基于創新模式的高校電子信息實驗室開放的探索

王磊，張慧穎，陳北辰，孫洪亮，楊明

基于創新模式的高校電子信息實驗室開放的探索

王磊，張慧穎，陳北辰，孫洪亮，楊明

（吉林化工學院 信息與控制工程學院，吉林 吉林 132022）

電子信息類專業是一個具有較強實踐性和創新性的專業，實踐教學是培養學生創新能力和工程實踐能力的重要環節，以學科競賽、創新創業訓練項目、校企合作為支撐的電子信息類實驗室開放模式的建立，不但充分滿足了教學和科研的需要，同時大大提高了學生自主探索和學校的興趣，有效提升了學生的創新和實踐能力。

創新模式；開放實驗室；開放模式；實踐能力

電子信息產業自進入21世紀以來，產業規模一直保持穩步的增長態勢，信息技術的應用對產業的發展的拉動作用也顯著加強。電子信息產業已成國民經濟的基礎性、戰略性、先導性支柱產業，對經濟、社會發展及國家安全具有重要作用。目前中國制造業的當務之急是優先發展信息產業，用信息技術改造傳統產業。在這個過程中需要大批具備電子技術和信息系統的基礎知識、具有創新精神和較強的實踐能力，能從事各類電子設備和信息系統的設計、制造、應用和開發的復合型工程技術人才。

電子信息專業具有較強的實踐性和創新性的特點，而培養具有創新精神和較強實踐能力的最主要的陣地就是高等學校的實驗室。因此，需要高等學校教師在實踐教學改革中進一步挖掘實驗室培養創新創業人才的能力。

在對電子信息專業開放實驗室的現狀進行研究的基礎上，對電子信息專業開放實驗室模式進行了深入的探索和實踐，在學院“三三式”實踐與創新能力培養體系的基礎上[1]，建立了以學科競賽為驅動、教學與科研聯合、創新創業訓練、校企聯合為支撐的實驗室開放模式，加強學生自主創新能力，為培養創新型實踐型人才奠定基礎。

1 實驗室開放存在的問題

1.1 實驗室開放現狀

近年來，國內高等院校在實驗室開放的管理模式及運行機制等方面不斷探索，做了許多改革與實踐，研究成果較為顯著[1]。天津理工大學提出了基于學科競賽驅動的實驗室開放模式。不但有效地提高了實驗室開放質量，而且在學生的實踐能力和創新精神培養與發展上發揮了重要作用[2]。東北農業大學提出了教學與科研實驗室協同開放的管理和運行機制[3]，更好地發揮實驗室在人才培養中的重要作用。西安電子科技大學提出了借助校企聯合培養基地加大實驗室開放舉措，構建學生自主管理新模式[4]，在創新人才培養方面取得了顯著成效。重慶大學通過網絡化信息化實驗室建設實現實驗室資源的開放幫助學生完成各種創新訓練項目[5]，不但提高了實驗教學質量，針對創新實踐、實驗教學的運行模式也取得了一定的成功。

1.2 實驗室開放存在的問題

1.2.1 安全監管薄弱

2015-12，清華大學一化學實驗室發生爆炸引發火災；2016-01，北京化工大學一實驗室發生爆炸；2018-12，北京交通大學一實驗室發生爆炸事故；2019-02，南京工業大學一實驗室發生火災。頻繁的實驗室事故暴露出高等學校實驗室安全管理體系存在薄弱環節這一問題。對于電子信息專業實驗室來說，開放實驗室的安全問題主要有設備操作、水、電、消防這幾個方面。實驗室安全工作復雜[6]，如何能保證實驗室的開放程度，同時又兼顧安全問題是實驗室安全管理的重點。

1.2.2 實驗內容欠豐富

高校實驗室主要是為理論教學服務的，是理論課程的配套實驗[7]，由于學時的限制，為了滿足多數學生的接受能力，很多理論課程的實驗以驗證為主，設計性和綜合性實驗少，開放性的實驗項目更少，這就導致學生在實踐動手方面缺乏主動性和創新性。

1.2.3 實驗設備更新慢

電子信息產業是一個發展迅速的產業，相關領域的技術發展一直保持快速增長的趨勢，這就導致很多實驗室設備已經不能與先進科技配套，很多先進科技只能通過仿真演示，如在5G技術的快速發展下，很多電子信息專業的實驗設備還停留在4G時代，導致學生缺乏有效的技能訓練，自主創新性的實驗開展起來存在一定的限制。

1.2.4 實驗室開放利用率低

實驗室開放后，由于專業實驗室的專業性太強，造成實驗室利用率低，專業教師由于教學和科研任務重，指導學生開放性的實驗有些力不從心。學生通過開放實驗室的鍛煉短期內看不到明顯的成果，容易產生退縮心理。

2 基于創新模式探索實驗室開放

2.1 建立開放實驗室智能監管系統

根據實驗室使用和管理中可能會遇到的問題，利用無線傳感網絡實現實驗室溫度信息、濕度信息、電源監控、煙霧等環境信息的監控。最后利用B/S架構[8-10]，構建一個可拓展、界面美觀易操作的實驗室管理平臺。該系統利用智能硬件控制，通過信息化的操作，將實驗室各類信息存入數據庫，教師用戶通過連接服務器就可以按照需求對實驗室設備、項目、環境等進行管理。學生用戶則可以進行實驗相關信息查詢、實驗室預約等操作。

