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关键词:工程硕士;培养方案;课程设置;教育改革
作者简介:单甘霖(1962-),男,江苏如东人,军械工程学院二系,教授;赵诚(1982-),男,河北宁晋人,军械工程学院二系,助教。(河北
石家庄?050003)
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)25-0047-02
工程硕士专业学位是我国研究生教育体系中的一个重要组成部分,其设置适应了国家经济体制的改革,适应了在岗人员进一步提高自身能力素质的需要。工程硕士与工学硕士相比,它们虽然处于同一层次,但由于其生源的显著差异,其培养目标、知识结构、能力结构和培养模式等均有较大不同。要使工程硕士成为高层次技术和管理人才,符合未来社会发展的需要,就必须贯彻“以人为本,因材施教”的教育原则,制订一套科学、合理的培养方案,并建立与之相适应的培养模式。
为了提高工程硕士培养质量、规范培养模式和培养流程、明确评估办法等,2005年7月召开了第二届全国工程领域教育协作组组长全体会议,提出“建立规范化的工程硕士学位标准”的设想,并选择了控制工程等五个领域,以课题研究的形式,率先开展工作。2007年全国控制工程领域工程硕士教育协作组颁布了“控制工程领域工程硕士专业学位标准(试行)”,对我院控制工程领域工程硕士的培养起到了很好的指导性作用。考虑我院控制工程领域工程硕士的培养主要是面向部队、基地等情况,在对“专业学位标准实施细则”修订中,培养方案在符合学科内涵的基础上,要兼顾生源单位需求,在研究方向的确定、课程设置等方面突出应用性、针对性,切实使培养的工程硕士在相应的工作岗位上发挥应有的作用。
一、以武器控制系统为中心确定培养方案的主要研究方向
现代兵器装备的特点是精确化、远程化、智能化,以导弹、无人机、指挥系统等为代表的武器装备更突出了这一特点,这些特点的基础之一是自动化技术。根据我院生源主要分别来自武器装备论证、武器装备试验、军代表、部队技术保障、部队装备管理单位等岗位特点,依托控制工程领域培养工程硕士,应该以武器装备为大背景,在控制工程学科内涵的基础上紧紧以武器控制系统为中心,来确定相应的研究方向,因此我院控制工程领域工程硕士专业研究方向确定的基本思路是:涵盖我军武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控、武器控制系统性能测试与故障诊断、武器控制系统信息化管理等方面,为军代表系统、武器装备试验基地、部队修理所、部队装备管理等单位培养具有我军特色的高层次应用型、复合型工程技术和管理人才。具体如下:
1.武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控
该方向以提高复杂武器控制系统综合战术技术性能为目标,以数学、力学、控制理论、系统科学、计算机技术为基础,研究武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控的方法。主要研究内容包括:火控、指控、无人机和导弹等复杂武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控的方法及武器系统作战效能评估等。
2.武器控制系统性能测试与故障诊断
该方向以提高武器系统技术保障人员的装备保障能力、试验技术人员的工程实践能力为目标,以自动测试技术、故障诊断技术、信号处理技术和计算机技术等为基础,研究武器系统的性能检测、故障诊断的技术与方法及靶场试验中技术保障的关键技术。主要研究内容包括:新标准测试总线的应用、测试系统模块化设计、武器系统运行状态监测与诊断、测试诊断设备研制等。
3.武器系统信息化管理
该方向以提高各级装备保障管理人员的管理自动化、信息化、智能化水平为目标,以人工智能、装备保障理论、计算机技术、数据库技术、多媒体技术、网络技术等为基础,研究装备保障管理的自动化、信息化、智能化技术和系统。主要研究内容包括:研究制订适合装备保障信息化管理的标准体系,研究建立统一的适合装备保障管理信息化的数据交换代码,基于装备的状态信息、故障信息、维修信息等进行研究装备保障领域的全程可视化信息管理系统。
二、以适应培养方向要求为出发点确定适宜的课程体系
课程教学是工程硕士培养的一个重要环节,它对于构建合理的知识结构、打下扎实的基础理论和系统的专业知识起着相当重要的作用。当今社会,科学技术迅猛发展,知识更新不断加快,只有打下牢固的基础,才能自如地实现向新领域的转变,才具有可靠的应变能力的坚实后劲;只有在头脑中存储了大量的知识、事例和经验,才能运用它们来进行创造性思维。课程设置在整个课程教学工作中起着基石性和原本性的作用,只有合理的课程设置才有可能使研究生具有合理的知识结构,才有可能在课程学习过程中激发研究生的创新意识与创新能力。
