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摘 要:实践教学是培养学生实践能力、创新能力和综合能力的关键环节,对于增强学生的综合能力以及社会适应力都有重要作用。独立学院作为应用型人才的培养基地,实践教学的作用显得尤为重要。本文总结广州大学松田学院现行实践教学中存在的主要问题,逐步分析问题形成的原因,在此基础上结合电气工程及其自动化专业本身特点,在实验教学、毕业论文等多个方面提出新的改革方式,进而开展多层次、多渠道的实践教学改革,对促进独立学院教学工作具有重要意义。
关键词:电气工程及其自动化 实践教学 实习基地 毕业设计
中图分类号: G64文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(a)-0000-00
Exploration of teaching practice of the Independent College of electrical engineering and automation
Liao Ganzhou Ceng Xia Liu Yan
Guangzhou University sontan College Electrical and Automotive Engineering Department Guangdong Guangzhou 511300
Abstract: Practice teaching is the key to train students' practical ability, innovation ability and comprehensive ability, have an important role in enhancing students' comprehensive ability and social resilience. Independent colleges as applied talents training base, the role of practice teaching is particularly important . This article summarizes the main issues of Guangzhou University Sontan College teaching in current practice, and gradually formed the analysis of the problem, on the basis of combined electrical engineering and automation itself paper proposes a new experimental teaching reform in many areas, thesis, etc. way, and then carry out multi-level, multi-channel practice teaching reform has important significance to promoting independent college teaching.
Keywords: Electrical Engineering and Automation, practice teaching, practice base, graduation design
相对于理论教学,实践教学更具直观性、综合性和创新性,具有不可替代的作用。电气工程及其自动化专业主要是面向工程培养出基础扎实、知识面宽、实践能力强、具有创新能力的电气工程,自动化工程、电子与计算机应用工程等领域的“宽口径、复合型”高级技术人才。广州大学松田学院无论在学生的培养目标或课程设置上,都非常重视学生的实践能力。
1 现行实践教学存在的主要问题
实践教学主要包括各类实验课程、课程设计、专业实习和毕业论文等。目前的实践具有教学难以脱离课堂,与知识经济时代对创新人才的需求不相称等特点,且存在以下主要问题。
1.1 对实验课程重视不够
实验课程是在掌握理论知识和老师帮助的基础上,学生将所学理论知识应用于实践,以提高分析问题和解决问题能力的训练过程。目前,由于实验设备不足、教师在备课时没能将课程的实践教有机地融入课程体系中等原因,在实验环节只能简单的完成验证性实验,难以培养学生创新创造能力;此外,由于实验环节缺乏有效管理机制,甚至存在学生不参加实验课程、伪造实验数据,抄袭实验报告敷衍了事等情况,以致实验课程效果有限。
1.2 专业实习缺乏有效管理
由于本校采用“3+1”教学模式,学生大四在外进行专业实习、完成毕业论文,而缺乏学校的管理、老师的监督。久而久之学生容易产生倦怠心理,而在实习期间缺乏学校的帮助,接触本专业先进技术机会较少。
1.3毕业论文选题过于形式
由于独立学院工科的科研项目较少,在毕业论文选题上,教师只能自拟题目,导致有些选题过于陈旧,难以有突破;学生缺乏实验条件,导致难以完成本专业毕业设计,选题往往只能停留在电子电路设计、计算机程序设计等对实验条件要求较低的选题,不能和专业相结合,严重制约了学生的对毕业论文的积极性。
2 针对独立学院存在的问题进行的探索研究
2.1 实验教学方面
加大实验室投入,在原有实验室的基础上,新建“电力控制实验室”、“综合控制实验室”、“智能仿真实验室”,满足学生的实验课程学习需求,提高学生学习积极性。完善实验室管理制度,在原有制度的基础上,进一步完善各种规章制度,建立实验课程反馈机制,加强实验课程考核制度,提高学生对实验课程的重视程度。
2.2 加强校外实习基地的建设
增加实习基地的数量和质量,有助于学生更好地进行专业实习,使学生将所学理论知识与生产实践有机地结合起来,增强学生感性认识。我系采用集中实习、自主实习结合的方式,学生的和实习基地可以通过双向选择的方式进行合作。加强实习管理,本系建立学生校外实习工作的监督机制,每年有5-6次的实习检查安排,通过实习检查,可以了解到学生的实习状态、单位对学生的反馈意见,以便规范校外实习的相关管理制度、与实习基地建立起更紧密的合作关系。
2.3 强化毕业设计管理
毕业设计选题分为三类:与学生实习单位的相关的选题、指导教师科研题目和学生自拟题目,无论是何种选题,都必须具有一点的代表性,并且严格执行一人一题政策,一旦发现雷同或者抄袭,指导教师应及早制止并督促其独立完成。学生分别进行15分钟左右答辩,根据毕业论文以及答辩情况综合评定成绩。
3 结语
实践教学对于电气工程及其自动化专业有着极其重要的作用,在校内通过实验课加强学生的动手能力,为校外实习提供基础;在校外通过校外实习基地增强学生的实际工作能力,反之可以巩固学生在校所学的知识;最后通过毕业设计(论文)检验学生的学习成果。通过本学期的实验教学改革,学生的总体实验能力明显提高,对于校外实践教学以及毕业论文具有一定的引导作用。
参考文件:
毕业设计是高校教学计划的重要组成部分,它与其他教学环节彼此配合,相辅相成,构成一个完整的教学体系,它的实践性和综合性又是其他教学环节所不能代替的[1]。从更深层次的意义来讲,毕业设计不仅仅是一个教学环节,它是高校实现人才培养目标的重要手段,是对学生四年学习成果的综合性总结和检阅,旨在提高大学生科研训练能力、分析问题、解决问题的能力和创新能力[2]。毕业设计是学生走向工作单位的必要准备,其整体水平也直接反映了一所高校的教学质量。本文将根据西安科技大学(以下简称"学校")电气专业毕业设计的实际情况,分析当前本科毕业设计中存在的问题,提出提高毕业设计质量的改革措施。
一、毕业设计中存在的问题及原因
通过分析近年来学校的毕业设计实践教学环节,可发现毕业设计面临许多值得进一步改进和完善的问题。
1、毕业设计的选题不够"新"、不够"实",题目重复率高
选题是毕业设计的基础,选题的优劣决定了毕业论文的质量,也是决定学生是否能按时完成毕业设计的重要因素[3]。选题的"新",是指选题应尽可能反映学生所学专业领域的发展水平和前沿动态,让学生能够立足于科学发展前沿,每一项工作都可能是一种创新;所谓"实",是强调选题内容和深度范围等应符合学生在校所学理论知识和实验技能的实际水平[4]。通过与几届毕业生的交流,发现他们中很多人认为毕业设计选题过于陈旧或与自己的专业相差甚远,这大大降低了他们对毕业设计的兴趣。另外,一些题目多年不变,以及多名学生共同做一个题目等现象也比较普遍。
2、学生选题很盲目,且程序不够合理
前几年,学校电气专业先由教师拟题目,之后将选题发给学生选择。因为缺少各个题目主要的研究内容、需要的知识等说明,学生拿到题目后很茫然,基本都是盲目选择。而且,多个学生选择同一个题目的情况非常普遍,遇到这种情况,最后基本上按照学号的前后随机决定如何调剂。这样就导致很多学生被调剂,安排了自己不感兴趣的题目,选题程序缺少双向性。
3、指导教师数量不足,精力不够以及责任心的缺乏
由于各院校连年扩招的原因,毕业生数量有较大幅度增长,因此,指导教师负担过重,有的指导教师同时指导十几个学生,而且又要兼顾教学和科研任务,其精力投入明显不足。另外,由于学生数目的增加也使一部分水平未达要求的教师参与毕业设计的指导,这样就难以确保指导出高质量的毕业论文。就拿学校电气专业来说,指导教师有12人,而每一届学生却有120人左右。不论从师资力量,还是实验场所、设备方面来看,都面临很大的困难。
有些老师对毕业设计重视不够,学院要求上报题目时,没有经过仔细考虑就草草上交,导致题目不合适,等到学生进行了一段时间后,又更换题目;有的老师也保证不了每周至少两次的见面时间。这样很难保证毕业设计的质量。
4、毕业生对毕业设计不够重视,部分同学投入精力过少
造成这种现象的原因是多方面的。首先,导师没有动员学生在思想上给予充分重视;其次是由于毕业生考研、就业的冲击。目前大部分院校,包括本校在内,在教学计划中毕业设计都安排在第八学期,而这一学期又是毕业生确定工作的时期,择业的巨大压力使学生不得不把大部分精力放在寻找就业单位上,考研的同学开学前一个月一直在准备研究生复试,对毕业设计的投入不够。相当一部分同学仅用几天时间东抄西拼完成论文,草草了事。而已找好工作的同学由于没有意识到毕业设计的意义,往往存在这样的想法"反正也已经找到工作了,毕业设计的好坏也不影响什么",这样他们也不会认真主动地搞好毕业设计。
5、毕业设计过程中的管理力度不够
对于毕业设计期间的管理监督各校有不同的做法,拿学校来说,每个导师根据自己的情况以及学生所选课题的难易程度确定每次指导的时间,大致是每周一到两次,到毕业设计结束前一个月左右以系为单位组织督导组对学生毕业设计的进度进行抽查。这样,由于时间安排的关系,学生遇到问题就不能及时解决,而只能等到下次与导师见面。同时,毕业设计过程中导师指导不力、监督部门管理不严都纵容了学生不负责任的态度。一部分学生往往在集中抽查前才临时抱佛脚,做出的论文内容空洞,他们也不可能通过设计学到什么。
6、对毕业论文考核不严
对毕业论文的考核一般以答辩成绩为主。答辩形式各异,一般分两步:首先学生讲述自己所选课题的研究内容、设计思路和具体实现方法,之后由答辩组老师提问,每个学生答辩时间在15分钟左右。根据学生答辩情况老师当场给出成绩。2008年以前,学校电气专业毕业生论文成绩大致集中在"良"档,基本上没有不及格成绩,且全部学生一次通过答辩,这实际上反映了在毕业论文成绩评定上的一些不良倾向。当然这和具体的考核环节有很大关系,例如中期抽查不够深入、末期的实验验收不够严格等。另外,还有一部分感情因素,大部分老师不愿意让学生仅仅因为毕业设计的原因而推迟毕业。
二、毕业设计改革与实践
针对以上问题,结合多年指导毕业设计的教学经验,提出以下改进措施,其中很多措施已经收到良好的效果。
1、严格选题审核,激发学生的兴趣
在毕业设计的选题上,我们要以培养学生创新素质和综合能力为目标,既要考虑到题目内容、难易程度、知识覆盖面等是否能满足实践教学环节的基本要求,同时强调其与科研生产实际的有机结合。
教师上报题目时,要说明研究内容、研究手段以及预期的成果等,让学生对题目有个大致的了解,避免选题的盲目性。下发给学生之前,组织教师对题目的合理性、可行性进行讨论,避免一些空洞的题目。多次审核修改后再下发给学生。结合电气专业的发展,将以往单纯设计类题目数量减少,增加了产品开发型、实验研究型以及仿真研究型题目,保证了选题的多样性,并要求三年内题目不得重复。
2、规范选题程序
在第七学期末提前公布选题内容,学生根据自己的喜好、将来从事的工作进行初步选题,可以选择两个题目。选择之后由教师对学生进行选择,实现双向选择。遇到同一个题目多个学生选择的情况,要充分了解学生的想法,在保证宏观要求的前提下,尽量满足学生的要求。
3、提高认识、加强过程指导,采取一些新手段强化师生研讨交流
作为导师要明确毕业设计的重要性,并在学生做设计之前作好学生的思想工作,对学生讲明毕业设计的目的、作用,从思想上引起学生的高度重视。导师对毕业设计的指导工作要全过程、全方位。在每个阶段要及时对学生提出要求,必须使学生明确各阶段的目标、任务和方法。设计过程中,指导教师每周与学生见面答疑时间不得少于2小时,同时要做好考勤工作。学校也成立了专门的管理和督导机构对毕业设计进行定期或不定期的抽查。
为了保证学生在设计过程中的疑问能及时解决,学校电气专业借助了qq群、bbs、电子邮件等平台加强了师生之间的交流。
学校电气专业每年都要对本科毕业设计进行评优,对获得优秀毕业设计的指导教师进行相应的奖励,激发指导教师的积极性和主动性。
4、认真评阅、严格答辩,严把论文撰写的质量关
要对学生毕业论文的格式、写作、外语应用、计算机应用、文献资料查阅及全面质量要提出具体、规范的要求,并切实把这些要求落实到每一位学生的毕业论文中。不规范的论文,不能参加答辩。
答辩之前,指导教师的评阅意见、评阅教师的评阅意见必须完成,否则学生不能参加答辩。评阅意见要全面评价毕业设计论文,不能少于150字,并尽量结合论文提出2-3个问题供答辩委员会参考。
答辩要分组进行,分组原则是按学生选题类型划分为人数尽量接近的小组,答辩教师也同样分组,并且教师不得与自己的学生分在同一组。答辩时,学生讲解时间10-15分钟,每个答辩组安排一名老师作为答辩秘书,对学生讲解内容、回答问题情况进行记录。今年学校电气专业要求学生制作PPT,全部采用多媒体讲解,效果很好。
每一小组的答辩成绩优秀、良好、中等、及格、不及格具有一定的百分比,不及格的同学论文整改后参加二次答辩。这样也提高了学生对毕业设计的重视程度。
三、总结
毕业设计是学生综合利用已学知识解决实际问题,培养学生实践能力、创新能力和科研能力的重要实践环节。学生和教师均应充分重视这一过程,对上报题目、选题、开题、设计、论文撰写、答辩等各个环节进行全面的质量监控,才能确保毕业设计的质量。对于学校电气专业毕业设计实施了一系列措施,卓有成效。今后还要进一步加强管理,以使毕业设计质量更上一个新台阶。
【参考文献】
[1] 李乾军.关于本科毕业设计的几点探讨[J].中国电力教育,2010 (3):154-155.
