电子信息工程导论论文范文

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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。

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    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。

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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

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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.

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一、工科教育教学问题的原因分析

对于工科毕业生专业能力未能达到与其所受教育相称水平的问题，主要原因有以下几方面：

1.学生对所学专业兴趣不高

对于很多学生来说，在选择高校专业前，并没有对相关专业做太多的了解，往往是在父母、老师的劝说或者出于就业及薪酬的考虑选择了所学专业。根据一项调查，在100位在校生中，自己选择专业的学生占到67%，其中，兴趣成为选择专业的主要原因的比例仅为33%。[3]而进入高校学习后，很多学生发现所学课程与预期差距较大，尤其认为基础课程枯燥乏味，进而对课程学习失去兴趣，未能学到应有的专业能力，更不会在步入社会后从事所学专业类工作。

2.高校课程偏理论轻应用，对学生实际应用知识帮助不大

学生对学习专业技能兴趣不大的原因，课程内容占很大部分。在基础课程部分，高校教材偏重理论，公式、算法占很大比重，而对理论方法在后续课程乃至实际工作中的应用着墨很少，即使介绍了算法在后续学科中的作用，也仅仅是专有名词的堆砌，与现实脱节很大。学生不能有感性的认识，反而更加困惑，也就无从谈起在以后的工作中应用该理论了。如“随机信号分析”课程中介绍均匀分布实际应用时，提到“由于A/D转换器的字长有限，模拟信号通过A/D转换时，势必要舍弃部分信息，丢失信息后相当于使信号附加了一部分噪声，称为量化噪声。量化噪声分为结尾噪声和舍入噪声，他们都是均匀分布的”，[4]在学习“通信原理”课程之前，学生很可能并不理解该示例的含义，对相关原理也没有直观认识。这种应用介绍并不能帮助学生真正理解随机信号分布规律，其结果往往是学生考试过后就忘，在未来工作中即使遇到相关问题也回忆不起来它的解决办法。

3.一切以考试为重，忽视学生能力素质培养

工科高等教育中知识是一方面，另一方面培养学生严谨的态度、缜密的逻辑思维以及较强的动手、创新能力也尤为重要。目前工科高校的考试体制以卷面成绩为主，对学生日常动手能力、课堂反馈考虑较少。这就造成了部分动手能力、自主研究能力较强的学生不能得到公平考察。比较典型的是在研究生报送过程中，一些日常专业能力、动手能力较强，甚至参与了实际应用项目的学生，因为课堂成绩不达标而痛失保送研究生资格。此外考试内容偏向考察上课讲到的概念、计算，对应用以及课堂外的考察基本不涉及。高等教育区别于以往中学教育的一点就是“书七讲八考九”，要求学生主动学习超过课本本身的内容，考试也应涉及课程知识的延伸，而目前考试内容的局限性导致学生只关注教师考前的“划重点”以及“突击复习”，并没有主动学习课程知识的意愿和动力。

4.高等教育投入不足，课程改革进度缓慢

自2010年至今，中国毕业生年均人数接近679万人，2014年更是达到空前的727万人，[5]这其中，近一半为理工科毕业生。可以看出，教育部门迫切希望提高我国基础人群的受教育水平，但教育资源增加的速度却落后于学生数量增长速度，工科教师待遇不高、师资不足、教师水平较低等问题仍然存在，导致部分地区受教育人数增加的同时，教育水平却在降低。此外，随着现行高校工科教育暴露出的问题越来越多，课程改革早已提上日程，虽然各级教育部门在课程改革上做出了很大努力，但资源配置不合理、课改体系混乱、评价体系陈旧等情况制约了改革进程。同时一线教师缺乏相应培训，教师对课改目标、授课方式了解不深，对创新教学方式信心不足，实际教学趋向保守，教授、考察方式往往以“照本宣科”为主，最终也只能保证学生的能力不低于专业学生普遍水平，应用能力更无从谈起。

