学科竞赛驱动的学生工程实践能力培养模式研究与实践

袁川来+孔玲爽+周维龙

摘要：工程实践能力作为工程师最重要的素质，是我国高校工科专业培养学生的基本目标之一。我国拥有世界上规模最大的高等工程本科教育，因而，通过教学改革培育大学生工程实践素质具有重要意义。

关键词：学科竞赛;培养模式;实践能力

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）19-0168-02

工程素质是电气类学科专业学生必须具备的基本素质，但传统的培养方法存在系统性不强和与实际项目需求相脱离等问题，近年来，我院立足学科竞赛和大学生学习特点，以一系列教研教改课题和“国家级大学生创业创新训练计划”项目、“湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划”项目为依托，从增强大学生工程实践创新能力的角度出发，进行了近六年的探索和实践，提出了“两结合、三提高”即课内与课外结合、校内与校外结合，提高创新意识、提高工程素养、提高工程实践能力的“2+3”电气类工程实践能力培养模式，建立了“实验、实训→课外制作→学科竞赛→实际项目”的全方位实践驱动体系。实践表明，该培养模式能有效地提高大学生工程实践能力和工程素养，提升大学生培养质量。

一、模式的主要内容

1.建立“2+3”工程实践能力培养模式。本模式立足学科竞赛和大学生学习特点，从增强大学生实践创新能力出发，进行了近六年的探索，建立了“实验、实训→课外制作→学科竞赛→实际项目”的全方位实践驱动体系，形成了“两结合、三提高”即课内与课外结合、校内与校外结合，提高提高创新意识、提高工程素养、提高工程实践能力的“2+3”电气类大学生工程实践能力培养模式。“两结合”是指对学生的教育在校内的课堂内、课堂外与校园内、校园外进行。课堂内能很好地完成理论教学过程，让学生具备一定的理论知识，完成电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、电子技术工艺、传感与检测技术、单片机原理、EDA技术、DSP技术、嵌入式系统等理论课程;并完成相应实验、实训等实践环节。在此基础上，通过课堂外针对性的训练，培养学生的四个心态，即“信心、恒心、耐心、细心”，四个能力，即“看图能力、计算能力、选型能力、操作能力”，完成四个进程，即“由基础、到技能、到团队、到项目”，同时延伸到校园外，与企业进行深入接触，为学生参加学科竞赛和实际科研项目奠定良好基础。“三提高”是指在学生完成电类基础理论和基本技能的基础上通过参加各种形式的学科竞赛、大学生创新训练项目和横向科研项目，实现创新意识、工程素养、工程实践能力的提升。

2.引入实际案例教学法，加强学生工程素质训练。采用案例教学法，从所承担的横向课题中提炼出若干与模拟电子技术、数字电子技术、电工技术、单片机原理、EDA技术、DSP技术等课程结合紧密的工程设计案例，在学院创新实验室中对案例进行深入剖析和演示，使同学们在理论课程的学习中就建立可靠性、稳定性、可维护性、工艺性等基本的工程概念，提高同学们理论与实际相结合的能力。

3.引入压力教学法，培养学生抗压能力。抗压能力是工程素质的一个重要内容，也是学生主动适应社会和挑战的表现。为了培养学生的抗压能力，项目引入压力教学法，主要措施有：①在学生培训过程中采用淘汰机制，激励后进的学生积极上进，同时形成压力，让学生习惯在压力中学习;②要求学生参加各种形式的学科竞赛，通过大赛锻炼学生的抗压能力和团队合作精神;③安排学生进入教师的科研团队，负责一些具体项目，要求学生所做工作和项目进度同步，通过项目的实际要求和标准，培养学生面对项目压力的处理能力。

4.鼓励学生加入横向科研项目，培养学生工程综合素质。实验、设计制作和学科竞赛等环节能培养学生较好的实践动手能力，但是真正的工程实践能力必须在实际工程中才能得到培养。为此，项目要求学生加入到教师的科研团队中，负责一些具体的子项目，让学生在项目中发现自己的不足，不断提高自己。同时，实际项目也是培养学生团队合作精神和吃苦耐劳精神的最好平台，很多学生通过参与实际项目提高了技术水平，培养了自己作为工程技术人员应有的优秀品质。

5.采用团队指导，让学生学得更全面。学生工程实践能力的培养是一个系统而复杂的工程，不仅需要勤奋好学的学生，更需要一个优秀的指导教师团队。为了更好地培养学生，项目组对学生的培养坚持“导师负责，团队指导”的原则，由学生选择科研导师，但是培养工作由项目团队教师共同完成。

该项目组聚集了“两中三青”的优势组合，由两名教授和两名副教授、一名讲师组成，其中有2名博士，学科涉及仪器科学与技术、电气工程、控制理论与控制工程、电子科学与技术。这种多学科和多层次的师资组合，在培养学生工程素质过程中，能让学生吸取更多的知识，获得更多的指导。

