測控技術與儀器專業創新創業課程案例設計

童子權　蓋建新　任麗軍　紀鐵軍

摘 ?要：為提高測控技術與儀器專業創新創業基礎課程教學效果，提出了通過設計創新創業案例來感受科技創新活動的必要性和緊迫性、了解開展創新創業活動的非常因素、提高對協同創新與為國奮斗的認識、增強今后從事創新創業活動的信心，以避免教學內容空泛，提高學生上課興趣，培養學生對創新創業的理性思維。

關鍵詞：創新創業;教學改革;協同創新;案例教學

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2021）01-0028-04

Abstract： In order to improve the teaching effect of innovation and entrepreneurship in the basic course of Measurement & Control Technology and Instrument Specialty， this paper emphasizes on the necessity and urgency of scientific and technological innovation activities by designing innovation and entrepreneurship cases， points out the extraordinary factors of carrying out innovation and entrepreneurship activities， improves the recognition of collaborative innovation and striving for the country， and enhances the confidence of engaging in innovation and entrepreneurship activities in the future， so as to avoid the emptiness of teaching content and activates learning interest of students in class and cultivates their rational thinking capability of innovation and entrepreneurship.

Keywords： innovation and entrepreneurship; teaching reform; collaborative innovation; case teaching

我國的創新創業教育實際包括“創新”和“創業”兩個方面，創新教育就是以培養人們創新精神和創新能力為基本價值取向的教育，創業教育的核心價值觀就是事業心與開拓技能的培養，創新創業教育是在創新教育基礎上所進行的創業教育。現在我國各高校的各專業均開設了創新創業通識教育課程，哈爾濱理工大學測控技術與儀器專業是在第5學期開設的“創新創業基礎”課程，課程內容包括創新基礎、網絡課程、創業基礎3個部分，其中創新基礎部分由測控技術與儀器專業教師講授、創業基礎部分由工業企業管理專業教師講授。

測控技術與儀器專業是集”精密儀器、電路、電子、光學、自動控制、計算機與信息技術”等學科而形成的一種綜合性和工程性極高的學科[1]。學科特點是與其他學科交叉面大，以電子技術為中心的應用技術日新月異，專業領域創新需求不斷涌現。鑒于第5學期開設“創新創業基礎”課程時，學生對專業的了解還很膚淺，在專業領域開展創新工作的意識不易建立，因此在專業教師講授創新基礎部分內容時，不僅要講授科技創新工作的一般方法，更要通過案例設計使學生感受到開展創新活動的必要性與緊迫性，了解開展創新創業活動的基本要素，樹立為國家為社會協同創新的奉獻精神，增強學生今后開展創新創業的信心。創新創業案例設計既要采用學生熟知的高大上案例，也要采用與教師校友專業相關的接地氣案例。

一、以國家和專業現狀案例使學生感受到科技創新活動的必要性和緊迫性

改革開放40年來，中國的經濟規模和科技實力有了長足的發展，也引起了國際力量格局的重大變化，現在美國已經把中國作為頭號戰略對手，對中國的發展進行全方位的打壓，這一趨勢不可逆轉。2018年美國制裁中興通訊公司，中興通訊公司先后被迫向美國繳納14億美元的罰金和保證金，并按美國要求改組領導層、接受美國政府派員全面監督，根本原因是中興通訊公司創新不夠強，依賴美國技術與芯片;同年美國也在開始打壓華為，并要求其盟國打壓華為[2]，但美國對華為的打壓到現在還沒有達到預期效果，還不得不繼續允許美國企業與華為合作，根本原因在于華為引領了通訊領域的技術創新，掌握了5G核心技術并且芯片供應渠道多元化?？梢酝ㄟ^美國制裁中興和打壓華為的案例來使學生認識到我國開展科技創新活動的重要性和緊迫性，激發學生的憂患意識。

測控技術與儀器專業是由原來多個按行業應用分類的儀器儀表類本科專業合并而成，主要服務于儀器儀表行業，在國防和航天領域起著關鍵作用。儀器儀表行業不僅包括傳統的儀器儀表，還包括各種專用的測控系統，醫療檢測設備實際上也是測試儀器設備。盡管有國家高度重視和專業科技工作者的努力，我國儀器儀表行業發展很快。但是從整體上看，我國的儀器儀表行業還與美國、德國、日本等國際先進水平還有很大差距，主要表現在傳感器質量不高，電子測試儀器準確度不高，測控系統配套性不高等等。我國儀器儀表行業每年的進口額僅次于半導體行業，尖端儀器及成套儀器設備嚴重依賴進口[3]，可以通過2014-2018年中國儀器儀表產品的進出口情況[4]這一案例來使學生對專業領域現狀有個宏觀了解，認識到我國在專業領域的技術差距，開展創新活動的必要性及廣闊天地。

