“本科”+“技师”+“工程师”应用型人才培养模式的探索与实践

付家才,郭明良

(黑龙江科技学院电气与信息工程学院,黑龙江哈尔滨150027)

0 引言

现代社会强调培养学生的动手动脑能力、实验技能、开拓与创新能力。对于工程技术型层次的学生,毕业生中的大多数将直接就业,对于实际的工程技能的要求更加迫切,这些能力的提升不仅需要科学地建立和完善理论教学的课程系统,而且需要全面地构建和加强与理论课程接轨的实践教学体系,设计和凝练以“适应型”为目标取向的应用型人才综合培养模式,才能构建与21世纪多样化教育模式相适应、与知识经济和信息技术发展趋势同步的电气信息类本科实验与实践教育教学创新体系,走出一条有利于培养学生自主学习兴趣,开拓学生个性潜力,激励学生实践创新的电气信息类本科实验与实践教学的新路子[1,2,3]。

作为以培养工程应用型本科人才为主的普通高校,结合电气信息类本科专业的特点,以现有工程实践基地为载体,以学生为主体,以适应国民经济发展需要为培养目标,进行了积极的探索和实践,逐步建立和完善了以培养具备“本科理论+技师技能+工程师能力”的电气信息类本科应用型人才为目标的人才培养体系[4]。

1 人才培养体系构建

本科理论和实验教学严格按照培养计划制定的目标进行,理论教学以课堂讲授为主,通过验证性实验,验证基本理论,通过综合性、设计性实验培养学生基础知识的应用能力,保证学生有扎实的理论基础,具备理论指导实践的能力。在此基础上,通过基础实践、专业实践加强学生理论联系实际的能力、独立分析和解决问题的能力、特别是动手能力的培养,使学生具备技师的基本技能,同时,通过实践内容的锻炼,更好地理解和掌握理论知识,使其相互促进、融会贯通,使理论和实践有机的结合;在学生具备了较扎实的理论基础和实践动手能力的基础上,再通过工程设计,加强学生系统设计能力、故障分析和处理能力、创新能力的培养,使学生具备工程师的基本素质。构建了“理论+实践+工程设计”三位一体的人才培养体系,实现了从初级到高级、从理论到实践、从实践再到理论的升华以及从理论实验到综合设计性实验、从工程实践到工程设计的提升和深化,人才培养体系框图如图1所示。

2 实践课程体系改革

为适应新的人才培养模式,在课程体系设置上,不仅需要使学生受到全面的电气信息学科专业基础教育和专业技能素质的培养,而且应当进行以全面提高学生的综合素质为自标的通识教育,充分体现通识教育基础上的宽口径人才培养体系[6]。

实践课程改革在基础实践平台、专业基础实践平台、专业实践平台和综合实践四个平台上进行。每个平台又分若干个模块,每个模块由关系紧密的若干门课程组成,各模块之间即相互关联又相对独立。

图1 人才培养体系框图

基础实践在基础理论课学完以后,第四、第五学期在基础实践平台内进行,由12个基地组成,分为四个模块,所有专业学生都做,加强学生的基础理论知识的学习和实践动手能力的培养。如电子工艺工程实践、EDA工程实践、电子工程实践和应用电子工程实践模块,学生从电子元器件识别、测试、焊接训练※电子线路设计、制作电路版※焊接、调试和故障处理※电子应用设计,使学生具备技师的基本技能。

专业基础实践在基础实践和专业理论课进行完以后,第六学期在专业基础实践平台内进行,由7个基地组成,学生根据专业和个人爱好,从公共模块中选做2-3个实践项目,在进一步提高技师技能的基础上,加强理论联系实际能力的培养,为培养工程师打下坚实的理论和实践基础。

专业实践在专业基础实践和专业课进行完以后,第七学期在专业实践平台内进行,由11个基地组成,学生根据所学专业,完成相关的实践项目,在具备较强的专业知识的基础上,加强独立分析和解决实际问题的能力、工程设计能力的培养,使学生初步具备工程师的基本素质和能力。

