独立学院校企联合嵌入式实验室的实践

2015-09-22王恒桑元俊

物联网技术 2015年9期

王恒+桑元俊

摘要：为了解决高校在基础理论研究和应用型人才的培养上存在的矛盾，校企共建联合实验室是一种较为有效的解决手段，尤其在侧重应用型人才培养的独立学院更加具有必要性。针对嵌入式应用人才的培养，根据独立学院自身的特点，文中分析了共建嵌入式实验室的建设目标;其次从实验教学内容、实验教学方法和手段、实验教材建设、实验环境、实验室设备五个方面分析了具体的建设内容;最后，以南航金城学院为例，对校企联合共建嵌入式联合实验室项目的初期成效进行了总结，并对该项目产生的新问题进行了讨论。该校企共建联合实验室模式在嵌入式应用人才培养方面，一定程度的证明了该模式能够满足独立学院的人才培养要求和社会对应用型人才素质的基本要求。

关键词：独立学院;校企共建;嵌入式实验室;人才培养

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）09-0-03

0 引言

近代科学产生的两大基础，一是形式逻辑，二是科学实证。实验是验证科学理论的手段，是增加科学知识的源泉，常使人们从中获得启发性思考。实验室是现代大学基础理论研究和应用型人才培养的场所和载体[1，2]。目前高校在基础理论的研究和应用型人才的培养上存在着矛盾。传统的高校实验室是以国家资源支持，学校根据自己的教学需求建立的，对基础理论研究和理论研究型人才起到了很大的促进作用。但是，学校自建实验室对社会企业需求考虑不足，对应用型人才的培养则稍显不足。而目前我们国家对应用型人才的需求十分旺盛，理论型人才常常需要企业再培训才能适应工作需求。企业参与共建实验室则会增加企业需求的教学内容，培养学生成为更适合企业和社会需求的应用型人才[3-5]。所以，校企共建联合实验室则是一种较为有效的解决方法。

校企共建实验室模式对独立学院更加具有必要性。独立学院的办学资源相对短缺，而其目前培养目标定位于本科应用型人才[6-9]。企业参与共建实验室，学校一方面可能得到了社会资源支持，另一方面也可能提升应用型人才的培养素质，更加满足社会需求。在参考上海交通大学，南京航空航天大学等高校联合实验室建设的基础上[10]，针对嵌入式系统设计的人才培养建立了符合独立学院自身特色的联合实验室。本文结合南航金城学院的特点和多年的实践教学经验[11]，对独立学院校企共建嵌入式实验室建设内容的有效性进行了探索。

1 联合嵌入式实验室建设目标

南航金城学院作为具有航空航天特色的独立学院，以培养应用型人才为主。自动化系学生培养的方向之一就是嵌入式系统设计。目前学院嵌入式实验室建设存在着资金配套资源不足，学生应用能力不够强，与企业的需求还存在一定距离等问题。所以，在参考其他高校联合实验室的基础上，学院联合企业建立了嵌入式实验室，并制定了符合学院教学和企业人才需求的建设目标。

（1）利用企业赞助的嵌入式开发套件，并自制符合学院教学的嵌入式系统套件，全方面的展开嵌入式方面的教学，加强学生基础理论的掌握。

（2）在基础理论教学的基础上，建立通用型应用型人才培养方案和课程教材。更进一步建立符合合作企业所在行业特色的人才需求的培养方案和课程教材。

（3）建立开放式实验室制度，让学生随时参与到实验室环境，培养学生研究兴趣和动手能力。

（4）培养学生进行创新设计和参与嵌入式设计竞赛，增强学生科研收获感。

（5）采取开放式教学管理方式，建立企业导师和学校导师同时授课方案，以实际工程项目带动教学。

（6）以联合实验室为依托，教师申请国家基础科研基金等科研项目，并和企业合作承担横向项目，走“顶天立地”的科研道路，既满足国家和社会的重大需求，又满足学科前沿的理论基础研究要求。

（7）加大和拓展与社会单位的合作力度，最大程度满足社会单位对嵌入式应用型人才的需求。

2 联合嵌入式实验室建设内容

2.1 实验教学内容

联合嵌入式实验室依托友善之臂tiny210嵌入式教学实验开发平台进行日常科研教学活动，教学内容涉及到电气工程与自动化、自动化和测控技术与仪器等相关专业的教学内容。本实验室的教学内容分为以下几个方面：