作者简介:项雷军(1979-),男,湖北黄冈人,华侨大学信息科学与工程学院,讲师;方瑞明(1972-),男,江西宜春人,华侨大学信息科学与工程学院,教授。(福建 厦门 361021)
基金项目:本文系华侨大学2013年校本科教育教学改革立项项目的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)14-0196-01
本科毕业设计是工科专业教学计划最后一个非常重要的实践环节,是学生在教师指导下综合应用所学专业知识、解决本专业实际工程问题的一项实践性教学活动。[1]
本科毕业设计是全面衡量和评价学生综合素质与创新能力的标志。从某种程度而言,本科毕业设计的质量是高校教育教学质量和人才培养质量的重要体现之一,间接可以形成高校、学生和用人单位的良性互动。
多年来约定俗成的毕业设计指导模式呈现出各种弊端,不利于学生综合能力的培养,不利于本科毕业设计质量的提高。改革创新毕业设计指导模式、推行更为科学、顺应时展的新模式尤为必要,对提高工科专业教育教学质量和人才培养质量具有重要意义。
本文以华侨大学信息学院电气工程及其自动化专业为例,分析了毕业设计过程中存在的代表性问题,对本科毕业设计指导模式的改革创新进行了初步探索与研究,提出了分层次、分模块、团队化指导毕业设计的新模式,在选题、开题、中期检查、过程指导、论文撰写、验收答辩等环节严格把关,从而有效提高电气工程专业本科毕业设计质量。
一、毕业设计过程中存在的问题
在前面几年指导毕业设计的过程中存在一些不同程度的问题,主要表现在:
毕业设计部分题目内容相对陈旧或理论性太强,部分毕业生选题不切实际,盲目性选题。
毕业设计课题缺乏实验条件,受实验室场地不足、实验设备紧张的瓶颈束缚较多。这样导致相当一部分学生只能够在宿舍里做毕业设计,最后要么闭门造车,要么抄袭他人作品,使得毕业设计完成结果粗糙、质量低劣。[2]
毕业设计管理相对松懈,毕业生对毕业设计思想上不够重视,缺乏完成毕业设计任务的主动性和积极性,部分同学投入时间和精力过少,受找工作应聘或考研复试等影响较多,往往导致部分同学做出的毕业设计内容空洞,也不可能通过毕业设计学到什么。
上述问题在很大程度上影响了整体毕业设计质量的提高,不利于对学生工程实践能力及创新能力等的培养。
二、毕业设计指导模式的改革创新
在整个毕业设计实践活动过程中,毕业生是实践活动的主体、参与者,指导教师是实践活动的规划者、引导者。指导教师的角色重要而特殊,其对毕业设计的顺利开展、进行及完成和毕业设计深度的把握至关重要。传统的毕业设计指导模式不利于学生能力培养和综合素质的提高,有必要对传统指导模式进行改革创新。
1.分层次分模块团队化指导
所谓“分层次”,就是指导教师要正视学生的个性差异,注重学生的个性发展,紧密结合学生的毕业去向,统筹安排,“因材施教”个性化课题定制,优化毕业设计课题内容,有针对性地布置选题。对于有志攻读研究生、继续深造的学生,应鼓励选取在电气工程领域中有新技术含量和应用前景的研发课题,以提前培养他们的学术科研能力;对已确定就业意向且就业单位与本专业对口的学生应允许他们到就业单位做毕业设计,或选择与自己将来工作相关的课题进行毕业设计,这样有利于学生工程实践能力的培养,更好地适应将来工作。
所谓“分模块”,就是按照电气工程一级学科所包括的五个二级学科(即电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电气传动、电工理论与新技术),将电气工程及其自动化专业所有毕业设计课题分成五大模块,按学生所选课题模块将学生分成五大组,然后在开题、中期检查、过程指导、验收答辩等环节分课题模块给予有针对性的集中指导。
所谓“团队化”,就是结合电气工程专业教师教学科研团队,学生跟着指导教师所属团队走,在毕业设计开题、中期检查、过程指导、验收答辩等重要环节进行团队化集体指导。其好处在于可有效解决师生比例失衡、指导教师结合松散、选题不当等难题,使学生接受到具有不同知识结构的教师交互式指导,从而有效提高毕业设计指导效率和质量。
在上述分层次分模块团队化指导毕业设计的过程中,必须注重与科研、生产实际相结合,注重新技术、新方法应用,注重学生专业综合能力培养,要最大限度地调动学生的积极性,激发其创新意识,满足多样性需求和个性化学习的特点。
2.建立科学有效的管理机制
针对毕业设计管理相对松懈的问题,有必要建立科学有效的管理机制,加强管理力度,实施精细化管理。
比如严格毕业设计组织纪律,每周定期一两次的毕业设计师生见面会,要求签到,严格请假制度,超过一定次数未到取消该学生答辩资格;对于选择到指导教师项目合作单位或意向工作单位做毕业设计的学生,要严格进行联合指导,定期回校内接受监督与审查;毕业设计使用实验仪器设备、场地等的进程分批进行,使有限软硬件资源能够交替轮流使用。此外,需提高认识、加强过程指导,采取一些新手段强化师生研讨交流。
3.各个环节严格把关
在整个毕业设计过程中,需自始至终在各个环节严格把关,确保毕业设计质量。
毕业设计前期,学生要完成选题、资料收集、开题报告、文献综述、总体设计等工作。指导教师团队要严把选题关,强调选题内容和深度范围等应符合学生在校所学专业知识和实验技能的实际水平,以有效激发学生的兴趣。
结合电气工程专业的发展,将以往单纯设计类题目数量减少,增加了实验研究型、仿真研究型及产品开发型等类型题目,保证了选题的多样化。
毕业设计中期,指导教师团队要集体对每个学生的毕业设计前期工作情况进行严格审查,此举可避免毕业设计“前松后紧”的局面。
毕业设计后期,指导教师要严格验收学生毕业设计成果,严把毕业论文撰写质量关和答辩关。要对学生毕业论文的全面质量(即逻辑条理性、写作格式、外文翻译、排版、计算机应用等方面)提出具体规范的要求,不规范论文禁止参加答辩。
三、结语
毕业设计是学生综合利用已学知识解决实际问题、培养学生工程实践能力和创新能力的关键环节。[3]必须正视毕业设计过程中存在的问题,对传统指导模式进行改革创新,分层次分模块团队化指导毕业设计,建立科学有效管理机制,在毕业设计各个环节严把质量关。电气工程专业本科毕业设计这种创新指导模式已获得初步探索与研究,并已在华侨大学两届电气工程专业本科毕业设计指导过程中实施。实践表明,学生的毕业设计质量较以往有明显提高,十分有利于学生的工程实践能力与创新能力的培养。本文所提出的相关措施对提高工科其他专业本科毕业设计质量也具有一定的借鉴意义。
参考文献:
作者简介:许钢(1972-),男,安徽芜湖人,安徽工程大学电气工程学院,副教授;俞晓峰(1978-),男,安徽淮南人,安徽工程大学电气工程学院,讲师。(安徽 芜湖 241000)
基金项目:本文系2010年度安徽省教育厅质量工程一般项目(项目编号:20100733)、安徽高校省级自然科学研究产学研重点项目(项目编号:KJ2011A035)的研究成果。
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)16-0145-02
毕业设计是普通高等院校“应用型人才”培养计划的重要组成部分,学生通过毕业设计可以接受全面的专业训练,其创新能力、动手能力、综合分析能力、解决实际工程问题的能力会得到较大提升。近年来,高等院校特别是一些地方性高等院校的规模不断壮大,但高等教育的投入却滞后于学生规模的增长,仪器设备和实习基地的配备也略显不足,同时学生面临着日趋严峻的就业压力,这些情况对毕业设计的完成和指导工作造成了很大的影响。如何利用现有资源提升毕业设计质量,培养学生一丝不苟的科学精神和认真负责的工作态度,是值得每一位教学工作者思索和探讨的问题。
一、产学研合作教育构建本科毕业设计的新模式
安徽工程大学电气工程学院深度融合地方经济的发展,与企业开展科技合作,签订人才培养合作协议,联合开办相关本科专业,以产学研项目为切入点,逐步探索和建立了产学研合作的应用型人才培养新模式,总结了一条产学研结合提升本科毕业设计质量的新道路。
1.产学研结合构建毕业设计选题模式
