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上海交通大学成功案例

发布时间:2020-09-24 点击数:462

案例详情

  概述
  用户介绍
  上海交通大学(Shanghai Jiao Tong University)始创于 1894 年,是中国历史最为悠久的高校之一,以理工科闻名国内外,享有极高的学术声誉。2016年,国务院推进“大众创新万众创业”建设,作为首批 28 个国家级双创示范基地,上海交通大学与多家企业展开紧密合作,推进学生创新教育改革。
  挑战
  学生创新创业的一个关键点是推创意进产品化,面对越来越复杂的系统需求,单一方面的技术积累已经不能够满足产品设计需求,如何能够突破学科体系限制,从真正的工业应用出发,将复杂系统的思维带到教学当中是目前学生双创教育面临的一大难题,项目需要同时具备“多学科融合”,“项目制教学”, “系统级集成开发”等多个方面的要素,将这些系统融入到学科当中是目前面临的一个主要挑战。
  从示范性建设角度来说,作为国家级双创示范基地的上海交通大学肩负着探索双创教育模式的重大使命。面临多学科融合的创新项目需求与教学改革趋势,如何能够设计并落地创新教学体系也是上海交通大学工程训练中心亟待解决问题。从体系到课程,从创新思维的引导到多学科融合项目的制定,上海交大需要从顶层设计出发,探索双创教 育在高校教育中的落地模式,同时完善多学科融合教学课程体系,激发学生创新思维。
  解决思路
  依托工训中心,建立开放实验室,为学 生双创活动提供设备支持,将实验室搬到学生。脱离传统的学科封闭体系,通 过项目融合的方法训练学生综合创新能力,提升解决复杂系统问题的能力。在课程体系设计中,引入企业资源,将复杂行业应用带入到课程中,共同开发符合需求的课程体系,强化学生的系统认知,提升系统级产品开发能力。
  实现
  双创基地建设主要分为两方面建设内容:面对学生动手创新的“开放实验室”,面对学生工程创新技术积累的“创 新课程体系”。 在开放实验室的建设当中,建设校级“设 备图书馆”,为学生提供创新口袋设备租借服务,提供完善的创新环境,满足学生 24 小时的开发设备需求,加速原型产品开发与验证。
  在双创基地创新课程体系设计中,将复杂的工业系统拆分为三个工业方向应用,暨“通信”、“控制”、“测试”。相关的工业应用所涉及的技术基础都可以被三个方向的知识所覆盖,例如“产线自动化测试”在具体的工业应用中可以拆分为“待测品运动控制”与“流水测试序列开发”,将复杂的系统进行拆分,引入学科融合的概念,创新性的在三个不同工业方向开设通识与进阶课程。
  结果
  工训中心基于 myRIO,VirtualBench,myDAQ,AD2 组建开放实验室,建设校级“设备图书馆”,为上海交通大学全校学生提供开发平台的租借服务工训中心基于 NI 软件定义无线电平台USRP 与 USRPrio,NI 嵌入式教学平台ElvisRIO,移动机器人创新平台 Pitsco Tetrix 等,面向上海交通大学全校学生,开设 4 门项目制创新课程。
  国家级双创示范基地教学案例分享
  用户介绍
  上海交通大学工程训练中心为面向全校学生的工程实践训练基地,下设机械制造基础实验室,电子电工实验室,机械设计基础实验室,创新实践实验室与先进制造技术实验室,每年提供 35 万以上实习人时数,覆盖上海交通大学全校学生。同时作为四所设立在高等院校内的国家级双创示范基地之一,在全国双创基地建设当中起到领导示范意义。


  高校双创教育目前在国内并没有统一的标准,针对于双创教育的理解多个高校也正在摸索当中,针对工程教育的双创实践也还没有体系化的模式与经验值得推广。上海交通大学工训中心以推进创新能力培养为核心目标,将多学科融合教学的思路融入到课程体系改革中,以项目制实践教学环节来培养学生的创新思维,同时引入企业资源,共同设计双创课程体系,开发工程实践教学环节,取得了很好的效果。
  在推进创新教育的过程中,始终无法离开创新平台,以 LabVIEW 图形化编程语言为核心的硬件生态圈从本质上就降低了学生工程创新的“技术门槛”,可以在短时间内加速产品原型化开发。同时开放的平台环境原生支持多学科融合的复杂项目,提升学生分析复杂系统的能力,为双创教育与学生工程能力培养打下了坚实的基础。
  开放实验室:触手可及的“设备图书馆”
  每当学生们需要某个领域专业书籍的时候,首先想到的地方都是学校的图书馆。在图书馆中,我们几乎可以发现任何所需要的书籍并从中截取,随时随地的完成知识汲取。不过在一些工程项目当中,当我们需要仪器设备的时候,我们往往都会在实验室这一固定场所下完成实验设备的使用。受限于实验室开放时间、实验设备的便携程度、仪器仪表的功能,我们从来没有做到将实验设备做到资源共享,让人们想从图书馆借书一样去借取实验设备。为了支持学生做到“随时随地的工程创新”,NI提出了“设备图书馆”概念,并且与上海交通大学工程训练中心合作,以 NI 口袋仪表设备为核心,在双创示范基地中建设开放实验室。

  在实验室中,学生基于一体化仪表 Virtual Bench 可以方便快捷的完成创新作品的电子测试测量,同时可以自由借取嵌入式开发平台 myRIO,口袋创新数采平台 myDAQ 和口袋仪表 Analog Discovery 2 等,满足日常科创项目当中对于设备的需求。利用 myRIO 与myDAQ 快速完成产品算法验证,基于 Analog Discovery 2 完成便携式产品测试,学生可以随时随地搭建属于自己的“口袋创新工作室”,这一切都源于“设备图书馆”概念。
  创新课程体系:从复杂工业系统到学科融合课程
  通过积累相关创新技术,激发并加速产品创新,从而孵化相关创新企业是联通创新与创业两个环节的重要基础。在双创基地的建设中,如何提升学生的工程创新能力是学生双创教育当中最为重要的一环。在以工科擅长的上海交通大学,如何通过创新课程提升学生的工程创新能力就是解决问题的关键所在。上海交通大学与 NI 合作,利用 NI 丰富的产业基础,引入行业工程背景,依托上海交通大学双创示范基地的师资资源,共同开发并设计完善的创新课程体系,突破传统的知识学科壁垒,利用学科融合,衍生出面向复杂系统设计的创新课程体系。突破原有的实验箱思维模式,引入创新开发平台,依托项目制的教学与多学科融合的创新理念,完成从复杂工业系统到学科融合课程的过渡。


  结合目前工业系统的组成,全新的融合体系教学分为基础与进阶两个层次的维度,分别针对“非学科大类学生”与“学科大类学生”,将“电子测试”“自动化控制”与“互 联通信”三个行业应用方向相互融合,设计了全新的项目制融合课程体系,通过完成特定项目,提升学生分析并设计复杂系统的能力。


  以 NI 图形化系统语言 LabVIEW + NI 硬件平台为核心,在三个不同的学科方向当中,从复杂行业应用出发,将特定的行业创新应用拆分成学科融合课程,让学生能够参与到复杂系统的分析中来,掌握系统级的思维,剖析复杂系统,完成创新技术积累。


  相信随着双创国家示范基地的建设不断推进,NI 将会和上海交通大学一同,将越来越多的课程纳入工程创新课程体系中,推进学生工程创新能力培养。

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