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關(guān)鍵詞:大類模式;電子信息類“專業(yè)導論”課程;教學模式
作者簡介:李鋒(1970-),男,陜西商洛人,江蘇科技大學電子信息學院,副教授;田雨波(1971-),男,滿族,遼寧鐵嶺人,江蘇科技大學電子信息學院,教授。(江蘇 鎮(zhèn)江 212003)
基金項目:本文系江蘇省高校優(yōu)勢學科建設(shè)工程項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)25-0099-02
作為社會信息化的支撐和依托,電子信息技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)迎來了高速發(fā)展的21世紀,并以前所未有的速度全方位地向社會的各個領(lǐng)域滲透。相應(yīng)地,電子信息相關(guān)學科知識領(lǐng)域更新與增長越來越快,與其他學科之間的交叉與融合越來越緊密。伴隨著學科發(fā)展方向不斷分化、細化的同時,電子信息各學科、專業(yè)或方向之間的交叉基礎(chǔ)知識更加多,專業(yè)界限越來越模糊。與此同時,市場經(jīng)濟對人才的需求呈現(xiàn)變化快、多元化的趨勢。在這種形勢下,實現(xiàn)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標已成為高校教育教學改革的熱點和共識。大類培養(yǎng)模式提倡按大類招生,實施厚基礎(chǔ)、寬口徑的通識教育,在此基礎(chǔ)上進行分流培養(yǎng),學生結(jié)合自身興趣特點做出合理的選擇。事實說明,大類培養(yǎng)利于提高辦學效益,優(yōu)化教學資源,促進學科之間的交叉和滲透,實現(xiàn)更廣泛的通才教育,滿足市場經(jīng)濟的發(fā)展及社會生活多元化對人才的需求。
一、開設(shè)“專業(yè)導論”課程的意義和目標
在大類培養(yǎng)模式下,學生在大一、大二期間主要是學習公共課和大類基礎(chǔ)課,大三期間學習技術(shù)基礎(chǔ)課和部分專業(yè)課,大四期間學習專業(yè)課程和接受綜合實踐訓練。但是在專業(yè)人才培養(yǎng)實踐中發(fā)現(xiàn),盡管大類培養(yǎng)適應(yīng)了學科專業(yè)發(fā)展趨勢和市場需求,但要更好地發(fā)揮大類培養(yǎng)的優(yōu)勢,還必須加強大類學習到專業(yè)培養(yǎng)之間的銜接,否則將直接影響培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。
1.開設(shè)“專業(yè)導論”課程的意義
在大類培養(yǎng)階段,本科低年級學生對電子信息學科、專業(yè)缺乏整體認識,不了解自己的專業(yè)方向,不了解專業(yè)課程設(shè)置,不了解專業(yè)課程與基礎(chǔ)通識課程的關(guān)系;在思想上準備不足,不知為何要學習這些課程,不知道這些課程對于專業(yè)學習和未來所從事的工作的作用,沒有自己的專業(yè)目標和努力方向,缺少明晰的學業(yè)規(guī)劃,甚至有不少高年級學生到了選擇專業(yè)方向的時候?qū)ψ约旱膶I(yè)都不甚了解。針對大學一、二年級學生展開的問卷調(diào)查及座談會結(jié)果表明,在開設(shè)專業(yè)導論課程之前學生普遍存在迷茫情緒,找不到發(fā)展方向,不能心平氣和、扎扎實實地學習,甚至出現(xiàn)了所謂“大一放松,大二打工,大三租房,大四求生”的情況。
大學階段是青年人渴望自主成長的時期,抓好大類教育與專業(yè)教育的銜接可以縮短他們對大學生活的適應(yīng)期,引導大學生做好學業(yè)規(guī)劃,為實現(xiàn)培養(yǎng)目標、提升培養(yǎng)質(zhì)量打下堅實的基礎(chǔ)?!皩I(yè)導論”作為專業(yè)啟蒙課程,將學科專業(yè)教育、思想教育、就業(yè)教育等融為一體,旨在幫助學生認識就讀的學科與專業(yè),加深對所學專業(yè)的感情,激發(fā)學習本專業(yè)的興趣和學習動力,掌握正確的學習方法,為后續(xù)課程做鋪墊;同時引導學生做好學業(yè)規(guī)劃,選擇適合自己的發(fā)展方向。
2.“專業(yè)導論”課程的目標
在這種情況下,選擇在第二學年下學期和第三學年的上學期開設(shè)“專業(yè)導論”課程——電子信息技術(shù)導論更加符合教學實際。該課程的目標是:介紹電子信息技術(shù)的基本概念、學科知識體系、技術(shù)發(fā)展歷程、當前的技術(shù)狀況及發(fā)展走向、前沿領(lǐng)域,激發(fā)學生學習專業(yè)課程的興趣,激發(fā)部分學生對某些研究領(lǐng)域的興趣;介紹本專業(yè)的專業(yè)培養(yǎng)目標、培養(yǎng)要求、專業(yè)特色、課程設(shè)置、進度安排、實踐環(huán)節(jié)等;對學生進行學習方法指導,指導學生做好學涯規(guī)劃和人生職業(yè)規(guī)劃。
二、“專業(yè)導論”教學模式探索
由于“專業(yè)導論”課程的特殊性,為使該課程教學效果更加明顯,應(yīng)從課程安排、教學內(nèi)容、任課教師、考核方式等方面入手,探索合適的教學模式。
1.課程安排
在大類培養(yǎng)機制下,大學一年級學生在專業(yè)方面接觸的主要是大類基礎(chǔ)課,對專業(yè)的認識比較膚淺,對于專業(yè)領(lǐng)域的知識理解能力非常有限。大學二年級開始,學生通過各種途徑對專業(yè)的認識不斷深化,了解專業(yè)的愿望也更加強烈。到了大學三年級,學生對自己所學專業(yè)的某個領(lǐng)域已經(jīng)有了較為深入的了解,但還存在著一定的片面性和盲目性,不知道如何進行職業(yè)規(guī)劃及選擇自己的發(fā)展方向。因此,學校選擇在大學二年級下學期初和大學三年級上學期初各開設(shè)16學時的“專業(yè)導論”課程。
2.教學內(nèi)容
在大學二年級下學期初,針對即將進入專業(yè)學習的學生,著重介紹專業(yè)特色、專業(yè)課程及專業(yè)知識體系、實踐環(huán)節(jié);介紹電子信息技術(shù)的基本概念、專業(yè)技術(shù)發(fā)展歷程、當前的技術(shù)狀況及發(fā)展走向、前沿研究課題等;介紹電子信息產(chǎn)業(yè)的主要領(lǐng)域及與學科之間的關(guān)系,電子信息產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位,強調(diào)電子信息產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導性支柱產(chǎn)業(yè),讓學生對自己所選專業(yè)產(chǎn)生認同感,激發(fā)學習專業(yè)課程的興趣。
