时间:2023-04-03 10:03:05
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二、实践教学存在的问题
我校是一个财经类的高校,身处在这样环境中的电子信息工程专业的实力相较对薄弱。我校在推进实践教学过程中,仍然存在很多关键问题,主要体现在以下几方面。
1.适应高素质应用型人才培养的实践教学设施短缺落后,实践教学手段和方法仍显落后。
长期以来,我校的电子实践教学主要依附于理论教学,大多实验设备都未得到及时的更新,现有的实验教学条件和环境远远不能满足教学计划中培养目标的要求。学生动手能力和实践能力的培养不够充分。实训模拟场地限制了学生更多的培养动手能力的机会。现有的实训设施还远未能满足教学实践的需要。
2.教学计划仍需进一步调整和完善。
当前在教学计划中,尽管实践环节的教学课时已有较大提高,如在我校的人才培养方案中,在强调理论教学的同时,一直加强与实践教学有机融合,精心设计实验、实习、实训、课程论文(设计)、毕业论文(设计)、课外科技文化活动、素质拓展、社会实践等实践教學内容。增大了实践性教学环节课时比例,但除去一定量的停留在计划中的名义实习课时后,实际可用于学生实践、或动手的学时仍显不足。
3.实践教学师资力量有待提高。
教师中能够适应满足实践实训的总体上比重不高,大量年轻教师从高校毕业后进入学校从事教学工作,缺乏实践教学环节的专门训练,自身尚不能成为行家里手,难以胜任相关的实践指导工作。
4.校外实习基地建设薄弱,远远不能满足教学实践的需要,校企间的合作更是匮乏。
许多校外实习基地常常依赖老师们个人在社会建立起来具有较紧密关系的亲朋好友关系,勉强维持、勉强接受。有些学生甚至需要自行联系实习单位,实习效果堪忧。
三、实践教学改革总结
针对我校电子专业实践教学过程中存在的诸多关键问题,主要在以下几方面进行了实践改革。
1.结合专业特点不断改革更新实践教学内容,适应企业用人需求。
根据电子专业特点,对本专业的实践教学内容和模式进行调整和补充。在传统电子实践教学内容的基础上,安排了最新的电子技术发展及电子技术应用情况介绍。例如在万用表、直流电源、示波器、信号发生器、功率表等常用电子仪器的使用实习基础上,还适当增加了单片机、电工、设计、嵌入式设计等实践教学单元,并不断紧跟电子技术发展的趋势等,利用现代化的教学方法和教学手段,设计新的实践教学模式 突出创新训练的重要地位,以满足新形式下创新教育的要求。
2.加强师资队伍建设,开发实践教学质量源泉。
实践教学质量的高低,很大程度上取决于实践教学师资队伍的整体素质与结构。首先,学校制订了相关政策,加强实践教学师资培养力度,加强对有丰富实践教学经验的工程师、技师引进等工作。其次,建立实践教学激励和约束机制,充分调动教师参与实践教学的主动性、积极性和创造性。鼓励并分批安排教师走进企业进行实践训练和素质拓展,为我校实践教学质量的提高提供了强有力的队伍保障。
3.产学研结合、加强校内外基地建设,为创新型人才的培养创造良好的环境和条件。
实践教学基地是培养创新型人才必备的硬件设施条件,是对大学生进行技能训练的基本保证。根据地理位置的优势,我们广泛与周边相关电子企业和公司建立联系,不断健全校外实践基地,为学生大学学习期间创造更多进入企业公司实习锻炼的机会,我们与企业公司建立了长期合作,并建立校企联合培养基地,建立学生创新实验基地,共同承担人才培养,科技合作,成果转化,创新实验与科学研究相结合研究,大大促进了人才培养和专业的发展建设。也为学生今后的自主创业奠定基础。
4.创造条件激发学生实践创新积极性,使学生较早的参与到竞赛和科研活动中。
