基于電子設計競賽的創新實驗室建設與管理

【摘 要】本文從電子設計競賽的特點出發，針對參賽學生在競賽過程中暴露的問題，提出創新實驗室的建設方案與管理措施，促進實踐教學與創新能力培養模式改革。

【關鍵詞】電子設計 創新實驗室 創新能力 開放式

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）10C-0039-02

一、競賽與創新實驗室的關系

電子設計競賽是面向高校大學生的群體性科技活動，其目的在于推動高等學校實施素質教育，培養學生工程實踐能力，提高學生解決實際問題、進行電子設計制作的能力，特別是在高校大學生創新能力、協作精神培養方面起到積極引導和推進作用。創新實驗室通過對實驗時間、實驗內容、實驗對象的開放，最大限度地激發了學生對實踐學習的興趣，為創新培養人才提供了條件。

（一）競賽的目的

競賽是綜合素質的體現，通過競賽直接或間接促進了學生對單片機、FPGA技術、嵌入式技術、C語言編程等教學內容的理解。通過競賽，各高校加大了對實驗室建設的投入，尤其是加大了對開放性創新實驗室的建設力度，為優秀學生的創新發展創造了良好的客觀條件。通過競賽培養了學生的創造能力和創新意識。通過競賽推動了師資隊伍的建設。電子設計競賽命題范圍廣、涉及知識點多，鼓勵新技術、新器件的應用，還著重考查學生動手實踐設計能力，調試排障的能力。這就要求指導教師必須有更寬的知識面和更豐富的實踐經驗。

（二）競賽中存在的問題

1.課程設置不夠合理。我校參加競賽的選手大多都是大二，甚至是大一的學生。他們的專業課程開設嚴重滯后。大二學生參賽時尚未學習C語言程序設計和單片機技術兩門競賽必定涉及的課程。往常都是靠競賽前的突擊培訓，強化練習，由他們自主提前自學掌握。這樣一來，學生專業知識缺乏，沒有系統性。

2.綜合能力不夠強。學生不能準確把握競賽題意，無法提出合理方案，不能運用所學知識對系統電路進行周密分析，對在樣機調試中出現的問題很難準確判斷故障點。分析問題、解決問題的能力不強，基本知識、基本理論、基本電路掌握不扎實，基本技能訓練不足，團隊間、隊員間交流甚少。

3.資料查閱能力不足。學生在選題后，不能盡快找到所需的相關資料，往往只會翻閱教科書或完全依賴百度搜索，對查閱的參考電路生搬硬套、東拼西湊，不能在理解的基礎上消化吸收，不能針對實際項目進行改進、優化。反映出學生脫離了工程實踐，沒有技術積累。

4.實踐技能不強。在競賽過程中，不能正確設計實驗數據表格，不會分析數據的正確與否。在焊接裝配過程中，操作不熟練，溫度把控不準，焊接質量不高，不會預防靜電擊穿，電路布局、布線不規范，電路調試與故障查找、排除等方面能力不強。這都說明平時的實驗課內容驗證性過多，設計性、綜合性過少。學生的設計能力和綜合能力未得到應有的開發和提高。

5.設計報告質量不高。在設計內容、格式方面存在不足，文檔編輯不規范，方案論述不嚴謹，系統結構缺乏邏輯性，電路設計缺少理論分析。這些反映出我們的實踐教學忽略了實驗報告書寫這一重要環節。

6.新器件、新技術應用能力較差。對于性能指標優越的新技術、新器件，學生缺乏了解和掌握，知識儲備不足。比如今年的區電子設計競賽指定用一片LCD1314數字電感芯片，由于該芯片是新事物，賽前沒有接觸過，相關的應用資料非常少，找到的資料基本都是英文版，在競賽過程中非常被動。

（三）加強創新實驗室建設的意義

創新實驗室是培養學生創新能力的基地，是培養創新人才的搖籃。競賽只是一個載體，創新實驗室也僅是一個平臺，學生通過競賽參與，通過在創新實驗室的培訓學習，使之綜合素質有質的飛躍才是最終目的。充分建設好創新實驗室，利用好創新實驗室，不僅可以提高學科競賽水平，更重要的是促進實踐教學改革，使之成為適應創新人才培養的新趨勢。

二、創新實驗室的建設方案

（一）內涵建設

創新包括概念創新、知識創新、技術創新等諸多方面，其中觀念創新是前提、知識創新是載體、技術創新是目的。創新實驗室建設就是要從內涵抓起，徹底改變傳統觀念，采取重點投入、集中建設的方針。創新實驗室不同于一般的實驗室，它以學生個人和科技興趣愛好小組為主，主要開展探索性、研究性實驗，針對某一領域或某一方面進行開放式研究、探討。為學生個性化培養提供自由發揮的空間和平臺，形成以培養學生綜合能力、創造思維和創新意識為主的實踐教學體系，重在實踐，重在動手。

（二）硬件建設

為了滿足創新探索的特殊要求，創新實驗室的硬件配置要全，方方面面都應具備，既要有如數字萬用表、示波器、穩壓電源、各類開發板、游標卡尺、函數發生器、超聲波清洗機、腐蝕制板系統等常規的儀器、設備、工具，還要配置一些如頻譜分析儀、邏輯分析儀、電橋等高端的儀器設備。對實驗中涉及使用的大型貴重儀器設備，提倡全校及校外共享。

