渐进式实践教学体系下工科类专业人才的培养

摘要:如何构建科学有效的实践教学体系,培养具有一定特色的应用型人才是近年来高校改革的热点问题。本文探讨了工科类应用型人才的培养途径和实践教学体系的构建思路,并以大连理工大学城市学院自动化专业实践教学改革为例,介绍了渐进式实践教学体系和具有区域特色的工科类应用型人才培养模式。

关键词:实践教学体系;区域特色人才;应用型人才;实践教学

作者简介:张明君(1966-),女,河北滦县人,大连理工大学城市学院副院长,教授,工学博士,主要研究方向:模糊控制、先进控制;梅彦平(1975-),女,陕西汉中人,大连理工大学城市学院电子与自动化学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:运动控制。(辽宁 大连 116600)

基金项目:本文系辽宁省高等教育教学研究重点项目“独立学院工科类专业多元化人才培养模式的探索与实践”的研究成果。

随着高等教育的快速发展,教学改革大步推进,各高校积极探索实践了多种实践教学改革方案。本文以大连理工大学城市学院自动化专业实践教学改革为例,介绍了具有区域特色的工科类应用型人才培养方案和渐进式实践教学体系。

一、专业背景

电气自动化专业是电气信息领域的一门学科,与人们的日常生活以及工业生产密切相关,在国民经济中发挥着越来越重要的作用,已经成为高新技术产业的重要组成部分。随着新技术的发展,一方面社会对电气自动化专业人才的需求量持续增加,大连地区如英特尔集团大连分厂、STX(大连)造船厂、大连机床集团、中国华录集团、大连实德集团、大连重型集团等企业近年来都有大量的电气自动化专业人才需求;另一方面,社会对电气自动化专业人才的要求也发生了很大变化。据社会调查及毕业生信息反馈显示,企业对工科类专业人才的要求已由传统的理论型人才向技术型、应用型人才转变,尤其是一线岗位需要更多的是实践能力强的应用型人才,事实证明,那些专业技术水平较高、适应能力强的高校毕业生特别受企业的欢迎。简而言之,企业需要的应用型人才应当具有宽泛扎实的基础知识,又要具有一定的专业特长和较强的工程实践能力。

随着国民经济的快速发展,高校人才培养与社会需求不一致的矛盾越来越突出。在传统教学体系下,我国多数高校的毕业生实践能力不强,应用型人才特色不突出,不能在毕业后很快胜任专业岗位,与此同时,部分大学生就业难的同时许多企业又有迫切的人才需求。对于经济发展较快的部分地域,这种人才需求与高校的人才培养错位更加明显。

大连理工大学城市学院建院之初,就明确了应用型人才培养定位,瞄准了大连及环渤海区域经济带的人才需求,大力推进教学改革,积极探索了知识到技能的转化、实践能力的培养与提升的教学途径。经过几年的教学实践,逐渐形成了应用型人才培养的渐进式实践教学体系,并在区域特色人才培养教学中取得了可喜的教学效果。

二、知识到技能的转化途径

知识与技能是密切联系的两种不同的人类认知能力体现。学习知识是掌握技能的基础,知识的多少决定着技能掌握的快慢和深浅,而技能的掌握又反过来影响知识的学习和发展。知识与技能又有明显的区别,知识可以从书本上来,也可以靠别人的灌输来获得;而技能只有通过实践和反复练习才能获得。[1]

教学实践证明,工科应用型专业如果缺乏实践训练,仅仅依靠课堂的理论教学是不能完全实现知识到技能和能力的转化。为此,高校教学过程中必须要处理好理论教学与实验教学的关系,要改变传统教学中忽视学生在实践环节的培养,或者没有把两者有机结合起来的做法;[2]要认识到实验教学不仅是理论教学的延续,更是一个相对独立的体系,与理论教学关系密切、相辅相成,独立而不孤立、联系而不依赖。因此,在人才培养过程中要设计相对独立的渐进式实践实训教学体系,才能实现知识到技能和能力的转化。

三、实践能力的培养与提升

从认识论的角度来说,技能和能力属于不同现象和范畴。技能是一种通过练习而巩固了的活动方式。能力是运用知识和技能以解决问题、完成任务而表现出来的个性心理特征。一方面能力与技能的发展速度不同,技能的掌握较快,而能力则要以多方面的知识和技能为基础,并经过反复多次的练习才能形成。另一方面能力是在掌握知识、技能的过程中形成和发展起来的,知识越多,技能越强,就越有利于能力的发展。[3]由此可见,具备基本专业技能不一定就能提升到基本专业能力,只有通过有效训练,进一步巩固知识、强化专业技能,才能实现实践能力的固化和素质的提升。

