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中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(c)-0020-02
“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是國家在社會發展的新形勢下設立的重大教育改革項目,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。“卓越計劃”的目標在于促進學生知識和能力的協調發展,適應社會的需要,培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才。2009年底,教育部開始在部分高校試點“卓越計劃”培養工作,2011年10月,我校(河北聯合大學)的自動化專業開始實施“卓越計劃”。
目前,“卓越計劃”已經在國內多所高校全面展開,同時很多學者也對如何推進和完善“卓越計劃”進行了富有成效的研究及探討,其中卓越工程師培養標準的制定是實施“卓越計劃”的一項重要的基礎性工作。從“卓越計劃”的整個宏觀架構來看,“卓越計劃”的培養標準一方面是培養目標的具體達成,另一方面又是制定課程體系和工程培訓體系的主要依據,在整個“卓越計劃”體系中起著承上啟下的作用,是“卓越計劃”實施過程中的重要中間環節。
我校自動化專業自開始實施“卓越計劃”以來,就一直非常注重培養標準的制定工作,我們通過組織相關師生座談、走訪企業調研以及組織校企聯合會等方式逐步修訂“卓越計劃”的學校培養標準和企業培養標準,對培養標準進行了不斷的完善,最終形成了以五種能力塑造為目標的學校培養標準和以實踐能力培養為目標制定企業培養標準。
該文結合我校制定自動化專業“卓越計劃”培養標準的實際經驗,從培養標準制定的主要依據和培養標準制定的具體內容兩方面展開論述,在歸納和梳理已有工作成果的同時,對將來要進一步開展的工作進行了討論和展望。
1 “卓越計劃”培養標準制定的主要依據
1.1 培養標準的制定要以專業定位為出發點
一般來說,工程師可分為研發型工程師、設計型工程師和應用型工程師等幾類,根據我校的辦學特色和自動化專業自身的特點,我們將自動化專業定位為培養應用型工程師。因此在制定培養標準時,我們著重考慮的就是學生實際應用能力的培養。由此提出了以五種能力塑造為目標的學校培養標準和以實踐能力培養為目標制定企業培養標準,這些都是為了達成培養應用型工程師這個定位。
1.2 培養標準的制定要結合自身實際著眼全局
“卓越計劃”的實施不僅與所在學校和專業的教學資源相關,而且還和學校所在地區的社會經濟發展水平相關,因此在制定培養標準時必須要從這些實際出發,通關全局。如果標準定得過高,綜合各種資源都無法滿足這個標準,那么這個標準顯然是失敗的;而如果標準定的過低,又使其失去了規范“卓越計劃”具體實施的作用,無法實現促進教學改革和提升學生能力素質的目的,實際上是資源的巨大浪費。
1.3 培養標準要以實施效果為準繩不斷修正
對我校來說,自2011年10月成為第二批“卓越計劃”高校以來僅僅3年多時間,很多方面的建設還是不盡完善的。另外“卓越計劃”的實施的效果要在學生進入工作崗位以后很長一段時間才能體現出來。因此,培養標準中的一些不合理因素的存在是在所難免的。這就要求我們必須要時時追蹤培養標準的實施效果,加強與企業和已畢業學生的溝通,發現問題后及時整改,不斷修正。
2 自動化專業“卓越計劃”培養標準的制定
如圖1所示,“卓越計劃”的培養標準自上而下可分為通用標準、行業標準、學校標準和企業標準。其中,通用標準由卓越計劃專家委員會審定,經教育部聯合中國工程院下發,提供各種類型卓越工程師培養的基本質量要求,是制定行業標準和學校標準的宏觀指導性標準;行業標準由教育部會同行業(協會)制定,包含本行業內若干專業的專業標準,它不僅是對通用標準的具體化,還應體現專業特點和行業要求,高于通用標準;而學校標準和企業標準則由實施“卓越計劃”的高校依據自身專業特點并結合通用標準和行業標準自行完成制定,是行業標準的進一步細化。因此本研究所討論的自動化專業“卓越計劃”培養標準特指的是學校培養標準和企業培養標準。
2.1 以五種能力塑造為目標制定學校培養標準
