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随着经济的迅速发展,应用型创新人才越来越受到社会的重视和欢迎。高校是培养应用型创新人才的摇篮,而实践教学是培养应用型创新人才的重要手段与途径。2007年,湖南人文科技学院按照学科相近的原则,将分散在不同系部的电子电工类实验室进行调整组合,组建了电子电工实验中心,面向全校理工科学生开展实验教学。2008年,电子电工实验中心被确定为湖南省普通高等学校实践教学示范中心建设单位,2012年顺利通过了湖南省普通高等学校实践教学示范中心合格评估。中心经过多年的探索与实践,紧紧围绕培养学生的工程实践能力、创新研究能力和综合素质,逐步形成了“层次+模式”的开放式电子电工实践教学体系,经过实践检验,这种实践教学体系有利于培养高起点高水平的应用型创新人才。
1 “层次+模式”电子电工实践教学体系的构建与完善
1.1 建立以能力培养为主线、分层次的实践教学体系
该校电子电工实验中心经过多年的探索,紧紧围绕培养学生的实际动手操作能力、综合能力和创新研究能力,构建了实验室、实习与实训基地和创新研究3类实践教学平台,形成了以基础实验、专业实验、工程训练和应用创新为层次内容的实践教学体系[1]。
基础实验层:以电路、模拟电子技术、数字电子技术等基础课程实验为主,主要培养学生的基本实验技能,基本分析问题和处理问题的能力。
专业实验层:以现场总线、ARM嵌入式系统、移动通信与无线优化等专业课程实验为主,主要培养学生自主学习、系统分析与综合实验能力及工程素养。
工程训练层:以电工电子实训、课程设计、毕业设计等为主,主要培养学生工程应用能力和独立分析处理问题的能力。
应用创新层:以电子设计大赛、挑战杯、大学生创新性实验计划、飞思卡尔智能小车赛、学生科研等为主,主要培养学生的创新精神和严谨的科研态度及团队合作精神。
实践教学相对独立,但又与理论教学紧密结合,结合各专业特点,实践教学由中心统筹安排。
1.2 优化整合实践教学课程及内容
根据各专业人才培养目标,以传授知识、培养能力和提高素质协调发展为方向,以能力培养为核心,优化整合实践教学课程。根据各专业的培养目标将实践教学时段分布在大学四年的各个不同学期,并将实践教学划分为8大类型:《军事理论与实践》、《社会实践》、《金工实习》、《认识实习》、《课程实验》、《课程设计》、《毕业实习》和《毕业设计》,这8个类型的实践教学分属于基础实践教学、综合实践教学和创新实践教学三个层面。
根据专业人才培养需要,对各个实践教学环节进行合理的组织安排。金工实习和认识实习分别安排在第二学期和第三学期期末。各专业的认识实习一般都安排在与本专业专业知识紧密相关的单位,如通信工程专业的认识实习通常在中国移动娄底分公司和中国电信娄底分公司等电子通信单位实习。各类课程设计安排在第四、五、六学期进行,而毕业实习和毕业设计安排在第七、八学期进行。毕业实习在校外企事业单位进行,实习单位通常与毕业设计课题紧密相关,注重设计选题与企事业单位科研、生产、实验技术开发等社会实际需求和教师科研课题的紧密结合。
教学内容不断更新,大力淘汰传统落后的验证性实验项目,积极增加综合性、设计性与研究创新性实验项目。同时将科技创新成果、工程思想和实践教学改革成果不断融入到实践教学中。例如,电子技术实验室(二)装备了电子电工实验中心与上海启东市新科教电子仪器厂合作研制的科研成果――XK-TAD8 B型电子技术实验装置,用于中心的电子技术实验教学。
1.3 构建以学生为主体的实践教学模式
改革实践教学方法与手段,构建以学生为主体的实践教学模式。针对不同教学内容和实验类型,选择不同的教学方法:
(1)对于基础性和验证性实验课,采取教师在实验开始前先集中讲解再分散做实验的方式。课堂教学方法以启发式、讨论式为主,注重课堂讲解、课堂讨论和个别指导相结合,指导学生重视实验过程,掌握实验知识、实验方法和实验技能。
(2)对于综合性与设计性实验,采取以学生独立设计和完成实验为主,教师指导为辅的方式,即自主训练教学模式。由教师出题,不提供实验指导书,学生自行查找资料,设计并完成实验,包括必要的硬件设计和软件设计,指导教师跟踪实验进程并与学生进行研讨,注重学生自主学习、独立思考意识和工程实践能力的培养。
