基于创新创业能力培养的实验室开放模式的研究

胡海峰

摘要：创新创业教育是适应了经济社会的教育形态，符合现阶段市场经济的需求，其关键是创新创业人才成长的环境条件。开放实验室是培养学生创新创业精神、实践能力的重要场所，可以提高学生的创新创业能力。本文通过对平顶山学院物联网工程实验教学示范中心实验室开放现状进行分析，提出了以学科竞赛为导向，通过制定开放课程体系，完善开放实验项目，构建以创新创业能力培养为目标的实验室开放模式。

关键词：创新创业；实验室；开放模式

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）19-0132-03

1 前沿

据统计，2017年高校毕业生人数将达到790万，创新历史新高。经济新常态下，国家大力倡导“大众创业、万众创新”，力求为经济寻找新亮点，并缓解就业压力。作为国家科技创新人才培养基地，高校被寄予厚望。实验室开放是高校实施素质计划、培养学生创新精神和创业意识的重要途径，在创新创业中发挥着尤为重要的作用。因此，研究实验室开放模式，提高大学生的创新创业能力的培养，成为亟待解决的问题。为了提高实验室使用效率，培养学生创新创业及实践能力，提升学生的就业竞争力，以我校物联网创新实验室为对象，对开放实验项目、开放课程体系、开放模式进行研究。

2 实验室开放现状

2010年开设物联网工程专业方向，2012年物联网工程专业获批，同年筹建物联网工程实训中心。2014年，物联网工程实验教学中心申报为示范中心，中心将人才培养与地方经济发展对物联网工程人才需求相结合，确定了“以学生为主体，以社会需求为导向，全面提高学生综合素质和工程实践能力，培养创新型和应用型人才”的教学理念，把培养具有创新能力的“应用型”人才作为目标。通过理论实践一体化、课内课外一体化、校内校外一体化的人才培养模式和创新2.0创新教育平台，高度重视实践环节，推进实验内容和实验模式改革，把学生培养成具有基础实践能力、专业实践能力、创新实践能力、岗位实践能力的四能型人才。

在示范中心建设的过程中，怎么样培养学生创新创业能力，老师们做了不少研究工作，如：成立了创新实验室，以学科竞赛为导向，开设相关实验项目，在学科竞赛中取得了很大的成绩。但这些研究多是零散的不系统的理论和见解，仍存在如下问题：

1） 很多实验室做到了时间上的开放，但在内容上开放还不够，大多附属于理论教学，没有形成独立的开放实验体系；

2） 开放实验内容陈旧，是课内实验的延续，实验内容更新慢，学生课内课外都在做同类型的实验，积极性不高，有些甚至是应付；

3） 实验内容和类型不能适应对创新创业能力培养的要求；

4） 开放实验不计成绩，没有学分，不能引起学生的足够重视；

5） 专业教师数量较少，不能有效地对开放实验进行指导。因此，采取什么样的方式对开放实验室进行管理，才能在解决问题的同时，又能激发学生的积极性，培养学生创新创业能力，是目前亟待解决的问题。

3 构建创新创业能力培养的开放模式

物联网工程专业即不同于计算机科学与技术专业，也不同于电子信息工程专业。而是结合两者的特点，即课程体系即包括上位机的内容，又包含下位机的内容。因此，根据课程特色，在开放实验室时要做到体系化、全方位，要能满足人才培养方案的需求，保证实验室开放的质量和效果。全方位、体系化开放实验室是培养创新创业人才的前提条件。结合本中心实验室软硬件环境，结合我校和中心的自身发展，构建了以创新创业能力培养为核心的实验室开放模式。

3.1 健全开放实验体系

实验室开放不同实验教学，实验教学注重对教学大纲规定知识点的训练和操作技能，而开放实验室更注重创新性技能的训练。因此，开放实验室要做到在现有的软硬件环境下，面向不同层次的学生、不同类型的学生、不同目标的学生，做到因材施教，尽可能满足所有学生的需求。在本中心承担正常教学计划的基础上，实现了基础技能能力训练的集中开放，大型仪器设备的预约开放，创新实验室的全面开放。

1） 集中开放

集中开放实验室分为两部分，第一，对大一新生集中开放展示型实验室，大一新生到校后，对所学专业、所开设课程没有一个清晰的、完整认识。如果在开设课程之前，让新生到专业实验室进行参观、感受，将会使学生对本专业有更直观的理解，学习专业课程时更有目标性。本中心对大一新生集中开放了智能交通、智能农业、智能家居、智慧医疗、居家养老等可以参观的实验室，并演示了各实验室的功能，为学生的设计和创新提供感官认识及灵感；第二，为了使大一学生掌握C语言的能力更加扎实，特在周一到周五每晚7点到9点集中开放物联网软件实验室，大一三个班的学生集中练习C语言，并安排教师进行指导，使学生上机练习的时间大大增加，增强了学生的技能，为创新能力的培养奠定了基础。

