现代信息技术条件下校企联合实验室建设的探索

甄佳奇

摘要：随着科学技术的日新月异，以物联网为代表的现代信息技术被广泛应用于工业生产和高等院校的教学科研活动中。将智能传感器、无线射频识别与实验室的建设进行有机结合，能够大大提高学生的培养质量。此外，校企联合实验室可以有效促进现代信息技术在学科建设中的应用，并且学校和企业能够实现相得益彰、互利互惠。文章分析了当前国内外联合实验室的发展现状，并在此基础上对现代信息技术下的校企联合实验室建设进行了初步探索。

关键词：校企联合实验室;现代信息技术;物联网;本科工程认证

一、项目实施背景

2018年初，第一届“数字中国建设峰会”在我国福建省举办，习主席发去了贺信，特别提出要“推动信息化更好造福社会、造福人民”。因此如何利用现代信息技术对高校学生进行培养已成为全国高校面临的一个首要问题。同时我们国家又实现了知识经济的高速发展，这在无形之中也成为了对企业的一把双刃剑：信息技术一方面可以推动生产力的进步，给企业带来巨大的效益;另一方面，一般的地方企业人才缺乏、创新能力高度不足。高等学校恰恰是培养人才最重要的场所，但它的研究方向多数聚焦于探索科学思想，其成果未必能够立刻在生产实际中进行应用，所以学校和企业之间的连接就需要通过这样一个纽带来实现——校企联合实验室，一方面高等学校在通过这个实验室创造出很多的技术和专利等科技成果的同时，也能够培养出大量优秀的学生;另一方面企业在生产中遇到的问题也能够及时的解决，并提高生产效率，因此高校在建设中需要加强与各大生产和销售企业的合作。不仅在学科和专业的建设上学生的培养方向和科研立项要趋向于地方的经济特色，更重要的是应该和这些企业共同建立创新实验室，共享各种科技信息和器材设备，实现高校和社会协调、共同进步。

二、实验室的发展现状

笔者所在的电子工程学院是黑龙江大学最大的一个院系，共有本科生4 000余人，研究生600余人，为国家输送了大量的科研、销售和管理类人才。然而由于教学培养经费并不充裕，各个科学的发展均受到了不同程度的限制，大部分的实验室仅仅起到了一些简单的教学作用，成果产出较少，并且无法实现转化。经过多年的努力，我院理工类本科实验室的建设已经有了一定的规模，但研究生实验室还存在着一些问题：第一，项目研究资金依然较少，特别是在原材料方面的经费严重缺乏，这大大限制了一些导师的招生数量;第二，实验室仪器设备严重不足，往往只有直流电源和示波器，基本与本科实验室无异，多数学生仅仅能用自己的电脑进行算法仿真，无法进行实际测试;第三，部分年轻的硕士生导师还没有自己的课题组，尚处于单打独斗状态，这一方面不利于这些青年教师的发展成长，另一方面也使学生无法有效地开展项目或课题研究。如果这些问题不能够得到较好的处理，必然会阻碍学校层次的提升。

三、校企联合实验室建设的优势和必要性

早在一个多世纪以前，国外就开始对校企联合实验室的建设进行了探索。其中最著名的有欧洲的双元制，澳洲的技术与继续教育制等。后来美国有许多的高校也相继开展了产学研合作，比方说麻省理工学院与诺基亚公司共建的通信研究室，在这里双方共同对智能计算和物联网技术进行了研究，顺便也为学校培养了创新型人才。近几年，我们国家的高校也开始对校企合作和产学研建设重视起来，很多高校和企业不惜人力和财力，在高端人才引进、高档仪器设备采购、学科专业布局等方面做了大量工作，例如河北大学与杭州新华三集团合作建立的共享网络研究基地就积极推动了该校本科生和研究生的培养;清华大学与成都雅砻江流域水电开发公司合作建立的暗物质研究室，也极大地促进了我国高端前沿学科的研究;此外，北京大学与中国移动共同建立的网络仓库研究室，学校和企业共同研究了一些大数据和网络通信的实际项目，并获得了多项专利和技术，这些宝贵的科研成果为国家的工业信息化提供了强有力的支撑，也为其他高校的校企联合实验室建设提供了丰富的借鉴经验。

对于高等院校来讲，如何在学科建设和专业工程认证背景下培养出合格的应用型毕业生，是电子工程学院及其他工科专业当前面临的一个首要的问题。而现代信息技术条件下校企联合实验室恰恰为研究这个课题提供了良好的方案，因此有必要借助这一手段来弥补我们学校在研究课题、财力和物力等方面的不足。

