基于创新模式的高校电子信息实验室开放的探索

王磊，张慧颖，陈北辰，孙洪亮，杨明

基于创新模式的高校电子信息实验室开放的探索

王磊，张慧颖，陈北辰，孙洪亮，杨明

（吉林化工学院 信息与控制工程学院，吉林 吉林 132022）

电子信息类专业是一个具有较强实践性和创新性的专业，实践教学是培养学生创新能力和工程实践能力的重要环节，以学科竞赛、创新创业训练项目、校企合作为支撑的电子信息类实验室开放模式的建立，不但充分满足了教学和科研的需要，同时大大提高了学生自主探索和学校的兴趣，有效提升了学生的创新和实践能力。

创新模式；开放实验室；开放模式；实践能力

电子信息产业自进入21世纪以来，产业规模一直保持稳步的增长态势，信息技术的应用对产业的发展的拉动作用也显著加强。电子信息产业已成国民经济的基础性、战略性、先导性支柱产业，对经济、社会发展及国家安全具有重要作用。目前中国制造业的当务之急是优先发展信息产业，用信息技术改造传统产业。在这个过程中需要大批具备电子技术和信息系统的基础知识、具有创新精神和较强的实践能力，能从事各类电子设备和信息系统的设计、制造、应用和开发的复合型工程技术人才。

电子信息专业具有较强的实践性和创新性的特点，而培养具有创新精神和较强实践能力的最主要的阵地就是高等学校的实验室。因此，需要高等学校教师在实践教学改革中进一步挖掘实验室培养创新创业人才的能力。

在对电子信息专业开放实验室的现状进行研究的基础上，对电子信息专业开放实验室模式进行了深入的探索和实践，在学院“三三式”实践与创新能力培养体系的基础上[1]，建立了以学科竞赛为驱动、教学与科研联合、创新创业训练、校企联合为支撑的实验室开放模式，加强学生自主创新能力，为培养创新型实践型人才奠定基础。

1 实验室开放存在的问题

1.1 实验室开放现状

近年来，国内高等院校在实验室开放的管理模式及运行机制等方面不断探索，做了许多改革与实践，研究成果较为显著[1]。天津理工大学提出了基于学科竞赛驱动的实验室开放模式。不但有效地提高了实验室开放质量，而且在学生的实践能力和创新精神培养与发展上发挥了重要作用[2]。东北农业大学提出了教学与科研实验室协同开放的管理和运行机制[3]，更好地发挥实验室在人才培养中的重要作用。西安电子科技大学提出了借助校企联合培养基地加大实验室开放举措，构建学生自主管理新模式[4]，在创新人才培养方面取得了显著成效。重庆大学通过网络化信息化实验室建设实现实验室资源的开放帮助学生完成各种创新训练项目[5]，不但提高了实验教学质量，针对创新实践、实验教学的运行模式也取得了一定的成功。

1.2 实验室开放存在的问题

1.2.1 安全监管薄弱

2015-12，清华大学一化学实验室发生爆炸引发火灾；2016-01，北京化工大学一实验室发生爆炸；2018-12，北京交通大学一实验室发生爆炸事故；2019-02，南京工业大学一实验室发生火灾。频繁的实验室事故暴露出高等学校实验室安全管理体系存在薄弱环节这一问题。对于电子信息专业实验室来说，开放实验室的安全问题主要有设备操作、水、电、消防这几个方面。实验室安全工作复杂[6]，如何能保证实验室的开放程度，同时又兼顾安全问题是实验室安全管理的重点。

1.2.2 实验内容欠丰富

高校实验室主要是为理论教学服务的，是理论课程的配套实验[7]，由于学时的限制，为了满足多数学生的接受能力，很多理论课程的实验以验证为主，设计性和综合性实验少，开放性的实验项目更少，这就导致学生在实践动手方面缺乏主动性和创新性。

1.2.3 实验设备更新慢

电子信息产业是一个发展迅速的产业，相关领域的技术发展一直保持快速增长的趋势，这就导致很多实验室设备已经不能与先进科技配套，很多先进科技只能通过仿真演示，如在5G技术的快速发展下，很多电子信息专业的实验设备还停留在4G时代，导致学生缺乏有效的技能训练，自主创新性的实验开展起来存在一定的限制。

1.2.4 实验室开放利用率低

实验室开放后，由于专业实验室的专业性太强，造成实验室利用率低，专业教师由于教学和科研任务重，指导学生开放性的实验有些力不从心。学生通过开放实验室的锻炼短期内看不到明显的成果，容易产生退缩心理。

2 基于创新模式探索实验室开放

2.1 建立开放实验室智能监管系统

根据实验室使用和管理中可能会遇到的问题，利用无线传感网络实现实验室温度信息、湿度信息、电源监控、烟雾等环境信息的监控。最后利用B/S架构[8-10]，构建一个可拓展、界面美观易操作的实验室管理平台。该系统利用智能硬件控制，通过信息化的操作，将实验室各类信息存入数据库，教师用户通过连接服务器就可以按照需求对实验室设备、项目、环境等进行管理。学生用户则可以进行实验相关信息查询、实验室预约等操作。