2.2 教學與科研結合，加大專業教師的指導力度

電子信息實驗室開放結合教學與科研，開發更多的大學生創新創業項目和開放性實驗項目來進一步培養和鍛煉學生的創新創業能力。為了創造良好的實驗室開放環境，電子信息專業統計了專業現有的實驗室數量和實驗設備，對實驗室資源進行重新調整，在滿足教學需求的同時，充分保證學生在實驗室進行創新項目研究的使用需求。合理利用專業實驗室的資源，既滿足教學需求，同時又為學生的科研活動提供了場所和必要的條件，大大提高了實驗室和實驗設備的利用率。

2.3 學科競賽為指引，激發學生的學習熱情

學科競賽是學生將基礎理論知識向實踐轉換的一個非常重要的手段，通過學科競賽不但能鍛煉學生綜合運用基本理論的能力，還能進一步培養學生科研能力和創新能力。近年來，電子信息方向的競賽種類和規模的增長趨勢非常顯著，全國大學生電子設計競賽、挑戰杯全國大學生創業大賽、“大唐杯”大學生移動通信大賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽等為學生們提供了更加廣闊的舞臺。開放實驗室以其開放化的管理形式、充足的設備耗材、優秀的教師指導團隊為學生參與各類競賽提供重要支撐，同時學院將競賽成績與獎學金評定、學生評優等體系掛鉤，大大提高了學生參加競賽的積極性，同時更進一步提高了實驗室資源的利用率。

2.4 借助創新創業項目、校企聯合，提高實驗室開放效率

為了幫助學生了解專業發展新動態，接觸行業發展新技術，進一步培養學生的創新創業實踐能力，借助校企聯合“產學合作協同育人”的東風，為學生搭建更為廣闊的實踐環境。將校企合作中的子課題拆分為大學生創新創業訓練項目，在企業工程師和專業教師的共同指導下，鼓勵學生利用學科前沿技術獨立完成項目的設計和研究，不僅讓學生提前接觸行業前沿動態，了解行業最新動向，同時也進一步促進了實驗室的開放。

3 開放創新實驗室取得的成果

吉林化工學院電子信息專業積極開展開放實驗室建設，學生積極參與，取得了比較可喜的成果。近5年來，電子信息專業學生多次在“全國大學生電子設計大賽”中榮獲省級一等獎、二等獎多項；在“互聯網+大學生創新創業大賽”“大唐杯”大學生移動通信大賽中獲得省級二等獎、三等獎多項；獨立完成多個校企合作項目子課題；成功申報多個 國家級、省級大學生創新創業項目，其中完成國家級大學生創新創業訓練項目3項、省級大學生創新性創業訓練項目十余項。

4 結束語

通過對電子信息專業開放實驗室的不斷探索，不但幫助學生獲得更多的學科競賽的獎項，更對學生創新能力的培養上起到了一定的推動作用。多年的實踐結果表明，高校實驗室開放在一定程度上提高了實驗室、設備的利用率，而且為學生創新創業訓練提供了廣闊的舞臺。

［1］艾學忠，王立國，孫明革.電類專業“三三式”現代工程師培養模式創新實驗區建設［J］.吉林化工學院學報，2013，30（6）：81-83.

［2］董超，王鑫，劉楠.基于學科競賽驅動的實驗室開放研究與實踐［J］.實驗技術與管理，2017，34（3）：221-223，236.

［3］趙青山，李健，孫占海.教學與科研實驗室協同開放的探索［J］.實驗科學與技術，2019，17（6）：157-160.

［4］康海燕，馮曉麗，蔡覺平.加大實驗室開放舉措 培養創新創業型人才［J］.實驗室研究與探索，2019，38（12）：149-151，168.

［5］曾浩，謝禮瑩，韓術，等.新型網絡化信息化開放式實驗室建設與運行模式實踐［J］.實驗技術與管理，2019，36（12）：264-266.

［6］謝蕓.本科院校培養創新型人才與開放實驗室建設的探究［J］.文化創新比較研究，2020，4（13）：167-168.

［7］張龍霏，齊冬梅，任萌，等.高校實驗室開放存在的問題與措施［J］.山東化工，2019，48（24）：154-155，157.

［8］黃道燚，陳敏敏.基于app-inventor實驗室借記管理系統設計［J］.電子世界，2019（3）：178-179.

［9］王政嘉，孫志敏，周志軍.開放實驗室預約系統的應用研究［J］.河北農業大學學報（社會科學版），2020，22（1）：119-123.

［10］孫夢雨.基于B/S結構的實訓室管理系統設計［J］.信息系統工程，2018（8）：69.

2095－6835（2020）24－0104－02

G647

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.24.036

王磊（1984—），女，吉林長春人，碩士，吉林化工學院講師，主要從事電子技術、信號分析與處理方面的研究。

〔編輯：王霞〕