二、解决办法

对于以上问题，解决方案应有一个总体目标，就是提高高校工科生实际应用能力。为社会培养应用型人才是高校教育的主要目的，企业用人也希望招收不需要太多培养即能投入实际工作的毕业生。针对这一目标，结合以上提出的问题，探讨解决办法。

1.提高学生学习兴趣

在专业学习中，兴趣是非常重要的，学生需要有主动学习的意愿，才能将相关课程学好。因此，高校可以先期介入学生的专业选择中，通过进入高中介绍、招生宣讲等方式，向学生详细介绍专业内容、专业前景、教授方式等，让学生对候选专业形成体系化的认识。同时，高校可以与各级教育机构合作，尽可能地针对不同类型学生的特点，提供定制化的专业选择建议。

此外，对于已进入高校学习的学生，可先进行专业导论课程学习。这类专业导论课程不是单纯讲授专业知识，而是着重介绍本专业在实际生活、工作中有哪些应用，多用实际例子，甚至结合实地参观操作，激起学生对所选择专业的兴趣。如北京工业大学电子信息工程专业和通信工程专业的大四本科生每年都要去联通公司大兴培训基地实践学习，内容包括C&C08机、3G、HW3COM和SDH传输，此类学习实用性较强，与本专业关联度很高，但专业知识深度较浅，容易被学生接受。如果类似这种实践学习能在本科阶段早期进行，相信会大大提高学生对本专业兴趣。

2.提高课程与实际关联性，培养学生动手能力

对于如何增加工科教材理论知识与实际应用的联系，可以采用教材章节末尾详细举例本章知识如何解决实际工作中的某个问题，或者在课程开始时先提出一个问题的方式，随着课程推进逐步利用课堂知识予以解决。问题选用要贴近实际，最好是高校生活中实际存在的问题，同时解答也尽可能用平实的语言，适当减少专业词汇，这样能够便于理解，大大强化学生对知识的直观印象。此外，高校课程中设置了大量的实验课程，但这类实验课程往往与课堂教学脱节，关联性不强，现实中也存在学生本学期学完理论，下学期进行相关实验课时已将知识忘光的现象。因此，建议将实验课与理论课进行揉合，随着课程的推进逐渐进行一系列实验。同时实验内容也多以动手操作为主，尽量多安排看得见、摸得着的内容，对实验的考核也要跳出实验报告纸。如果通过通信电路学习能够制作一个无线遥控器，或者学习计算机网络课程时完成一次基于底层报文交互的文字聊天，学生不仅学到了知识，同时也从这些成就中获得了实际应用能力，这对他们未来步入工作岗位是非常有益的。

3.丰富课程考查形式，重视学生素质培养

考试是考察学生学习成果的主要方式，也是检验学生的最公平方式，但考试的内容和方式应多样化，加大平时考察与书本外考察比重。书本专业知识考试是一方面，另一方面也可以以调查报告、专业论文、动手制作等方式，扩充学生的知识面，同时通过学生自身的思考、调查，锻炼学生的逻辑思维能力与自主学习能力。考试卷面本身应设置一些开放性试题，鼓励学生利用课程知识去思考问题和解决问题，也许给出的答案并不正确，但如果逻辑缜密或富有创新性，也应给予相应的分数。对于某些学科，可以将学生参加相关竞赛、校外活动内容纳入考察范围，对于课堂外获得的成绩予以鼓励，促进学生自主发展。

4.加大高等教育资源投入，完善课程改革内容

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中图分类号：G642.4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）22-0004-03

An Exploration on Applied-Oriented Talent-Training Model of

Engineering Majors in Independent Colleges//DU Qiaolian， MIAO

Chunyu， JIANG Hongkui， HU Liguang

Abstract Aiming at realizing talent training objective of engineering

majors in Xingzhi College of Zhejiang Normal University， a set of multiplex measures is proposed including cultivating engineering consciousness of students， emphasizing on fundamental skill cultivation， improving practical ability of students and optimizing course content. This talent-training model mentioned above is implemented by taking advantage of university-enterprise cooperation platform to explore the ideas and methods of applied-oriented talent training and to promote the talent-training quality of engineering undergraduates in independent colleges.

