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创新团队是以本科生为主体的优秀学生研究团队,在启明学院平台上,开展基于问题、基于项目的研究性学习、主动实践等科技创新活动。目前启明学院有18支创新团队。

电工电子科技创新中心



作者: 发布时间:2012-05-28 点击率:8784 编辑:admin

  华中科技大学电工电子科技创新中心(以下简称中心)成立于2001年,是国家工科基础课程电工电子教学基地、国家电工电子实验教学示范中心的重要组成部分。中心是一个面向全校本科生的省级实践创新基地,其主要任务是:招收学有余力的学生并对其开展信息类技术技能的培训,组织和指导我校学生参加以电子信息类为主的重大学科竞赛,织组学生申报大学生科技创新项目并给予指导。
  中心以“为精英提供机会,让机会造就大师”为建设理念,以“提高实践能力,培养创新精神”为人才培养目标,以建立全开放的创新实验室为实践平台,以开设系列电子信息类实践选修课为培训平台,以组建学生科研团队、申报和实施大学生创新研究项目为科研平台,以参加电子信息类为主的重大学科竞赛为检测平台,构建了大学生创新基地实践创新培养体系,致力于将中心建设成为拔尖创新人才的孵化中心、国内国际重大学科竞赛的培训中心、科技创新活动及创新实践教学改革的示范中心。
  中心育人特色一:建立了循序渐进的创新、创业能力培养模式。以工程实训→项目培训→自主创新为结构的创新能力培养模式;以创业课程→工程实训→学科竞赛、创新项目→创业竞赛→成立公司为结构的创业能力培养模式。
  中心育人特色二:构建了基于全开放的基地文化。育人观全开放:只要有利于学生实践能力、创新能力培养的措施、载体、内容中心都勇于实践;资源全开放:基地所有教学资源面向学生全天候开放;学生管理全开放:学生自愿申请加入,自主选择培训内容,自拟创新项目,自愿组队参赛,自主实践,自主管理。
  中心育人成果一:培养了大批高素质的人才。中心已累计招收并培训了十一届共计2919名学生。其中,394名学生参与了各类创新项目的申报和实施,完成项目共计108项;3544名学生参加各类学科竞赛,1835名学生获奖,参赛项目共计107项。
  中心育人成果二:培训学生科研能力突出。中心学生已累计发表科技论文27篇;获湖北省大学生优秀科研成果一等奖2项,二等奖15项、三等奖20项;申报发明专利9项;获批实用型专利8项。
  中心育人成果三:培训学生学科竞赛屡创佳绩。2012年全国大学生“IEEE国际标准电脑鼠走迷宫”总决赛,中心学生获全国第二名。2012年英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛,中心学子获得两项全国一等奖。2011年首届全国物联网应用设计大赛,中心学生获全国一等奖。2010年第四届恩智浦杯创新设计大赛中,中心学子获“最佳技术奖”。2009年微软创新杯嵌入式项目竞赛,中心学生获全球第二名,2009 年国际未来能源挑战赛,中心学生获全球第三名,并获“最佳动态性能奖”,2007 年国际未来能源挑战赛,中心学生获美国电源制造商协会“最佳创新奖”,2007年第二届全球年轻工程师工程创意竞赛,中心学生获荣誉奖,2003年全国大学生电子设计竞赛中心学生获特等奖“索尼杯”。中心自2001年成立以来,中心学生共获国际竞赛奖4项,国家特等奖3项、国家一等奖64项、国家二等奖45项、国家三等奖52项、优胜奖10项、优秀奖2项、省特等奖10项、省一等奖72项、省二等奖108项、省三等奖24项,中心学生累计获各级奖励共计394余项。
  中心育人资源:在学校各级领导、各部门的大力支持下,电气学院安排2名专职教师、4名兼职教师参与中心培训及指导工作;电信系安排1名专职教师、5名兼职教师参与中心培训及指导工作;研究生助教10人,面向全校每年招收大一学生250人,年培训学生600余人;专用实验室面积550平方米,固定资产超过100万元;拥有70套电子线路实验所需要的示波器、函数发生器、稳压电源和万用表等主要设备,以及部分专用高档测试设备;并建立了中心网站,配备了具有225个接口的局域网。

中心获得成果和开展的活动(2007—2012):
 