考虑到工程硕士的培养模式是“进校不离岗”,边工作边学习,在职攻读学位的特点,在课程学习上,我院采取的是“两阶段”学习方式,即第一阶段主要学习公共和领域必修课程,在学院集中学习;第二阶段主要学习选修课,采取先寄发教材供学员自学,再到学院集中辅导两次,每次为期两周,最后集中进行考试。因此课程设置一方面要充分考虑这些特点、安排,另一方面更要考虑所设置课程应与各培养方向相适宜。对控制工程领域工程硕士研究生来说,应具备以控制论、系统论、信息论原理为核心的知识结构。同时,还要具备基于与数学方法、计算机技术、网络技术、通信技术、各种传感器和执行器等相结合的、针对具体应用方向的知识面。这些知识结构、知识面要通过一类课程群的设置来落实。由于培养时间、教学时数的限制,课程的门数设置受到了约束,这样就要求对课程的选择必须反复斟酌,切实使选择的课程具有较强的针对性,有利于学生建立合理的知识结构,有利于学生进行后续的学位论文研究工作。我院工程硕士专业学位课程设置包含两大部分。一部分是适用各个研究方向的必修课,包括公共必修课和领域必修课。公共必修课主要包含自然辩证法、英语、数理统计、科技信息检索。领域必修课主要有线性系统理论、计算机控制系统、自动测试系统。另一部分是为不同研究方向设置的选修课。选修课设置的基本思想是在保证对一个控制工程领域工程硕士研究生而言,至少应掌握一个课程群的知识要求的基础上,引入专题讲座形式来开阔学生视野,增大学生知识面。根据学科培养方案设置的三个研究方向,结合部队岗位需求,我们按优化、控制类课程群、控制系统故障检测与诊断课程群、信息传输与处理类课程群的要求设置领域专业技术类选修课课程。
具体地讲,为三个研究方向设置的选修课程分别是:
为武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控研究方向设置了优化、控制类为主的课程,包含军事运筹分析、系统决策与建模、智能控制、人工神经网络、防空武器系统效能分析以及专题讲座。
为武器控制系统性能测试与故障诊断研究方向设置了故障检测与诊断为中心的课程,包含测试与接口技术、军用电子系统测试、电子系统故障诊断、故障分析与预测、人工智能原理以及专题讲座。
为武器系统信息化管理研究方向设置了信息传输与处理为中心的课程,包含数字信号处理、战术互联网及其应用、图像工程、多媒体技术、人工智能原理以及专题讲座。
三、结束语
随着科学技术的飞速发展,武器控制系统性能不断的提高,武器装备涉及高新技术的增多,控制工程领域工程硕士专业学位标准实施细则也需要进行相应的修订,在这其中最需要关注的是培养方案的修订,特别是涉及的研究方向和课程设置。在相对稳定的基础上,其应该是动态的、开放性的,以适应工程硕士培养单位岗位发展的需要。
参考文献:
论文摘要:根据全国控制工程领域工程硕士教育协作组颁布的控制工程领域工程硕士专业学位标准(试行),结合军械工程学院研究生生源的特点以及培养要求,对控制工程领域工程硕士专业学位标准实施细则进行了修订,就培养方案中的研究方向、课程设置等内容进行了重点的思考,使培养方案在符合学科内涵的基础上兼顾学院行业需求,切实使培养的控制工程领域工程硕士在相应的工作岗位发挥应有的作用。
论文关键词:工程硕士;培养方案;课程设置;教育改革
工程硕士专业学位是我国研究生教育体系中的一个重要组成部分,其设置适应了国家经济体制的改革,适应了在岗人员进一步提高自身能力素质的需要。工程硕士与工学硕士相比,它们虽然处于同一层次,但由于其生源的显著差异,其培养目标、知识结构、能力结构和培养模式等均有较大不同。要使工程硕士成为高层次技术和管理人才,符合未来社会发展的需要,就必须贯彻“以人为本,因材施教”的教育原则,制订一套科学、合理的培养方案,并建立与之相适应的培养模式。
为了提高工程硕士培养质量、规范培养模式和培养流程、明确评估办法等,2005年7月召开了第二届全国工程领域教育协作组组长全体会议,提出“建立规范化的工程硕士学位标准”的设想,并选择了控制工程等五个领域,以课题研究的形式,率先开展工作。2007年全国控制工程领域工程硕士教育协作组颁布了“控制工程领域工程硕士专业学位标准(试行)”,对我院控制工程领域工程硕士的培养起到了很好的指导性作用。考虑我院控制工程领域工程硕士的培养主要是面向部队、基地等情况,在对“专业学位标准实施细则”修订中,培养方案在符合学科内涵的基础上,要兼顾生源单位需求,在研究方向的确定、课程设置等方面突出应用性、针对性,切实使培养的工程硕士在相应的工作岗位上发挥应有的作用。
一、以武器控制系统为中心确定培养方案的主要研究方向
现代兵器装备的特点是精确化、远程化、智能化,以导弹、无人机、指挥系统等为代表的武器装备更突出了这一特点,这些特点的基础之一是自动化技术。根据我院生源主要分别来自武器装备论证、武器装备试验、军代表、部队技术保障、部队装备管理单位等岗位特点,依托控制工程领域培养工程硕士,应该以武器装备为大背景,在控制工程学科内涵的基础上紧紧以武器控制系统为中心,来确定相应的研究方向,因此我院控制工程领域工程硕士专业研究方向确定的基本思路是:涵盖我军武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控、武器控制系统性能测试与故障诊断、武器控制系统信息化管理等方面,为军代表系统、武器装备试验基地、部队修理所、部队装备管理等单位培养具有我军特色的高层次应用型、复合型工程技术和管理人才。具体如下:
1.武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控
