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摘要：在卓越工程师培养背景下，以培养大学生的创新意识、实践能力和工程素质为目标，介绍了东北电力大学自动化工程学院大学生创新实践基地的建设思路，对培养目标、管理模式、实验项目设置等方面进行了分析与探讨。
关键词：创新实践基地；卓越工程师；自动化专业；创新能力
中图分类号：G482 ； ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ； ；文章编号：1007-0079（2014）18-0075-02
“卓越工程师教育培养计划”是列入我国高等教育中长期发展规划的一个重要计划。通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的服务。[1-3]
东北电力大学作为一所以工为主、电力行业特色鲜明的省属院校，于2011年10月入选教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校。自动化专业是东北电力大学实施“卓越计划”的重点学科之一。本专业以电力行业为背景，专业内容涵盖领域宽，不但传统意义上的自动检测、自动调节、自动报警和自动保护等常规过程控制自动化内容属于该学科内容，如今包含办公自动化在内的管理自动化内容也已经纳入了自动化范畴。实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力等是自动化专业工程培养体系中非常重要的特点，上述能力只有通过实验、实习、实训等实践环节来保证。[4]为了适应建设自主创新型国家和能源电力发展对高素质人才多样化的需求以及培养实践创新型人才的需求，东北电力大学自动化工程学院于2007年成立了大学生创新实践基地。学院期望通过动手实践，激发学生自主学习的兴趣；通过参与课题研究，培养学生敢于创新的意识；通过目标管理，培养学生善于创业的精神。以培养卓越工程师为目标，对东北电力大学自动化工程学院在建设大学生创新实践基地过程中取得的一些经验和体会进行了探讨。
一、创新实践基地建设的必要性
工科大学生创新实践基地建设，以培养高素质、复合型人才为宗旨，以培养学生实践能力和创新能力为核心，秉承“加强基础、拓宽知识、培养能力、激励个性、提高素质”的人才培养思路，充分发挥教师队伍精良、教学设备先进、科研与教学研究气氛浓厚的优势，合理整合资源，建立特色鲜明、内容丰富、知识相互衔接与渗透、由书本延伸到社会的平台，对学生进行创新思维训练、团队创新训练、知识整合项目训练、科研成果转化训练等各种层次训练的全方位开放式大学生创新实践基地。[5]这些与卓越工程师的培养目标不谋而合，加强创新实践基地的建设，可以让更多学生参与到科技创新活动中，使更多学生受益，也能让“卓越计划”的实施落到实处。
科技创新活动具有长期性、延续性的特点。培养学生的创新能力是一项长期的任务，因此可以建设一个高水平的创新实践基地，以其为创新教育和科技创新活动的载体，开展多层次的科技创新实践活动，培养具有真正创新素质的人才。[6]东北电力大学自动化工程学院的大学生创新实践基地下设四个研究室，分别是创新制作研究室，主要研究方向为电子及单片机应用系统的设计和制作；机器人研究室，主要研究方向为机器人定位和控制、计算机视觉、路径规划和多传感器数据融合等；焱火工作室，主要研究方向为网站制作维护、图像处理、动画制作、3D设计、网络安全、电子商务和应用软件开发等；建模与仿真研究室，主要研究方向为控制系统的建模、仿真和设计。以创新制作研究室为例，从以下几方面介绍大学生创新实践基地的建设。
二、创新制作研究室的建设
1.培养目标
创新的源头在于实践。创新制作研究室的建设目的在于为学生提供更多的实践机会，为学生创新能力的培养构筑一个基础扎实而又充满活力的实践平台。[7，8]创新制作研究室主要是培养学生在电子和单片机系统设计与制作方面的能力，特别注重学生基础知识和创新能力的培养，将理论知识和实践创新能力放在同等重要的位置上，强调工程意识、工程素质、工程实践能力和学生个性化的发展，以培养具有创新能力和研究精神的高素质人才为目标。
2.管理模式