应用型人才区别于学术型人才,它更强调解决实际问题的实践应用能力,即运用理论知识在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力。如何在教学的各个环节体现应用型人才的培养目标,实现实践能力的培养与提升呢?这就需要改变重理论轻实践的传统做法,需要依据应用型院校的培养目标和实际情况,构建有效的实践教学体系,将实现能力转化、提高人才素质作为培养方案的重点,从而确定相应的培养模式。实践能力的培养是一个渐进的过程,应该分成两步来实现,第一步课程实践教学,完成理论知识到基本专业技能的转化;第二步工程训练,实现基本专业技能到专业素质和能力的固化。

四、实践教学环节的设计

在上述思想的指导下,大连理工大学城市学院(以下简称“我校”)提出了“3+1”的应用型人才培养模式,形成了课内外结合的渐进式实践教学体系。“3+1”模式即用三年的时间完成基础课程、专业课程的学习和专业基本技能的培养,实现基本专业技能和综合实践能力的培养,利用最后一年的时间进行工程实训强化并完成毕业设计,全面提升工程素质和实践能力,实现个性培养和创新实践能力的提升。在“3+1”的应用型人才培养模式下,学院设计了具有区域特色的实践教学环节,形成了课内外结合的渐进式实践教学体系,拓展了教学空间,实现了能力培养的教学目标。

第一层次——基础性实践教学,所有的专业基础课程、专业核心课程及绝大多数的专业方向课程均安排相应的实验环节。专业基础课,包括“电路”、“模拟电子电路”、“数字电路与系统”和“电机与拖动”课程的实验单独开设实验课,在此环节中,通过基础性实验使学生深入理解基础知识,通过实验操作训练培养学生的基本实验方法、实践技能和实验分析能力。专业课程和专业方向课的实验多数不单独设实验课,理论教学与实验操作作为一门课程考核,实验内容上与理论课程结合更加紧密,更加强调实验的操作性,使学生的动手能力得到进一步的开发。

第二层次——设计综合性实践教学,即各种小型的综合专业实践环节,以提高学生运用专业知识的综合实践能力。这个实践环节与多数高校设置的“课程设计”的区别在于:专业实践的设计时间更充分,涉及到的课程不仅局限于某一门课程,更强调多门相关课程的综合。如 “单片机最小系统设计与实践”,就涉及到“模拟电子电路”、“数字电路与系统”、“单片机系统及应用”等多门相关课程。另一个区别在于,部分专业实践环节的内容更针对大连地区自动化行业的主流方向,具有鲜明的区域人才培养特色。学院与大连多家企业合作,建立了体现区域行业特色的实验实践教学基地,开发了楼宇自动化系统专业实践、通信网络工业控制专业实践等目前其他高校未开设的特色实践教学,使学生在校内就可以接触到企业的主流设备,使他们更具区域行业竞争力。

在部分专业实践教学中,学院鼓励或要求学生设计制作具有一定功能的电子实物作品,为他们未来的就业积累实践成果,毕业生可用实物产品和设计项目作为体现专业实践能力的标志,毕业时学生用作品的光盘、照片、证书等去打开就业之门。

第三层次——创新型实践教学,即课内外结合的实践活动,包括校内竞赛和校外的创新实践大赛。其中,校内竞赛又包括校内实验竞赛、电子设计大赛等竞赛活动。实验竞赛是以实验课程中具有典型性和设计性的实验为主要竞赛内容的课外实践活动,要求学生全员参赛;电子设计大赛则是以几门专业基础课程为基础、以专业实践为背景的设计性竞赛,主要面向二年级及以上的优秀学生,学生自己选题、设计、调试,最后形成实物参加竞赛,参与面大约为20%左右。通过这些竞赛机制,把实践教学向课外延伸,进一步强化了实践能力培养,并使学生的综合实践能力和创新能力得到了有效的训练和提升。在此基础上,学院形成了选派优秀学生和作品参加校外创新实践大赛的传统。从20xx年开始,连续三年参加“博创杯”全国大学生嵌入式系统设计大赛,参加“索尼杯”全国大学生电子设计大赛等赛事,均取得了骄人的成绩。

