校企融合  前沿引领

作者: 李园春

校企融合  前沿引领0

[摘 要] 随着国际社会科技竞争日趋热化,科技创新和中国制造已成为重要的国家战略之一。如何进一步加强通信系统和芯片设计实力是提升我国新一代信息产业竞争能力的关键问题。聚焦前沿技术,以推动高校电子信息学科与信息类企业互联互通为使命,探索新型校企融合模式,尝试校企“双主体”平台建设、“双导师”人才培养等创新方式,致力于培养融合科研和产业应用能力的电子通信类人才,为我国高科技自主攻关输送生力军,并最终实现校企双赢。该校企融合模式已经应用于华南理工大学电信学院相关平台建设,在科研成果、学生培养、产研转化方面均获得了较大成果。

[关键词] 信息产业;“双主体”平台;双导师;电子通信

[基金项目] 2023—2025年度广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目“新一代通信系统下电磁场与电磁波教学改革”(x2dx/C9233023)

[作者简介] 李园春(1984—),女,安徽阜阳人,博士,华南理工大学电子与信息学院教授,主要从事射频电路研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2024)11-0009-04 [收稿日期] 2023-03-30

党的二十大报告提出,要加强企业主导的产学研深度融合,强化目标导向,提高科技成果转化和产业化水平[1]。因此,高等学校需结合自身定位,主动服务国家战略,紧密对接经济带、城市群、产业链布局,推进产学研合作办学、合作育人、合作就业、合作发展,探索全方位多角度的校企融合新模式。

面对上述需求,国家、教育部先后制定了《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》(国办发〔2017〕95号)和《教育部 工业和信息化部 中国工程院关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》等一系列政策,要求高等学校要面向工业界,以新工科建设为目标,持续改革工程型硕士研究生培养方案与育人方法,加快培养同时具有科研攻关能力和应用眼界的工程科技类人才,提升国家科技硬实力和国际竞争力[2-3]。

在新工科建设体系中,电子信息相关学科由于其科技前沿性和广泛的应用价值,因此具有重要的地位和使命。我国电子信息科学从原先对先进国家“跟跑”,逐渐过渡到“并跑”阶段,并在5G通信等领域实现了“领跑”[4]。但是,电子信息产业中芯片EDA仿真工具、加工制造及设计方面的全产业链短板依旧十分明显[5]。而这些方向恰恰是“互联网+”“中国制造2025”等国家信息技术产业发展需求的核心和支撑学科专业。因此,为了实现我国电子信息产业全行业领跑,确保国家重大战略规划的平稳推进与顺利实现,更加需要电子通信类企业和高校科研共同努力,探索电子信息类专业的校企融合新模式[6]。

电子信息学科的一个显著特点是技术更新迭代快,且对实验场地、设备投入和教学实践的要求不断提高,按照传统方式建设实验室存在零星投入导致过时落后的弊端,而教学内容如无法与最先进的行业需求接轨,也同样跟不上社会与技术的发展,导致培养的学生无法快速有效地适应企业环境,解决实际问题。

本文旨在探讨电子信息类新型校企融合模式。该模式以华南理工大学电子信息学院为实践对象,相较传统的校企融合模式,明确了校企的“双主体”和“双导师”地位,在与现阶段的教学理念相结合的基础上,积极尝试实现校企合作,突出电子信息学科在科研上需要以解决重大需求为导向,在人才培养上需要着力于学生实践能力培养的发展目标[7]。通过该模式四大举措的实施,高校更加明确科研中的技术问题与科学问题,企业可获得最新的科研成果和技能型人才,科研成果也可以更快实现落地和转化。因此,要实现高校和企业共同发展和互利双赢,必须发展校企融合新模式。

