于衛(wèi)+陳才扣+江麗莉
摘 要:工科類專業(yè)應采取怎樣的人才培養(yǎng)模式,對其實踐教學課程應該進行怎樣的合理設置和實施,才能充分利用學校和社會的教學資源,培養(yǎng)出滿足社會需求的工程應用技術型人才。針對上述問題,本文通過對國內(nèi)電氣信息類專業(yè)基礎課程設置的調(diào)查研究,同時對電氣信息類專業(yè)的課程設置進行分析,提出了工科專業(yè)本科教育的新思路,即實驗、課程設計、企業(yè)實習、畢業(yè)設計環(huán)節(jié)大眾教育一體化構建和科技創(chuàng)新、課外興趣小組、學科競賽、校企合作的精英教育一體化構建。
關鍵詞:實踐教學;課程設置;一體化構建
培養(yǎng)適應社會和國家需求的創(chuàng)新型工程技術應用型人才是高等院校工科專業(yè)面臨的緊迫任務。所謂創(chuàng)新人才是指具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,并實施了創(chuàng)新行動取得創(chuàng)新成果的人。高校實驗室是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要基地。目前我國有很多工科院校在培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術應用型人才,但是社會、企業(yè)仍然感到畢業(yè)生在創(chuàng)新和工程技術應用方面能力不夠,他們到企業(yè)不能立刻發(fā)揮作用,而是經(jīng)過一段時間的磨練才能適應崗位工作,這與企業(yè)對到崗就能解決實際問題的人才的要求不相適應,也不符合國家培養(yǎng)為社會經(jīng)濟發(fā)展做貢獻的應用性人才的政策導向。因此工科高校院校教學方式和手段必須要創(chuàng)新和改革,要以全面培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力和應用理論解決實際問題的能力為主,加強校企聯(lián)合辦學,共同培養(yǎng)工程技術創(chuàng)新人才。
一、 國內(nèi)工科電氣信息類專業(yè)基礎課程設置狀況
國內(nèi)電氣信息類專業(yè)基礎課程結合了電子信息工程、通信工程、物聯(lián)網(wǎng)工程等領域,它的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)掌握專業(yè)相關的基本理論和科學方法,同時具有較高的人文修養(yǎng)的、數(shù)理基礎的、英語和計算機應用能力的、能應用現(xiàn)代科技手段的、能綜合應用所學知識和技能去分析和解決實際問題的復合型、創(chuàng)新型、應用型的高級工程技術人才。主要專業(yè)基礎課程包括兩部分:1.電路分析基礎、模擬和數(shù)字電子技術基礎等;2.可編程邏輯器件與應用、單片機原理與應用、電子系統(tǒng)綜合設計等。課程設置是學校相關專業(yè)部根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃和社會對人才需求而制訂的自頂而下相對穩(wěn)定的一套教學體系,是不以學生自己的興趣愛好所左右的只能在這樣的一個框架內(nèi)根據(jù)專業(yè)要求選擇自己所要學的知識,這是國內(nèi)教育體系的普遍模式,這種模式的優(yōu)點是保證學生建立一個相對穩(wěn)定和完善的專業(yè)知識結構,便于學生系統(tǒng)地學習和了解專業(yè)理論、專業(yè)知識和專業(yè)技能,缺點是對培養(yǎng)創(chuàng)新型的工業(yè)企業(yè)所需求的工程應用型人才缺少一個強有力的措施和應急應對策略,離工業(yè)企業(yè)直接需求的人才還有差距。
二、 我校工科電氣信息類專業(yè)課程設置分析