近年来我们加强了学科竞赛的指导和投入,鼓励学生积极进行创新活动,也取得了丰硕的成果。如鼓励学生参加挑战杯、程序设计、电子设计、飞思卡尔智能车和机器人、全国数学建模等竞赛为代表的国家级及省级竞赛活动,并给与一定的奖励。学生们在比赛中取得优异成绩的同时,学习的热情和积极性也得到了充分调动和激发。
5.充分利用我校特有的素质拓展周教学安排,不断改革素质拓展周的内容,提高学生实践能力的培养。
磁电子方向课程群的构建
针对上述问题,通过这几年广泛深入地调查、分析和研究,我们明确了电子信息科学与技术的发展方向;明确了地方经济发展规划方向,特别是电子行业的主流方向;明确了湖北省对电子技术人才的需求;了解了湖北省各高校特点和专业设置现状。结合我校特点与我院师资优势,我们逐渐探索出一条适合我院电子信息科学与技术特色专业建设的路子,逐步形成了以磁电子器件应用和磁电子信号处理为专业发展方向,以数理类、磁电子技术类和信息处理类为主要课程体系,以磁电子器件应用实验室、磁电子信息处理实验室、EDA与嵌入式系统实验室的建设为支撑,以校外实习和创新基地为补充的一个本专业人才培养体系。
1磁电子技术微电子材料与器件是二十世纪人类最伟大的创造之一,但是没有利用电子自旋特性。随着科学技术的发展,半导体组件的尺寸缩小到纳米级后,许多原有宏观特性将丧失,必须采用电子的自旋特性来解决半导体的尺寸效应问题。自旋电子学正是在这样的背景产生的。自旋电子学是一门以研究纳米尺度范围内电子的自旋特性为主要内容的一门交叉学科。自旋电子学,亦称磁电子学,它是磁学与微电子学相结合的产物。采用磁电子材料制造全新的或者高性能的器件,与传统半导体器件相比,具有大幅度降低能量消耗、增加集成密度和提高数据处理速度等优点。磁电子器件广泛应用于磁场感应、高速信号耦合和数据存贮等领域。磁电子材料及器件是目前国际学术界的一个热门研究领域。根据巨磁阻(GMR)效应[4-5]和自旋隧道(MTJ)效应[6]制成的各类先进磁敏器件迅速走向商品化。磁电子器件包括磁性传感器、磁性隔离耦合器和磁性存储器的市场前景巨大,未来年销售额估计将高达1000亿美元[7]。在2008年11月湖北召开的第十三届全国磁学和磁性材料会议上,磁电子材料和器件的研究被认为是事关中国能否赶上世界第四次科技发展浪潮的一个关键。目前,由东方微磁公司在湖北宜昌投资兴建的磁电产业园第一条磁电子芯片生产线已经建成,预计在未来几年,对具有磁电子技术背景的毕业生的需求呈上升趋势。
2磁电子方向课程设置磁电子方向课程群由微电子电路基础、固体物理导论、磁电子学与传感器与检测技术等四门课程组成。该方向培养的总目标是夯实专业基础,加强实验技能,强化工程意识,拓宽专业口径,突出磁电子应用特色。
(一)理论教学环节
微电子技术课程:包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,其教学内容非常丰富,并要求学生有良好的数学、物理、材料等学科基础。教学目的是给学生打好基础,为后续课程提供基本知识。本课程课堂教学主要做法为:(1)突出基本概念、注重器件原理和模型。简化复杂的数学推导和理论分析,强调对基本原理和规律的理解和掌握。(2)以应用能力培养为导向,强调实用性和简明性。在讲清模型的简化条件和物理意义的基础上,重点介绍模型的应用方法和技巧。固体物理导论主要教学内容是从晶体结构、晶格振动和电子运动的理论出发,通过引入各种元激发的模型、概念,为学生系统介绍了固体的热学性质、光学性质、电学性质、磁学性质及力学性质。是磁电子学的先修课程。磁电子学课程:根据我校本专业的发展方向和培养目标,所确定的主要教学内容包括磁电子学的基本概念、巨磁电阻(GMR)效应、自旋隧道(MTJ)效应、和磁电子学的应用等。