工科类专业开放实践教学体系的一体化构建

于卫+陈才扣+江丽莉

摘 要：工科类专业应采取怎样的人才培养模式，对其实践教学课程应该进行怎样的合理设置和实施，才能充分利用学校和社会的教学资源，培养出满足社会需求的工程应用技术型人才。针对上述问题，本文通过对国内电气信息类专业基础课程设置的调查研究，同时对电气信息类专业的课程设置进行分析，提出了工科专业本科教育的新思路，即实验、课程设计、企业实习、毕业设计环节大众教育一体化构建和科技创新、课外兴趣小组、学科竞赛、校企合作的精英教育一体化构建。

关键词：实践教学；课程设置；一体化构建

培养适应社会和国家需求的创新型工程技术应用型人才是高等院校工科专业面临的紧迫任务。所谓创新人才是指具有创新意识、创新思维和创新能力，并实施了创新行动取得创新成果的人。高校实验室是培养创新人才的重要基地。目前我国有很多工科院校在培养创新型工程技术应用型人才，但是社会、企业仍然感到毕业生在创新和工程技术应用方面能力不够，他们到企业不能立刻发挥作用，而是经过一段时间的磨练才能适应岗位工作，这与企业对到岗就能解决实际问题的人才的要求不相适应，也不符合国家培养为社会经济发展做贡献的应用性人才的政策导向。因此工科高校院校教学方式和手段必须要创新和改革，要以全面培养大学生创新能力和应用理论解决实际问题的能力为主，加强校企联合办学，共同培养工程技术创新人才。

一、 国内工科电气信息类专业基础课程设置状况

国内电气信息类专业基础课程结合了电子信息工程、通信工程、物联网工程等领域，它的培养目标是培养掌握专业相关的基本理论和科学方法，同时具有较高的人文修养的、数理基础的、英语和计算机应用能力的、能应用现代科技手段的、能综合应用所学知识和技能去分析和解决实际问题的复合型、创新型、应用型的高级工程技术人才。主要专业基础课程包括两部分：1.电路分析基础、模拟和数字电子技术基础等；2.可编程逻辑器件与应用、单片机原理与应用、电子系统综合设计等。课程设置是学校相关专业部根据专业培养计划和社会对人才需求而制订的自顶而下相对稳定的一套教学体系，是不以学生自己的兴趣爱好所左右的只能在这样的一个框架内根据专业要求选择自己所要学的知识，这是国内教育体系的普遍模式，这种模式的优点是保证学生建立一个相对稳定和完善的专业知识结构，便于学生系统地学习和了解专业理论、专业知识和专业技能，缺点是对培养创新型的工业企业所需求的工程应用型人才缺少一个强有力的措施和应急应对策略，离工业企业直接需求的人才还有差距。

二、 我校工科电气信息类专业课程设置分析

我校电气信息类专业培养目标定位为理论为重、能力为强、应用为主的能为现代工业企业培养解决实践问题的高级工程技术人才，其本科课程设计是以数理和人文基础、英语和计算机、专业基础课程和专业课程系列课程，交叉构造学生的知识结构体系。课程设置分为三个层次。

第一层次：公共基础理论课程：该模块主要通过人文社科基础、政治理论基础、数理基础、英语应用基础、计算机应用基础为学生学习专业提供扎实的基础知识和能力。

第二层次：专业理论基础课程。该模块主要通过电路分析基础、模拟和数字电子技术基础、可编程逻辑器件及应用和单片机原理及应用课程的并行交叉，使学生在这样的并行学习过程中形成一种知识和技术上的复合思维。

第三层次：专业方向课程。该模块主要围绕相关专业课程的学习，让学生根据自己的爱好和兴趣，以1～3门课程为核心，组合自己的知识结构，形成自己的专业技术能力，并且结合课外科技创新设计和毕业设计稳固和提高这一能力。

但是，在近10年的教学实践中，我们发现存在以下几方面的问题：

1. 专业基础课程设置时间迟，实践教学学时偏少，影响了专业课程开设和课外创新设计的时间和效果，课程结束又很快进入考研究生和毕业设计阶段，结果学生根据自己的兴趣组合专业技术和提高实践创新能力的时间为期以晚，失去参加各类学科竞赛的最佳良机。