(3)对于创新性实验,采取项目驱动和课外指导相结合的教学模式。由教师出题或学生自主选题,自主制定实验方案,自行设计并完成实验,指导教师负责检验,主要培养学生的钻研精神、创新能力和团队精神。
中心运用现代化技术及先进的实践教学手段,充分利用网络,使用计算机辅助教学实验软件和多媒体实验教学课件,推广运用虚拟、仿真等实验技术手段,充分调动学生学习的自主性。
1.4 逐步完善开放性实验教学环节,积极拓展校外实践空间
中心在原有开放性实验教学基础上逐步加大开放力度,目前实行“全天开放”、“预约开放”和“网络开放”三种形式。创新实验室、电子设计与开发实验和专业机房对学生全天候开放;电路实验室和电子技术实验室对学生实行预约式开放;实验室综合管理系统、精品课程、中心网站等网络信息平台向全校师生开放。
在完善校内实验室开放建设的同时,积极拓展校外实践空间,与企事业单位进行广泛合作,建立实践教学基地。中心与东莞船井电机厂、涟源钢铁集团公司培训中心、湖南安石集团有限公司、湖南同人电子有限公司、深圳瑞谷科技有限公司等签订长期合作协议;此外,中心领导利用出差和外出考察的机会,努力接触当地企业,力促企业成为中心新的实习实训基地。
1.5 建立多元化的考核体系
根据专业的培养目标及实验实践课程的教学目的,针对不同性质的实验实践考核项目,采取不同的考核方式和评分标准,形成多元化的综合考核体系。对于独立设课的实验课程,如电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验,采用实验过程考核与期末考试相结合的方式,即实验过程考核60分(其中预习15%、操作55%、报告30%),期末考试40分(其中操作考试60%、笔试试卷40%)。对于附属于理论课的实验课程,实验成绩占课程总成绩的30%,实验不及格者不得参加该课程的期末考试,且下学期理论补考前必须先实验补考及格,否则不能参加该课程的理论补考,该课程以不及格论处。对于独立设课的课程设计,其评分标准为:设计过程中出勤、学习态度等方面占20%、课程设计质量与答辩占50%及设计报告书写及图纸规范程度占30%。多元化的考核体系充分调动了学生的学习热情,激发了学生的自主创新意识和内在的学习潜能。
1.6 建立科学合理的运行保障体系
完善管理制度。为提高实验室的管理水平,电子电工实验中心根据自身的实际情况,制定了相应的管理规章制度。中心建立和健全了《实验室管理制度》、《电子电工实践教学中心开放管理办法》、《电子电工实践教学中心开放实验室学生守则》、《电子电工实践教学中心工作人员岗位职责》、《实验室安全制度》、《教学科研仪器设备管理使用制度》、《教学科研仪器设备事故处理、赔偿制度》、《实验室工作档案管理办法》、《学生实验守则》等30多个实验室管理规章制度,为实验室的正常运行奠定了制度基础。
加强实践教学设施及校外实习基地的建设。为适应教学手段现代化和实验实践教学的需要,近4年来,学校总投资近800万元,用于中心的教学科研仪器设备的购置和实验室的改造。强化校外实习基地建设,积极加强校企间的密切联系,安排学生到相关企业进行实习实训,并积极探索校企合作办学的方式。
经费保障。中心每年都有专门的设备维护费用、实习经费和材料耗损费用等经费,以保证所有实验项目的正常进行、创新实验的顺利开展及各种实习的正常开展。
加强实践教学师资队伍的建设。通过几年的人才引进与培养,中心建成了一支涵盖教学与科研,人员结构合理,素质优良,相对稳定的师资队伍,教师数量能够满足教学需要。鼓励教师参加各种进修、培训和学术交流活动,注重对教师师德的培养,要求教师把教书与育人工作很好地结合起来,注重对教学过程的检查和监督。
2 教学效果
“层次+模式”的开放式电子电工实践教学体系充分调动了学生的学习积极性和主动性,激发了学生的创新意识和创新潜能。经过基础实验、专业实验、工程训练和应用创新4个层次的实践教学,毕业生得到了很好的电工电子基础知识、工程实践能力、创新意识以及专业素质的训练,获得了较扎实的基本功和动手能力及创新能力,受到用人单位的一致好评。近年来学生的就业率一直处于较高的水平,近三年一次性就业率平均90%以上。
