卓越工程師培養目標下自動化創新實踐基地建設

摘要：在卓越工程師培養背景下，以培養大學生的創新意識、實踐能力和工程素質為目標，介紹了東北電力大學自動化工程學院大學生創新實踐基地的建設思路，對培養目標、管理模式、實驗項目設置等方面進行了分析與探討。

關鍵詞：創新實踐基地；卓越工程師；自動化專業；創新能力

中圖分類號：G482#8195；#8195；#8195；#8195；#8195；文獻標識碼：A#8195；#8195；#8195；#8195；#8195；文章編號：1007-0079（2014）18-0075-02

“卓越工程師教育培養計劃”是列入我國高等教育中長期發展規劃的一個重要計劃。通過教育和行業、高校和企業的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術為主線，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國的服務。[1-3]

東北電力大學作為一所以工為主、電力行業特色鮮明的省屬院校，于2011年10月入選教育部第二批卓越工程師教育培養計劃高校。自動化專業是東北電力大學實施“卓越計劃”的重點學科之一。本專業以電力行業為背景，專業內容涵蓋領域寬，不但傳統意義上的自動檢測、自動調節、自動報警和自動保護等常規過程控制自動化內容屬于該學科內容，如今包含辦公自動化在內的管理自動化內容也已經納入了自動化范疇。實際動手能力、獨立創新能力、團隊合作能力等是自動化專業工程培養體系中非常重要的特點，上述能力只有通過實驗、實習、實訓等實踐環節來保證。[4]為了適應建設自主創新型國家和能源電力發展對高素質人才多樣化的需求以及培養實踐創新型人才的需求，東北電力大學自動化工程學院于2007年成立了大學生創新實踐基地。學院期望通過動手實踐，激發學生自主學習的興趣；通過參與課題研究，培養學生敢于創新的意識；通過目標管理，培養學生善于創業的精神。以培養卓越工程師為目標，對東北電力大學自動化工程學院在建設大學生創新實踐基地過程中取得的一些經驗和體會進行了探討。

一、創新實踐基地建設的必要性

工科大學生創新實踐基地建設，以培養高素質、復合型人才為宗旨，以培養學生實踐能力和創新能力為核心，秉承“加強基礎、拓寬知識、培養能力、激勵個性、提高素質”的人才培養思路，充分發揮教師隊伍精良、教學設備先進、科研與教學研究氣氛濃厚的優勢，合理整合資源，建立特色鮮明、內容豐富、知識相互銜接與滲透、由書本延伸到社會的平臺，對學生進行創新思維訓練、團隊創新訓練、知識整合項目訓練、科研成果轉化訓練等各種層次訓練的全方位開放式大學生創新實踐基地。[5]這些與卓越工程師的培養目標不謀而合，加強創新實踐基地的建設，可以讓更多學生參與到科技創新活動中，使更多學生受益，也能讓“卓越計劃”的實施落到實處。

科技創新活動具有長期性、延續性的特點。培養學生的創新能力是一項長期的任務，因此可以建設一個高水平的創新實踐基地，以其為創新教育和科技創新活動的載體，開展多層次的科技創新實踐活動，培養具有真正創新素質的人才。[6]東北電力大學自動化工程學院的大學生創新實踐基地下設四個研究室，分別是創新制作研究室，主要研究方向為電子及單片機應用系統的設計和制作；機器人研究室，主要研究方向為機器人定位和控制、計算機視覺、路徑規劃和多傳感器數據融合等；焱火工作室，主要研究方向為網站制作維護、圖像處理、動畫制作、3D設計、網絡安全、電子商務和應用軟件開發等；建模與仿真研究室，主要研究方向為控制系統的建模、仿真和設計。以創新制作研究室為例，從以下幾方面介紹大學生創新實踐基地的建設。

二、創新制作研究室的建設

1.培養目標

創新的源頭在于實踐。創新制作研究室的建設目的在于為學生提供更多的實踐機會，為學生創新能力的培養構筑一個基礎扎實而又充滿活力的實踐平臺。[7，8]創新制作研究室主要是培養學生在電子和單片機系統設計與制作方面的能力，特別注重學生基礎知識和創新能力的培養，將理論知識和實踐創新能力放在同等重要的位置上，強調工程意識、工程素質、工程實踐能力和學生個性化的發展，以培養具有創新能力和研究精神的高素質人才為目標。

