抓住创新创业时代机遇提升示范中心建设内涵

庄建军,张志俭,葛中芹,施 毅,徐 骏,郑兴福,董 婷,崔 萌

(1. 南京大学 电子科学与工程学院, 江苏 南京 210023；2. 南京大学 国有资产管理处, 江苏 南京 210023；3. 南京大学 教务处, 江苏 南京 210023； 4. 德州仪器半导体技术(上海)有限公司 中国大学计划部, 上海 200122)

实验教学示范中心建设

抓住创新创业时代机遇提升示范中心建设内涵

庄建军1,张志俭1,葛中芹1,施 毅1,徐 骏1,郑兴福2,董 婷3,崔 萌4

(1. 南京大学 电子科学与工程学院, 江苏 南京 210023；2. 南京大学 国有资产管理处, 江苏 南京 210023；3. 南京大学 教务处, 江苏 南京 210023； 4. 德州仪器半导体技术(上海)有限公司 中国大学计划部, 上海 200122)

在省级实验教学示范中心的基础上,通过转变培养理念、改变工作思路、调整运行模式、完善课程体系、革新教学方式、突出创新创业、加强条件保障、注重文化建设等手段,不断探索和持续改革,形成了多学科交叉融合的实验教学新体系,引入了“互联网+”时代下全天候的实验教学新方式,构建了“五位一体”的创新创业教育新模式,实施了“前沿引领、突出创新、以人为本”的卓越本科人才培养新方法。实践结果表明,在校电子信息类本科生的创新创业能力获得了显著提升。

创新创业； 创客空间； 示范中心

国家级实验教学示范中心是我国高等学校“本科教学质量与教学改革工程”的一项重要建设内容[1-2],旨在推进高等学校实验室建设和实验教学改革与创新,促进创新人才成长[3]、提高人才培养质量、服务国家科教兴国战略和人才强国战略。2005年5月，教育部发布《关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知》(教高[2005]8号)[4],正式启动国家级实验教学示范中心的建设,并对建设目标、建设内容、评审指标等做出了明确规定。历经“十一五”“十二五”10年建设,先后建成国家级实验教学示范中心901个,其中电子电气类80余个,分布在不同地域和不同层次的高校,起到一定的辐射和示范作用[5-6]。2005年,我校电子学实验教学中心与物理实验教学中心、化学实验教学中心、生物实验教学中心成为首批江苏省高等学校实验教学示范中心建设点,并于2015年成功入选国家级实验教学示范中心名单,成为我校第8个国家级实验教学示范中心。

1 实验教学示范中心面临的主要问题

1.1 承担功能过于单一

由于历史的原因,中心自成立以来,主要职能是承担繁重的常规实验教学任务,开设了“电路分析实验”“模拟电路实验”“数字电路实验”等电工电子类基础实验课程以及“高频电路实验”“通信实验”“嵌入式实验”“微波测量实验”等专业类实验课程,学科竞赛、创新项目等课外科技活动没有得到很好的开展,中心优质的实验资源仅在暑期向少部分参加电子设计竞赛的学生开放,基础设施条件也制约着中心的开放程度。所以课余时间中心基本上无人,实验资源的利用率很低,造成了极大的浪费。

1.2 重视程度远远不够

由于身处文理科见长的学校,加上脱胎于物理学科的理科遗传基因,我校电子信息类的实践教学环节一直没有得到足够的重视,多年来实验课程体系中基础类实验课程比重较大、验证性实验内容居多、实验内容更新缓慢,这与电子信息技术的飞速发展和社会对电子信息类专业人才的需求之间形成了尖锐的矛盾。

1.3 实验教师动力不足

研究型大学中,考核评价体系更加青睐科研指标,教学普遍得不到应有的重视,实验教学更是被边缘化,实验教学工作量按对折计算就是一个例证。因此,实验教师不愿花更多的时间学习、跟踪新技术,不愿进行教学研究和教学改革。本质原因是实验教师缺少职称晋级的机会和空间,因此也就缺少了前进的理由和动力。

1.4 学生实践能力欠缺

与工科院校电子信息类专业相比,由于在培养理念、工程氛围、课程体系、培养要求等方面存在差异,造成我校电子信息类专业学生缺少工程实践的机会,更缺乏动手实践的意识和习惯,学生的工程实践能力得不到提高。

2 实验教学示范中心改革的不断探索

2.1 转变培养理念

根据近年来毕业生的去向分析,以及学校“三三制”改革、发展新型工科和高新技术学科的需要,中心以创新项目和学科竞赛为抓手,突出“做中学,赛中练”的电子信息人才培养理念，按照优秀电子工程师培养的要求优化实验实践课程体系,强化学生的工程实践能力。

