面向“大工程觀”和創新創業的專業實驗平臺建設

羅 霞 羅 闊 陳潤恩 李 震 劉洪山 王 建 劉 江

1.華南農業大學電子工程學院 廣東廣州 510642

2.華南農業大學工程學院 廣東廣州 510642

實驗室與實訓基地建設

面向“大工程觀”和創新創業的專業實驗平臺建設

羅 霞1羅 闊2陳潤恩2李 震1劉洪山1王 建1劉 江1

1.華南農業大學電子工程學院 廣東廣州 510642

2.華南農業大學工程學院 廣東廣州 510642

面向“大工程觀”和創新創業教育背景，針對電子科學與技術專業實驗平臺建設進行了探討，主要包括完善實驗實踐教學體系、改革實驗實踐教學方式、創新創業培養模式和科研項目實踐與學科競賽培養模式等方面。實驗教學效果表明該實驗平臺可以增強學生的動手能力，培養學生的創新精神。

大工程觀；創新創業；實驗實踐教學；改革；教學效果

隨著科技和經濟的迅速發展更加需要具有堅實的基礎知識、寬厚的專業知識和具備創新創業的高素質工程人才[1]。培養大學生的創新精神成為深化高等教育改革的重要內容。而提高大學生的實踐能力則是培養大學生創新精神的關鍵和突破口。“大工程觀”教育理念最早是由美國麻省理工學院院長Joel Moses 在 20 世紀末初次提出的，其本質是將科學技術、工程實踐及人文環境等非技術因素融合在一起，具有整合性、實踐性及創新性的“工程模式”教育理念體系[2]。這對于我國高校在工程教育改革方面具有很好的借鑒作用。

我校電子科學與技術專業是工程光學、光電子技術、激光原理與技術、集成電路設計基礎、光電子器件等相互滲透形成的高新技術學科。專業培養計劃要求培養能夠在電子、通信、半導體技術與器件、光電子信息等領域從事研究、開發具有創新精神的高素質應用工程人才，成為科技興農的主力軍。因此我校順應教育部“大工程觀”和創新創業改革的需要，對電子科學與技術實驗實踐教育平臺進行改革，培養出更加符合社會發展需求的高素質的電子科學與技術專業工程人才。

1 完善實驗實踐教學體系

現代工程是一個復雜的系統工程，強調創新性和綜合性，需要多學科交叉與融合，分散的實驗資源難以適應當代現代工程人才的培養[3]。我校克服了本位主義，打破了單一學科的壁壘，共享資源，共同發展。目前我校電子科學與技術專業包括光電子技術和微電子技術兩個研究方向，在課程體系合理設置基礎上，進一步整合實驗資源，建立了跨學科的綜合實驗平臺，分為電子類基礎實踐平臺、專業基礎實踐平臺、專業綜合實踐平臺、專業創新實踐平臺四大部分構成。電子類基礎實驗平臺主要完成電路實驗、電子技術實驗、大學物理實驗、計算機基礎實驗以及工程基礎訓練等；專業基礎實驗平臺主要完成工程光學實驗、激光原理與技術實驗、集成電路基礎實驗等基礎實驗；專業綜合實驗平臺主要完成光電類綜合設計實驗，主要有單片機、ARM、激光應用、光電測試等；專業創新實踐平臺為學生提供參與科技競賽等創新創業條件，包括大學生電子設計競賽、光電設計競賽、大學生創新創業大賽等。

2 改革實驗實踐教學方式

2.1 構建校級工程訓練中心

學校工程訓練中心(以下簡稱“中心”)自成立之日起，面向全校學生進行工程技能和工程訓練，成為我校大學生進行工程訓練和創新活動的重要基地，為專業本科生的工程訓練提供了共享平臺。中心推行光、機、電、控、管等多學科融合的工程實踐教學理念，以滿足不同專業學科的學生工程訓練教育。工程訓練項目由認知訓練、工程技能訓練、綜合創新訓練等組成。其中，認知訓練中包括機械基礎、電工電子技術、拖拉機構造、汽車構造等方面的認知教育，工程技能訓練包括數控車削加工、注塑成型加工、電氣焊與鍛造、激光數控加工、刨削與鉗工等訓練，綜合創新訓練包括機械創新技術、電子設計創新實踐、先進制造系統訓練等環節。基本具有機械、電子、自動化、車輛、測控儀器、工程管理等多學科背景，并可以完成一定的工程項目的教學實驗平臺[4]。