由于学生相关物理基础相对薄弱,讲授本课程的主要做法是:(1)加强巨磁电阻(GMR)效应与隧道巨磁电阻内容的讲述,简要介绍典型的巨磁电阻传感器的工作原理。(2)磁电子学的应用是本课程的讲授重点,讲授内容包括磁电传感的应用、磁记录读出磁头、磁电阻随机存取存储器、自旋晶体管和量子计算机等,以培养应用能力为主要目标。传感器与检测技术课程:该课程在教学内容的选取上,以“必需、够用”为度,舍弃繁杂的理论分析,突出基础理论知识和实际操作技能。同时,注重吸收传感器与检测技术领域的新知识、新技术,并将磁电传感器单独设置为项目,便于教师根据科研项目的实际情况选择教授。
(二)实验教学环节
表1中给出了该专业方向所开设的实验情况,这些实验项目有许多来源于教师的科研课题,主要以设计性、综合性和研究性实验为主,鼓励学生自己设计、自己动手制作和开发研究,同时还鼓励学生积极参与导师的科研工作和科技创新大赛,指导学生撰写和发表研究论文。该实验教学环节体现了教学与科研的有机结合,不仅有利于师资水平的提高、教学内容的更新、传统专业的改造以及新专业的增建,更有利于新学科、交叉学科的形成与发展。
课程建设效果
1优化了课程体系,提高了教学质量在规定专业方向磁电子课程群后,学院组成了课程建设小组,加强了对专业方向课程群的建设与改革,提高了课程群的教学质量。同时学生对培养目标、就业方向更明确,有效的提高了学习的积极性和主动性,教学质量得到明显提高。
2加强了学生的专业基础,优化了学生的知识结构构建专业方向课程群后,学生对所学专业课程之间的关系比较清楚,学习时目标明确,能很好的处理各门课程学习的关系,能注重基础、抓住重点,学深学透。同时对其它相关基础课程如电路分析、电子技术基础能下功夫学好。在专业课程的学习中,学生能有的放矢地加强自己专业基础的学习和工程技术能力的训练,学生的知识结构得到了优化,工程应用能力得到了提高。
为建设创新型国家,培养大批创新型人才,让优秀学生从本科教育起就接受更系统、更全面的教育,从而探索研究型大学培养高层次拔尖人才的新途径,许多高校都在探索各具特色的人才培养模式。北京交通大学是一所以理工科为主的全国首批进入“211工程”建设的教育部直属重点高校。学校注重人才培养模式改革,形成了“厚理博术,知行相成”的教学理念,意在重点培养一批具有强烈的创新意识、创新能力、创新品质的高水平人才,满足经济社会对具有创新精神和创新能力等方面人才的要求[3]。着力在掌握坚实的基础理论、系统的专门知识,具有开阔的视野、良好的合作精神的前提下早出人才,快出人才,出好人才。21世纪是信息技术高速发展的时代,通信技术已经走在了时代的前列。北京交大通信与信息系统是国家级重点学科,在高校学科评估中名列前茅。为了加快高层次人才的培养步伐,追踪通信技术的国际前沿,通信工程本硕连读贯通培养试点由此孕育而生,成为北京交通大学人才培养的创新试验区。
二、培养目标
旨在培养个性突出、基础宽厚、视野开阔、发展潜力大、创新意识强、综合素质优秀的人才,掌握信息处理、传输、交换、通信网络基础、光纤通信、计算机应用等坚实的基础理论和系统的专门知识,具备在电子信息工程领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力及发展潜力,重点培养能够从事电子、信息技术、通信设备与系统的设计、网络运营、信息管理、科学研究与开发等方面的高级专门人才。以理工科拔尖创新人才为培养目标,采取精英化培养模式,紧跟学科发展的前沿,结合科学研究项目与社会需求,将最新的学科专业知识引入课堂,突出学生知识、能力、素质的全面培养,在基础知识方面更扎实,在知识结构方面更具前瞻性,既增加学习与专业训练的强度,又注重创新能力的培养,为国家的科技事业发展培养出具有潜力和创新精神的现代科技人才。本硕连读拟为培养厚理博术、踏实笃行的更高层次的科技拔尖人才奠定基础[3]。
