马湘蓉 孟繁繁 阿地力·依米提
新疆师范大学物理与电子工程学院 乌鲁木齐 830054
作者:马湘蓉,工学博士,研究方向为光电子学与器件。
中国经济的高速发展需要培养出一批具有国际竞争力的创新型工程人才,为我国走中国特色新型工业化道路和建设创新型国家提供强有力的人才支撑和智力保障,这对高等工程教育改革发展提出了迫切要求。2010年6月23日,教育部正式启动了“卓越工程师教育培养计划”。“卓越工程师教育培养计划”作为《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》组织实施的一个国家重大项目,旨在培养和造就一大批创新能力强、适应中国经济社会发展需要的高素质各类工程技术人才,成为我国高等工程教育人才培养的破冰之举。全国共有61所高校成为首批实施“卓越计划”的高校,第二批有133所高校[1]。
高等师范院校培养工科人才是学校长远发展的需要,同时也是多形式办学、拓展新专业的需要,更是服务地方经济建设的需要。但全国师范类高校在工学学科上的实力总体处于弱势位置[2-3],而“卓越工程师教育培养计划”在电子专业相关学科的本科以及硕士层次领域的培养模式还在摸索阶段。在这种背景下,师范院校的工科专业如何实施该计划,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的、高质量的各类型工程技术人才,为新疆区域发展作出贡献,是面临的一个亟待研究和解决的重要课题。
本文针对师范院校电子专业人才培养体系的现状及存在的主要问题,从实践教学、完善教师工程能力的培养几个方面,就培养“卓越工程师”教学体系的改革与创新进行初步分析和探讨。
高素质的工科应用型人才培养需要灵活多变的办学模式,以适应社会经济转型发展的要求。然而,从调研情况和实际运行看,目前师范院校工科专业的工科氛围缺乏,不少师范院校名义上是办工科专业,但实际办学模式却依然按照师范传统来规划设计工科专业的建设发展,传统的理论授课模式依然是工科专业教学的主要形式,培养方案、课程体系、教学方式、实践教学环节等,都没有遵循工科专业的特性和规律,其所培养的工科人才的社会竞争力十分有限。
大部分师范院校虽已有一定数量规模的工科师资队伍,但与工科专业人才培养的要求差距很大。一是既具有实践经验,又能胜任实验、实践教学,实践能力强的师资短缺;二是缺乏能带动学科发展的学科带头人或领军人物,而这方面的师资引进又难,这意味着电子专业难以向“精”“优”发展。而“双师”型教师的缺乏,更意味着工科专业的教学质量难以保证,工科人才的培养标准难以完成。
除少数部属、省属知名师范大学外,大多数师范院校工科专业存在招生难问题。从全国的专业发展及走势看,理工类院校的工科专业比师范类院校的工科专业招生形势好,而师范院校的工科专业,即使如电子信息工程、计算机科学与技术等一些大众型的热门专业,其招生仍很困难,这样势必影响招生质量。
工科专业的学生除了掌握必备的专业基础理论知识之外,更重要的是通过实践教学培养动手操作能力,而实践教学需要同时具备两个条件:一是熟知实践操作的教师;二是实验实训的设备、基地。真正同时具备这两个条件的师范院校还是少数,一是实验室、专业实训实习基地严重缺乏,教学计划规定的实验课和课程设计开设存在困难,学生的实践技能训练受场地和条件的限制难以保证;二是专业实习还是沿用师范院校的教育实习规律,实习时间过短。对于非师范类专业的见习费用,新疆师范大学是由学院自行承担的,且实习经费也存在不足,实习基地建设严重滞后。
在卓越工程师计划中,学生是卓越计划的主体和核心,学校和企业是计划的执行者和推动力,三者在调整完成自身功能的前提下,只有相互联系、相互促进、相互作用,才能培养出有中国特色的卓越工程师。其培养结构如图1所示[4]。
卓越计划对学生的学习能力、实践能力、创新能力、沟通能力提出更高的要求,学生有了更多的自主性和开创性,创新机遇与实践机会大幅增加。在这些机遇和挑战面前,学生应该快速提高自身的学习能力和沟通能力。
1)录取和选拔方式。目前卓越工程师人才的选拔有两种方式,一种方式是在新生录取时就录取为卓越工程师班,通过这种方式录取的学生,学校无法充分判断其是否具有卓越工程师的培养价值;另外一种方式是学生在大学二年级自愿填报志愿,学校通过选拔确定卓越班名单,这种方式就使得四年卓越工程师的培养规划缩短了一年。这两种方式各有优缺点,把这两种选拔方式有效地结合,将有益于卓越工程师人才的培养。