2.2 改变工作思路

将原有的第一课堂常规实验教学的任务调整为2个工作方向，一是第一课堂以提升实验教学质量为目标,二是第二课堂以创新创业教育为抓手,2条线既互相平行、自成体系,又相互交叉、深度融合,给不同出口的学生提供了不同的选择。

2.3 调整运行模式

打破原有的以课程为单位、每个教室“一师一员”配备的教学组织架构,建立基础实验、综合实验、创新创业和实践实训4个相互独立的实验教学平台,辅以基础保障组和综合事务组的运行模式,如图1所示。基础保障组负责教学资源的调配、实验课程的课前准备、器材保障、卫生、安全等。综合事务组负责课程安排、实验室规划、设备采购、对外交流、资料归档、财务报销等。调整后的组织架构功能清晰、责任明确、运行高效。

图1 中心运行模式

2.4 完善课程体系

根据拔尖创新创业电子信息人才培养的要求,重新梳理了实验课程体系,压缩了基础实验课程,增加了专业性、综合性实验课程,新设了前沿实验、新生研讨类实验、创新创业、翻转课堂等新型的实验课程,补充了工艺设计、企业文化、工艺标准以及风光互补发电系统、电源设计等实践实训内容。

2.5 革新教学方式

2014年4月,电子科学与工程学院成为我校基于MOOC/SPOC/翻转课堂[7]建设项目试点单位,学院联合高等教育研究院成立了一个由10余人组成的教学改革小组,经反复研究讨论,最后确定了课程教学改革、实验实践教学改革和学生管理改革的协同架构,如图2所示。其中实验实践教学改革分成线上实验指导(online guide)、开放实验室(open lab)和线下实验翻转(offline discussion)3个部分(3O),结合远程实验教学平台,重构了“线上学习—远程仿真(实验)—线下翻转”的实验教学新模式,提高了学生实验课程的学习主动性、学习效率和学习深度。

图2 课程教学、实验实践教学和学生管理改革协同架构

从第一门“电路分析”(与清华大学合作)开始,“模拟电路实验”“嵌入式系统”“数字电路实验”“高频电路实验”先后分3批进入南京大学翻转课堂建设项目立项名单,由点及面、循序渐进,开启了混合式教学改革的大幕,使得传统教学在以下2方面发生了深刻的变革:一是打通了理论教学与实验教学的壁垒；二是由以教师“教”为中心转变为以学生“学”为中心。

2.6 突出创新创业

为了培养学生的创新精神、创业意识和创新创业能力,构建了创新创业课程、讲堂、训练、竞赛和成果孵化“五位一体”的创新创业教育模式[8-9]。先后申请了“IT企业创业与发展战略”“创业开始--你的客户是谁”“IT创业的时机与选择”创业课程和“电子系统创新设计与工程应用”创新课程。邀请高校、企业技术专家、管理专家、投资专家、创业者、教师、学生等举办不同内容的创新创业讲座。充分利用好大学生创新创业训练计划项目,宣传动员、鼓励申报,定期召开项目推进会。举办多层次的大学生创新创业竞赛,形成了一个系统化、常态化、全闭环的竞赛训练体系[10],受益学生人数占年级总人数的50%～60%。

中心2015年初建设“E创空间”,进行学生创新创业项目的初步培育,由学生社团“E创社”自我管理,目前已有来自全校多个院系的成员100余人,每年培育创新创业项目10余项,为“挑战杯”“创青春杯”“互联网+”大赛提供各类项目。学校层面建有“南京大学科创之星大学生创客空间”,面向全校创客学生开放,设有3D打印室、机器人室、智能硬件室等。项目经不断打磨后,对具备一定商业成熟度的创业项目,推荐进入南京大学科学园、啡咖啡等校外孵化器,进一步孵化并吸引风险投资。

2.7 加强条件保障

2012年以来,中心先后通过教育部改善基本办学条件专项经费、国有资产管理处信息化建设项目、教学处实验教学改革项目、大学生就业创业指导中心创客空间建设项目等持续投入1 000余万元,以及以“南京大学—德州仪器”为主的11家校企联合实验室共捐赠200余万元的先进实验平台和实验器材,极大地改善了实验中心的硬件条件。目前中心拥有一流的智能化环境,安装有高清视频监控、无线门禁系统以及消防设施,实现千兆网络到桌面计算机,同时无线网络实现全覆盖。中心采用自主研发的物联网智能实验室管理系统和实验资产管理系统,极大地提高了实验资产的管理效率。基于云实验室的仪器开放共享平台,可以做到24 h开放。

