創(chuàng)新模式下的電子信息實驗室開放

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摘要：電子信息類專業(yè)是一個具有較強實踐性和創(chuàng)新性的專業(yè)，實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)，以學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)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(xué)和科研的需要，同時大大提高了學(xué)生自主探索和學(xué)校的興趣，有效提升了學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新模式；開放實驗室；開放模式；實踐能力

電子信息產(chǎn)業(yè)自進入21世紀(jì)以來，產(chǎn)業(yè)規(guī)模一直保持穩(wěn)步的增長態(tài)勢，信息技術(shù)的應(yīng)用對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的拉動作用也顯著加強。電子信息產(chǎn)業(yè)已成國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)，對經(jīng)濟、社會發(fā)展及國家安全具有重要作用。目前中國制造業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是優(yōu)先發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)，用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。在這個過程中需要大批具備電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、具有創(chuàng)新精神和較強的實踐能力，能從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的設(shè)計、制造、應(yīng)用和開發(fā)的復(fù)合型工程技術(shù)人才。電子信息專業(yè)具有較強的實踐性和創(chuàng)新性的特點，而培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和較強實踐能力的最主要的陣地就是高等學(xué)校的實驗室。因此，需要高等學(xué)校教師在實踐教學(xué)改革中進一步挖掘?qū)嶒炇遗囵B(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的能力。在對電子信息專業(yè)開放實驗室的現(xiàn)狀進行研究的基礎(chǔ)上，對電子信息專業(yè)開放實驗室模式進行了深入的探索和實踐，在學(xué)院“三三式”實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的基礎(chǔ)上[1]，建立了以學(xué)科競賽為驅(qū)動、教學(xué)與科研聯(lián)合、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、校企聯(lián)合為支撐的實驗室開放模式，加強學(xué)生自主創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型實踐型人才奠定基礎(chǔ)。

1實驗室開放存在的問題

1.1實驗室開放現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)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(xué)提出了基于學(xué)科競賽驅(qū)動的實驗室開放模式。不但有效地提高了實驗室開放質(zhì)量，而且在學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)與發(fā)展上發(fā)揮了重要作用[2]。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)提出了教學(xué)與科研實驗室協(xié)同開放的管理和運行機制[3]，更好地發(fā)揮實驗室在人才培養(yǎng)中的重要作用。西安電子科技大學(xué)提出了借助校企聯(lián)合培養(yǎng)基地加大實驗室開放舉措，構(gòu)建學(xué)生自主管理新模式[4]，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面取得了顯著成效。重慶大學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)化信息化實驗室建設(shè)實現(xiàn)實驗室資源的開放幫助學(xué)生完成各種創(chuàng)新訓(xùn)練項目[5]，不但提高了實驗教學(xué)質(zhì)量，針對創(chuàng)新實踐、實驗教學(xué)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(jiān)管薄弱2015-12，清華大學(xué)一化學(xué)實驗室發(fā)生爆炸引發(fā)火災(zāi)；2016-01，北京化工大學(xué)一實驗室發(fā)生爆炸；2018-12，北京交通大學(xué)一實驗室發(fā)生爆炸事故；2019-02，南京工業(yè)大學(xué)一實驗室發(fā)生火災(zāi)。頻繁的實驗室事故暴露出高等學(xué)校實驗室安全管理體系存在薄弱環(huán)節(jié)這一問題。對于電子信息專業(yè)實驗室來說，開放實驗室的安全問題主要有設(shè)備操作、水、電、消防這幾個方面。實驗室安全工作復(fù)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(nèi)容欠豐富高校實驗室主要是為理論教學(xué)服務(wù)的，是理論課程的配套實驗[7]，由于學(xué)時的限制，為了滿足多數(shù)學(xué)生的接受能力，很多理論課程的實驗以驗證為主，設(shè)計性和綜合性實驗少，開放性的實驗項目更少，這就導(dǎo)致學(xué)生在實踐動手方面缺乏主動性和創(chuàng)新性。