（1）“ARM控制器实用技术”课程的实践教学

与传统的课堂教学和实践教学分开的做法不同，本课程教学采用“边学变做”方式，即无论是理论课还是实践课都是在联合实验室或企业现场进行的。教师可以根据课堂或现场实际情况进行实践教学。实践教学分为四个部分，分别是：基础理论实践、通用设计实践、系统综合实践和专用创新实践。基础理论实践和通用设计实践为必修课程，均开设课内实验。系统综合实践和专用创新实践是为学有余力的学生开设的，他们可以通过参加竞赛、参与教师的科研项目、参与企业专门工程项目等来完成这两个部分。

（2）企业的嵌入式实践教学

与学校主导性的联合实验室不同，金城学院创新的引入企业导师制度。安排企业工程师参与到学校的实践教学中，结合实际工程项目，培训学生基础理论联系实际工程实践的能力，掌握相关行业对嵌入式人才要求的知识，使得学生毕业就能达到合作企业所在行业的工作要求。

（3）学校对企业的再培训

在学校、企业双方对在校学生进行双重教学实践的基础上，金城学院还承担了企业工作人员的再培训教学。企业招收的工作人员，也是其他高校毕业学生，他们在校学习的知识基础并不是特别牢固，也和企业不对口，而企业往往没有类似系统的再培训教程。所以，学校也承担了企业工作人员基础理论和实践教学的再培训。通过这个过程，企业人员得到了理论的再夯实，知识的灵活运用程度得到了提升。

（4）指导大学生创新竞赛、完成毕业设计

以大学生创新实验为载体，引导学生开展创新活动。通过大学生创新实验，来启发和引导学生开展创新活动，尽量为更多的学生提供参与和实际锻炼的机会。同时，毕业设计的选题更加接近于实际工程项目，学生对基础理论的研究，以及对实际工程实践都得到了极大的提升，毕业论文的质量也得到了提高。

（5）校企横向项目的开展

联合实验室在促进在校学生和企业工作人员的知识基础理论和实践动手能力的基础上，也对教师提出了新的要求和提供了新的机遇。教师可以承担企业的横向项目，利用学校资源解决企业的实际问题，教师的能力也得到了提升，成为“双师型”人才，而企业在问题得到解决后，也给与了学校更多的技术和资金支持。

2.2 实验教学方法和手段

嵌入式实验室实验教学建立以学生自我训练为主的教学模式。基础理论实验1人一组，实际工程专用型实验可2至3人一组。这样学生自主参与到实验中，可以培养学生求真务实的科学态度，相互协作的团队精神，以及勇于开拓的创新意识。充分运用联合实验室教学设备增强理论基础和实践能力。具体方法和手段为：

（1）建立案例库

建立基础理论型、行业通用型、企业专业需求型等典型的案例库，学生在学习探索时，可首先根据自己的知识储备进行分析和设计，然后与案例提示解决方案进行比较，评价各自方案的优缺点，以提高学生的批判性分析和设计能力。

（2）项目式教学

企业在开发工程项目时离不开项目流程管理。课程的教学也采用企业的项目研发的流程进行授课。教师研发的嵌入式横向项目作为课程内容，按照研发方案中的各个模块设计相应的实验，学生最后的大实验就是将前面所实现的各个模块进行系统性整合。项目式教学方法让学生就具体的项目进行研究，可以让学生学习掌握系统设计功能分解的方法，以及各模块整合的方法，既能“从上到下”，又可以“从下到上”的设计系统项目。

（3）“导师制”教学

“导师制”教学，教师需要把自己的科研项目融入到教学中。课程教学由3位或更多的教师，分别根据自己的项目，将其分解为可供学生参与的子项目，或者设计成与项目相似的小型项目。老师在自己的科研过程中，让学生参与到老师的科研中去，这样对激发学生研究兴趣，提高分析问题解决问题的能力有很大的促进作用。

（4）加强校企合作

学生提前到企业实习，深化自己的理论认知和实际动手能力，企业可以择优录用，确保就业率。教师到企业兼职技术管理，以及参与企业项目。聘请企业技术人员定期到学校授课，讲授企业实际工程项目的问题、难点及前景。企业冠名自动化系的电子设计竞赛，通过竞赛激发学生兴趣和知识系统整理的能力。竞赛难度分为初级、中级、高级等以适应各年级阶段的学生，参与学生不局限于自动化系，而是面向全校学生。目的就是通过比赛这个平台，培养真正发现问题解决问题的嵌入式应用型人才。