比赛名称
特等
优秀奖
国一
国二
国三
省一
省二
省三
ADI中国大学生创新设计竞赛
 
 
2
1
1
 
 
 
ACM/ICPC国际大学生程序设计竞赛
 
2
12
15
19
 
 
 
未来能源挑战赛
1
1
 
 
 
 
 
 
全国大学生电子设计竞赛
 
 
15
10
 
 
 
 
“英特尔杯”大学生电子设计竞赛—嵌入系统专题邀请赛
 
 
3
1
5
 
 
 
TI杯”全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统设计专题邀请赛
 
 
1
2
4
 
 
 
全国大学生电子设计竞赛信息安全技术专题邀请赛
 
 
 
1
5
 
 
 
全国大学生“IEEE标准电脑鼠走迷宫”总决赛
2
 
1
3
1
 
 
 
湖北省大学生电子设计竞赛
5
 
 
 
 
44
59
17
湖北省大学生电子设计竞赛ACTERASOPC专题竞赛
 
 
 
 
 
1
5
4
IEEE电脑鼠走迷宫”湖北赛区
 
 
 
 
 
5
2
2
“英飞凌杯”嵌入式处理器和功率电子设计应用大奖赛
 
 
 
2
1
 
 
 
5
 
 
 
 
15
15
24
自主举办“炬力杯”科技作品竞赛
5
 
 
 
 
15
15
25
自主举办“炬力杯”ACM竞赛
5
 
 
 
 
15
15
25
自主举办“炬力杯”FPGA应用竞赛
5
 
 
 
 
15
15
25

媒体报道:
  中心建设成果引起了社会的关注,高教司、高教处领导多次到中心指导工作,中央电视台,光明日报等国家、省市新闻媒体对中心进行了多次采访报道。中心“即产即用”的人才培养模式引起企业高度关注,多家企业慕名而来诚邀中心学生加盟,并希望与中心建立长期人才培养和科研合作关系。
未来五年计划:
  一、育人指导思想:从竞赛培训向开放服务的转变