學校是“卓越計劃”的直接實施者,負責學生從選拔、培養到學位授予的整個流程,因此自動化專業“卓越計劃”學校培養標準是自動化專業實施“卓越計劃”的最基本規范。由于自動化專業是一門實踐性較強的專業,該專業向來就有厚基礎,寬口徑,重應用的特點。因此,一方面自動化專業與其它專業相比實施“卓越計劃”的內在需求更加明確,而另一方面由于自動化專業寬口徑的特點也使其課程設置與其他專業相比更加繁雜,這無疑使教學改革的難度加大。基于此,我們將教學方式由以往的以知識教授為導向轉變以能力塑造為導向,著重學生通識和專業基礎知識能力、工程實踐能力、工程管理能力、交流溝通能力、職業素養和社會責認知能力等五種能力的塑造,并以此來具體制定自動化專業“卓越計劃”的學校培養標準。目的是使學生具備自動控制、自動化檢測與儀表、信息處理技術、系統工程、計算機應用與網絡技術等較寬廣領域的工程技術基礎、專業理論知識和基本技能,同時使得學生具備自動控制系統的分析、設計、集成、營銷、服務或工程項目的施工、運行、維護等工作所需的各種能力,最終使學生能夠面向行業生產一線,綜合應用現代科學理論和技術手段,成為懂技術、會管理、兼備人文精神和科學精神的工程技術人才。
2.2 以實踐能力培養為目標制定企業培養標準
企業是“卓越計劃”的重要參與者,“卓越計劃”的初衷就在于培養和造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,而這種人才培養的出發點和落腳點都在企業。因此實現自動化專業卓越工程師的企業培養標準是自動化專業“卓越計劃”實施的根本目的所在。有調查表面,100%的企業認為工科學生不應該取消企業實踐環節,但實際上47%企業不愿接受大學生實習,而69%的企業沒有接受過大學生實習。究其原因,主要在于如今學生所學基本上都集中在理論層次上,動手能力太差,眼高手低,和企業的需求脫節,使得企業沒有接受大學生實習的內在動力;另一方面由于學生平時缺乏實際的工程訓練,安全意識淡薄,紀律性差,缺乏吃苦耐勞的精神,使得很多企業望實習生而怯步,不敢接受大學生實習。因此我們在制定自動化專業“卓越計劃”企業培養標準時,同時考慮了工程技術能力標準、工程管理能力標準和工程師職業道德和社會責任標準等3個方面,在注重學生技術能力培養的同時還兼顧學生的管理能力和職業素養的培養。同時設計學生在企業期間實習情況的評測指標,這些評測指標分為工作態度、工作能力、工作成果3類共12項目,各項目設定不同權重及考察要點,對每一項目進行強制排序。從而做到及時把握學生在企業的狀況,做到不斷反饋和修正。
3 結語
通過對往屆畢業生的追蹤調查和對企業的訪談,我們發現參加過“卓越計劃”的學生對現階段所從事的職業的認同度較高,相關企業對這些畢業生的滿意度也較高,這說明我校自動化專業實施“卓越計劃”的效果是明顯的,也一定能程度上反應了我們所指定的培養標準是合理的。然而無論是從全國還是單單從我校來看,“卓越計劃”的實施還都處在起步和探索階段,因此不可避免的存在著一些不完善的因素。而且一個標準的制定和實施本身就應該植根在其所處的具體環境中,當外界條件發生變化時,相應的標準也應該隨之而修訂。因此在下一步的工作中,我們將在總結已有經驗的同時,不斷的完善我校自動化專業“卓越計劃”的培養標準,以不斷改進、不斷修正為原則,建立一種內部機制不斷強化該培養標準的外部適應性[1-5]。
參考文獻
[1] 劉建東,戴波,紀文剛.“卓越計劃”的宏觀模型及評價體系構建[J].高等工程教育研究,2012,(5):46-52.
[2] 汪泓.打造卓越工程師搖籃培養應用型創新人才[J].中國大學教學,2010,(8): 9-10.
[3] 戴波,紀文剛,劉建東,等.以工程能力素質培養為主線的自動化專業人才培養模式探索與實踐[C].2011北京CDIO區域性國際會議,北京,2011.
關鍵詞:卓越計劃;軟件技術專業;教改研究
隨著社會科學技術的不斷進步,軟件技術行業蓬勃發展,當前的軟件工程行業面臨著人才短缺的形勢,為此,作為培養高素質人才的高職院校擔任著重要的作用。為了促進培養出創新能力強的中高端軟件技術專業的人才,我國教育部提出了“卓越技術”,它旨在為培養適應社會發展、面向技術工程、面向未來的各類型優秀工程技術人才。該項目的展開,高職院校軟件技術專業也相繼展開一系列的教改活動,對提高軟件技術專業的學生素質具有重要作用。
一、軟件技術專業“卓越計劃”實施要求