2.8 注重文化建设

中心注重文化建设,通过实验文化的建设营造工程实践氛围,激发学生的动手热情。具体举措有:举办“新生开放日”“学长讲堂”“科技创新展示周”,设置荣誉墙、学生作品展示橱窗,出版竞赛作品论文集、拍摄各种科技创新活动视频等。

3 实验教学示范中心建设的初步成效

3.1 中心功能加以拓展

近年来,中心利用优质的实验教学资源,主动承办了各种大型的学生赛事、师资培训、学科会议等社会公共事务,获得了良好的口碑。中心先后承办过2013年全国大学生电子设计竞赛复测和2015年全国大学生电子设计竞赛江苏赛区测评任务,直接服务全国和江苏省高校160余所,参赛学生3 000多名。利用联合实验室的名义,多次承担德州仪器半导体技术有限公司和赛灵思半导体有限公司的实验师资培训,培训教师200余人。目前,中心已正式获批承办2017年国家级实验教学示范中心联席会电子学科组工作会。

3.2 人才培养日趋多元

经过高质量的实验课程和课外创新创业活动的锻炼,学生的工程实践能力得到显著提升。2014年我校学生捧得全国大学生电子设计竞赛信息安全专题邀请赛“思宇杯”和江苏省大学生电子设计竞赛本科组“TI杯”；2015年我校学生在全国大学生电子设计竞赛中获得国家一等奖5项、二等奖3项,一等奖排名并列全国高校第七；2016年我校学生获得全国大学生电子设计竞赛“Intel杯”嵌入式专题邀请赛一等奖1项、二等奖1项,各项学科竞赛屡创佳绩。

大学生创业既是一种社会时尚,更是一种人生选择。以往我院本科生的毕业出路无非是升学、出国和就业,毕业后直接创业的几乎没有,更不用说在校期间就创业了。在国家的政策激励和学校的日常训练下,2014—2016年间,我院在校本科生注册成立公司3家,2015届本科毕业生中有2人放弃BAT的工作机会而直接选择创业,其中2012级本科生钱若晨在校期间创立海锚电子科技有限公司,致力于智能物联网管理系统的自主研发,目前已经在南京大学、南京理工大学、南京农业大学等处完成多个工程项目,发展势头良好。

3.3 教学成果不断丰富

经过4年多的教学改革探索,中心教学成果不断丰富。近年来,中心教师共承担江苏省高等教育教改研究立项课题、电子信息类专业教指委研究课题重点项目、教育部产学合作专业综合改革项目和国家大学生创新创业训练计划联合基金项目等省部级项目14项、校级教改项目10项。教师中有7人次获得“宝钢奖教金优秀教师奖”等各类奖教金,6人获全国大学生电子设计竞赛江苏赛区优秀指导教师。教学研究成果在国内核心期刊发表教学论文16篇,出版教材8部。师生申请发明专利15项、实用新型2项、授权发明专利8项。创新实验项目“‘音乐楼梯’的设计与实现”获第三届全国电工电子基础实验教学案例大赛最佳创意奖。更为可喜的是,教师的精神面貌发生了很大改观,教学和教改的主动性、积极性得到了显著提高。

3.4 特色亮点逐渐凸显

围绕培养“面向未来、顶天立地”的电子信息领域领军人物与拔尖创新创业人才的教育目标,经不断探索和持续发展,南京大学电子信息专业实验教学中心逐步形成了4大特色:形成了多学科交叉融合的实验教学新体系；引入了“互联网+”时代下全天候实验教学新方式；构建了“五位一体”的创新创业教育新模式；实施了“前沿引领、突出创新、以人为本”的卓越本科人才培养新方法。

3.5 辐射作用日益增强

随着教改的深入和成效的显现,中心的影响力和辐射作用日益增强。2013年来先后接待美国加州理工学院、加州伯克利分校、加拿大谢尔丹学院、北京航空航天大学、北京邮电大学、大连理工大学、西北工业大学等国内外院校同行参观交流30余批次。2015年7月5日前江苏省省委副书记、省长李学勇调研中心“E创空间”,与大学生创业者共话创新创业。2016年6月教育部调研组、国务院办公厅调研组先后深入中心,了解“双创”活动的开展情况。

2013—2016年分别在“全国高等学校电子信息类专业人才培养高峰论坛”“国家级实验教学示范中心联席会电子学科组工作会”“中国电子教育学会年会”“全国大学生电子设计竞赛工作经验交流会”“德州仪器(TI)全国大学教育者年会”“飞思卡尔大学计划交流会”“江苏省高等学校实验教学与实践教育中心联席会”“江苏省高等学校教学管理研究会创新创业教育工作委员会成立大会暨学术年会”“山东省创新创业方法与创客教育泰山论坛”等重要场合做大会报告18场,向全国数百所兄弟院校同行介绍、推广我校在示范中心建设、虚拟仿真实验教学、实验教学体系构建、电子设计竞赛组织和大学生创新创业教育等方面积累的成功经验。