數字萬用表是電氣電子工程技術人員必備的測試儀器，常用的3位半手持式數字萬用表大約50元RMB左右，高端的8位半數字萬用表價格在10萬RMB量級。目前我國僅能生產6位半以下數字萬用表，儀器所用電子元器件幾乎全部進口。我國特定應用場合的高性能數字萬用表的研發能力比較弱，論文作者就先后受邀為北京航天測控技術有限公司、中國電子科技集團第41研究所、哈爾濱工業大學設計開發過多種規格的數字萬用表模塊;據了解，有關部門還在考慮用國產器件實現6位半數字萬用表。親身感受，我國在高性能基礎電子測量儀器及儀器所用電子元器件領域還是有很大差距的，這都需要我們埋頭苦干、迎頭趕上。

二、以個人成功典型案例分析開展創新創業活動的非常因素

作為創新人才，首先要技術過硬，必須要對所在領域的技術水平和社會需求有足夠的了解;其次要有一個適宜開展創新活動的外部環境，有團隊、儀器設備、資金等等。

作為創業者，則應該有能力建立良好的人際關系，是個樂觀主義者，能接受不同的意見，具備快速學習的能力，講誠信，有強烈的事業心，必要的資金支持和良好的家庭背景往往也是成功基本要素。

在對學生進行創新創業教育中，往往對成功的創新創業案列介紹得非常陽光、非常理想，而忽略其背后的特殊背景和條件，有可能對學生造成誤導，使學生誤以為創新創業很容易、成功率高、個人的主觀能動性起決定作用。因此有必要對一些經典的成功創新創業案例客觀分析，使同學們了解創新創業成功后面的非常因素，對創新創業活動有理性認識。

微軟公司幾十年來一直是軟件領域的巨無霸，其聯合創始人比爾蓋茨是軟件編程天才，很早就展現了這方面的天賦，1980他給當時的計算機行業巨頭IBM公司寫了DOS操作系統，從此名聲遠揚。比爾蓋茨是從哈佛大學輟學來創新創業的，他能到哈佛讀大學以及他敢于輟學創業，都應該與他的家庭背景有關。比爾蓋茨的父親是當地的著名律師，母親是華盛頓大學董事、第一州際銀行的董事以及國際聯合勸募協會主席，他的外祖父還擔任過國家銀行行長[5]?？梢哉f，比爾蓋茨的成功中他的家庭氛圍與社會背景功不可沒。

阿里巴巴集團現在是世界電子商務的著名公司，相信每個大學生都與阿里巴巴集團的下屬公司打過交道，也都知道阿里巴巴的創始人馬云。馬云初中因打架記過轉學，中考2次上普通高中，高考3次考上大學，可以說馬云的中學時代并沒有流光溢彩。但馬云初中后一直堅持用收音機聽英文廣播，高中時還結交了來中國旅游的澳大利亞人DAVID Morley一家并成為朋友，馬云上大學時得到了他家200澳元（在當時算是不少）的資助，受到他家邀請去澳大利亞做客，他辦理因私護照用了半年時間（當時中國個人辦理因私護照極為罕見），辦理簽證被拒9次（因為當時澳大利亞沒有針對中國個人旅游的簽證業務），馬云去澳大利亞待了29天，開闊了他的眼界，改變了他的認識，也奠定了他未來的發展方向;后來他作為大學英語老師并兼職翻譯，總與外國人打交道并多次出國考察，了解到電子商務是社會發展的必然，堅定了他開展電子商務業務的堅定信心?？梢哉f，馬云的成功中愛好英語和喜歡交友起了關鍵作用。

許多大學生都用過小米公司推出的手機，對小米公司的創始人雷軍也有所了解。其實雷軍堪稱IT領域創新創業的奇跡和典范，相比于馬云、馬化騰、李宏彥、丁磊、周鴻祎等當代創新創業成功的顯赫人物而言，在電子信息領域的江湖地位，雷軍絕對屬于前輩。雷軍聰明能干，大四那年與人合作創辦三色公司;29歲成為金山公司總經理，力求實現金山成為可以抗衡微軟的中國軟件企業，效果不甚理想;當金山公司上市后，雷軍果斷離開金山，做投資以了解互聯網時代經濟技術趨勢并思考自己未來的發展方向;2010年4月小米公司注冊成立，雷軍再創輝煌。可以說，雷軍的成功源于他能適應電子信息領域的發展趨勢并果斷調整。