Key words independent colleges； engineering majors； applied-oriented talent

独立学院是我国高等教育办学模式的创新，它的发展与壮大扩大了高等教育的规模，在我国高等教育大众化的过程中起到重要的作用。同时，独立学院在产生与发展过程中既得到社会的肯定与赞誉，又伴随着批评与争议，尤其是在当前高等教育大众化阶段，面对巨大的就业压力。独立学院只有从市场需求出发，确立人才培养目标，对培养模式不断创新，加强学生实践能力的培养，才能走出一条适合自己发展的道路。独立学院人才培养模式直接决定着人才培养质量，直接决定着学生将来的就业与发展。

浙江师范大学行知学院工科专业根据社会发展需要和学院定位，围绕培养具有较强创新精神和实践能力的应用型高级专门人才为目标，紧密结合地方经济建设与社会发展，以师资队伍建设和教学科研平台建设为重点，以教学内容和教学方法改革为手段，坚持开放式工科专业办学，走产学研结合，服务地方经济和科研促教学的专业发展之路。本文以浙江师范大学行知学院工科专业本科应用型人才培养为例，探索工科本科应用型人才培养实施的思路与途径，为独立学院工科应用型人才培养模式提供一个参照的范例。

1 独立学院工科专业现状分析

对于独立学院应用型工科专业，提高教学质量，提升人才培养水平，立足地方，服务区域经济，是培养高素质应用型人才的重要内容。多年来，尽管各独立学院在培养应用型人才方面做了很大的努力，但以培养应用型人才为核心的教育和培养体系还需要更深层次的探索和完善。通过多次调研分析研究，独立学院工科专业目前主要存在以下问题。

人才培养过程中理论与实践脱节，教学组织形式不适应人才培养要求 虽然在工科应用型人才培养过程中始终强调理论与实践并重，但受多种因素限制，重理论、轻实践的教育模式还未实现真正的转变，理论与实践相脱节的情况还很严重，学生综合运用所学知识发现问题和解决问题的实际能力还较低。在社会竞争日趋激烈的今天，部分学生就业能力趋于弱化。

学生工程意识淡薄，人才培养质量不适应经济社会发展需要 工科应用型人才培养过程中，普遍存在学生工程意识淡薄、应用工程技术转化为生产力后劲不足等问题。为数不少的工科大学生，根本搞不清所学专业将来要干什么，学习目的不明确，学习兴趣就提不起来。可见，由于学生工程意识淡薄，造成学习动力不足是一个不容忽视的问题。同时工科应用型人才培养质量未能及时跟进大众化教育需求，人才培养模式相对单一，不利于应用型人才脱颖而出，不能满足社会经济持续发展对高素质应用型人才的现实要求。

专业技能培养体系不全，应用型本科人才质量保障体系不完善 目前，很多教师重视课堂教学，忽视实践教学与专业技能训练。加之应用型本科高校能胜任实践教学的师资不足，专业技能培养体系不全，严重影响了实践性与专业性课程的开设。由于缺乏明确的专业技能标准与考核要求，实践教学质量监控重视不足，也导致部分学生实践环节积极性不高，实践教学质量达不到预期效果。

2 工科专业应用型人才实践能力培养模式探索

为了探索工科专业应用型人才实践能力培养模式，针对专业技能培养体系不健全，应用型本科人才质量保障体系不完善的问题，浙江师范大学行知学院工科专业从人才培养目标出发，增设专业技能达标考核教学环节。同时对大学生实践能力进行一体化设计，通过实验实训教学、科研项目训练、学科竞赛培训、专业达标考核构建全程化的工科技能培养体系，以确保人才培养规格和教学质量底线。针对工程技术应用型人才培养中普遍存在的学生工程意识淡薄，应用工程技术转化为生产力的后劲不足等问题，浙江师范大学行知学院工科专业构建了以搭建“两个平台”和强化“二个结合”为核心内容的应用型人才实践能力培养模式，实现采用多种培养途径和手段，培养具有较高工程素质的应用型人才。