该方向以提高复杂武器控制系统综合战术技术性能为目标,以数学、力学、控制理论、系统科学、计算机技术为基础,研究武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控的方法。主要研究内容包括:火控、指控、无人机和导弹等复杂武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控的方法及武器系统作战效能评估等。
2.武器控制系统性能测试与故障诊断
该方向以提高武器系统技术保障人员的装备保障能力、试验技术人员的工程实践能力为目标,以自动测试技术、故障诊断技术、信号处理技术和计算机技术等为基础,研究武器系统的性能检测、故障诊断的技术与方法及靶场试验中技术保障的关键技术。主要研究内容包括:新标准测试总线的应用、测试系统模块化设计、武器系统运行状态监测与诊断、测试诊断设备研制等。
3.武器系统信息化管理
该方向以提高各级装备保障管理人员的管理自动化、信息化、智能化水平为目标,以人工智能、装备保障理论、计算机技术、数据库技术、多媒体技术、网络技术等为基础,研究装备保障管理的自动化、信息化、智能化技术和系统。主要研究内容包括:研究制订适合装备保障信息化管理的标准体系,研究建立统一的适合装备保障管理信息化的数据交换代码,基于装备的状态信息、故障信息、维修信息等进行研究装备保障领域的全程可视化信息管理系统。
二、以适应培养方向要求为出发点确定适宜的课程体系
课程教学是工程硕士培养的一个重要环节,它对于构建合理的知识结构、打下扎实的基础理论和系统的专业知识起着相当重要的作用。当今社会,科学技术迅猛发展,知识更新不断加快,只有打下牢固的基础,才能自如地实现向新领域的转变,才具有可靠的应变能力的坚实后劲;只有在头脑中存储了大量的知识、事例和经验,才能运用它们来进行创造性思维。课程设置在整个课程教学工作中起着基石性和原本性的作用,只有合理的课程设置才有可能使研究生具有合理的知识结构,才有可能在课程学习过程中激发研究生的创新意识与创新能力。
考虑到工程硕士的培养模式是“进校不离岗”,边工作边学习,在职攻读学位的特点,在课程学习上,我院采取的是“两阶段”学习方式,即第一阶段主要学习公共和领域必修课程,在学院集中学习;第二阶段主要学习选修课,采取先寄发教材供学员自学,再到学院集中辅导两次,每次为期两周,最后集中进行考试。因此课程设置一方面要充分考虑这些特点、安排,另一方面更要考虑所设置课程应与各培养方向相适宜。对控制工程领域工程硕士研究生来说,应具备以控制论、系统论、信息论原理为核心的知识结构。同时,还要具备基于与数学方法、计算机技术、网络技术、通信技术、各种传感器和执行器等相结合的、针对具体应用方向的知识面。这些知识结构、知识面要通过一类课程群的设置来落实。由于培养时间、教学时数的限制,课程的门数设置受到了约束,这样就要求对课程的选择必须反复斟酌,切实使选择的课程具有较强的针对性,有利于学生建立合理的知识结构,有利于学生进行后续的学位论文研究工作。我院工程硕士专业学位课程设置包含两大部分。一部分是适用各个研究方向的必修课,包括公共必修课和领域必修课。公共必修课主要包含自然辩证法、英语、数理统计、科技信息检索。领域必修课主要有线性系统理论、计算机控制系统、自动测试系统。另一部分是为不同研究方向设置的选修课。选修课设置的基本思想是在保证对一个控制工程领域工程硕士研究生而言,至少应掌握一个课程群的知识要求的基础上,引入专题讲座形式来开阔学生视野,增大学生知识面。根据学科培养方案设置的三个研究方向,结合部队岗位需求,我们按优化、控制类课程群、控制系统故障检测与诊断课程群、信息传输与处理类课程群的要求设置领域专业技术类选修课课程。
具体地讲,为三个研究方向设置的选修课程分别是:
为武器控制系统分析论证、试验优化与质量监控研究方向设置了优化、控制类为主的课程,包含军事运筹分析、系统决策与建模、智能控制、人工神经网络、防空武器系统效能分析以及专题讲座。
为武器控制系统性能测试与故障诊断研究方向设置了故障检测与诊断为中心的课程,包含测试与接口技术、军用电子系统测试、电子系统故障诊断、故障分析与预测、人工智能原理以及专题讲座。
为武器系统信息化管理研究方向设置了信息传输与处理为中心的课程,包含数字信号处理、战术互联网及其应用、图像工程、多媒体技术、人工智能原理以及专题讲座。
【论文关键词】工程硕士;数字信号处理;统计信号处理;教学质量
为适应国民经济与人才需求的多样性发展,促进科技、教育、经济的紧密结合,培养更多更好的高素质应用型人才,我国于1997年设置了工程硕士专业学位。工程硕士是相对于工学硕士而言的学位类型,它与工程领域任职资格相联系,与工学硕士处于同一层次,但侧重于工程应用。我国的工程硕士教育极大地丰富了研究生培养模式和学位类型,在研究生教育的理论与实践中具有重大的意义。
为了满足军队人才培养的需要,装备指挥技术学院招收项目管理专业和通信与信息系统专业工程硕士,笔者们有幸连续五年承担了通信与信息系统专业《数字信号处理》和《统计信号处理》课程的教学任务,最初的教学我们还是秉承了已有工学硕士相关课程的教学思路和模式,但是实际的教学效果并不是非常理想。
