賽創融合模式下的光電類專業改革與探索

張繼艷 趙銘杰 黃章超

摘 要： 在萬眾創新的浪潮下，光電領域的產業發展、結構調整、產業融合是高等學校“光電類”學生肩負的重任，高校作為光電專業和相關技能型、應用型人才培養的基地，將為光電專業的人才培養提供支撐。大學生課外競賽為打造光電類創新型人才提供了一體化的平臺，通過賽創融合可以進一步加強專業實踐教學體系的構建，全面提高光電類學生的創新創業技能。

關鍵詞： 賽創融合 光電類 人才培養 光電設計大賽 創新創業

中圖分類號： G420 文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）03-0102-04

基金項目：產學合作協同育人項目（項目編號：202102004044）；廈門理工學院教學改革研究項目（項目編號：JG202313）。

ZHANG Jiyan ZHAO Mingjie HUANG Zhangchao

School of Opto-Electronic and Communication Engineering， Xiamen University of Technology， Xiamen， Fujian Province， 361024 China

Abstract： In the context of mass innovation， optoelectronic students in colleges and universities shoulder the im‐portant task of the industrial development， structural adjustment and industrial integration of the optoelectronic field. As bases for optoelectronic majors and cultivating related skilled and applied talents， colleges and universities will provide support for the talent cultivation of optoelectronic majors. The extracurricular competition for college stu‐dents provides an integrated platform for creating innovative optoelectronic talents. Through the integration of competitions and innovation， the construction of a professional practical teaching system can be further strength‐ened， and the innovation and entrepreneurship skills of optoelectronic students can be comprehensively improved.

Key Words： Competition-innovation integration； Optoelectronic； Personnel training； Optoelectronic design competition； Innovation and entrepreneurship

光電類本科生的培養目標是在測量與控制、儀器與系統的設計與制造等領域能夠從事科技開發、應用研究、運行管理等工作，以光、機、電、計算機為學科基礎，培養適應能力強、具有一定的人文素養和團隊合作精神，具有創新精神和實踐能力的高級工程技術人才[1]。

1 光電類專業賽創融合的改革與探索

1.1 賽創融合的人才培養目標

1.1.1 為學生光電方面的鍛煉提供良好平臺

光電課外競賽為學生進行光電方面的鍛煉提供了一個非常好的平臺。目前人才培養的教育目標是在復雜的技術、社會經濟環境下，培養那些具有創新能力和創業能力，能夠應對全球化挑戰并適應全球化的工程領導者[2-3]。至少要掌握扎實的工程技術基礎，設計出滿足客戶需求的產品，才能成為一名優秀的工程師。

1.1.2 培養學生的創新、創造能力

工程師的創新、創造能力的培養是很有必要的[4-5]。通過競賽可以培養學生的理論聯系實際的能力、學科間的融合能力、團隊協作能力、溝通能力、內在驅動力、自主學習能力。競賽中往往能使學生專業知識以外的素質能力得到很大提升[6]。

1.1.3 鍛煉學生溝通技巧

通過科技競賽所營造的實踐環境，學生在親身體驗團隊協作力量的同時，也鍛煉了溝通技巧，提高了其面對困難的應變能力和抗挫折能力[7]。

1.1.4 有助于學生增強適應性和韌性

通過競賽，學生可以學習到如何在壓力下工作，如何有效地管理時間和資源，以及如何在團隊中發揮自己的作用。競賽過程中的挑戰和失敗是不可避免的，這些經歷有助于學生增強適應性和韌性，學會從失敗中吸取教訓，不斷進步。

1.2 賽創融合的運行機制與保障

為了充分地保障學生有良好的競賽活動場所，光電學院特別設置創新實驗室，設置專門的競賽服務辦公室，聘請帶比賽經驗豐富的專任教師負責各類學科競賽的組織與參賽。學院同時下設各分賽區活動領導小組。在競賽期間對賽題進行統一的講解與培訓。各競賽小組組織學生對競賽題目的研究內容展開充分的調研，制訂研究方法和技術方案，并將項目內容進行分塊拆解，分工合作。

