立體式電子創新研究與實踐
時間:2022-08-26 04:00:42
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一、師資隊伍建設
教師隊伍是創新培訓的主導力量,是電子創新實驗基地開展科技創新活動的保證。教師的水平和投入是決定創新培訓成敗的關鍵。通過選拔和培養,建立一支具有不同的學術背景和研究方向、專兼職相結合、專業功底扎實、工程實踐經驗豐富并具有奉獻精神的指導教師隊伍,使其制訂的創新培養方案能夠充分滿足電氣信息類專業實踐創新能力的培養要求。學校方面必須加大創新培訓師資隊伍建設的經費投入,提高教師的待遇水平,關心教師隊伍的成長。必須加速教師隊伍知識的更新,不斷擴寬其知識面,注重其理論聯系實際、分析和解決問題能力的提高。隨著參加創新培訓學生規模的擴大,必然會出現教師資源嚴重不足的情況。因此,必須堅持以教師為指導核心,發動一切可能利用的力量。教師在創新培訓過程中,盡量采取啟發式的教學方法,精力重點放在對學生學習方法的引導上面,讓學生明確必須掌握哪些知識和技能,該如何學習,為其提供精煉的學習參考資料,有目的、有針對性地進行訓練。如學習模擬電路知識,可以讓學生根據生活和生產實際自擬題目,比如有學生想要采集人體脈搏信號,教師只要告訴學生可以通過什么方法進行采集,如壓力傳感器或者光敏電阻等,采集的信號屬于微弱和易受干擾的信號,必須進行放大和濾波處理,剩下的工作如器件選型、電路設計等則均由學生自行完成。電路設計完后要求學生先根據原理進行電路參數計算如放大倍數和濾波截至頻率等。計算完后,教會學生如何使用Multisim軟件,讓其將自己設計的電路和所計算的電路參數在該軟件上仿真驗證實現。最后讓其購買元器件,進行實物制作和測試驗證。在整個過程中必須充分發揮學生的主動性和創造性,教師只是提供解決問題的方法和思路。
二、實驗教學條件建設
要進行一個完整的創新培訓,必須建設一個完全開放性實驗室平臺。包含基本調試設計的實驗設備,如計算機、示波器、信號發生器、可調穩壓電源、電壓表、焊接臺、實驗桌椅等。在實驗設備上,對不同層次的學生,實驗室要提供不同的實驗設備。對主要面向低年級學生的基礎訓練開放實驗室要提供計算機、萬用表、信號發生器、示波器、電源等常用的電子儀器,數量以保證基本夠用為度。對主要面向高年級學生的實驗室除配備常規儀器外,還要配置較高級的開發設備,如單片機、DSP、EDA、ARM開發板、毫伏表、PCB制作系統、常用的電子設計類軟件等。另外,為了便于學生進行實踐活動,創新實驗室建立器件庫,利用實驗室的專項經費購買常用的電子元器件,如電阻、電容、接插件和常用芯片等,免費供學生使用,同時對器件的進出建立詳細的明細表,以提高器件的使用效果和效率。
三、建立自主、開放型實驗教學模式
為了充分發揮學生們的創造性和能動性,創新實驗室運作主要采取自由開放和預約開放,并將開放時間公布。自由開放的主要對象是教師和電子協會成員,他們可以在開放時間隨時到實驗室工作。而預約開放的對象是全校的電子愛好者,他們可在創新實驗室的網站上提出申請,經批準后才能進入實驗室。開放實驗室管理系統配備指紋刷卡門禁系統、實驗儀器設備電源控制系統、網絡攝影機監控系統以及相應的軟件管理系統。通過相應的軟件管理系統對想進入創新實驗室學習和培訓的學生進行身份登記備案和授權。采用網絡實驗預約管理模式,提高了實驗教學的開放性。獲得授權并且預約成功的學生準許進入實驗室學習,但不允許在實驗室做過多的與學習無關的事情,如上網聊天、玩游戲等,可以通過網絡攝像頭監控,一旦發現則取消其進入實驗室的資格。實驗室要做到完全無人值班是很難的,但是實驗室教師又不可能全天候包括晚上在實驗室值班,因此可以制定值班表,安排學生(包括研究生)輪流值班。另外,對實驗設備進行編號,且不允許學生隨便搬動實驗臺的設備。