一、立足校企“双主体”,加强平台建设

校企融合应同时关注高校科研发展需求与企业的应用需求,采用“双主体”机制。华南理工大学拥有全国高校最大的基站天线科研团队,一直与业界保持良好的合作,早期多项基站天线已经实现产业化。同时,学校在电子和通信学科每年招收基地研究生和企业联培研究生。为了使毕业的学生具备解决业界应用难题的能力和素养,华南理工大学电信学院与中国通信的领头企业华为公司建立了“华为-华工天线基础技术创新实验室”,旨在联合高校强大的科研力量,解决通信技术发展中出现的技术壁垒,将科研成果快速落地进行产业化,同时在此过程中对研究生进行培养和训练,使其毕业后迅速成为我国电子通信领域的工程师和专家。有效开展校企合作的主要驱动力是满足校企双方各自的目标需求,对于高校,与企业合作培养学生,主要目标是利用企业的工作环境、业务操作流程、管理制度等实际业务资源,使学生通过实践操作提升技能及综合素质;对于企业,通过与高校深度合作,可以持续得到人力资源、智力资源,解决企业的技术瓶颈,为企业提升创新能力助力。

采用“双主体”机制的“华为-华工天线基础技术创新实验室”同时为高校和企业服务。该平台由实验室主任领导和技术委员会委员组成,拥有20余位射频电路与天线的科研教师成员队伍,每年由公司提供科研经费,聚焦新技术研发和原创知识产权积累。科研项目的成功立项依托两方面共推助力:一方面,华为公司根据最新业界需求,发布项目需求,由科研教师进行揭榜;另一方面,科研教师根据各自研究最新进展提案,由公司结合自身需求讨论出相应的指标要求,进行创新和开放性研究。项目一般为期一至两年,技术委员会委员负责对项目实施预估、考核和验收等管理措施。自该平台运行以来,已经立项科研项目十余项,相关的科研成果也及时应用到了公司的产业设计中。同时,华工和华为以“双主体”模式共同申请了多项国家重大课题,如国家重点研发计划等,解决了一系列产业难题及关键科学问题。

另外,高校以培养拥有科研素养和实践水平的复合型人才为培养目标和方案。面向该培养任务,电子通信学科改革了培养模式,从企业选配高精尖技术人才配合研究生指导,实现了专业硕士高校科研导师和企业平台实践导师的“双师型”培养模式,极大地训练了学生利用科研知识解决科研到产业应用问题的落地技能。学生培养质量及双方的反馈表明,这些举措为协同育人模式的落地实施提供了良好的保障。

近两年,以“华为-华工天线基础技术创新实验室”为平台,华南理工大学射频电路与天线方向教师与学生与华为工程师开展了多次形式多样的交流活动,包括技术团建、项目推荐和学生座谈等。工程师与教师之间通过技术交流加深了对高校科研成果的了解,通过与学生之间交流加深了学生对公司文化的理解和认同,进而吸引了更多优秀毕业生进入公司。

二、聚焦技术前沿,强化问题牵引

随着电子通信产业发展第五代移动通信技术趋于成熟,大规模多输入多输出(MIMO)系统是其关键技术之一。为了应对迅速变化及提升的产业需求,当今校企合作模式应进一步整合实践中的客观问题,优化科研思路,既可防止产业资源的过度消耗,又避免了科研的盲目性,为创新、科研、市场提供广阔空间。

华南理工大学在校企合作的新模式中,坚持以问题为导向,利用科研水平进行持续攻关。为减小射频收发系统体积,提升系统整体效率,华南理工大学电信学院教师自十五年前就开始围绕射频电路融合设计理论展开创新研究,发展了一系列滤波无源电路、滤波有源电路、滤波天线等。其中将滤波结构与天线的馈电进行协同融合,形成的滤波天线技术在天线端口获得滤波特性,减小了后端滤波器的压力,同时两种功能集成进一个单器件减小了器件和系统体积,得到了同行的一致认可[8]。但是早期滤波天线的研究存在相对局限性,滤波特性主要是相对天线馈电端口而言,对辐射体自身改动不大。随着多个创新实验室平台的建立,逐渐发现业界基站天线面临的主要问题是sub-6GHz 5G大规模天线需要在天面资源有限的情况下,兼容2G/3G/4G频段。而天线的紧密排布会导致不同频率天线阵列的互扰问题,使辐射方向图发生畸变[9]。而处于单纯研究中的滤波天线,仅仅从天线馈线出发设计滤波天线并不能有效解决辐射去耦的问题。通过深入讨论,明确了必须使天线辐射体本身具有滤波特性,才可以避免接收其他频段天线阵列的信号,有效解决天面资源问题,更具备实用价值,滤波天线的研究进展如图1所示。