當前很多高職院校軟件技術工程專業比較注重培養出符合軟件產業發展,擁有計算機軟件技術理論知識和基礎技能的學生,要求學生要以軟件技術思想、方法和技術來分析和實現軟件技術能力。很多軟件技術專業的學生畢業后大都往IT行業、研究機構、企業等從事計算機軟件技術的系統工作,而對于創新性能力和軟件技術管理能力以及應有的職業道德等方面的培養還是有所欠缺。“卓越計劃”對培養創新型、技術應用型的中高端人才提出了明確的指導性,要求高職院校要重視對學生軟件技術系統基礎理論及實際技術的教學,組織學生參與軟件技術工程的基本訓練,提高學生的軟件技術能力和職業道德素養,不管是在知識方面還是能力培養上的具體要求都綜合了卓越計劃對軟件技術專業人才培養的通用標準,而“卓越計劃”對軟件技術專業的要求也更加貼切當前的行業人才需求。
二、高職院校軟件技術專業卓越計劃實施的局限性
(一)軟件企業資源嚴重缺乏
長期以來,高職院校對軟件技術工程人才的培養在一定程度上與社會存在著脫節的現象,遠離現實的技術教育。當前,校企合作一直是高職院校軟件技術工程專業的培養方式,這種方式不同于傳統的教學形式,而是更加具有獨特的環節。卓越計劃中就是需要將技術工程教育回歸到工程中,能和企業有密切的合作模式,這是軟件技術教學的關鍵點。但是,很多高職院校由于地理環境、外部資源、企業類型等因素的限制,可以真正實現軟件技術專業回歸工程的企業資源實在太少了,軟件技術產業屬于新興行業,可供建立起校企合作的軟件企業少之又少,使得軟件技術專業的卓越計劃實施無法很好的完成。
(二)高職院校教師的勝任能力不足,企業師資欠缺
教師是學生學習接觸知識的指導人,教師的教學能力直接影響著學生的學習效率。高職院校的軟件技術專業旨在培養出高學歷的人才,教師軟件技術工程開發經歷較少。所以,在實施卓越計劃過程中,教師需要發揮重要作用,為學生開發軟件課程,指導學生在實踐和軟件技術教學中改革,這些都需要具有豐富的軟件技術實踐經驗,然而,目前很多高職院校的教師大都是之前一畢業就踏入教師行業,并沒有真正參與到軟件技術的實踐工作,缺乏軟件工程經驗,這就直接約束了軟件技術工程專業教學質量的提升,也阻礙了卓越計劃的實施效果。
(三)完整的技術化過程尚未實際在生產中形成
軟件技術行業作為一個新興行業,我國的軟件技術專業教學處于國際化、標準化之下,大大的落后于世界。雖然近年來我國的軟件技術行業發展迅猛,擁有較強的發展勢力,但是國內的軟件技術行業規模依然相對較少,部分軟件企業在軟件開發上也只能采用關鍵設計原則和軟件技術思想,同大規模的大生產工業還是存在較大差距。因此,這最終導致高職院校軟件技術專業的學生在企業學習中學習任務還是很單一。例如只能參與軟件開發程序的某一環節,對整體軟件開發根本不能全面理解,達成卓越計劃中的軟件技術工程師標準更是難上加難。
三、基于卓越計劃下軟件技術專業的教改策略
(一)重視實踐,結合自身的教學現狀實施有效的校企合作
軟件技術專業本身就是一門重視實踐的學科,所以,高職院校的實施卓越計劃過程中必須重視實踐,改變落后的教學方式。一方面,高職院校應該關注軟件技術專業的發展,了解未來軟件技術行業的發展趨勢,尋求跨學科的大平臺合作,積極與當地企業合作,實現良好的雙向校企合作;另一方面,高職院校還需要合理的利用學校自身的優勢專業,學會在優勢專業中探尋軟件技術專業的工程實踐活動,發揮自身的優勢,彌補因地理環境而造成的產業發展不平衡帶來的校企合作資源匱乏現象。
(二)更新培養理念、目標,提高教師的教學能力
卓越計劃的實施需要高素質的教師資源來支持的,所以高職院校必須轉變落后的培養教學方式,更新培養理念和目標,積極的尋求出適應卓越計劃實施的科學方式,提高教師的教學能力。高職院校可以不拘一格的把科研院所以及企業有軟件技術專業理論經驗的人才招聘為教師,尤其是對于中高層軟件技術管理人員,建設優質的教師團隊,提高軟件技術專業教師能力,從而促進卓越技術的有效實施。
(三)將規范的軟件過程滲透到日常教學中
將規范的軟件過程滲透到日常教學中,最終形成以軟件技術開發過程為主線,以軟件技術專業理論知識為基礎,以實踐活動為教學方式,來提高高職院校軟件技術的教學改革。我國軟件技術專業卓越計劃實施大都是以理論知識教學為主,為了提高軟件技術專業學生的實踐能力,高職院校應該在之后教學中大量增加實踐環節,教學案例分析,通過詳細的軟件過程分析,讓學生在軟件技術學習中可以完成軟件整體設計學習,這樣的方式既能提高學生的學習興趣,也可以促進教學效率的提升,有助于卓越計劃的實現。
四、結語
教育部提出的卓越計劃促進了軟件技術專業的教學改革,對培養出中高端軟件技術人才具有重要意義。但是,在卓越計劃實施的過程中必須深入分析當前卓越計劃實施的薄弱之處,才能有效的采取措施來提高軟件技術專業對于卓越計劃的實施計劃。
參考文獻:
[1]陸鑫,胡旺,張寧.面向卓越計劃的軟件工程專業課程實踐教學模式探索[J].計算機教育,2014,(09).