在大學三年級上學期,分若干模塊介紹信息科學的各個學科各分支的研究內(nèi)容及發(fā)展動態(tài),如:電磁場與無線技術(shù)模塊,通信技術(shù)與通信網(wǎng)模塊,計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息安全模塊,微電子、集成電路及其應(yīng)用模塊,控制科學與工程模塊,數(shù)字信號處理、圖像、語音處理模塊,光電信息技術(shù)等。介紹各模塊所涉及的知識領(lǐng)域基本框架,與其他學科之間的關(guān)系等,使學生初步體會信息科學所涉及的領(lǐng)域范疇,相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和方法,達到拓展學生視野、激發(fā)學習興趣的目的。
3.任課教師安排
為達到預期教學效果,采用課程教學小組的形式安排任課教師。小組長為課程的總負責教師,由主管教學的副院長或系主任擔任,小組成員為專業(yè)骨干教師,根據(jù)每個教師的專長負責不同的模塊。小組長負責介紹課程總體概況,包括主要學科領(lǐng)域、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、前沿課題等,突出介紹電子信息產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導性作用;其他任課教師分別向?qū)W生介紹各模塊的基本理論、技術(shù)及發(fā)展動態(tài)等。課程教學小組經(jīng)常針對專業(yè)導論課進行教學經(jīng)驗、教學內(nèi)容、方式、方法及教學效果等方面的交流、探討和研究。
4.課程考核
課程考核由課程組長負責,采用作業(yè)小論文+課程大論文的形式。每位教師根據(jù)自己負責的模塊擬出若干題目讓學生選擇,最后課程組長綜合各任課教師的評分給出本課程的總成績。
作業(yè)小論文:若干題目自選,如電子信息技術(shù)可分為哪些產(chǎn)業(yè),電子信息技術(shù)與國民經(jīng)濟及工業(yè)信息化之間的關(guān)系,電子信息技術(shù)各個學科與產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系,感興趣的產(chǎn)業(yè)或領(lǐng)域,某領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,大學期間專業(yè)學習與能力培養(yǎng)之間的關(guān)系等。
課程大論文:要求學生在學習完專業(yè)導論的基礎(chǔ)上,通過調(diào)研對大學的專業(yè)學習及今后的發(fā)展進行規(guī)劃,形成課程學習報告。包括各自特長和愛好是什么,自己的學習習慣、喜歡的職業(yè),該領(lǐng)域當前的社會需求是什么,本科階段應(yīng)培養(yǎng)的能力有哪些,大學剩下的時間準備做哪些事情,畢業(yè)后的發(fā)展規(guī)劃是什么,準備采取哪些措施去實施你的計劃等。
三、對“專業(yè)導論”課程教學效果的思考
通過學生座談會和問卷等形式對本課程教學效果進行了調(diào)查,結(jié)果表明,在本課程之前,很多學生都存在對所學專業(yè)不了解、學習動力不足等問題。這部分學生不知道如何規(guī)劃大學期間的專業(yè)學習,對學業(yè)生涯定位模糊,對基礎(chǔ)課不重視。以電子信息工程專業(yè)為例,該專業(yè)2009級學生在開課之前認為自己了解該專業(yè)的僅占14.3%,了解一點的占50.8%,認為自己對專業(yè)學科領(lǐng)域及相關(guān)產(chǎn)業(yè)了解的僅占9.5%,認為自己有明確專業(yè)愛好的僅占8%左右,不少學生渴望對專業(yè)有更深入的了解。經(jīng)過課程學習之后,有70%左右的學生對自己大學階段學習及今后專業(yè)發(fā)展提出了較為明確的規(guī)劃。教學座談會反饋結(jié)果表明學生和學生管理部門也對該課程持肯定態(tài)度。
由于“專業(yè)導論”課程的開設(shè)時間較短,在教學過程中還存在不少問題,如教學形式較為單一、與工程實際聯(lián)系偏少、部分學生對課程的重視程度不夠、教學時間安排不盡合理等。為進一步提高教學效果,針對存在的問題提出以下建議:
1.課程時間安排
“專業(yè)導論”作為大類招生專業(yè)的專業(yè)先導課程,具有教育和引導的多重功能,在低年級開設(shè)更有利于學生盡早了解專業(yè),建立對專業(yè)的認同感,并盡早確立今后繼續(xù)深造所要涉及的發(fā)展方向,減少專業(yè)上迷茫、學習精力分散等情況的發(fā)生;在中高年級開設(shè)有利于學生深入了解學科不同分支,并結(jié)合自身愛好特長對學業(yè)和今后發(fā)展方向做出合理規(guī)劃。因此建議將“專業(yè)導論”課程的兩部分內(nèi)容分別安排在低年級和中高年級開設(shè)。
2.改革教學內(nèi)容
密切跟蹤學科發(fā)展,充分發(fā)揮不同研究方向教師的優(yōu)勢,充分把握學科及其分支的發(fā)展動態(tài),把本學科最新的發(fā)展情況介紹給學生,幫助學生從不同角度了解專業(yè)內(nèi)容及發(fā)展方向,并適當結(jié)合學校特色,構(gòu)建特色化的教學內(nèi)容。
3.重視條件建設(shè),注重多種教學方法相結(jié)合
條件建設(shè)是課程建設(shè)的重要保證。進一步加強該課程的建設(shè),包括教材、多媒體課件的制作、網(wǎng)絡(luò)教學環(huán)境的建設(shè);積極利用實驗室、企業(yè)等條件開展實踐教學;努力實現(xiàn)專題教學、多媒體教學、網(wǎng)絡(luò)教學、實踐教學等有機結(jié)合。
四、結(jié)語
在大類培養(yǎng)體制下,電子信息類“專業(yè)導論”課程在整個專業(yè)的課程體系中具有承上啟下的重要作用。加強“專業(yè)導論”課程的教學研究,不斷改進教學模式,充分發(fā)揮其引領(lǐng)、規(guī)劃和導向作用,指導學生認識專業(yè)、規(guī)劃未來,對提高教學質(zhì)量乃至專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量都具有重要的實際意義。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:車聯(lián)網(wǎng)工程;導論課程;整體設(shè)計;綜合素質(zhì)