一是以学生为主、教师为辅的培训机制。创新制作研究室每学年都进行一次面向全学院的招新活动，通过自愿报名、面试考核等环节，吸引了众多感兴趣的、学习有余力的学生参与进来，卓越工程师班的学生只要感兴趣，可优先进入研究室。研究室采用开放式管理方式，学生在课余时间可以到研究室进行学习。为了达到卓越工程师的培养目标，采用一对一的单兵培养模式，即一位教师指导一名卓越工程师班的学生，针对学生的学习兴趣和个人能力制定个性的学习与培训计划。通过创新实践项目的锻炼，学生将“数字电子”“模拟电子”“微型计算机原理及接口技术”“单片机原理及应用”“检测技术及仪表”等课程内容融入到实践中，加深了对课程和专业的理解。二是学校、学院提供经费支持。学校和学院领导非常重视研究室的建设与管理，并给予了大量的经费支持。每学期都会向学校进行耗材申领，由专人负责耗材的管理和发放使用。经过几年来的建设，研究室的硬件设施得到了改善，计算机、桌椅、实验设备等都进行了更新，各种实验设备和经费的投入为顺利开展各项实践活动提供了保障。三是组织学生参加各类学科赛事。积极鼓励学生参加国家级、省级电子竞赛，挑战杯竞赛，智能车竞赛，吉林省大学生创新创业训练项目，校级大学生“综合性、设计性、研究性、自主开放型实验项目”等科技创新活动，使学生的实践能力和科研能力都得到了锻炼，提高了他们的就业能力。对于那些在各类竞赛中取得成绩的学生，在评奖学金、先进荣誉等活动中都给予一定的政策支持。另外，为了鼓励指导教师，对在竞赛中获奖的教师进行表彰和奖励。
3.指导队伍建设 建立一支结构合理、素质优良、精干高效的实验指导教师队伍是创新实践基地建设与管理的关键，是提高实验教学质量、实现创新实践基地建设目标的根本保证。[9-11]学院鼓励青年教师和硕士生导师参与到创新实践基地的建设中，指导教师要根据自己的知识面、学术领域和工程经验，每学期为学生做培训，并根据自己的研究方向为学生制定多层次的实验项目，随着学习的深入，可以让学生参与到指导教师的科研中来。
4.多层次实验项目设置
所谓的“多层次”，是指针对不同年级学生制定不同的课外科技活动。一是在教师的指导下，学生完成一些常规项目的实验，使得学生在电子电路和单片机系统的设计、焊接和调试等方面练就过硬的基本功；二是学生可以自己提出设计及实现方案，教师提供必要的硬件和软件条件，充分调动学生主动学习的积极性和创造性；三是针对各种竞赛，进行一些竞赛和实验项目的训练，让学生在紧张的赛事中得到锻炼和成长。
（1）“第一层次”活动方案。自动化大二学生已经学完“C语言”“MATLAB及应用”等课程，开始学习“电路”和“数字电子”“模拟电子”等课程，但是还未学习“微型计算机原理及接口技术”“单片机原理及应用”等课程，没有硬件开发的概念。可以针对大二学生的特点制定如下类型的实验项目：一是设立一些常规程序设计题目，锻炼学生灵活、熟练使用C语言和MATLAB编程解决问题的能力。二是指导教师定期进行常规芯片、电阻、电容、电感等基本知识方面的讲座。三是指导学生自学单片机原理及应用课程，并给予足够的辅导。
（2）“第二层次”活动方案。经过两个学期的培养，大三学生已经学习了“数字电子”“模拟电子”“单片机原理及应用”等课程，对单片机有了初步的设计思想，能进行简单的系统开发，但是对于更深层次的内容还需继续学习。可以针对大三学生的特点制定如下类型的实验项目：一是设计一些关于数字电子和模拟电子方面的设计题目，例如抢答器、循环交通灯、I/V转换电路等，指导学生独立编程解决这些问题，巩固学生对理论知识的理解，同时还可以激发学生更浓厚的学习兴趣。二是指导教师定期举行测控系统设计方面的讲座，例如：数据采集系统、数字显示系统等。三是选择一些具有工业背景的对象，例如伺服控制系统、电加热炉系统、电感电容测试仪等，指导学生进行单片机控制系统设计，并学习PROTEL、PROTEUS等电路仿真软件以及C51编程软件。
（3）“第三层次”活动方案。经过前两个层次的锻炼，学生对单片机系统的设计和仿真已经有了较强的能力，此时可以对学生进行综合培训，指导学生完成一些综合性、设计性、创新性的实验项目，如飞思卡尔小车、循迹小车、多功能电源、四旋翼飞行器等。经过三个层次的训练，学生应具有较强的软硬件开发能力，其中的优秀者可以参加各个级别的电子竞赛，能够取得较好的成绩。
5.主要建设成果
经过几年的建设，东北电力大学自动化工程学院大学生创新实践基地的创新实践活动已经形成了一定的规模，在创新人才培养中发挥出重要作用，取得了丰硕成果。创新制作研究室培养出来的学生具有较强的动手实践能力和软硬件开发能力，多人次获得了省级以上的奖励，包括：飞思卡尔智能车竞赛、全国大学生电子竞赛、吉林省大学生电子竞赛、全国机器人大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等。
三、结束语
通过在创新实践基地的学习和锻炼，学生的实践能力、工程素质、创新意识以及他们在就业和考研中的竞争力都得到了提高。为了充分发挥创新实践基地的作用，不断扩大受益面，学院还要在师资队伍、实验设备和基础设施等方面继续加强建设，吸引越来越多的学生到创新实践基地来学习和实践，让人才培养目标和“卓越计划”落到实处。
参考文献：
[1]盛朝强，谢昭莉，柴毅.培养自动化卓越工程师初探[J].长春工业大学学报（高教研究版），2011，32（3）：8-9，49.
