基于科技競賽的測控專業創新實踐能力培養

劉霞+段志偉+劉繼承+姚建紅+曹廣華

摘要：科技競賽活動是本科生創新教育體系的重要組成部分，是培養學生創新實踐能力的重要途徑之一。本文以測控技術與儀器專業為例，依托科技競賽，確定了實踐教學培養目標和實踐教學體系，給出了課程設計、實習、畢業設計以及實驗等實踐環節的具體改革措施。從搭建科技創新實踐平臺、完善科技競賽制度平臺和強化科技競賽智慧平臺三方面，介紹了使科技競賽長效、穩定的具體措施。對測控專業創新型實踐能力的培養進行了探索。

關鍵詞：科技競賽；創新能力；實踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）51-0076-02

隨著電子信息技術的飛速發展，各行業對測控技術與儀器專業的需求速度是空前的。培養測控技術與儀器領域綜合素質、實踐能力和創新能力強的高等技術人才顯得尤為重要[1]。實踐教學是工科專業教學的關鍵，學生的動手能力、工程實踐能力和創新能力都要在實踐中獲得鍛煉，也在實踐中得以體現。而科技競賽活動是本科生創新教育體系的一個重要組成部分，是培養學生創新實踐能力的重要途徑之一[2-4]。因此我專業依托科技競賽，對測控專業的實踐教學體系進行了改革和探索。

一、更新教學理念，確定實踐教學培養目標

為提高學生的創新能力和實踐能力，必須要不斷地更新教學理念。目前，實踐教學改革多數是注重課程學時、內容的調整，并沒有從教學思想和管理上提出可行的適合學生創新能力和實踐能力的措施。因此，確定本專業實踐教學的培養目標是培養以光、機、電、算為學科基礎的人才知識結構，培養適應能力強，具備精密儀器設計制造以及測量與控制方面基礎知識，能在測量與控制、儀器與系統的設計制造等領域從事科技開發、應用研究、運行管理等工作，具有一定的人文素養和團隊合作精神，具有創新精神與實踐能力的高級工程技術人才。

二、優化實踐課程，完善科技競賽體制下的實踐教學體系

實踐教學不是簡單課程實踐的拼湊，而是一項系統工程。根據我專業特色，確立了工程實訓->實驗->課程設計->實習->畢業設計->課外創新多層次實踐教學體系，培養學生的專業基本技能、綜合能力和創新能力。

（一）實踐教學的體系結構

實踐教學體系中主要以培養三個能力為主：

1.專業基本技能。主要由計算機應用能力、工程實訓、課內實驗等構成，目標是培養學生的專業基本素質。

2.綜合能力。主要由課程設計、實習、畢業設計等環節構成，目標是培養學生能夠綜合運用所學知識、技能，獨立進行傳感測量技術應用、簡單儀器儀表開發、簡單測控系統設計等專業綜合素質。

3.創新能力。主要由科技競賽、創新實驗、社會實踐等構成。目標是培養學生的創新素質、團隊合作精神和實踐能力。

（二）借鑒科技競賽理念，改革實踐課程的組織形式

1.課程設計教學組織形式。借鑒科技競賽理念，對課程設計進行了創新。從課程設計的選題上，對歷年全國賽事的題目進行拆解，設計出符合學生課程設計難度的題目，使設計題目更新穎、更接近生活生產、更趨向于解決實際問題。從學生選題上，要求學生每人一題，獨立完成課程設計。從設計要求上，要求學生完成方案制定、硬件設計、軟件設計、仿真調試、撰寫課程設計報告等任務。從課程考核上，增加了答辯環節，在答辯環節中學生通過對自己的作品進行介紹和展示，不但鍛煉了學生的表達能力，還能激發學生的榮譽感，從而激發學生的積極性。

2.實習教學組織形式。傳統實習模式一般都是到實習單位參觀的模式，導致學生動手能力培養不足。本專業實習分成現場實習和實驗室實踐兩個階段。通過合理安排現場實習和實驗室實踐的時間，充分發揮現場和學校實驗室各自特點，優勢互補，提高實習效率和實習質量。

3.畢業設計教學組織形式。在畢業設計環節中，在指導教師配備上，引入企業客座教師，加強指導教師力量。在選題上，針對青年學生善于接受新生事物、喜歡面對挑戰性工作的特點，在畢業設計中引入企業問題及大賽綜合性題目，從而提高學生興趣。在答辯環節上，學生展示自己的作品，講解設計方案、原理以及實現過程，闡述自己的創新點，從而評選創新論文。

4.實驗教學組織形式。主要從三方面進行了改革。靈活的實驗時間：現在學生的計算機擁有率較高，同時實驗室的開放也已基本做到日常化，因此可以提前布置實驗任務、進行實驗指導，將設計、制作和仿真調試工作前傾，由學生課后自主完成，最后集中現場調試和考核。靈活的實驗方式：實驗分為基礎型實驗、選做實驗、自主設計型實驗等不同層次的實驗環節，學生可根據自己的能力完成相應的實驗內容，體現實驗課程的因材施教，分層次教學；靈活的實驗內容：在實驗教學中采用“積木式項目驅動法”，對實驗內容進行模塊化設計，每個模塊設計一個實例項目，在項目驅動下展開理論教學和實踐教學，再將每個模塊象搭積木一樣進行組合，從而完成比較復雜的項目。