TN0-4;G642
隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起、移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的拓展、云計算等計算模式的應(yīng)用、泛在服務(wù)的推廣,物聯(lián)網(wǎng)被麥肯錫全球研究院(MGI)在2013年5月的預測報告中認為是12項顛覆性技術(shù)之一[1]。車聯(lián)網(wǎng)是典型的物聯(lián)網(wǎng),涉及汽車業(yè)、通信業(yè)和信息業(yè)三大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),因此車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,必然會帶動全新的產(chǎn)業(yè)鏈的建立和快速成型。
湖北汽車工業(yè)學院(以下簡稱“我?!保┪挥诤笔∈呤校撌幸蜍嚩?、因車而興,不僅是東風汽車公司的發(fā)源地,而且擁有國家級汽車關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)基地和國家商用車零部件高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地,汽車工業(yè)在十堰市國民經(jīng)濟中處于主導地位[2]。因此,在我校專業(yè)建設(shè)規(guī)劃中,學校依據(jù)自身的發(fā)展定位和人才培養(yǎng)目標,充分發(fā)揮大工程背景優(yōu)勢,緊密圍繞“汽車產(chǎn)業(yè)鏈”,優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu),拓寬專業(yè)面,按照“調(diào)整結(jié)構(gòu),突出特色,發(fā)揮優(yōu)勢,注重內(nèi)涵,提高質(zhì)量”的專業(yè)建設(shè)與發(fā)展路徑,分層次、分類別的開展專業(yè)建設(shè),并提出要圍繞“汽車產(chǎn)業(yè)鏈”積極培育汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和地方經(jīng)濟建設(shè)急需的新專業(yè),如:新材料、新能源汽車、車聯(lián)網(wǎng)等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)或?qū)I(yè)方向。
因此,我校結(jié)合當前車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大趨勢和在科研、教研中積累的科研和教學資源,設(shè)置了電子信息科學與技術(shù)專業(yè)(車聯(lián)網(wǎng)工程方向)。在車聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的綜合改革過程中,需要面對的一個重要課題是如何對新生進行專業(yè)教育,激發(fā)學生對本專業(yè)方向的興趣,進而為后續(xù)學習奠定良好的基礎(chǔ)。導論課程將承擔這一任務(wù)[3]?!盾嚶?lián)網(wǎng)導論》課程首次對2011級學生開課。在課程的教學過程中,借鑒了國外大學的教學方法,注重學生自主學習能力的培養(yǎng),經(jīng)過4年的教學過程,取得了較好的效果。
一、《車聯(lián)網(wǎng)導論》課程整體設(shè)計
(一)內(nèi)容和方法并重
《車聯(lián)網(wǎng)導論》課程是本專業(yè)方向?qū)W生接觸到的第一門具有專業(yè)內(nèi)容的課程,教學內(nèi)容的設(shè)計十分重要。不僅要能夠全面概括本專業(yè)方向所涉及到的大學四年的教學內(nèi)容,而且要能夠清楚地說明大學四年的教學課程之間的關(guān)系,讓學生對本專業(yè)方向的專業(yè)相關(guān)課程有一個有機整體的概念。
因此,設(shè)計本課程的目的和內(nèi)容是“車聯(lián)網(wǎng)是能夠?qū)囉眯畔⑦M行采集、識別、傳輸、融合和利用的一種物聯(lián)網(wǎng),能夠?qū)崿F(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,被認為是最容易形成系統(tǒng)標準、最具備產(chǎn)業(yè)潛力的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。本課程從車聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層、支撐層和應(yīng)用層這四層分別進行闡述,使電子信息科學與技術(shù)(車聯(lián)網(wǎng)工程)專業(yè)學生對車聯(lián)網(wǎng)的基本概念、技術(shù)框架、應(yīng)用范圍具有初步認識,為后續(xù)相關(guān)課程的學習打下基礎(chǔ)?!?/p>
好的教學方法能夠?qū)虒W起到錦上添花的作用。在本門課程中,對學生的考核方法是“課程報告(60%)+課堂匯報(40%)?!边@個考核方法要求學生在課后發(fā)揮主觀能動性,查閱資料,針對一個主題,以正式的科技文獻的形式完成相應(yīng)課程報告,同時,還要以PPT演示的方式對課程報告進行匯報。這對學生來說,不僅具有很大的挑戰(zhàn)性,而且具有很強的趣味性。挑戰(zhàn)性體現(xiàn)在,學生剛剛從高中被動式學習向大學的主動式學習轉(zhuǎn)變,課程考核要求學生從查、思、寫、講等多個方面全面挑戰(zhàn)自己以前的學習方法;趣味性體現(xiàn)在,學生以團隊的形式完成考核,不僅能夠在合作中找到樂趣,而且能夠在PPT匯報過程中,體驗評價他人和自我對比的樂趣。
(二)前后知識貫穿
《車聯(lián)網(wǎng)導論》課程的一個重要內(nèi)容是要清楚地說明本專業(yè)方向的專業(yè)相關(guān)課程之間的關(guān)系[3]。為了能夠組織教學課程關(guān)系,本課程在感知層、傳輸層、支撐層和應(yīng)用層等四層的車聯(lián)網(wǎng)分層基礎(chǔ)上,通過把專業(yè)相關(guān)課程和車聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)各層進行分學期的對應(yīng),使學生能夠清楚地了解未來所學專業(yè)相關(guān)課程在車聯(lián)網(wǎng)中處于什么位置。專業(yè)相關(guān)課程與某層的分學期對應(yīng)關(guān)系如下圖所示,其中,左圖分類課程中紅色字體的課程表示該課程與車聯(lián)網(wǎng)直接相關(guān)。