选题对毕业设计的内容和方向进行了规划,是决定设计质量的首要条件。从近年毕业设计选题情况来看,存在着题目雷同、内容陈旧、理论性课题偏多、部分选题脱离专业培养目标等问题,导致学生缺乏热情和动力,严重影响了教学效果。新模式下,产学研结合毕业设计的选题工作提前至第三学年的第二学期初开展。指导教师可根据承担的研究项目,提炼出若干子课题,供学生选择;也可由教师参考安徽产学研合作网的企业需求,根据企业提出的技术参数拟定毕业设计课题;对于学院下属电子协会中部分实践经验丰富的学生,鼓励其结合企业生产实际自行选题。毕业设计的选题应坚持理论联系实际的原则,要使学生通过毕业设计掌握专业领域的最新发展动态,务求做到“真题真做”。另外,选题也可由指导教师设计不同的实现方案,即“相同选题,不同方案”,这样不仅可以满足“一人一题”的要求,而且有利于强化学生间的交流和探讨,培养团队合作精神。毕业设计的产学研选题工作结束后,课题统一上报至学院教学工作委员会,委员会对课题的深度、广度、创新性及相关工作量进行审核后,在学期末和普通毕业设计选题时同时下发,供学生选择。
2.产学研结合毕业设计指导教师团队建设和职责
在学生完成毕业设计的过程中,教师的指导对设计质量的提高起着关键作用。产学研结合的毕业设计课题,鼓励校企合作,课题的指导工作由校内指导教师和企业指导教师共同承担。校内指导教师长期工作于教学第一线,理论水平高,知识体系完备;企业指导教师长期工作于生产第一线,业务水平高,实践经验丰富。两者在共同指导学生完成毕业设计的过程中会产生交集,可以取长补短,便于学校和企业建立长期的合作关系,也有利于打造产学研一体化的良好环境。在毕业设计的不同阶段,教师承担的任务和职责也会发生变化。
(1)在毕业设计的开始阶段,学生初次接触综合性课题的实际开展工作,多少都会有些茫然和不适应。在这一阶段,校内指导教师要向学生提供一定数量的参考资料,指导和督促学生进行阅读与消化,并引导学生利用图书馆和网络相关资源查阅所需文献。在充分理解和掌握课题要求之后,教师要协助学生制订工作计划和设计方案,撰写开题报告。制订设计方案时需要与企业指导教师沟通,并依据生产实际进行完善和修改。在这一阶段,校内指导教师发挥主要作用,企业指导教师作为辅助。
(2)在毕业设计进行阶段,校内指导教师要对学生的工作进行有效监督,保证每周不少于2次,每次不少于1学时的一对一指导时间。教师要带领学生深入企业生产实际进行调研,了解企业的生产现状和工艺流程,充分发挥学生的主观能动性,调动学生完成毕业设计的积极性。对于设计中的难点和重点,教师要带领学生亲自参与研发,并联合企业指导教师进行攻关。企业指导教师对毕业设计的工程应用性进行把关,主要进行可行性和可靠性等方面的指导,并对设计的阶段性成果进行验收。在这一阶段,校内指导教师和企业指导教师要同时参与毕业设计的指导工作。
(3)在毕业设计收尾阶段,学生需要对毕业设计的成果进行综合性调试。调试是实现系统设计目标,降低运行成本不可或缺的一环,也是强化学生实践能力、提升分析和解决问题能力的主要方法。在以往的毕业设计中,调试环节通常流于形式、纸上谈兵,有时候甚至被忽略。产学研毕业设计强调“真题真做”,调试通常分成两个步骤进行:首先是在学校的实验室环境中进行功能验证性调试,其次是进行工业现场调试。验证性调试由校内指导教师协助学生完成,工业现场的调试由校内指导教师和企业指导教师同时参与指导。工业现场环境复杂、干扰较多、参数变化较快,学生在短时间内可能难以发现和解决问题,这种情况下教师可直接参与调试,学生在协助教师的过程中,同样会接受一次生动的理论联系实际的教育。在这一阶段,校内指导教师和企业指导教师要同时参与对毕业设计的指导工作。
3.产学研结合毕业设计论文撰写和成绩评定模式
在论文的撰写阶段,教师负责指导学生制定和完善论文提纲,并对论文进行审核,确保学生论文格式符合学校的相关规定。论文撰写紧密围绕设计内容进行,对于涉及到的基本理论、概念、芯片介绍一笔带过,将重心放在系统的设计、优化和调试上,在降低工作量的同时很好地保证了论文质量。同时安徽工程大学电气工程学院还实行了灵活多样的毕业论文替代机制,对于已在中文核心期刊上发表了与毕业设计相关的论文的学生,或毕业设计成果获得了省级以上奖励的学生,或毕业设计研发产品已经通过相关企业的验收并投入实际应用的学生,经学院教学委员会审核后,可以将其论文、报奖材料、设计报告作为毕业论文进行提交。
毕业设计的成绩参考学生的考勤情况、论文撰写的规范程度、答辩中的表现等方面进行评定,由校内指导教师、企业指导教师、论文评阅教师和答辩小组共同确定,其中校内指导教师和企业指导教师给出的成绩各占30%,论文评阅教师和答辩小组给出的成绩各占20%。
4.加强制度建设,保证产学研结合毕业设计的顺利进行
在产学研合作教育模式下,毕业设计需要在学校、企业间交替进行,其指导工作由校内指导教师和企业指导教师共同承担,整个过程涉及学校、企业、科研院所、教师、学生等多个方面,因此如何对新模式下的毕业设计进行规范管理显得更为重要,为此安徽工程大学电气工程学院建立了一套完整的质量保障体系,对毕业设计过程进行全程管理和过程监控。
指导教师要结合毕业设计具体内容帮助学生明确各阶段目标、督促工作进度、协调学生团队之间的衔接等,督促每一位学生都按时完成课题任务,确保毕业设计按步骤、按计划进行,从而保证课题的设计进度。
学院要成立毕业设计领导小组,强化过程管理,除开题、中期、后期三个不同阶段的常规检查之外,院系两级的教学工作委员会不定期对毕业设计情况进行抽查,并由学院的教学工作委员会对各阶段检查情况和数据进行汇总与分析,形成书面的“毕业设计完成情况汇总表”提交至毕业设计领导小组,以便及时发现和处理问题。学院同时构建了完整的毕业设计评价体系,包括学生和指导教师之间的相互评价、教学工作委员会对毕业设计指导工作的评价、毕业设计领导小组对教学工作委员会监察工作的评价,以此理顺关系,确保责任到人。
二、产学研合作教育模式下毕业设计的实践
从2009年开始,安徽工程大学电气工程学院与鑫龙电器、海螺集团、鑫科材料等企业联合指导毕业设计,结合企业的生产实际和技术难题进行选题,直接参与了产品设计、研发和技术改造,与企业建立了良好的合作关系。学校和奇瑞集团成立了应用型人才培养工作小组,联合申报了“人才培养创新实验区”,按照校企全程合作培养的新模式,推动了工程技术人才培养模式创新,学生通过毕业设计参与设计的“网络化车用仪表机芯电路”和“汽车仪表液晶显示屏”已装备于奇瑞汽车。2011年,电子信息科学与技术专业依托产学研合作项目“电动叉车停车行车电磁离合制动器的研发”,由大中机电制造有限公司的相关人员和安徽工程大学电气工程学院教师共同指导完成了“制动器力矩的数字化控制”、“电磁离合制动器的设计”、“高压吸合低压保持电路的设计”、“电磁失电启动器的设计”等多项课题,有8名学生依托该项目完成了毕业设计工作,取得了良好的成绩,其中有2名学生和企业签订了就业协议,就职于企业的研发部门。2012年,自动化专业学生在毕业设计过程中与所在企业签订就业协议的达18人,电子信息工程专业达11人,电子信息科学与技术专业达12人,通信工程专业达6人。
在产学研合作教育模式下的毕业设计真正做到了“在产品上写论文,在工程中做设计”,学生的综合应用能力、岗位适应能力、创新能力有了较大提高,就业竞争能力也得到了明显增强,学生参加工作后,用人单位的反馈良好。
三、结语
产学研结合的毕业设计模式顺应了地方经济的发展,是校企联合、互补双赢,确保应用型人才培养质量的重要措施,同时也形成了安徽工程大学“深度融合地方经济”的办学特色。产学研合作教育模式下的毕业设计,依托相关企业,充分利用了企业、高等院校和科研院所的优势资源,以企业的需求为自主创新的导向,丰富了实践教学内容,促进了教学水平的提高,形成了人才培养的凝聚力,有利于强化学生创新能力和解决实际问题能力。实践表明,产学研合作教育模式可以有效提升地方性高等院校工科专业毕业设计质量。
参考文献:
[1]张荣.斯坦福大学产学研创新的成功与启示[D].太原:太原科技大学,2010:3-4.
[2]杨建芳.产学研结合的毕业设计模式研究[D].石家庄:河北师范大学,2007:21-27.