矛盾集中体现在上述两门课程的最大特点就是需要很多的公式推导和证明,同时与本科阶段学习的某些课程紧密相关,前来学习的工程硕士学员大多工作了很长时间,积累了丰富的实践经验,同时也远离了课本很长时间。感受到学员们面对成串公式的难耐之情,我们不得不进行认真的思考,原有的工学硕士的教学模式已不能适用于工程硕士的教学特点,只有结合工程硕士自身的特殊性以及课程的特点,合理地设置教学内容,选取教学方法,才能提高工程硕士的教学质量。总结近几年的教学经验,主要从以下几方面进行了改进,取得了一定的效果。
一、从回忆中获取新的知识
工程硕士研究生均来自各单位的一线岗位,大都具有5年以上的实践工作经验,一般都具有较多的独立工作经验,是本单位有一定发展前途的技术骨干。这些学员的最大优点就是参加工作时间长,有较丰富的实践经验,分析和解决实际问题的能力较强。然而,从学校毕业时间长也是他们的缺陷所在,他们在大学本科学习的专业知识部分如果本职工作中几乎不用的话,在他们最初攻读工程硕士学位课程的时候已经是所剩无几,甚至有些知识已经陈旧,亟须更新。即使是由于有机会经常使用,对某些知识还比较熟练,但这也是很有局限性的,因此,旧知识的遗忘和现有知识的不系统性成为了工程硕士学员们要通过的第一难关。
笔者所在学院为工程硕士开设的课程统一都是32学时,如何在有限的时间里使其有最大的收获是每一位教员应当用心思考的问题。我们的做法是在刚开课的时候先拿出4学时对本科阶段的有关专业知识进行复习,唤起学员们的记忆,为后续内容的学习打下良好的基础。这种复习不是面面俱到的复习,而是有针对性的复习,即只复习与后续课程息息相关的内容,
如《数字信号处理》课程我们只复习卷积、傅立叶变换、滤波器设计和系统的变换域等内容;《统计信号处理》课程我们只复习概率、随机过程和随机信号与线性系统等内容。复习的过程也不是旧知识的简单复现,而是启发式的回忆,即教员先提出一些关键信息。启发学员进行回忆,通过对学员零碎的知识片断进行有序整合,最终在学员的脑海中搭建出本课程的体系结构。
正如那句老话,“磨刀不误砍柴功”,这样的回忆是非常有意义的,它有助于学员状态的调整,使其从一个习惯于工作的忙碌的骨干转变为一个勤奋学习的学生;有助于学员对新知识的掌握,我们相信从一个高的起点出发,总会收获更多的成功。当然这样的做法无形中提高了对教员的要求,任课教员必须非常熟悉本课程的内容,清晰地理出新旧知识之间的关系,各个知识点之间的关系,甚至是这些知识在现实生活的具体应用。
二、有失必有得
经过4学时的回忆之后学员们逐渐有了一些信心,但当他们打开厚厚的课本时,还是会感到一丝厌烦。由于各种原因,许多工程硕士课程选用的教材基本上和工学硕士的教材是相同的,这些教材无论从体系结构上还是具体内容上都过于强调基础理论,强调内容的系统性、严密性和完整性。然而对于工程硕士而言,他们更加渴望的是教材内容的宽广性、综合性、先进性和应用性。在尚未寻找到专门为工程硕士编写的教材的条件下,我们针对工程硕士研究生的特点与培养目标,结合相关工程领域的发展方向和所面临的新技术新问题,对教材的内容进行删减和重新的组织,使其既能够保证足够高的学术水平,又能适应工程硕士的实际知识结构与能力水平。例如,我们将《数字信号处理》课程中同态滤波、K—L变换、DHT变换等应用范围比较小的内容作为自学内容,供学员们根据自己的能力和兴趣自行选择,而将课程的重点放在平稳随机信号的功率谱估计上,着重研究各种经典谱估计方法和现代谱估计方法的基本原理、各种方法的估计性能比较、改善措施以及其在实际应用中的适用条件等,同时,根据当前本学科的前沿发展动态,适当地加入软件无线电技术相关的知识。
对教学内容合理的取舍有助于带领学员集中精力进行深入的钻研,而面面俱到的教学,表面上学了很多知识,事实上真正学到的东西却很少。
三、让抽象的知识“活”起来
无论我们翻开到《数字信号处理》和《统计信号处理》课程教材的哪一页,通常映入眼帘的都会是密密麻麻的公式,这是一种科学的语言,用数学符号来描述物理现实,是对物理现象高度的抽象,从而能够更有效地找寻和建立一些通用的方法来解决实际问题。换句话说,公式的得来源于现实,而公式的终极目标又是要服务于现实的,即需要利用公式去解决现实中更多的问题。
对于实际工程经验丰富,但是理论知识不够系统的工程硕士而言,直接铺天盖地的推导公式只能让他们望而却步,甚至会使其失去了自己研究的方向,只有让抽象的知识“活”起来,才能使得学员更好地理解、接受和灵活应用所学知识。针对这两门课程“公式繁多”但“与实际联系紧密”的特点,我们在教学过程中应重点就以下几方面进行了设计。
(一)从熟知的现象中引入新的知识
尽量从学员熟悉的事物中引出新的知识,这样可以增加学员对新知识的亲近感和熟悉感,更有信心学习掌握新知识。从某种意义上说,一个新的知识。未必是一个新的事物,而是与各种已有的旧知识息息相关,更进一步说,这种新的知识很可能仅仅是诸多旧知识之间建立了一种新的联系。新知识的出现并不是为了推翻旧的知识而是为了优化旧知识而已。
