現(xiàn)代信息技術(shù)條件下校企聯(lián)合實驗室建設(shè)的探索

甄佳奇

摘要：隨著科學技術(shù)的日新月異，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)和高等院校的教學科研活動中。將智能傳感器、無線射頻識別與實驗室的建設(shè)進行有機結(jié)合，能夠大大提高學生的培養(yǎng)質(zhì)量。此外，校企聯(lián)合實驗室可以有效促進現(xiàn)代信息技術(shù)在學科建設(shè)中的應用，并且學校和企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)相得益彰、互利互惠。文章分析了當前國內(nèi)外聯(lián)合實驗室的發(fā)展現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)代信息技術(shù)下的校企聯(lián)合實驗室建設(shè)進行了初步探索。

關(guān)鍵詞：校企聯(lián)合實驗室;現(xiàn)代信息技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);本科工程認證

一、項目實施背景

2018年初，第一屆“數(shù)字中國建設(shè)峰會”在我國福建省舉辦，習主席發(fā)去了賀信，特別提出要“推動信息化更好造福社會、造福人民”。因此如何利用現(xiàn)代信息技術(shù)對高校學生進行培養(yǎng)已成為全國高校面臨的一個首要問題。同時我們國家又實現(xiàn)了知識經(jīng)濟的高速發(fā)展，這在無形之中也成為了對企業(yè)的一把雙刃劍：信息技術(shù)一方面可以推動生產(chǎn)力的進步，給企業(yè)帶來巨大的效益;另一方面，一般的地方企業(yè)人才缺乏、創(chuàng)新能力高度不足。高等學校恰恰是培養(yǎng)人才最重要的場所，但它的研究方向多數(shù)聚焦于探索科學思想，其成果未必能夠立刻在生產(chǎn)實際中進行應用，所以學校和企業(yè)之間的連接就需要通過這樣一個紐帶來實現(xiàn)——校企聯(lián)合實驗室，一方面高等學校在通過這個實驗室創(chuàng)造出很多的技術(shù)和專利等科技成果的同時，也能夠培養(yǎng)出大量優(yōu)秀的學生;另一方面企業(yè)在生產(chǎn)中遇到的問題也能夠及時的解決，并提高生產(chǎn)效率，因此高校在建設(shè)中需要加強與各大生產(chǎn)和銷售企業(yè)的合作。不僅在學科和專業(yè)的建設(shè)上學生的培養(yǎng)方向和科研立項要趨向于地方的經(jīng)濟特色，更重要的是應該和這些企業(yè)共同建立創(chuàng)新實驗室，共享各種科技信息和器材設(shè)備，實現(xiàn)高校和社會協(xié)調(diào)、共同進步。

二、實驗室的發(fā)展現(xiàn)狀

筆者所在的電子工程學院是黑龍江大學最大的一個院系，共有本科生4 000余人，研究生600余人，為國家輸送了大量的科研、銷售和管理類人才。然而由于教學培養(yǎng)經(jīng)費并不充裕，各個科學的發(fā)展均受到了不同程度的限制，大部分的實驗室僅僅起到了一些簡單的教學作用，成果產(chǎn)出較少，并且無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。經(jīng)過多年的努力，我院理工類本科實驗室的建設(shè)已經(jīng)有了一定的規(guī)模，但研究生實驗室還存在著一些問題：第一，項目研究資金依然較少，特別是在原材料方面的經(jīng)費嚴重缺乏，這大大限制了一些導師的招生數(shù)量;第二，實驗室儀器設(shè)備嚴重不足，往往只有直流電源和示波器，基本與本科實驗室無異，多數(shù)學生僅僅能用自己的電腦進行算法仿真，無法進行實際測試;第三，部分年輕的碩士生導師還沒有自己的課題組，尚處于單打獨斗狀態(tài)，這一方面不利于這些青年教師的發(fā)展成長，另一方面也使學生無法有效地開展項目或課題研究。如果這些問題不能夠得到較好的處理，必然會阻礙學校層次的提升。