  1 创新基地的发展机遇
  创新基地自2001年成立至今,已历十一年,从只参加全国大学生电子设计竞赛,到参加多项全国性学科竞赛,如“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、全国大学生水利创新设计大赛等;从参加教育界的学科竞赛扩展到参加企业界举办的学科竞赛,如ADI中国大学生创新设计竞赛、“英飞凌”杯嵌入式处理器和功率电子设计应用大奖赛等;从参加国内竞赛到参加国际竞赛,如ACM/ICPC国际大学生程序设计竞赛、微软“创新杯”全球学生大赛、国际未来能源挑战赛等;从参加竞赛到举办竞赛,如自主举办“炬力杯”单片机应用竞赛、“炬力杯”FPGA应用竞赛,承办ADI中国大学生创新设计竞赛。经过十一年的发展,以竞赛培训为导向的大学生创新基地,所参与的参赛项目无论在种类上,还是在内容、形式上均取得了丰硕成果。
  2003年之前,创新基地的教学资源完全由学校拨付。2003年之后,基地陆续获得校外企业的资助,从而拓宽了基地的教学资源来源。例如与炬力集成电路设计有限公司签署了共建“华中科技大学炬力集成大学生创新基地”协议;与亚德诺半导体技术(上海)有限公司签署了“ADI大学计划合作”协议;与德州仪器半导体技术(上海)有限公司签署了“华中科技大学-美国德州仪器大学生创新实验室”协议;与英飞凌科技中国有限公司签署了“华中科技大学-英飞凌联合培训实验室”协议。通过上述协议的签署,创新基地每年可从企业获取40余万元的经费资助。
  必须承认,以竞赛培训为导向的大学生课外科技创新基地所取得的成绩是有目共睹的。但我们也必须看到,创新基地存在的基础主要是校内校外的各种竞赛。如果这些竞赛发生了变化,那么,创新基地的职能和教育目标自然也要相应改变。近3年来,各类学科竞赛渐趋饱和,许多企业竞赛都在收缩。如ADI中国大学生创新设计竞赛、“英飞凌”杯嵌入式处理器和功率电子设计应用大奖赛由一年举办一次现改为二年举办一次,微软“创新杯”全球学生大赛高峰期有10余个子竞赛项目,2012年已减少为6个子竞赛项目。同时,随着各类竞赛项目的增多、获奖学生的增加,学校对学生竞赛获奖的激励政策也在减弱。而且,伴随我国高等教育改革的逐步推进,大学生获取实践创新的机会在增加,与此相对应的是学生参赛的积极性在减弱。这表明,企业、学校、学生对学科竞赛的关注度正逐步走低。与之相应,这也就预示着以竞赛培训为导向的大学生课外科技创新活动形式正面临着重大变革。
  如果说近年来国内外学科竞赛环境的变化是创新基地教育导向变革的客观因素,那么,直接参与其中的教育者和受教育者观念的变化则是创新基地教育导向变革的主观因素。现在来看,在初创阶段,以竞赛培训为导向的大学生课外科技创新基地的参赛目的并非只是为了参赛,无论是参赛者,还是参赛的组织者、管理者,其实对于参赛都含有一定的功利色彩。之后,随着国际间的、全国性的、企业的学科竞赛项目的增多,创新基地学生获奖在校内的影响力逐渐减弱,参赛者、组织者、管理者参赛的功利性也随之淡化。对创新基地的关注度降低,这既有好的一面也有坏的一面:有利之处——创新基地主办者不再为获什么层级的奖、获多少项奖为目标安排培训,主办者可以把更多的精力用在完善培训体系上;不利之处——创新基地获取校内培训资源的难度会增加,主办者需要多方筹措培训资源以利创新基地可持续发展。
  既然以竞赛培训为导向的大学生课外科技创新活动存在诸如功利色彩过重、竞赛培训针对性太强、培训资源开放度过窄等不利因素的影响,那么创新基地又该如何化解这些不利因素呢?从课外教育的实质来看,我们认为,课外科技活动仍然要回归到“兴趣”、回归到“工程实践”中来,将“育人”作为课外教育的核心目标。也就是说,大学生不能为参赛而参赛,因为竞赛只是实践创新教育的一个载体而已。但是,这种回归,不是简单地将创新基地回归到“兴趣试验场”,而应是以培育学生兴趣为主,结合竞赛培训,将基地从单纯的知识、设备的提供者转变为以学生兴趣为核心的全方位的服务者的角色上来。要实现这一要求,可行的办法就是深入推动开放——创新基地育人理念要开放,在条件具备的基础上,创新基地要勇于实践各种致力于培养学生动手能力、创新能力的育人理念;创新基地资源要开放:创新基地要将所有的教学资源面向全校学生全天候开放。开放的实质是服务,即创新基地要成为学生课外科技活动的服务者、要成为优秀企业先进技术传播者、学生科技成果的推广者。在社会发展渐趋多元化的时代,创新基地如果不实施以开放服务为导向的转变,创新基地不仅会丧失掉已取得成果的优势,还可能因为落后于课外教育发展趋势而失去进一步发展的机遇。2012——2015年,中心拟将培训资源和校企合作资源对全校开放。

2 创新基地培训资源的开放
  创新基地在创办过程中积累了许多优质培训资源,这些资源主要分为两类,一类是培训课程,如单片机培训、FPGA培训;第二类是培训场地及设备,如实验桌椅、网络、示波器、函数发生器、频谱仪、回流焊机。第一类开放主要针对一般的有创新兴趣的学生,创新基地可通过网站公布培训的内容、时间、地点、人数、技术基础等,学生则可通过网站报名参加培训,创新基地不收培训费、不计学分、可颁发培训证明。第二类开放主要针对有创意或有项目的个人或团队,创新基地通过网站发布可以提供给学生使用的设备、场地等信息,学生个人或团队根据项目的需要向创新基地提出申请,创新基地依据申请,结合资源使用情况,批准个人或团队使用,创新基地不向个人或团队收取使用费,申请个人或团队只需遵守创新基地实验室管理制度即可。

