(fā)生器模塊等等[4-5]。

        2.2 建立線上理論+線下實(shí)訓(xùn)資源

        組織教師、企業(yè)技術(shù)人員以及成功參賽的學(xué)生按照理論和實(shí)訓(xùn)分別設(shè)計(jì)豐富多彩、形式多樣的培訓(xùn)資源。

        (1)線上理論資源:組織經(jīng)驗(yàn)豐富的老師和具有參賽經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生錄制MOOC課程“全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)”,知識點(diǎn)包括:全國大學(xué)生的電子設(shè)計(jì)競賽簡介、電子設(shè)計(jì)的基本要求、常用電子元器件認(rèn)知及使用、儀器儀表實(shí)戰(zhàn)使用方法、基本焊接方法、二極管三極管和場效應(yīng)管使用技巧、運(yùn)算放大器組成的算電路、運(yùn)算放大器選型指南、運(yùn)算放大器單電源使用方法、有源濾波器、組合邏輯電路、時序邏輯電路、MSP430/STM32單片機(jī)使用教程、AD/DA轉(zhuǎn)換等基礎(chǔ)知識,涉及電力電子技術(shù)方向、儀器儀表方向、測量控制方向、信號處理類方向、智能小車方向、無人機(jī)控制方向、人工智能方向等[6-7]。

        (2)線下實(shí)訓(xùn)資源:聯(lián)合企業(yè)技術(shù)人員開發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,如聯(lián)合德州儀器(TI)公司開展TI處理器實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用、運(yùn)算放大器的應(yīng)用及電源芯片的實(shí)用技巧等項(xiàng)目;聯(lián)合北京匠??萍加邢薰鹃_展基于MSP432的TI-RSLK智能小車實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;聯(lián)合北京中科浩電科技有限公司開展無人機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;聯(lián)合依元素科技有限公司開展Xilinx FPGA實(shí)訓(xùn)系列項(xiàng)目。

        2.3 完善校級管理機(jī)制

        近年來,在各創(chuàng)新平臺努力下,山東大學(xué)相繼出臺了《山東大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育平臺管理辦法》《山東大學(xué)本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐學(xué)分認(rèn)定辦法》《山東大學(xué)“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”管理辦法》《山東大學(xué)國家大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新示范基地孵化園管理辦法》《山東大學(xué)示范性學(xué)院學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金管理辦法》等針對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育服務(wù)平臺的管理辦法和規(guī)章制度,一方面激起了學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的激情,另一方面,以制度的形式規(guī)范、優(yōu)化了各個創(chuàng)新平臺的教育教學(xué)活動[8]。

        2.4 有機(jī)融入課程思政教育元素

        首先,教師首先要做到的是將課程思政教育理念根深蒂固,要明確培養(yǎng)什么樣的人才,向?qū)W生講述一些偉人事跡,如兩彈一星元勛、知名學(xué)者如何利用科學(xué)技術(shù)解決我國卡脖子工程問題,充分弘揚(yáng)愛國主義精神。

        其次,在日常訓(xùn)練或者培訓(xùn)課程中,將課程思政教育元素有機(jī)融入訓(xùn)練題目,如在信號處理方向題目中,可引入在國外勢力層層打壓下,我國在5G通信領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,樹立民族自信,科技自信,進(jìn)一步踐行社會主義核心價(jià)值觀[9-10]。

        3 實(shí)施成效

        采取自制電子設(shè)計(jì)競賽系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)平臺、豐富線上線下培訓(xùn)資源、完善校級管理機(jī)制、有機(jī)融入課程思政教育元素等措施進(jìn)行改革,經(jīng)多年實(shí)踐檢驗(yàn),眾多學(xué)生從中受益。

        3.1 實(shí)現(xiàn)資源共享,輻射省內(nèi)外高校

        在學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院頂層設(shè)計(jì)下,濟(jì)南校區(qū)由控制科學(xué)與工程學(xué)院電工電子創(chuàng)新教育平臺、青島校區(qū)由信息科學(xué)與工程學(xué)院電工電子創(chuàng)新教育平臺、威海校區(qū)由機(jī)電與信息工程學(xué)院負(fù)責(zé)貫徹落實(shí),以智慧互動教室為載體,在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)全新模式下,一校三地共同發(fā)力,同頻共振,徹底打破專業(yè)間、學(xué)院間、校區(qū)間隔閡,我校全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽推入快速發(fā)展軌道,已向省內(nèi)外其他高校(中國石油大學(xué)、中國海洋大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)、青島大學(xué)等二十余所高校)輻射。

        3.2 完成豐富線上線下培訓(xùn)資源

        通過建立線上課程教學(xué)和線下實(shí)訓(xùn)的方式,充分利用模塊化全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽實(shí)訓(xùn)平臺,結(jié)合TI、北京匠牛、北京中科浩電、依元素科技等技術(shù)公司成熟培訓(xùn)資源,真正做到坐得住,有得學(xué),學(xué)有獲,極大刺激學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

        3.3 自制系列電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)儀器

        自制兩套面向大學(xué)生電子設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺:“基于MyDAQ的電子技術(shù)口袋式實(shí)驗(yàn)平臺”和“階梯式電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)平臺”,根據(jù)全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽賽題范圍(涵蓋嵌入式系統(tǒng)類、電力電子類、測量控制類、儀器儀表類等),自制模塊化電賽訓(xùn)練模塊,方便進(jìn)行各種賽題訓(xùn)練。并分別于2018年和2021年榮獲第五屆和第六屆全國高等學(xué)校教師自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新大賽三等獎。

        經(jīng)多年建設(shè)與實(shí)踐,山東大學(xué)電工電子創(chuàng)新教育平臺平均每年受益2000人,對學(xué)校的專業(yè)建設(shè)、評估認(rèn)證等起到重要支撐作用,對培養(yǎng)學(xué)生卓越的創(chuàng)新實(shí)踐能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探索精神和以德為本、以業(yè)為基的綜合素質(zhì)具有強(qiáng)有力的助推作用,平臺建設(shè)成果獲2022年山東省高等教育教學(xué)成果一等獎。

        4 結(jié)語

        為響應(yīng)國家對加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)平臺建設(shè)要求,山東大學(xué)電工電子創(chuàng)新教育平臺作為電子信息類學(xué)生進(jìn)行電子設(shè)計(jì)最重要的活動平臺,全面貫徹黨的教育方針,落實(shí)立德樹人根本任務(wù),立足新發(fā)展階段,貫徹新發(fā)展理念,構(gòu)建新發(fā)展格局。結(jié)合具體實(shí)際,圍繞全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽積極研究制定和落實(shí)支持大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的政策措施,及時幫助大學(xué)生解決實(shí)際問題,體系完善,內(nèi)涵豐富,切實(shí)以學(xué)生為中心,以立德樹人為根本任務(wù),具有較強(qiáng)可復(fù)制性和較高推廣價(jià)值。

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