“两个平台”

一是指以工程素质培养为主线的工科基础平台。通过设置自然科学基础、工程技术基础等课程模块，培养学生工程意识的养成和初步的工程素质。如从学生刚入学时每一个专业开设的专业导论课，到大学二年级、三年级的暑期认知实践学期，再到大学三年级之后的专项技能达标考核、专业实习、毕业设计等，这些课程主要作为以工程素质培养为主线的工科基础平台。

二是借助学院产学合作的办学平台。结合学院校企合作培养思路，落实行知学院工科专业实践教学课程体系。根据工科专业的特点，按照学生的认知过程，通过产学合作，建立一个实践教学与理论教学相融合，培养目标与教学内容、教学手段、教学方法相统一，集教与学、校内与校外、课内与课外为一体的工程实践教学新模式，逐步形成分层次、多平台、立体化的实践教学体系，分阶段完成和实施工程训练，实现工程训练四年不断线。

“二个结合”

一是指以学生为主体的教学内容“理论与实践的紧密结合”。重新优化课程体系和教学内容，引导学生在“学与做”交替递进的氛围中，培养从实践中发现问题、以创新思维解决问题的能力。如教师设计课程综合性实验，借助实验室的整体开放，鼓励学生积极参与，在学生参与的过程中达到潜移默化培养学生的应用实践能力的目的。又如以第二课堂活动为延伸，拓展创新能力。适当加大第二课堂的学分，可以组织各类学科竞赛、成立协会，营造学生重应用、重技能的良好氛围，以形成课内与课外一体的工程实践教学新模式。

二是指以教师为主导的“应用与生产科研紧密结合”。按照导师制（一、二年级）科研小助手（二、三年级）毕业实践（四年级）的培养训练主线，以参与教师科研、科学立项、科技创新活动等多种形式，引导学生在“学与用”的实践中提升综合运用所学知识发现和解决生产科研实际问题的能力，成为具有良好的综合素质的工程技术人才。

3 独立学院工科专业应用型人才培养模式实施思路

针对工科专业人才培养过程中理论与实践脱节的“瓶颈”问题，浙江师范大学行知学院工科专业通过进一步优化教学内容和课程体系，以及教学方法和手段的改革，着重培养和提高学生学以致用的能力。下面是应用型人才培养模式实施的主要思路。

1）围绕“提高教学质量，培养应用人才”开展新一轮教育思想观念大讨论。突破传统教学模式的束缚，树立全新的教育理念，为应用型人才培养方案的修订奠定思想基础。

2）成立新一届专业指导委员会，政府、企业、行业专家占50%以上比例。制订新的人才培养方案修订意见，改变原有的整齐划一的课程体系，在搭建“两个平台”的基础上，根据不同工科专业、不同生源类型的发展和社会需求特点，制订凸显应用型特质的课程体系，形成具有特色的人才培养方案。

3）探索和开发模块化教学模式。积极探索和开发模块化教学模式，模块化教学将培养方案的课程内容学习模块化。应用型课程教学的模块化建设具体调整思路是基础课要适应，课时适当下调；专业基础课要管用，优化和整合课程内容，降低重复性；专业课要理论联系实际。其优点在于满足高校及学生日益增长的对个性化学习的需求。

4）增设专业导论课，增设专业技能达标考核教学环节，构建全程化实践教学体系。在大学新生入学教育时，为了增加学生对大众化高等教育下对所学专业内涵的了解，增设专业导论课这一环节，安排由各专业知名教授主讲，聘请行业企业界知名人士客串。每一个专业开设专业导论课，讲解这个专业将来主要学什么，要用什么方法来学，由此增加学生对专业的认知度和认同度，更好地规划四年的学习生涯。

