摘 要:實踐教學作為卓越工程師培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié),其好壞直接影響著為社會輸送工程技術人才的質量。如何培養(yǎng)具有工程實踐能力和創(chuàng)新意識的應用型高素質工程技術人員,河北聯(lián)合大學經(jīng)過不斷探索,在“1+2+1”的人才培養(yǎng)模式上整合教學資源,優(yōu)化課程設置,進一步加大實踐教學的比重,通過充分利用學校的實驗中心資源、學科競賽激勵、深化校企合作育人等,最終形成了以工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的卓越工程師人才培養(yǎng)的實踐教學體系。
文章編號:2095-2708(2015)03-096-04
收稿日期:2014-12-05修回日期:2015-01-15
基金項目:河北聯(lián)合大學2013年教育教學改革研究項目:面向“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的電氣控制與PLC課程探討(項目編號:Y1354-24)
“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措 [1]。2011年,河北聯(lián)合大學成為教育部第二批實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的試點高校,其中電子信息工程專業(yè)(簡稱“電信專業(yè)”)為我校卓越工程師教育培養(yǎng)的兩個試點專業(yè)之一。
為了切實增強學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力,我校以實施教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點為契機,進一步深化校企合作,構建電信專業(yè)實踐教學新體系。
實踐教學是“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的重要教學環(huán)節(jié),對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力有著特殊的作用?!白吭焦こ處熍囵B(yǎng)計劃”的實施,是解決學生實踐能力偏弱,創(chuàng)新能力不強的有效途徑 [2]。實踐教學的目的在于通過工程實踐,培養(yǎng)學生綜合運用所學知識進行獨立思考、獨立操作的能力,正確地掌握專業(yè)技能和技巧。電信專業(yè)具有很強的技術性、工程性、實踐性等特點,如果不重視實踐教學,將直接影響培養(yǎng)人才的質量。因此,電信專業(yè)必須重視實踐教學環(huán)節(jié),將實踐教學放在與理論教學同等重要的地位。
一、創(chuàng)新實踐教學模式,全方位培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力
電子信息工程是一個實踐性很強的學科,要培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力,必須在傳統(tǒng)實踐教學的基礎上進行開拓創(chuàng)新。
(一)創(chuàng)新課堂實驗教學模式
借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀的教育理念,結合工學教育實際,引入啟發(fā)式、參與式、討論式等教學方法,整合實驗課教學內(nèi)容,大幅增加設計性、綜合性的實驗比例,增加前沿技術、工程技術的應用性實驗,并將相關較為成熟的科研成果引入實驗內(nèi)容中。專業(yè)基礎課程實驗中的設計性實驗的比例達到25%~35%,專業(yè)課程實驗中設計性實驗的比例達到65%以上。進一步提高學生的主動性,注重學思結合、因材施教。
(二)創(chuàng)新課程設計模式
課程設計盡量與工程實際緊密結合。通過課程設計,訓練學生的一些基本工程技能。通過調整,每個課程設計環(huán)節(jié)都變成由多個綜合性、設計性的課題而組成,并且每個課題都要分基本要求和拓展要求,供不同層次的學生選用,每個學生可選擇一個或多個課題選做。
(三)創(chuàng)新生產(chǎn)實習模式
傳統(tǒng)生產(chǎn)實習普遍存在課時集中、學生數(shù)量大的問題,這種“一窩蜂式”見習方式時常造成實習基地擁擠,影響企業(yè)的正常工作秩序。同時,對學生進行實習帶來了不小的困難,大大影響了見習效果。為了提高實習效果,電信專業(yè)的卓越班采用“化整為零、分批進行”的實習模式,以宿舍為單位分成若干小組,分批輪流進行。此外,在實習前學生需要提前做好實習準備,通過實習手冊詳細了解企業(yè)生產(chǎn)線的工作原理、應用技術和生產(chǎn)設備等內(nèi)容,盡可能帶著問題去實習,解決了生產(chǎn)實習時間相對較短、與企業(yè)工程師座談時被動依賴等問題。建立生產(chǎn)實習考核機制,使學生進一步提高對生產(chǎn)實習這個實踐環(huán)節(jié)重視程度。