1.2.3實驗設(shè)備更新慢電子信息產(chǎn)業(yè)是一個發(fā)展迅速的產(chǎn)業(yè)，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展一直保持快速增長的趨勢，這就導(dǎo)致很多實驗室設(shè)備已經(jīng)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(shù)的快速發(fā)展下，很多電子信息專業(yè)的實驗設(shè)備還停留在4G時代，導(dǎo)致學(xué)生缺乏有效的技能訓(xùn)練，自主創(chuàng)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(yè)實驗室的專業(yè)性太強，造成實驗室利用率低，專業(yè)教師由于教學(xué)和科研任務(wù)重，指導(dǎo)學(xué)生開放性的實驗有些力不從心。學(xué)生通過開放實驗室的鍛煉短期內(nèi)看不到明顯的成果，容易產(chǎn)生退縮心理。

2基于創(chuàng)新模式探索實驗室開放

2.1建立開放實驗室智能監(jiān)管系統(tǒng)

根據(jù)實驗室使用和管理中可能會遇到的問題，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)實驗室溫度信息、濕度信息、電源監(jiān)控、煙霧等環(huán)境信息的監(jiān)控。最后利用B/S架構(gòu)[8-10]，構(gòu)建一個可拓展、界面美觀易操作的實驗室管理平臺。該系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫，教師用戶通過連接服務(wù)器就可以按照需求對實驗室設(shè)備、項目、環(huán)境等進行管理。學(xué)生用戶則可以進行實驗相關(guān)信息查詢、實驗室預(yù)約等操作。

2.2教學(xué)與科研結(jié)合，加大專業(yè)教師的指導(dǎo)力度

電子信息實驗室開放結(jié)合教學(xué)與科研，開發(fā)更多的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和開放性實驗項目來進一步培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。為了創(chuàng)造良好的實驗室開放環(huán)境，電子信息專業(yè)統(tǒng)計了專業(yè)現(xiàn)有的實驗室數(shù)量和實驗設(shè)備，對實驗室資源進行重新調(diào)整，在滿足教學(xué)需求的同時，充分保證學(xué)生在實驗室進行創(chuàng)新項目研究的使用需求。合理利用專業(yè)實驗室的資源，既滿足教學(xué)需求，同時又為學(xué)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(shè)備的利用率。

2.3學(xué)科競賽為指引，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

學(xué)科競賽是學(xué)生將基礎(chǔ)理論知識向?qū)嵺`轉(zhuǎn)換的一個非常重要的手段，通過學(xué)科競賽不但能鍛煉學(xué)生綜合運用基本理論的能力，還能進一步培養(yǎng)學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力。近年來，電子信息方向的競賽種類和規(guī)模的增長趨勢非常顯著，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、挑戰(zhàn)杯全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽、“大唐杯”大學(xué)生移動通信大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等為學(xué)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(shè)備耗材、優(yōu)秀的教師指導(dǎo)團隊為學(xué)生參與各類競賽提供重要支撐，同時學(xué)院將競賽成績與獎學(xué)金評定、學(xué)生評優(yōu)等體系掛鉤，大大提高了學(xué)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(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、校企聯(lián)合，提高實驗室開放效率

為了幫助學(xué)生了解專業(yè)發(fā)展新動態(tài)，接觸行業(yè)發(fā)展新技術(shù)，進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力，借助校企聯(lián)合“產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人”的東風(fēng)，為學(xué)生搭建更為廣闊的實踐環(huán)境。將校企合作中的子課題拆分為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，在企業(yè)工程師和專業(yè)教師的共同指導(dǎo)下，鼓勵學(xué)生利用學(xué)科前沿技術(shù)獨立完成項目的設(shè)計和研究，不僅讓學(xué)生提前接觸行業(yè)前沿動態(tài)，了解行業(yè)最新動向，同時也進一步促進了實驗室的開放。

3開放創(chuàng)新實驗室取得的成果

吉林化工學(xué)院電子信息專業(yè)積極開展開放實驗室建設(shè)，學(xué)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(yè)學(xué)生多次在“全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽”中榮獲省級一等獎、二等獎多項；在“互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“大唐杯”大學(xué)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(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，其中完成國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目3項、省級大學(xué)生創(chuàng)新性創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目十余項。

4結(jié)束語

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

作者：王磊張慧穎 陳北辰 孫洪亮 楊明 單位：吉林化工學(xué)院