2） 预约开放

本中心有大量的大型仪器设备，通过实验中心大型共享平台以预约方式对外开放，可以使得高年级学生在课外接触和使用更加全面、更加高端的仪器，而不是仅仅局限于实验课的普通仪器设备。这样既可以拓宽学生的知识面和技能，又可以激发学生对高层次实验项目的热情，并且开放时间更加灵活。在接触大型仪器设备的提高本身技能的同时，学生开始考虑毕业以后的就业去向，锻炼了学生的技能。本中心大型仪器设备有3D打印机、雕刻机、车床等设备，通过预约，使学生掌握了这些仪器设备的使用方法，在就业时增加了就业的竞争力。

3） 全天开放

物联网创新实验室是本中心的一个全天开放型实验室，全天24小时开放，组织骨干教师，带领优秀本科生开展工作。实验室以物联网大赛、机器人大赛和各类创新项目等智能监测与控制技术类大赛为主要目标，对进入实验室的学生进行专门训练。实验室内以组（队）为单位开展工作，对大一学生按照物联网三层体系结构，初步构建感知组、网络组和应用组；对大二及以上学生参加物联网和机器人大赛等设立智控组。每一个组根据学生规模、男女比例由专门教师和学生负责。本实验室开放实施方案为，第一，集中培训，针对各组不同技术和技能需求，由指导教师分别对各组学生进行集中式的培训，力求在一个学期的时间内完成各项基础应用技术的教学工作；第二，分散自学，因实验室场地限制，无法容纳所有学生，故安排学生在各个集中培训时间点后，根据指导教師的任务及要求开展自学活动。其中大二及以上的学生仍正常安排在实验室中进行学习；第三，阶段抽查，为了检验学生在集中培训和分散自学后的能力习得效果，将在每次知识点集训后的2周内进行阶段性抽查，通过考核方式实施学员淘汰，力求保留真正优秀的部分学员成为正式的实验室成员；第四，重点培养，在年度下一学期中开展项目研发训练工作，按照项目研发中所需关键技术要求，从各组抽调学员组成项目研发组，重点培养学生的技术应用与协同合作能力；第五，项目实施，通过在项目研发过程中的指导与训练，逐步提高学生的综合技能应用水平，提升项目实施能力，能够在各类科研和应用项目上开展实际研发工作，同时为今后就业与创业打下坚实基础。在本实验室的学生，毕业后直接应聘到大型企业，如：腾讯、百度、同花顺等，有些同学毕业即年薪20多万。

3.2 创新开放实验项目

学科竞赛是考察学生所在学科基本理论知识和解决实际问题能力的比赛，是激发学生的兴趣和潜能的重要途径，是学校人才培养质量的标志之一，对学生的就业也有直接影响[1]。

该中心把学科竞赛项目与开放实验项目结合起来，通过学科竞赛的方式达到了训练学生学科技能的目的，创新了开放实验项目。选择的学科竞赛项目，覆盖了专业培养方案要求，形成了以学科内赛事为基础的多层次、全方位的学科竞赛体系。纳入开放实验项目的学科竞赛包括河南省大学生机器人竞赛、中国机器人大赛、TI杯物联网设计大赛、ACM程序设计大赛等。

1） 机器人实验项目

通过机器人创新设计，可以使学生掌握设计、维护、调试、操控机器人的技能，培养学生的组织管理、团队协作、工作效率、质量与成本控制、安全意识等职业素养；引导相关专业关注行业在机器人方面的发展趋势及新技术的应用；促进工学结合人才培养和课程的改革与创新。依托该赛事开放的实验项目有，单片机、PLC、控制电机、软件开放等项目。学生通过亲手组装机器人系统、检测调整传感器、编制调试控制程序等工作，能够使学生的综合知识水平得到提高，使学生的动手能力、逻辑思维能力、综合应用能力、创新能力等都能得到全方位训练和提升，对进行学科知识渗透、培养素质全面的创新型人才具有重要的作用[2]。

2） 物联网实验项目

TI杯物联网设计大赛以物联网技术为核心的应用创新型科技竞赛，希望通过竞赛培养学生创新思维、协作精神、实践能力，为社会各行业培养更多急需的物联网技术及应用优秀人才。依托该赛事开设的实验项目有传感器传感网、RFID、无线通信等。通过该赛事開设的实验项目，培养锻炼一支技术应用较强的教师团队，初步满足双师型技能需要；形成一支能够传帮带的学生骨干团队，着实提高学生解决实际问题的能力；提高教学科研水平，强化学生岗位技能，促进学生就业；培养社会需求的物联网人才，并且提升学校竞争力。