综合实践结合毕业设计,第八学期在部分基础实践基地、专业基础实践基地和专业实践基地进行,学生在经过以上三个实践平台的培养,已具备了较强理论知识和实践能力,再根据毕业设计题目,有针对性的在所选实践基地进行系统设计,使学生基本具备工程师的能力。

通过以上课程体系的培养,实现了从初级到高级,从理论到实践,从实践再到理论的升华以及从理论实验到综合设计性实验,从工程实践到工程设计的提升。

3 工程实践基地建设

实践基地是电气信息类专业应用人才培养体系的载体,是实践课程体系改革的平台,是实验实践教材体系改革的立足点,是培养学生工程实践能力的摇篮[5,6,7]。

对进行反归一化处理,得到与测试集对应的预测序列Pte。通过计算训练集Ttr与对应的拟合序列Ptr以及测试集Tte与对应的预测序列Pte的偏差,定量的给出模型的训练集拟合精度和测试集预测的精度。

从全国各高校来看,专业实验室建设投资大,利用效率低,应用面窄。为了更好地培养学生的实验、实践技能,提高专业实验设备的利用率,拓宽专业实验、实践的应用面,我们将专业实验室建设大胆作以改革,根据自身学科专业特点,形成了基础实践基地、专业实践基地和大学生创新工程实践基地的实践平台。建成了电机工程、电子工艺工程、电子工程、电气控制工程和单片机工程等12个基础实践基地。单片机应用工程、ARM 工程、测控工程、工业控制工程、传感器及检测工程和控制系统工程等7个专业基地实践基地、电机与拖动、电气传动、计算机控制、发电厂电气、电力系统、继电保护、计算机控制技术、虚拟仪器、光电检测、精密仪器、ASIC、高频工程等12专业实践基地和4个大学生创新工程实践基地。电气工程实践基地2005年被评为黑龙江省实验实践教学示范中心。

4 实验实践教材体系的建设

为了使学生能够拥有更加系统、科学的指导,针对现有实验实践教材实践动手能力培养的内容较多,与理论内容结合偏少的现状[8,9],结合电气信息类实验实践教学的特点,积极进行实践教材体系构建。立足于本科应用型人才培养目标,遵循主动适应社会发展需要,突出应用性和针对性,着重加强工程实践能力、工程设计能力的培养原则,与专业基础课、专业课的理论教学相配套,作为理论教材的扩展和延伸。教材既注重工程设计能力的传授,以动手能力、工程实践能力为培养主线,重点放在电气操作技能的训练上,培养学生分析和解决问题的能力;又遵循循序渐进的原则,由基础实践技能到综合实践技能,采取由浅入深、深入浅出的培养方法。

先后由高等教育出版社出版了6部配合实验教学的实验系列教材,均被列入教育科学“十五”规划课题教学成果教材;由化学工业出版社出版了16部配合工程实践操作课教学的实践系列教材。其中《EDA原理与应用(第2版)》获2007年第八届中国石油和化学工业优秀教材奖一等奖,《单片机控制工程实践技术》获2007年第八届中国石油和化学工业优秀教材奖二等奖,《电气CAD工程实践技术》获2009年第九届中国石油和化学工业优秀教材奖一等奖;电气工程实践技术系列教材获全国煤炭教育优秀研究成果三等奖;电类实验与实践系列教材获全国煤炭教育优秀研究成果一等奖。以上教材自出版来被列入全国大中专教学用书汇编,在全国各大书店均有出售,先后被辽宁工程技术大学、齐齐哈尔大学、北华大学、江汉大学等十几所学校采用,作为实验、实践系列首选教材,通过信息反馈,学生和教师普遍反映效果理想。

5 实践教学方法改革

电气信息类实践课程是实践性很强的课程,为了达到更好的教学效果,采用单一的教学方法是不能达到目的的,因此在教学过程中,根据课程的特点采用灵活多变的教学方法。在教学过程中注重学生自学与重点讲授相结合,讲授和实际操作相结合,讨论和总结相结合,分层次、分阶段、多种教学方法并重,充分发挥教师与学生的互动作用,调动学生主动参与学习的积极性。

