测控技术与仪器专业创新创业课程案例设计

童子权　盖建新　任丽军　纪铁军

摘  要：为提高测控技术与仪器专业创新创业基础课程教学效果，提出了通过设计创新创业案例来感受科技创新活动的必要性和紧迫性、了解开展创新创业活动的非常因素、提高对协同创新与为国奋斗的认识、增强今后从事创新创业活动的信心，以避免教学内容空泛，提高学生上课兴趣，培养学生对创新创业的理性思维。

关键词：创新创业;教学改革;协同创新;案例教学

中图分类号：G642        文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）01-0028-04

Abstract： In order to improve the teaching effect of innovation and entrepreneurship in the basic course of Measurement & Control Technology and Instrument Specialty， this paper emphasizes on the necessity and urgency of scientific and technological innovation activities by designing innovation and entrepreneurship cases， points out the extraordinary factors of carrying out innovation and entrepreneurship activities， improves the recognition of collaborative innovation and striving for the country， and enhances the confidence of engaging in innovation and entrepreneurship activities in the future， so as to avoid the emptiness of teaching content and activates learning interest of students in class and cultivates their rational thinking capability of innovation and entrepreneurship.

Keywords： innovation and entrepreneurship; teaching reform; collaborative innovation; case teaching

我國的创新创业教育实际包括“创新”和“创业”两个方面，创新教育就是以培养人们创新精神和创新能力为基本价值取向的教育，创业教育的核心价值观就是事业心与开拓技能的培养，创新创业教育是在创新教育基础上所进行的创业教育。现在我国各高校的各专业均开设了创新创业通识教育课程，哈尔滨理工大学测控技术与仪器专业是在第5学期开设的“创新创业基础”课程，课程内容包括创新基础、网络课程、创业基础3个部分，其中创新基础部分由测控技术与仪器专业教师讲授、创业基础部分由工业企业管理专业教师讲授。

测控技术与仪器专业是集”精密仪器、电路、电子、光学、自动控制、计算机与信息技术”等学科而形成的一种综合性和工程性极高的学科[1]。学科特点是与其他学科交叉面大，以电子技术为中心的应用技术日新月异，专业领域创新需求不断涌现。鉴于第5学期开设“创新创业基础”课程时，学生对专业的了解还很肤浅，在专业领域开展创新工作的意识不易建立，因此在专业教师讲授创新基础部分内容时，不仅要讲授科技创新工作的一般方法，更要通过案例设计使学生感受到开展创新活动的必要性与紧迫性，了解开展创新创业活动的基本要素，树立为国家为社会协同创新的奉献精神，增强学生今后开展创新创业的信心。创新创业案例设计既要采用学生熟知的高大上案例，也要采用与教师校友专业相关的接地气案例。

一、以国家和专业现状案例使学生感受到科技创新活动的必要性和紧迫性

改革开放40年来，中国的经济规模和科技实力有了长足的发展，也引起了国际力量格局的重大变化，现在美国已经把中国作为头号战略对手，对中国的发展进行全方位的打压，这一趋势不可逆转。2018年美国制裁中兴通讯公司，中兴通讯公司先后被迫向美国缴纳14亿美元的罚金和保证金，并按美国要求改组领导层、接受美国政府派员全面监督，根本原因是中兴通讯公司创新不够强，依赖美国技术与芯片;同年美国也在开始打压华为，并要求其盟国打压华为[2]，但美国对华为的打压到现在还没有达到预期效果，还不得不继续允许美国企业与华为合作，根本原因在于华为引领了通讯领域的技术创新，掌握了5G核心技术并且芯片供应渠道多元化。可以通过美国制裁中兴和打压华为的案例来使学生认识到我国开展科技创新活动的重要性和紧迫性，激发学生的忧患意识。

测控技术与仪器专业是由原来多个按行业应用分类的仪器仪表类本科专业合并而成，主要服务于仪器仪表行业，在国防和航天领域起着关键作用。仪器仪表行业不仅包括传统的仪器仪表，还包括各种专用的测控系统，医疗检测设备实际上也是测试仪器设备。尽管有国家高度重视和专业科技工作者的努力，我国仪器仪表行业发展很快。但是从整体上看，我国的仪器仪表行业还与美国、德国、日本等国际先进水平还有很大差距，主要表现在传感器质量不高，电子测试仪器准确度不高，测控系统配套性不高等等。我国仪器仪表行业每年的进口额仅次于半导体行业，尖端仪器及成套仪器设备严重依赖进口[3]，可以通过2014-2018年中国仪器仪表产品的进出口情况[4]这一案例来使学生对专业领域现状有个宏观了解，认识到我国在专业领域的技术差距，开展创新活动的必要性及广阔天地。