学生积极参与到教师科研、工程和社会应用实践。学生积极参与教师科研项目,如LED灯带控制器的开发,该产品主要应用于家庭、宾馆、KTV和酒吧等场所的灯光装饰,现已投入实际使用;2010年,在教师指导下参与湖南华南煤矿机械制造有限公司带式输送机电气控制系统的设计与开发。2011年起,中心负责学校视频监控系统的安装、维护与管理,同学们积极参与具体的实践操作。学生还踊跃参加电子设备与产品的义务维修,承包了全校所有教室的教学仪器设备维修任务,并设有专门的维修站。
学生积极参与到各类竞赛活动及创新实验项目中,在各种竞赛中取得优异成绩,如在2009年、2011年、2013年三届国家或省级大学生电子设计大赛中,共获得国家一等奖一项、二等奖一项,湖南赛区一等奖、二等奖、三等奖各三项。学生承担大学生研究性学习和创新性实验计划省级项目十几项,2013年有两个项目获批申报国家级大学生创新创业训练计划,这是该校首次获得申报国家级大学生创新创业训练计划的资格。
学生积极参与各种职业资格证书的考试。如电工技术上岗操作证和等级证、Protel证、网络工程师、数据库系统工程师等资格证书400多个。
1 独立学院实践教学存在的问题
目前关于独立学院的人才培养模式,众学者们基本没有异议,多主张以“能力中心模式”组织教学,开拓创新强化实践教学。但是,浙江工业大学法学院的孙科峰指出独立学院实验教学存在其瓶颈,主要表现在三点:一是独立学院生源有自身特点,二是教师缺少科研、工程和社会实践背景,三是未从根本上改变实验教学附属于理论教学的局面,重理论轻实践的传统思想依然存在。②此外,独立学院实践教学还存在实验室建设不足,实践教学体系不完善、结构不清晰,管理制度不健全,专职教师结构不合理,校外实践少且质量难以保证等问题。③
2 南华大学船山学院概况
船山学院是南华大学按照新机制、新模式独家举办的独立学院。2012年2月22日,湖南省普通高等学校招生委员会2012年第一次全体会议通过讨论正式将南华大学列入本科一批招生院校。当然由此带来的机遇将不言而喻,学校获得的相应的支持力度势必增加,一方面师资队伍会不断充实,另一方面教学科研会在更多的鼓励政策和资金资助下朝着有利的方向发展。母体高校的建设背景,恰恰为船山学院的发展提供了机遇,学院可以此为契机创造条件实现资源共享,加上在原有基础上进行部分课程、教学团队、实践教学方式等方面的调整,增加学生参与度,利用学生自我表现的心理提高学习的兴趣,便可有效优化办学条件,从而提高教学质量。
船山学院是教学型学院,以培养学生应用和创新能力为目标,它依托南华大学开设了部分相同专业,其中包括安全工程专业。南华大学的安全工程系开设了安全工程(含建筑安全工程方向)和辐射防护与核安全(核安全工程)专业,其中后者又是国家战略性新兴产业支撑专业和湖南省特色专业,正重点投资完善实验室资源,南华大学顺利进入本科一批招生院校行列后更是注重加大学校特色专业建设力度。船山学院的安全工程(核安全)专业,在南华大学建设特色专业的同时,显然是搭了个顺风车,有了更多的有利条件。
3 国内优秀独立学院实践教学建设借鉴
2013年2月,由中国管理科学研究院武书连主持的2013中国独立学院评价课题结稿。他完全按照本科大学的指标体系,根据国家对独立学院的定位,调整人才培养项占比85%的高权重,对全国297所独立学院进行评价,系统介绍中国独立学院综合实力、学科实力、教师创新能力等多项办学指标。本文选取排名靠前的几所独立学院进行了调查,了解其实践教学建设现状,总结在实践教学上的独特可取之处,便于借鉴。
(1)师资队伍的多途径壮大,为实践教学提供了先决条件。浙江大学城市学院教师队伍专兼结合,而专任教师占比较大,并且职称、学历均较高;同时聘请浙江大学院士及一批海内外高水平知名专家学者,来拓展学院教育资源。厦门大学嘉庚学院则以三种形式来建构教师队伍:一是社会公开招聘,包括刚退休的老教授;二是充分利用厦门大学的教师资源,选聘一批年富力强、具有丰富教学经验的在职教师,形成兼任教师队伍;三是面向与开设的学科专业密切相关的企事业单位,邀请有丰富实践经验的人员,到学院开设系列讲座,形成特色教师队伍。