3 创新基地校企合作资源的开放
  创新基地在创办过程中与多家企业建立了合作关系,合作的形式主要有:共建实验室、创新基地,合作举办大学生竞赛,开展专业联合培训等。校企合作资源的开放主要有二类,校企合作培训课程的开放、共建实验室设备的开放。
校企合作培训课程的开放主要针对企业依托学校开展的短期培训项目的再开放。如亚德诺半导体技术(上海)有限公司在华中科技大学电工电子科技创新中心举办了2010年、2011冬令营活动,其活动内容分别为:放大器技术的应用、MEMS技术应用,培训对象为全国各高校的电子爱好者。作为承办方,华中科技大学电工电子科技创新中心可以将其培训内容对校内、同城高校电子爱好者二次开放或三次开放。这种再开放企业乐意——可以扩大影响,提高培训设备的利用率;承办者也乐意——再开放工作难度降低、社会认同感增强,易获得企业再投入。
  校企共建实验室设备的开放等同于创新基地的设备及场地的开放,但开放力度可以更大。以华中科技大学电工电子科技创新中心与英飞凌科技中国有限公司、亚德诺半导体技术(上海)有限公司共建实验室为例,可以将英飞凌科技中国有限公司提供的单片机开发板供全校学生借用,将亚德诺半导体技术(上海)有限公司提供的DSP开发装置供全校学生借用,而学生个人或团队只需与创新基地签署使用合同即可。

二、中心培训课程的完善
  2012-2015年,中心将从电子工程基础培训、电子系统综合培训、嵌入式系统综合培训等3个方面开展培训工作。

1 理顺课程关系,整合课程内容,加强基础训练
  目前组织开展的基础培训主要由电子工艺实习、数字电路与VerilogHDL设计、微型单片机原理等三个方面的内容构成。电子工艺实习主要由工程实训中心来承担,并与学生电工实习的面上课程相结合。这种结合有一定好处就是一定程度上可以减轻学生的负担,但是存在一个问题,由于学生来自各个院系的不同专业,时间难以统一安排,经常出现培训时间冲突问题。数字电路与VerilogHDL设计课程今年引入了Xilinx的FPGA实验平台,丰富了课程内容,但是在教学上缺少半导体器件基础知识,因此培训内容需要一定程度上地补充与改进。微型单片机原理课程依然以8051机型为教学平台,今年采用了STC和Infineon的51芯片。单片机的教学目前存在的主要问题有两个,一个是微机原理性的概念尚覆盖不好,比如DMA等,另一个就是单片机的教学与可编程器件的应用结合不够,对现代电子系统设计的架构体现不够。
  在接下来的培训改革中,我们将立足第二课堂,将培训课程与第一课堂的教学完全分离,并整合3门基础培训内容做为一个大的实践培训课程,走差异化、特色化、系统化的发展之路,以区别面上的一般课程,提升工程训练效率。

2 结合电赛趋势,引入业界新技术,深化电子系统设计综合培训
  从去年的全国电赛赛题来看,赛题开始往硬件与基础回归,但是在半导体技术发展日新月异的今天,新的模拟器件、微控制器、DSP器件、片上系统芯片可谓层出不穷,为电子系统设计综合培训带来了难度与挑战。从去年开始,以电赛为牵引,两年一轮的电子系统设计综合培训改革已经开始,到目前接近1年,完成近一半的培训任务。重模拟淡数字的训练导向提升了学生对模拟技术的理解与掌握,但是对数字部分的教学带了了挑战。我们在保留软核NIOSII应用的基础上,顺应嵌入式处理器技术的发展,引入了Cortex-M0的培训,到2013年或2014年,还将引入Cortex-M4,以应对系统对DSC的需求。今年模拟专题邀请赛的增加以及TI公司对各省电赛支持的全面铺开,MSP430单片机的技术需求也成了当务之急。往后走,电赛中新突出了封闭综合评测这一环节,相应地,我们在培训中也要加强封闭训练。在接下来的及新一轮的电子系统设计综合培训中,继续完善STI电子系统设计实训平台,丰富最小系统和模拟子模块种类,深化模拟培训,强化封闭训练,提升电子系统设计综合实践水平。

3 跟踪嵌入式竞赛发展,全面推进嵌入式系统综合设计课程建设
  在创新中心3个方面的培训中,最薄弱的就是嵌入式系统的培训。嵌入式系统也是目前业界发展最快最热的方向之一。因为嵌入式系统应用无所不在,学科交叉与综合十分普遍,相应的技术实现种类繁多并且更新很快,而培训所针对的嵌入式系统竞赛又始终走在业界技术的最前面,所以客观上给培训带来了很大的困难。在未来的3年的基地培训中,我们以嵌入式系统的培训为重点,从嵌入式系统的基础内容、综合内容及创新内容等3个方面来推进嵌入式系统综合设计培训课程的建设。
  在嵌入式基础培训方面,我们将从算法、Windows平台的编程(采用Labview或者CVI或者MFC)、Cortex-A8的Linux程序设计等几个内容开展培训。在综合培训上,引入典型案例,通过案例来牵引嵌入式系统的综合设计训练。最后紧密结合嵌入式系统相关竞赛,完成嵌入式系统设计的创新训练。