本科毕业设计的论文题目往往由指导老师确定、系所或学院审批。
2)选题的目的和意义。
选题的目的和意义即为什么要开展研究、研究它有什么价值。对于工程设计类选题,从社会意义、经济意义、对电力系统或电网的影响等角度分析讨论选题的价值和意义。对于专题研究类选题,从专题所针对的基本问题出发,指出选题的价值和意义,也可从理论和学术角度讨论选题的意义。
对于本科毕业设计,也可从培养自身能力和素质的角度讨论选题的目的和意义。
3)研究现状和发展趋势
本部分即文献综述,要在检索、阅读文献的基础上完成,在末尾应列出参考文献。需要指出的是,参考文献是综述的重要组成部分,不可缺少。
文献综述的叙述方式灵活多样,一般根据内容确定叙述方式。通常将文献综述分成几个部分,划分的依据有:国内研究动态和国外研究动态、时间、问题、不同观点、发展阶段等。
对于工程设计类选题,应重点关注所选工程各部分的现状和发展趋势。如变电站电气部分设计,应包括一次电气设备、继电保护、变电站自动化系统等内容的现状和发展趋势。对于新设备,在资料详实的情况下,设计过程中应尽可能选用。
对于专题研究类,着重陈述本选题前人是否研究过,有哪些成果、达到什么水平,介绍各种观点,分析比较各种观点的异同或优缺点,指出还存在哪些问题,表明自己的观点和解决方法。专题研究类综述应重点介绍对自己观点有启发、佐证、支持的文献和观点。
4)研究内容
研究内容将体现在毕业论文中,因此在开题报告中的研究内容应该是毕业论文的提纲和简介。本科毕业设计往往在任务书中对毕业设计内容作了详细限定和要求。
研究内容的写法有两种:一种是标题法,即用一个标题的形式把各部分的内容概括出来。该方法的优点是:简明、扼要、一目了然。缺点是:不够详实,无法完整体现毕业设计内容。另一种是句字法,即用句子形式把各部分内容概括出来。该方法的优点是:具体、明确。缺点是:整个论文的全貌不能一目了然,不便于提炼完善。
5)研究条件和研究方法
研究条件可从主观和客观两个方法叙述。主观包括个人的知识结构、认识等;客观包括拥有的资料、硬件、软件等方面。
研究方法是指分析完成选题时的思维方法。研究方法有很多种,按照人的活动区分,可分为两类:即实践(经验)性方法;理论性方法。对于电气工程及其自动化专业,具体的研究方法有:实验法、定性与定量分析方法、归纳与演绎方法、分析与综合方法、比较分析法、文献研究法(查找文献法)、实证研究法、模拟法(模型方法)等。在完成不同部分的设计内容时可能需要应用不同的方法。
6)进度安排
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)08-0096-02
、 一、改革的背景与目的
电气工程制造产业是国民经济四大支柱产业之一,相关行业企业对“电气工程及其自动化专业”的人才需求一直以来保持平稳的增长,同时对相关人才的质量和要求也随之提高。为此,电气工程及其自动化专业以工程教育认证工作为契机,对照认证标准查找自身存在的问题,深度开展以学生为中心的工程教育专业改革工作,其改革目标为:依托学科优势,注重专业建设,围绕工程教育认证试点工作专业的目标和要求,通过改革电气工程专业人才培养模式,突出专业特色,制定有效的政策措施与改革举措,培养学生解决复杂工程问题的能力与素质,为正在进行的“工程教育认证工作”提供有力的支撑,对于提高我国高等工程教育的国际竞争力,提高我国高等工程教育的质量,使中国高等教育走向世界具有十分重要的意义。
二、主要改革内容与举措
1.构建宽覆盖的课程模块体系,满足行业对人才培养的需求。本专业培养方案围绕“一个中心,两个目标、三个能力、四个特色方向”的原则制定,即以学生为中心,满足行业人才需求与学生长远发展的目标,培养具有专业知识综合运用能力、实践动手能力和创新能力的人才,构建“电机及其控制”、“电器及其控制”、“电力系统自动化”和“高电压与绝缘技术”四个特色专业方向。通过调整和完善教学环节设置,构建了多层次的课程体系框架。①前两年开设公共和学科基础课,让学生具有扎实的自然科学、外语和计算机基础,同时获得一定的人文社科、企业管理、市场经济、法律法规及环境知识。②三年级开设一级学科主干课,进行统一的专业基础课学习,注重学生宽广专业基础知识的培养,拓宽培养学生的知识面。③四年级根据特色专业方向分别开设2―3门专业必修课和跨二级学科选修课,培养学生的专业特长,亦给予学生二次拓宽专业知识的机会。④按照专业方向安排实践教学环节,如生产实习、课程设计和毕业设计等,培养学生具有某一特色专业方向上的解决工程技术问题和动手实践的能力。⑤鼓励学生积极参与课外科研训练,如大学生电子设计大赛等,并创建本科生创新实验室,作为科技创新平台,指导学生开展课外科技活动。
2.构建层次多样的实践及创新活动,培养学生的创新意识和能力。①学术科技竞赛平台。充分利用国家级、省级、校级、院级四个层次组织的科技创新竞赛,通过建立指导教师库,完善培训程序,健全激励机制,组建创新团队等有效举措,鼓励学生由浅入深地参与各级各类学术科技竞赛。例如全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品大赛、全国大学生电子设计大赛、辽宁省大学生机器人大赛、沈阳市福田杯机器人大赛、大学生创新创业计划等。②课外创新实践项目平台。构建了有利于学生自主学习,培养创新意识和实践能力的“课内+课外”的实践教学模式,一是完成实验训练和课程设计、毕业设计等课内实践环节;二是培养计划以外的,以突出自主创新和个性培养的各类课外创新实践项目,实现途径主要包括:参加学院定期举办的“院士讲学”、“博导导航”、“行家行话”等大型系列学术讲坛,并撰写与报告相关的研学材料,扩大本专业学生的视野和思路,激活学生的创新意识。同时参与教师科研项目,共同发表学术论文或专利。要求学生自主立项进行科研项目研究,并提交研学作品。
3.建立多方反馈机制,保障人才培养改革效果。
①督导专家、领导干部听课,相互听课。领导干部、教师每学期听课至少两次,督导专家根据“青年教师”、“重点跟踪/帮扶教师”安排听课,听课结果直接与被听课对象交换意见。②在校生座谈。学校每学年8―9周组织一次学生评教,学院每学期第3―4周,以班为单位组织搜集一次学生对所上课程的意见和建议。评价结果通过系主任反馈给教师,督促教师及时改进。③应届和往届毕业生座谈。应届和往届毕业生分别安排在毕业生离校前一周和6―8月校友返校期间进行,座谈会形成记录,并将有关问题反馈给系主任、专业负责人等,并由相应人员落实改进。④用人单位调查。用人单位的调查每4年进行一次,通常结合培养方案的修订进行。由教学副院长牵头,座谈形成记录,重点在培养方案修订工程中落实。⑤第三方调查反馈。委托专业公司进行调查,每年进行一次,形成调查报告。专业收到调查报告后,进行深入分析,并根据结果积极推进工作的改进。
通过参考内部和外部的评价结果,专业教育质量得到不断提升:①根据督导专家所提的意见和建议,加强了教师队伍的建设,特别是通过加强对青年教师的培养,提高了任课教师的水平。②根据毕业生、用人单位反馈的信息进一步确定了毕业生的服务面向,改进了培养目标的描述,使学生能够更清楚地了解未来要在电气行业的哪些专业领域中发挥重要作用,因此在平时比较注意按照课程和实践环节的要求,注重培养解决复杂工程技术问题的能力。③根据毕业生和用人单位的反馈,在工程能力培养和创新能力培养上,改进了教学工作,进一步加强了创新意识与方法、工程实验、工程设计等方面的要求,相应的改革措施收到了良好的效果,这些可以从学生完成的综合型课程设计效果、毕业设计质量和水平的提高等方面可以看出。
三、应用情况与实施效果
以提高人才培养质量为目的,以工程教育认证要求为指针,我校电气工程及其自动化的专业教师不断探索先进的教学规律,推动教育教学改革。针对该专业的改革与建设措施实施近四年来,不仅受益学生达52个班(约1800人)推广后取得了很好的改革成效,专业建设也取得了新的突破。经过多年的改革与建设,本专业已经成为我校招生入学分数最高、就业率最好的专业,其课程设置和培养方式受到国内同类高校和用人单位的广泛好评,在同类高校中起到了很好的示范作用,最近几年有数所国内同类高校前来取经。2015年,本专业被选为“辽宁省本科优势特色专业”,并通过“工程教育专业认证”,课程建设与改革取得了重要成果。该专业的重要专业基础课程“电路分析基础”是电气工程学院的平台课,2014就被评定为“辽宁省资源共享课”,实践教学基地建设取得突破。为了提高学生的工程实践能力,电气工程及其自动化专业依托东北老工业基地和装备制造业基地优势,与泰豪沈阳电机有限公司等10家企业开展了深度合作,建成了一批长期稳定的实习实训基地。先后与“泰豪沈阳电机有限公司”和“沈阳鼓L机集团风电有限公司”合作建成省级大学生工程实践教育中心,改革成果――“学生产品”畅销就业市场。近三年来,毕业生一次性就业率均在95%以上。根据2014年麦可思数据有限公司(MyCOS)提供的调查报告显示,本专业毕业生毕业一年后非失业率达到了92%,工作与专业相关度达到94%,深受用人单位的欢迎。由于基础知识扎实、专业素质优良,我们的毕业生大多已成为国内大中型企业和科研机构的技术骨干或中坚力量,甚至走上了技术领导岗位。2012年本专业获批“辽宁省本科工程人才培养模式改革试点专业”。
注重学生动手能力和创新能力的培养,已经结出了丰硕的成果。在优秀本科毕业论文评比中,我们专业已有3名同学获得辽宁省优秀论文奖。在近年来在全国大学生科技竞赛中获得:国家级二等奖1项;省级特等奖2项,一等奖2项,二等奖3项。获批省级大学生创新创业训练计划项目立项15项;学生授权专利5项,发表学术论文3篇。
参考文献:
[1]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究,2015,(2):10-19.
一、背景
专业学位(ProfessionalDegree)是随着现代科技与社会的快速发展,针对社会特定职业领域的需要,为培养具有较强的专业能力和职业素质,能够创造性地从事实际工作的高层次应用型专门人才而设置的一种学位类型。专业学位具有相对独立的教育体系和教育模式,具有特定的职业指向性,是职业性与学术性的高度统一[1]。我国自1990年开始实行专业学位教育制度以来,经过二十多年的努力,专业学位教育迅速发展,为国家培养了大量高层次、应用型专门人才。随着专业学位教育规模的不断扩大,其培养质量也越来越受到社会的关注。培养质量如何,毕业生、用人单位以及社会认可度如何,直接关系到专业学位教育的生存和可持续发展。为保证专业学位教育水平,提高人才培养质量,教育主管部门、培养单位和广大专家学者从培养目标、招生方式、培养模式、质量评价等不同角度开展了广泛深入的研究,取得了丰硕的研究成果。本文在学习借鉴前人研究成果的基础上,以电气工程专业学位研究生为研究对象,从职业能力的独特视角评估专业学位研究生的学习成效、反思专业学位的培养效果,旨在从专业学位研究生教育的“出口”评价专业学位的培养质量,为专业学位的发展完善提供参考。
二、职业能力概述
到目前为止,国内外理论界还没有对职业能力的内涵形成统一的认识。国际劳工组织认为职业能力是“个体获得和保持工作、在工作中进步以及应对工作和生活中出现的变化的能力”[2]。美国教育与就业委员会则认为,职业能力是“获得和保持工作的能力,进一步讲,是在劳动力市场内通过充分的就业机会实现潜能的自信”[3]。国内学者则普遍认为,职业能力是人们从事其职业的多种能力的综合。综合国内外对职业能力的研究和专业学位教育的实际情况,本文认为职业能力是“个体保持身心健康、防范风险的能力,以及个体获得和保持工作、在工作中取得进步、应对工作和生活中出现各种变化的能力”。该描述着重强调两个方面的内容:一是拥有健康的身体并能应对各种安全威胁,二是胜任且积极完成工作的能力。在此基础上,本文又把专业学位研究生的职业能力细分为健康管理能力、人文素养(礼仪)、动手能力(操作\设计等)、信息感知和采集能力、分析能力(逻辑分析\数据处理等)、知识迁移能力、扎实的专业知识、时间管理能力、发现问题和识别风险的能力、沟通能力、团队协作能力、组织领导能力、反思和批判性思维能力、适应和反应能力、风险防范能力、学习能力、情绪管理能力、目标管理能力、国际视野、创新能力以及生涯规划能力等二十一个方面。