另外,本門課程在大一上學期開設(shè),同期,學生正在學習《計算機操作基礎(chǔ)》課程,其中包括Word和PowerPoint等內(nèi)容。本門課程要求學生用Word軟件完成課程匯報,用PowerPoint軟件完成課堂匯報的演示文稿。這不僅鍛煉了學生對所學知識的應(yīng)用能力,而且讓學生體會到學有所用的成就感。
二、培養(yǎng)綜合素質(zhì)
在《車聯(lián)網(wǎng)導論》課程的教學過程中,還對學生的綜合素質(zhì)進行了培養(yǎng)。這種培養(yǎng)主要表現(xiàn)在三個方面。
一是對學生文獻檢索和科技寫作能力的培養(yǎng)。由于課程考核要求學生以正式的科技文獻的形式完成相應(yīng)課程報告,因此,不僅需要學生在課外查閱大量資料,而且需要學生對科技寫作進行實踐。文獻檢索能力的培養(yǎng)過程以中國知網(wǎng)CNKI中的文獻檢索為例,給學生演示了如何從學校主頁找到圖書館主頁,進而一步步找到所需要的數(shù)據(jù)庫并進行關(guān)鍵字檢索。盡管演示很簡單,但是學生了解了文獻檢索的基本過程,為學生后續(xù)的文獻檢索工作打下了基礎(chǔ)。在科技寫作能力的培養(yǎng)過程中,以“湖北汽車工業(yè)學院學報”為例,給學生演示了如何查找期刊主頁,進而一步步找到所需要的投稿模版和論文撰寫要求。這里面涉及到的內(nèi)容包括論文格式、論文組織方式、參考文獻,以及摘要、引言、結(jié)論等各個部分的撰寫要求等。同樣地,盡管演示很簡單,但是學生了解了科技寫作的基本要求,為學生未來的畢業(yè)論文以及科技資料撰寫打下了基礎(chǔ)。特別令人欣喜的是,通過任務(wù)式的教導方法,學生對文獻檢索和科技寫作的目的有了深刻的認識,不僅能夠找到所需要的參考文獻,而且撰寫了在形式和內(nèi)容上都頗為專業(yè)的課程報告。
二是對學生表達能力的培養(yǎng)。由于本門課程還要求學生以10分鐘PPT演示的方式對課程報告進行匯報,因此,學生還要準備正式的課堂匯報。這不僅要求學生能夠清楚地表達課程報告內(nèi)容,而且在匯報內(nèi)容組織、課堂過程、儀態(tài)等方面都要做精心的設(shè)計。雖然部分學生是第一次以這樣的形式完成課程考核,但是都認真對待,順利完成了課堂匯報。每一屆學生的都能夠帶來驚喜,例如,有的學生充分利用圖文并茂、視頻穿插的設(shè)計,使得匯報內(nèi)容豐富多彩;有的學生進行課堂互動,活躍課堂氣氛;有的學生語言幽默,結(jié)合當前時事和網(wǎng)絡(luò)語言,提升學習興趣。教師對每一組同學的課堂匯報都要即時點評,包括PPT的內(nèi)容和形式、學生的表達能力和課堂組織等;這里需要特別注意的是,點評要突出優(yōu)點,使得學生增強自信,但同時也不能回避缺點,但是要注意語言表達,不能挫傷學生的積極性。另外,還有一個附加效果是在最初設(shè)計課程教學時所沒有想到的,即學生對站在三尺講臺的教師課堂教學有了直接和深刻的感受,即這并不是一件隨意可以完成的事情,只有在課前做好充分的準備才能夠真正上好一堂課。
三是對學生團隊精神的培養(yǎng)。本門課程要求學生分組完成課堂匯報和課程報告,學生可以自由組合。在任務(wù)分配過程中,學生也需要自己選擇主事人,分配各個任務(wù)。只有大家分工合作才能夠出色地完成課程考核要求。在學生提交課程報告時,需要注明本組成員的分工,在考核成績上,會根據(jù)分工給予考慮。從對2011級學生開設(shè)本門課程開始,學生基本都屬于90后,大部分都是獨生子女。通過本門課程的小組任務(wù),學生們理解了團隊精神的重要性。
三、課程教學效果
盡管《車聯(lián)網(wǎng)導論》只有16個學時的授課時間,但是課程信息量大,同時盡可能地對學生的綜合素質(zhì)進行培養(yǎng),取得了較好的效果,如圖2所示。
四、結(jié)束語
《車聯(lián)網(wǎng)導論》課程是我校電子信息科學與技術(shù)專業(yè)(車聯(lián)網(wǎng)工程方向)新生進行初步專業(yè)教育的重要課程。本文對該課程的課程教學進行了研究和實踐,主要包括課程內(nèi)容和考核方法的設(shè)計,如何通^本門課程把前后知識貫穿起來,并闡述了在課程教學中對學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng),特別強調(diào)了學生課堂匯報的有益效果。通過上述方法,課程教學取得了較好的效果;未來還需要在學生自我評價方面進行改進和探索。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:學科導論;教學;電子工程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)22-0200-02
電子工程基礎(chǔ)作為電子信息類課程體系中的一門基礎(chǔ)性課程,隸屬于學科導論范疇。主要是通過學科發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、前景的介紹,讓學生了解本專業(yè)的培養(yǎng)目標、課程體系和就業(yè)前景。通過專業(yè)基礎(chǔ)知識的學習及前沿技術(shù)講座,傳授學習方法,激發(fā)學生對本專業(yè)的熱愛,培養(yǎng)學習興趣,為學生日后成為合格畢業(yè)生并走向社會成為祖國的棟梁打下堅實的基礎(chǔ)。
一、教學目的
我校的學科導論課程安排在大一新生入學后的第一個學期,本著傳授專業(yè)知識的同時教授學習方法的原則,我們用心開展了電子工程基礎(chǔ)的教學工作。大一新生入學后,面臨著從緊張備戰(zhàn)的高中生活到輕松愉快的大學生活之間的關(guān)鍵過渡,能否做好這個過渡將會影響學生在整個大學階段甚至涉及以后的學習和工作。教師在這個過程中扮演著引導者的身份,需要在傳授專業(yè)知識的同時引領(lǐng)學生適應(yīng)大學里的學習。而電子工程基礎(chǔ)作為一門引導性的基礎(chǔ)課程,在此過程中就顯得尤為重要了。
1.傳授專業(yè)基礎(chǔ)知識。據(jù)調(diào)查了解,大多數(shù)的大學新生在步入大學校門的時候?qū)τ谧约核x報的專業(yè)都是知之甚少。電子工程基礎(chǔ)作為電子信息類學科導論,最重要的任務(wù)就是要向本專業(yè)的學生傳授專業(yè)基礎(chǔ)知識,讓學生知道這個專業(yè)有什么、大家可以學什么、將來能夠做什么以及大家應(yīng)該怎樣學。