从人才培养目标出发，增设专业技能达标考核教学环节，对大学生专业技能进行一体化设计，通过实验实训教学、科研项目训练、学科竞赛培训、专业达标考核构建全程化的工科技能培养体系，确保人才培养规格和教学质量底线。

5）设计产学合作教育模块。对产学合作人才培养模式，应制订完整的人才培养方案，精心设计产学合作教育模块。加强“老总讲堂”“总工课堂”的建设，多层次聘请企业兼职教师，对兼职教师进行分类管理，组建跨校企的工程教育教学团队。实施过程中，学校、学生、企业三方事先必须有一个完备的工作学期实施计划，学生应完成由学校和相应的企业共同设置的专业课程和工程实践任务，并取得相应学分，相关学分可以相互替换。对于产学合作特色班的学生，最后的毕业设计内容可选取于企业的生产实际。

为了加强学生的感性认识，并能进行及时补偿式学习，更好地适应未来工作，适当增加认知实践时间。它可被安排在大学二年级、三年级，尝试将原来的短学期两周变成1～2个月的暑期认知实践学期。这样，学生可以根据认知实践学期的学习体会，及时调整自己的学习计划，返校后对课程选修做出调整和补充。

6）实施教学改革质量工程，从各专业中选取3～5门主干课进行重点建设，调整理论学时和实践学时比例；精简理论教学内容，增加以理论学习和应用为目的的实践教学内容，以项目的形式引导学生“学中做、做中学”；改革传统的教学方法和考核方式，重视学生的学习过程，关注学生学习精力的投入程度和课堂教学的参与程度，使学生研究性学习的形式更加多样化。

7）建构多层次的实践教学平台，按照“基本能力实践能力综合能力”的实践教学培养体系，抓好综合实验室、产学研实习基地建设，加大力度重点打造实践创新基地，鼓励学生将前期参加实践创新的研究项目与毕业设计（论文）结合起来，以取得具有创新意义的成果。

4 独立学院工科专业改革的初步成效

目前，浙江师范大学行知学院设置有机械设计制造及其自动化、电子信息工程、计算机科学与技术等三个工科专业。其中机械设计制造及其自动化专业为学院重点专业，是浙江省新兴特色专业。机械制造及其自动化学科为院级重点建设学科，学科拥有校级研究中心“电气自动化”和院级重点研究所“机电技术与控制”两个研究平台，拥有两个产学研校企协同创新应用技术研究平台。

1）多年来，行知学院与几十多家机电类企业签订了长期合作协议书，为产学研结合及科研成果的转化创造了条件。通过加强与行业企业的合作和互动，使专业与企业之间能实现人力资源、物质资源、技术资源和信息资源等资源要素的共享与流动，拓展拓宽专业办学的实力和渠道；在人才培养的专业方向设置和教学计划调整过程中，面向中小型制造企业、面向区域经济发展需求，强化实践，工学结合，培养“一专多能型”的高素质人才，突出应用型人才培养。

2）行知学院工科专业校内综合实验室条件较好，校外实践教学基地稳定，校企合作紧密。工科专业依托学院浙江中小企业发展平台，开展“教师进企业促转型”活动。为充分发挥企业家在应用型人才培养中的作用，行知学院工科专业根据工科特点，开展“老总讲堂”“总工课堂”系列活动，聘用企业老总、总工为兼职教授，以强化实践教学环节，兼职教授在学院人才培养方案和专业论证、实践性课程的教学、实验实训基地建设、学生创新创业和学科竞赛指导、学生就业等方面发挥了巨大作用。目前工科专业与十多家企业合作开办以企业命名的特色班，同时建设多个校外实践教学基地与协同创新应用技术研究平台。