（三）制度建設

沒有規矩不成方圓，只有健全的制度才能實現有序的管理。創新實驗室與傳統實驗室有較大的差別，因此在管制制度上也應有所調整。實驗室管理制度的制定要突出學生的自主地位，給予充分的管理權限。從各個環節、全方位制定相應的規章制度，包括衛生安排、安全檢查、儀器設備領用、維護維修、元器件發放、書籍外借、耗材采購、進駐選拔等。

（四）師資建設

配備精干高效的實驗教學隊伍，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驗室建設與管理的關鍵。創新實驗室配備的管理人員應具有強烈事業心和責任感，不計較個人得失，以學生為本。要保證職稱能正常晉升，待遇與其他專業教師同薪同酬，充分考慮他們的利益，激發他們的工作熱情。同時也要定期或不定期對實驗室管理人員進行培訓，甚至是利用寒暑假時間送至科技企業掛職鍛煉，使之了解、掌握本行業最新技術的最新動態，不斷提高專業水平，更好地適應和勝任本職工作，工作也才有創新的可能。

三、創新實驗室的管理措施

（一）競賽項目制進駐

創新實驗室是面向全校同學開放的，但不是無序開放。要進駐創新實驗室，必須帶有項目、任務、學習目的進來。每年可參加的競賽，除了全國大學生電子設計競賽外，還有全國職業院校技能大賽、全國大學生機器人大賽、全國信息技術應用水平大賽等多種賽項。擬進駐創新實驗室的學生，須填寫進駐申請表，規劃好進駐學習計劃，選擇奮斗目標，由輔導員、指導教師、系部領導等三級簽字確認，方可進駐創新實驗室開展創新學習活動。由于是帶著項目進駐的，學生在學習過程中就有目標性、針對性，從而提升學習的主動性和方向性。

（二）“師徒制”傳承技術

在創新實驗室里，學生的培訓、指導采用“師徒制”。這里的“師”，不是指導教師，而是特指師兄、學長。由于師兄、學長是更早進駐創新實驗室的，且經歷過多個項目的錘煉，在技術上有較大的提升。對于初進駐創新實驗室的學生而言，他們就是大神級人物，是偶像，是奮斗目標，對他們有一種自然的向往和膜拜。平時老師教學生，學生總是心存敬畏，有距離感。但如果是學生教學生，被教的學生更容易接受。所以，我們采取“師徒制”，就是指定一個老的（更早進駐的）學生定向幫扶一個或多個新進駐的學生。這樣一來，新學生在技術上就有了依靠感，遇到問題時可以大膽地向學長請教。同時，“師徒制”在技術傳承上也帶來很多便利。就某一種技術或者某個項目的設計，學長經歷過，他就有感悟、有體會、有想法，通過師徒傳遞，新的學生就不是從零起步，而是直接在前人的基礎上理解、掌握這一技術的關鍵內容。如果這些技術有缺陷，那么新的學生可以在學長的基礎上避免重蹈覆轍，更快地找到新辦法解決存在的問題。

（三）“導師制”把握方向

“導師制”是“師徒制”的必要補充。“師徒制”由學生自主傳承，但需要導師幫其把握發展方向。指導教師團隊是一支結構合理、精干高效的指導教師隊伍，不是一個只管理實驗室的人。指導教師以解惑、引導為主，在學生項目選題、資料查找、方案論證、器件選型、軟硬設計、調試測試、文檔撰寫、經費把控等各個環節給予必要的指導和協助，幫其解決“師徒制”中學長無法解決的問題。導師在宏觀上要制定培訓計劃，展開新技術、新器件、新方向、新應用等方面的技能培訓，同時定期考核、檢驗學生學習成果，及時發現存在的問題并解決。

（四）學生社團自主管理

創新實驗室的創新之處，在于實驗室的日常管理由系部電子科技社團負責，全員參與。為便于管理，學生社團成立了5S管理委員會，委員長由指導教師擔任，下設設備組、安全組、培訓組及財務組四個小組。設備組主要負責實驗室儀器設備的維護、維修、保養，學生因項目需要領用、借用、歸還儀器設備的登記管理；安全組主要負責實驗室的環境衛生，對入駐學生進行安全教育，監督檢查日常工作中的違規違章現象，對發現的安全隱患及時排除；培訓組主要負責協調指導教師的培訓安排，輔助開展技能培訓和考核，檢查“師徒制”“導師制”運行過程中的問題；財務組主要負責實驗室元器件耗材、書籍資料的使用登記、發放回收，以及向系部申請采購缺少的器件。通過學生自主管理，培養了學生自我約束和自我管理的能力與責任心。

（五）合理使用運行經費

實驗室的經費主要有三個來源，一個是系部每年固定的耗材增補費用，一個是針對競賽項目學院下撥的專項經費，還有一個是學院對某個具體的創新創業項目的經費支持。在創新實驗室進行的項目開發，競賽培訓所用到電子元器件、工具等耗材都是向進駐實驗室的學生免費無償提供，每年都有很大的消耗。這些經費主要用于增補日常損耗，以及購置先進的器件和設備。經費有限，需要合理使用，從而有效地加強學生的科研和創新能力的培養。

【參考文獻】

[1]田裕康，羅維平.創新實驗室自主管理和自主學生模式探析[J].實驗技術與管理，2012（2）

[2]楊梅，田春艷.關于創新實驗室建設的探索[J].實驗科學與技術，2012（4）

【基金項目】廣西機電職業技術學院科研項目（2015KYZZ001）

【作者簡介】馬子龍（1982— ），男，廣西桂林人，碩士，廣西機電職業技術學院講師，研究方向：嵌入式技術應用。

（責編 丁 夢）