帮助学员在脑海里建立知识点和知识点之间的联系非常重要,这样更有助于让学员认清知识的本质。因此在引入新知识的时候,我们尽量注意先分析原有方法的性能、优缺点、局限性,以及造成这些问题的根本原因,即为学员描述新知识的“来龙”。而后,从找到的根本原因出发,分析可能的解决方法,进而转入对新知识的讨论。最后,对新知识的应用进行概述,为学员指明该方法的“去脉”。在对每个重要知识点的“来龙去脉”都非常熟知的情况下,在工程中究竟应该选取什么样的方法就可以做到心中有数了,即使是忘记了公式的具体符号,也可以很快地在资料中找到。
(二)注重物理意义的解释,简化繁琐的公式推导
繁琐的公式推导是会让大多数人厌烦的,但是我们可以注意到这样一个事实,在实际应用的过程中往往不是需要我们对已有公式进行推导,而是正确应用。影响了公式正确应用的不是能否推导出该公式,而是是否理解了该公式,是否了解公式中的每一个参数与实际物理世界中的对应关系。所以,在进行《数字信号处理》和《,统计信号处理》课程的授课过程中,我们一般只选取最重要的公式进行最简单的推导,很快得出结论,将大部分的精力放在对结论性公式的解释上。
(三)使用多种仿真软件丰富教学手段
计算机技术以及信息技术的不断发展极大地促进了教育技术手段的提高。近些年来在信息与信号系统学科领域中涌现出了大量的可以用于辅助教学,辅助系统开发的软件,例如,Systemview、Matlab、Lab Win—dows/CVI等。将这些仿真软件应用于课堂教学,可以使枯燥的公式变成形象的波形和频谱,很容易就能够理解和掌握所学知识。
另外,学员在课后也可以使用这些仿真软件,软件强大的计算功能、数据处理显示功能和某些软件的图形编成语言使得学员仿佛置身在“示波器”“频谱仪”“矢量分析仪”等仪器旁边,每当自己有一些新想法的时候,不再需要闷头推导公式去论证自己的想法,而是在仿真环境中依据自己的想法,轻松搭建一个属于自己的小系统,运行之后就可以看到自己的想法变为现实之后的效果,如果对自己的想法并不满意,则可以继续进行调整。经过这样的磨炼,他们的科研能力都得到了锻炼,提高解决工程实践问题的能力也正是工程硕士的培养目标。
四、以工程实例为牵引
对工程技术型工程硕士的学位要求是“掌握本门学科坚实的基础理论、系统的专门知识和工程技术;具有独立担负专门技术工作包括开发研究、工程分析和设计工作的能力。”可见,对于工程技术型的工程硕士的培养,基础理论知识和工程技术的培养是齐头并进的,更加侧重于对其工程实践能力的培养。理论知识和工程技术不是截然分开的两种事物,而是紧密联系的同一事物的两个方面,理论知识是工程技术的基础,而工程技术则是将理论知识在实践中的具体应用,要想提高学员的理论知识和工程技术水平,教员应当先具备足够的工程经验,这样才有可能引导学员顺利地从理论过渡到实践。
笔者们的工程实践经验比较有限,但是还是尝试着将已经完成的科研项目进行适当的简化,作为案例进行使用,以工程实例作为课程的牵引。根据课程的进程,在一定的阶段以某些工程实例为背景介绍该项目的基本技术指标要求,根据任务的要求在学员问展开讨论,将具有代表性的观点归纳总结成不同的实现方案,再利用各种仿真软件对方案中的各个关键环节进行仿真分析,对其所能够达到的指标进行论证,回溯到原始的技术指标进行比对,对各个方案的优缺点进行比较,最后教员给出已完成的工程实例的技术方案,并解释每一项关键技术的选择、论证的过程,以及该项目所获得的收益。
这样的做法极大地丰富了教材的知识,更重要的是极大地提高学员的积极性,以《数字信号处理》课程中引入的“记录分系统”项目为例,当该课程的进程过半,学员已经熟悉了模拟信号数字化方法、离散时间信号的时域和频域分析方法、多速率信号处理技术等知识,教员介绍“记录分系统”项目的指标要求,对中心频率70MHz、带宽23MHz的中频信号进行采集并存储于介质中,要求因“记录”操作所造成的信号损失不超过ldB。接受项目后学员很快将项目分解为“采集”“传输”和“存储”三个主要环节。
学员们在第一个环节上就遇到了困难,按照常理,教材上介绍最多的是“低通采样定理”,定理要求只有在采样的过程中使用高于原始信号最高频率2倍以上的采样速率进行采样才能保证能够从采样后的信号中无失真地恢复原始信号,但是此项目中被采集信号最高频率为81.5MHz,工程上一般采用5倍最高频率作为采样频率,粗略估算采样频率应为400MHz左右,如此高速率的ADC器件造价很高,性能也不是很稳定,而且由此产生的采样值经过量化编码后形成的数据量更是大的惊人,显然这是不可取的一种采集方案。
关键词:交通工程;专业硕士;培养计划
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)49-0206-02
引言
近几年,国家对于高层次、技能型、应用型人才的需求日益迫切,而全日制专业学位硕士教育便是以培养研究生个人实践能力和专业技能相结合,更加注重解决专业领域中的实际问题为目标的一种培养模式[1]。但是,办学经费的不足和硬件设备的限制导致国内不少高校难以培养出具有工程应用能力的专业硕士,从而产生企业出于对自身经济效益的考虑,无法积极地接受研究生实践的现象。这一系列行为导致了高校的专业硕士工程实践流于形式,成为学术型硕士的“副产品”,培养质量严重下降,学生满意度和社会认可度普遍不佳[2]。