[關鍵詞]卓越計劃 實踐教學 校企合作 工程實踐能力
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)24-0044-02
我國2010年6月啟動了“卓越工程師教育培養計劃”,這是教育部貫徹教育規劃綱要精神率先啟動的一項重大改革計劃。2012年2月我校化學工程與工藝專業被教育部批準為第二批“卓越工程師教育培養計劃”試點專業。高校通過在理論教學和實踐教學中不斷融入工程實踐理念和創新理念,加大學生工程實踐能力和創新能力培養,校企聯合,重新構建新的實踐教學體系成為學校刻不容緩的重點工作。
一、實踐教學現狀分析
第一,專業基礎課程學習時間安排偏后。
第二,課程體系存在重工程科學知識,輕工程實踐訓練,重專業知識的傳授,輕綜合素質與能力的培養的普遍問題。
第三,專業基礎驗證性實驗較多,綜合性、設計性實驗項目偏少,實驗內容、形式有待調整。專業實驗項目零散,有待進一步整合。
第四,總體實踐教學學時不足,環節單一,校企合作深度及廣度不夠。
只有生產實習環節在企業進行,學生缺乏提早接觸社會、企業的機會,畢業前對企業文化、專業知識在實際生產中的作用理解不透。還沒有為卓越工程師的培養營造一個很好的條件。
第五,實踐教師缺乏工程思維、方法、實踐能力。很多教師從學校走向學校,沒有進入過企業參與工程實踐,“非工化”趨勢明顯。
二、基于“卓越計劃”實踐教學的改革
“卓越計劃”與以往工科學生培養的顯著區別在于定位更精確、目標更明確、評判標準更準確。即針對工業界,培養行業的高素質工程技術人才,能夠在企業中發揮切實、有效、有創造力的工作。正因為如此,“卓越計劃”必須立足于工業企業人才需要標準,有目標、有計劃地為企業的發展培養專業優秀人才。
(一)調整教學計劃
將本科四年的教學過程改為“3+1”模式,將部分實踐內容集中到最后一年進行,第4年以實習實訓教學為主。將專業基礎課程盡量在第一、二學期學完,這樣有利于安排相關的實踐類課程、后續專業課程的跟進,思政等課程可以均勻分配在后面學期。
(二)優化教學計劃
整合課程,減少純理論性的內容,增加結合工程實際應用型的內容,增加專業應用型課程的學習,如化工管路設計安裝、化工軟件,開展工程設計。教學中改變傳統講授方法,推動基于問題、基于項目、基于案例的研究式教學,基于構思、設計為主的設計式教學,基于化工企業、車間的過程單元式教學模式,聘請企業教師聯合授課。
(三)增加實踐教學的學時,增加實踐教學的環節,校企深度合作
沈陽工業大學化學工程與工藝專業地處遼陽校區,坐落于“石化城”—中石油遼陽石化公司,充分利用這一地域優勢,在“卓越計劃”政策的支持下,在企業建立“石油化工工程實踐教育中心”,把以課堂傳授間接知識為主的學校教育環境與直接獲取實際經驗、能力為主的生產現場環境有機結合于學生的培養過程之中。將學校的課堂教育與教學延伸至企業,每學期都設計有企業人員參與的教學過程,增加實驗室認識實習。
(四)改革專業基礎及專業實驗
減少專業基礎的驗證性實驗,增加應用性、設計性及創新性。將專業實驗改革為綜合性、設計性實驗,融合反應、蒸餾濃縮、冷卻結晶、過濾、干燥、產品指標分析等。老師在指導過程中也模擬工業生產進行講解,增強學生的工程意識。
(五)制定提高教師工程實踐能力的培養計劃,建立高水平的雙師型專兼職教師隊伍
高校教師的工程素質是培養卓越工程師的關鍵,實行教師下廠實習學習制度,安排專業教師參加各級工程實踐能力提升培訓,鼓勵教師到企業尋找科研課題,參與產學研和實際工程設計項目,獲得豐富的工程實踐經驗。從企業聘請高級工程師,講授專業課中涉及的化工產品的生產過程,聘請設計院高級工程師講授實際案例,指導化工管路設計與安裝綜合能力培訓項目,指導畢業設計等,參與學生畢業答辯,共同評價學生的培養質量。
(六)建立實踐教學保障體系
建立并完善實踐教學管理體系,是保障教學質量,實現人才培養目標的重要措施。建立實踐教學質量監控體系,全程監控實踐環節,成立院系質量監督委員會,吸收學生、企業人員參與,規范各類實踐環節的教學制度及評價標準。
三、卓越計劃下工程與工藝專業實踐教學體系的構建
在“卓越計劃”的總體教育理念下,明確了我校培養應用型化工卓越工程師的目標要求。普通工科院校培養的目標應該是基礎知識扎實、實踐能力強和綜合素質高并且具有一定創新能力應用型工程技術人才。讓學生廣泛學習企業的先進技術和先進企業文化,深入開展工程實踐活動,參與企業運行、技術創新和工程開發,從而培養學生的職業精神、職業道德和工程實踐能力。據此建立我校化工試點專業的實踐教學體系。分為基礎性實踐能力、綜合性實踐能力、工程設計性能力、企業社會實踐能力四大模塊,實踐環節學分占三分之一以上,工程實踐教學四年不斷線,企業學習四年不斷線。結合工程實際,構建和完善“以實驗及工藝基本操作技能訓練為基礎,以設計為主線,提高學生的工程實踐能力和學習能力為目標”遞進式的實踐教學體系。
表1 化學工程與工藝卓越計劃試點專業實踐教學體系
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四、結語
我校化學工程與工藝專業通過實施“卓越計劃”,構建實踐教學體系,開展“模塊化,多元化,多樣性”的實踐教學方法,與企業深度合作,建立實踐教學質量保障體系,建立工程實踐教學能力強的專兼職實踐教師隊伍,逐步提高學生主動學習的積極性,提高學生的綜合素質,培養合格的化工卓越工程師。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 白艷茹,王旭,王小寧.卓越計劃背景下創新人才培養模式的改革 [J].實驗技術與管理,2012,(3):222-224.
[2] 詹世平,王衛京,趙啟成,等.地方高校化工專業實踐教學體系的構建 [J].實驗科學與技術,2012,(3):99-101.
