赛创融合模式下的光电类专业改革与探索

张继艳 赵铭杰 黄章超

摘 要： 在万众创新的浪潮下，光电领域的产业发展、结构调整、产业融合是高等学校“光电类”学生肩负的重任，高校作为光电专业和相关技能型、应用型人才培养的基地，将为光电专业的人才培养提供支撑。大学生课外竞赛为打造光电类创新型人才提供了一体化的平台，通过赛创融合可以进一步加强专业实践教学体系的构建，全面提高光电类学生的创新创业技能。

关键词： 赛创融合 光电类 人才培养 光电设计大赛 创新创业

中图分类号： G420 文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）03-0102-04

基金项目：产学合作协同育人项目（项目编号：202102004044）；厦门理工学院教学改革研究项目（项目编号：JG202313）。

ZHANG Jiyan ZHAO Mingjie HUANG Zhangchao

School of Opto-Electronic and Communication Engineering， Xiamen University of Technology， Xiamen， Fujian Province， 361024 China

Abstract： In the context of mass innovation， optoelectronic students in colleges and universities shoulder the im‐portant task of the industrial development， structural adjustment and industrial integration of the optoelectronic field. As bases for optoelectronic majors and cultivating related skilled and applied talents， colleges and universities will provide support for the talent cultivation of optoelectronic majors. The extracurricular competition for college stu‐dents provides an integrated platform for creating innovative optoelectronic talents. Through the integration of competitions and innovation， the construction of a professional practical teaching system can be further strength‐ened， and the innovation and entrepreneurship skills of optoelectronic students can be comprehensively improved.

Key Words： Competition-innovation integration； Optoelectronic； Personnel training； Optoelectronic design competition； Innovation and entrepreneurship

光电类本科生的培养目标是在测量与控制、仪器与系统的设计与制造等领域能够从事科技开发、应用研究、运行管理等工作，以光、机、电、计算机为学科基础，培养适应能力强、具有一定的人文素养和团队合作精神，具有创新精神和实践能力的高级工程技术人才[1]。

1 光电类专业赛创融合的改革与探索

1.1 赛创融合的人才培养目标

1.1.1 为学生光电方面的锻炼提供良好平台

光电课外竞赛为学生进行光电方面的锻炼提供了一个非常好的平台。目前人才培养的教育目标是在复杂的技术、社会经济环境下，培养那些具有创新能力和创业能力，能够应对全球化挑战并适应全球化的工程领导者[2-3]。至少要掌握扎实的工程技术基础，设计出满足客户需求的产品，才能成为一名优秀的工程师。

1.1.2 培养学生的创新、创造能力

工程师的创新、创造能力的培养是很有必要的[4-5]。通过竞赛可以培养学生的理论联系实际的能力、学科间的融合能力、团队协作能力、沟通能力、内在驱动力、自主学习能力。竞赛中往往能使学生专业知识以外的素质能力得到很大提升[6]。

1.1.3 锻炼学生沟通技巧

通过科技竞赛所营造的实践环境，学生在亲身体验团队协作力量的同时，也锻炼了沟通技巧，提高了其面对困难的应变能力和抗挫折能力[7]。

1.1.4 有助于学生增强适应性和韧性

通过竞赛，学生可以学习到如何在压力下工作，如何有效地管理时间和资源，以及如何在团队中发挥自己的作用。竞赛过程中的挑战和失败是不可避免的，这些经历有助于学生增强适应性和韧性，学会从失败中吸取教训，不断进步。

1.2 赛创融合的运行机制与保障

为了充分地保障学生有良好的竞赛活动场所，光电学院特别设置创新实验室，设置专门的竞赛服务办公室，聘请带比赛经验丰富的专任教师负责各类学科竞赛的组织与参赛。学院同时下设各分赛区活动领导小组。在竞赛期间对赛题进行统一的讲解与培训。各竞赛小组组织学生对竞赛题目的研究内容展开充分的调研，制订研究方法和技术方案，并将项目内容进行分块拆解，分工合作。