[2]林健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育，2011，（6）：19-21.
[3]王少怀，刘羽，黄培明，等.实施“卓越工程师教育培养计划”打造“双师型”教学团队[J].中国地质教育，2010，（4）：63-65.
[4]张慧平，戴波，刘建东，等.自动化卓越工程师培养计划的思索与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（10）：268-271.
[5]陶永兰，刘笑羽，陶敏中.依托实验教学示范中心建设大学生创新实践基地[J].实验室研究与探索，2008，27（7）：87-89.
[6]陈吉明.大学生创新实践基地建设与创新人才培养[J].实验室研究与探索，2006，25（12）：1478-1480，1503.
[7]谭福奎，贺前华，李良荣.电子设计创新实验室的建设与管理方法探究[J].实验技术与管理，2011，28（3）：181-184.
[8]田裕康，罗维平.创新实验室自主管理和自主学习模式探析[J].实验技术与管理，2012，29（2）：30-32.
[9]陈新华，张秀娟，魏绍亮.电子电工实验教学改革模式的探讨与实践[J].实验室研究与探索，2004，23（6）：66-69.
[10]沈益民，倪吾钟.加强实验教学，培养学生综合素质和创新能力[J].实验技术与管理，2002，19（2）：105-107，120.
[11]李慧，魏红伟，尤文.依托大学生科技创新实践基地的自主学习教学方法研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，31（4）：339-341，344.
（责任编辑：孙晴）
关键词：创新实践基地；卓越工程师；自动化专业；创新能力
中图分类号：G482 ； ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ； ；文章编号：1007-0079（2014）18-0075-02
“卓越工程师教育培养计划”是列入我国高等教育中长期发展规划的一个重要计划。通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的服务。[1-3]
东北电力大学作为一所以工为主、电力行业特色鲜明的省属院校，于2011年10月入选教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校。自动化专业是东北电力大学实施“卓越计划”的重点学科之一。本专业以电力行业为背景，专业内容涵盖领域宽，不但传统意义上的自动检测、自动调节、自动报警和自动保护等常规过程控制自动化内容属于该学科内容，如今包含办公自动化在内的管理自动化内容也已经纳入了自动化范畴。实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力等是自动化专业工程培养体系中非常重要的特点，上述能力只有通过实验、实习、实训等实践环节来保证。[4]为了适应建设自主创新型国家和能源电力发展对高素质人才多样化的需求以及培养实践创新型人才的需求，东北电力大学自动化工程学院于2007年成立了大学生创新实践基地。学院期望通过动手实践，激发学生自主学习的兴趣；通过参与课题研究，培养学生敢于创新的意识；通过目标管理，培养学生善于创业的精神。以培养卓越工程师为目标，对东北电力大学自动化工程学院在建设大学生创新实践基地过程中取得的一些经验和体会进行了探讨。
一、创新实践基地建设的必要性
工科大学生创新实践基地建设，以培养高素质、复合型人才为宗旨，以培养学生实践能力和创新能力为核心，秉承“加强基础、拓宽知识、培养能力、激励个性、提高素质”的人才培养思路，充分发挥教师队伍精良、教学设备先进、科研与教学研究气氛浓厚的优势，合理整合资源，建立特色鲜明、内容丰富、知识相互衔接与渗透、由书本延伸到社会的平台，对学生进行创新思维训练、团队创新训练、知识整合项目训练、科研成果转化训练等各种层次训练的全方位开放式大学生创新实践基地。[5]这些与卓越工程师的培养目标不谋而合，加强创新实践基地的建设，可以让更多学生参与到科技创新活动中，使更多学生受益，也能让“卓越计划”的实施落到实处。