三、专业学位教育对职业能力的影响
专业学位研究生(下称“研究生”)通常是有两到三年工作经验的在职员工,他们选择一边工作一边学习的道路,往往是经过深思熟虑、具有明确目标的理。那么,这些研究生一般出于什么目的而选择专业学位教育呢?完成专业学位的学习后,他们的初衷是否达到?在他们的眼里,专业学位教育又有哪些方面值得完善呢?为此,本文选择电气工程专业历年的100位毕业研究生为研究对象,以职业能力为突破口,通过问卷调查和访谈的方式开展调查研究。
1.攻读专业学位的目的。
调研发现,电气工程专业学位研究生大部分来源于国有企事业单位和外资企业,如电网公司、宝钢、西门子等,仅有12%的调查对象是来自私企或者是待业人员。对于攻读专业学位的目的,主要有三种:第一,单位有继续教育的资助,不用白不用,顺便读个学位、积累人脉,将来备用;第二,所在单位注重学历学位和能力,出于职业发展考虑,攻读专业学位提升职业能力,谋求更好发展;第三,因为现有的知识不能胜任工作和职业发展的需要,为了将来更好地发展,不得不自费攻读专业学位。
2.获得专业学位后的反馈。
调查表明,95%以上的毕业生认为,攻读专业学位的学习经历是一笔宝贵的人生财富,实现了自己攻读专业学位的最初目标,使得自己职业能力有了较大幅度的提升,并且对攻读专业学位给予了较高的评价。具体而言,毕业生们觉得专业知识、分析能力、反思和批判性思维能力、创新能力、目标管理能力等五方面能力进步明显。(1)专业知识的提升,是众多毕业生的首选。通过访谈得知,自费攻读专业学位的同学,目的性明确,他们希望通过一定的经济付出来换取相关专业知识和处理问题的能力,即当他们为专业学位付出较高的人力财力物力之后,他们努力寻求同价值的物质回报———专业知识和锻炼能力;而为了长久职业发展考虑攻读学位的同学也一致认为,良好的职业发展离不开扎实的专业知识做基础,所以他们在攻读学位的过程中也非常重视专业知识的积累;那些顺便读个学位的同学,则是为了通过考试,不得不认真学习专业知识,而且这部分同学认为,专业知识的增加是攻读专业学位而获得的重要“副产品”,因为他们在学习过程中发现,现在学习的专业知识比本科的时候学习专业课要有趣且更容易掌握。(2)除了专业知识的提升,分析能力、反思和批判性思维能力、创新能力、目标管理能力等也是毕业生攻读专业学位后得到较大提升的方面。毕业生们普遍认为,专业学位教育所开设的课程及其授课形式,是促使这些职业能力提升的重要原因。一方面,专业学位的课程,不像本科阶段的课程以单纯的知识灌输为主,而是在完成教学目标的前提下以讨论、实际应用为主,加上大家都从事相关或者相似的工作内容,不仅可以结合实际工作进行学习,还很容易在讨论中形成共鸣,因此大家的学习兴致比较高,都会积极投入讨论。另一方面,授课教师也不是单纯的照本宣科,而是会结合自身的科研实践,提供生动的案例供大家学习讨论,也会让研究生自己介绍工作中遇到的实际案例供大家学习讨论,甚至在课堂上集思广益协助解决大家在工作中遇到的棘手难题,分享授课老师、同学看问题的角度、分析问题的思路、对问题的反思和案例总结等等。热烈的课堂氛围,春风化雨般地学习过程,无形中提升了大家的分析、反思、创新以及目标管理等各方面的能力。
3.用人单位高度认可职业能力变化。
对毕业生工作单位领导的调研,也得出了极其一致的结论。毕业生所在工作单位的领导认为,获得专业学位后的员工,在分析能力、风险防范能力、创新能力、目标管理能力以及专业知识方面有明显提升,比如看问题的角度,做事情的思路,对目标的把控等等,都有让人耳目一新的感觉。因为工作中不一定立即用得上所学的专业知识,所以在领导的感觉上,研究生对专业知识的提升不是非常明显,只是偶尔发现他们掌握的知识的确比过去丰富。调研还表明,毕业生所在单位的领导给研究生攻读专业学位后职业能力的改善打出了83分的高分;93%的领导表示支持员工在职攻读专业学位,76%的领导表示将会对获得专业学位的员工委以更重要的任务并将关注他们的长久发展。可见,各类企事业单位对员工在职进修持支持态度,并且对专业学位教育认可度很高。
4.除了上述被认可的职业能力之外,毕业生和所在单位
领导也在接受调研时提出了仍需要继续提升的职业能力。毕业生们特别期望通过专业学位的学习,还能提升自己的“国际视野、知识迁移能力和风险防范能力”。毕业生认为在专业学位学习过程中,行业、专业相关的国际化信息较少,基本都立足国内;专业知识的综合运用,难以在学习过程中得以体现;由于工作经验、行业竞争压力、自身的职业发展等多方面因素,大家也很想了解应对各种风险的技巧。具体到培养环节,电气工程专业毕业生认为,学校可以在“论文指导、继续深造、国际交流和授课方式等方面”加以改进。毕业生所在单位领导则认为研究生在“发现问题与识别风险的能力、团队协作能力、信息感知和采集能力等方面”有所欠缺。不难发现,从专业学位教育的“出口”看,社会高度认可电气工程专业学位教育,尤其是毕业生对学习过程给予了较高的评价,绝大多数毕业生认为实现了自身目标,提升了自身的职业能力,增强了职业发展竞争力。
四、对完善专业学位教育的启示
根据毕业生所期待的继续提升职业能力和对“论文指导、继续深造、国际交流和授课方式”等培养环节可以进一步完善的建议,本文认为可以通过以下几项措施进一步提升专业学位教育的培养质量。
(一)创新授课形式
改一位老师面对多个学生的课堂授课方式为多位老师面对多个学生的授课方式。比如一学期的所有专业课完成既定授课任务后,保留一定课时用于上“大讨论课”。所谓大讨论课,比如半天或者一天时间,所有专业课老师同时进课堂,结合自己的科研经历给学生上案例课,学生们结合自己的工作经历介绍自己的经验和遇到的各种难题,一起学习研讨,各种课题、以及每一个课题和工作任务所需要的专业知识、研究过程、项目管理经验等等,都在大讨论课上交融;对每一个问题,学生们除了集思广益,还有众多授课老师组成的“专家”当场会诊。除了每学期的专业课程可以这样上“大讨论课”,对于毕业论文的写作指导,也可以定期上“大讨论课”,即对毕业论文进行定期“会诊”,这样既可以及时解决学生论文写作过程的各种难题,改善论文写作的进度,还可以大幅提升毕业论文的质量。
(二)硕士专业学位教育和工程博士招生结合
可以推选一定数量学习优秀、工作表现突出、发展潜力较大的专业学位研究生,继续攻读工程博士专业学位。一方面,可以对专业学位研究生的学习起到鼓励作用;另一方面,也拓宽了工程博士的招生渠道,吸收了更多优秀生源。
(三)和发达国家联合开展专业学位教育
英国、德国、法国、美国、日本、澳大利亚等西方发达国家都有丰富的专业学位培养经验[4],我们可以学习借鉴国外的培养经验,邀请国外的老师来授课,选派优秀学生去国外参观学习,借鉴国外的培养质量评价体系;还可以邀请国外相关企业的优秀高端人才为专业学位研究生做学术报告、座谈等。
参考文献
[1]国务院学位委员会办公室.硕士、博士专业学位研究生教育发展总体方案[Z].2010.
[2]ILC,2000,
[DOI]1013939/jcnkizgsc201650167
1引言
2016年5月,又开始了本科毕业论文答辩,同往年一样,应届电气工程及其自动化专业的本科毕业生,带着毕业实习岗位的得到收获,回到了学校参加毕业答辩。学生们毕业设计的题目有近70%是来自生产实际,基本是自己所在的实习岗位的课题,诸如来自航空材料工业园的课题“PLC铝带卷取机控制系统设计”、来自氧化铝厂的“35/10kV变电所设计”、来自电厂的“500MW热电厂电气工程设计”课题等,有的则是侧重于对老设备进行改造的课题,为企业的设备改造做出了贡献。
学生们在实习期间取得了一定的收获,那么为什么在毕业实习期间能取得很大的进步,能很快适应生产岗位,工作起来游刃有余呢?这完全得益于我校应用技术型人才培养方案,以及适应于培养方案的教学资源。
2应用型本科人才需求状况分析
从南山集团发展阶段看应用型本科人才需求。随着产业转型升级的发展,人才培养工作跟不上时代的需要,存在与社会需求脱节,与真实应用脱离,与实际要求脱轨,与企业脱钩等问题。以山东南山集团为例,新建的航空材料工业园、南山轻合金有限责任公司、南山氧化铝、南山铝型材、南山铝业、南山热电厂等,新技术、新知识、新方法紧跟国际发展的先进水平,包括德国西门子公司的控制技术、西马克的冷轧设备、ABB低压电气传动设备和技术、三菱的热轧设备等,需要更多的是具有创新思维和能力、基础理论扎实、实践创新能力强、可以解决企业实际问题的应用型技术型人才,并用理论知识解决新问题的能力。
地方本科院校人才培养工作的现状。随着社会经济的发展,地方本科院校培训需求的工作落后于时代,在人才培养质量问题上没有从根本上改变,而是加深了矛盾出现。
第一,专业结构与社会需求相脱离。当地专业的本科大学生,无论是教学水平还是教学条件都不如重点院校,但在人才培养模式和类似的重要机构方面,是建立在学科专业结构上。按照专业的社会需求,这些设置培养出来的学生与其职业工作要求,没有重点院校的扎实的理论知识,不具备职业技术学院学生的实践能力。
第二,课程设置与真实应用脱离。地方本科院校课程设置没有以真实应用为基础实现培养与需求的无缝对接,没有重视学生的应用能力,造成了理论课过多,实践课过少的现象。大部分地方本科院校仅把课程实验、课程设计和毕业设计作为实践环节,而这些实践环节往往没有和企业应用相结合,脱离了实际,存在一定的片面性,造成了学生实践能力差,无法适应社会和用人单位的需要。
第三,实际的硬件与实际脱轨。地方高校简陋,设备陈旧,以及实验的一部分实验室无法执行,不能达到实验的预期效果。实验课依附理论课程,几个小时,大部分的实验是验证实验,实验设计的内容,很少或没有,没有注重培养学生的项目开发能力和运用能力,也不会考虑学生解决实际问题的能力和创新能力。内部地方高校是相对封闭自足的,所以没有行业和企业直接参与,没有与企业资源共享。
第四,教师和企业脱钩。专业教师必须经过培训,到企业生产车间,建立与企业非常密切的关系。但作为招生院校,专业教师的教学任务繁重,既没有接触外界的机会,也没有机会实践自己增加知识和实践能力的提高,储备的知识有时会跟不上时展的步伐,他们必须更新自己的专业知识的时间很少接触。对于实践性很强的学科,如果教师缺乏实践经验,动手能力不强,不能给学生的实际应用提供正确的指导,这样就不能更好地培养学生的实践能力。
第五,当地的大学都是以教师的“学历”来评估教师,没有真正建立灵活的用人制度和“双师型”教师队伍。
3以企业对人才需求为导向设置专业
为了满足职业发展和岗位需求之间的社会需求,提升人才培养的方案,需要增加实用课程,增加教学的实践环节,提高学生的实践培训、实习机会等。以人才市场的需求为导向,根据就业岗位的实际需要确定各专业的培养目标。本科教学以基础理论够用为度,加强专业实践能力和职业技能的培养。到企业进行调研,针对某个具体的岗位所设计的课程,结合本专业现有的课程完善培养方案,以及对院校毕业生在企业的发展情况进行跟踪。以南山航空材料园为例,薄板厂的电气运行岗位是我校本专业就业率较高的岗位,包括电气工程及其自动化、自动化专业的学生,2014年实习毕业生近30人,由于培养方案制订合理,符合生产岗位专业技能的需要,对于新建的航材园来说,这些学生到岗位以后,经过安全教育,岗位生产工艺流程,安全操作规程等培训,对于电气图纸掌握基本上是比较快的,而且对于采用先进控制技术的智能控制程序也能读懂,使学生在实习期间就能够在本岗位上是生产安全能够得到保证。
4建立双师队伍
第一,双师型教师知识渊博,尤其是丰富的实践经验和较强的实际工作能力,所以他们培养出来的学生,得到企业的认可和欢迎,而且很快就能掌握了岗位技能。开发双师型教师成长计划,每年专业课教师必须完成40小时的专业培训,专门业务培训的教师行使率达到100%。坚持“工学结合”,鼓励教师积极参与专业生产服务一线的岗位培训。教师的专业实践基地要严格要求,建立每两年必须超过两个月的时间在实践基地或一线生产服务的做法。专业技能学校教师获得高级技能证书达到70%以上。而且,要在企业或科研院所聘请兼职教师。
