供给侧视域下高校电子类创新实验室运行模式构建与实践＊

谌宝菊，黄利军，夏春华，张学斌，谌雄文

（1.怀化学院电气与信息工程学院，湖南 怀化 418008；2.怀化学院机械与光电物理学院，湖南 怀化 418008）

2015-11-10，习近平总书记在中央财经领导小组第十一次会议上首次提出“着力加强供给侧结构性改革”。当前，“供给侧结构性改革”已经从经济领域拓展到了高校运行结构性改革。高校在突出“有效的人才产出匹配有效的社会需求”的学科专业[1-2]、教师素质[3-4]、就业创业[5-6]等人才培养方面进行了一系列结构性改革，取得了很好的成果。为了提高实验教学质量和实验设备的利用率，高校实验教学和管理人员进行了研究，得到了一些有价值的成果。但实验室运行模式的研究还比较弱。空军预警学院为了适应电子技术新的课程体系的需要，进行了实验综合管理系统建设[5]，大大提高了实验室的设备利用率和教学质量。北京理工大学珠海学院信息学院电子创新实验室采取了以学生会员制管理实验室的运行模式[6]，提高了学生的动手能力和创新能力。

在高校实验室运行模式供给侧结构性改革中首先要厘清的问题是谁是供给侧、谁是需求方。就学校与社会关系来言，地方性应用型本科院校的目标定位表明学校要培养适应社会市场需求的人才，因此，学校是供给侧，社会市场是需求方。学校要主动对接社会市场，了解其需求，研判其需求趋势，调整专业结构和人才培养规格，实现动态开放式人才培养模式，确保有效供给匹配有效社会市场需求。就学校与学生关系而言，学校的人才培养过程要适应学生的需求和兴趣，落实学生中心地位，确保有效教学供给匹配有效教学需求，实现教学资源利用率的最大化。

1 明确实验室教学与管理存在的问题，做到精准改革

在国家实施创新驱动战略、大力推进“大众创业、万众创新”的背景下，高等教育必须实现以规模增长为中心向以质量提升为中心的转变。这对高校实验室的教学提出了更高的要求：实验教学既要培养学生的实践动手能力，还要培养学生的创新意识和创新能力。从供给侧视域下考量地方高校工科实验室运行管理模式，实验室的资源供给与创新型实践人才的培养需求方面普遍存在着不匹配的现象。这主要体现在以下几个方面：①实验室设备供给与教师教学需求不匹配的矛盾。地方性本科院校的应用型人才培养方案的转型加快了高校实验室的建设，但由于实验室建设和人才培养方案的不匹配导致设备的空置率和使用效率较低[7]。②教学实验项目与学生兴趣需求不匹配的矛盾。地方应用型高校培养应用型人才，这就要求实验项目要有应用的价值。但由于学科性思想长期占据主导地位，高校实验室验证性实验项目所占比例超出了应有的水平，应用型和创新型实验项目的比例较低[8]。同时，有些应用型项目脱离专业背景下的行业需求，应用技术的训练与企业实际需求相差较大。有些创新型项目高出学生的实际能力，脱离学生的现有认知水平。这些都会导致学生对实验项目不感兴趣，激发不了他们动手做实验，动脑设计方案的动力，从而使得实验教学的效果没有达到预期。③实验室开放的时间与学生空余时间不匹配的矛盾。实验室开放是培养学生自主学习、自主设计、自主实践能力的重要手段。地方性高校根据自身特点，都为学生提供了一定的实验室开放时间。但实验室的开放通常在教师正常工作时间内进行，即白天上课时间开放的现象还比较普遍[9]。这会导致部分学生由于课程紧张而用不上开放实验室。另外，全天候开放必然增加教师的工作量和管理的难度，而没有教师值班的开放又可能会带来安全的隐患和资产的丢失[10]。

高校是联系学生与社会的桥梁，通过学校4年的培养，学生要成长为社会需要的人才，学校必须同时要了解社会和学生，不可偏颇。怀化学院电子类创新实验室在运行模式供给侧改革方面进行了一些探索和实践，形成了“以社会需求为导向、以学生兴趣为基础、以问题解决为中心、以成果产出为目标”的“四以”供给侧运行模式，提升了人才培养质量。