指导教师会在大一新生中做竞赛宣讲，把自己的研究领域、竞赛课题介绍给学生，招收感兴趣的学生加入自己的科研团队。科研组将开放实验室并利用业余时间开展课题培育工作，培育成熟的科研成果会用于参加创新创业类的竞赛项目。

学院内设置竞赛学生社团，社团经常组织课外活动，社团成员以老带新，没有竞赛期间，社团成员也经常性召开例会，制订学习计划，设计学习任务，并分阶段学习，指导教师制定任务，定期监督完成，为课外竞赛的理论知识做好储备。

1.3 课外竞赛的指导团队与创新创业实践基地

作为课外实践教学的专家顾问组，光电创新基地邀请大赛相关学科一线教学名师、专家学者为项目组提供技术与项目支持，使理论课的授课延伸到赛课的讲台上，针对重点问题和技术难点，为项目组答疑解惑、指点迷津，为学生深入理解和研究、顺利攻克难关提出宝贵建议。学院为光电类专业开设了创新创业训练课程。学院和多家光电企业成立大学生创新创业实践平台，并聘请有经验的企业工程师为创新创业导师。

厦门理工学院有专门的创新创业园，每年组织大学生申报创新创业类项目，优秀项目组推荐申报省级及国家级创新创业类项目。对有潜力的项目，创业园会提供项目基金，提供创新工作室，对项目进行孵化。参加创新创业训练的学生也可获得创新学分。

2 基于赛创融合的人才培养效益

厦门理工学院深入贯彻校企协同育人理念，与近30家光电企业合作共建实践教学基地，其中包括厦门华联电子有限公司、厦门通士达照明有限公司、晶宇光电股份有限公司、麦克奥迪集团等。厦门华联电子有限公司被批准为省级校企合作实习基地。光电信息科学与工程和电子信息卓越班的学生毕业设计100%在企业完成，普通班学生有60%的毕业设计题目来自企业生产应用。

近年来，学生充分利用实验室开放平台与创新实践基地，开展创新创业活动，通过“项目带动”，全面培养学生创新意识、创新能力，参加大学生创新创业项目70余项，学生共获得国家发明专利7项、实用新型专利28项。参加全国大学生光电设计大赛、全国大学生电子设计竞赛、福建省单片机竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛、福建省互联网+大学生创新创业大赛等，屡创佳绩，共获得奖励122项，其中国家级15项。毕业生受到用人单位的欢迎，就业率保持在98%以上，考取本专业研究生100余人，相当比例的学生被985、211大学录取。

3 获奖竞赛案例分析

3.1 菜品自助结算一体机

以参加第八届全国大学生光电设计大赛为例。学生竞赛团队从生活出发，结合专业知识，物联网，智能识别，自动控制系统多学科知识，致力于解决食堂超市人员就餐结算缓慢的问题，提高就餐打菜效率，于是就有了基于食品识别技术的自助结算一体机的项目。

通过利用图像识别技术将在托盘上的食物进行图像采集和录入，消费结算时再通过本地数据库识别和物联网的大数据技术对商品进行识别和匹配，并汇总商品信息和金额进行结算，最后消费者通过支付模块进行支付。食品自助管理结算一体机原型机可以实现本地食品的录入与识别功能、从食品放置到支付成功的全自动化功能及识别成功后多样化付款功能。

传统结算设备通过对碗底植入RFID射频芯片进行食品区分的方式，一次性投入和对碗碟维护成本高，设备体积大，价格昂贵。研发产品通过建模及一体化设计，缩小产品占地面积；采用食品识别的图像处理技术，简化食品识别方式，减少投入成本；物联网的加入使产品功能更加多元化；新型支付方式接口的添加使支付更快捷。

图1为团队研发的食品识别自助结算一体机的实物图。该项目荣获第八届全国大学生光电设计大赛二等奖。项目组申报的实用新型专利“一种菜品自助结算设备及系统”已获授权。

3.2 基于数据手势算法的手语识别手套

以参加第十届全国大学生光电设计大赛为例，参赛队员结合专业知识与赛题特点，广泛涉猎模式识别、自动控制、智能穿戴、传感器、计算机等多学科知识，参赛队员最后选定参赛题目为“布瑞吉——基于数据手势算法的手语识别手套”，项目将新型传感器、人工智能技术、智能穿戴设备的相关技术集成于一体，架起聋健沟通的桥梁，产品具有很强的市场应用价值和社会价值。