三、建立開放性實驗室，搭建科技創新實踐平臺

實驗室是培養創新人才的實踐基地，因此，開放實驗室的建設是培養學生創新能力和實踐能力的必備條件。實驗時間開放：實驗室全天開放，采取實驗指導老師和學生共同負責制，選出高年級學生作為實驗室組長，負責老師不在時實驗室的管理，解決了指導老師無法全天在實驗室的困難；實驗對象開放：不但對本專業師生開放，而且對全院師生開放，做到資源共享；實驗內容開放：包括實驗室自擬項目、學生自選項目、科研項目以及科技競賽項目等多種類型。開放實驗室可根據科技競賽的時間，定期組織賽前培訓、集中訓練、參賽制作、賽后總結講座等，將開放實驗室建設和科技競賽有機結合，有計劃、有組織地進行開放實驗室的指導工作。

四、健全機制，完善科技競賽制度平臺

（一）完善科技競賽的管理機制

我專業從選拔、選題、賽前培訓、競賽和賽后總結等環節入手，各環節緊密配合，形成了良好的科技競賽管理機制。endprint

1.公開選拔和優化組合機制。參加科技競賽的學生面向本專業全體學生進行公開選拔，選拔時主要從以下幾個方面進行考核：知識綜合運用能力、解決問題能力、團結協作能力、表達能力、組織領導能力等。初選出綜合能力較強的或單方面能力強的學生。通過培訓再次優選。最后根據優化組合的原則確定參賽隊伍的人員構成。參賽隊最好由新老隊員交叉組合，既發揮老隊員的比賽經驗優勢，又鍛煉了新隊伍。

2.科技競賽項目選題機制。競賽具有科技性、實踐性和探索性的特點，尤其突出創新。因此，選題一定要有創新性，且具有較強的應用性。在選題方面，結合測控專業的特色，運用傳感器測量以及控制知識，結合歷屆問題和社會需要，選擇相關的科技競賽題目。

3.賽前培訓機制。賽前培訓主要分成基本技能培訓和實物項目培訓兩個階段。基本技能培訓主要包括語言培訓、電路圖和電路板制作培訓、單片機等控制器應用培訓，培訓中主要通過實驗板和實驗箱完成訓練項目。實物項目培訓階段主要包括項目方案的確定、硬件電路設計、軟件程序設計、算法設計以及實物焊接與調試等過程，全部由學生自主完成，老師進行方向性指導。通過賽前培訓重點培養學生扎實的基本技能、分析問題、解決問題以及綜合應用等方面的能力。

4.競賽指導機制。在競賽過程中，由指導老師與參賽隊員共同討論選定題目，由參賽隊員按照題目及設計要求確定方案、元器件選用、軟硬件設計及調試等，指導老師從整體方案、進度情況進行把關，及時解決學生遇到的問題，提出改進意見。

5.賽后總結機制。賽后，要求指導教師和學生及時對競賽過程作出總結。主要從賽前準備、競賽過程以及用到知識進行總結、對競賽過程中的成功與失敗進行分析。對本專業各年級學生通過講座的形式，將競賽的成果進行展示，通過獲獎學生的親身經歷和賽后感受激發其他學生投入科技競賽的熱情，擴大學生參與科技競賽的規模。

6.完善科技競賽的獎勵機制。為確保學生科技創新活動常態化、制度化，建立長效機制，適當的獎勵機制是必不可少的。劃撥科技競賽專項經費，確保科技競賽的順利完成。對獲得獎項的學生給予創新學分，在評獎評先中予以加分，在保送研究生中給予加分，在就業中給予推薦。對于指導教師給予相應的獎勵和認可，充分調動指導教師和學生的積極性。

五、優化隊伍，強化科技競賽智慧平臺

指導老師在科技競賽中發揮著主導作用，是參加各類科技競賽的重要保障條件。因此，要有效提高學生科技競賽活動的層次和質量，必須選拔和培養一批科研能力強、技術水平高、責任心強的教師，組成科技競賽指導小組，為學生參與科技競賽提供輔導、技術支持以及心理指導，為學科競賽構建一個核心的智慧平臺。

科技競賽指導小組的職責是對學生進行專業知識、專業技能及設計方法方面的培訓，對學生在競賽中遇到的技術問題給予及時的指導，對學生出現的心理問題給予及時的疏導，使學生通過一個個項目的完成，樹立自信心。

六、結論

幾年來，在課內實踐教學環節中借鑒各類科技競賽的理念，通過對課程設計等實踐教學環節的改革與探索，培養了學生的實踐能力、動手能力和創新能力。為保證科技競賽的長效穩定，搭建了科技創新實踐平臺、完善了科技競賽制度平臺和強化了科技競賽智慧平臺。實踐證明，科技競賽活動已得到了學生的普遍認可和歡迎，學生的參與率也大幅增加，學生的實踐創新能力得到了增強，達到了對學生實踐創新能力可持續培養的目的。

參考文獻：

[1]教育部，財政部.關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程[C].2007.

[2]曾華英，郭翠娟，吳駿.科技競賽培養學生創新和實踐能力的現狀探析[J].中國電力教育，2013，（28）.

[3]楊威.依托科技競賽和創新性實驗計劃培養大學生科技創新能力的研究[J].思想政治教育研究，2010，（2）.

[4]孟夢.以科技競賽為載體的創新人才模式研究[J].科教文匯，2013，（12）.endprint