三、培养模式
本硕连读培养是本科生教育和研究生教育相结合的一种培养方式,是力争在最短的时间内培养出更多优秀人才的重大改革举措。北京交通大学通信工程专业本硕连读贯通培养,是经过专家、教授充分论证后,在培养模式方面进行的积极而有益的探索。现在国内各大学本硕贯通培养学制年限一般设置为6年,北京交通大学通信工程本硕连读试点在6年学制的前提下实行3+1+2的培养模式。具体分为三个阶段:
第一个阶段:大学前3年,按照本硕连读的本科阶段课程设置进行培养。为了激励学生,保证培养质量,每个学年结束后按照成绩进行排序并实施分流,普通班成绩优异的学生可以调整到本硕连读试点班,试点班学习成绩排名靠后的学生分流到普通班,来自竞争的压力给学生带来了自主学习的动力。三年经过三次调整,通过考核和面试选拔确定攻读硕士学位的学生人选。入选学生在第一阶段所学部分专业课比其他学生增加了学时,提高了理论深度,减少研究生阶段课程教学内容的重叠[4]。
第二个阶段:大学第4年。第4年第一学期根据自身爱好和兴趣双向选择导师,进行硕士研究生阶段的课程学习;第二学期进行本科毕业设计,毕业设计的选题来自于导师的研究领域,毕设题目一般是由导师根据自己的研究方向和科研课题给定,从而实现本科生阶段与研究生阶段培养的无缝对接。第二个阶段是本科生课程和研究生课程同时交叉选择,本科课程以专业选修课为主,结合导师的研究方向自主选择,所选课程与硕士研究生阶段的研究方向有机衔接,研究生课程以硕士基础课为主。
第三个阶段:获得研究生学籍的学年开始为第三阶段。这个阶段主要任务是科学研究能力的提高和完成硕士学位论文,提高科学研究水平。根据个人意愿,综合素质与学业成绩较好的学生在硕士第一年第二学期可以申请硕博连读或提前攻博资格。其他学生则进行硕士学位论文的选题并完成硕士学位论文,最后经学位评定委员会审定授予硕士学位。申请攻读博士学位的学生按照博士培养方案进行培养,最后授予博士学位。
四、课程设置
本硕连读培养是把研究生培养和本科生培养有机结合起来,教学内容前后贯通,避免课程设置上的重复,重在创新能力、实践能力与研究能力的培养[4]。课程设置总体框架以强化自主学习和科研训练为主线,分为通识教育、学科专业教育和自主教育三个层次。其中通识教育层次为推进全面素质教育奠定基础,主要为人文、艺术、体育和思政课。学科专业教育层次又分为学科门类基础、专业基础和专业三个模块。学科门类基础模块是必备的数学和物理等基础性课程;专业基础模块是为专业领域中必要的、最基础的知识和能力而设置的理论与实践课程;专业模块除专业必须主修的理论课程和毕业设计外,还特别设定了导师指定的以科学研究训练为载体的研究性专题课程,培养学生的动手能力和研究能力。自主教育层次关注学生兴趣爱好,促进学生个性发展,为培养拔尖创新人才奠定基础而设计[3]。本科阶段部分专业基础课必修课程和专业主修课程及研究性专题、专业选修课程设置如下(见表1)。
大四第一学期本硕连读学生可以选择硕士生阶段的基础课程,例如数学、英语、政治类课程。硕士生的总学分是28学分,由于本科阶段部分课程的学分可以计入到硕士生阶段的学分中,所以硕士生阶段只需要选没有学过的课程即可。硕士生阶段随同正常入学的硕士生一样选课,在此不再赘述。
1.构建“厚理博术”的教学模块
按工科需求在理论方面拓展和加深了数学和物理课程内容,如解析几何、傅立叶变换、实数理论、常微分方程组、近世代数、近代物理等知识模块;专业课方面,在学好专业基础课的基础上,注重多学科知识的交叉,注重新技术和专业前沿的发展,强化学生实践与科学研究训练。为了加强学生的新技术研发能力,掌握专业前沿技术,增设了电子系统课程设计、嵌入式系统课程设计、DSP系统课程设计、片上系统课程设计、移动通信研究性专题、数字通信研究性专题等技术课模块。