2 加强社会对专业技能的需求调研，培养师生市场需求意识

以知识为基础的学科型教育能够形成一个可以封闭运行的循环系统。技术层面的教学多是为了验证定理定律的正确性，因此，师生对技术的更新和市场应用缺乏足够动力。以技术为基础的应用型教育，定理定律是技术理论支撑，技术的更新是市场需求的必然要求。地方高校从学术型向应用型转型的关键是打破高校围墙内封闭运行的教学环境，主动对接市场应用需求。长期的学科型教学模式让师生习惯了封闭式教学环境，并很大程度上形成了依赖。要实现向应用型人才培养模式转型，首先要培养师生的市场意识和市场需求思维。

怀化学院电子类创新实验室师生在疫情期间利用企业网站、中国知网数据库等网络资源对2019年电子类全国百强企业进行了调研，形成了调研报告。通过调研，师生初步了解了当前的企业需求以及企业技术研发的动态。比如，大型企业几乎都在网站中进行了产品和技术的介绍；这些企业都非常重视销后服务，这样有利于建立稳定的消费群体和树立企业诚信的形象；这些企业都建立了自己的研发中心，对产品进行迭代升级；企业都注重员工培训，建立了内部交流期刊等等。在网络调研的基础上，对电子类创新实验室以往的师生研发项目进行了全面整理，发现很多项目没有市场应用价值。通过调研和项目清理，培养了师生市场意识。为了能持续了解市场需求，建立了电子类市场需求的长期机制，制定了企业、社会、中小学教育装备等电子类技术需求项目表，动员学生根据自己的兴趣，利用寒暑假的实践开展实地调研，形成具有实际市场需求的项目，便于实验室进行整合筛选。比如，对中学物理教师利用真实实验进行教学的情况进行了调研，发现农村中学物理教师基本不在课堂上做演示实验，而是用虚拟仿真实验代替真实实验。究其原因主要有以下几点：①演示实验需要教师在课前花大量时间进行实验准备，教师耗不起这个时间；②农村中学演示实验台套数不足，有些还很重，教师上课需要从实验室搬进教室，然后还得搬回来，很费力，特别是女教师，搬不起仪器；③仪器和教材不配套，不好用；④实验现象不明显，学生看不见。把解决这些问题转化成了一个智慧教育项目，师生组成团队研发远程控制实验仪器，取得了良好的效果。该项目获得了大学生国家创新训练项目立项，同时，研发的仪器在湖南省大学生课外挑战杯大赛中获得二等奖，大大激发了学生创新的热情。

3 加强学生对专业方向的宣讲引导，培养学生技术更新兴趣

一般地方高校实验室的师资基本属于学科研究型，教师理论功底深厚，但技术研发经验不足甚至欠缺。为此，给本科生建议的项目曾经多是自己在博士或者硕士阶段研发项目的延续或者是简化，比如磁场对纳米器件电子输运特性的影响、基于石墨烯材料的熟肉精检测功能的光电传感器设计等。这类项目具有足够的创新性，但是，远远高出了地方二本院校学生的学习范围和研发能力，也脱离了当前市场的需求，学生的兴趣在无从下手和失败中被慢慢挫伤，久而久之，学生对技术产生了敬畏，慢慢对技术研发项目就拖沓逃避了。

为了扭转这个局面，怀化学院电子类实验室从电子类高新企业中聘请技术骨干，通过校企合作的方式，利用企业技术方案对学生进行讲座，并将企业技术讲座纳入了人才培养方案的课程体系。选择的企业应用技术是当前的热点技术，门槛明显低于前沿技术。比如，Linux设备驱动开发嵌入式系统开发、基于光电技术的51小车设计、绿色作物的病虫害光电防治技术等。企业技术骨干对支撑理论的解释也简单明了，学生能接受。企业技术项目直接纳入教学，即实现了人才培养与市场需求的对接，也激发了学生更新技术的兴趣。学生可以根据企业技术骨干的建议，选择企业需要解决的技术小困难，开展技术攻关，获得研发经验、提高研发能力。

4 构建应用技术项目研发师生小组，培养学生解决问题能力

“做本科生能做的项目，做与市场需求对接的技术”是怀化学院电子类创新实验室人才培养“供给侧”改革的基本措施。实验室搭建了学生、企业导师、高校导师“三位一体”的本科生项目导师制。在前期市场需求及企业导师技术宣讲引导的基础上，学生根据自己的兴趣和就业意向选取研发小项目，由企业导师评估项目是否有市场需求，由高校导师评估是否符合学生能力。只有通过企业导师和高校导师评估的项目才能进入创新实验室进行项目研发运作。研发过程中，以学生自主研发为主、校企导师指导为辅，让学生经历研发的全过程，从过程中培养学生运用基本理论解决技术问题的能力。