(2)利用与母体高校的纽带关系,为学生创造良性竞争平台,提供更多机会。浙江大学宁波理工学院为学生提供了良好发展空间,一年级优秀学生有机会转入浙江大学本部相关专业学习。浙江大学城市学院也有相同的做法:每年在一年级学生中选拔1%的优秀学生进入浙江大学本部相关专业学习;在四年级中每年选拔百余名优秀学生进入浙江大学软件学院攻读软件工程硕士学位。
(3)重视实践教学。浙江大学宁波理工学院采取理论教学+实践教学+课外活动的“TPE模式”;还开设了一个设计创新实验班作为试验田,它要求每位实验班学生能够在毕业前能够产生2项以上发明或实用新型专利,对实验班成员开设计算机、自动化之类的接口课程,并通过导师制、项目参与等方式,对成员提出相对普通班更高的要求。此外,学院特别重视实验室建设,投入到实验室建设的费用已经超过人均1万元,并会进一步增加。浙江大学城市学院建立了专门的国际交流基金,每学年寒暑假资助学生出访交流,鼓励学生参与国际化的实践活动;并构建了创新创业实践平台,强化创新创业课程教育、大学生科研与学科竞赛、创新创业实践等环节,组织学生参加各级各类学科竞赛、申请各类专利,甚至有学生发表了十余篇论文且出版专著。
4 船山学院实践教学优化的几点措施
与各名校下的独立学院相比,船山学院尚有某些条件并不具备。为了更好地有的放矢,笔者开展了一项关于学生对实践教学态度和建议的调查,调查仍以安全工程专业学生为对象,共发出191份问卷,回收有效问卷184份。
调查结果显示,绝大多数学生认为现有实践环节过少,希望增加实践量,只有个别学生认为实践量合适,没有人认为过多;在实践类型上,学生更倾向于能够亲自动手参与,认为可动手操作的实验课(譬如电工电子实习)和专业实习环节收获最多;在实践过程的控制上,出现两种观点:一是希望老师放手让自己设计实验并验证,二是全程在老师指导下由自己完成,但观点一又多于观点二人数;在实践形式 上,学生普遍认为现有实践形式不够丰富,且对科研类的实践表现出兴趣;对实践的导向认识,几乎一边倒地认为应以就业为目的。总而言之,学生对实践环节对动手参与的诉求相当强烈,并且目的性明确,关注实践中获得的满足感以及是否符合就业需求。
针对以上情况,结合社会对专业人才的要求,借鉴优秀独立院校的成功经验,对船山学院实践教学提出几点优化措施。
(1)增加实践份量,主要从实验课考虑。我国传统的教育模式是主理论,辅实验,通常几十学时的课程只有几学时的实验,多占5%~10%之间。对于实践性强的学科,实验学时少加上实验设备器材数量有限,实验总显得仓促且不能深入。另外,实验性质应倾向于学生多参与的设计类、综合类或验证类、控制模型参观类,实验中可由学生提出想法,经老师认可后由学生自行操作,分组进行。如为参观实验,以5~10人一组为宜,由老师先对第一组讲解,后选出理解较好的学生向第二组讲解,老师在一旁补充纠正,依次类推。此做法可锻炼学生的能力,也能很好地控制学生的注意力,加深理解。
(2)丰富实践形式。除了课堂上的案例教学、课堂下的实验教学、校内校外实习,还应有更多的实践形式。如经常性地开设各种讲座,规模不一定多大,但一定控制好主题,以学生关注较多的与就业相关的专业性或工作中的人际关系处理、能力如何发挥等讲座,讲座人员可以是科研领域专家、工程师、企业高管,甚至可以是刚工作一两年的毕业生谈自己的感受。
(3)与母体高校搭建畅通的桥梁。一方面利用母体高校的资源,另一方面采取合理可行的方式将优秀学生输入母体高校,这一点以浙大城市学院为参考。对船山学院来说,创造优秀学生保研南华的条件,还可组织专业竞赛由母体高校和本院同专业学生共同参加。作为独立学院的管理者和教师,最不应有的观念是刻意将独立学院学生与其他本科学生区别开,事实上独立学院的学生能力并不差,必须扭转以往的偏见,有高要求,才会有高水平的学生。
(4)师资。除建立充足的专任教师队伍,聘请母体高校优秀教师担任兼职教师之外,还可聘请有丰富经验的企业人员定期授课,形成稳定的模式。
(5)实践教学管理。以优秀独立学院的成功经验为例,设立专门的管理部门,负责学院实践教学的各项事务,包括管理与改革的组织和实施、实验室建设,实践教学管理规章制度,实践教学文件的审核、专业学科竞赛类活动、各实践环节的组织管理,以及相关经费的管理和监督等工作。专门的机构有专门的责任,更有利于开展工作。
注释
① 郑婷婷.我国独立学院发展的战略研究.重庆大学硕士学位论文,2011.