2.培養(yǎng)學生專業(yè)興趣。美國的心理學家布魯納曾說:興趣是認知事物和探究知識的心理傾向,是求知的先導。興趣能夠激發(fā)學習的動力,引領(lǐng)學生在自己的專業(yè)領(lǐng)域里馳騁遨游。專業(yè)興趣能夠帶動學生對于專業(yè)知識的學習主動性,促進形成專業(yè)創(chuàng)新能力。尤其在電子信息這樣涉及科技最前沿的專業(yè),更需要學習上的積極主動及研究上的自主創(chuàng)新。電子工程基礎(chǔ)為大家提供專業(yè)基礎(chǔ)知識和前沿技術(shù)講座,可以在很大的程度上引起學生對于這些知識的好奇心,進一步培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣。
3.指導轉(zhuǎn)變學習方法。從高中階段家長老師嚴格監(jiān)管的狀態(tài)到象牙塔般的大學校園里自由快樂的生活,大學新生的學習狀態(tài)自然由緊張步入輕松,相應(yīng)的學習方法就需要從被動到主動的改變。主動、獨立、自主成為優(yōu)秀大學生的代名詞。在大學期間,大學生除了學習專業(yè)知識以外,最重要的就是培養(yǎng)獨立學習獨立思考的能力。電子工程基礎(chǔ)作為引導性基礎(chǔ)課程,為教師指引學生、改變學習方法、適應(yīng)大學學習環(huán)境提供了一個良好的應(yīng)用平臺。
二、教學方法
在現(xiàn)代教育中,學生是主動學習者,教師是學習活動的組織者。出于傳授專業(yè)基礎(chǔ)知識、培養(yǎng)專業(yè)興趣、指導轉(zhuǎn)變學習方法以及充分發(fā)揮學生在學習中的主體作用的教學目的,在教學過程中我們設(shè)計了一套與傳統(tǒng)教學方法(教師滿堂灌,學生被動地聽)不同的教學方案。該方案采用“以課下自由學習,課堂教學為輔”的模式,分為兩大主要模塊。其中第一模塊以教師為主導,主要是向?qū)W生講授本課程涉及到的專業(yè)基礎(chǔ)知識和前沿技術(shù)課題,闡述專業(yè)培養(yǎng)目標、課程體系以及就業(yè)前景,激發(fā)學生的專業(yè)熱情,引起專業(yè)興趣與思考。第二模塊則是以學生為主導,主要是由學生通過自己對相關(guān)知識的理解,在自由組合的學習小組內(nèi)討論確定最感興趣的課題,并圍繞課題搜集整理相關(guān)資料,最終以PPT形式向同學和老師宣講。為了檢驗學生自主學習的效果,每個小組的宣講都由老師和同學提問與評分。最終的考核成績由平時課堂表現(xiàn)、PPT宣講評分以及期末小論文按照一定比例組成。
三、教學效果
在實施上述教學方法的過程中,我們曾經(jīng)擔心是否能夠收到良好的教學效果,特別是第二模塊的教學,對于剛剛邁入大學校門,幾乎沒有一點專業(yè)知識的大一新生來說,非常具有挑戰(zhàn)性。為此,在學期期末,我們設(shè)計了問卷調(diào)查,考察了同學們對課程教授內(nèi)容以及本專業(yè)的了解程度,搜集了大家對于該課程的教學意見和建議。結(jié)果發(fā)現(xiàn),盡管前期專業(yè)基礎(chǔ)知識的講授所占課時并不多,但教學內(nèi)容涵蓋了學科發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前景的方方面面,對于學生后期確定課題、搜集整理相關(guān)資料和制作PPT并進行宣講都產(chǎn)生了重要影響。表1列出了同學們的部分宣講題目。
表1中的題目充分體現(xiàn)出了學生對本專業(yè)的熱情。實際上,第二模塊的教學,特別是宣講題目的確定、相關(guān)資料的搜集整理及PPT制作宣講過程,使同學們對所感興趣的問題加深了了解,鍛煉了同學們主動提出問題、分析問題、思考問題并解決問題的能力,培養(yǎng)了他們的團隊合作精神,同時提高了同學們的文字組織能力和演講水平。通過導論課程的教學和實踐,我們發(fā)現(xiàn)只要教師教給了他們正確的方法、明確了具體的任務(wù),給他們充分的信任和自由,大多數(shù)學生都會取得令人滿意的成績。多數(shù)學生對課程持滿意甚至非常滿意的態(tài)度,并建議這種教學模式繼續(xù)下去且提出了切實可行的意見和建議。
這次教學方案的實施效果總體上是比較好的,但仍舊存在著一些不足之處。面向大一新生所教授的課程以理論知識為主,學生在課堂上介紹的內(nèi)容以當前的先進技術(shù)為重點,這樣容易造成“理論囊括專業(yè)”的印象,對此,有很多學生建議在課程中加入動手實踐操作的環(huán)節(jié)。另外一個值得注意的問題是,雖然我們盡最大努力向?qū)W生傳授知識,進行課業(yè)介紹,但是鑒于教師的身份,我們并不能完全做到以學生的視角思考問題。因此,有不少學生建議在課程中加入學長的親身經(jīng)驗講解,以便為大學階段以后的學習生活做出更切合實際的規(guī)劃。針對學生提出來的問題和建議,我們將會在日后的教學過程中慎重考慮,完善教學方案,并落實在教學過程中。在提升教學效果的同時做到“一切為了學生,為了一切學生,為了學生的一切”。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:本科生畢業(yè)論文(設(shè)計);課程設(shè)置體系;學科前沿;團隊
作者簡介:李春先(1977-),女,湖北黃岡人,長沙理工大學物理與電子科學學院,講師;王成志(1974-),男,山東濰坊人,長沙理工大學物理與電子科學學院,講師。(湖南 長沙 410114)
基金項目:本文系湖南省教改課題“探索物理學專業(yè)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)教學新模式,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才”(批準號:湘教通[2011]308號)的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)07-0177-02