5 结束语

对于独立学院来说，要培养应用型人才，决不能再走应试教育的老路。由于人的特长是各种各样的，社会对人才的需求也是各种各样的，理想的教育应当是发现学生的特长和潜质，必须本着因材施教和人才多样化的思路进行人才培养模式的改革，有针对性地对学生的个性进行挖掘和培养。浙江师范大学行知学院工科专业主要为浙江省区域经济服务，毕业生一般都到工业企业尤其是中小型企业或私营企业从事设计、生产、管理等技术工作。多年来，行知学院把工科专业的人才培养，定位在应用型人才上，要求培养的学生具有较宽阔的专业知识和较强的实践能力、工程能力、创新意识。行知学院工科专业结合实际情况，通过开办以企业命名的“人才培养特色班”等模式，走产学合作的道路，坚持错位发展培养应用型人才。近几年工科专业毕业生走上工作岗位，基本能较快适应和胜任相关工作。可见，从总体来看，针对独立学院应用型人才培养模式进行探索与实践，对提高工科专业应用型人才的培养质量具有非常重要的意义。■

参考文献

[1]周军，唐旭东.地方工科院校创新发展的问题与对策[J].高等工程教育研究，2012（4）：100-102.

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【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009-8097（2015）05-0091-06【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.05.014

引言

应用型本科教育以培养具有较扎实的理论基础、较强的分析问题和解决实际问题能力的应用型人才为目标。实践教学环节有助于培养学生的动手能力和应用能力，在应用型本科高校中占有突出的地位。实验教学是实践教学环节的必要组成部分，提高其教学质量对实现人才培养目标具有重要意义。

长期以来，应用型本科高校的实验教学普遍采用“教师演示，学生重现”的模式，教师常常忙于指导学生的实验操作，较少引导学生探究。学生则过多关注实验结果的正误，较少反思实验方法和结果。由此，学生分析问题和解决问题的能力还有待提高，实验教学对理论教学的促进作用也较为有限。因此，迫切需要研究新的实验教学方法，全面改善教学效果。

从2011年开始，翻转课堂教学模式逐渐在美国流行，并传播到世界各地。它倡导学生在课外通过观看教学微视频自学课程内容，师生在课间参加教学活动和交流互动，学生消化吸收知识。翻转课堂将教师从传统教学方式的讲授任务中解放出来，使他们能集中精力开展教学研究，提高教学效果。同时，学生成为教学过程的主体，教学获得良性发展。翻转课堂为应用型本科实验教学改革提供了新思路。

华中师范大学杨九民等将以微视频资源学习为核心的翻转课堂运用到“现代教育技术”实验课程中，取得了良好效果，但还需具体设计课内实验阶段的交流互动活动，以进一步提高实验教学质量。

一 翻转课堂及实验教学方法

1 翻转课堂的发展和内涵

早在2000年，美国迈安密大学的三位教授Lage，Platt和Treglia在经济学导论课程的教学中，提出了翻转课堂教学方式，即将传统教学模式中课内传授知识的工作转移到课外完成，而将原来课外练习的工作转移到课内完成。教学实践表明这种方式有利于学生成为学习的主体，从而获得个性化的教育。教学微视频的出现则使翻转课堂应用于教学实践成为可能。2004年，SalmanKhan为侄女录制了视频帮助其补习功课，侄女反映视频便于她略过已经掌握的内容，也利于她

翻转课堂的基本思想是采用“课外传授知识，课间内化知识”的策略开展教学。在课外，学生通过微视频自学基本知识，有效实现新知识的原始积累。在课间，教师安排学生开展协作探究式活动，并当面解决学生疑问，促使他们加深对知识的理解。翻转课堂教学模式具有以下优点：

第一，采用微视频引导学生课外自学，效果优于传统教学中教师讲授的方法。首先，教学微视频其实是教师讲课场景的复制品，一旦录制长期保存，可被多人反复使用。用微视频替代讲课，避免教师重复讲解，减少工作量。其次，学生易于根据各自的学习状况和特点，自由控制微视频播放的时间、进度和次数，满足学生个性化需要，从而提升学习效果。