图1 卓越工程师培养结构图[4]
2)建立面向应用型工程人才培养的实践教学体系。“卓越工程师计划”应用型工程人才以学生工程实践能力、创新能力的培养为核心,以工程实践与科研训练为主线,与传统本科培养模式存在一定区别。在目前师范院校工科专业争相课程改革和建设的大好形势下,如何以“卓越工程师教育培养计划”为指导,针对师范院校工科专业的课程设置、实践内容、实践环节课程设置缺乏科学性、实习单位落实困难以及学生综合能力等方面暴露出的问题,对电子类实践课程体系、教学内容与教学模式进行改革与探索,做好专业课程的建设工作,有针对性地培养学生的实践创新意识与基本能力,探索培养符合时代发展需要的工程专业人才是目前要迫切解决的问题。
①新疆师范大学的电子信息专业设置物理、电子类基础性课程及有关实验,使学生掌握扎实的学科基础理论,得到实践技能训练,注重多层次的实践教学体系建设。实践教学体系分为三个层次:基础实践、专业实践、专业综合实践。对C语言程序设计和高频电路等一些学科基础课程,通过设置专题研究和与电子设计大赛试题相似的大作业等实践环节,加强工程基础的实践环节培养。由于各类工程应用与实践课程是以工程科学研究训练为载体的工程专题课程和工程实践训练,因此在专业实践教学环节中重点设置专业核心理论课程、与理论相结合的实习实践、专业技术课程以及课程设计,并在实践教学中设置了开放性实验。
②积极整合校内资源,建立校内实习平台,利用学校现有条件充分发挥校内现有实训基地的作用,促进专业的建设和发展。为了培养学生的创新设计能力,给优秀学生提供良好的学习与研究的环境,展现新思维、新设计的舞台,在2005年建立大学生素质拓展中心——电子创新设计实验室,实验室的设备先进,配置比较齐全:提供各种单片机开发系统、嵌入式和FPGA开发版、万用表、数字存储示波器、频谱分析仪以及电源。创新设计实验室面向全体学生、兴趣小组、参加电子设计大赛学生等优秀本科生和研究生开放。
③强化基于企业结合的实习基地建设,先后与乌鲁木齐电信分公司、新疆新能通信公司和乌鲁木齐铁通分公司建立实习基地,其中两个实习基地被评为校级优秀实习基地。学院加强产学研合作教育和培养,与特变电工新疆新能源股份有限公司签订产学研合作协议,充分发挥企业在工程人才培养过程中不可替代的辅佐作用,以期从根本上解决工程人才培养中校企脱节的现象。
3)加强师资队伍建设和完善教师工程能力的培养。“卓越工程师教育培养计划”的核心与关键在于培养学生的工程能力与创新能力[5],而要培养这两大能力,前提是拥有一批优秀的教师队伍,并且制定出合理与完备的人才培养课程体系。学校电子系解决“双师”型师资队伍建设的主要做法是把没有工程能力或工程能力不强的教师推向企业实践环境,进行实地培训,把其培养成为适应“卓越工程师教育培养计划”的“高校卓越工程师”导师。一方面,当前电子系教师整体理论水平较强,只是缺乏现场工程实践的锻炼,让他们在企业真正工作1~2年,他们的工程意识与工程能力势必会得到显著提高;另一方面,他们还可能从现实工程问题中提炼出一些科研选题,通过研究,也许可以大力提升产业水平甚至促进产品的更新换代等。
师范院校的电子专业应以“卓越工程师教育培养计划”为契机,对现行的电子类专业的教学体系和师资队伍建设进行改革和探索,充分利用现有条件,增加新型有效的课程体系和教学方法,修改教学与培养计划,精简复杂的课程体系,招聘有丰富工程经验的教师,通过积极与企业合作等方式增强实践环节,努力以卓越计划为指导,培养具有创新意识和从事科学研究、科技开发初步能力的高素质工程技术型的师范院校电子专业的人才,并从中探索出一种适合师范院校电子类专业的教学方法改革模式。
[1]教育部.卓越工程师教育培养计划[EB/OL].[2012-03-10].http://baike.baidu.com/view/3810178.htm.
[2]陈选能.高等师范院校工科人才培养的意义与策略选择[J].中国电力教育,2009(8):20-21.
[3]陈庆星.师范院校工科专业发展的困惑、问题与对策[J].理工高教研究,2008(2):49-50.
[4]李爱琴,肖云峰.应用型“卓越工程师”培养过程分析[J].中国电力教育,2011(22):23.
[5]宋佩维.卓越工程师创新能力培养的思路与途径[J].中国电力教育,2011(7):25-26.