李滚+李辉+徐利梅+任玉琢+梁伟
[摘要]以电子科技大学探测制导与控制技术专业的创新建设为例,重点从创新人才培养目标、特色培养模式、专业培养体系建设、实践教学体系建设、师资队伍和科研团队建设等几个方面,详细介绍了该专业创新建设的措施。针对本专业建设目前面临的主要问题,提出了相应的解决办法。
[关键词]媒介融合;新闻策划;教学改革
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]10054634(2017)01008106
0引言
探测制导与控制技术本科专业是教育部批准设置的7个国防特色专业之一,该专业属于武器类专业,主要为我国的国防建设培养创新型应用人才。1998年,教育部在专业调整时,把原来的鱼雷工程、火控与指挥系统工程、引信技术、飞行器制导与控制4个专业整合为目前的探测制导与控制技术专业。该专业具有多学科融合特点,涉及电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术、光学工程、控制科学与工程等多个学科领域。目前,设置该专业的高校有哈尔滨工业大学、北京理工大学、北京航空航天大学、西北工业大学等。1999年,电子科技大学探测制导与控制技术专业1999年开始招生(当时电子工程学院招生,2003年停招)。2012年,电子科技大学航空航天学院成立,并于同年在该专业招生。学院充分调研国内国防单位对本专业人才能力的新需求,面向近年来航空航天领域及国防电子技术的迅猛发展的新形势,依托电子科技大学电子科学技术等优势学科,在此基础上全新制定了本专业培养方案。电子科技大学探测与制导控制技术专业的主要特色是围绕临近空间飞行器技术、飞行器导航制导与控制及飞行器测控通信技术重点建设。2012至2016年,电子科技大学持续全面推进本科生教育教学改革,笔者全程参与调研,对该培养方案进行了3次全面修订。目前,电子科技大学该专业有1个普通本科生培养方向和2个空军国防生培养方向(分别面向无人机系统和临近空间飞行器系统),该专业目前每年招生规模60人左右。2016年,本专业2012级第一批30名同学毕业,其中有21名同学继续深造(占70%:保送研究生5名,全国统考录取16人(考取外校3名,出境硕博连读深造1名),高于本校其他学院考研录取平均水平。学院该专业人才培养初见成效,发展态势良好。
由于该专业是国防特色专业,因此在国内设置该专业的高校中,各校都依托本校的传统优势学科精炼提升办学特色[1]。根据近年来国家本科招生政策逐渐变化情况,按照专业招生的新形势,相同专业在全国的招生竞争将更加激烈,将导致各校要更加重视专业特色和培养能力的建设。只有充分突出专业特色,才能在吸引优质本科生源方面具有强劲的竞争力。同时,专业特色鲜明基础扎实也是院所企对高校培养人才的根本要求。学校在突出专业特色的基础上,全面提高培养质量,才能较好满足用人单位的需求。因此,电子科技大学在本专业建设时,重点围绕该专业的特色课程建设和创新综合实验室建设发力做文章,初步取得了良好的效果。文献[25]针对本专业的高质量国防人才培养开展了探索研究,提出了一些切实可行的改进措施。笔者通过调研分析,由于该专业是国防专业,目前初步暴露的问题也比较多,其中突出的有3个问题。首先,本科招生第一志愿调剂率偏高;其次,新生对本专业认同度较低;再次,国防生和普通生的培养差异问题。本文将重点围绕这些问题,重点介绍电子科技大学在本专业建设方面的创新方法。
1创新人才培养目标
电子科技大學航空航天学院探测制导与控制技术专业旨在培养德、智、体全面发展,基础知识扎实、专业能力强,工程实践及创新能力强,具有系统工程思维和国际化视野的复合型技术人才。学院确立了3个具体的层次目标:一是培养航空航天领域的杰出科学家苗子;二是培养航空航天系统总师苖子;三是培养卓越工程师。在专业能力体系方面,本专业重点围绕空间信息的获取、传输、处理与存储,空间目标的探测、识别、跟踪、定位、通信,飞行器导航、制导与控制等科学技术方向,全面培养学生专业基础知识,科研能力和系统思维能力,构建和培养全面的综合能力体系。在教育教学环节:坚持理论与工程实践相结合,电子信息技术与航空航天相结合,教学与科研相结合的原则,通过科研一线实训,培养国家和行业急需的卓越工程师和优秀人才。该专业的毕业生能够从事飞行器测控通信、导航制导与控制、传感与探测、飞行控制等领域的科学研究、总体设计、关键技术研发及系统管理等工作。
2专业培养体系建设