四、采取遞進式的教學培養模式
針對不同年級學生的知識結構和特點,建立了遞進式創新實踐培訓體系,明確了學生從入門到提高等不同階段的教學內容。對一年級新生開展了電子焊接工藝、制圖制板工藝、小功能電路等基礎性培訓,旨在激發學生的學習熱情,培養學生的學習興趣;在二年級學生中開設了“電子系統設計”等課程,以功能電路、單元電路、小系統設計等為主要內容,通過課程化的培訓,旨在提高學生的應用電路設計能力;經過嚴格選拔,在三年級學生中開展了綜合性培訓,以綜合性功能電路、大型應用系統為主要內容,從而提高學生的綜合設計能力。
五、采取多級開放式團隊運行管理模式
實行從指導教師→研究生→高年級本科生→低年級本科生的多級開放式創新團隊運行管理模式,如圖1所示。這種模式不僅可以培養學生的團隊精神和領導能力,還可以形成傳幫帶、便于知識與技能傳承的長效機制。在這個創新團隊里,不僅要強化上一級團隊成員的權威,更要重視團隊核心成員奉獻精神的培養。每個團隊核心成員必須定期制定培訓計劃,負責團隊培訓和知識的有效傳承。任何團隊成員都必須嚴格服從團隊核心成員的任務安排,按計劃完成培訓任務,提交總結報告。對高一級的創新團隊給予政策上的優先扶持,對能力突出的創新團隊成員,允許其進入高一級的創新團隊,而對表現不佳的成員也可降到低一級的創新團隊,甚至從創新團隊中剔除出去。創新基地采用網絡化管理,通過建立專門的網站公布創新基地的全部實踐活動,包括培訓時間、內容、各類創新項目申報情況、學術研討活動、儀器設備現狀等,吸引更多的學生參與進來。網絡化管理、創新項目審批和申報、各類科技競賽活動的組織等工作由學工部門帶領校內電子協會來完成。對于每個創新團隊,均可以申報創新實驗基地科技項目,開展申報、立項和研究等工作,并在規劃時間內完成預定目標,提交科技成果。對確定立項的學生創新實驗基地科技項目在科研經費上給予資助。從經費、政策上重點支持優秀學生從事原創性科技項目,激勵學生做出重要創新成果。以項目為依托,實行“教師指導、學生自主、分級管理、滾動發展”的良性機制。在綜合實踐活動的開發、設計和實施過程中,鼓勵學生自主選題、自定計劃,將學生的需要、動機和興趣置于核心地位,促進其個性的充分發展。堅持教學、科研、生產相結合,把科學研究引入教學過程,將科研成果轉化為教學資源,組織學生參加科研實踐;把教學與生產勞動和技術推廣結合起來,將專業課的理論教學緊密結合生產實踐進行;讓學生走出校門,把實踐教學拓展到社會經濟建設的各個層面,從而為學生提供學習、實踐、創新的機會,縮短學用差距,加深學生對理論知識的理解,增強學生觀察、分析和解決實際問題的能力。
六、依托各類創新性項目和學科競賽平臺