2.2 實驗課獨立設課

傳統的實驗課是依附于理論課，而且學時較少，一般實驗學時設為4～6學時，學生動手實踐的機會是很少的，經過本科生培養方案的修訂，整合實驗資源，實驗課不再依附于理論課程，將系統性較強的實驗技能知識單獨設課，偏重于對實驗技能的培養和訓練，例如有電子科學與技術基礎實驗(40學時)、電子科學與技術綜合實驗(32學時)、電子科學與技術拓展實驗(32學時)，都作為獨立的必修考試課程。同時還加強了實踐環節教育，包括課程設計、創新創業、畢業實習、畢業論文/設計等內容，實踐教育環節學時數約占專業培養計劃的1/3，充分整合實驗室資源，鼓勵學生自行設計實驗方案(如圖1所示)，加強實驗實踐能力和動手能力，不斷培養學生的創新精神。

圖1 學生自行設計實驗

2.3 建立開放實驗和非開放實驗

開放實驗是一種有別于傳統教學模式的新型教學改革項目，也是滿足實驗教學、課程設計、教學實習、畢業論文、畢業設計的任務和課題研究的需求，學生可以自主安排時間進行實驗，非開放實驗是指需要統一安排時間并需要實驗指導教師親自指導的實驗，一般主要是需要使用大型貴重實驗儀器的實驗。

根據自身特點和實驗教學需要，采取如下幾種方式向學生開放實驗室：一是全天開放；二是根據教學計劃，固定時間段向學生開放；三是網上預約開放實驗室，學生提出申請擬做的實驗項目，由實驗室負責人根據學生人數、實驗內容和預約實驗時間安排實驗儀器設備、器材和實驗指導教師，然后學生完成擬定的實驗內容[5]。

3 創新創業培養模式

在促進大學生創新創業工作有關精神的指引下，我校于2014年10月成立了創新創業學院，堅持以“立德樹人，守正創新”為工作理念，立足農業大學的學科特色和專業特色，以創新促創業，以創業帶就業，從頂層設計、平臺建設、資源整合、組織動員、氛圍營造等方面著手，把創新創業教育融入人才培養全過程，逐漸形成了以“立體式、鏈條式、遞升式”為特色的大學生創新創業教育工作模式。每年有近千名大學生參加大學生創新創業訓練計劃項目，這些課題從文獻檢索、選題確定、開題答辯、實驗設計和實施、論文或專利撰寫、項目驗收等環節，全部由學生自己及其團隊在指導教師下完成，在整個過程中要求學生為完成相應的項目為目的進行有針對性的工程實踐，增強其獲取知識的主動性，真正做到學以致用。不斷培養大學生的動手能力、分析解決問題能力以及團隊意識、科研作風和創新精神[5]。

4 科研項目實踐與學科競賽培養模式

我校南方農業機械與裝備關鍵技術實驗室是教育部、農業部重點開放實驗室和廣東省高等學校重點實驗室，擁有光電類基礎儀器，例如多光譜成像儀、地物波譜儀、高光譜農產品檢測裝置、拉曼光柵光譜儀等。教師的科研項目中離不開光電子基本理論和研究方法，因此可以將科研資源轉化為教學資源，優選出少數基礎較好、實踐能力較強的優秀學生參與到老師的科研項目，在老師指導下，承擔一部分工程項目的研究任務，在整個研究過程中，極大地提高了學生的學習熱情和體驗創新的過程[6]。