[3] 魏靜等.基于“卓越工程師教育培養計劃”的實踐教學體系的構建與實踐[J].紡織服裝教育,2012,(6): 486-489.
1改革思路
“卓越計劃”提出了面向工業界、面向世界、面向未來,培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才的目標要求[4]。“卓越計劃”特別強調行業企業深度參與培養過程,學校按通用標準和行業標準培養工程人才,強化培養學生的工程能力和創新能力。我校電子與信息工程學院的二個“卓越計劃”試點專業工程實踐教學的改革思路是:以“卓越計劃”目標為引領,結合專業認證標準,面向行業企業需求,確立實踐能力培養目標;加大工程實踐比重,建立開放的、分層次的實踐教學體系;開發適合教學的工程型實驗項目,實施基于“項目驅動”的實驗教學模式;建設與項目實踐相適應的工程型實踐環境;深化校企合作教育,引入企業資源(包括人力、項目和平臺資源),探索校企聯合培養人才新機制。
2優化實踐教學體系
實踐教學是高等學校教學體系的重要組成部分,是培養學生實踐能力和創新能力的重要手段,是實現工程實踐教育的基本途徑之一[5-7]。工程教育認證通用標準指出,“應設置完善的實踐教學體系,應與企業合作,開展實習、實訓,培養學生的動手能力和創新能力。”計算機科學與技術專業補充標準要求“具有滿足教學需要的完備的實踐教學體系,主要包括實驗課程、課程設計、現場實習。”電子信息與電氣工程類專業補充標準也要求“具有面向工程需要的完備的實踐教學體系,包括金工實習、電子工藝實習、各類課程設計與綜合實驗、工程認識實習、專業實習(實踐)等。”“卓越計劃”將強化實踐能力作為卓越工程師培養的核心[8]。我校“卓越計劃”試點專業的培養目標是具有“3I”特質工程師后備人才。三種特質中的“Initiative”是對工程師職業操守品質的要求,必須從知識、能力和品德等全面提高學生的素質;“Industrial”指工程師應具有的工程專業知識和工程倫理知識等,是對職業勝任能力的要求;“Integrative”指工程師應具有的綜合應用知識的能力,是根據工程內在屬性和工程師分類標準提出的工程師職業勝任能力要求。為實現人才培養目標,“卓越計劃”試點專業采用“3+1”培養模式,即3年在校學習,1年企業學習。在制定的“電子信息工程專業卓越嵌入式系統應用工程師試點專業培養計劃”和“計算機科學與技術專業卓越軟件工程師試點專業培養計劃”中,堅持“能力培養”這一主線,體現“以提高實踐能力為核心、工程訓練為基礎、綜合運用為特色”培養思路,堅持“注重實踐、注重能力、注重創新”教學理念,運用“理論與實踐結合,實踐與工程結合,工程與能力結合”教學方法,實現“素質教育,實踐優先;實踐教學,能力優先,能力培養,應用優先”培養方向,加大實踐教學比重,建立開放、分層次、模塊化、以能力培養為核心的實踐教學體系。在縱向上,由認知型、驗證型、綜合型、設計型、創新型等實踐順序漸進,實現工程應用、設計、創新能力由易及難、由簡單到復雜的訓練;在橫向上,由課程實驗、課程設計、企業項目、科創項目等逐級推進,達到“卓越計劃”實踐教學體系規定的培養目標。實踐教學體系主要由基礎實驗(工程認識實踐)、工程基礎實踐及綜合運用實踐等三個層次實踐環節組成,如表1所示。通過基礎實驗(工程認識實踐),主要培養學生基本實踐技能,養成嚴謹科學的實驗作風。通過工程基礎實踐,主要培養學生基本工程素養和解決實際應用問題能力。通過綜合運用實踐,提高學生運用專業技術解決實際工程問題的能力,特別是通過企業項目實踐,為今后從事項目開發、生產、營銷、服務或工程項目的施工、運行、維護等方面工作打好基礎。2013級計算機科學與技術專業實踐教學占總學分比例達到了30.8%,電子信息工程專業實踐教學占總學分比例達到了31.4%。
3改革實踐教學模式
實踐教學模式既是一種教育理念,又是教育的手段和環節之一,對引導學生發揮個性,培養學生的知識應用能力、信息獲取和選擇能力、動手實踐能力以及創新能力擔負著重要的作用[9]。針對原實踐教學中普遍存在的項目訓練偏少、實驗內容與實際應用脫節等問題,在“卓越計劃”123模式的基礎上,我們以學生為主體、項目為主線、教師為主導,以工程型實驗環境為依托,以工程型實驗項目為載體,構建了基于“項目驅動”的實踐教學模式。“項目驅動”是一種實施探究式方法的教學模式,是德國職業教育在20世紀80年代開始大力推行的一種“行為引導式”的教學形式,是一種以項目為主體的職業行業引導式的教學方式。學生在教師引導下,完成項目分析、方案論證、系統設計、系統調試、項目答辯等環節,通過“做中學”自主完成實踐教學任務。因此,“項目驅動”這種實踐教學模式比較有利于工程人才和創新人才的脫穎而出。