指導教師會在大一新生中做競賽宣講，把自己的研究領域、競賽課題介紹給學生，招收感興趣的學生加入自己的科研團隊。科研組將開放實驗室并利用業余時間開展課題培育工作，培育成熟的科研成果會用于參加創新創業類的競賽項目。

學院內設置競賽學生社團，社團經常組織課外活動，社團成員以老帶新，沒有競賽期間，社團成員也經常性召開例會，制訂學習計劃，設計學習任務，并分階段學習，指導教師制定任務，定期監督完成，為課外競賽的理論知識做好儲備。

1.3 課外競賽的指導團隊與創新創業實踐基地

作為課外實踐教學的專家顧問組，光電創新基地邀請大賽相關學科一線教學名師、專家學者為項目組提供技術與項目支持，使理論課的授課延伸到賽課的講臺上，針對重點問題和技術難點，為項目組答疑解惑、指點迷津，為學生深入理解和研究、順利攻克難關提出寶貴建議。學院為光電類專業開設了創新創業訓練課程。學院和多家光電企業成立大學生創新創業實踐平臺，并聘請有經驗的企業工程師為創新創業導師。

廈門理工學院有專門的創新創業園，每年組織大學生申報創新創業類項目，優秀項目組推薦申報省級及國家級創新創業類項目。對有潛力的項目，創業園會提供項目基金，提供創新工作室，對項目進行孵化。參加創新創業訓練的學生也可獲得創新學分。

2 基于賽創融合的人才培養效益

廈門理工學院深入貫徹校企協同育人理念，與近30家光電企業合作共建實踐教學基地，其中包括廈門華聯電子有限公司、廈門通士達照明有限公司、晶宇光電股份有限公司、麥克奧迪集團等。廈門華聯電子有限公司被批準為省級校企合作實習基地。光電信息科學與工程和電子信息卓越班的學生畢業設計100%在企業完成，普通班學生有60%的畢業設計題目來自企業生產應用。

近年來，學生充分利用實驗室開放平臺與創新實踐基地，開展創新創業活動，通過“項目帶動”，全面培養學生創新意識、創新能力，參加大學生創新創業項目70余項，學生共獲得國家發明專利7項、實用新型專利28項。參加全國大學生光電設計大賽、全國大學生電子設計競賽、福建省單片機競賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術作品競賽、福建省互聯網+大學生創新創業大賽等，屢創佳績，共獲得獎勵122項，其中國家級15項。畢業生受到用人單位的歡迎，就業率保持在98%以上，考取本專業研究生100余人，相當比例的學生被985、211大學錄取。

3 獲獎競賽案例分析

3.1 菜品自助結算一體機

以參加第八屆全國大學生光電設計大賽為例。學生競賽團隊從生活出發，結合專業知識，物聯網，智能識別，自動控制系統多學科知識，致力于解決食堂超市人員就餐結算緩慢的問題，提高就餐打菜效率，于是就有了基于食品識別技術的自助結算一體機的項目。

通過利用圖像識別技術將在托盤上的食物進行圖像采集和錄入，消費結算時再通過本地數據庫識別和物聯網的大數據技術對商品進行識別和匹配，并匯總商品信息和金額進行結算，最后消費者通過支付模塊進行支付。食品自助管理結算一體機原型機可以實現本地食品的錄入與識別功能、從食品放置到支付成功的全自動化功能及識別成功后多樣化付款功能。

傳統結算設備通過對碗底植入RFID射頻芯片進行食品區分的方式，一次性投入和對碗碟維護成本高，設備體積大，價格昂貴。研發產品通過建模及一體化設計，縮小產品占地面積；采用食品識別的圖像處理技術，簡化食品識別方式，減少投入成本；物聯網的加入使產品功能更加多元化；新型支付方式接口的添加使支付更快捷。

圖1為團隊研發的食品識別自助結算一體機的實物圖。該項目榮獲第八屆全國大學生光電設計大賽二等獎。項目組申報的實用新型專利“一種菜品自助結算設備及系統”已獲授權。

3.2 基于數據手勢算法的手語識別手套

以參加第十屆全國大學生光電設計大賽為例，參賽隊員結合專業知識與賽題特點，廣泛涉獵模式識別、自動控制、智能穿戴、傳感器、計算機等多學科知識，參賽隊員最后選定參賽題目為“布瑞吉——基于數據手勢算法的手語識別手套”，項目將新型傳感器、人工智能技術、智能穿戴設備的相關技術集成于一體，架起聾健溝通的橋梁，產品具有很強的市場應用價值和社會價值。