2.优化专业基础课程体系
根据新的教学理念,按照“电子电路、信号处理、电磁场”三大课群,重构了电子信息类专业基础课程体系(如图1)。新的专业基础课程体系强化了课群内知识点之间的内在联系,突出了课群之间的相互关联,其知识结构更加清晰,教学内涵更加丰富。引入教研与科研成果,优化专业基础课程的教学内容,使理论更加深厚、技术更加先进,形成了理论、方法和技术的有机结合。例如,在信号处理课群中,精简了经典的时域分析系统响应的方法,淡化了三大变换的计算技巧,增加了信号的多速率处理和时频分析理论,拓展一维信号处理至二维图像处理;在电子电路课群中,弱化了经典的割集分析法、回路分析法、网孔分析法,融入了适合大规模电路分析的修正节点法、双图法等,引入了中、大规模集成电路和现代设计方法,以及现代仿真技术和系统实现技术等。为丰富电磁场课群的内涵,根据专业特点开设了电磁兼容和工程电磁场等课程。
3·完善实验教学体系
依托我校国家级电工电子实验教学示范中心,构建了以实验目标为导向、实验内容为载体、创新能力为核心的实验教学体系(如图2)。该实验体系分为基础性试验、综合设计性试验、自主探究性试验三个层次。各层次既有侧重也有交叉。基础性实验侧重培养学生的基本实验技能、基本实验数据分析能力和基本工程素质;综合设计性实验侧重训练学生电路级的综合设计能力和系统级的开发应用能力;自主探究性实验侧重提高学生自主性探索研究能力和解决实际问题的能力及创新能力。实验内容注重趣味性、工程性和探究性。本硕实验班的学生将获得更多的实验机会和更优越的实验条件,除了完成教学大纲的实验要求之外,还需要参加各级各类学科竞赛,独立设计综合性实验,参与大学生创新项目和导师的科学研究项目。实践表明,实验教学可以激发学生兴趣,挖掘学生潜能,增强创新能力,实现共性要求和个性发展的和谐统一。
五、方法与手段
1.强化科研训练环节
在专业课的学习中,强化培养科研训练能力。以国家工程实验室和教育部、北京市重点实验室为支撑,以大学生创新试验计划项目和全国电子大赛为载体,以学术前沿讲座为先导,形成了学生自主选择和导师引领的科研训练体系。增设了研究方法课程模块,如专业导论、文献检索等课程,引领学生了解学科前沿研究成果,吸引学生参与知识探索,使学生对专业产生兴趣。学生在了解本专业的前沿知识和研究内容基础上,可以自主选择各个试验项目,获取自主教育学分,学校鼓励学生通过各类竞赛和科技训练发表科研论文,申请专利。通过科研进课堂、进教材、进实验、参加竞赛等环节,将最新的科研成果和通信技术前沿发展趋势融入全部教学过程中。通过科研训练,切实提高学生的动手能力和创新意识,强化学生专业素质与创新能力的培养。
2.专业主干课程实施研究性教学
实施研究性教学,推进创新性教育,是进行创新型人才培养的有效途径。积极探索和推行“基于问题驱动”的研究性教学,将理论教学与实验教学紧密结合,通过问题的提出、分析、解决、延伸等环节,实现融知识传授、能力培养、素质教育于一体的人才培养模式改革。研究性教学在课程目标、课程内容及课程实施三方面进行了探索与创新。在课程目标上,形成了知识的了解和掌握、理解与运用、总结与凝练、挖掘与升华等多元化目标;在课程内容上,强化教学方法设计,以专题研究为主导、以启发式、研究式、问题式、案例式等为导向组织教学内容;在课程实施上,以专题研究、综合设计、综合实验和开放式大作业等为手段,结合大学生创新性实验计划等科研训练系列项目,使学生达到参与、合作、探究、实践的目的[3]。例如,一门课在课堂上将学生分成几个小组,布置小专题,通过查阅国内外资料撰写小论文,每组选出一名代表在课堂上讲解,任课教师及学生代表现场评议打分,这将作为本组学生的平时成绩的一部分。对专业课程采取教改立项的方式进行支持,鼓励教师主持优质教学资源建设,支撑创新拔尖人才培养。