数字万用表是电气电子工程技术人员必备的测试仪器，常用的3位半手持式数字万用表大约50元RMB左右，高端的8位半数字万用表价格在10万RMB量级。目前我国仅能生产6位半以下数字万用表，仪器所用电子元器件几乎全部进口。我国特定应用场合的高性能数字万用表的研发能力比较弱，论文作者就先后受邀为北京航天测控技术有限公司、中国电子科技集团第41研究所、哈尔滨工业大学设计开发过多种规格的数字万用表模块;据了解，有关部门还在考虑用国产器件实现6位半数字万用表。亲身感受，我国在高性能基础电子测量仪器及仪器所用电子元器件领域还是有很大差距的，这都需要我们埋头苦干、迎头赶上。

二、以个人成功典型案例分析开展创新创业活动的非常因素

作为创新人才，首先要技术过硬，必须要对所在领域的技术水平和社会需求有足够的了解;其次要有一个适宜开展创新活动的外部环境，有团队、仪器设备、资金等等。

作为创业者，则应该有能力建立良好的人际关系，是个乐观主义者，能接受不同的意见，具备快速学习的能力，讲诚信，有强烈的事业心，必要的资金支持和良好的家庭背景往往也是成功基本要素。

在对学生进行创新创业教育中，往往对成功的创新创业案列介绍得非常阳光、非常理想，而忽略其背后的特殊背景和條件，有可能对学生造成误导，使学生误以为创新创业很容易、成功率高、个人的主观能动性起决定作用。因此有必要对一些经典的成功创新创业案例客观分析，使同学们了解创新创业成功后面的非常因素，对创新创业活动有理性认识。

微软公司几十年来一直是软件领域的巨无霸，其联合创始人比尔盖茨是软件编程天才，很早就展现了这方面的天赋，1980他给当时的计算机行业巨头IBM公司写了DOS操作系统，从此名声远扬。比尔盖茨是从哈佛大学辍学来创新创业的，他能到哈佛读大学以及他敢于辍学创业，都应该与他的家庭背景有关。比尔盖茨的父亲是当地的著名律师，母亲是华盛顿大学董事、第一州际银行的董事以及国际联合劝募协会主席，他的外祖父还担任过国家银行行长[5]。可以说，比尔盖茨的成功中他的家庭氛围与社会背景功不可没。

阿里巴巴集团现在是世界电子商务的著名公司，相信每个大学生都与阿里巴巴集团的下属公司打过交道，也都知道阿里巴巴的创始人马云。马云初中因打架记过转学，中考2次上普通高中，高考3次考上大学，可以说马云的中学时代并没有流光溢彩。但马云初中后一直坚持用收音机听英文广播，高中时还结交了来中国旅游的澳大利亚人DAVID Morley一家并成为朋友，马云上大学时得到了他家200澳元（在当时算是不少）的资助，受到他家邀请去澳大利亚做客，他办理因私护照用了半年时间（当时中国个人办理因私护照极为罕见），办理签证被拒9次（因为当时澳大利亚没有针对中国个人旅游的签证业务），马云去澳大利亚待了29天，开阔了他的眼界，改变了他的认识，也奠定了他未来的发展方向;后来他作为大学英语老师并兼职翻译，总与外国人打交道并多次出国考察，了解到电子商务是社会发展的必然，坚定了他开展电子商务业务的坚定信心。可以说，马云的成功中爱好英语和喜欢交友起了关键作用。

许多大学生都用过小米公司推出的手机，对小米公司的创始人雷军也有所了解。其实雷军堪称IT领域创新创业的奇迹和典范，相比于马云、马化腾、李宏彦、丁磊、周鸿祎等当代创新创业成功的显赫人物而言，在电子信息领域的江湖地位，雷军绝对属于前辈。雷军聪明能干，大四那年与人合作创办三色公司;29岁成为金山公司总经理，力求实现金山成为可以抗衡微软的中国软件企业，效果不甚理想;当金山公司上市后，雷军果断离开金山，做投资以了解互联网时代经济技术趋势并思考自己未来的发展方向;2010年4月小米公司注册成立，雷军再创辉煌。可以说，雷军的成功源于他能适应电子信息领域的发展趋势并果断调整。