2.2 教学与科研结合，加大专业教师的指导力度

电子信息实验室开放结合教学与科研，开发更多的大学生创新创业项目和开放性实验项目来进一步培养和锻炼学生的创新创业能力。为了创造良好的实验室开放环境，电子信息专业统计了专业现有的实验室数量和实验设备，对实验室资源进行重新调整，在满足教学需求的同时，充分保证学生在实验室进行创新项目研究的使用需求。合理利用专业实验室的资源，既满足教学需求，同时又为学生的科研活动提供了场所和必要的条件，大大提高了实验室和实验设备的利用率。

2.3 学科竞赛为指引，激发学生的学习热情

学科竞赛是学生将基础理论知识向实践转换的一个非常重要的手段，通过学科竞赛不但能锻炼学生综合运用基本理论的能力，还能进一步培养学生科研能力和创新能力。近年来，电子信息方向的竞赛种类和规模的增长趋势非常显著，全国大学生电子设计竞赛、挑战杯全国大学生创业大赛、“大唐杯”大学生移动通信大赛、“互联网+”大学生创新创业大赛等为学生们提供了更加广阔的舞台。开放实验室以其开放化的管理形式、充足的设备耗材、优秀的教师指导团队为学生参与各类竞赛提供重要支撑，同时学院将竞赛成绩与奖学金评定、学生评优等体系挂钩，大大提高了学生参加竞赛的积极性，同时更进一步提高了实验室资源的利用率。

2.4 借助创新创业项目、校企联合，提高实验室开放效率

为了帮助学生了解专业发展新动态，接触行业发展新技术，进一步培养学生的创新创业实践能力，借助校企联合“产学合作协同育人”的东风，为学生搭建更为广阔的实践环境。将校企合作中的子课题拆分为大学生创新创业训练项目，在企业工程师和专业教师的共同指导下，鼓励学生利用学科前沿技术独立完成项目的设计和研究，不仅让学生提前接触行业前沿动态，了解行业最新动向，同时也进一步促进了实验室的开放。

3 开放创新实验室取得的成果

吉林化工学院电子信息专业积极开展开放实验室建设，学生积极参与，取得了比较可喜的成果。近5年来，电子信息专业学生多次在“全国大学生电子设计大赛”中荣获省级一等奖、二等奖多项；在“互联网+大学生创新创业大赛”“大唐杯”大学生移动通信大赛中获得省级二等奖、三等奖多项；独立完成多个校企合作项目子课题；成功申报多个 国家级、省级大学生创新创业项目，其中完成国家级大学生创新创业训练项目3项、省级大学生创新性创业训练项目十余项。

4 结束语

通过对电子信息专业开放实验室的不断探索，不但帮助学生获得更多的学科竞赛的奖项，更对学生创新能力的培养上起到了一定的推动作用。多年的实践结果表明，高校实验室开放在一定程度上提高了实验室、设备的利用率，而且为学生创新创业训练提供了广阔的舞台。

［1］艾学忠，王立国，孙明革.电类专业“三三式”现代工程师培养模式创新实验区建设［J］.吉林化工学院学报，2013，30（6）：81-83.

［2］董超，王鑫，刘楠.基于学科竞赛驱动的实验室开放研究与实践［J］.实验技术与管理，2017，34（3）：221-223，236.

［3］赵青山，李健，孙占海.教学与科研实验室协同开放的探索［J］.实验科学与技术，2019，17（6）：157-160.

［4］康海燕，冯晓丽，蔡觉平.加大实验室开放举措 培养创新创业型人才［J］.实验室研究与探索，2019，38（12）：149-151，168.

［5］曾浩，谢礼莹，韩术，等.新型网络化信息化开放式实验室建设与运行模式实践［J］.实验技术与管理，2019，36（12）：264-266.

［6］谢芸.本科院校培养创新型人才与开放实验室建设的探究［J］.文化创新比较研究，2020，4（13）：167-168.

［7］张龙霏，齐冬梅，任萌，等.高校实验室开放存在的问题与措施［J］.山东化工，2019，48（24）：154-155，157.

［8］黄道燚，陈敏敏.基于app-inventor实验室借记管理系统设计［J］.电子世界，2019（3）：178-179.

［9］王政嘉，孙志敏，周志军.开放实验室预约系统的应用研究［J］.河北农业大学学报（社会科学版），2020，22（1）：119-123.

［10］孙梦雨.基于B/S结构的实训室管理系统设计［J］.信息系统工程，2018（8）：69.

2095－6835（2020）24－0104－02

G647

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.24.036

王磊（1984—），女，吉林长春人，硕士，吉林化工学院讲师，主要从事电子技术、信号分析与处理方面的研究。

〔编辑：王霞〕