(四)創(chuàng)新畢業(yè)設計模式
畢業(yè)設計(論文)是學生在專業(yè)學習四年知識的綜合運用和檢驗,也是專業(yè)實踐教學體系的最后一個環(huán)節(jié)。應當從畢業(yè)設計入手,提高學生綜合素質,畢業(yè)設計(論文)選題來自于教師的研究項目,企業(yè)的開發(fā)項目和技術革新,切實做到與科學研究、技術開發(fā)結合,打破了過去過于注重理論、與企業(yè)生產(chǎn)實際相結合不緊密的傳統(tǒng)模式。此外學生的畢業(yè)設計全程在企業(yè)完成,由企業(yè)導師嚴格把關,彌補了畢業(yè)設計資料缺乏、畢業(yè)設計與學生就業(yè)之間的不足。
二、整合實踐教學資源,優(yōu)化課程設置
(一)優(yōu)化課程體系結構
以工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線來設置課程,注重工程系統(tǒng)的思維訓練,合作企業(yè)一同參與,充分考慮企業(yè)對人才培養(yǎng)的需求,體現(xiàn)針對性、實用性。在構建和設計卓越工程師培養(yǎng)課程體系時,根據(jù)模塊化結構重新修訂相應課程大綱,適度縮減理論教學學時數(shù),加大實踐教學環(huán)節(jié)的比重。例如,根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的人才培養(yǎng)方案及工程技術人才的培養(yǎng)特點,“電氣控制與PLC”、“數(shù)字信號處理”、“單片機原理及應用”、“電子工程設計”、“信息監(jiān)測與采集”等重點課程作了以下幾方面修訂:教學減少“理論性”,突出“做中學”的教學理念,以實現(xiàn)工程能力的培養(yǎng);增設觀摩教學環(huán)節(jié),講述基本原理后,通過教師上課所帶的教儀作出現(xiàn)場演示;培養(yǎng)學生綜合運用前面章節(jié)所學的基本原理和方法去設計實際的系統(tǒng)的能力和過程。教學課程采用大作業(yè)形式,通過團隊協(xié)作、討論等方式鍛煉工程能力。
(二)搭建實踐教學平臺
在增加實踐教學環(huán)節(jié)的學時的基礎上,為充分培養(yǎng)、拓展學生的專業(yè)實踐技能和綜合素質,學校搭建了豐富的實踐教學平臺。具體的實踐教學平臺由基礎教學實驗平臺、工程基礎實訓平臺、綜合能力運用實踐平臺和個體素質拓展與社會實踐平臺構成。采用校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,培養(yǎng)過程中引入電子行業(yè)和企業(yè)的深度參與。在校內(nèi),加強校內(nèi)公共課基礎實驗室和實習實訓基地建設,加大校內(nèi)實驗、實習場所的開放力度。充分考慮不同課程實驗教學和工程能力培養(yǎng)的需要,積極推動與合作企業(yè)共建專業(yè)實驗室,為學生應用型技術能力的培養(yǎng)創(chuàng)造更接近于生產(chǎn)的工程環(huán)境。目前,信息工程學院已建成唐山市“信息化技術與控制工程”重點實驗室,唐山智慧城市工程技術中心以及校級工程實踐教育創(chuàng)新實驗室2個。這些實踐教學基地教學設備完善、開放性好,已成為學生課程實驗、部分課程設計等專業(yè)實習的主要場所,并能夠充分滿足專業(yè)實習教學的要求。在校外,學院聯(lián)合合作企業(yè)建立建立了工程實踐教育中心,已經(jīng)選擇6家電子信息類企業(yè)作為重點實習基地,每年選派“卓越班”本科生到企業(yè)進行實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng),包括認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習和假期社會實踐等內(nèi)容。
(三)構建新型“1+2+1”培養(yǎng)模式,加大實踐教學的學時比例
構建新型“1+2+1”培養(yǎng)模式,即1年基礎理論課程學習+2年卓越工程師專業(yè)知識學習+1年在企業(yè)的學習和實踐。也就是說,電系專業(yè)卓越工程師人才培養(yǎng)實行“1+2+1”的培養(yǎng)模式為第1-2學期進行在校的基礎理論學習,第3-6學期在校進行有針對性的專業(yè)知識學習和實踐、第7-8學期在企業(yè)進行學習、工程實踐、完成畢業(yè)設計。增加了實踐教學的學時比例,重視培養(yǎng)工科學生的實際動手能力,以滿足卓越工程師的培養(yǎng)要求。
三、充分利用實驗中心,強化校內(nèi)工程技能培訓
(一)優(yōu)化實驗室條件,保證實踐教學順利開展