第二,本科教学以基础理论够用为度,加强专业实践能力和职业技能的培养。确定核心专业课程和专业能力体系,对于电气工程及其自动化专业来说,包括电路、电子技术、电力电子技术、工厂电气控制设备、可编程序控制器、电机及电力拖动等,这些课程的理论教学和实践教学构成了本专业的核心专业课程体系。而电气CAD、Protel 99等n程构成了学生进行毕业设计等专业能力体系。
5增强生产实习教学环节
第一,根据企业对专业技能的要求,整合实验内容,确定相应的实践技术系列,专业实践技术系列和模块实践技术系列,增加设计性和综合性实验,减少验证性实验比例。在实验教学的方式上,要注重因果式引导、成果型训练,激发学生的专业学习兴趣与钻研的好奇心,对学生的自主学习习惯与研究氛围的养成有积极作用。
第二,生产实践是教学与实践教学相结合的实际生产的重要组成部分。学校在实践中建立了稳定的校外实习基地,在生产过程中,要培养学生观察问题,解决问题和能力,有办法明确学习目标。它使我们能够更好地通过实践加深对专业知识的理解,扩大知识面,牢固树立社会意识。
第三,在毕业设计时,采用导师组制,对于年轻教师,利用企业的工程技术人员参与,充分发挥每个导师的专业特长,由学生所在的生产岗位设计出适合本专业的题目,使学生在毕业实习的同时,作出紧密与生产实际相联系的毕业论文。
6开放式实验教学,双证书教育
课程设计必须坚持理论教学和实践教学,尤其是电气控制与PLC课程设计过程中,力求通过职业鉴定,使更多的学生获得初级、中级和高级维修电工资格证书。大胆引入校内与校外结合的教学模式,通过课外培训和实践,与企业紧密衔接,制订出新的方案来实现专业能力的最大提升。
实践证明,我校对应用型人才培养的探索是正确的,毕业生受到了用人单位的好评,而且有的毕业生成了企业的骨干,担任副总工程师、厂长、车间主任,保证了生产的安全,就业率在90%以上。
参考文献:
作者简介:左(1963-),男,河北石家庄人,军械工程学院电气工程系,教授;李伟(1983-),女,河北石家庄人,军械工程学院电气工程系,助教。(河北?石家庄?050003)
中图分类号:G649.1?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)22-0015-03
受中国留学基金委员会资助,笔者于2010年3月至2011年3月在英国纽卡斯尔大学进行了一年的访问学者工作。期间全程旁听了本科生的电子学(Electronics)和研究生的数字信号处理(Digital Signal Process)课程,对英国高等教育的模式及其理念有了一定的认识和体会。英国的教育、学术研究和科学研究处于世界领先地位,举世闻名的剑桥大学和牛津大学都位于英国,是美国以外全球最重要的教育枢纽。英国每年吸引不少来自世界各地的留学生前来深造,不仅为国家带来丰厚的外汇,也为这个属于知识型经济体系的国家吸纳不少人才。因此以纽卡斯尔大学为例,研究英国大学的本科学生课程设置对我们的教学改革具有借鉴意义。
一、纽卡斯尔大学的组成机构及学位授予
纽卡斯尔大学坐落于英国的第五大城市——纽卡斯尔市,位于英格兰北部,距离伦敦400公里。纽卡斯尔大学创建于1843年,位于城市中心,和英国其他大学一样是没有围墙的大学,整个大学融入为城市的一部分。近几年,纽卡斯尔大学在英国近200所大学中排名20左右,2010年统计的在校学生约为18500名,大学教师及职员4800人,全年总收入£288M。
纽卡斯尔大学类似我国的一些综合类大学,包含理工科、文经管、医学等几大类,但大学管理模式上与我们有所不同。大学下分三个学部(Faculties):科学、农业和工程学部(Science,Agriculture and Engineering)、人力和社会学部(Humanities and Social Sciences)、医学部(Medical Sciences)。每个学部下分若干学院,实际上学部是松散组织,学院是实体运作部门。笔者所在的学院是EECE(School of Electrical,Electronic and Computer Engineering,电气电子与计算机工程学院),属于工程学部,业务范围包含强电、弱电专业。其中弱电集中在电子、信息和通讯领域。
就学生攻读学位而言,主要包含BEng、MEng、MSc、PhD。本科生有两种学位,一种称为BEng,相当于我国的工程学士学位。另一种称为MEng,相当于工程硕士学位。完成三年的学业并达到学校的标准即可获得BEng学位,如果再继续学习一年且达到学校的标准,则获得MEng。硕士分为授课型(taught)和研究型(research)。授课型硕士学制为一年,主要进行八门左右的课程学习,最后三个月撰写毕业论文。而研究型硕士学制为两年,课程很少,主要进行科学研究,撰写毕业论文。博士研究生学制三年,和大多数国家培养模式类似。
二、电气电子与计算机工程学院机构设置及主要科研领域
电气电子与计算机工程学院共有72名教职员,其中教师32人,管理人员及其他职员40人。只有教师才有授课和指导研究生的资格。教师职称分教授(professor)、高级讲师(senior lecturer)、讲师(lecturer)三类。EECE设置有教授15人,高级讲师7人,讲师10人。所有教师都具有招收指导博士生的资格。
40名职员中包括4个部门负责人(School,R&BD,IT,Technical),13名实验室技师和IT维修人员,8名行政办公人员,15名助理研究人员(Research Associates)。
通过在电气电子与计算机工程学院的一年访学,感觉这种机构设置有其一定的科学性,运行职责明确、高效。和国内高校相比,电气电子与计算机工程学院教师人数少,而各类保障人员配备齐全、职责明确。这样教师把主要精力放在理论及其基础研究上,而工程实现及其实验室保障则有各类技师负责,实验主要有RA(助理研究员)或博士生们完成。
该学院招收的研究生专业涉及面比较宽,包括电力、自控、通讯与信号处理、先进传感器技术等。
该学院科学研究领域包括四个方面:电力电子技术与驱动设备、纳米材料和电子产品、微电子系统设计、通信和传感器系统。
三、本科学生课程设置分析
1.英国大学学制及学期设置
英国本科生学制为三年,学期设置也与我们国家不同,一年分为三个学期。以2010~2011学年为例,安排大体如下:
秋季学期(11周):10月1日-12月15日上课;12月16日-1月16日,圣诞节假期。
春季学期(9周):1月17日-3月25日上课;3月26日-4月20日,复活节放假。
夏季学期(9周):4月20日-6月25日上课,考试,学年结束。
作者简介:黎静华(1982-),女,广西博白人,广西大学电气工程学院,副教授。(广西 南宁 530004)
中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)16-0016-02
电气工程以电磁学理论为理论基础,将电能作为研究对象,是通信和计算机信息的载体,与生命科学、材料科学、电子科学和控制科学交叉,是基础理论性较强的交叉学科。同时也是工程性很强的专业。庞大电力工业的安全运转、人类伟大的电气化时代离不开电气工程学科的发展。电气工程学科是一门既有着强基础理论支撑的、又有着广泛应用背景和应用平台的交叉混合型学科,基础研究与应用研究并重。[1]该学科的学生既需要掌握理论分析的知识,又需要掌握服务于国家能源发展、电力工业的特殊技能。研究生教育肩负着为国家电力工业建设培养高素质、高层次创造性人才的重任,以培养科学和专门技术中德才兼备的高级科学专门人才为目的。[2]因此,应根据电气工程学科的特点探索适合电气工程学科的研究生培养模式和途径,向电力行业和社会输送更多更优秀的高层次研究型人才。
一、电气工程学科研究生培养的目标
1.电气工程学科硕士学位培养的目标
具有严谨求实的科学态度和工作作风、勇于创新的开拓意识和良好的职业素养;掌握电气工程学科的基础理论、系统的专门知识和必要的技能;了解本学科有关研究领域国内外的学术现状和发展方向,具备较好的国际化视野和国际交流能力;具备独立分析和解决本学科的专门技术问题的能力,能胜任电气工程领域相关的科研、教学、工程技术开发及管理工作。
2.电气工程学科博士学位培养的目标
具有严谨求实的科学态度和工作作风、勇于创新的开拓意识和良好的职业素养;在电气工程学科内掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解本学科专业的前沿动态;具有独立从事科学研究工作的能力,并要初步具有主持较大型科研、技术开发项目或解决和探索我国经济、社会发展问题的能力;掌握数学的基本知识、具有应用计算技术解决本学科相关技术问题的能力,具备一定的交叉学科知识,拓宽知识面,可以开展跨学科内容的研究;科学或专门技术上做出创造性的成果,能够胜任本专业或相近专业的科研、教学和管理工作。
为实现上述电气工程学科研究生培养的目标,笔者认为应从多方面加强对研究生的培养。
二、课题的选择
课题的选择是研究生做好科学研究的基础。良好的课题可以激发学生的积极性和创新性,主动地投入研究工作,从而获得创新性强、有实用价值的研究成果。[3]可见,新颖、创新、具有理论意义和实践意义的选题至关重要。导师在结合学科特点、综合考虑学生的能力和兴趣爱好的基础上,可从如下几个方面获得良好的课题:
1.创造机会到电力工业或电力部门去调研
电气工程学科是一个工程性很强的专业,具有良好的应用平台。作为电气工程学科的研究生,首先应了解电力工业的发、输、配和用的各个生产环节,不仅需要到电厂、变电站、电力部门等传统部门去调研交流,更需要到新建设的、符合国家能源发展战略和满足电力工业发展需要的新建设的基地和部门去调研交流,全面了解当前电力工业迫切需要解决的困难和问题,并据此作为研究的切入点或课题,将使得所选择的课题具有重要的研究意义和价值。
2.查阅行业网站和相关的学术网站
电气学科的研究生应多浏览行业信息网站,了解中国电力工业的最新发展和研究动向,并掌握国家对电力工业发展的战略导向。其次,应多浏览相关的学术网站,如国外的风电等新能源网站。这些是丰富自身知识、把握电力工业发展的前沿、明晰未来工业发展方向的良好途径。同时,也对指导科学研究的选题具有重要作用。
3.广泛阅读国内外文献
寻找解决问题的方法也是科学研究或研究生科研的重要组成部分,广泛地阅读文献则是获得解决问题方法的重要途径。通过学习经典的书籍和高水平的论文可以了解所需解决问题里程碑的方法、当前研究的进展、已有方法存在的不足以及需要改进的地方,从而明晰解决问题的方法和思路。此外,可以针对所需解决的问题开展对数学领域以及交叉学科知识的学习,运用数学知识或者借鉴其他学科的知识解决本学科科学技术问题。
4.结合导师科研项目
导师的科研项目已经是经过调研、论证比较可行的课题,研究生可以立足导师所立项目所需解决的问题去探索和研究解决问题的方法、手段,并以此作为自己的课题。一般地,依据导师的科研项目进行选题在研究经费、实验条件等方面都有较好的保障,学习过程中融合导师的科研过程,有更多的机会与导师进行交流学习。
三、创新能力和思考能力的培养
创新能力是指利用已经积累的知识和经验,经过科学的思维加工和再造,产生新知识、新思想、新方法和新成果的能力。[4,5]一个国家和民族创新能力的基础是人才,尤其是具有创新能力的高层次人才。研究生培养就是要为我国培养拔尖创新型人才。笔者认为,可以通过如下途径加强对创新能力和思考能力的培养:
1.参加学术交流会议
学术交流会议是研究生之间相互交流、相互学习、获取科学前沿动态、实现学科交叉的一个重要平台,其对于研究生创新能力的培养至关重要。学生可以从报告人讲述的内容中感悟到不同的创新方法和思维方式,获得广博的知识,作为自身学科创新的物质基础,从而以不同的方法思考本专业的问题,往往会获得一般方法难以得到的科研成果。目前电气工程学科举办的大型学术会议越来越多,比如全国电自专业高校年会、全国电工学科研究生论坛、电机工程协会的年会、博士生论坛等,研究生们都可以积极主动地去参加。
2.多参加交叉学科的学术讲座
电工学科本身就是一门交叉学科。电力系统的问题也不可能仅仅依赖于电力系统本身的知识去解决,学习交叉学科的知识也是培养创新能力的肥沃土壤。在讲座中,可以听到报告人对自己学科工作的综述和研究体会,可以学习到学术大师们治学的理念、态度和方法,从而启迪和激发自己的思想,达到以他山之石攻自己之玉的效果。