三、校企聯(lián)合實驗室建設(shè)的優(yōu)勢和必要性

早在一個多世紀以前，國外就開始對校企聯(lián)合實驗室的建設(shè)進行了探索。其中最著名的有歐洲的雙元制，澳洲的技術(shù)與繼續(xù)教育制等。后來美國有許多的高校也相繼開展了產(chǎn)學研合作，比方說麻省理工學院與諾基亞公司共建的通信研究室，在這里雙方共同對智能計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行了研究，順便也為學校培養(yǎng)了創(chuàng)新型人才。近幾年，我們國家的高校也開始對校企合作和產(chǎn)學研建設(shè)重視起來，很多高校和企業(yè)不惜人力和財力，在高端人才引進、高檔儀器設(shè)備采購、學科專業(yè)布局等方面做了大量工作，例如河北大學與杭州新華三集團合作建立的共享網(wǎng)絡(luò)研究基地就積極推動了該校本科生和研究生的培養(yǎng);清華大學與成都雅礱江流域水電開發(fā)公司合作建立的暗物質(zhì)研究室，也極大地促進了我國高端前沿學科的研究;此外，北京大學與中國移動共同建立的網(wǎng)絡(luò)倉庫研究室，學校和企業(yè)共同研究了一些大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)通信的實際項目，并獲得了多項專利和技術(shù)，這些寶貴的科研成果為國家的工業(yè)信息化提供了強有力的支撐，也為其他高校的校企聯(lián)合實驗室建設(shè)提供了豐富的借鑒經(jīng)驗。

對于高等院校來講，如何在學科建設(shè)和專業(yè)工程認證背景下培養(yǎng)出合格的應用型畢業(yè)生，是電子工程學院及其他工科專業(yè)當前面臨的一個首要的問題。而現(xiàn)代信息技術(shù)條件下校企聯(lián)合實驗室恰恰為研究這個課題提供了良好的方案，因此有必要借助這一手段來彌補我們學校在研究課題、財力和物力等方面的不足。

四、實際建設(shè)的具體舉措

以上問題使我們迫切地意識到學校必須進一步解放思想、更換思路，主動出擊，仰仗我們手中的技術(shù)和人才積極到校外尋找市場、尋求合作，才能使研究生實驗室的建設(shè)繼續(xù)發(fā)展。經(jīng)過近一年時間的考察和體驗，我們發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和機器學習等技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代信息技術(shù)革命的主要研究和應用方向，它們必然會成為新時代國民經(jīng)濟的增長點。故此學院決定以通信物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)為試點，積極到北京、上海等發(fā)達地區(qū)尋找相關(guān)的企業(yè)進行溝通調(diào)研，經(jīng)過教育管理部門的牽線和我們反復的對比觀察，最后學校與北京博眾精工科技股份有限公司和北京中興協(xié)力科技有限公司簽定了合作協(xié)議。黑龍江大學以技術(shù)、成果、場地作為投入;這兩家公司以資金、設(shè)備和一部分工程人員作為投入建立了聯(lián)合實驗室。目的就是要利用現(xiàn)代信息技術(shù)解決生產(chǎn)生活中的實際問題，謀求高校技術(shù)與企業(yè)資本的有機融合，從而讓二者同步、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展。這種合作方式一方面可以使學校的教育科研資金得到補充，改善實驗室環(huán)境、完善儀器設(shè)備;另一方面又可以為企業(yè)解決當前亟待解決的技術(shù)難題，甚至實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、提高企業(yè)的市場競爭力。

在眾多的現(xiàn)代信息技術(shù)中，傳感器和無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）等技術(shù)的應用最為廣泛，并在今后相當長的時期內(nèi)依然有著很強的開發(fā)潛力，已經(jīng)成為了提高學生培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段。考慮到本科生和研究生的知識結(jié)構(gòu)差異，我們將其計劃分為兩種模式，其中就本科生來講，可基于以下幾類現(xiàn)代信息技術(shù)對實驗室進行建設(shè)：