河北聯(lián)合大學信息工程學院實驗中心實驗用房面積達1100M 2,學校先后籌措800萬元改善實驗室整體環(huán)境并為實驗室添置和更新設備,使教學環(huán)境和條件得到很大的提升。實驗中心下設六個專業(yè)實驗室:電子信息工程實驗室、通信工程實驗室、電子信息科學與技術實驗室、計算機技術、網(wǎng)絡實驗室、海洋技術實驗室和專用機房。具有現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、程控電話交換機等大型設備和其他設備,有國內(nèi)領先的計算機網(wǎng)絡實驗室和完全模擬實際建設的現(xiàn)代通訊實驗室,具備開設“PLC原理及應用”、“MCS-51單片機”、“PIC單片機原理及應用”、“EDA技術”、“數(shù)字圖像處理技術”、“DSP技術”、“微波及衛(wèi)星通信”、“移動通信”等近50門課程的400多個實驗項目,實驗中心的各實驗室對學生實行全天候開放,并且配備相應指導教師,以滿足學生利用業(yè)余時間進行練習的需要。
(二)充分利用實驗資源,提高實踐創(chuàng)新能力
為了提高學生的動手能力,使學生畢業(yè)后迅速進入工作角色,通過大學生創(chuàng)新項目的實施,訓練學生的協(xié)作能力。以信息工程學院實驗中心為平臺,安排學生在4年本科學習中的第4、6兩個學期進行基本工程技能培訓。通過一個個項目,使學生自行組織團隊,一起討論設計方案、控制方法、加工工藝、調試裝配工藝等工作,著重培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。作為一個團隊成員,首先要學會清晰表達自己的觀點意見和建議,同時也要學會傾聽別人的想法和觀點,領會別人的意圖,然后再相互討論,權衡利弊,相互分工合作。學校每年以中國大學生iCAN物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、博創(chuàng)杯全國大學生嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設計大賽、全國大學生電子信息類實踐創(chuàng)新作品大賽等各級學科競賽為載體強化實踐創(chuàng)新能力訓練,激發(fā)學生的學習興趣,并將工程實踐考核成績合格作為學生畢業(yè)的必備條件之一,從而保證為社會輸送應用型高素質工程技術人員。
四、推進校企共同培養(yǎng)
學院整合學科、科研、教學與產(chǎn)業(yè)資源,加強與國內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)的產(chǎn)學研合作關系,確定唐山開誠電控設備集團有限公司、唐山現(xiàn)代工控技術有限公司、唐山匯中儀表股份有限公司和唐山百川智能機器有限公司四家企業(yè)作為電信專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃的聯(lián)合培養(yǎng)單位,建立培養(yǎng)基地。根據(jù)企業(yè)的實際情況,緊密結合企業(yè)技術需求,制定相應的課程置換方案。在企業(yè)導師的指導下,由合作企業(yè)安排學生完整參與某一個項目或子項目的設計、施工、應用研究的全過程,并從各個環(huán)節(jié)加強學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
學院選派優(yōu)秀指導教師,企業(yè)選派工程技術人員或管理骨干,共同組成指導小組,對學生的專業(yè)教學、技能訓練、實習和畢業(yè)設計環(huán)節(jié)進行指導,并納入學生的專業(yè)教學計劃。學生在企業(yè)和相關用人單位根據(jù)教學計劃取得的課程學分和實踐學分可以替代學院相關的專業(yè)課學分 [3]。
五、總結
電子信息產(chǎn)業(yè)是國家和各級地方政府重點發(fā)展的高技術產(chǎn)業(yè),對于促進社會就業(yè)、拉動經(jīng)濟增長、調整產(chǎn)業(yè)結構和轉變發(fā)展方式具有十分重要的作用?!白吭接媱潯钡膯訛殡娮有畔㈩悓I(yè)應用型人才培養(yǎng)提供了良好的機遇,為加速培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質量各類型工程技術人才奠定了基礎 [4]。
河北聯(lián)合大學電子信息工程專業(yè)以“卓越計劃”為突破口,實施工程教育改革和創(chuàng)新,全面提高工程人才培養(yǎng)質量?;诎咐挠懻撌綄W習、基于項目的參與式學習等多種研究性學習方法,強調學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),加強學生創(chuàng)新能力的訓練,要求本科生“真刀真槍”做畢業(yè)設計,從而有效地提高學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創(chuàng)新能力。2009級、2010級電信專業(yè)共25名“卓越班”畢業(yè)生就業(yè)率達100%,未來還會不斷向社會輸送創(chuàng)新和實踐能力都過硬的卓越工程師。