3.重视组内学生之间的交流
相对来说,学术会议和学术讲座的频率并不是太高,且由于开会地点、时间和科研经费等的限制,学生并不能经常参加学术会议。因此,组内学生之间的交流就显得愈加重要。课题组内不同研究方向的学生应该每周举行一次交流会,相互汇报各自的研究成果和遇到的问题,自由争辩,取长补短,相互促进,共同提高,使认识得到发展,在相互的交流中碰撞出新思想的火花,从而有可能产生新的科学假说,开辟新的研究途径。
四、表达能力的培养
人最高层次的能力是表达能力,包含写和说的能力。研究工作需要得到认可或需要得到别人建议和帮助都依赖于良好的表达。思维敏捷、条理清楚地阐述自己的学术观点或展示自己的研究工作是使自己的科研工作得到认可或获得有价值建议的重要途径。可以通过如下方法加强和培养表达能力:
1.多练习口头汇报
首先,参加会议时要争取汇报的机会。表达能力是需要不断练习和锻炼的,有时候想得很好的内容未必能有条理地进行讲述。其次,要勇于提问,善于表达自己的想法。同学之间的相互讨论是非常宝贵的学习机会。提问不仅能充分把握新知识,且能锻炼自己的表达能力。研究生们时常胆怯,不敢提问,生怕暴露自己知识的浅薄。钱伟长先生经常说:“报告总是不能全听懂的,要提问题,没有愚蠢的问题,不提问的才是愚蠢的!”青年学生应充分重视提问,在增长知识的同时提高自身的表达能力。
2.多写学结
科学研究中一定要重视书面的表达。多数学生觉得这些问题自己已经掌握了,没必要写出来,殊不知这里面隐含着很大的学问。把内容和观点写出来是对自己工作的梳理,是理清问题的一个重要途径。书面表达后会使得自己对问题的认识更加清晰,条理更清楚,更能加深理解和记忆。学结包括许多方面,不仅仅是写学术论文和毕业论文,其具有多种多样的形式,如写开会的会议纪要、会议报道、记录每天的学习进展、总结每周的学习内容或对某个阶段成果的梳理等。
3.反复体会教师修改后的论文
人总是在学习中成长和进步的。只有充分认识到不足和发现自身与别人的差距才能更好地学习和进步。导师就是研究生阶段最好的学习榜样。不少同学并不重视导师修改过的论文、ppt等材料,这无形中损失了许多宝贵的学习机会。研究生应细细品味导师修改后的表达方式和领悟导师的意境,及时丰富和纠正自身存在的不足,日积月累,水平自然会得到快速提高。
五、综合能力的培养
创新能力和专业知识固然是培养研究生的重要内容,但是研究生的思想修养、严谨求实的科学态度和工作作风、积极向上的处事态度也至关重要。俗话说:要想做好学问,首先要做好人。学习专业知识和进行科学研究并不应该是研究生学习和培养的全部。许多学生认为只要学习好就行,其他事情与他无关,这在很大程度上使学生降低了对自己的要求。在科学研究过程中,要有严谨的治学态度、脚踏实地做事的作风。此外,学生应该做导师的好助手,协助导师做好本科生毕业设计、课程设计的指导。对于课题组的其他公益事务研究生也应该主动承担,认真完成,抱着“既行之,极致之”的态度,增强自己的责任心。
六、结语
培养具有电气工程学科特点的高层次研究人才对推动电力工业的发展具有重要作用和意义。本文结合该学科的特点提出了关于研究生选题、创新能力培养、表达能力培养和综合能力培养的具体途径及方法,希望研究生能通过参加实践调研、广泛阅读文献、积极参加学术交流和交叉学科的学术讲座以及勇于提问、善于表达等途径全面提高自身的素质和水平,达到培养的目标,在科学或专业技术上取得创造性的成果。
参考文献:
[1]董方敏,周学君,黄华.电气工程硕士校企培养质量保障体系的构建[J].中国电力教育,2010,(35):45-46.
[2]《中国学位与研究生教育发展战略报告》编写组.中国学位与研究生教育发展战略报告[J].学位与研究生教育,2002,(6):1-21.
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0029-02
创新是民族进步的灵魂,也是大学发展的动力。[1]重庆大学前校长林建华认为,重庆大学未来的特色是以创新创业教育能力培养为特色的学校。有了实践创新能力,毕业生才能更好地适应和驾驭未来。但是,由于有限的大学资源很难惠及所有学生,创新实践能力的培养方案很难全面推广。
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业软件,集成了MATLAB和Simulink两大软件包。[2]它是一种编程语言和仿真工具,依靠其丰富的功能模块、强大的计算能力、灵活的二次开发接口和半实物仿真手段,已广泛应用于电力、金融、生物等众多领域。[3]如同OFFICE软件是日常工作必备的工具,MATLAB/Simulink已成为高校广大师生和研究人员的基本学习和研究工具,对于创新实践具有重要的作用。
一、大学创新实践中存在的问题
第一,一所大学的资源十分有限,面对众多的学生仍然处于“僧多粥少”的状态。以重庆大学开展的各种本科生和研究生创新实践项目来看,大多需要经过层层筛选。尽管可以发现拔尖人才,但也使更多学生失去了创新实践的机会,这与“竞争力的提升要靠一大批有创新能力的优秀的年轻人”的人才培养理念还有差距。
第二,在创新实践项目的实施过程中,多数学生的理论基础不扎实,动手能力差,淡化研究与探索的意识。究其原因,之前缺少实践机会和条件,进而信心不足。
第三,随着信息化和仿真技术的发展,重庆大学针对不同专业开设了各种计算机辅助类课程。但由于课程体系侧重于软件本身的学习,或者采用“面向课程”的教学模式,使得这类辅助课程始于理论,止于仿真,与解决实际问题有很大差距。从近几年的本科生和研究生毕业论文分析可以发现,对于计算机仿真软件产生了过度依赖性,对软件仿真与实践的融合远远不够,这是一种“滥用”计算机仿真技术的不良倾向。“滥用”仿真的真正原因不是软件仿真多了,而是绝大部分学生对于MATLAB/Simulink的掌握远远不够,未能找到实用化的切入点。
针对以上问题,借助教学科研中应用最为广泛的MATLAB/Simulink软件,本文根据近几年在“计算机辅助电路分析”教学、MATLAB/Simulink培训和科研中的经验,对电气工程专业计算机辅助课程的内容体系、教学方法、考核方式和教学效果进行全方位探讨,以期达到有效利用计算机仿真技术和培养创新实践人才的目的。
二、MATLAB/Simulink在教学和研究中的应用
以重庆大学电气工程学院为例,近几年学院在专业基础选修课中开设了两门基于MATLAB的课程:“MATLAB在电气工程中的应用”和“计算机辅助电路分析”。尽管是选修课,但选修率达到了95%以上,仅电气学院每年就有400多名学生选修,还有弘深、机械等学院的学生选修。
通过对电气工程学院每年的本科生毕业设计、硕士研究生学位论文来看,70%以上的同学都使用MATLAB/Simulink软件开展课题的研究。重庆大学创新实践中心每学期都会开设MATLAB/Simulink有关的初级、中级到高级培训,吸引了全校多个学院大量的本科生和研究生参加。
为了进一步掌握MATLAB/Simulink的应用现状和趋势,对MATLAB/Simulink软件在国内外的学术贡献进行了调研,图1和表1分别给出了国内CNKI数据库和国外三大数据库关于MATLAB的论文检索结果。
CNKI数据库中最近10余年涉及MATLAB的学术文章合计41万篇,其中人文社会科学约2600篇、经济与管理科学约2.6万篇,更多用于工程科学、自然科学。文献来源主要来自工科实力较强的高校,如前5名依次为天津大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、重庆大学和浙江大学。
通过对国内外期刊数据库对于MATLAB/Simulink的应用分析表明:更多文章对于MATLAB/Simulink“用而不言”,实际应用量比统计大得多,特别是高水平文章;计算机硬件和软件的发展为MATLAB/Simulink广泛深入应用提供了条件;统计数量增幅放缓,原因之一是现在对软件本身的关注降低,更注重软件的应用效果;预计未来关于MATLAB/Simulink的直接引用量保持现状,但会像人们离不开OFFICE一样,MATLAB正在成为教学研究中的必备工具。
三、MATLAB课程教学实践中存在的缺陷
重庆大学电气工程学院现面向全校开设“MATLAB在电气工程中的应用”和“计算机辅助电路分析”,前者主要包括MATLAB/Simulink的基础知识和电气工程有关的MATLAB函数,后者涉及电路理论通过MATLAB/Simulink来验证的具体应用,但课程的开设存在一些缺陷。
1.课程分为理论课和上机课两部分
理论与上机实践衔接不紧密,理论部分涉及线性代数、矩阵理论、数值计算等知识,而这些往往是高年级甚至研究生的课程,而上机实践课主要针对已经学完的电路原理仿真。这种“面向课程”的教学,是针对已学课程内容的再现和重复,使学生表现“疲劳”,缺少兴趣。
2.学时短,内容多,合班上课学生多
由于学习能力和学习习惯的差异,“吃不饱”和“撑不下”并存的情况严重。
3.学生缺乏学习动力
由于使用MATLAB/Simulink的时间更多是在专业课的学习、创新研究项目和毕业设计阶段,学习在学习时缺乏目的性和兴趣,[4]导致不少同学学完该课程后仅把MATLAB当作一种高级计算器,忽视了更为深入的应用,甚至有硕士生导师报怨研究生连编写和调试简单的MATLAB程序也有困难。
4.考核困难
由于仿真实践需要计算机操作,存在硬件软件故障的不确定性,而且平时作业和上机考试中抄袭现象时有发生。因此,有必要制订出合理的考核方式,公正有效地反映出学生的真实水平。
四、MATLAB课程改革与实践方案
在硬件资源有限的情况下,利用MATLAB/Simulink课程提升学生的创新实践能力和培养出大批的优秀人才。针对现有本科生计算机辅助类课程“过分强调其辅助服务功能”和“与实践脱节”的问题,[5]以“计算机辅助电路分析”课程作为改革的突破口,改进课程内容体系,加强理论、仿真和实践的结合,充分发挥MATLAB/Simulink工具的强大功能,引导学生从单纯的“学习型”到“研究探索型”的意识转变,从“理论仿真”到“具体实现”的行为转变,使学生增加一技之长,提高就业竞争力,同时为毕业设计和研究生深造奠定基础。为此,在以下方面进行了改革和探索。
1.教学大纲的改革
根据创新型、研究型人才的培养需要,将“MATLAB在电气工程中的应用”与“计算机辅助电路分析”合并,新的课程名称改为“计算机辅助电子电路分析”,以适应“电路原理”“模拟电子技术”和“数字电子技术“以及专业课的需要。同时在新教学大纲中,对课程内容体系进行优化。总课时由原两门课的62学时改为52学时,依据课时适当压缩纯课堂理论,增加上机环节学时,将部分理论与上机相结合。
2.教学方法的转变
由“面向课程”的教学,增加专题训练和应用实践环节,拓宽学生知识面,使学生具有解决问题的能力。采取主讲教师专题讲座与研究生助教实践专题报告相结合。研究生助教“现身说法”,探讨MATLAB/Simulink在研究和学习中的应用,开拓学生视野和提升兴趣。针对不同层次学生分类指导,考虑开设基础班和提升班,实行差异化教学。改变教学方法,实现从“学习”到“研究”的思维转变,从“仿真”到“实现”的行为转变,改变过度依赖仿真、始于理论止于仿真的局面,提升学生的上机操作和应用实践能力,以团队的方式布置专题作业,培养团队协作精神。
3.课程开设方式和开设时间的探索,教学计划的制订
课程开设时间延后,学生数学基础和专业基础更好,有利于为毕业设计和深入学习、研究生深造做准备;也可以多学期分段教学,由基础到专业逐步深入,改善教学效果。
4.考核体系的修订
建立合理有效的成绩评定体系和考试考查方式,制订出合理的考核方式,公正有效地反映出学生的真实水平,又能成为激励学生努力学习、勤奋钻研的压力和动力。
五、结束语
通过MATLAB有关课程的改革,把MATLAB/Simulink课程从“辅助”角色提升为重要的创新实践手段,不仅可以大大节约硬件资源,为更多学生提供锻炼机会,同时通过创新实践能力提高,为学术研究提供支撑。
参考文献:
[1]刘翠红,陈秉岩,王建永.基于学生实践和创新能力培养的实验教学改革[J].科技创新导报,2011,(1).