5.1 渐近式教学法

渐近式教学法是一种教授学生采取从简单到复杂,从低级到高级,从入门到精通的学习过程,即学生的学习过程分为几个阶段,从理论到实践操作,逐渐把知识融合到学生的头脑中。很多内容采用此方法,以单片机实践内容为例,首先利用实物讲解单片机的组成、仿真与开发、汇编语言知识,通过简单的编程训练、上机调试,对单片机建立初步的概念。然后带着问题进行系统的理论学习,通过理论知识 解决实际中遇到的问题;同时利用验证性实验、综合设计性实验加深对理论课程的理解。最后通过单片机应用设计,提升学生的单片机实际应用能力,使学生的单片机综合设计、开发能力得到进一步的升华,反过来又会加深对理论知识的理解。其流程如图2所示。

图2 渐近式教学法流程

5.2 实践式教学法

实践式教学法是以学生实践操作为主,讲、做相结合的方式。主要适用于理论与实践结合较密切的课程,在讲、做相结合过程中发现问题,开阔视野,增强学习兴趣,并学会理论知识和一些技能。很多内容采用此方法,以电机实践内容为例,首先讲解电机构造,学生通过实际动手拆卸电机来掌握其构造;接下来讲解电机嵌线工艺,学生进行嵌线安装;然后讲解绕组嵌线,学生对电机进行嵌线装配;最后讲解试验方法,学生对自己制作的电机进行耐压、短路、开路试验。通过讲-做结合的方式,使学生对比较抽象的电机结构一目了然,既加深对理论知识的理解,又锻炼了学生实际操作的能力。其流程如图3所示。

图3 实践式教学法流程

5.3 双语实践教学法

双语实践教学法是在工程基地中进行,针对EDA、ASIC、ARM、LANNER等实践课中的英文软件进行软件词汇讲解、软件设计流程讲解,从而使学生的英语学习从枯燥的听、讲和阅读转换为在实践中进行的有兴趣、有目的学习,融汇于专业内容的学习,使学生扩大专业英语词汇量,提高科技英语的阅读、翻译和写作能力。

通过以上教学方法的改革,极大地提高了学生学习兴趣,激发了学生学习热情,化枯燥为娱乐,既学到了知识,又开阔了视野,同时也收获了成功的喜悦;既锻炼了动手能力,又加深了理论知识的理解,同时又提高了综合设计能力。难怪同学们都说:自己看十遍,不如自己做一遍。

6 结论

经过多年的探索与实践,完成了“本科理论+技师技能+工程师能力”的电气信息类本科应用型人才培养体系的构建,在本科应用型人才培养体系的大框架下,以实践能力培养为目标,建立了包括基础实践、专业基础实践、专业实践和综合实践四个平台的31个电气工程实践基地和4个创新实践基地。出版了电气工程实验与实践类教材22部。获得了国家级精品课、省级教学团队、省级实验教学示范中心、省级教学成果一等奖等殊荣。培养了近百名青年教师和近7000余名学生,学生经过实践锻炼,理论联系实际能力、动手操作和解决实际问题的能力、工程设计能力有显著提高,获全国大学生电子设计大赛一、二等奖11项;毕业生深受用人单位欢迎,就业率在黑龙江省一直处于首位。

本培养体系得到了哈尔滨工业大学、西安交通大学、华中科技大学、大连理工大学、吉林大学、东北大学等30多所学校的专家和学者的赞赏。2008年5月,为黑龙江工程学院培养了21名工程实践教师;与黑龙江大学签订了为期5年的校外共建实习基地协议,并于2008年4月为黑龙江大学机电学院电子信息工程、自动化等专业培训学生120人,学生反映收获很大。我们的培养体系、基地建设经验,得到了大庆石油学院、齐齐哈尔大学、八一农垦大学、北华大学的高度认可,并在上述学校得到推广和应用。

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