為了鍛煉學生創新創業能力，引導和激發學生的科技興趣和探索精神，我校組織學生參加全國大學生電子設計競賽、光電設計競賽、全國大學生創新創業大賽、全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽等全國性大學生學科競賽，賽程包括文獻檢索、設計、制作、調試、答辯等環節，通過比賽，推進了大學生的團隊合作精神，激發創新思維，形成了濃厚的團隊文化氛圍[7]。

5 結束語

我校立足區域經濟培養應用型人才為宗旨，緊密結合廣東經濟社會發展需求，“大工程觀”背景的教育理念和創新創業教育與我校的辦學定位和電子科學與技術專業的辦學基礎和人才培養方向特點相適應。在全國大學生電子設計競賽中，2007年有3支參賽隊獲得廣東省一等獎； 2009年獲得全國一等獎1項，全國二等獎3項，7支參賽隊獲得廣東省一等獎，5支參賽隊獲得廣東省二等獎；2011年2支參賽隊獲得全國一等獎，3支參賽隊獲得全國二等獎；2013年有1支參賽隊獲得全國一等獎，4支參賽隊獲得全國二等獎。在2014年廣東省大學生電子設計競賽中，4支參賽隊獲得廣東省一等獎，7支參賽隊獲得廣東省二等獎。在全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽和全國光電子設計大賽都取得了較好成績。以“大工程觀”背景的教育理念推行為契機，引入創新創業教育方式，通過深入的電子科學與技術實驗實踐教學改革，以實際工程為背景，以工程技術為主線，探索適于區域與行業特色鮮明的農業院校培養模式與方法。

[1]何新華,陳志武.面向創新型人才培養的專業實驗教學體系研究與實踐[J].實驗技術與管理,2009,26(10):24-26.

[2]謝笑珍.“大工程觀”的涵義、本質特征探析[J].高等工程教育研究,2008(3):35-37.

[3]楊延清,張遠明.基于大工程觀的實踐教學改革探索與實踐[J].中國教育技術裝備,2015(12):186-188.

[4]羅霞,羅闊,陳潤恩. 基于“卓越計劃”工程訓練中心建設與實踐[J].實驗室研究與探索,2013,32(8):439-441.

[5]羅霞,羅闊,李震.電子科學與技術專業實驗實踐教學的建設與研究[J].湖南科技學院學報,2015,36(5):43-44.

[6]王章豹,張輝,洪天求.卓越工程師“七化”培養模式的探索與實踐[J].創新與創業教育,2013,4(4):1-6.

[7]居里鍇,徐建成.“大工程觀”下工程實踐教學改革的探索與實踐[J].中國大學教學,2013(10):68-70.

Construction of Professional Experimental Platform of "Engineering with a Big E" and Innovation

Luo Xia1, Luo Kuo2, Chen Runen2, Li Zhen1, Liu Hongshan1, Wan Jian1, Liu Jiang1
1. College of Electronic Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou, 510642, China 2. College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou, 510642, China

The study was discussed on construction of the experimental platform of electronic science and technology based on “Engineering with a Big E” and innovation and entrepreneurship education background, including improving experimental teaching system, experimental teaching reform, innovation and entrepreneurship training mode and practice of scientific research project and academic competition training mode and so on. The experimental results show that the experimental teaching practice platform can enhance the practical ability of students, cultivating students' innovative spirit.

engineering with a big E; innovation and entrepreneurship; experiment and practice teaching;reform; teaching effectiveness

2016-03-24

羅霞，博士，實驗師。

廣東省高等教育學會實驗室管理專業委員會2014年研究基金項目(編號：GDJ2014039)；華南農業大學2013年度教育教學改革與研究項目(編號：JG13103)；廣東省高等教育教學改革項目(本科類)(編號：GDJG20141035)；廣東省本科高校質量工程建設項目(粵教高函[2014]97號—電子信息工程應用型人才培養示范專業、電子信息工程專業教學團隊)和創新強校工程(人才培養類)-質量工程-應用型人才培養示范專業(華南農教[2014]54號)聯合資助。