结合手势识别和语音识别为一体的一种手语识别手套，该手套有两个主要的功能，手势识别部分根据听障人士做出的手势进行判断，将其做出的手势转换成语音输出，便于看不懂手语的健全人士理解他们的意思；语音识别部分识别健全人士的语音，并将其转换成文字显示在手机App上，以便于双方之间的沟通。

项目产品具有创新性、手语识别准确率高，易于推广。项目初代产品的研发和测试已经取得了一定成效，已申请一项实用新型专利并获软件著作权一项。项目产品可以很好地解决听障人士与正常人的沟通问题，获得了专家的一致认可，并取得了第十届全国大学生光电设计大赛国赛一等奖，参赛实物见图2。

3.3 基于机器视觉的柔性电路板缺陷检测系统

“睛炬秋毫——人工智能柔性电路板检测的领跑者”是校内导师的横向课题，光电学生积极参与其中。项目团队深入企业开展调研，通过教师指导，解决了企业的技术难题，利用深度卷积神经网络构建案例库，解决多种类柔性电路板检测难题，并缩短学习周期，提高效率，自主研发的以机器视觉为基础的柔性电路板缺陷检测算法，解决快速准确检测难题，提高检测速度。再结合AOI算法，采用两类光源搭配，解决反光等问题，提高准确率与成像清晰度，项目组申请六项专利并获一项软件著作权，该项目在2022年取得了福建省互联网+大学生创新创业大赛银奖。

截至目前，参加科技竞赛同学的考研上线率达到90%以上，通过竞赛，学生对科研产生了浓厚的兴趣，同时科技竞赛取得的成绩给予学生极大的鼓舞及信心，通过参加科技竞赛，还能够带动学生学习课内理论知识。

4 结语

赛创融合的课外实实践模式可以为大学生创新创业提供良好的外部实践环境，以学生为中心，以竞赛为指挥棒，整合创新实践平台、实践教师队伍和校外创新创业孵化基地。通过竞赛，提高了光电类学生的人才素质和工程素养，同时在竞赛中涌现出拔尖的创新创业人才。学生竞赛以老带新的社团模式能够创造科技竞赛良好的校园氛围，扩大竞赛学生的覆盖面，提供可持续发展的优化模式。同时，青年教师通过对竞赛的指导，也提高了自身的创新创业本领。学校在政策上加强了对学生科技竞赛活动指导奖励机制，也利于激发教师参与竞赛的积极性。通过改革课外竞赛的管理制度、师资力量建设、实践平台基地建设等来着力提高学生课外竞赛中的创新实践能力，并通过改革取得了一系列显著的人才培养效益，提高了光电人才培养的质量。

参考文献

[1]吕宏，高明，杜玉军.大学生课外科技竞赛活动中非专业能力及创新素质培养[J].微型电脑应用，2019， 35（3）：51-54.

[2]吕莹.高职院校工匠精神与“双创”人才培养的耦合性因素分析[J].黑龙江生态工程职业学院学报， 2023，36（2）：92-97.

[3]刘涛，张继妍，薄翠梅，等.面向国际工程教育认证的过程控制工程课程教改探索[J].高教学刊，2022，8（1）：119-122，127.

[4]张永兵，姜毅龙.基于赛创融合的高职院校创新创业人才培养模式研究[J].西部素质教育，2023，9（9）： 27-30.

[5]巫富明.高质量就业导向下高职创新创业教育的价值、症结及路径[J].常州信息职业技术学院学报， 2022，21（3）：11-14.

[6]唐允，陈怡，代峰.地方高校创新创业人才评价体系研究[J].湖北理工学院学报（人文社会科学版），2022， 39（4）：46-53.

[7]元英，郝晓冉，朱旭东，等.交叉学科拔尖创新人才培养实践[J].实验室研究与探索，2020，39（11）：186-189.