2.3 实验教材建设

联合嵌入式实验室的教材建设是重中之重。在案例教学，项目教学等基础上，校企双方总结编著具有自身特色的教材，覆盖通用性基础理论，也要覆盖专用型实际工程应用，这样编著的教材应该至少为2套以上。并积极开发与教材配套的计算机辅助实验教学软件和多媒体实验教学课件。根据企业需求及时更新专用型工程应用方面的实验教材内容，作为教材更新的原材料。

2.4 实验环境设备

联合实验室环境设备建设参考了其它高校和企业的实验室环境建设，基本设置相同。目前实验室规划面积为160平方米左右。从环境管控上借鉴了合作公司的实验室，符合RoHS环保要求。实验室地面、桌面均作防静电处理，静电桌布、静电棒、静电手环、静电服、静电鞋、静电箱等均配备齐全，人员进出实验室均需静电处理。将联合实验室的室内温度、湿度均作恒定设置。这对学生提前接收正规训练有很大的益处的。

2.5 实验教学设备

实验室教学设备建设内容包括建立小型的局域网所需的软、硬件设备，以及嵌入式教学开发平台等。联合实验室目前有60余台Windows客户机和1台Linux服务器，嵌入式教学实验开发平台为60台友善之臂tiny210实验平台，以及自制60套基础实验开发平台。实验所需要的各种仪器、工具等摆放在相应的设备架上，所需要的软件与实验文档储存在服务器中供学生下载使用，同时学生通过教学系统软件上传实验报告、作业等。

3 联合实验室初期成效和存在的问题

3.1 初期成效

学院联合南京苏嵌科技有限公司成立了联合嵌入式实验室，实验室筹备建设仅一年多，就取得了较好的初期成果，很多方面都是零的突破。在教学方面，按照应用型人才培养定位制定课程教学目标和课程内容，编写符合学院教学要求和企业岗位需求的讲义和相应的电子教案，并出版教材一部[12];培养学生参加国家级电子竞赛获得一等奖3次，获得企业赞助的“蓝桥杯”竞赛和飞思卡尔智能车比赛获奖等。科研方面，共接收到企业项目合作横向项目基金共计16万元，申请得到江苏省创新基金5项，申请得到学院教改项目2项，成功举办企业赞助的 “苏嵌杯”首届嵌入式系统设计竞赛，并签订后续竞赛持续赞助的协议。学科建设方面，“嵌入式系统设计”从一门仅30人选修的课程，成为近300多人选修的课程，自动化系各专业学科均向嵌入式设计方向倾斜。社会服务方面，为对口企业员工的培训达300多人次，毕业学生进入三星电子，国家电网，中兴南研所，华为技术，南京地铁等公司达到了180多人。相比于其他高校而言，金城学院以联合嵌入式实验室为载体，取得了较好的初期成果，相信随着合作的深入，联合嵌入式实验室定能取得更大的成绩。

3.2 存在的问题

校企联合嵌入式实验室建设这一年多来，取得了较大程度的初期收益。但是出现了不同程度的新问题，和其他公立学校出现的问题不完全一样[13-15]。独立学院在企业支持的基础上，并没有配套的国家支持，如申请国家自然科学基金等，所以和公立院校相比，实验室资源支持还是远远不够的。企业对独立学院的支持还处于保守或者有偿阶段，而企业对公立学校的支持很多时候是无偿的，且支持力度远大于对独立学院的支持力度。企业交付给独立学院的横向项目额度较小，一般在1万元左右，最高5万元，这说明企业对独立学院的信可度还是不够的，同时对口企业的实力也较弱。学院还需要加大和嵌入式应用行业的顶尖企业、国家重点企业的合作，随着合作的深入，相信联合实验室肯定能解决这些问题。

4 结语

本文介绍了独立学院新建立校企嵌入式联合实验室的目标和具体建设内容，并介绍了南航金城学院所建立的联合实验室的初期成效，对存在的问题也进行了讨论。虽然该校企联合嵌入式的实验室规模、实力还较弱，但是已经能证明：在独立学院里，校企联合实验室模式是一条可行的合作模式，该模式对独立学院的教学、科研、学科建设及社会服务方面等均取得了较好的成果。希望该模式对其他兄弟院校也能提供一定程度的参考。

参考文献

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