3） ACM实验项目

ACM 国际大学生程序设计竞赛 是由美国计算机协会 主办的，旨在展示大学生创新能力、团队精神和在压力下编写程序、分析和解决问题能力的年度竞赛。依靠该赛事的开放项目有C语言、Java、C++等，主要锻炼学生的基础编程能力。ACM开放实验室每周四下午2点都会开展一次算法例会，每次例会成员都会参加。开展例会时是由每周负责讲解算法的小组讲解一些新的知识。例会开始先讲解新算法的知识点和原理，接着结合着相关的题目接讲解算法，最后由大家一起讨论对本次所讲解算法的理解，共同讨论解决所遇到的难点。每次例会都会学到的新的算法，提高了自身的编程能力。

3.3 加强师资队伍力量

实验技术人员的整体素质和实验条件是实验室开放运行和管理的关键，决定着实验室的开放水平[3]。本中心有专职实验课教师4人，面对1000多名学生的实验课，数量上捉襟见肘，工作上压力很大。对于课外开放实验室，实验教师更是无暇顾及，在一定程度上影响了实验室开放的质量。随着我校向应用型大学的转变，学生越来越重视实践教学，从制度、职称评审、绩效奖励给予了很大的支持。

1） 增加激励措施，充实指导教师队伍。为了充实实验教师队伍，人事处专门出台政策，实验教辅人员与专职教师同等待遇，实验教师队伍职称单独评定，名额单列等政策。为了鼓励教师在课外积极指导学生参加学科竞赛、指导学生开放实验项目，教务处专门出台课堂辅导、项目团队指导、参赛选手遴选、带队参赛工、学科竞赛辅导、专业业余辅导、开放实验室工作等工作量核算办法。这些政策的出台，大大鼓舞了实践课教师。目前，课外指导教师人数上升到13人，大大提高了实验室开放的效率和质量。

2） 学生导师制

为了高效率的开放实验室，中心在采用鼓励教师积极参加的同时，拓展渠道，聘任品学兼优的本科生参加基础类开放实验项目的指导工作，参与实验室管理。包括实验室使用、仪器设备使用、基本耗材的使用等，都由学生自主管理，学生成立管理小组，分工负责，建立一套合理顺畅的管理规章制度。在学生处大力支持下，设立了6名实验室学生勤工助学岗位，调动学生应聘实验室助管的积极性和主动性。在开放实验室，由取得较好成绩的获奖学生，与大一新生形成一对一导师制，来指导大一新生进行训练。当遇到无法解决的较难的问题时，才有指导教师进行辅导。通过积极拓展渠道，挖掘潜力，让学生帮助教师完成部分实验室开放项目指导，即锻炼了学生的能力，又减轻了指导教师的工作压力。

3.4 完善开放制度

中心建立了完善的开放制度。实验中心制定了开放工作规程、开放管理细则、开放指导教师职责、仪器设备管理制度、实验室安全管理制度、实验教学质量标准等，实现了实验中心开放管理工作的制度化、规范化、科学化。对于配套的开放管理经费，中心提前一学期上报各种费用，由国有资产管理处负责，保障经费的及时到位，确保教学管理的高效运行。同时制定了中心第二课堂管理办法，颁发规定学生必须在第一课堂完成一定的第二课堂学分才能拿到毕业证。学科竞赛获奖作为评优评先、评奖学金的重要依据。从制度上鼓励学生在课外积极参加开放实验活动。

4 开放实验室促进学生创新创业能力的提升

开放实验室为学生提供了一个自由学习，把自己想法变成现实的场所，培养了学生发散思维、创新能力、创业素养。是提高教学质量的重要措施和培养创新人才的渠道，有利于引导学生将理论知识用于实践，增强学生的科技创新能力和实践动手能力。通过实验室开放，学生可以在实验室自由开展各类实验探索和创新设计，训练各种操作技能，并通过这些训练，提升个人的就业竞争力[4]。开放实验室学生在学科竞赛、就业中取得了优异的成绩，2013年获省级奖励4项；2014年获国家级奖励4项，省级奖励3项；2015年获国家级奖励3项，省级奖励7项；2016年获省级奖励19项；2017年获国家级奖励18项，省级奖励15项。

5 结束语

实验室开放为学生提供了课外学习的场所，有利于提高实验室利用率。实验室开放模式的改进提高了开放的效率和质量。为培养学生的创新创业能力提高了途径，增强了学生的动手能力和就业竞争力，同时也提高师资水平。只有发挥实验室自身优势，充实、深化和发展实验教学的内涵，逐步构建全方位的实验室开放模式和运行机制，才能为社会培养出适应时代需求的优秀的创新型人才。

参考文献：

[1] 马欣.高校学科竞赛运行体系构建[J].吉林广播电视大学学报，2015（8）：107.

[2] 秦妍.触摸"机器人教学"的脉搏[J].中国信息技术教育，2010（5）：23-27.

[3] 刘兴华，王方艳.以创新人才培养为核心的实验室开放模式探索[J].实验技术与管理，2016（1）：9-12.

[4] 钟军，刘志峰，刘峰.论加强培养大学生的科技创新精神[J].黑龙江高教研究，2005（9）：139-140.