根据本专业人才培养目标,考虑电子科技大学的课程设置特点,以及该专业的特色要素(导航—探测—制导),培养方案确立了“四层次三选二”的课程体系。四层次包括第一层次的公共基础课(学校通识课程);第二层次的学科基础课;第三层次的专业核心课程和第四层次的素质提升前沿创新课(个性化课程)。其课程体系逻辑关系如图1所示。其中,专业课选修方面实行“三选二”的套餐制方案,根据导航、探测和制导3个核心要素方向,每个学生必须选导航方向的3门课程,再任选探测或制导方向的2门课,即形成导航+探测(5门课),导航+制导方向(5门课)。在公共基础课方面,充分加强数理基础能力,非常重视人文素质通识课程教育,让学生掌握基本的自然科学、人文社会科学理论知识。学科基础课程依托电子科技大学电子信息类专业设置,确保学生俱备电子信息技术方面的专业基础知识,以发扬电子科技大学的优势学科特色,因此这也是本专业的优势特色。素质提高前沿创新课程主要采用课内外相结合的办法,加强理论知识与实践技能相结合,更加重视课外的自主学习钻研过程,主要包括学科前沿讲座、课程设计、工程设计以及毕业设计等。学科前沿讲座目前已成为研究型大学的必修课程,一方面在于拓宽知识面和开拓视野,感受大师的风采和体验科研氛围,熏陶学生学术志趣;另一方面还可以作为一个科研平台,促使师生相互交流,加深学生对知识的理解,使其有机会、有兴趣直接参与授课老师的科研项目或独立申请学校创新性实验/或实践项目。
在精品课程建设方面,依托电子科技大学电子信息类专业,对本专业课程建设与改革,重点加强专业特色课程建设,主要包括导航原理、飞行控制技术及应用、探测与识别技术、制导与控制原理。同时,对第四层次的素质提高前沿创新课,设置了专业前沿技术和专业应用创新综合设计2门课。其中,专业应用创新综合设计课,要求学生在老师的指导下,选择所学专业解决实际工程问题的课题(自拟题目或选择老师科研项目中的相关问题),进行方案设计—评审完善—计算机仿真—实验—课程答辩—成果发表(发表论文、申报专利)。专业前沿技术课程现在重点建设的有航空航天前沿技术和超导科学与应用前沿2门课程。
考虑到电子科技大学该专业同时培养国防生和普通生,根据空军国防生选培办的要求,学院在普通生和国防生培养方案面实行特色差异方案。在课程方面,国防生增加了5门特色课程,分别是临近空间测控通信技术、航电系统总体设计概论、空天飞行器制导与控制、空天一体信息对抗技术、无人飞行器系统设计与应用。普通生也可以选修这些特色课程。因此,同一个专业,实行两个个性化培养方案,实现了较好的差异化培养。
3综合创新实践建设
针对本专业应用性强,对学生实践能力要求高的特点,在综合创新实践与实践教学方面,学院建立了三级实践教学平台。该专业学生在课程体系的第一、二层次学习阶段,实践训练主要在学校公共实验室或学院实验室完成(主要包括课程實习、课程设计、课程上机实验、实验课程)。本专业实践及创新能力实训,一方面通过建设专业实验室,以及研制相关实验设备(如导航技术及应用实验平台等),来满足学生的实践需求。
具体而言,为加强本科生的能力培养,笔者提出并建立了三级三阶段综合实践体系:理论课实践(公共基础实验、专业课程课内实验和课程设计)、专业综合性实验、创新创业实践。这3者构成了所谓三级本科实践能力培养体系,又分三阶段培养本科生的综合能力。第一阶段(1~2年级),在基础理论课教学中,除公共基础实验和专业课课内实验外,通过强化传统的课程设计,开设课内小规模的综合性课程设计,初步培训学生对于基础概念的掌握、熟悉软硬件设计工具的使用,训练学生的知识获取和自我学习、表达等能力。第二阶段(2~3年级),通过综合性实验,促使学生对专业课程知识的理解,训练学生仿真、软件、硬件等工具的掌握能力和系统集成能力,锻炼学生的系统思维和项目管理能力。第三阶段(3~4年级),通过创新项目、毕业设计、学科竞赛、创业培育等创新创业实践活动,培养学生在社会环境下实施系统技术的实际开发应用能力,锻炼其工程背景下的分析问题和解决问题的能力,强化沟通交流、表达等能力。
同时,学院重点进行实验室建设。一方面,在实践培养体系的建设方面,通过培养方案的修订,明确了第一阶段的课时要求和第二阶段综合性实验的形式;通过校级的创新创业项目、本科教学培养特区计划以及中日远程控制机器人实验室、Microchip联合实验室、航模协会等创新实践单位及其竞赛活动,构建了支撑第三阶段实践活动的平台,保障了学生能力的进一步提升。另一方面,按照本专业实验中心建设的定位,结合学院实验中心现有条件和学校整合实验室的要求,目前将航空航天学院实验教学中心规划为3个实验群,用于支撑本科阶段理论教学和实践教学。分别是空间通信实验室群(下设测控通信实验室、空间激光通信实验室)、空间信息处理实验室群(导航实验室、航空电子设备实验室)、飞行器设计与控制实验室群(飞行器控制实验室、结构和力学实验室、无人机操控实验室)。具体实验室群、实验室和对应课程关系见图2所示。