本科畢業(yè)論文(設(shè)計)(以下簡稱“畢業(yè)論文”)是學生在系統(tǒng)學習完本專業(yè)的基礎(chǔ)課后,按照科學的思維方法和規(guī)范化的研究進程,系統(tǒng)完成一項具有綜合性和創(chuàng)新性的科研活動。它是本科教育的最后一個環(huán)節(jié),其目的是總結(jié)、消化在校期間的學習成果,使學生能夠初步掌握運用所學知識分析問題和解決問題的方法以及學會科學研究的基本程序,培養(yǎng)學生的科學研究能力和創(chuàng)新實踐能力。畢業(yè)論文要求具有一定的創(chuàng)見性,能夠較好地解決學科領(lǐng)域中不太復雜的問題,立論要科學,觀點要創(chuàng)新,論據(jù)要翔實嚴密。由此可見,畢業(yè)論文是本科教育中很重要的一個實踐環(huán)節(jié),但近年來高校本科畢業(yè)論文的質(zhì)量受到諸多因素的影響,出現(xiàn)了一定的下滑,并引起了學術(shù)界關(guān)于畢業(yè)論文是否有必要存在的爭議。因此分析影響本科畢業(yè)論文質(zhì)量的因素,探索提高畢業(yè)論文質(zhì)量的有效方法與措施,確保畢業(yè)論文的質(zhì)量,應(yīng)是當前高校教學研究工作中的重要課題之一。[1]近幾年,畢業(yè)論文課題組把畢業(yè)論文的改革與課程設(shè)置體系的改革有機地結(jié)合起來,對如何提高本科畢業(yè)論文質(zhì)量進行了有益探索,取得了較好的效果。近幾屆本科畢業(yè)論文的質(zhì)量顯著提高,在學校檢查中名列前茅,并且取得了一系列學術(shù)成果,本科生以第一作者分別在《物理學報》[2-5]等權(quán)威期刊上發(fā)表多篇學術(shù)論文。這些成果不僅為學生進一步科學研究奠定了基礎(chǔ),同時也說明只要改革得當,研究的質(zhì)量會顯著提高,產(chǎn)生高水平的成果是可能的。以物理學專業(yè)為例,下面對提高畢業(yè)論文質(zhì)量的做法和體會進行闡述。
一、 改革課程設(shè)置體系,大力開設(shè)前沿選修課是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的前提
根據(jù)教師科研方向,把教師劃分為六個科研團隊:分子器件科研團隊、光電信息物理科研團隊、凝聚態(tài)物理科研團隊、空間物理科研團隊、量子光學和量子信息科研團隊、電子信息技術(shù)科研團隊。在傳統(tǒng)必修基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上,大力增加前沿選修課,規(guī)定每個科研團隊開展1~2門具有前沿性且與科研相結(jié)合的選修課,例如“石墨烯分子器件物理基礎(chǔ)”、“光電檢測技術(shù)”、“太陽能電池”、“光信息處理”、“凝聚態(tài)物理前沿專題”、“空間物理現(xiàn)象的物理基礎(chǔ)”、“量子光學導論”、“量子信息基礎(chǔ)”、“電子設(shè)計和制作”等選修課,一般為48個課時。由于選修課具有新穎性和前沿性,因此深受學生的歡迎。
對于這些選修課,在教學方法上與傳統(tǒng)基礎(chǔ)課不同,采取討論和探索式教學的方式,手段靈活多樣,不拘一格。針對物理課概念性強的特點,在討論中加深了對課程內(nèi)容的理解和基本方法的掌握,形成了“勤于思考,樂于探討”的學術(shù)氛圍。在課堂上教師只講解要點,其他內(nèi)容和相關(guān)問題留給學生。把學生分成幾個組,給予每組相應(yīng)的內(nèi)容和問題,幾個人一組通過查找文獻完成給定的任務(wù),然后教師要求學生在課堂上展示自己的答案。另外,課程的內(nèi)容和要求要與該課程的相關(guān)科研手段和方法匹配,這樣學生不但學到了基礎(chǔ)知識和基本技能,而且學到了與該課程相關(guān)的科研方法和手段,為今后的畢業(yè)論文奠定了基礎(chǔ)。因此,在該前沿方向中選擇一些問題作為本科畢業(yè)論文題目,不但具有可行性、前沿性、新穎性和專業(yè)性,而且有利于鍛煉學生利用知識解決問題的能力以及創(chuàng)新能力,這正是畢業(yè)論文的目的所在。
二、選題是提高畢業(yè)論文的基礎(chǔ)
選題就是指導教師確定畢業(yè)論文的研究內(nèi)容。一個好的選題,要充分鍛煉學生利用本專業(yè)知識理論解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。選題是畢業(yè)論文的第一個環(huán)節(jié),也是畢業(yè)論文的基礎(chǔ)。課題組可從以下幾個方面進行選題:
第一,與本專業(yè)相結(jié)合,即在本專業(yè)范圍內(nèi)選題。
第二,與科研結(jié)合,與學科前沿結(jié)合,做到選題新穎。將本學科的前沿、熱點問題融于畢業(yè)論文之中,把科研中遇到的問題轉(zhuǎn)化為畢業(yè)論文的課題。只有題目新,才能有創(chuàng)新的空間,只有內(nèi)容新,才能有新的結(jié)果和結(jié)論。從學生選題來看,學生對科研型題目的選擇熱情逐年增高,使得這些題目具有較好的需求基礎(chǔ)。特別是計劃考研的學生很愿意接受一次科研訓練,從而為以后從事科研工作提供一定的基礎(chǔ)。
第三,可行性。選題難度要適中,既要考慮學生的學識水平,又要考慮學生潛能的最大發(fā)揮。前沿選修課為學生提供了一定的基礎(chǔ),只要選題得當,本科生同樣能對學科前沿問題進行深入研究。例如,量子相干態(tài)兩個正交分量在相空間的幾何表示是橢圓,但教材和文獻上沒有給出系統(tǒng)的證明,但是只要理解了《量子光學基礎(chǔ)》的一些定義和物理意義就可以利用學過的數(shù)學知識給出完整的證明。
第四,實行雙向選擇。指導教師把題目放在網(wǎng)上,實行雙向選擇。在過去,選題方式一般由教師給學生單方面定題,學生缺乏主動性,限制了學生的主觀能動性,學生對導師的研究方向和進行的課題缺乏了解,在選題方面存在被動接受的情況;在選題過程中,留給學生選題的時間過少,普遍存在著“指導教師報題隨意、學生選題盲目”等問題。目前教師把題目、內(nèi)容和要求詳細顯示在網(wǎng)絡(luò)上,給出足夠的時間讓學生選。在選題的過程中,師生可以通過網(wǎng)絡(luò)充分交流使學生對課題有充分的了解。在教學網(wǎng)絡(luò)上學生確定題目,然后出題教師與選定該題目的學生進行面試或者交流,雙方滿意即可確定指導和被指導的關(guān)系。這樣既避免了選題的盲目性,也有利于因材施教。
三、指導方式是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的關(guān)鍵
為了加強對畢業(yè)論文的指導可實行團隊指導。如前所述,有六個科研團隊,研究方向相同的學生歸到相應(yīng)的團隊內(nèi),實行分類指導和團隊指導。團隊內(nèi)的資源共同利用,學生統(tǒng)一管理,集體答疑,定期對學生畢業(yè)論文進行答疑和檢查,了解和解決學生遇到的困難,提出每一階段的要求和任務(wù),確保論文的質(zhì)量和進度。共同組織針對選題的學術(shù)講座、學術(shù)交流會和論文寫作交流會,組團可大大提高指導效率,節(jié)約成本。指導教師之間密切協(xié)作,充分利用了教師資源,大大提高了指導效率,節(jié)約了資源。團隊內(nèi)的學生各有所長,共同討論問題,發(fā)現(xiàn)對方的長處,取長補短,還可以培養(yǎng)學生團隊合作的精神。
四、學院和教研室強有力的管理與監(jiān)管是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的保障