四、实际建设的具体举措

以上问题使我们迫切地意识到学校必须进一步解放思想、更换思路，主动出击，仰仗我们手中的技术和人才积极到校外寻找市场、尋求合作，才能使研究生实验室的建设继续发展。经过近一年时间的考察和体验，我们发现物联网、大数据和机器学习等技术已经成为现代信息技术革命的主要研究和应用方向，它们必然会成为新时代国民经济的增长点。故此学院决定以通信物联网专业为试点，积极到北京、上海等发达地区寻找相关的企业进行沟通调研，经过教育管理部门的牵线和我们反复的对比观察，最后学校与北京博众精工科技股份有限公司和北京中兴协力科技有限公司签定了合作协议。黑龙江大学以技术、成果、场地作为投入;这两家公司以资金、设备和一部分工程人员作为投入建立了联合实验室。目的就是要利用现代信息技术解决生产生活中的实际问题，谋求高校技术与企业资本的有机融合，从而让二者同步、协调和可持续发展。这种合作方式一方面可以使学校的教育科研资金得到补充，改善实验室环境、完善仪器设备;另一方面又可以为企业解决当前亟待解决的技术难题，甚至实现技术创新、提高企业的市场竞争力。

在众多的现代信息技术中，传感器和无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）等技术的应用最为广泛，并在今后相当长的时期内依然有着很强的开发潜力，已经成为了提高学生培养质量的重要手段。考虑到本科生和研究生的知识结构差异，我们将其计划分为两种模式，其中就本科生来讲，可基于以下几类现代信息技术对实验室进行建设：

（1）无线传感技术。该技术将周围环境的温湿度、光强、红外和烟雾等信息进行采集，再利用ZigBee、WiFi和蓝牙等传输方式进行组网，进而实现传感器信息的共享;

（2）RFID技术。近年来RFID在物流、银行、门禁和车辆管理等领域得到了越来越广泛的应用。它存储数据量大、并且可以通过频率来调整传输距离，大大扩展了RFID技术的应用领域;

（3）室内定位技术。室内定位技术要求的定位精度较高，一般需要达到厘米级，目前可采用超宽带技术、RFID技术、ZigBee无线网络技术等实现高精度的三维室内定位。在国家大力发展物联网的背景下，室内定位技术将为仓库、港口和堆场等提供较好的增值服务;

（4）数据库技术。随着各种业务复杂程度的提高，对数据管理的要求也随之提高，这就需要数据库技术的支持。又由于云计算的发展和大数据时代的到来，以往传统的数据库越来越无法满足需要，与此同时，分布式等新技术的出现也对数据库提出了新的要求。

而对于教师来讲，首先要在理论方面有所创新，再结合以上的具体技术进行研究。这样既可以培养本科生的动手实践能力，又可以培养研究生理论结合实际的创新水平，必将大大推动学校本科工程认证和研究生评估的顺利进行。

五、取得的效果

经过短期的探索实践，联合实验室开始初步形成了产、学、研一体化的良好局面，基本完成了几大模块的建设。并且由企业提供设备和课题，由学校提供研究人员和技术共同建设该实验室，学生按各自的兴趣和研究方向组成了课题小组，进而通过参与企业的工程项目来加强工程实践以及创新能力。虽然实验室成立的时间不长，但很多学生的能力已经获得了快速的加强，几个月以来已经有多名本科生和研究生参加了国家级和省级的各项创新创业大赛，并获得了国家奖3项，省奖6项。下一步将继续研究推广创新实践活动的长效激励方法，并且在对各种先进信息技术进行理论研究的基础上，将它们应用到实践中，以拓展综合专业知识，发展多元智能。企业和学校也要对专业的教学科研设备陆续完善，并加强对学生研发过程的管理，以此提高学生的培养质量。

六、结论

通过对通信物联网专业的研究生和本科生为试点的校企联合实验室建设进行研究探索，采用现代信息技术，在理论研究的基础上，将理论知识应用到实践中，以提高学生的创新、实践和自主建构知识的能力，从而推动他们的理论创新和实践创新能力的全面发展。同時学校的通信工程本科专业已获得了黑龙江大学首批工程认证受理的专业，学校也将进一步对实验室实行规范化管理，并将建设经验推广到其他专业和学科当中，为学校的发展添砖加瓦。

参考文献：

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编辑∕姜雯