（1）無線傳感技術(shù)。該技術(shù)將周圍環(huán)境的溫濕度、光強、紅外和煙霧等信息進行采集，再利用ZigBee、WiFi和藍牙等傳輸方式進行組網(wǎng)，進而實現(xiàn)傳感器信息的共享;

（2）RFID技術(shù)。近年來RFID在物流、銀行、門禁和車輛管理等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應用。它存儲數(shù)據(jù)量大、并且可以通過頻率來調(diào)整傳輸距離，大大擴展了RFID技術(shù)的應用領(lǐng)域;

（3）室內(nèi)定位技術(shù)。室內(nèi)定位技術(shù)要求的定位精度較高，一般需要達到厘米級，目前可采用超寬帶技術(shù)、RFID技術(shù)、ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等實現(xiàn)高精度的三維室內(nèi)定位。在國家大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的背景下，室內(nèi)定位技術(shù)將為倉庫、港口和堆場等提供較好的增值服務(wù);

（4）數(shù)據(jù)庫技術(shù)。隨著各種業(yè)務(wù)復雜程度的提高，對數(shù)據(jù)管理的要求也隨之提高，這就需要數(shù)據(jù)庫技術(shù)的支持。又由于云計算的發(fā)展和大數(shù)據(jù)時代的到來，以往傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫越來越無法滿足需要，與此同時，分布式等新技術(shù)的出現(xiàn)也對數(shù)據(jù)庫提出了新的要求。

而對于教師來講，首先要在理論方面有所創(chuàng)新，再結(jié)合以上的具體技術(shù)進行研究。這樣既可以培養(yǎng)本科生的動手實踐能力，又可以培養(yǎng)研究生理論結(jié)合實際的創(chuàng)新水平，必將大大推動學校本科工程認證和研究生評估的順利進行。

五、取得的效果

經(jīng)過短期的探索實踐，聯(lián)合實驗室開始初步形成了產(chǎn)、學、研一體化的良好局面，基本完成了幾大模塊的建設(shè)。并且由企業(yè)提供設(shè)備和課題，由學校提供研究人員和技術(shù)共同建設(shè)該實驗室，學生按各自的興趣和研究方向組成了課題小組，進而通過參與企業(yè)的工程項目來加強工程實踐以及創(chuàng)新能力。雖然實驗室成立的時間不長，但很多學生的能力已經(jīng)獲得了快速的加強，幾個月以來已經(jīng)有多名本科生和研究生參加了國家級和省級的各項創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，并獲得了國家獎3項，省獎6項。下一步將繼續(xù)研究推廣創(chuàng)新實踐活動的長效激勵方法，并且在對各種先進信息技術(shù)進行理論研究的基礎(chǔ)上，將它們應用到實踐中，以拓展綜合專業(yè)知識，發(fā)展多元智能。企業(yè)和學校也要對專業(yè)的教學科研設(shè)備陸續(xù)完善，并加強對學生研發(fā)過程的管理，以此提高學生的培養(yǎng)質(zhì)量。

六、結(jié)論

通過對通信物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的研究生和本科生為試點的校企聯(lián)合實驗室建設(shè)進行研究探索，采用現(xiàn)代信息技術(shù)，在理論研究的基礎(chǔ)上，將理論知識應用到實踐中，以提高學生的創(chuàng)新、實踐和自主建構(gòu)知識的能力，從而推動他們的理論創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新能力的全面發(fā)展。同時學校的通信工程本科專業(yè)已獲得了黑龍江大學首批工程認證受理的專業(yè)，學校也將進一步對實驗室實行規(guī)范化管理，并將建設(shè)經(jīng)驗推廣到其他專業(yè)和學科當中，為學校的發(fā)展添磚加瓦。

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編輯∕姜雯