[2]刘俏.MATLAB辅助化工原理教学的实践[J].高等理科教育,
2006,(5).
1学校构建课外科研支持体系
教育部从2006年起设立“大学生创新性实验项目支持计划”,目的是通过科研项目引导大学生自主地训练知识综合和创新能力,一些关于“大学生创新性实验项目支持计划”的教学研究也已经开展[1-5]。该计划主要针对大三学生,获批的国家项目研究期为2年,学校项目研究期为1年,已经取得了良好的示范效应。但是,该计划独立于培养计划之外,学生只能利用业余时间开展,因此,该计划的实施和落实是个难点,主要表现在:(1)学生的学习任务重,能分配给项目研究的时间少;(2)学生仍处于学习阶段,知识体系不完整;(3)属于课外科研,时间零散。工科学生强调动手能力,创新能力必须是建立在实践基础上的创新[6-8]。解决好课外科研和专业培养计划在时间上的冲突问题,解决好科研过程的严谨性和课外科研管理的松散性问题,是课外科研健康发展的基础。在学院的支持下,项目组从2008年开始,以“大学生创新性实验项目支持计划”为平台,构建完成了课外科研支持体系。本文首先分析课外科研对本科教学的意义;其次,以电气工程与自动化专业为例,分析大学4年的学习压力度变化,寻找课外科研的定位;最后,根据培养目标构建全学程的课外科研支持体系。
2课外科研在本科教学体系中的定位
创新能力培养是“大学生创新性实验支持计划”的核心,学校和学院利用这个平台,把创新能力培养的过程分解到课外科研的每一个部分,用理性的科研过程阐释创新的内涵和价值。
2.1辅助培养计划内的课程教学通过创新性、提高的科研训练,提高学生对课程知识的理解和把握能力。课外科研在培养创新能力方面高于教学实验,一方面教学实验虽然也涉及到创新实验,但是,由于其主体教学目标是理论验证,创新性实验的数量很少,而课外科研完全是一种创新性活动,活动的创新性大;另一方面,实验教学只注重本课程的学习,对培养计划的综合性不够,而课外科研以科研项目为引导,其开展必须使用大部分计划内课程,在很多情况下,还需要自主学习计划外课程,知识的覆盖面和综合程度大。因此,课外科研是教学实验的扩展和延伸,对计划内课程有辅助作用。
2.2实现本科教学和研究生教学的衔接通过系统的训练,培养学生的信息搜集能力、科研素质、论文撰写、申请书撰写、工作汇报和答辩,以及基本的科研技能,弥补本科教育和研究生教育之间的断带。研究生教育以科研为平台,要求学生具有一定的科研能力[9],包括文献阅读和综述能力、专业知识运用能力、项目规划能力、学术论文撰写能力、学术汇报能力等。这个能力的培养周期很长,在短学制情况下,基本科研能力的培养难度很大。本科教育以课程教学为平台,以培养理论知识为核心,学生的知识综合能力不足,对课程一知半解。项目组曾经调研一些已经保研的大四学生,发现很多学生对专业知识的掌握仅仅局限在课程或考试本身,很多电气工程及自动化专业的毕业生,甚至不知道“Protel”、“PCB”的内容和应用,很多优秀毕业生把这些知识的获取寄希望于研究生阶段,但是实际上,研究生阶段的状态与他们的设想相距甚远,于是又寄希望于博士生阶段。本科教育与研究生教育之间存在断带,这个断带是本科教育对科研能力要求低与研究生教育对科研能力要求高的矛盾造成的。这种现状影响了研究生教育,也影响了导师指导研究生的积极性,因此,本科教育和研究生教育之间需要一个过渡期,这个过渡期以课外科研为平台,向上衔接研究生教育,向下衔接本科教育。与研究生教育对科研培养的定位不同,过渡期的科研定位是训练,提高学生对科研过程的认知能力,而不是追求科研成果。
2.3实现本科教学与社会服务的衔接通过系统的训练,培养学生的基本研发技能,信息搜集能力、团队协作能力、沟通技巧等。在与企业家交流的过程中发现,很多企业不愿意招收应届毕业生,他们普遍认为应届毕业生动手能力差,到企业后要重新培训。虽然学生的学习成绩优秀,但是解决实际问题的能力很差,还有一些学生与人合作能力差。本科教育与社会服务之间也存在断带,这个断带是本科教育对实用性的要求低与社会服务对实用性的要求高的矛盾造成的。本科教育与社会服务之间需要一个过渡期,这个过渡期的教学也需要以课外科研为纽带,向上衔接社会服务,向下衔接本科教育,这个阶段的教学重在实用性。
3全学程课外科研支持体系
3.1大学生本科四年的学习压力度分析课外科研的特点是课外,其开展不能影响正常的教学秩序,在设计课外科研培养方案时,首先要分析大学生的业余时间到底有多少,哪些业余时间可以用来开展课外科研。按照武汉大学电气工程与自动化专业培养计划的规定[10],本科毕业必须修满150学分,其中必修课108学分,选修课42学分,表1是第1—8学期培养计划中学分和学习压力度统计表。为了保证数据的可比性,只选择必修课和实践课作为对照,其中学习压力度是随机调查了30名毕业班学生,调查他们对学习压力的主观感受,取最大学习压力的第5学期的压力度为10度,其他参照给出主观结果。表1中的数据表明:学生的学习压力主要集中在第4—6学期,第1—3学期学生的压力不大,第7—8学期压力较小。在第1—3学期,学生还处在高中到真正大学生活的过渡期,学习主动性不强,学习方法是高中阶段的延续,如“大学英语”、“大学物理”、“中国近代史纲要”等,虽然在第3学期也开设一些专业基础课,如“电路”,但是这些课程与大一的课程有强烈的相关性;此外,这些课程对实践的要求不高。第1—3学期的教学安排降低了学生的感受,因此他们感到压力不大。进入第4学期,有“电机学”、“模拟电子”、“电气工程基础”、“信号与系统”等难度大的课程需要完成,学生感到学习压力增大。这些课程的学习方式与1—3学期的完全不同,需要注重实践,此外,保研成绩也是以1—6学期的成绩为衡量标准,因此需要学生格外努力,这个过程一直延续到第6学期。第7学期的课程主要是专业选修课和其他选修课,第8学期主要是本科毕业设计,这2个学期的学习压力较小。第4—6学期是学生学习压力最大的阶段,与“大学生创新性实验项目”既冲突又合作,一方面,从时间上看,“大学生创新性实验项目”的实施时间在第5—6学期(国家项目执行期在第5—8学期,但是覆盖面小,不具有代表性),此时,课外科研与培养计划在时间上存在冲突;另一方面,从“大学生创新性实验项目”实施条件上看,项目的实施所依赖的基础正是第4—6学期所开设课程。创新项目在时间上与培养计划的冲突性,和在内容上对培养计划的依赖性,构成了“大学生创新性实验项目”开展的一对矛盾体,这个矛盾是否能够得到合理解决,将直接影响到“大学生创新性实验项目”的实施。因此,学校和学院需要系统地安排学生的课外科研,一方面制定详细的训练安排,另一方面,构建全学程的培养体系,延长课外科研的开展时间。
3.2构建课外科研教学体系虽然课外科研的定位不是获得科研成果,而是提高学生对科学研究过程的认知能力,但是其开展必须以科研项目为载体,以科研成果为引导。课外科研与培养计划在时间上是冲突的,在内容上是相互依赖的,为了解决这个矛盾,在制定课外科研支持体系时,需要延长课外科研时间,同时,精心设计课外科研内容,使之与培养计划紧密结合。为了延长课外科研的开展时间,围绕“国家大学生创新实验项目”在学院层面,再增加3个支持计划,表2是课外科研支持计划表,这4个支持计划与创新发展规律相一致。创新分为好奇、兴趣、质疑和探索3个阶段,课外科研的开展必须贯穿这个过程才能有效果。在针对大三学生的“大学生创新性实验项目支持计划”的基础上,针对本院实际情况,进行了拓展,包括:针对大一新生的科研习惯训练,这个阶段主要是参加论坛性质的“电气汇智创新课堂”;针对大二学生的“电气学院创新预研项目支持计划”;针对大四学生的“创新性毕业论文支持计划”。这3个计划与国家大学生创新支持计划成为一个整体,使研究期从2个学期扩展到了8个学期,延长了创新项目的实施期。为了使课外科研内容与培养计划紧密结合,确定6类基本科研技能,表3是基本科研技能与培养计划课程的关联性的对照表。科研技能包括:文献阅读、综述能力,数学工具运用能力、电磁场分析能力、电路设计能力、编程工具和文章撰写能力。其中,电磁场分析和电路设计与培养计划关联性最大,而文献阅读、综述和论文撰写在培养计划中没有涉及。综合表1、表2和表3,设计电气工程与自动化专业课外科研支持体系。图1是电气工程与自动化专业课外科研支持体系图。课程学习压力度是通过调查获得的学生对课程学习压力的直观感受,实验课程数量是培养计划中实验课按学期的分布,基本科研技能训练是按照表3展开的专业基本科研技能在各学期的分布,科研项目与竞赛项目是学生可参加的课外科研支持计划和可参加的全国性竞赛。