我校電氣信息類專業(yè)培養(yǎng)目標定位為理論為重、能力為強、應用為主的能為現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)培養(yǎng)解決實踐問題的高級工程技術人才,其本科課程設計是以數(shù)理和人文基礎、英語和計算機、專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程系列課程,交叉構造學生的知識結構體系。課程設置分為三個層次。
第一層次:公共基礎理論課程:該模塊主要通過人文社科基礎、政治理論基礎、數(shù)理基礎、英語應用基礎、計算機應用基礎為學生學習專業(yè)提供扎實的基礎知識和能力。
第二層次:專業(yè)理論基礎課程。該模塊主要通過電路分析基礎、模擬和數(shù)字電子技術基礎、可編程邏輯器件及應用和單片機原理及應用課程的并行交叉,使學生在這樣的并行學習過程中形成一種知識和技術上的復合思維。
第三層次:專業(yè)方向課程。該模塊主要圍繞相關專業(yè)課程的學習,讓學生根據(jù)自己的愛好和興趣,以1~3門課程為核心,組合自己的知識結構,形成自己的專業(yè)技術能力,并且結合課外科技創(chuàng)新設計和畢業(yè)設計穩(wěn)固和提高這一能力。
但是,在近10年的教學實踐中,我們發(fā)現(xiàn)存在以下幾方面的問題:
1. 專業(yè)基礎課程設置時間遲,實踐教學學時偏少,影響了專業(yè)課程開設和課外創(chuàng)新設計的時間和效果,課程結束又很快進入考研究生和畢業(yè)設計階段,結果學生根據(jù)自己的興趣組合專業(yè)技術和提高實踐創(chuàng)新能力的時間為期以晚,失去參加各類學科競賽的最佳良機。
2. 有些課程的實踐內(nèi)容過于陳舊,缺少設計性、創(chuàng)新性、綜合性,反映最新科技成果的實踐內(nèi)容,沒有形成一個實驗—課程設計—課外科技創(chuàng)新的完整的實踐教學體系。
3. 課程與課程之間、課程模塊與模塊之間,未能形成一個有效依賴、互為支撐的體系。這種情況的出現(xiàn)主要來自教學大綱、教學組織方式和教師的知識結構。尤其是年輕教師,孤立講解課程本身的知識,很少或者不講解本課程知識與其他課程知識之間的聯(lián)系,對課程體系的總體把握不好,因此影響總體教學效果。
4. 目前高校實驗室?guī)熧Y隊伍老化,老、中、青比例不合適,學歷結構不合理,實驗隊伍的知識老化、水平跟不上現(xiàn)代科技的發(fā)展,實驗教學人員地位低,工作積極性不高,新教師的實踐指導能力差,這些都影響高校實驗室的辦學效果。
5. 實驗室建設:學校對實踐教學一塊重視不夠,實驗室的設備陳舊老化,多數(shù)與企業(yè)的設備相差很遠,培養(yǎng)出的學生應用設備能力與企業(yè)要求相差甚遠。
上述幾方面的問題,涉及高校辦學體系和實踐教學結構的問題,不可能在短時期內(nèi)獲得順利解決。因此,在這種情況下,一個以培養(yǎng)工程創(chuàng)新實踐能力為核心,逐步匯聚知識結構、形成創(chuàng)新思維的開放式的實踐教學體系——實驗、課程設計、企業(yè)實習、畢業(yè)設計和科技創(chuàng)新、課外興趣小組、學科競賽、校企合作等多位一體的嶄新實踐教學體系呈現(xiàn)在我們面前。
三、 工科類專業(yè)實驗、課程設計、企業(yè)實習、畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的一體化構建
工科專業(yè)解決工程實際問題的創(chuàng)新思維是在充分理解與掌握專業(yè)技術可能性的基礎上形成的,因此實驗、課程設計、企業(yè)實習、畢業(yè)設計四個實踐性教學環(huán)節(jié)在工科類專業(yè)學生的培養(yǎng)過程中具有特殊重要的意義。目前實驗、課程設計是缺少關聯(lián)的各自獨立的實踐教學環(huán)節(jié),且主要依靠相關理論課程,而沒有形成一個互相關聯(lián)、互相滲透、互為支撐的、具有相對獨立性的實踐課程體系。因此將這四個實踐教學環(huán)節(jié)設計成一個與理論課程并行的實踐教學體系,對電氣信息類專業(yè)學生形成一個完整的知識結構和全面的專業(yè)技術能力,從而形成創(chuàng)新創(chuàng)意思維,應用所掌握的理論知識創(chuàng)造性地解決工程實踐問題是非常重要的,基于這一思考,我們提出大眾教育的實踐性教學體系的構建設想:endprint