2. 有些课程的实践内容过于陈旧，缺少设计性、创新性、综合性，反映最新科技成果的实践内容，没有形成一个实验—课程设计—课外科技创新的完整的实践教学体系。

3. 课程与课程之间、课程模块与模块之间，未能形成一个有效依赖、互为支撑的体系。这种情况的出现主要来自教学大纲、教学组织方式和教师的知识结构。尤其是年轻教师，孤立讲解课程本身的知识，很少或者不讲解本课程知识与其他课程知识之间的联系，对课程体系的总体把握不好，因此影响总体教学效果。

4. 目前高校实验室师资队伍老化，老、中、青比例不合适，学历结构不合理，实验队伍的知识老化、水平跟不上现代科技的发展，实验教学人员地位低，工作积极性不高，新教师的实践指导能力差，这些都影响高校实验室的办学效果。

5. 实验室建设：学校对实践教学一块重视不够，实验室的设备陈旧老化，多数与企业的设备相差很远，培养出的学生应用设备能力与企业要求相差甚远。

上述几方面的问题，涉及高校办学体系和实践教学结构的问题，不可能在短时期内获得顺利解决。因此，在这种情况下，一个以培养工程创新实践能力为核心，逐步汇聚知识结构、形成创新思维的开放式的实践教学体系——实验、课程设计、企业实习、毕业设计和科技创新、课外兴趣小组、学科竞赛、校企合作等多位一体的崭新实践教学体系呈现在我们面前。

三、 工科类专业实验、课程设计、企业实习、毕业设计环节的一体化构建

工科专业解决工程实际问题的创新思维是在充分理解与掌握专业技术可能性的基础上形成的，因此实验、课程设计、企业实习、毕业设计四个实践性教学环节在工科类专业学生的培养过程中具有特殊重要的意义。目前实验、课程设计是缺少关联的各自独立的实践教学环节，且主要依靠相关理论课程，而没有形成一个互相关联、互相渗透、互为支撑的、具有相对独立性的实践课程体系。因此将这四个实践教学环节设计成一个与理论课程并行的实践教学体系，对电气信息類专业学生形成一个完整的知识结构和全面的专业技术能力，从而形成创新创意思维，应用所掌握的理论知识创造性地解决工程实践问题是非常重要的，基于这一思考，我们提出大众教育的实践性教学体系的构建设想：endprint

1. 相关课程的提前设置，我们的改革措施是：充实一年级的专业基础课程，比如：第1学期比大学物理迟1个月就开设电路分析基础课程和电子工艺实习课程；第2学期数字电子技术基础课程比模拟电子技术基础课程迟1个月开设，一学期学完；第3学期同时开设可编程逻辑器件及应用课程、单片机原理及应用课程和电子系统综合设计课程，这些课程提前开设，相关实践教学和后续专业课程也能提前跟进，这样学生有充分的时间和机会参加各级各类实践创新活动。为此要修改专业培养方案和教学计划，专业基础及专业课程提前教学，政治和与专业结合不密切的一些公共课程则可以延迟到第5学期后开设。

2. 增加实践教学时间，增加设计性、综合应用性实验项目比重。实验和课程设计每组1人，采取开放形式实施，学生在专门开发的智能实验系统上预约实验、看实践教学课件、回答问题、提问和探讨问题。按照预约时间来做实验和设计，实验室提供必要的条件、指导和服务，并配合任课老师严格考勤考核，确保实验和课程设计效果。

3. 按照大学课程的递进层次，将认识、实习和设计三个环节变成每学年实践课程的综合训练环节，让学生从认识实习开始，制订努力方向，确定1个或几个自己感兴趣的项目，并将项目延伸至毕业设计，最终在实践训练的项目上形成创意思维和创新能力。按照此思路，必须将课程之间的知识联系渗透融合到实验、课程设计、企业实习、毕业设计整个实践教学过程，挂靠某一课程的部分实践内容，不全依赖于本课程知识，也融合其他课程的知识，实现实验和课程设计的一体化。

4. 特别要强调的是，高等工科院校要培养与社会市场和企业需求“零接轨”的人才，就必须加强企业实习。可分两种形式进行：一是学校积极组织学生深入企业，了解企业的产品结构、产品技术、市场需求、经营方式和科技开发等信息。组织攻关，为企业献计献策，解决一些技术、管理和市场等方面的实际问题，为今后的就业提供了有效渠道；二是学生本人积极主动联系企业，到企业中学习和实践，为企业解决实际问题，可以从企业的产品开发角度提出毕业设计课题和要求，将毕业设计和企业实习紧密联系起来。最终实现实验、课程设计、企业实习和毕业设计四者的有机一体化。