三、以国家重大创新案例提高学生对协同创新与为国奋斗的意识

改革开放以来，在市场经济环境下，发挥个人主观能动性来实现创新创业的成功案例层出不穷，个人或者小团队创新创业活动逐渐成为主流，在大学生的创新创业教育中通常也习惯讲授个人创新创业案例。但是中国是个社会主义大国，中华民族要真正复兴，必须在重大科技领域实现自主创新，需要从国家层面集中精力办大事，发挥制度优势，实现协同创新，这就要求在授课时讲授国家级的重大创新工程来提高学生的觉悟和认识。

上世纪50年代中期，以毛泽东主席为核心的第一代中共中央领导，为了使中华民族昂然屹立于世界民族之林，为了摆脱落后挨打的国际局面，成立了领导我国尖端武器研制的中央专门委员会，果断地作出了独立自主研制“两弹一星”的战略决策。大批优秀的科技工作者，不仅有在国外已经有杰出成就的科学家，还有全国各高校各研究单位各企业相关的工程技术人员及在校的大学生，他们从祖国的四面八方汇聚到西本的研制基地，与世隔绝，完成了这一伟大事业。在当时我国人民生活困难、技术基础总体落后、工作条件十分艰苦的情况下，充分发挥制度优势和集体主观能动性，在较短的时间里突破了核弹、导弹和人造卫星等尖端技术，取得了举世瞩目的辉煌成就。1960年11月5日中国仿制的第一枚导弹发射成功;中国第一颗原子弹于1964年10月16日15时爆炸成功，使中国成为第五个有原子弹的国家;中国第一颗氢弹于1967年6月17日上午8时空爆试验成功，我国的氢弹技术世界领先;中国第一颗人造卫星于1970年4月24日21时发射成功，使中国成为第五个发射人造卫星的国家[6]。

载人航天工程是改革开放以来我国取得的最伟大的科技成就之一，是展现我国综合国力的重要标志。载人航天工程由七大系统组成，涉及到的科学技术包括系统工程、控制工程等八大领域，并与航天医学工程密切相关。从1992年国家批准载人航天工程到2012年神舟九号发射成功历时20年，载人航天工程由一百多个科研单位、三千多个协作单位和几十万工作人员参加了研制建设工作。在载人航天的科技人员中，35岁以下的科技骨干占了80%，绝大多数科技人员都是我国自己培养的大学生。这表明当代大学生是有能力为国家重大科技工程做出贡献的，国家也信任和重用当代大学生的科技创新能力。

现在我国的国民经济已经深度融入以美国主导的世界经济体系中，经济总量取得了长足的进步，但尖端科学技术对外的依存度也很大。随着美国对华科技遏制行动不断加剧，美国独自或联合其盟国对中国高技术发展痛下杀手的类似事情会不断，如中国进口荷兰ASML的高端光刻機受阻，先是荷兰ASML工厂着火，接着是出口许可到期，现在依旧没能实现进口;又如美国官方通过经济或刑事调查对参与中国千人计划的科学家进行打击。2020年5月14日美国总统将打压华为和中兴的行政命令再次延长1年;5月16日美国商务部特意针对华为制定新的技术壁垒，要求无论是芯片设计还是芯片制造，如果向华为提供产品，均需美国商务部许可，这势必给华为的发展带来严重不利影响。

2020年5月14日，中央政治局常务委员会召开会议指出：要发挥新型举国体制优势，加强科技创新和技术攻关，强化关键环节、关键领域、关键产品保障能力。客观现实要求当代大学生必须增强忧患意识，学习科技前辈为国奉献的英雄事迹，把自己的个人目标与国家需求有机结合起来，实现国家与个人的双赢，应该讲授如两弹一星、载人航天等国家级重大科技创新工程案例，引导学生今后积极参与国家的科技协同创新、为国奋斗。

四、以校友创新创业成功案例增强学生对今后从事创新创业活动的信心

哈尔滨理工大学现在是一所省部共建、以省为主的普通大学，招收的本科生总体上处于一批次的临界线，对这一层次的大学生开展创新创业教育必须因材施教，在案例设计中仅仅讲授高大上的成功案例是不够的，还需要讲授一些接地气的成功案例来增强学生对今后从事创新创业活动的信心，为此测控技术与仪器系在配备创新基础授课教师时，选派了科技创新活动经验比较丰富、与毕业校友联系广泛的老教师作为主讲老师。