依托大學生創新性實驗項目、創新實驗室開放項目、大學生課外科技制作項目開展項目創新訓練,通過對創新項目進行研究,激發學生的求知欲望,提高學生學習的自覺性和主動性,使學生逐步具備“勤于思考、勇于探索”的科學品質。同時,通過項目小組的共同研究,學生的組織協調能力、合作精神也得到了培養。通過強化實踐教學、實施創新訓練,培養學生的創新能力;充分利用學校多種教育資源,開展有效的第二課堂活動,結合湖南省和全國大學生電子設計大賽、智能汽車大賽及挑戰杯大賽等參賽活動,創造優良的創新工程環境,開展多種形式的科技創新活動及應用研究工程訓練,強調以學生為主,學生自主選題,培養學生系統的掌握工程設計的全過程,充分發揮學生的自我能動性和創造力。進一步加強科技創新活動環境建設,提高裝備水平,配置經驗豐富的指導教師隊伍。在全校開展各類設計競賽(如機器人設計大賽、電子競賽、創業設計大賽等),鼓勵學生報名參加比賽,創造一切條件開放實驗室為其提供良好服務,使每個學生融入創新氛圍。
七、學校增加對創新性人才培養的投入
學校以學生為本,在實驗的策劃、資金和設備等各方面給予有力支持,改變以往實驗指導單純依靠實驗人員的模式,派出實踐教學經驗豐富的教師,定期給學生講課和指導,并且參與實驗項目的設計和籌備。探索創新性自主式、研討式教學方法,培養學生自主學習的能力。設立學生科技活動專項基金,用于資助學生開展科研活動,支持并組織學生參加全國有影響的課外學術科技競賽,表彰在學生學術科技創新活動中表現突出的個人和集體,獎勵優秀的學生科技學術成果,同時創造條件扶持有發展前景的應用性科技成果的轉讓與開發。每年不定時、不限項地開展學生科研立項申報工作,并制定學生科技項目管理辦法,對課題進行階段性的跟蹤指導、監督、檢查和評審。
八、建立校企合作基地,培養學生的工程素質
建立完善的校企合作管理和運作機制,加強與企業長期穩定的合作。通過校企合作,解決資金投入與發展的瓶頸問題,提供教學資源、派遣與培養師資、基地實訓、企業實習與就業等完整的人才培養鏈。通過校企合作,開拓了實驗室建設的新途徑,提升了教學層次,節約了建設資金,推動了教學改革和實驗室建設的進度。通過校企合作,使學生擁有了直接的工作經驗,提前完成了從學生到員工的角色轉變,使學生具有突出的競爭優勢。通過校企合作,學校可以發揮自己的智力優勢,協助企業開展商業策劃、產品開發、技術指導和員工培訓,讓學生參與企業生產和企業管理,使其在企業的工作中學習企業文化,掌握基本操作,培養創業技能。與企業的項目合作是創新基地發展的有力補充。學校圍繞企業生產申報科技項目、設定創新課題,不僅為企業的發展提供了技術支持,而且也使學生的創新創業教育有的放矢,所取得的創新成果可直接為企業所用,使創業具備了實際應用價值。
九、建立良好的激勵機制
良好的激勵機制能夠提高學生的創新熱情和指導教師的積極性。學生創新培訓考核合格、學科競賽獲獎、發表學術論文、申請專利、申請各級創新項目等,都能獲取一定的創新創業實踐教育學分并給予精神和物資獎勵,對于指導學生取得科技成果和獲得競賽獎勵的教師也要給予一定的獎金鼓勵,同時將指導工作納入教師的教學工作業績考核。
十、結論
立體式電子創新培訓依托教師的科研條件和指導力量、結合創新團隊先進的管理辦法和制度、學校政策的扶持與激勵,以及各部門的配合與支持,形成了一個可以對學生進行創新思維和創新能力、基本科研技能及知識綜合應用能力等多層次訓練的平臺。通過強化創新實踐活動,進一步培養了學生的創業能力,使其具備了過硬的專業知識、優秀的管理及溝通能力、豐富的實踐經驗和較強的實踐能力、敏銳的創業意識和良好的團隊精神。
本文作者:王玉鳳范必雙工作單位:長沙理工大學電氣與信息工程學院
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