2013學年,“卓越計劃”的二個試點專業共開設42門實驗課程276個實驗項目,其中基于項目的綜合性、設計性、創新性實驗178個,占68%。在三個層次的工程實踐環節中普遍施行了“項目驅動”、“任務驅動”或“案例驅動”教學模式。在工程認識實踐中,針對對工程實踐缺乏了解的大一學生,在金工實習、電子工藝實習、工程環境認知等實踐環節,通過參觀SMT生產線、自動化柔性裝配生產線、智能機器人、虛擬現實、智能家居物聯網等實景式項目,使學生了解基本工程知識,初步建立工程概念,激發對工程的興趣和好奇心。在工程基礎實踐中,針對具有一定基本知識和基本概念的大二學生,設立課程設計、學年設計(論文)、校企合作課程、工程師能力水平(資格)認證等實踐環節,提高學生工程基礎實踐能力。如電子線路課程設計,通過完成“數控恒流源的設計與調試”、“運算放大器在波形變換中的應用”、“雙積分A/D轉換電路的設計”、“簡易數字頻率計的設計”等項目,使學生掌握電子線路的一般設計、制作與調試方法。在工程綜合實踐中,針對具有一定專業知識的高年級學生,設立進階型學年設計、企業項目實踐、畢業實習、畢業設計等實踐環節,提高學生解決工程實際問題的能力。如嵌入式企業項目實踐,通過分組完成“基于數據采集、網絡/無線通訊、圖形用戶界面顯示以及嵌入式數據庫存儲系統等多種嵌入式技術的視頻采集終端”、“基于LINUX環境、TCP/IP協議、廣播多播協議、rtp實時流傳播協議、視頻AD驅動、linuxforbuffer、linuxforvideo2等技術的視頻監控系統”、“基于嵌入式Linux/網絡的會議投票系統”、“基于無線感應器的家庭安防網關”等項目,培養學生解決實際問題的能力,培養學生團隊開發和協同工作的能力,增加學生對企業項目開發流程的了解,強化學生編寫項目概要設計文檔與詳細設計文檔的能力。通過改革實踐教學模式,實驗由“以教師為主”向“以學生為主”的轉變,學生由“被動實驗”向“主動實驗”的轉變,教學由“知識傳授”向“能力培養”轉變,項目實踐由“虛擬仿真”向“真刀真槍”轉變。
4建設工程型實驗環境
工程教育認證標準要求“學校能夠提供達成培養目標所必需的基礎設施,包括為學生的實踐活動、創新活動提供有效支持”,“高校要與企業合作共建實習和實訓基地,在教學過程中為學生提供參與工程實踐的平臺。”為此,我們在實驗環境建設中注入工程元素,為培養工程技術人才提供條件保障。實施“卓越計劃”以來,與試點專業相關的實驗室共投入經費1200余萬元,工程型或者情景式實驗環境建設取得顯著成效。我院已建成的工程型實驗室如表2所示。通過與通用電氣(GE)合作,采用模塊化方法搭建實景式工業自動化控制訓練環境,建成了GE自動化系統實驗室。應用GE現場總線控制器,可實現PAC基礎實訓、運動控制實訓、總線控制實訓以及對各種控制對象實訓;通過與專業從事SMT加工的公司合作,建成了與企業表面貼裝生產線完全一致的SMT實驗室,實驗室采用合作運管模式,企業提供工程師,保證每學期按教學計劃為學生提供SMT元器件認知、SMT印制板設計與制作、SMT生產線裝配調試與測試、鋼網制作及編程、生產QA檢測、SMT各道工序工藝等項目實踐及指導。與此同時,企業將大量SMT加工業務植入平臺,既保證了SMT組裝線的正常運行,又營造了一個真實的企業生產環境和氛圍,學生在實際生產環境中進行項目訓練,企業在學生進行項目訓練中仍然保持生產;通過與Labcenter公司與廣州風標公司合作,建成了開放式Proteus虛擬仿真實驗室,利用Proteus仿真軟件和相應的硬件平臺構成一個從虛擬到實際,從軟件到硬件,從概念到產品的全過程項目設計的多功能實驗平臺,學生只須登錄即可進行網上遠程實驗,它可用于電路分析、模擬電路、數字電路、嵌入式系統、單片機應用以及ARM應用系統等課程的項目實踐;通過與中國聯通合作,在校內共建了信息安全實驗室,學生在校內就能接觸業界最新主流設備,體驗電信企業的先進設施與良好環境[10-11]。另外,學院還建成了軟件工程實驗室、網絡技術實驗室、數字媒體技術實驗室、電子系統設計實驗室、通信系統實驗室、傳感器與檢測實驗室、微機與控制實驗室,NI虛擬儀器實驗室、射頻測試技術實驗室、無線傳感網絡實驗室、電子創新實驗室、仿人智能機器人實驗室、嵌入式創新應用實驗室。這些工程型實驗室的建成,為“卓越計劃”開展工程實踐提供了良好的條件保障,也為開展大學生電子設計競賽、飛思卡爾智能汽車大賽、機器人大賽、自動化控制設計大賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品大賽等創新實踐提供了優越的工程實踐環境。除了校內實驗環境,我們也注重有實質性合作內容的校外實踐教育基地建設。與中軟國際共建了國家級工程實踐教育基地,與達內科技共建了軟件類工程實踐教學基地,與寧波三星電氣股份有限公司共建了智能電表與通信工程實踐教學基地,與寧波柯力傳感器科技股份有限公司共建了傳感器與檢測工程實踐教學基地,與杭州華嵌信息有限公司共建了嵌入式實踐教學基地,與廣電銀通股份有限公司共建了ATM實踐教學基地。另與十余家規模企業、二十余家中小企業簽訂了共建校外實習基地協議書。