三、以國家重大創新案例提高學生對協同創新與為國奮斗的意識

改革開放以來，在市場經濟環境下，發揮個人主觀能動性來實現創新創業的成功案例層出不窮，個人或者小團隊創新創業活動逐漸成為主流，在大學生的創新創業教育中通常也習慣講授個人創新創業案例。但是中國是個社會主義大國，中華民族要真正復興，必須在重大科技領域實現自主創新，需要從國家層面集中精力辦大事，發揮制度優勢，實現協同創新，這就要求在授課時講授國家級的重大創新工程來提高學生的覺悟和認識。

上世紀50年代中期，以毛澤東主席為核心的第一代中共中央領導，為了使中華民族昂然屹立于世界民族之林，為了擺脫落后挨打的國際局面，成立了領導我國尖端武器研制的中央專門委員會，果斷地作出了獨立自主研制“兩彈一星”的戰略決策。大批優秀的科技工作者，不僅有在國外已經有杰出成就的科學家，還有全國各高校各研究單位各企業相關的工程技術人員及在校的大學生，他們從祖國的四面八方匯聚到西本的研制基地，與世隔絕，完成了這一偉大事業。在當時我國人民生活困難、技術基礎總體落后、工作條件十分艱苦的情況下，充分發揮制度優勢和集體主觀能動性，在較短的時間里突破了核彈、導彈和人造衛星等尖端技術，取得了舉世矚目的輝煌成就。1960年11月5日中國仿制的第一枚導彈發射成功;中國第一顆原子彈于1964年10月16日15時爆炸成功，使中國成為第五個有原子彈的國家;中國第一顆氫彈于1967年6月17日上午8時空爆試驗成功，我國的氫彈技術世界領先;中國第一顆人造衛星于1970年4月24日21時發射成功，使中國成為第五個發射人造衛星的國家[6]。

載人航天工程是改革開放以來我國取得的最偉大的科技成就之一，是展現我國綜合國力的重要標志。載人航天工程由七大系統組成，涉及到的科學技術包括系統工程、控制工程等八大領域，并與航天醫學工程密切相關。從1992年國家批準載人航天工程到2012年神舟九號發射成功歷時20年，載人航天工程由一百多個科研單位、三千多個協作單位和幾十萬工作人員參加了研制建設工作。在載人航天的科技人員中，35歲以下的科技骨干占了80%，絕大多數科技人員都是我國自己培養的大學生。這表明當代大學生是有能力為國家重大科技工程做出貢獻的，國家也信任和重用當代大學生的科技創新能力。

現在我國的國民經濟已經深度融入以美國主導的世界經濟體系中，經濟總量取得了長足的進步，但尖端科學技術對外的依存度也很大。隨著美國對華科技遏制行動不斷加劇，美國獨自或聯合其盟國對中國高技術發展痛下殺手的類似事情會不斷，如中國進口荷蘭ASML的高端光刻機受阻，先是荷蘭ASML工廠著火，接著是出口許可到期，現在依舊沒能實現進口;又如美國官方通過經濟或刑事調查對參與中國千人計劃的科學家進行打擊。2020年5月14日美國總統將打壓華為和中興的行政命令再次延長1年;5月16日美國商務部特意針對華為制定新的技術壁壘，要求無論是芯片設計還是芯片制造，如果向華為提供產品，均需美國商務部許可，這勢必給華為的發展帶來嚴重不利影響。

2020年5月14日，中央政治局常務委員會召開會議指出：要發揮新型舉國體制優勢，加強科技創新和技術攻關，強化關鍵環節、關鍵領域、關鍵產品保障能力?？陀^現實要求當代大學生必須增強憂患意識，學習科技前輩為國奉獻的英雄事跡，把自己的個人目標與國家需求有機結合起來，實現國家與個人的雙贏，應該講授如兩彈一星、載人航天等國家級重大科技創新工程案例，引導學生今后積極參與國家的科技協同創新、為國奮斗。

四、以校友創新創業成功案例增強學生對今后從事創新創業活動的信心

哈爾濱理工大學現在是一所省部共建、以省為主的普通大學，招收的本科生總體上處于一批次的臨界線，對這一層次的大學生開展創新創業教育必須因材施教，在案例設計中僅僅講授高大上的成功案例是不夠的，還需要講授一些接地氣的成功案例來增強學生對今后從事創新創業活動的信心，為此測控技術與儀器系在配備創新基礎授課教師時，選派了科技創新活動經驗比較豐富、與畢業校友聯系廣泛的老教師作為主講老師。