1. 相關課程的提前設置,我們的改革措施是:充實一年級的專業(yè)基礎課程,比如:第1學期比大學物理遲1個月就開設電路分析基礎課程和電子工藝實習課程;第2學期數(shù)字電子技術基礎課程比模擬電子技術基礎課程遲1個月開設,一學期學完;第3學期同時開設可編程邏輯器件及應用課程、單片機原理及應用課程和電子系統(tǒng)綜合設計課程,這些課程提前開設,相關實踐教學和后續(xù)專業(yè)課程也能提前跟進,這樣學生有充分的時間和機會參加各級各類實踐創(chuàng)新活動。為此要修改專業(yè)培養(yǎng)方案和教學計劃,專業(yè)基礎及專業(yè)課程提前教學,政治和與專業(yè)結合不密切的一些公共課程則可以延遲到第5學期后開設。
2. 增加實踐教學時間,增加設計性、綜合應用性實驗項目比重。實驗和課程設計每組1人,采取開放形式實施,學生在專門開發(fā)的智能實驗系統(tǒng)上預約實驗、看實踐教學課件、回答問題、提問和探討問題。按照預約時間來做實驗和設計,實驗室提供必要的條件、指導和服務,并配合任課老師嚴格考勤考核,確保實驗和課程設計效果。
3. 按照大學課程的遞進層次,將認識、實習和設計三個環(huán)節(jié)變成每學年實踐課程的綜合訓練環(huán)節(jié),讓學生從認識實習開始,制訂努力方向,確定1個或幾個自己感興趣的項目,并將項目延伸至畢業(yè)設計,最終在實踐訓練的項目上形成創(chuàng)意思維和創(chuàng)新能力。按照此思路,必須將課程之間的知識聯(lián)系滲透融合到實驗、課程設計、企業(yè)實習、畢業(yè)設計整個實踐教學過程,掛靠某一課程的部分實踐內(nèi)容,不全依賴于本課程知識,也融合其他課程的知識,實現(xiàn)實驗和課程設計的一體化。
4. 特別要強調(diào)的是,高等工科院校要培養(yǎng)與社會市場和企業(yè)需求“零接軌”的人才,就必須加強企業(yè)實習??煞謨煞N形式進行:一是學校積極組織學生深入企業(yè),了解企業(yè)的產(chǎn)品結構、產(chǎn)品技術、市場需求、經(jīng)營方式和科技開發(fā)等信息。組織攻關,為企業(yè)獻計獻策,解決一些技術、管理和市場等方面的實際問題,為今后的就業(yè)提供了有效渠道;二是學生本人積極主動聯(lián)系企業(yè),到企業(yè)中學習和實踐,為企業(yè)解決實際問題,可以從企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)角度提出畢業(yè)設計課題和要求,將畢業(yè)設計和企業(yè)實習緊密聯(lián)系起來。最終實現(xiàn)實驗、課程設計、企業(yè)實習和畢業(yè)設計四者的有機一體化。
四、 工科學生科技創(chuàng)新、課外興趣小組、學科競賽、校企合作一體化構建
學校既要面向大眾基本教育,還需要充分發(fā)揮潛力,挖掘資源,向著進一步提高教學質(zhì)量,力爭使培養(yǎng)的人才與社會需求零接軌,力爭培養(yǎng)盡可能多的高科學素養(yǎng)的、綜合能力強的、開拓創(chuàng)新性的精英人才。為此必須對課程實踐教學體系進行縱深度改革。目前揚州大學除了努力做好實驗、課程設計、企業(yè)實習、畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的一體化構建的基礎改革外,還在大學生科技創(chuàng)新、課外興趣小組、學科競賽、校企合作的一體化構建方面開展了不少改革嘗試。大致分以下三步:
1. 成立科創(chuàng)小組,確定科創(chuàng)項目
通過以支持學生申報院校省三級大學生科技創(chuàng)新課題為契機,選拔創(chuàng)新學生,確定科技創(chuàng)新項目。大學生一年級結束即進行選拔,分兩過程進行,一是筆試,主要是考核專業(yè)基礎知識掌握情況及分析和解決實際問題的能力,筆試按比例通過才可進入面試,面試時要帶自做的作品現(xiàn)場展示,并且經(jīng)過由專業(yè)輔導老師團隊組成的評委進行的專業(yè)技能測試和回答與專業(yè)相關的一些問題,按比例確定入選人數(shù)。根據(jù)實際情況,最后以總年級學生人數(shù)25%左右的比例進入課題組。學校出臺各種激勵措施積極鼓勵老師和學生投入科技創(chuàng)新活動。入選的學生以3~5人1組開展具體的課題科技創(chuàng)新研究,并對課題組學生實行動態(tài)管理,必要時進行調(diào)整,以確保課題組的研究效果。為配合學生參加科技創(chuàng)新活動,鼓勵學生成立以獲選學生為主的學生課外興趣小組,學校在場地和資金方面給予大力支持。實現(xiàn)了從科技創(chuàng)新到課外興趣小組的一體化。學校配理論水平高和創(chuàng)新實踐經(jīng)驗豐富的導師進行指導。
2. 加強基于學科競賽的綜合技能融合訓練
通過培訓學生參加各級各類競賽,比如大學生挑戰(zhàn)杯、電子設計競賽和飛思卡爾杯競賽。我校的做法是,提前大半年從參加科技創(chuàng)新活動的課外興趣小組中選拔學生(主要是大二學生)組成學科競賽預備團隊,由專業(yè)老師輔導,集中力量開展圍繞學科競賽的綜合技能訓練:方案確定技能、軟硬件設計技能、器件選擇技能、安裝焊接技能、調(diào)試技能、團結協(xié)作能力、編寫總結報告技能。組織學生先參加院、校相關學科競賽,提高水平、鍛煉能力、豐富實戰(zhàn)經(jīng)驗。通過以參加各級各類競賽為驅動力,大力激發(fā)了學生從事科學研究和綜合技能融合訓練的積極性,學校也從政策、組織和經(jīng)費上給予大力支持,實現(xiàn)了科技創(chuàng)新、課外興趣小組、學科競賽的一體化。
3. 提升設計理念與工程技術能力
在科技創(chuàng)新和學科競賽中,導師和學生深入企業(yè),將企業(yè)產(chǎn)品結構調(diào)整和新產(chǎn)品開發(fā)中遇到的技術難題帶回學校作為科技創(chuàng)新課題和學科競賽的培訓課題,使科技創(chuàng)新與企業(yè)實際需求結合起來,開闊了視野,提升了設計理念,形成了創(chuàng)新愿望,解決了實際問題。我校的做法是從參加科技創(chuàng)新和學科競賽獲獎的學生中選拔部分學生組成校企合作公關班,分成若干個公關小組。幾年來,我院導師結合自己的縱向課題帶領公關小組的學生們開展各方面的研究,累計為企業(yè)解決技術難題36項,并成功申報發(fā)明和實用新型專利18項。順利地實現(xiàn)了從科技創(chuàng)新、課外興趣小組、學科競賽到校企合作的一體化。
為確保一體化構建的改革效果,學校在政策保障、實驗師資力量、一體化構建的實踐效果考核、實驗室建設與管理方面需做好后勤工作。
不斷加強教學改革研究,提高教學質(zhì)量,培養(yǎng)適應社會需求的綜合能力強的高素質(zhì)的高級工程技術人才,是高等工科院校教學改革和發(fā)展的目標。構建實踐教學體系的一體化是教學改革的需求,是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要舉措,是培養(yǎng)工程實踐創(chuàng)新人才的重要保證。實踐證明該舉措是行之有效的,是受到廣大學生歡迎的。
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作者簡介:
于衛(wèi),陳才扣,江麗莉,江蘇省揚州市,揚州大學信息工程學院電工電子教學實驗中心。endprint