5開發工程型實驗項目
缺少了工程型實驗項目,學生工程能力培養將成為“無米之炊”。工程型實驗項目開發是否科學合理,直接影響到工程實踐教學的效果,影響到學生工程能力的培養。工程型實驗項目越具有代表性、先進性、真實性和教學適應性,訓練效果就越好。在“卓越計劃”試點專業實踐教學改革中,我們以學生工程能力培養為導向,以自制實驗設備為抓手,開發了大量工程型實驗項目,優化了實驗項目的結構與內容,促進了學生工程能力的培養。同時,也推動了一支勝任卓越工程師培養的工科教師隊伍的建設[12]。以電子信息工程專業為例,針對市場上或者原有實驗設備存在的“功能多而雜”、“傻瓜式”、“黑匣子”、“集成式”、“擴展性差”、“實驗環境與實際工程環境不一致”等缺陷,根據“寧波工程學院自制實驗儀器設備管理辦法”,先后有13個自制實驗設備項目獲得學校100余萬元專項資助,累計開發研制696套(臺)實驗設備,其中電路實驗平臺45臺,模擬電路實驗平臺45臺,數字電路實驗平臺45臺,單片機技術實驗平臺50套,電子線路設計實驗平臺45套,傳感器與檢測綜合實驗平臺225臺,計算機測控系統實踐平臺50套,C8051F實驗平臺50套,基于實時操作系統的ARM嵌入式系統平臺50套,典型工程項目實訓平臺1臺[13]。這些自制實驗設備具有以下特點:以能力培養為導向,開發理念與實驗技術先進,有利于提高學生工程能力和創新能力;單價低于市場價1/3以上,質量、性能、實驗項目優于同類產品;具有模塊化、開放化特點,便于功能擴展;實驗項目大都是設計型、應用型、工程型項目。表3所示為典型工程項目實訓平臺開設的工程型實驗項目。對每個實驗項目,開發項目的教師均制作了樣機,以供項目教學示范與陳列,同時編寫了“工程項目實訓案例設計教程”,教材內容包括項目設計原理、技術方案、技術參數的分析與確定、軟硬件設計、系統調試。另外,還附有齊全的工程設計資料,如原理圖、PCB版圖、器件的數據參數、源代碼、調試方法等。這些自主開發的項目均已用于校內工程項目實踐。
6深化校企合作教育
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020年》提出的“建立健全政府主導、行業指導、企業參與的辦學機制,制定促進校企合作辦學法規,推進校企合作制度化”從政策方向上確立了校企合作辦學體制改革趨勢。工程教育認證標準也指出,“積極開展科技創新、社會實踐等多種形式實踐活動,到各類工程單位實習或工作,取得工程經驗,基本了解本行業狀況”,強調了企業實習實踐的重要性。“卓越計劃”更是要求行業企業深度、全過程參與培養過程,高校按通用標準和行業標準培養工程人才。當前,無論是企業還是高校,對于校企合作都有很高的認同和期待,都認為校企合作是提高工程教育質量、提高企業競爭力的關鍵因素。“卓越計劃”將企業由單純的用人單位變為聯合培養單位,高校要發揮企業在工程型人才、項目案例、項目管理等方面的資源與優勢。校企合作教育模式可以有很多種形式,如系統全面的合作模式、模塊化的合作模式、基于項目的合作模式、訂單式的合作模式、頂崗實習的合作模式、學工交替的合作模式以及課程置換的合作模式等[14]。以2014屆計算機科學與技術專業(軟件工程方向)為例,依托我校已有的“浙江省國際服務外包人才培訓基地”、“寧波市服務外包人才培訓基地”、寧波市先進制造業培訓中心“軟件與服務外包工程訓練中心”等平臺,引進了微軟、IBM、CISCO、Oracle、RENESAS、中軟國際、達內科技等國際知名企業,在聯合制定“計算機科學與技術專業卓越軟件工程師試點專業培養計劃”的基礎上,又共同制定了“企業學習階段培養方案”,明確了合作課程、企業項目實踐及企業實習的任務與目標,確保了校企合作教育質量。學生三年時間在校完成相應的理論課程、基礎實驗和實踐訓練,一年時間在對口企業中完成合作課程、項目實踐、企業實習,參與軟件開發與服務外包、信息系統項目管理、軟件設計與軟件評測等實踐訓練。第六學期的1~8周,在校內與企業合作開設J2ME、ASP.NETWEB等應用開發方面的合作課程。后八周及暑假期間,學生在企業項目經理指導下開展企業項目實踐。第七學期的1~8周,在學校繼續與企業合作開展網絡、JavaEE和.NET等應用開發方面的合作課程。8~10周,學生進企業實習。校企合作教育內容安排如表4所示。通過合作教育,學生了解了知名軟件公司的企業文化和規范管理,開拓了學習視野;通過仿真商業案例,掌握了軟件項目的開發流程和管理方法;通過在項目中扮演不同角色,培養了團隊協作精神、溝通能力和職業操守,為日后成為項目經理、系統分析師、系統架構師、軟件測試師等行業精英打下了良好基礎。需要指出的是,以上校企合作課程、企業實踐項目的實施得到了我校“卓越計劃”專項經費的鼎立支持。每個試點專業每年教學改革的經費支持額度約為50萬元,主要用于課程建設、企業項目實踐以及學生海外實習等軟性投入。