虽然国内一些高水平院校已经从政府部门和大型企业获得了大量的经费支持,并以此大力开展了应用型课题研究,但仍不足以支撑起专业硕士的培养。本文结合现有培养模式的实施效果,从跳出学硕的培养方案和课程设置模式,落实“双导师”制的作用,给予学生在校生和企业员工“双重身份”体验和鼓励学生走预分配之路等四个方面展开,提出了完善培养计划的具体方案。
一、跳出学硕的培养方案和课程设置模式
目前,我国教育部重新审视和定位了硕士研究生的培养目标,提出要调整和优化硕士研究生的类型结构,逐渐将硕士研究生教育培养重心从学术型向应用型过渡。与学术型研究生的培养相比,专业硕士的教育起步晚,历史较短,体系还不够成熟,同时缺乏一套行之有效的培养模式。目前普遍的做法是简单套用学术型研究生的培养模式,然而这并不真正适用于专业硕士的培养。由于在培养目标和教学形式上专业硕士与学术型研究生最大的区别在于:学术型研究生的培养目标是学术型研究人才,教学形式注重理论教学和学术研究;而专业硕士培养目标是高层次应用型人才,教学形式更注重专业能力的培养和专业素质的提高,格外强调实践和应用能力的培养,要求课程教学与实践教学相统一。因此,专业硕士必须跳出学硕的培养方案和课程设置模式,正确认识到针对自身需求提出的培养方案和课程设置。只有深刻地认识到专业硕士和学术型研究生的不同,才能更好地完成专业硕士的培养,真正做到“能够适应市场和用人单位的职业需求,能够直接从事某种职业,掌握某种工作技术与方法”[3]。
交通工程专业领域的全日制专业硕士的培养,要求具有扎实的理论基础和良好的工程实践素质,能灵活地将理论知识运用于本领域的工程实践中;熟悉本领域研究方向的最新发展,不断拓展知识面,具有提出、分析和解决实际问题的科研能力和较高的计算机应用能力[4]。为了合理地保证交通工程专业全日制硕士的课程体系和质量培养标准,在课程设置上交通工程专业硕士的培养强调理论性与应用性的有机结合,突出案例分析和实践研究[5]。为此,在培养模式上应采用课程学习、学位论文和实践教学相结合的培养方式,并且着重突出本专业的实践类课程,提倡开展专业实验和专业实习。
二、落实“双导师”制的作用
专业硕士的双导师模式是指每名专业硕士生由两名导师同时进行指导,其中一位导师是考研时报考的高校或研究所的老师,即校内导师,另一位导师是本专业相关企业的专家,即校外导师。
双导师制的培养方式,坚持校内外指导老师相结合,聘请实践基地相关具有高级职称的人员成为本专业硕士部分实践课程授课教师和校外指导老师。在课程教学中广泛、灵活地采用案例式教学、专题讲座式教学、辩论式教学、研究式教学、学术沙龙以及学术报告与学术讲座等多种教学方式。这一培养方式给专业硕士提供了大量的工程实践机会,在做到为其理论知识把关的同时,也锻炼和提高了工程实践能力。由于高校侧重于理论知识的学习,而实践基地更注重工程实践能力的培养,因此,要想在有限的专业硕士培养时间内取得显著的成效,必须保证双方交流与沟通的加强,做到在双方的互动中集思广益、取长补短。
需要明确一点的是:工程实践不是简单地将研究生安排到合作方,而是针对工程中出现的实际问题,专业硕士在高校和企业导师的共同指导下,利用所学理论知识和科研技能,解决这些技术难题[2]。为了充分发挥“双导师”制的作用,除了保证作为校外导师的企业专家的高水平、高能力和高技术外,还需要建立合理的约束管理机制,与此同时,管理部门还要对导师进行明确的规定和适当的监督,比如责任、分工等方面,以此来确保双导师制发挥最大限度的作用。
三、给予学生在校生和企业员工“双重身份”体验
大量的事实显示:很多企业不愿意接收工程专业硕士的实习实践,根本原因在于学生的理论知识与企业技术需要脱节[2]。若是能够给予学生在校生和企业员工的“双重身份”,一方面,可以吸收企业中的技术骨干,让在校生同他们一起有针对性地学习自身缺失的理论知识内容,以达到自身知识架构的完善,提前充好电;另一方面,可以让通过初试的考生在进入学校生活之前先到企业中去,提前接触工程实践项目,真正地了解和熟悉本专业,带着目标进入学校开始研究生学习生涯,明确必须掌握的专业技术知识,为未来的企业工作打好基础。
作为交通工程的专业硕士,工程实践能力尤为重要,因此,在完成理论课程的学习后,必须开展两个实践环节,即课程实践和综合实践。课程实践,是指在校内完成的从专业课程中提炼出的实践和科研项目,也可以以其他形式开展,比如导师的课题研究,社会调查,学术讨论会等。尽管形式多种多样,但是目标是唯一的,即对专业硕士进行技能训练,一般主要由指导老师负责落实。综合实践,是指在“双导师”的共同指导下,以企业中遇到的具体实践问题作为研究项目,在校外企业这一实践基地中完成,对专业硕士进行应用能力训练。在这一层面上,给予学生在校生和企业员工“双重身份”体验,可以更好地保障与业界的零适应和无缝对接。
将专业硕士的教育延伸到企业中去,实现了专业硕士工学交替模式培养。因为在很多方面高校和企业的关注点有不一样,而专业硕士的要求也不用于传统的研究生要求,反而更多地贴近企业的要求。比如高校在进行学生管理的时候更关注培养理论知识,扎实基础;而企业在管理这方面则更关注思想、日常工作的管理。在这一模式下进行教育教学时,可以将企业工作中遇到的实际问题带进校园进行研究和讨论,使研究具有更强的实际意义和更符合现实的应用背景。这种以企业的实际问题作为论文选题的做法,为企业工程实际问题提供了解决方案,同时培养了企业需要的高层次人才,并且真正提高了学生学习与研究的能力。普通高校与企业联合培养交通工程专业硕士的模式,做到了优势互补,保证了交通工程专业硕士的工程应用能力和培养质量。