二、模式的创新点

1.提出了“2+3”电类大学生工程实践能力培养模式。“2+3”培养模式是大学生工程实践能力培养理念上的突破，是满足社会多元需求的崭新教学模式，培养出的学生基础理论扎实、实践动手能力和创新能力强，具有过硬的工程实践能力，能与社会接轨，敢于迎接挑战。

2.创建了大学生工程实践能力培养基地—湖南工业大学电气学院创新实验室。该基地独立于传统的实验室体系之外，拥有更大的自由度和灵活性，同时又与实验室体系相互融合，能够实现资源共享，为学生提供了一个良好的创新实践平台。

3.实现理论与实践的相互结合，促进了理论教学和实践教学有机结合。结合“基地建设”，在实施“2+3”培养模式的过程中，建立优秀学生选拔培养机制，贯彻案例教学法、压力教学法和团队指导，培养学生全面的工程素质和能力。

4.推进了横向科研课题与实践教学的深度配合。将横向科研课题与学生的实践教学紧密结合，实现了教师科研课题的完成与学生实践创新能力和工程素质的提高二者之间的相互推动和良性循环，以推进两者的深度配合，实现迅速提高学生应用基础理论解决实际工程问题的能力。endprint

三、模式的实践与应用

自2008年项目开展以来，学科竞赛驱动的大学生工程实践能力培养模式研究和探索实践工作已走过了近六个年头。经过不懈努力，项目团队，刻苦努力，勇于科学研究，取得了一系列显著成绩，逐步建立完善了“2+3”电气类大学生工程实践能力培养模式，较好地解决了学生基本电路设计及试验能力差的问题，明显提高了学生综合应用相关课程知识从事工程实践的能力，并得到较好的应用和推广：

1.该成果自电气与信息工程学院2009级开始实施，历届学生受益。2009年以来的历届全国大学生电子设计竞赛、中国机器人竞赛、全国大学生测量控制与仪器创新设计大赛等学科竞赛中，我院学生累计获全国一等奖7项，全国二、三等奖9项，省一等奖2项。在2013年全国大学生电子设计竞赛中获本科组全国二等奖，在同类院校中取得了较好的声誉。同时该模式在我校独立学院科技学院中也进行了推广应用，在2013年中国机器人竞赛电子设计大赛中项目组所指导科技学院学生获得全国二等奖1项。在2013年珠江三角洲毕业生跟踪调查中，用人单位普遍评价：我院的毕业生工程素养好、创新意识强、工程实践能力强、上手快、敢于迎接挑战、吃得苦、留得住。

2.该项目实施中产生的大量成果成为湖南省大学生训练中心—湖南工业大学电气自动化大学生训练中心申报成功的重要支撑。省级大学生训练中心获批后，将成为该项目成果向全省展示和推广的最好平台。

3.2009年来，项目组发表教研论文10篇;与所指导学生一道发表论文8篇;在被指导的毕业学生中，获湖南工业大学优秀学士学位论文奖4项。反映了“2+3”培养模式理论教学和实践结合的效果，学生综合能力稳步提高。

4、从2009年以来，项目组学生直接参与横向开发项目，参与项目研发全过程，工作成效受到了包括中国南车、上海理光、广东易事特、株洲冶炼厂、株洲硬质合金有限公司、联宇电气等一批知名企业的肯定和好评。我院毕业生在学科竞赛驱动下提升工程实践能力的教学模式培养下，已逐渐成为电气类相关领域的中坚和骨干力量，学院社会声誉明显提升。

四、所取得的主要成果

1.带动了实验室的实验实训管理和教学改革。本项目实施中以学院大学生创新实验室为平台，加强了学生和实验室的联系，促进了“开放、自主、规范”的实验室管理和教学方式的形成，为我校成功申报省级大学生训练中心暨电气自动化大学生训练中心发挥了重要作用。

2.学科竞赛取得巨大成绩。2008年以来的历届全国大学生电子设计竞赛、中国机器人竞赛、全国大学生测量控制与仪器创新设计大赛等学科竞赛中，我院学生累计获全国一等奖7项，全国二、三等奖9项，省一等奖2项。在2013年全国大学生电子设计竞赛中获本科组全国二等奖。

3.近年来，本项目成员承担包括国家自然科学基金在内的纵向和横向科研项目12项，承担各级教研教改项目6项。发表科研论文共60篇（其中EI/SCI收录18篇），教学研究论文10篇。

4.近年来，本项目成员指导国家级大学生创业创新训练计划项目2项，湖南大学生研究性学习和创新性实验计划项目3项，校级大学生研究性学习和创新性实验计划项目4项。

5.促进了学院横向合作项目的研发。由于本项目的成功实施，近几年，更多的学生参与到教师的科研项目中并在项目实施中发挥越来越重要的作用，学生获得专利共3项。endprint