四、 工科学生科技创新、课外兴趣小组、学科竞赛、校企合作一体化构建

学校既要面向大众基本教育，还需要充分发挥潜力，挖掘资源，向着进一步提高教学质量，力争使培养的人才与社会需求零接轨，力争培养尽可能多的高科学素养的、综合能力强的、开拓创新性的精英人才。为此必须对课程实践教学体系进行纵深度改革。目前扬州大学除了努力做好实验、课程设计、企业实习、毕业设计环节的一体化构建的基础改革外，还在大学生科技创新、课外兴趣小组、学科竞赛、校企合作的一体化构建方面开展了不少改革尝试。大致分以下三步：

1. 成立科创小组，确定科创项目

通过以支持学生申报院校省三级大学生科技创新课题为契机，选拔创新学生，确定科技创新项目。大学生一年级结束即进行选拔，分两过程进行，一是笔试，主要是考核专业基础知识掌握情况及分析和解决实际问题的能力，笔试按比例通过才可进入面试，面试时要带自做的作品现场展示，并且经过由专业辅导老师团队组成的评委进行的专业技能测试和回答与专业相关的一些问题，按比例确定入选人数。根据实际情况，最后以总年级学生人数25%左右的比例进入课题组。学校出台各种激励措施积极鼓励老师和学生投入科技创新活动。入选的学生以3～5人1组开展具体的课题科技创新研究，并对课题组学生实行动态管理，必要时进行调整，以确保课题组的研究效果。为配合学生参加科技创新活动，鼓励学生成立以获选学生为主的学生课外兴趣小组，学校在场地和资金方面给予大力支持。实现了从科技创新到课外兴趣小组的一体化。学校配理论水平高和创新实践经验丰富的导师进行指导。

2. 加强基于学科竞赛的综合技能融合训练

通过培训学生参加各级各类竞赛，比如大学生挑战杯、电子设计竞赛和飞思卡尔杯竞赛。我校的做法是，提前大半年从参加科技创新活动的课外兴趣小组中选拔学生（主要是大二学生）组成学科竞赛预备团队，由专业老师辅导，集中力量开展围绕学科竞赛的综合技能训练：方案确定技能、软硬件设计技能、器件选择技能、安装焊接技能、调试技能、团结协作能力、编写总结报告技能。组织学生先参加院、校相关学科竞赛，提高水平、锻炼能力、丰富实战经验。通过以参加各级各类竞赛为驱动力，大力激发了学生从事科学研究和综合技能融合训练的积极性，学校也从政策、组织和经费上给予大力支持，实现了科技创新、课外兴趣小组、学科竞赛的一体化。

3. 提升设计理念与工程技术能力

在科技创新和学科竞赛中，导师和学生深入企业，将企业产品结构调整和新产品开发中遇到的技术难题带回学校作为科技创新课题和学科竞赛的培训课题，使科技创新与企业实际需求结合起来，开阔了视野，提升了设计理念，形成了创新愿望，解决了实际问题。我校的做法是从参加科技创新和学科竞赛获奖的学生中选拔部分学生组成校企合作公关班，分成若干个公关小组。几年来，我院导师结合自己的纵向课题带领公关小组的学生们开展各方面的研究，累計为企业解决技术难题36项，并成功申报发明和实用新型专利18项。顺利地实现了从科技创新、课外兴趣小组、学科竞赛到校企合作的一体化。

为确保一体化构建的改革效果，学校在政策保障、实验师资力量、一体化构建的实践效果考核、实验室建设与管理方面需做好后勤工作。

不断加强教学改革研究，提高教学质量，培养适应社会需求的综合能力强的高素质的高级工程技术人才，是高等工科院校教学改革和发展的目标。构建实践教学体系的一体化是教学改革的需求，是培养高素质人才的重要举措，是培养工程实践创新人才的重要保证。实践证明该举措是行之有效的，是受到广大学生欢迎的。

参考文献：

[1]钟秉林.创新型人才培养体系的构建与实践[J].中国大学教育，2009（11）：22-24.

[2]邹虹.实验、实习和毕业设计教学环节的一体化构建[J].实验室研究与探索，2012，2：125-127，143.

[3]杨立芳.校企合作市场实践提高大学生就业能力的探索实验技术与管理，2011，6：175-178.

作者简介：

于卫，陈才扣，江丽莉，江苏省扬州市，扬州大学信息工程学院电工电子教学实验中心。endprint