第四层次——工程实践训练,学院力求通过大四阶段与毕业实践结合的分类训练,提升工程素质和职业竞争能力,体现人才的区域特色。

学院从每年十月份开始,利用专业委员会提供、教师推荐、学生自己联系等多种手段,安排部分大四学生在大连地区的企业进行半年以上的毕业实践,使学生能够提前熟悉以后工作环境,增加工作经验,提前与社会及就业岗位接轨。毕业实践则将学生放归社会,其难点在于对学生实践情况的监管方面。在这一方面,学院制定实施了《学生毕业实践管理办法》等制度,规范毕业实践的管理,并安排督导教师通过定期联系现场实践指导教师、到实践地实地考察等方式对学生的毕业实践活动进行监管,保证毕业实践的有效进行。实践证明,有接近1/4的毕业生在毕业实践之后,因专业能力强、表现优秀而留在实践企业工作。另一部分大四学生安排在校内开展专业培训实践,即在指导教师的指导下,学生在实验室中开发、设计具有工程背景的综合性项目,或者对现有的实验设备进行二次开发等,强化工程实践能力的训练。

针对部分以外资企业为就业目标的学生,毕业前除安排工程实践训练外,还安排外语和外企的职业素质培训,来提升学生的职业竞争能力。学院在大连地区积极开发实践就业基地,逐步形成了人才对接通道,部分毕业生在大四的毕业实践阶段就已经进入英特尔(美国)芯片公司、松下电子(日本)、STX(韩国)造船集团等知名企业见习或工作,实现了就业“软着路”。

不论是理论课教学,还是实践教学,高校都应遵循学习知识、训练技能为培养和发展能力服务的原则,引导学生自觉地把学习知识、掌握技能转化为实际能力。[4]上述渐进式的四层次实践教学体系基本结构与能力培养关系如图1所示。该体系中每一层次的实践教学都以某种能力培养为目标,事实证明渐进式培养方式符合人类的能力形成发展规律,具有较强的教学针对性和可操作性。

五、工程素质培养贯穿教育过程始终

学院坚持把工程素质教育贯穿教学始终,要求专业任课教师必须在教学中渗透工程素质教育内容,教给学生从专业角度、工程角度理解各种专业基本概念,适当拓展专业外延。同时,在学习方法和学习行为习惯上对其严格要求,课内外教学中纠正他们各种不规范、非专业的书写形式,规范各种控制系统设计图的画法、各种专业问题的专业用语描述等。课堂教学和实践教学中留出学生思考空间,把少量知识点和部分专业难点留作课后知识扩展课题,由学生通过查资料、小组分析研究,写出研究论文。专业实践和毕业实践等环节,均按照实际工程标准和要求严格规范学生的设计图纸、实践报告、设计方案说明书等文件。

六、实践成果——毕业生应用型人才特色突出,得到社会认可和欢迎

经过几年的教学实践,城市学院自动化专业的人才培养特色逐渐显现出来,取得了较好的教学效果。

学生积极参加各种实践竞赛,成绩突出

学生参加各种实践大赛活动,先后获得第三、四、五届“博创杯”全国大学生嵌入式设计大赛一等奖和特等奖、“索尼杯”电子设计大赛一等奖、“毕升杯”电子设计大赛一等奖等竞赛奖项,部分班的专业竞赛获奖人次达到30%。较高水平的竞赛成绩不仅展示学生较高的专业综合能力和突出的实践动手能力,也使部分毕业生在岗位竞争中具有了一定的优势。

高就业率、高就业质量

我校自动化专业20xx年首届毕业生就业率达到了100%,就业质量高成为一大亮点。其中24%的学生就职于国有大中型企业,38%的学生就业于世界五百强的外资企业中。在金融危机的20xx年,自动化专业就业率也达到了92%,并保持了较高的就业质量,其中就职到英特尔等知名外资企业的人数达到%。

因20xx、20xx两届毕业生表现突出,英特尔芯片公司、松下汽车电子等知名企业20xx年又一次来学院招聘毕业生。目前,城市学院自动化专业毕业生在大连地区已受到了企业广泛的欢迎,毕业生在楼宇自动化、嵌入式设计开发、电气电子产品开发等方面具有一定的就业优势,该专业也成为学院的热门和品牌专业。

七、结束语

实践证明,渐进式的四层次实践教学体系构建了知识、技能、能力培养的教学链,为应用型人才的培养提供了有效途径,并具有鲜明的区域人才培养特色,为工科类专业的应用型人才培养模式研究和实践教学改革提供了可借鉴的教学示例。

大连理工大学城市学院的实践教学改革和实践仅仅是一种尝试。面对社会的技术发展和人才需求变化,高校的教学改革是一项长期的系统工程,也是一项没有止境的教学研究课题,有待高校广大教师进一步探索和实践。

参考文献:

[1]湘西州学技术协会.知识与技能的区别和联系[OL]" style="color:red" target="_blank">原版全文

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