第二，最佳发挥教师辅导学生的作用。在传统教学中，当教师在课内为学生讲解知识点时，由于学生刚接触新知识，还来不及深入思考，此时很少需要教师解答疑问。在课后，学生做练习时，却不能及时得到老师的帮助。翻转课堂调整了教师在学习过程中出现的次序，当学生完成课外自学，取得新知识基础后，教师与学生开展课内教学活动，交流互动，教师协助学生完成知识内化。

第三，翻转课堂的核心在于课堂上的教学活动。建构主义认为，知识是学习者以自身为主体通过意义建构而获得的。意义建构是指深刻认识新知识所反映的事物性质、规律和相互关系，理解知识点的内涵和外延，也即是知识内化。学生只有实现知识内化，才能理解新知识，掌握新知识，并灵活运用它们。翻转课堂采用微视频引导学生自学的根本目的在于，为学生实现知识内化奠定必要的知识基础。同时，微视频免除了教师讲授的任务，使教师能集中精力设计和组织课堂教学活动，促进学生吸收和内化知识，提升学习效果。

2 传统实验教学方法的分析

在传统实验教学模式下，学生通常被要求课前预习实验内容。在实验课期间，教师先用15分钟左右的时间集中讲解实验原理和内容，并演示操作过程。随后，学生独立完成实验，并在课后完成实验报告。这种传统的实验教学方法有以下缺陷：

首先，实验进展缓慢，效率低。学生基于实验指导书完成预习，较难把握实验过程的每个环节，有些学生甚至不熟悉实验仪器。他们操作不够熟练，实验进展缓慢。

其次，开展相同实验的次数多，教师重复讲解工作量大。不同班级可能开设相同实验，每个班级往往需分批进行同一实验，因此实验重复次数多。有些基础课程实验重复量相当大，重复多次讲解相同实验内容的巨大工作量使教师无暇改进教学方法。

再次，教师的集中讲解效果差。学生的接受能力有差别，每次的实验人数又很多，实验老师的集中讲解通常不能保证每个学生都能清楚把握实验方法和要求。

最后，实验过程忽视学生内化知识。实验成绩通常以结果的正误来评定，学生大都只追求完成实验项目，取得正确的数据结果，很少深入思考相关问题。教师经常忙于解答学生的操作问题，较少有技术性指导。因此，师生之间缺少专业知识层面的交流和互动，不利于教学相长。

3 基于翻转课堂的应用型本科实验教学方法

本文根据翻转课堂的优点，设计新的实验教学方法，实施结构如图1所示。在课前，主要通过教学微视频引导学生自学实验原理和操作方法，减轻教师讲解负担。在课内，学生完成基本实验后，教师以思考题为导向，组织学生开展探究活动，强化其理论基础，提高他们解决问题的能力。在课后，学生整理实验报告。以下详细介绍课前和课内的主要活动。

（1）课前活动

①教师根据实验计划编写指导书。对于各实验项目，除原理、步骤以外，指导书还应详细说明要求取得哪些结果和结论，并给出与本实验相关的1-2个思考题，以便课内开展探究活动。

②教师录制讲解实验原理的视频。该视频可采用幻灯片方式加讲解语音的形式，或者板书加讲解语音的形式。同时录制现场操作过程的视频，以使学生能熟悉实验环境。每个视频控制在10分钟左右，充分利用学生注意力最集中的时段，提高学习效果。

③学生观看实验教学视频。学生自由选择观看视频的时间、地点和方式，在最佳状态下高效率学习。学生反复学习教学视频，掌握基本原理，熟悉实验仪器和操作步骤，并记录遇到的问题。

④在完成上述步骤的基础上，学生参考指导书，开展理论分析和计算，规划实验报告，完成预习。针对预习中遇到的问题以及实验思考题，学生通过网络平台相互交流，查找资料解决。