3.推行双向选择的导师制
在本科阶段,进行双向选择导师,形成贯穿四年的学业指导、科研训练、成人成才“三位一体”的导师制,实施全方位导学。学业指导主要是指导学生进行重要基础课程和主干课程自主性学习与研究。科研训练指导是对试验班的科研训练进行总体策划和实施。成人成才与学业规划旨在引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观和科学发展观,引导学生对学科产生兴趣,指导他们选择专业课程,形成自主学习计划。导师制的推行有助于学生提早接触科研活动,激发他们对科学研究的兴趣。
4.建立淘汰和分流机制
培养模式的变革必须有相应配套的管理办法才能行之有效。学生进入本硕连读试点班,并不等于拿到了免检资格。学院每年对本硕连读学生进行年度考核,考核内容主要包括学习成绩、科研能力以及思想品德表现等方面,并根据考核结果进行淘汰和分流。凡学业成绩不合格或受到纪律处分的学生,将被取消本硕连读资格,滚动到其他班级学习。普通班学生如果成绩达到试点班水平,其他方面考核合格,将加入到试点班。
5.营造学生自主学习氛围
作者简介:朱希安(1962-),男,黑龙江讷河人,北京信息科技大学信息与通信工程学院,教授。(北京 100101)
基金项目:本文系北京信息科技大学2012年度教学改革立项项目(项目编号:2012JGYB17)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)02-0062-02
工程电磁场和电磁场与电磁波课程分别是电子信息工程和通信工程专业的专业骨干课程。为了使学生能够学好和掌握这门课程,该门课程的教师费劲了心机,想尽了办法,总的看教学效果都不够理想。究其原因,一方面是该类课程的学习的确困难,数学公式繁多,对学生的数学基础要求高,同时电磁场与电磁波既看不见又摸不着,要求学生要有较好的空间想象力,加之教学方法主要以理论教学为主,没有相应的科研课题与之对应,学生得不到感性认知,造成学习该门课程的目的不够明确,学习的积极性和主动性欠缺,影响了后续的微波技术、电磁兼容等课程的学习,甚至影响了考研。为此急需将理论课程的学习与科研项目相结合,探索这类课程教学与实践相结合的方法、具体实施的步骤、理论课与实践课的学时比例等问题,为该类课程的教学改革积累经验,提供第一手资料。
一、本科教学与科研项目结合的优点
1.有效提高学生学习的兴趣和自觉性
工程电磁场和电磁场与电磁波课程的讲授是诸多课程教学的难点之一。在教授该门课程的过程中,经常有学生问老师学习该门课程究竟有什么用?对以后找工作有什么帮助?每当遇到这样的问题,即使老师讲了许多应用实例,学生仍很难得到感性认知。基于上述实际情况,北京信息科技大学专门设立了研究课题。课题以国家科技重大专项中的瞬变电磁场监测二氧化碳专题研究作为基础,从2010级及2011级电子信号工程专业及通信工程专业的本科生中优选5~10名左右的学生参与该项目的具体研究,以求使他们能够提高对电磁场与电磁波学习的兴趣,增加该门课程的感性认识,深刻地理解和掌握本门课程学习的目的和意义,提高学习的自觉性。同时,为探索本课程教学方法和实践教学的改革积累经验。
2.更好地锻炼学生的实践能力、创新能力
科研项目所研究的内容都是本学科、本专业急需解决的问题,具有很强的综合性,并在某种程度上需要创新。学生参与教师的科研项目,利用已学过的知识,在教师的指导下独立地解决问题,可以培养、锻炼独立工作的能力。由于科研项目研究的都是本学科最前沿的问题,学生难免会遇到没有学过的理论或遇到没有涉及的实际问题,这会激发学生的自学热情及挑战困难的勇气和创新精神。科研项目涉及的内容广泛,需要项目组成员间的紧密协作和良好的沟通,在此过程中可以培养学生的团结、协作精神,提高处理问题、解决问题的能力和沟通能力。