另一方面,为了满足社会需求,增强学生的工程(科研)实践能力,通过与企业联合,建立专业实训基地。依靠成都地域优势,学院重点建设了3个暑期实践实训基地(成都飞机设计研究所、中国空气动力研究与发展中心、中电十所)。按照自愿和择优选拔的原则,每年暑期选择30名左右同学到3个实践实训基地进行实践和实习。实践证明,以学校/学院基础实验室、本专业实验室、工程(分)中心构建的三级实践教学平台,形成了稳定的实践教学基地,为实施本专业实践教学提供了有力保障。参加实践训练学生的能力都得到了提高,有相当一部分学生发表了学术论文,有的学生还与指导老师一起申请了专利。学生参加各类国家级和省级学科竞赛也取得了优异成绩。
4师资队伍建设
特色专业的建设需要一支高素质的师资队伍来保障。为此目的,学院采取“培养+引进+外聘”的有效举措保证高水平的师资队伍建设。目前,学院有专职教师75人,其中教授11人、副教授37人,航空航天重大专项及863等领域国家级专家3人、四川省有突出贡献专家1人、新世纪优秀人才2人、校中青年学术带头人1人。专任教师中具有博士学位人数比例为79%,具有航空航天专业背景的博士学位人数比例为55%,具有海外学习或工作经历的教师比例为45%。80%的教师年龄在35岁以下。专职教师队伍具有年轻化、高学历、多高校/多学科融合的显著特点。此外,学院还聘请了20余位航空、航天领域杰出专家担任兼职教授,其中中国科学院院士1名、工程院院士3名。到目前为止,学院师生比为1∶2.6,远远小于学校平均水平(1∶10),更小于全国的平均水平(1∶17)[6],这对学院推进小班制教学和和1+1+1+1培养模式具有明显优势,文献[7]研究认为,高校扩招以来,师生比严格失调,这是影响学生培养质量提升的主要因素之一,这一研究切中要害。目前,学院本专业建立了5个课程组,已经初步形成了一个较为合理的教师梯队。
5特色培养模式探索
为全面提升本专业人才培养的质量,本专业探索了一些初步的特色培养模式。
1) 人才培养特区—“鲲鹏计划万户班”建设。该计划是依托航空航天学院航空航天工程、探测制导与控制专业而建立的人才培养特区。特区以学院科研项目为牵引,以学院科研平台为支撑,以多种综合创新实验/项目为抓手,让学生提前通过各种形式和渠道开展科学研究和探索,从而培养学生的学术志趣。特区致力于培养专业能力强、综合素质高的创新型精英人才,培养航空航天领域的行业领军人物和科学家。特区通过专业老师带学生、老生带新生等多种创新培养模式,培养学生发现问题和解决问题的能力,培养精诚团结的团队精神。依托航模竞赛、微芯杯电子设计竞赛等学科竞赛,培养学生的实践创新能力,激发学生的学习兴趣。学院采用科研团队+导师队伍的指导模式,根据学生的科研潜质,因材施教,定制特色培养方案。利用成都航空航天产业研发的地缘优势,通过校企联合培养,结合行业开展前沿讲座、创业导师讲座、申请学校创新创业项目,培养学生的创新创业能力。
2) 本硕博递进培养。前3年学习人文素质课、数理化基础课、学科专业基础课,夯实基础。第4年进入科研课题组,在专职导师指导下开展科学研究,强化专业实践与创新能力培养,实现与研究生培养的无缝衔接,择优推荐硕连读。
3) 全程导师指导。学院聘请院士、行业知名专家等学者为学生授课,并全程一对一配备高水平导师传授科研方法,指导开展科学研究,培养科研创新能力。
4) 国际交流深造。与国际一流高校合作,提供优秀学生短期出国(境)学习、国际交换生、联合培养等机会,提供赴国外一流大学攻读硕士、博士学位等多种资助模式。
6科研团队建设
一方面,学院积极倡导高质量人才培养是学院教育教学的主旋律;另一方面,为了提高本科生培养质量,学院提出教研相长、学研相长的育人思路。其出发点和归宿都是为了育人这一根本目标。因此,要充分依托高水平的科学研究提升教师的自身的专业素养,从而提升教书育人的质量,在高校,科学研究要始终为教育教学服务,要充分追求科学研究对教育教学最大贡献率。相反,人才培养质量的提高又要求教师不断的从高水平的前瞻性科学研究中获得教学育人的能力。通过几年的实践,学院教师充分认识到要通过高水平科学研究苦练真功夫,深入钻研科学问题,知其所以然,深入浅出的让学生掌握基本知识和原理,并让学生既能捕捉到课程的科学前沿,又要通过钻研教学规律来加强组织教学的能力,从而真正做到科学研究和教学育人互相促进。围绕教研相长的思路和学院本专业的建设,学院积极组织科研团队,目前,学院主要重点建设测控通信与导航制导团队、智能系统与模式识别团队、微波毫米波暨高温超导团队、空间光通信团队4个团队,团队建设发展良好,一批科研骨干积极投身教学实践,成为教学科研的双骨干。