通过与企业技术骨干的合作，实验室教师了解了企业文化和企业技术需求、人才需求，为应用型人才培养转型奠定了良好的师资基础。企业技术骨干通过与高校师生的合作，加深了对支撑技术的理论基础的理解，从而也提升了他们技术研发水平。

5 确保项目研发从失败走向成功，提升学生创新技术自信

“用简单的技术做学生熟悉的行业”也是怀化学院人才培养“供给侧”改革的基本措施。学校是学生学习成长最熟悉的地方，通过中学6年的学习，学生对中学物理实验仪器非常熟悉。引导学生跨专业组合，利用电子类专业知识从自动化、智能化方向设计和改造中学物理实验仪器。通过研究发现，由于学生熟悉，就容易知道问题的症结，由于技术简单，就容易解决问题。因此，学生对中学物理实验仪器的研发非常感兴趣，主动性高、专注性强。近2年，实验室共研发中学物理实验仪器100余项，获得专利50余项，学生的获得感和成就感显著提升。2020年，基于此成果的“中学物理实验教学研究”被认定为湖南省一流课程。目前，怀化学院电子类创新实验室师生正在进行“中学物理实验智能控制和远程演示技术”项目研发。

中小学实验实训装备远程控制及演示技术是一种实现中小学教师及学生通过物联网技术远程操控异地实验实训仪器，完成实验探究和教学。该技术的优势是：①打破实验的时空限制，教师和学生随时随地都可以做真实实验；②实现了实验实训仪器的异地共享，降低了中小学购买实验设备特别是贵重实验设备的经费投入，提高了仪器使用效率；③减轻了中小学实验管理设备管理成本，中小学拥有实验室的使用权限，却不需要专人维护和管理；④提高了教学效率，由于教师不用进行前期的实验准备和搬运仪器，教师做实验的积极性会提高。通过实验室师生的集体攻关，研发了“简谐振动远程控制及演示仪”“力的合成远程控制及演示仪”“摩擦力远程控制及演示仪”3套设备。团队准备申报“中小学实验实训装备远程控制及演示技术”怀化市重点实验室，运行一段时间，将申报湖南省重点实验室，从而建立“中学物理远程共享实验室”。将远程演示实验仪器放在共享实验室，同一种仪器可以根据市场需求提供很多台，每台仪器在远程控制APP中有独立操作空间，能满足不同地区的师生同时做相同实验。

用户安装相应远程控制平台APP，通过微信扫描二维码等方式付费。该共享实验室有很好的潜在市场价值。它为学校省掉了购买仪器的经费，省掉了实验室建设经费，省掉了实验室管理经费，省掉了实验设备维护经费，所以学校肯购买。它为教师省掉了实验准备的时间，省掉了搬运仪器的力气，拓展了师生实验的空间，增强了实验现象的显示效果，所以，教师肯用。这已经成为怀化学院创新创业的一个明确方向，也依据前期的基础申报了湖南省“智慧教育装备技术大学生创新创业教育中心”。

6 结语

怀化学院电子类创新实验室形成了以“四以”为基础的具有显著校企合作特色的本科生项目导师制的运行模式，人才培养质量得到明显提升。该模式能够给地方性本科院校应用型人才培养实验室的改革提供有效借鉴。在怀化学院创新实践教学中心实验室进行相应改革，逐步向学校各工科专业实验室进行推介。学生受益面进一步增加，特别是怀化学院物理学专业学生利用该实验室进行光机电一体化的中学物理实验仪器研发，取得了50余项国家专利。依据此基础，物理学专业课程“中学物理实验教学研究”在2020年获得湖南省一流课程，相关经验在湖南省2020年高师会议上进行了专题报告，引起同行关注。实践证明，构建的实验室运行与管理模式可以为其他高校提供有益借鉴。当然，应用型人才培养的高校实验室“供给侧”运行模式改革是一个系统工程。怀化学院电子类实验室搭建校企合作双体制教学平台，就培养师生的市场意识、激发学生兴趣、确保项目成功等方面进行了供给侧改革，初步做到了教学资源和人才培养的“有效供给匹配有效需求”。