3.有利于培养学生的责任意识
科研项目通常是分割成许多相互联系和相互渗透的子课题。学生承担的部分内容是项目的有机组成部分,如果学生由于自身的原因完不成指导教师所布置的毕业设计,某种程度上就会影响整个项目完成的进度。学生迫于这方面的考虑就会增强责任意识,起早贪黑,刻苦钻研,克服困难,完成任务。
二、具体的实施过程和方法
1.学生的优选
在教师的指导下,优选出的本科学生与研究生多次见面、沟通,探讨课题的研究内容、研究难点和与电磁场与电磁波类课程的关系,使学生真正了解所学课程的用武之地,激发他们的学习主动性和自觉性。例如:研究生的研究课题中有:重叠回线装置的水平层状介质的一维正演解释方法研究、中心回线装置的水平层状介质的一维正演解释方法研究、瞬变电磁信号消噪方法研究、中心回线装置的水平层状介质的一维纵向电导解释方法研究等。通过上述过程,从研究生的研究课题中,减少研究内容和研究难度,确定本科生毕业设计题目。例如:瞬变电磁信号小波阈值消噪方法研究、瞬变电磁信号不同小波分解层次消噪对比分析、瞬变电磁信号独立成分分析消噪方法研究、瞬变电磁重叠回线装置均匀半空间视电阻率的研究、瞬变电磁中心回线装置均匀半空间视电阻率的研究、基于小波阈值的瞬变电磁信号去噪方法研究、不同小波基的瞬变电磁信号消噪对比分析等都是从研究生课题中缩减内容和减少难度确定的。
2.指导过程的有效性
学生选定后,对教师而言即开始了教学与研究项目结合、提升教学效果的实践工作。教师从授课计划到教学方法的改进,乃至教学管理部门——教务处的管理模式都应该有相应的调整。整个过程的每个环节均直接影响该项目的实施质量。教师应做到严格要求、整体把握、指导具体、科学有效。
在学生参加课题研究和上课的同时,教师应指导研究生与本科学生做好确定方案,在研究生的指导下查找相关的文献,拟补参与课题研究所需知识的不足,以便学生尽早进入工作状态。文献检索与应用是科学研究的必备能力之一。合理利用文献资料是了解前人成果、避免低水平重复的必要手段。然而,考虑到学生的能力和精力有限,加之大三时学习任务也较繁重,进行大规模的资料检索工作不太现实,笔者的做法是指定部分关键性的专著和论文,要求学生查找和阅读,以便他们迅速进入状态,少走弯路。
3.与考研方向相结合,促进考研率的提高
出于就业形势的压力和继续深造的要求,很大一部分学生要参加考研。由于考研复习外语和数学与参加课题研究的时间有一定的冲突,处理不好会影响学生对参加课题时间和精力的投入。如果能将课题研究与学生的本科毕业设计和考研后的研究方向相结合则可最大限度地调动学生参与课题研究的积极性。而且,如果他们现在所学习和研究的内容就是他们硕士阶段的研究方向,这对于考研的专业课考试和复试阶段的口试都有极大的帮助,因此学生会投入极大的热情和尽最大的努力学好电磁场与电磁波这类课程,高质量地完成毕业设计。例如,笔者2013年度所带的两个学生所作的毕业设计题目是《瞬变电磁信号独立成分分析消噪方法研究》和《瞬变电磁重叠回线装置均匀半空间视电阻率的研究》。由于这两个学生所做的毕业设计的内容既与本人的科研项目结合,也是他们考研后导师的研究方向,在毕业设计过程中两个学生非常地努力,克服了种种困难,出色地完成了毕业设计,毕业设计答辩获得了优秀成绩。同时,考研的专业课成绩和复试的成绩在考生中名列前茅,分别顺利地被北京邮电大学和中科院录取为硕士研究生,所撰写的科研论文经笔者修改后也发表在核心期刊上。通过毕业设计与考研研究方向结合,取得了较好的效果。
4.建立有效的沟通联系制度