四、鼓励学生走预分配之路
面对依然严峻的就业形势,专业硕士也应当在完善自身的同时,积极主动地寻找实习就业的岗位,走上预分配的道路。所谓预分配,通俗地说就是指提前就业,不用经历毕业季的人才招聘市场。通常可以有两种方式,一种是在毕业之前主动去企业应聘,另一种可以通过将实习单位变成就业单位的做法实现预分配。但不论哪一种方式,前提都是具备了专业素养和专业能力。
在社会实际需求上,交通工程在社会交通领域的各个部门均有广泛的就业面,主要包括规划设计部门、交通管理部门、交通土建部门、交通运营部门以及交通产品推广5大类。虽然就业面广,但是交通工程的应聘一般都不易集中和大规模化,更多的情况是由交通工程的毕业生亲自发掘。在这种情况下,准毕业生们就要发挥自身主动性,运用各种通讯手段积极地了解各类招聘信息,尽早走上“预分配”的道路,“坐以待毙”永远不适合交通工程专业。就业情况如何更多地取决于自身的努力,而交通工程专业在这一点上表现得尤为明显。
五、结论
不同于传统的以学术为主的培养模式,现在的研究生教育重心逐渐地偏向于工程应用型,在这一观念的冲击下,专业硕士的教育质量逐渐变成了研究生发展的核心问题。而现在不乐观的专业硕士培养需要不断地在实践中探索出新型的培养模式,从而提升学生的工程实践技能。本文从解决问题的角度出发,通过分析现有培养计划的实施效果,发现其中存在的问题,然后针对问题提出改善的方法与措施。充分考虑交通工程领域的特点,真正做到满足社会发展对此领域高层次应用型人才的需要,培养出具有良好的职业素养、能独立担负本专业领域技术工作的和创新实践能力强的应用型人才。
参考文献:
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[2]卢金山,李朔梅,张剑平.材料工程专业硕士联合培养模式的探索与实践[J].大学教育,2015,(01):76-77.
[3]杨宁.我国全日制专业学位硕士研究生培养模式研究[D].大连理工大学,2010.
关键词:培养模式;专业硕士;工程实践能力;研究生公共实验室
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)28-0151-02
教育部下发的《关于做好全日制专业学位硕士研究生培养工作的若干意见》明确规定,专业学位硕士是培养掌握某一专业领域坚实的基础理论和宽广的专业知识,具有较强的解决实际问题的能力,能够承担专业技术或管理工作,具有良好的职业素养的高层次应用型专门人才。专业学位硕士教育最重要的特点:突出专业教育特色,重视实践应用能力。由于受到传统学术型硕士培养思维影响,以及其他办学条件制约,专业学位硕士工程实践能力训练得不到应有的重视和强有力支撑,妨碍了应用型人才培养目标的真正实现。因此,有必要对此进行深入探讨。下面以材料工程专业学位硕士为例对此进行分析。
一、科学规划专业课程体系
学术型硕士与专业学位硕士教育在培养目标、课程设置、培养方式上都有较大的区别,课程设置是培养目标能否实现的关键。专业学位研究生的课程设置应体现出鲜明的专业学位特色,但是目前一些培养单位,要么完全照搬学术学位研究生培养方案,要么是将学术学位研究生培养方案压缩简化。专业学位研究生自主选修的专业性课程所占比例较小,过少考虑社会的需求和研究生的个体差异,无法实现专业学位研究生培养目标。因此,需进一步规划课程体系。
(一)侧重知识专业性,采用模块化课程体系
应对现有课程体系进行科学规划,建立模块化的课程体系,设立公共必修、专业基础、专业技术、职业素质拓展等课程模块。明确和细化各模块的主要任务和目标:专业基础模块应构建专业学位研究生的知识基础,主要教授本专业的基础理论与基本方法。目前,国内多数院校的材料工程专业学位的培养方案往往按照各自的传统学科优势,从二级学科角度设置课程,导致学生的专业基础受局限、被弱化,专业基础课与专业技术课的界限被混淆。应该从一级学科角度设置一些基础性、通用型必修课程,如材料工程实践导论、材料设计与制造技术、工程测试技术等。这一模块应涵盖金属材料、无机非金属材料以及有机高分子材料等工程领域,奠定扎实的理论基础。专业技术模块应侧重提高专业学位研究生的专业知识水平,培养其知识迁移、技术转化的实际能力。这一模块不仅包含二级学科的精细化专业课程,而且涉及系列化的材料工程讲座,尤其是高新技术前沿研究和生产的最新进展。通过专业技术模块课程学习,培养学生宽厚的材料工程专业性知识。职业素质拓展模块是根据学生个人职业发展需要设置的选修课程,可设跨专业、跨学科的课程,如污染物控制与资源化技术、材料设计与经济分析、市场营销策略等。通过该模块课程学习,拓宽学生的材料工程知识视野,实现高层次应用型人才的培养目标。模块化的课程体系重视理论与实践相结合,注重专业教育与学术教育的内在联系,并考虑职业发展的方向,将原有的过于宽泛、零散的内容进行整合,可达到健全与完善课程体系的作用。
(二)突出课程内容“应用”性,注重学生个性发展