根據(jù)學校的有關(guān)精神,實行學院、教研室兩級管理,學院制定制度和措施,教研室負責具體執(zhí)行。
1.成立院畢業(yè)論文領(lǐng)導小組及答辯領(lǐng)導小組
院畢業(yè)論文領(lǐng)導小組負責全院畢業(yè)論文工作的領(lǐng)導和指導,包括擬訂畢業(yè)論文工作計劃、向全院教師布置畢業(yè)論文任務(wù)、選配畢業(yè)論文指導教師、組織畢業(yè)論文題目的審定并報學校審批。
2.物理學專業(yè)教研室成立畢業(yè)論文指導小組
畢業(yè)論文指導小組負責畢業(yè)論文的具體工作,包括組織畢業(yè)論文題目審查、確定畢業(yè)論文指導教師,并報院審核;組織學生選題;組織畢業(yè)論文指導教師向?qū)W生下達任務(wù)書;負責畢業(yè)論文進行過程的管理、檢查并及時整理有關(guān)材料;設(shè)立畢業(yè)論文答辯小組,具體負責各組的論文審查、論文答辯。
3.課題實行兩級審評制度,嚴把課題關(guān)
物理學教研室組織指導畢業(yè)論文豐富的教師對所報題目進行審批,不符合學校和學院要求的題目要撤掉,或者通知出題者進行修改,直到滿足要求為止。教研室把評審符合要求的題目匯總,交給學院畢業(yè)論文指導小組評審,檢查是否有不符合要求的課題,合格的課題方可進入選題系統(tǒng)供學生選擇。
4.對畢業(yè)論文的各個環(huán)節(jié)進行檢查和監(jiān)控
組織指導教師開會,明確指導教師的任務(wù)。指導教師需提出論文應(yīng)達到的目的與要求;介紹主要參考文獻;指導學生制訂論文撰寫計劃;檢查學生論文撰寫的進度質(zhì)量,并給予及時指導幫助;指導學生修改論文初稿;審閱畢業(yè)論文并提出論文答辯資格及給出成績評定建議;參加論文答辯;撰寫指導總結(jié)。在論文指導過程中,指導教師應(yīng)注重對學生勤奮、嚴謹、求實的科學態(tài)度和勇于創(chuàng)新的精神的培養(yǎng)。教研室在整個畢業(yè)論文期間擔負著管理和監(jiān)督的職責,應(yīng)進行嚴格管理,組織畢業(yè)論文中期檢查或抽查,并對檢查工作進行認真總結(jié)。
五、結(jié)束語
近幾年采取把畢業(yè)論文的改革和課程設(shè)置體系的改革有機結(jié)合、把科研前沿融入畢業(yè)論文中、團隊指導、強有力的行政監(jiān)管等措施對如何提高畢業(yè)論文進行了初步改革和探索,取得了較好的效果,學生和教師的積極性提高了,論文質(zhì)量大幅提高,學生的創(chuàng)造性得到了增強,不僅使本科生取得了一系列學術(shù)成果,發(fā)表了一些有價值的學術(shù)論文,而且得到了學校主管部門與學生的一致好評。
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關(guān)鍵詞:創(chuàng)新能力 培養(yǎng) 課程改革 實踐
黨的十報告中指出:“全面實施素質(zhì)教育,深化教育領(lǐng)域綜合改革,著力提高教育質(zhì)量,培養(yǎng)學生社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力”。同志提出的“中國特色、世界水平的現(xiàn)代教育”是“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興夢的重要組成部分。劉延東同志在2014年高校咨詢會上也提出:“要把立德樹人、提高質(zhì)量貫穿綜合改革全過程,創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制,切實落實人才培養(yǎng)中心地位”。當前,高校在人才培養(yǎng)模式、課程教學內(nèi)容和方法、實踐教學環(huán)節(jié)等方面還存在著一些不足,如何培養(yǎng)創(chuàng)新人才是高校教育工作者需要著重關(guān)注和實踐的課題。我校電氣信息類專業(yè)結(jié)合2014版培養(yǎng)計劃修訂,做了部分課程的教學改革與實踐嘗試,現(xiàn)與大家交流學習。
一、主要改革內(nèi)容及實施情況
(一)充分發(fā)揮培養(yǎng)計劃在引領(lǐng)學生創(chuàng)新能力
在2014級電類學生培養(yǎng)計劃修訂中,對電類三個專業(yè)的學科基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)方向課、專業(yè)選修課、集中實踐教學環(huán)節(jié)進行課程調(diào)整、學時調(diào)整。充分發(fā)揮培養(yǎng)計劃在引領(lǐng)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的核心作用。
(1)2014級船舶電子電氣工程專業(yè)教學計劃修訂情況
在學科基礎(chǔ)課中:一是新增加了“電路原理圖與PCB設(shè)計”課程(32學時實驗);二是將“單片機原理及應(yīng)用”課程(36+20)改為“單片機原理及應(yīng)用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應(yīng)用實驗”課程(32學時實驗)兩門課程;三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實驗分別獨立的兩門課程。
在專業(yè)核心課中:取消了“船舶通信與導航”課,改列為專業(yè)選修課。
在專業(yè)選修課中:取消了電子綜合設(shè)計輔導(2學分、24+8學時、第5學期)課,新增加了“電子技術(shù)創(chuàng)新實驗輔導”實驗課程(1學分、32學時實驗、第5學期)。
在集中實踐教學環(huán)節(jié)中:一是取消了“電子技術(shù)課程設(shè)計”(2學分、2周、第3學期)新增了針對性更強的兩門“模擬電子技術(shù)課程設(shè)計”(1.5學分、1.5周、第4學期)及“數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計”(1學分、1周、第4學期)課;二是將“單片機課程設(shè)計”(1學分、1周、第5學期)改成(1.5學分、1.5周、第4學期);三是取消了“船舶電氣設(shè)計與檢驗課程設(shè)計”(1學分、1周、第6學期),新增了“船舶機艙測控系統(tǒng)課程設(shè)計”(1.5學分、1.5周、第6學期)。
(2)2014級電氣工程及其自動化專業(yè)教學計劃修訂情況