1992年授課教師（作者）留校后參加了鐵路軌道信號測試儀表的研究項目，當時使用的雙相信號發生器技術指標不高、體積大、可靠性差，就深深感受提升我國電子測量儀器技術水平工作可大有作為;1997年授課教師負責了國家九五重大科技項目的多個基礎電子測量儀器的研制任務，技術水平有了很大提升;2001年后的8年里為江蘇瑞特電子設備有限公司設計開發了以直接數字合成信號發生器為主的多款電子測量儀器，如SG1691、SG1692、SG1020系列信號發生器，產品銷往全國各地，引領了我國高校實驗室信號發生器產品的更新換代，取得了良好的經濟效益和社會效益。

在新冠肺炎疫情嚴峻的今年春天，2005年考入哈爾濱理工大學測控技術與儀器專業的深圳校友和授課教師技術合作，由授課教師在哈爾濱設計硬件電路、校友在深圳完成編程調試，開發的基于云平臺的物流叉車監測模塊已經在某著名物流公司小批量試運行。這是特殊環境下遠程科技創新合作的一種有益嘗試。

圖2 基于云平臺的物流叉車監測模塊

芯驛電子科技（上海）有限公司現在是上海高科技企業，公司知名度現在不是很高，但提起黑金品牌的FPGA板卡，對于業內的大學生、高校教師、科技人員而言，名氣是很大的，在淘寶中銷量領先，在國內同行中處于領導地位。黑金品牌的FPGA板卡就是芯驛電子科技（上海）有限公司的產品，該公司現在是百度、XILINX、紫光同創的官方合作伙伴。芯驛公司的創辦人就是授課教師指導的碩士畢業生，他工作后能夠很快將其研究生學習期間掌握的FPGA應用技術發揚光大，現在已經有所成就，創辦的企業也欣欣向榮。

授課教師一直從事測控技術與儀器領域的科技創新活動，特別注重學生掌握新技術及實踐動手能力的培養，較早地在大學生中開展了單片機與可編程邏輯器件應用的教學工作，已有一批本科生和研究生的創新創業活動取得了成功。這樣授課教師可以通過自生經歷、畢業學生的創新創業成功案例來培養學生今后從事創新創業活動的意識，激發他們從事創新創業活動的勇氣，讓同學們不要妄自菲薄，樹立能有所作為的信心。

五、結束語

創新創業基礎課程需要講授的內容比較多、比較雜，總體上與專業結合不大;另一方面，開設這門課程時學生對專業的認識也很膚淺。過去幾年，學生提交的創新創業設計報告幾乎與專業無關，很多都是以互聯網為載體來盤活廢舊物質或者餐飲，沒有達到以科技創新引領實現創業的目標。因此很有必要設計一些與專業密切相關的科技創新創業案例，貫穿在教學過程中，并現身說法，這樣不僅能活躍課堂氣氛，更能增強學生對科技創新創業活動的全面認識，更好地實現國家在大學生中開展創新創業教育的目的。相信測控技術與儀器專業這種創新創業案例設計方法對其他專業的創新創業課程教學活動也有積極的指導意義。

參考文獻：

[1]王孟博，戶美媛，郭錳川，等.測控技術與儀器專業在創新創業教育背景下的培養問題及解決方法[J].南方農機，2020，51（02）：118.

[2]姜奇平.透視美國打壓華為的局中局[J].互聯網周刊，2019（12）：70-71.

[3]孫柏林，劉哲鳴.推動儀器儀表行業進入“高質量發展”新時代[J].儀器儀表用戶，2018，25（04）：107-111+24.

[4]中研普華公司.2014-2018年中國儀器儀表市場運營格局與投資前景咨詢報告[R].中國行業研究網，2014，3.

[5]李思穎，陳瑩花.開展大學生創新創業科技競賽活動的方法與探討[J].新教育時代電子雜志（教師版），2015（24）：33-34.

[6]沈聯濤.打壓華為背后的品牌戰[J].財新周刊，2019（22）：22.

基金項目：2019年黑龍江省高等教育教學改革項目“測控技術與儀器專業創新創業課程典型案例設計”（編號：SJGY20190276）;2018年哈爾濱理工大學教育教學改革項目“工程教育專業認證背景下儀器類專業學生實踐創新能力培養模式研究”（編號：420180023）

作者簡介：童子權（1968-），男，漢族，湖南漢壽人，碩士，教授，全國研究生電子設計競賽專家委員會委員，研究方向：電子測量儀器與系統。