课程内容的选择与教材的选取方面,应根据专业学位特点体现出其工程应用属性。以材料工程专业为例,课程内容既要充分考虑当前材料发展的总体趋势,也要考虑金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等具体专业的专业性,还要注意在课程专业技术内容中突出相关专业的应用性,并参照材料工程专业的知识结构,从一级学科“材料科学与工程”角度,规划材料工程专业硕士的课程体系。材料工程涉及材料制造、产品检测与质量控制、材料回收利用等内容,应该有针对性地增加材料工程实践中所涉及的有关生产设备、生产管理、在线检测技术、效率效益评价等课程,尤其是应重点突出材料工程实践中涉及的材料选择、环境保护以及使用性能评价等应用性相关的内容,培养学生具有能够在材料基本属性与宏微观机理基础上,掌握材料生产、检测以及使用过程中解决实际问题的特定技能。
二、优化理论教学方法
专业学位研究生教育主要是培养具有良好的创新实践能力的高层次应用型专门人才。其课程设置应以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养、应用知识与能力的提高为核心,因此,改革传统的课堂讲授式教学已势在必行。
(一)培养提高学生的自学能力
教师在授课过程中应充分发挥引导和启发作用,鼓励学生提出有批判性和创新性的观点,激发学生创新思维,培养学生的创新能力。注意将理论性与应用性内容有机结合,针对不同专业课程的特点,应采取多样化的互动教学方法,突出案例分析和实践研究,重视现场研究、模拟训练,有条件的还可邀请具有丰富工程实践经验的企业技术人员开展技术讲座。培养学生研究工程实践具体问题的意识和能力,加深理论知识的理解,锻炼理论与实际相结合的能力。
在教学中,教师应把学习与研究的主动权交给学生,把自学贯穿到研究生教育的全过程。提倡采用自主学习法,通过研究生的自主学习,提高其研究及把握新信息、新技术和新理论的能力。自主学习并非对学生放任自流,教师应及时点拨、释疑、指导。在自学前应布置任务,提出探讨性问题,为其自主学习指明方向,并及时提供必要的提示和参考意见,减轻学习的认知难度。为保证学习的有效性,教师可指导他们在查阅资料后,定期举办课堂讨论与学术讨论,自由地开展学术批评,要求学生写出学术讨论论文。
(二)建立健全“双导师”制
导师的学术水平与指导能力是决定研究生培养质量的重要因素。专业学位研究生培养对导师的知识和能力结构提出了新的要求,不仅要有深厚的理论基础和宽广的专业知识以及较强的指导能力,还要有丰富的实践经验和良好的职业素养。建立完善双导师制度对学生工程运用能力培养有积极的促进作用。
“双导师”制度下,校内导师重在培养研究生的理论基础、科研方法、学术水平和组织管理能力,校外导师重在培养研究生的专业技能和应用能力,丰富学生的实践经验和解决实际问题的能力,强化学生团队分工协作的能力。在实际操作中,可以根据课题性质,明确导师的职责与分工,学校课题以校内导师为主,企业导师从应用角度指导;企业课题以企业导师为主,校内导师从学术角度指导。导师之间应保持经常性的沟通合作,及时解决理论与工程实践的衔接问题,引导、加强学生的职业认知度,以便更好地适应职业发展要求。
三、创新实践教学模式
实践教学是专业学位研究生培养的重要过程,充分的、高质量的实践也是提高专业学位硕士教育质量的重要保证。当前,在专业学位硕士的教学中,由于经费及硬件条件所限,实践教学这一重要的环节常常被忽略,因而强化实践教学,革新实践教学模式已迫在眉睫。
(一)整合实验资源,建立研究生公共实验室
应进一步整合实验室资源、学院和学科团队的研究基础设施,建立校级研究生公共实验平台,提供系列化、多层次的实践能力培养环境。依托重点实验室、开发实验室以及实验教学中心等硬件条件,开展材料工程专业硕士的实践教学;针对特定工程实践内容,通过文献调研、企业参观学习、专题设计与实施验证,开展指向性明确的应用性课题实践教学,使实践内容与工程实际应用紧密结合,实现科研与教学相互促进,达到培养学生创新与实践能力的目的。
(二)吸纳社会资源,建立校企联合实践基地
为解决校方经费不足的问题,可借鉴国外的经验,吸纳社会资源,建立校企联合实践基地,由企业推动专业学位研究生的实习。欧美等国的一些大型企业,都有专门提供给研究生的实习岗位,并且有专门的部门来负责此类工作。在这方面,我国政府职能部门应该从提升企业科技创新能力的高度,从科技政策上引导和鼓励企业积极主动参与专业学位研究生教育。
鼓励高校与企业合作,争取企业的原材料和经费支持,利用企业大型设备等硬件设施,建设校企联合实验室或实践基地,开展专业学位硕士的工程实践能力训练。这种校企联动的模式,通过与企业签订联合培养研究生的合作协议,将学生直接派往企业,参与企业相关项目,不仅弥补了学校经费和工程实践条件的不足,也使企业在联合培养专业学位硕士过程中获得长期稳定的技术和人才支撑,提升企业了的技术创新能力。
我国经济结构的转型升级,迫切需要大批具有创新能力、创业能力和实践能力的高层次应用型人才。工程实践能力的培养关系到材料工程专业学位硕士教育的成败。提升其工程实践能力需要高校、政府部门及相关企业共同协作,共同努力,促进其快速成长,为经济发展提供强有力的人才支撑。
参考文献:
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