4 结语

针对困扰实验教学示范中心发展的瓶颈和矛盾,抓住创新创业的历史机遇,引入“互联网+”时代的教育技术手段,通过转变培养理念、改变工作思路、调整运行模式、完善课程体系、革新教学方式、突出创新创业、加强条件保障、注重文化建设等多途径改革和创新,使得中心建设迈上了新台阶,在课程建设、人才培养、学科竞赛、教学成果、示范辐射等方面取得了一系列成绩。展望未来,还需在以下几个方面做进一步探索:一是打造交互式、体验式的实验教学中心,从内心激发学生的实践兴趣、增强学生的体验感和成就感；二是扩大与行业、企业的合作广度和深度,让企业参与到人才培养的每个环节,尽早培养学生的岗位意识和职业规范,缩短学生就业、创业的适应期,真正做到校企互补、协同育人；三是提高教师的创新创业指导能力,激发教师投身创新创业教育的动力,建立科学的创新创业教育评价体系。

References)

[1] 季林丹,朱剑琼,徐进.国家级实验教学示范中心十年建设工作总结[J].实验室研究与探索,2014,33(12):143-146.

[2] 潘信吉.实验教学示范中心可持续发展的研究与实践[J].实验技术与管理,2010,27(6):111-113.

[3] 胡杰,冉学平.发挥示范中心作用 培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2013,32(1):157-159.

[4] 教育部.关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知(教高〔2005〕8 号) [Z].2005.

[5] 石光明,王松林,周佳社,等.电工电子实验教学是示范中心的建设与实践[J].中国大学教学,2007 (9):28-30.

[6] 高晶敏,李邓化.国家级电子信息与控制实验教学示范中心建设与实践[J].实验技术与管理,2013,30(4):9-11.

[7] 桑新民.MOOCs热潮中的冷思考[J].中国高教研究,2014(6):5-10.

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[9] 董婷,王唯,吴恺.“三三制”创业课程建设的探索与实践[J].创新创业教育,2014,5(2):15-17.

[10] 董婷,王唯.基于研究型大学视角的创新创业教育人才培养体系的构建与实践:以南京大学“三三制”本科人才培养为例[J].创新创业教育,2016,7(1):41-43.

Grasping opportunity of innovative and entrepreneurial era and enhancing construction connotation of demonstration center

Zhang Jianjun1, Zhang Zhijian1, Ge Zhongqin1, Shi Yi1, Xu Jun1, Zheng Xingfu2, Dong Ting3, Cui Meng4

(1. School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023. China; 2. Office of State-owned Asset Management, Nanjing University, Nanjing 210023. China; 3. Office of Academic Affairs, Nanjing University, Nanjing 210023. China; 4. China University Program, Texas Instruments Semiconductor Technologies (Shanghai) Co.,Ltd., Shanghai 200122.China)

Based on the provincial experimental teaching demonstration center, by means of changing the concept of cultivating, changing the working idea, adjusting the operation mode, improving the curriculum system, reforming teaching methods, highlighting the innovation and entrepreneurship, strengthening the condition construction, and focusing on cultural construction, through continuous exploration and sustainable reform, a new experimental teaching system of multi-disciplinary integration is ultimately constituted, a new way of all-weather experimental teaching by means of Internet technologies is introduced, and a new model of innovation and entrepreneurship education with five levels is built, and a new method of outstanding talents cultivation with “New frontier methods leading, outstanding innovation, students-oriented”is implemented. In recent years, the practice results show that both the innovation ability and entrepreneurship ability of undergraduates of electronic information have been significantly improved.

innovation and entrepreneurship; Maker space; demonstration center

10.16791/j.cnki.sjg.2017.03.053

2016-09-04

江苏省高等教育教改研究立项课题(2013JSJG169,2015JSJG165,2015JSJG069)；2014年度、2016年度电子信息类专业教指委研究课题重点项目(2014-Z2,2016-Z1)；2015年、2016年教育部产学合作专业综合改革项目；中央高校基本科研业务费专项资金；清华大学出版社综合性大学电子信息类实践教学体系研究项目

庄建军(1973—),男,山东招远,博士，副教授，硕士生导师,从事医学电子、可穿戴、嵌入式应用研究以及实验教学改革和实验室建设工作.

E-mail：jjzhuang@nju.edu.cn

G642.0

B

1002-4956(2017)3-0206-04