三、创新基地管理:从人工管理向信息化、规范化管理转变

  现阶段,中心管理采用教师为主学生为辅的分类管理模式,且多为人工管理。其管理弊端有:培训活动的开展存在随意性,技术资料管理缺乏规范性和传承性,师生之间、学生之间交流渠道单一,学生档案管理缺乏搜索性,设备、器件管理缺乏透明性等弊端。课外科技活动要实现从竞赛培训向开放服务的转变,中心必须建设基于全开放的实验室综合信息管理平台(Laboratory Information Management System,LIMS),以满足学生对实践创新活动的实时性和多样性的需求。
2012——2015年,中心拟建成基于全开放的实验室综合信息管理平台。平台建设包括前端架构、页面设计,服务器软硬件配置和软件框架,以及数据库维护等几个方面。
  平台建成后可实现新闻、公告发布,成员多层次交流,文档规范提交,竞赛及培训活动的组织,器件、板卡的管理,招新管理等功能。

四、中心育人环境的优化

  现阶段,中心拥有教师工作室2间、ACM培训室1间,嵌入式综合培训室1间,电子设计竞赛培训室6间,加工间1间、材料室1间,总建筑面积为550平方米。中心现有各类仪器设备324台套,价值130余万元,各类电子元器件5000余种,约10万余片。中心先后与炬力集成电路设计有限公司、与亚德诺半导体技术(上海)有限公司、与德州仪器半导体技术(上海)、有限公司与英飞凌科技中国有限公司签署了校企合作协议。为适应以开放服务为导向的大学生课外科技活动的开展,2012——2015年,中心拟完成以下几项建设任务。   

1 综合培训室建设
  为保证中心开放培训活动的顺利开展,中心拟建设综合培训室。培训室设在604、605室,实验室内现有实验桌椅60套,台式计算机61台。中心计划在3年内增添数字示波器、函数发生器、台式万用表、稳压电源各30台,增添虚拟仪器设备30台套。该实验室建成后,拟采取网上预约,实施一年365天每天24小时全开放政策,面对全校本科生创新团队或者大学生创新项目做支撑,以满足目前日益增长的大学生创新团队和创新项目对电子类实验测试环境的需求,同时弥补普通基础实验室或相关专业实验室难以全开放的不足。

2 电子设计竞赛培训设备的更新与增添
  实验室室内现有数字示波器61台,其中2003年前购置的有18台;现有函数发生器78台,其中2003年前购置的有21台。中心计划在3年内更新数字示波器18台,函数发生器21台,增添高频函数发生器5台,台式万用表40台。更新后的实验室实现设备先进、齐全、够用目标。

3 实验室智能管理系统的建设
  为保障实验室全开放政策的的实施,中心拟建设实验室智能管理系统,系统由门禁管理、实验桌电源管理、仪器设备动态位置管理、材料器件管理等组成。系统建成后可实现人员权限与实验室资源开放度相匹配,实验台精细化管理等功能。

4 实验室管理制度建设
  创新中心成立后先后制定《实验室管理制度》、《招新管理制度》、《书籍管理制度》、《元器件管理制度》、《仪器设备管理制度》、《设备材料管理制度》、《报销制度》、《入驻电工电子科技创新中心纪律文明公约》、《个人储物柜领用制度》、《常态招新管理条例》、《书籍捐赠管理制度》、《竞赛管理制度》、《创新项目管理制度》。为适应以开放服务为导向的大学生课外科技活动的开展,2012——2015年,中心将对上述管理制度进行修订以满足信息化、规范化管理的需要。

中心网址:http://sti.hust.edu.cn

 



部分成果:      1.智能能源管理系统
                    2.基于自由摆的平板控制系统
                    3.Energy Station
                    4.简易数字信号传输性能分析仪
                    5.实验室仪器设备在线管理系统
                    6.碳足迹系统

 


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