7結語
【關鍵詞】卓越工程師;教育培養計劃;大學教育;卓越科學家
簡介
在過去,由于受到上世紀80年代早期歷史原因的深刻影響,中國工程師教育和西方相比相對落后。但是,近些年來,中國高等教育經歷了一個巨大的發展,尤其是工程師培養也獲得了巨大成功。由于中國經濟和社會的飛速發展,以及中國政府采取維持高速發展的策略,[1]在中國培養了大量的工程師以后,中國政府決定執行一個長遠的計劃:卓越工程師教育培養計劃,目的是為了進一步促進中國工程師教育的發展,改善中國工程師的綜合能力,尤其是培養大量具有創新能力的工程師。這些工程師具備適應經濟和社會發展的需要,滿足各種不同類型高質量工程師和技術人員的社會需求,同時他們也能幫助整個國家走上新型工業化的道路。到目前為止,中國已經有86所高校被指定加入這個計劃。所有這些大學都要明確工程師培養過程中的四個要點,其中最重要的是加強與企業的合作。它意味著在工程方面中國大學應該加強與企業的合作,使得大學生能夠進入企業的項目,在實踐活動中得到提升。
在這個計劃中,大學工程師教育的任務是為企業培養工程師。在實踐當中教育和培養工程師這一思想正在被中國大學普遍接受。同濟大學在2010年深入貫徹培養高級工程師的教育改革正是這一思想的具體實踐。這一計劃和政策構建了企業和大學之間的橋梁,將培養實踐能力提高到一個顯著的位置。這表明了實踐在大學制定教學計劃中已經成為一個基本概念。基于這個概念,中國卓越工程師教育培養計劃是為了改變中國的大學畢業生和在校大學生由于缺乏實踐能力和創新思維能力而在全球競爭中處于劣勢地位的現狀。但是席卷中國高校的計劃正在發生新的變化,這種變化同樣讓人擔心。
目前,在中國大學中,尤其是在加入卓越工程師教育培養計劃的大學中,大學生必須選擇一定學分的實驗課程,他們必須在老師的要求下完成實驗操作,同時作為計劃的一部分,優秀的大學生還將被送入企業參加一部分項目。在另一方面,大量的工程師實踐教育中心將在許多企業建立,這個表面上有利于培養學生實踐能力的舉措實際上將大學導向為企業準備技能型人才的工業化公司。由于人的時間、精力所限,大學生培養過程也有年限要求,因此過分強調社會實踐能力的培養必然忽視更重要的學術能力的培養。雖然大學畢業生不可能人人都成為科學家,但也不應該僅僅是一個知道如何操作儀器設備或設計產品的人,他必須是一個對于自然科學技術有著良好認知,對于分析和解決科學技術問題有著基本能力的人,但是這一點似乎有悖卓越工程師教育培養計劃的精神。因此有一個問題必須仔細考慮,它也是上述擔憂的核心所在,即什么是大學真正的使命?是將學生培養成企業需要的技能型人才,還是將他們培養成能引領整個社會發展的精英?這就是本文所要探討的話題。
1 最近的工程師教育培養分析
在現有卓越工程師教育培養計劃中,有三個主要的特征:
①工業和企業的深層培養渠道;
②培訓工程師成為工業標準;
③加強學生的工程應用和創新能力。
考慮到這三個特點,雖然創新也是這個項目中的重點,很明顯,卓越工程師教育培養計劃主要強調提高學生的基本實踐能力并且為企業培養工程師。但是這個計劃同時也暗示著強調工程師教育的目的是為了發展經濟,因為“以經濟建設為中心”是中國的基本國策,工業化過程作為促進經濟發展的重要部分,是中國政府長期重視發展的方向,那么大學教育為工業發展服務也成為一個理所當然的結果。在這種背景下,卓越工程師教育培養計劃僅僅是一個標語,造就了成百上千和過去一樣缺乏創新能力的工程師,因為創新能力需要有深厚的學術能力作為基礎。
根據中國教育部2010年統計數據顯示,大學生中的工科學生情況如表1所示。讓我們打破CETPOE項目的限制,全盤地看一下中國的工程教育。中國工科學生的畢業生數量目前據全世界第一,但是相比之下,其所培養的工科學生卻在工程應用領域很少有所創新,他們之中也很少有人能成為精英。The McKinsey 研究了9種職業其中包括工程方向,從中得出了只有少于10%的中國應聘者能夠勝任這9種職業。
這份研究展示了一個很嚴峻的現實,即包括CETPOE項目在內,中國高水平工程教育方面仍然存在一些已知或者未知的錯誤。這種情況導致了其所培養的工程師只有極少部分具有一定的競爭力。