通过校企合作引导,滤波天线的相关研究从馈电端引入滤波结构发展到辐射体上融入滤波结构,从研究中的单极化滤波天线发展到业界普遍适用的双极化滤波天线阵列,从5G低频段滤波天线发展到5G毫米波频段滤波天线,从单频去耦拓展到异频去耦[10]。除了滤波天线以外,车载雷达天线、无源集成等热点研究也逐渐深入,不仅更加契合业界应用需求,同时毫米波频段的射频电路研究水平也处于业界前列。实现了业界问题引领科学研究、科学研究成果有效转化为产品的产学研共同发展之路。

三、聚力校企需求,共建互利双赢

校企合作新模式以区域经济发展对人才的需求为风向标,以校企为育人主体的人才培养模式,实现优势互补,顺利对接,逐渐将关注点和产业化需求有机统一。构建校企命运共同体是推进高校教育发展的重要环节,也是高等院校培育高素质劳动者和技术技能人才的必然要求。要想改革和创新实践教学模式,高校应以产业为导向、以产教融合为基础,在实践时间上形成一个完整的时间链及任务链,以校企命运共同体为基础形成链式实践教学模式,实现互利双赢。

华为-华工天线基础技术创新实验室创建第一年,企业关注点主要在宽频和低剖面的天线单元的研究,华为一线研究人员、学院科研教师和参与项目的研究生共同参与项目开发和定期研讨,科研教师和研究生详细了解到业界对于天线应用的科技需求,确定了研发方向和重点。企业同时获得最新的研究成果,迅速推向市场。在第一年实验室总结会上,单个基站天线的研究圆满结束。基于第一年单天线科研项目互推,学生得到了培养和培训。第二年的企业需求集中到天线阵列的波束控制与天线间去耦方面。同时,天线单元的研究被引导到后5G毫米波频段上,频段更高,设计难度更大,研究走在了应用前面。高校在毫米波频段天线已经进行了大量研究,但是如何针对去耦问题,进行毫米波频段更小体积上的滤波去耦,仍处于初步探索阶段。在校企合作模式下,经过多次讨论,双方优势实现互补,企业获取一线科研水平提升器件性能,高校获得企业科研项目机遇及科研经费支撑,也为学生就业提供了多渠道发展空间,实现了互利共赢。近年,电信学院在射频电路方向的研究生毕业后,有85%以上进入华为及各大研究所关键科研岗位。

四、校企互联,锻造实用型拔尖人才

构建电子信息复合型人才培养的长效机制,在强调“双主体”地位的同时,除聚焦技术前沿、聚力校企需求外,还应基于自身科研条件,制定特色性合作模式,锻造实用型拔尖人才。新型校企融合模式充分发挥本校和华为-华工创新实验室的资源优势,高校主要完成课程改革与建设,挖掘研究型人才,为企业提供课题资源,为参与实验室研究科研和实验能力较强的研究生提供实习机会。企业也可设立专项奖学金,对学生给予奖励,校企双方共同承担对人才培养体系的保障责任。特色性合作模式的建立,按照“点上夯实,面上开拓”的思路,既可以“走出去”,让华南理工大学的学生到基地实践体验,也可以“请进来”,邀请行业导师进课堂授课,同时由基地具备资历的企业工程师对学生进行矩阵式科研指导。将企业目标和学校教学目标互通融合,企业为学生提供了现实工作场景,使学生能亲身感受企业工作环境、工作方式和工作要求,基于项目任务开展数据分析、信息系统的设计与开发等工作,教师和企业导师对参与项目的学生进行一对一指导,使学生在“学中做、做中学”。

研究生导师以专业性优势和企业工程师共同研究开发应用型研究生授课模式,共同拟定面向企业需求的研究生培养方案,在课程讲授和研究培养两个方面具备前沿性和实用性。

新型校企融合模式在电子通信学科的有效落地和实施,不仅有助于高校有针对性地进行科学研究和人才培养,更能使毕业生很快适应就业环境,实现个人发展目标。同时使企业完成科技创新,加快科研成果落地,使其快速获得市场收益。因此,该模式有效地融合了高校和企业双方优势,可为应用型科研人才的培养提供借鉴意义。

参考文献

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