結合手勢識別和語音識別為一體的一種手語識別手套，該手套有兩個主要的功能，手勢識別部分根據聽障人士做出的手勢進行判斷，將其做出的手勢轉換成語音輸出，便于看不懂手語的健全人士理解他們的意思；語音識別部分識別健全人士的語音，并將其轉換成文字顯示在手機App上，以便于雙方之間的溝通。

項目產品具有創新性、手語識別準確率高，易于推廣。項目初代產品的研發和測試已經取得了一定成效，已申請一項實用新型專利并獲軟件著作權一項。項目產品可以很好地解決聽障人士與正常人的溝通問題，獲得了專家的一致認可，并取得了第十屆全國大學生光電設計大賽國賽一等獎，參賽實物見圖2。

3.3 基于機器視覺的柔性電路板缺陷檢測系統

“睛炬秋毫——人工智能柔性電路板檢測的領跑者”是校內導師的橫向課題，光電學生積極參與其中。項目團隊深入企業開展調研，通過教師指導，解決了企業的技術難題，利用深度卷積神經網絡構建案例庫，解決多種類柔性電路板檢測難題，并縮短學習周期，提高效率，自主研發的以機器視覺為基礎的柔性電路板缺陷檢測算法，解決快速準確檢測難題，提高檢測速度。再結合AOI算法，采用兩類光源搭配，解決反光等問題，提高準確率與成像清晰度，項目組申請六項專利并獲一項軟件著作權，該項目在2022年取得了福建省互聯網+大學生創新創業大賽銀獎。

截至目前，參加科技競賽同學的考研上線率達到90%以上，通過競賽，學生對科研產生了濃厚的興趣，同時科技競賽取得的成績給予學生極大的鼓舞及信心，通過參加科技競賽，還能夠帶動學生學習課內理論知識。

4 結語

賽創融合的課外實實踐模式可以為大學生創新創業提供良好的外部實踐環境，以學生為中心，以競賽為指揮棒，整合創新實踐平臺、實踐教師隊伍和校外創新創業孵化基地。通過競賽，提高了光電類學生的人才素質和工程素養，同時在競賽中涌現出拔尖的創新創業人才。學生競賽以老帶新的社團模式能夠創造科技競賽良好的校園氛圍，擴大競賽學生的覆蓋面，提供可持續發展的優化模式。同時，青年教師通過對競賽的指導，也提高了自身的創新創業本領。學校在政策上加強了對學生科技競賽活動指導獎勵機制，也利于激發教師參與競賽的積極性。通過改革課外競賽的管理制度、師資力量建設、實踐平臺基地建設等來著力提高學生課外競賽中的創新實踐能力，并通過改革取得了一系列顯著的人才培養效益，提高了光電人才培養的質量。

參考文獻

[1]呂宏，高明，杜玉軍.大學生課外科技競賽活動中非專業能力及創新素質培養[J].微型電腦應用，2019， 35（3）：51-54.

[2]呂瑩.高職院校工匠精神與“雙創”人才培養的耦合性因素分析[J].黑龍江生態工程職業學院學報， 2023，36（2）：92-97.

[3]劉濤，張繼妍，薄翠梅，等.面向國際工程教育認證的過程控制工程課程教改探索[J].高教學刊，2022，8（1）：119-122，127.

[4]張永兵，姜毅龍.基于賽創融合的高職院校創新創業人才培養模式研究[J].西部素質教育，2023，9（9）： 27-30.

[5]巫富明.高質量就業導向下高職創新創業教育的價值、癥結及路徑[J].常州信息職業技術學院學報， 2022，21（3）：11-14.

[6]唐允，陳怡，代峰.地方高校創新創業人才評價體系研究[J].湖北理工學院學報（人文社會科學版），2022， 39（4）：46-53.

[7]元英，郝曉冉，朱旭東，等.交叉學科拔尖創新人才培養實踐[J].實驗室研究與探索，2020，39（11）：186-189.