参加教师的科研项目研究是锻炼学生各方面能力的一次极好的机会。然而,由于本科生初次接触这类实践性较强的教学过程,难免有些不适应,建立有效的沟通和联系制度显得十分必要。在上课的同时,又要参加科研实践,对学生的要求较高。笔者的做法是建立研究生与学生讨论的例会制度,坚持每周两次研究生与本科学生会面,其中一次为指导教师答疑解惑时间,另一次为详细讨论、总结交流会。每位同学都要在会上对前一阶段的电磁场与电磁波课程学习中所遇到的问题进行总结,并把课程中所学习的内容与研究课题的内容关联,找出课程中哪些是基础知识、哪些是研究课题中遇到的问题以及解决课题某些难题的需要自学和补充的知识,提出来让大家讨论。在讨论时,指导教师倾听、引导和总结,鼓励学生间的自主交流。这样既可实时掌握课程的教学效果和学生课题研究的参与程度及进展情况,也可以使学生间了解彼此的体会,相互促进,形成良好的学习、科研氛围。笔者近几年的实践表明,例会制度是行之有效的,取得了一定的效果。
5.强调规范化管理和检查制度
对研究生指导本科生参加研究项目、促进电磁场与电磁波课程学习的过程要规范组织管理和操作程序,明确责任,理顺关系,制定完善的规章制度,使管理科学化、规范化。在这个过程中,指导教师要督促和指导学生按照规范化的程序保质、保量按时地完成各阶段的任务。具体地讲,每个参加课题研究的学生要写一个实践报告,总结参加课题的收获和电磁场与电磁波课程学习的体会与方法,供本届和下一届学生参考以及教师授课时讲解。
三、收获与体会
本次研究以提高工程电磁场导论和电磁场与电磁波的教学效果为出发点,以国家科技重大专项中的瞬变电磁场监测二氧化碳专题研究作为依托,探索和研究本类课程教学的理论与实践方法,以求通过学生参加项目的实施和研究过程,提高对本门类课程学习的积极性和认清学习与掌握该类课程的重要性以及与后续课程学习(例如,天线和微波课程的学习)、考研、毕业后从事相关领域工作的相关性。通过优选的5~10名2010级及2011级学生参加瞬变电磁场监测二氧化碳专题研究项目,跟踪和评价学生参加实际的研究项目对本类课程学习和教学效果提高的促进作用,使学生能够学以致用,为改进电磁场与电磁波课程的教学积累经验,奠定基础。通过本次实践研究得到了以下几点认识:
理论教学与科研项目相结合是科研成果转化为教学成果的途径,是科研与教学相互作用、促进教学水平提高和学生获取课程内容感性知识的有效手段,有助于提高该类课程学生学习的兴趣和自觉性,提高教学效果。
在本项目的实践过程中可以培养学生的团结、协作精神、责任意识,挑战困难的勇气和创新精神,独立地解决问题的能力和沟通能力等。同时,在项目的实施过程中,结合学生的实际情况,提前开设毕业设计题目,摸索行之有效的毕业设计科学和规范的管理方法、正确指导、有效沟通方法,促进毕业设计的质量提升。此外,在项目的研究过程中,有意识地培养学生对本校的眷恋度,提高考研第一志愿报考本校本专业的比例,提高本专业的考研率。
通过本项目的实施探索课程教学改革的有效途径和方法,形成一套行之有效的管理办法,为该类课程的教学提供示范。
探索学科建设成果转化为本科人才培养优势的机制与途径,在此成果的基础上凝练新的学科方向,促进学科建设。
参考文献:
[1]朱希安. 本科毕业设计:尝试与科研项目结合[J].北京教育(高教版),2007,(10):41-42.
[2]朱希安.浅析教学改革的制约因素和基本出发点[J]. 辽宁大学学报(哲学社会科学版),2007,109(1):85-87.
[3]廖志凌,邵学军,刘贤兴等. 高校本科毕业设计中存在的问题及对策[J]. 江苏大学学报(高教研究版),2004,(2):82-85.
[4]宫新保,马伟敏,周希朗.通过毕业设计培养学生的科研能力[J]. 电气电子教学学报,2002,(6):217-219.