（2）课内活动

①学生完成基本实验。学生在观看教学视频完成预习的基础上，能在半小时左右的时间内完成教学视频所给出的基本实验内容，教师也能在此期间解答学生预习中的疑问。

②开展协助探究活动。该步骤包含两部分内容。第一，学生得到基本实验的结果后，通过相互交流，纠正错误。第二，学生开展探究，解决新问题。教师针对指导书上的思考题，组织学生以3人为一组开展讨论交流。各个小组分别讨论思考题，探讨结论，并在基本实验的框架上，设计和拟订实验方案，并通过实验予以实现。在整个过程中，教师指导和解答学生疑问。该步骤有助于学生深化对基本知识的认识，提高他们分析问题，解决问题的能力。

③展示和交流探究实验结果。各小组独立完成探究活动之后，教师选择2-3个小组为示范小组。各示范小组依次为全体同学介绍解决思考题的依据、实验方法，展示实验结果。针对展示的情况，其他同学对比本组实验方案与结果，讨论和补充改进方法。

④实验效果评价与反馈。经过探究活动、展示和交流后，每个学生首先自我评价自身掌握实验原理的情况，评价基本实验和探究实验采用的步骤、所得结果的情况，并列举本次实验中的优点和不足。然后，针对示范小组，每个学生对其实验方法和结果打分，指出其优点，提出改进意见。教师整理和总结评价材料，进一步改进教学方法。同时，将对示范小组的评价情况反馈给对应小组，促进他们提高实验技巧。学生自评有助于其端正学习态度，提高学习主动性。学生互评能帮助学生正确认识长处和不足，改进学习方法，最终提高其应用能力。

二 翻转课堂实验教学举例

下面以数字图像处理课程中的“图像的傅立叶变换与频域滤波”实验项目为例，具体说明本文提出的翻转课堂教学方法。数字图像处理课程是应用型本科高校电子信息工程专业的重要课程，要求学生掌握通过程序设计开展图像处理的基本方法。本实验的基本实验内容为验证二维傅里叶变换的平移性和旋转不变性，实现图像低通频域滤波，学生应掌握傅立叶变换原理和特性，熟悉图像正、反二维傅立叶变换的程序设计方法。

根据本文提出的教学方法，教师在编写实验指导书的基础上，采用录屏软件录制了讲解原理的视频，以及基本实验操作步骤和讲解的视频。此外，指导书中增加的思考题为：在图像的傅立叶变换域中，零频、低频和高频数据分别代表图像的什么信息，通过实验予以验证。

课前，学生观看教学视频，掌握了图像正、反二维傅立叶变换的基本过程及其程序设计方法，熟悉了常用的读图、傅立叶变换、显示等函数。针对思考题，学生通过查找资料和交流，对实验验证方法也有了初步的方案。

课内，学生独立编写图像处理的程序代码，完成基本实验内容，相互交流，纠正实验错误。之后，学生以3人为一小组，针对思考题，讨论设计方案，分析其可行性，并拟订技术路线。再通过程序设计实现方案，最终给出图像处理结果。

示范小组给出的设计方案主要有两种。如图2所示为其中一种方案的流程图，图2中FFT和IFFT分别表示正、反傅立叶变换。首先，将原图作傅立叶变换，得到频域数据。然后，分别设计2个低通滤波器、1个高通滤波器，其中一个低通滤波器的截止频率接近零频。接着，分别将三个滤波器与图像频域数据相乘，再将乘积作反傅里叶变换，得到滤波结果，实验结果如图3所示。根据处理结果图，很容易得出，傅立叶变换域中的零频、低频和高频数据分别代表图像的平均亮度、概貌和景物边缘信息。

如图4所示为第二种方案的流程图。它的基本流程与方案l一致，只是逐渐增加低通滤波器的截止频率，获得多个低通滤波结果。当截止频率fe很小时，处理结果与图3（b）一致。当截止频率fe分别取为10、20、30、40个像元时的处理结果如图5所示。可见，随着截止频率增加，滤波结果的图片越来越清晰。由此可以说明，零频代表图像平均亮度，低频代表图像的轮廓，高频代表图像的细节。