2.管理模式

一是以學生為主、教師為輔的培訓機制。創新制作研究室每學年都進行一次面向全學院的招新活動，通過自愿報名、面試考核等環節，吸引了眾多感興趣的、學習有余力的學生參與進來，卓越工程師班的學生只要感興趣，可優先進入研究室。研究室采用開放式管理方式，學生在課余時間可以到研究室進行學習。為了達到卓越工程師的培養目標，采用一對一的單兵培養模式，即一位教師指導一名卓越工程師班的學生，針對學生的學習興趣和個人能力制定個性的學習與培訓計劃。通過創新實踐項目的鍛煉，學生將“數字電子”“模擬電子”“微型計算機原理及接口技術”“單片機原理及應用”“檢測技術及儀表”等課程內容融入到實踐中，加深了對課程和專業的理解。二是學校、學院提供經費支持。學校和學院領導非常重視研究室的建設與管理，并給予了大量的經費支持。每學期都會向學校進行耗材申領，由專人負責耗材的管理和發放使用。經過幾年來的建設，研究室的硬件設施得到了改善，計算機、桌椅、實驗設備等都進行了更新，各種實驗設備和經費的投入為順利開展各項實踐活動提供了保障。三是組織學生參加各類學科賽事。積極鼓勵學生參加國家級、省級電子競賽，挑戰杯競賽，智能車競賽，吉林省大學生創新創業訓練項目，校級大學生“綜合性、設計性、研究性、自主開放型實驗項目”等科技創新活動，使學生的實踐能力和科研能力都得到了鍛煉，提高了他們的就業能力。對于那些在各類競賽中取得成績的學生，在評獎學金、先進榮譽等活動中都給予一定的政策支持。另外，為了鼓勵指導教師，對在競賽中獲獎的教師進行表彰和獎勵。

3.指導隊伍建設

建立一支結構合理、素質優良、精干高效的實驗指導教師隊伍是創新實踐基地建設與管理的關鍵，是提高實驗教學質量、實現創新實踐基地建設目標的根本保證。[9-11]學院鼓勵青年教師和碩士生導師參與到創新實踐基地的建設中，指導教師要根據自己的知識面、學術領域和工程經驗，每學期為學生做培訓，并根據自己的研究方向為學生制定多層次的實驗項目，隨著學習的深入，可以讓學生參與到指導教師的科研中來。

4.多層次實驗項目設置

所謂的“多層次”，是指針對不同年級學生制定不同的課外科技活動。一是在教師的指導下，學生完成一些常規項目的實驗，使得學生在電子電路和單片機系統的設計、焊接和調試等方面練就過硬的基本功；二是學生可以自己提出設計及實現方案，教師提供必要的硬件和軟件條件，充分調動學生主動學習的積極性和創造性；三是針對各種競賽，進行一些競賽和實驗項目的訓練，讓學生在緊張的賽事中得到鍛煉和成長。

（1）“第一層次”活動方案。自動化大二學生已經學完“C語言”“MATLAB及應用”等課程，開始學習“電路”和“數字電子”“模擬電子”等課程，但是還未學習“微型計算機原理及接口技術”“單片機原理及應用”等課程，沒有硬件開發的概念。可以針對大二學生的特點制定如下類型的實驗項目：一是設立一些常規程序設計題目，鍛煉學生靈活、熟練使用C語言和MATLAB編程解決問題的能力。二是指導教師定期進行常規芯片、電阻、電容、電感等基本知識方面的講座。三是指導學生自學單片機原理及應用課程，并給予足夠的輔導。

（2）“第二層次”活動方案。經過兩個學期的培養，大三學生已經學習了“數字電子”“模擬電子”“單片機原理及應用”等課程，對單片機有了初步的設計思想，能進行簡單的系統開發，但是對于更深層次的內容還需繼續學習。可以針對大三學生的特點制定如下類型的實驗項目：一是設計一些關于數字電子和模擬電子方面的設計題目，例如搶答器、循環交通燈、I/V轉換電路等，指導學生獨立編程解決這些問題，鞏固學生對理論知識的理解，同時還可以激發學生更濃厚的學習興趣。二是指導教師定期舉行測控系統設計方面的講座，例如：數據采集系統、數字顯示系統等。三是選擇一些具有工業背景的對象，例如伺服控制系統、電加熱爐系統、電感電容測試儀等，指導學生進行單片機控制系統設計，并學習PROTEL、PROTEUS等電路仿真軟件以及C51編程軟件。

（3）“第三層次”活動方案。經過前兩個層次的鍛煉，學生對單片機系統的設計和仿真已經有了較強的能力，此時可以對學生進行綜合培訓，指導學生完成一些綜合性、設計性、創新性的實驗項目，如飛思卡爾小車、循跡小車、多功能電源、四旋翼飛行器等。經過三個層次的訓練，學生應具有較強的軟硬件開發能力，其中的優秀者可以參加各個級別的電子競賽，能夠取得較好的成績。

5.主要建設成果

經過幾年的建設，東北電力大學自動化工程學院大學生創新實踐基地的創新實踐活動已經形成了一定的規模，在創新人才培養中發揮出重要作用，取得了豐碩成果。創新制作研究室培養出來的學生具有較強的動手實踐能力和軟硬件開發能力，多人次獲得了省級以上的獎勵，包括：飛思卡爾智能車競賽、全國大學生電子競賽、吉林省大學生電子競賽、全國機器人大賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等。

三、結束語

通過在創新實踐基地的學習和鍛煉，學生的實踐能力、工程素質、創新意識以及他們在就業和考研中的競爭力都得到了提高。為了充分發揮創新實踐基地的作用，不斷擴大受益面，學院還要在師資隊伍、實驗設備和基礎設施等方面繼續加強建設，吸引越來越多的學生到創新實踐基地來學習和實踐，讓人才培養目標和“卓越計劃”落到實處。

參考文獻：

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（責任編輯：孫晴）