科技创新活动具有长期性、延续性的特点。培养学生的创新能力是一项长期的任务，因此可以建设一个高水平的创新实践基地，以其为创新教育和科技创新活动的载体，开展多层次的科技创新实践活动，培养具有真正创新素质的人才。[6]东北电力大学自动化工程学院的大学生创新实践基地下设四个研究室，分别是创新制作研究室，主要研究方向为电子及单片机应用系统的设计和制作；机器人研究室，主要研究方向为机器人定位和控制、计算机视觉、路径规划和多传感器数据融合等；焱火工作室，主要研究方向为网站制作维护、图像处理、动画制作、3D设计、网络安全、电子商务和应用软件开发等；建模与仿真研究室，主要研究方向为控制系统的建模、仿真和设计。以创新制作研究室为例，从以下几方面介绍大学生创新实践基地的建设。
二、创新制作研究室的建设
1.培养目标
创新的源头在于实践。创新制作研究室的建设目的在于为学生提供更多的实践机会，为学生创新能力的培养构筑一个基础扎实而又充满活力的实践平台。[7，8]创新制作研究室主要是培养学生在电子和单片机系统设计与制作方面的能力，特别注重学生基础知识和创新能力的培养，将理论知识和实践创新能力放在同等重要的位置上，强调工程意识、工程素质、工程实践能力和学生个性化的发展，以培养具有创新能力和研究精神的高素质人才为目标。
2.管理模式
一是以学生为主、教师为辅的培训机制。创新制作研究室每学年都进行一次面向全学院的招新活动，通过自愿报名、面试考核等环节，吸引了众多感兴趣的、学习有余力的学生参与进来，卓越工程师班的学生只要感兴趣，可优先进入研究室。研究室采用开放式管理方式，学生在课余时间可以到研究室进行学习。为了达到卓越工程师的培养目标，采用一对一的单兵培养模式，即一位教师指导一名卓越工程师班的学生，针对学生的学习兴趣和个人能力制定个性的学习与培训计划。通过创新实践项目的锻炼，学生将“数字电子”“模拟电子”“微型计算机原理及接口技术”“单片机原理及应用”“检测技术及仪表”等课程内容融入到实践中，加深了对课程和专业的理解。二是学校、学院提供经费支持。学校和学院领导非常重视研究室的建设与管理，并给予了大量的经费支持。每学期都会向学校进行耗材申领，由专人负责耗材的管理和发放使用。经过几年来的建设，研究室的硬件设施得到了改善，计算机、桌椅、实验设备等都进行了更新，各种实验设备和经费的投入为顺利开展各项实践活动提供了保障。三是组织学生参加各类学科赛事。积极鼓励学生参加国家级、省级电子竞赛，挑战杯竞赛，智能车竞赛，吉林省大学生创新创业训练项目，校级大学生“综合性、设计性、研究性、自主开放型实验项目”等科技创新活动，使学生的实践能力和科研能力都得到了锻炼，提高了他们的就业能力。对于那些在各类竞赛中取得成绩的学生，在评奖学金、先进荣誉等活动中都给予一定的政策支持。另外，为了鼓励指导教师，对在竞赛中获奖的教师进行表彰和奖励。
3.指导队伍建设 建立一支结构合理、素质优良、精干高效的实验指导教师队伍是创新实践基地建设与管理的关键，是提高实验教学质量、实现创新实践基地建设目标的根本保证。[9-11]学院鼓励青年教师和硕士生导师参与到创新实践基地的建设中，指导教师要根据自己的知识面、学术领域和工程经验，每学期为学生做培训，并根据自己的研究方向为学生制定多层次的实验项目，随着学习的深入，可以让学生参与到指导教师的科研中来。
4.多层次实验项目设置
所谓的“多层次”，是指针对不同年级学生制定不同的课外科技活动。一是在教师的指导下，学生完成一些常规项目的实验，使得学生在电子电路和单片机系统的设计、焊接和调试等方面练就过硬的基本功；二是学生可以自己提出设计及实现方案，教师提供必要的硬件和软件条件，充分调动学生主动学习的积极性和创造性；三是针对各种竞赛，进行一些竞赛和实验项目的训练，让学生在紧张的赛事中得到锻炼和成长。
（1）“第一层次”活动方案。自动化大二学生已经学完“C语言”“MATLAB及应用”等课程，开始学习“电路”和“数字电子”“模拟电子”等课程，但是还未学习“微型计算机原理及接口技术”“单片机原理及应用”等课程，没有硬件开发的概念。可以针对大二学生的特点制定如下类型的实验项目：一是设立一些常规程序设计题目，锻炼学生灵活、熟练使用C语言和MATLAB编程解决问题的能力。二是指导教师定期进行常规芯片、电阻、电容、电感等基本知识方面的讲座。三是指导学生自学单片机原理及应用课程，并给予足够的辅导。