1992年授课教师（作者）留校后参加了铁路轨道信号测试仪表的研究项目，当时使用的双相信号发生器技术指标不高、体积大、可靠性差，就深深感受提升我国电子测量仪器技术水平工作可大有作为;1997年授课教师负责了国家九五重大科技项目的多个基础电子测量仪器的研制任务，技术水平有了很大提升;2001年后的8年里为江苏瑞特电子设备有限公司设计开发了以直接数字合成信号发生器为主的多款电子测量仪器，如SG1691、SG1692、SG1020系列信号发生器，产品销往全国各地，引领了我国高校实验室信号发生器产品的更新换代，取得了良好的经济效益和社会效益。

在新冠肺炎疫情严峻的今年春天，2005年考入哈尔滨理工大学测控技术与仪器专业的深圳校友和授课教师技术合作，由授课教师在哈尔滨设计硬件电路、校友在深圳完成编程调试，开发的基于云平台的物流叉车监测模块已经在某著名物流公司小批量试运行。这是特殊环境下远程科技创新合作的一种有益尝试。

图2 基于云平台的物流叉车监测模块

芯驿电子科技（上海）有限公司现在是上海高科技企业，公司知名度现在不是很高，但提起黑金品牌的FPGA板卡，对于业内的大学生、高校教师、科技人员而言，名气是很大的，在淘宝中销量领先，在国内同行中处于领导地位。黑金品牌的FPGA板卡就是芯驿电子科技（上海）有限公司的产品，该公司现在是百度、XILINX、紫光同创的官方合作伙伴。芯驿公司的创办人就是授课教师指导的硕士毕业生，他工作后能够很快将其研究生学习期间掌握的FPGA应用技术发扬光大，现在已经有所成就，创办的企业也欣欣向荣。

授课教师一直从事测控技术与仪器领域的科技创新活动，特别注重学生掌握新技术及实践动手能力的培养，较早地在大学生中开展了单片机与可编程逻辑器件应用的教学工作，已有一批本科生和研究生的创新创业活动取得了成功。这样授课教师可以通过自生经历、毕业学生的创新创业成功案例来培养学生今后从事创新创业活动的意识，激发他们从事创新创业活动的勇气，让同学们不要妄自菲薄，树立能有所作为的信心。

五、结束语

创新创业基础课程需要讲授的内容比较多、比较杂，总体上与专业结合不大;另一方面，开设这门课程时学生对专业的认识也很肤浅。过去几年，学生提交的创新创业设计报告几乎与专业无关，很多都是以互联网为载体来盘活废旧物质或者餐饮，没有达到以科技创新引领实现创业的目标。因此很有必要设计一些与专业密切相关的科技创新创业案例，贯穿在教学过程中，并现身说法，这样不仅能活跃课堂气氛，更能增强学生对科技创新创业活动的全面认识，更好地实现国家在大学生中开展创新创业教育的目的。相信测控技术与仪器专业这种创新创业案例设计方法对其他专业的创新创业课程教学活动也有积极的指导意义。

参考文献：

[1]王孟博，户美媛，郭锰川，等.测控技术与仪器专业在创新创业教育背景下的培养问题及解决方法[J].南方农机，2020，51（02）：118.

[2]姜奇平.透视美国打压华为的局中局[J].互联网周刊，2019（12）：70-71.

[3]孙柏林，刘哲鸣.推动仪器仪表行业进入“高质量发展”新时代[J].仪器仪表用户，2018，25（04）：107-111+24.

[4]中研普华公司.2014-2018年中国仪器仪表市场运营格局与投资前景咨询报告[R].中国行业研究网，2014，3.

[5]李思颖，陈莹花.开展大学生创新创业科技竞赛活动的方法与探讨[J].新教育时代电子杂志（教师版），2015（24）：33-34.

[6]沈联涛.打压华为背后的品牌战[J].财新周刊，2019（22）：22.

基金项目：2019年黑龙江省高等教育教学改革项目“测控技术与仪器专业创新创业课程典型案例设计”（编号：SJGY20190276）;2018年哈尔滨理工大学教育教学改革项目“工程教育专业认证背景下仪器类专业学生实践创新能力培养模式研究”（编号：420180023）

作者简介：童子权（1968-），男，汉族，湖南汉寿人，硕士，教授，全国研究生电子设计竞赛专家委员会委员，研究方向：电子测量仪器与系统。