7面临的主要问题與对策
专业课实验实践教学有待进一步加强。在日趋严峻的就业形势下,用人单位越来越看重大学生的工程实践能力,用人单位迫切期望大学生在本科阶段就能得到真刀实枪的科研锻炼,毕业生实践经验欠缺、动手能力不强是人才培养质量不高的一个重要表现。为了保证培养质量,笔者提出将在前3年学习相关理论课程后,最后1年依托学院联合实验室、行业顶尖科研院所,以各类科研项目为牵引,让学生参与科研一线实践和项目锻炼。另外,鼓励学生积极申报参与学校创新实践项目和各类科技竞赛活动,充分利用学校提供的综合科研创新平台培养学生的工程实践能力。青年教师教学科研水平有待进一步提高。作为教育主体的教师是真个教育教学的组织者和引导者,教师也是是传播知识和创造知识的主体,因此,教师的教学观念、职业角色、思想品德、人格魅力、知识底蕴、学术视野与教学能力对学生的成长有着至关重要的影响,是影响教学质量的一个重要因素。学院是年轻的学院,青年教师居多,教师的教学水平还有很大的提升空间,学院将继续通过授课培训、观摩名师教学、教育教学研讨等多个方面快速提升学院青年教师的教学能力。
此外,学院还计划依托学校建立的“专业首席—专业教学骨干—实验教学骨干”这个新的教学管理、研究新体系,开展系统的青年教师教学水平提升行动,以达到提升青年教师教学水平快速、持续提高的目的。依托现有实验室建设的基础,以增强本科生在专业课程学习、国家级各类科技竞赛的自主创新能力和培养高素质人才为目的,夯实基本理论和技能,突出专业特色,体现前沿和先进性,融合多专业交叉,争取将现有的飞行器导航制导与控制和有效载荷实验室综合改革提升。在临近空间飞行器设计及测控通信和信息传输处理方面重点建设,凝练综合实验,改进实验条件,建成高质量的实验课程群,带动信息类课程的交叉渗透和共同改革。以新型综合实验室建设为抓手,紧紧围绕学院已经着力推进的小班制和导师制的人才培养模式,积极探索更加合理有效的培养模式。此外,针对本专业本科招生第一志愿调剂率偏高和提升本专业的认同度问题,以电子科技大学为例,该专业的毕业生就业方向没有通信工程等一些专业面宽,这在很大程度上影响了该专业的本科招生第一志愿报名率,导致调剂率偏高,其他高校该专业招生也存在类似现象;其次,由于就业市场的差异和新生的认知水平,加之该专业的学生大部分都要到国防单位、科研院所工作,工作也相对辛苦,导致新生对本专业的认同度不高。为解决这些问题,笔者认为必须下大力气从专业课程设置、综合能力培养、特色创新实验等方面做文章,只有人才培养质量彻底提高了,获得社会和用人单位的认可,才能找到解决该问题的有效办法。
参考文献
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[7] 任君翔.生师比视角下高校扩招的影响及对策研究[J].教学研究,2016,39(1):2833.
Abstract In this paper,we take an innovation construction of the specialty of the detection guidance and control technology (UESTC) as an example, the major measures for specialty reform and innovation construction are introduced in detail.We study this topic from the aspects of innovative talent cultivation objectives, mode of talent cultivation, training and construction of course system, construction of practice teaching system, teaching staff and research group building.Aiming at the major problems faced to construction of the specialty,the corresponding measures are put forward to solve these problems.
Key words detection guidance and control technology;specialty construction; talent cultivation;national defense specialty