（2）“第二层次”活动方案。经过两个学期的培养，大三学生已经学习了“数字电子”“模拟电子”“单片机原理及应用”等课程，对单片机有了初步的设计思想，能进行简单的系统开发，但是对于更深层次的内容还需继续学习。可以针对大三学生的特点制定如下类型的实验项目：一是设计一些关于数字电子和模拟电子方面的设计题目，例如抢答器、循环交通灯、I/V转换电路等，指导学生独立编程解决这些问题，巩固学生对理论知识的理解，同时还可以激发学生更浓厚的学习兴趣。二是指导教师定期举行测控系统设计方面的讲座，例如：数据采集系统、数字显示系统等。三是选择一些具有工业背景的对象，例如伺服控制系统、电加热炉系统、电感电容测试仪等，指导学生进行单片机控制系统设计，并学习PROTEL、PROTEUS等电路仿真软件以及C51编程软件。
（3）“第三层次”活动方案。经过前两个层次的锻炼，学生对单片机系统的设计和仿真已经有了较强的能力，此时可以对学生进行综合培训，指导学生完成一些综合性、设计性、创新性的实验项目，如飞思卡尔小车、循迹小车、多功能电源、四旋翼飞行器等。经过三个层次的训练，学生应具有较强的软硬件开发能力，其中的优秀者可以参加各个级别的电子竞赛，能够取得较好的成绩。
5.主要建设成果
经过几年的建设，东北电力大学自动化工程学院大学生创新实践基地的创新实践活动已经形成了一定的规模，在创新人才培养中发挥出重要作用，取得了丰硕成果。创新制作研究室培养出来的学生具有较强的动手实践能力和软硬件开发能力，多人次获得了省级以上的奖励，包括：飞思卡尔智能车竞赛、全国大学生电子竞赛、吉林省大学生电子竞赛、全国机器人大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等。
三、结束语
通过在创新实践基地的学习和锻炼，学生的实践能力、工程素质、创新意识以及他们在就业和考研中的竞争力都得到了提高。为了充分发挥创新实践基地的作用，不断扩大受益面，学院还要在师资队伍、实验设备和基础设施等方面继续加强建设，吸引越来越多的学生到创新实践基地来学习和实践，让人才培养目标和“卓越计划”落到实处。
参考文献：
[1]盛朝强，谢昭莉，柴毅.培养自动化卓越工程师初探[J].长春工业大学学报（高教研究版），2011，32（3）：8-9，49.
[2]林健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式[J].中国高等教育，2011，（6）：19-21.
[3]王少怀，刘羽，黄培明，等.实施“卓越工程师教育培养计划”打造“双师型”教学团队[J].中国地质教育，2010，（4）：63-65.
[4]张慧平，戴波，刘建东，等.自动化卓越工程师培养计划的思索与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（10）：268-271.
[5]陶永兰，刘笑羽，陶敏中.依托实验教学示范中心建设大学生创新实践基地[J].实验室研究与探索，2008，27（7）：87-89.
[6]陈吉明.大学生创新实践基地建设与创新人才培养[J].实验室研究与探索，2006，25（12）：1478-1480，1503.
[7]谭福奎，贺前华，李良荣.电子设计创新实验室的建设与管理方法探究[J].实验技术与管理，2011，28（3）：181-184.
[8]田裕康，罗维平.创新实验室自主管理和自主学习模式探析[J].实验技术与管理，2012，29（2）：30-32.
[9]陈新华，张秀娟，魏绍亮.电子电工实验教学改革模式的探讨与实践[J].实验室研究与探索，2004，23（6）：66-69.
[10]沈益民，倪吾钟.加强实验教学，培养学生综合素质和创新能力[J].实验技术与管理，2002，19（2）：105-107，120.
[11]李慧，魏红伟，尤文.依托大学生科技创新实践基地的自主学习教学方法研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，31（4）：339-341，344.
（责任编辑：孙晴）