在學科基礎(chǔ)課中:一是取消了“電氣工程導論”課程;二是取消了“計算機輔助設(shè)計”,新增加了“電路原理圖與PCB設(shè)計”課程(32學時實驗);三是將“單片機原理及應(yīng)用”課程(42+16)改為“單片機原理及應(yīng)用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應(yīng)用實驗”課程(32學時實驗)兩門課程;四是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實驗獨立的兩門課程。
在專業(yè)核心課中:一是將“單片機原理及應(yīng)用”調(diào)整到學科基礎(chǔ)課;二是取消了“供配電系統(tǒng)”課程(2.5學分、36+4學時、第7學期),改增為“工廠供電”課程(3學分、40+8、第7學期);三是將“檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)”(2學分、26+6學時、第4學期)學分調(diào)整為(2.5學分、28+12學時、第4學期);四是將“自動控制原理”課程(3.5學分、48+8學時、第5學期)學分調(diào)整為(4學分、52+12學時、第5學期)。
在專業(yè)方向課中:一是取消了“變壓器應(yīng)用技術(shù)”課程(2學分、28+4學時、第7學期);二是取消了“船舶動力裝置與輔助機械”(2學分、28+4學時、第6學期)課;
在專業(yè)選修課中:一是取消了6門課程,分別是:信號與系統(tǒng)、文獻檢索、企業(yè)管理、電氣工程專題講座、集散控制系統(tǒng)、電子綜合設(shè)計輔導;二是新增“電子技術(shù)創(chuàng)新實驗輔導”(1學分、32學時實驗、第5學期)、“新能源技術(shù)”(1學分、16學時、第5學期)兩門課程;三是將“AUTOCAD”課程(2學分、16+16上機、第5學期)改為實驗課程(1學分、32學上機、第5學期)。
在集中實踐教學環(huán)節(jié)中:一是取消了“專業(yè)綜合課程設(shè)計”(2學分、2周、第7學期);二是新增了“測控技術(shù)課程設(shè)計”(1學分、1周、第5學期)及“電氣控制技術(shù)課程設(shè)計” (1學分、1周、第6學期)兩門課程。
(3)2014級電子信息工程專業(yè)教學計劃修訂情況
在學科基礎(chǔ)課中:一是取消“計算機輔助設(shè)計”(16+16)課,改成了“電路原理圖與PCB設(shè)計”課程(32學時實驗);二是增加了由專業(yè)核心課調(diào)整來“單片機原理及應(yīng)用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應(yīng)用實驗”課程(32學時實驗);三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論(56)與實驗(16) 兩門獨立的課程。
在專業(yè)核心課中:取消了“信息論與編碼”(24+8)課程并調(diào)整“單片機原理及應(yīng)用”課程(40+16)到學科基礎(chǔ)課。
在專業(yè)方向課中:一是在通信系統(tǒng)方向:將“程控交換”(32)課程換成為“移動通信”(22+10)課程;二是在嵌入系統(tǒng)方向:將“ARM處理器原理及應(yīng)用”改為“嵌入式系統(tǒng)”(22+10),新增“ 計算機操作系統(tǒng)”(16+16(上機))及調(diào)整來“ 電子綜合設(shè)計輔導”(16+16);而“DSP原理及應(yīng)用”、 “多媒體技術(shù)”、“ 電子設(shè)計自動化”調(diào)整到專業(yè)選修課中;三是取消了電子系統(tǒng)設(shè)計方向。
在專業(yè)選修課中:一是取消了“復變函數(shù)與積分變換”、“JaVa語言程序設(shè)計”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用”、“Linux軟件設(shè)計”、“計算機接口與通信”、“自動控制原理”、“電視原理”8門課程;二是由專業(yè)方向課調(diào)整來“DSP原理及應(yīng)用”、“多媒體技術(shù)”、“電子設(shè)計自動化”3門選修課;三是新增“專業(yè)導論”、“學科前沿信息”、“新能源技術(shù)”、“現(xiàn)代控制理論[雙語] ”、“信息論與編碼”、“集成電路設(shè)計”、“計算機網(wǎng)絡(luò)安全”7門課程。
在集中實踐教學環(huán)節(jié)中:一是取消了“電子設(shè)計方向?qū)I(yè)課程設(shè)計”(2學分、2周、第7學期);二是新增了“工程訓練C”(1周,1學分),調(diào)整了“模擬電子技術(shù)課程設(shè)計”(2周,2學分)、“數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計”(2周,2學分)、“單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計”(4周,2學分)。
(二)加強幾門關(guān)鍵課程的課改示范工作,提升課程在電子能力培養(yǎng)中的關(guān)鍵作用
(1)電子綜合設(shè)計輔導課程的教改實施情況
電子綜合設(shè)計輔導課程是訓練學生綜合設(shè)計能力的課程。學院2009年起將原來的“電裝實習”改成(電子裝配)“工程訓練”和“電子綜合設(shè)計輔導”(2學分、24+8學時、第5學期)兩門課程,并結(jié)合課余電子制作訓練作為補充。電子綜合設(shè)計輔導課程每一年的設(shè)計制作內(nèi)容在原有的基礎(chǔ)上都有新增,加強設(shè)計內(nèi)容的新型性和實用性,至今實驗室已有50多個設(shè)計實訓模數(shù)電路板。2014版培養(yǎng)計劃中“電子綜合設(shè)計輔導”課程調(diào)整為實驗課程“電子技術(shù)創(chuàng)新實驗輔導”(實驗30學時)。
電子裝配工藝訓練對學生的知識基礎(chǔ)要求較低,在原2010版教學計劃中安排在大一第二學期進行,重點是訓練學生的電子電路焊接技術(shù),為以后的電子裝配打下基礎(chǔ)。教學時數(shù)為一周,時間上分散進行,歷時半個學期。電子綜合設(shè)計輔導課程是學生進行電子設(shè)計的入門課,除公選課、選修課形式外,興趣小組形式的學習培養(yǎng)也是一個最有成效的環(huán)節(jié),使得對電子設(shè)計有基礎(chǔ)、有興趣的同學得到充分發(fā)揮與提升能力。對電子制作訓練做到有計劃性,一般分為四個階段:
第一階段:為電子制作基本能力訓練。安排在入學后的第二學期,以興趣小組形式進行。內(nèi)容主要為:焊接技術(shù)訓練、認識基本元器件(學會萬用表的使用)、識圖、音頻放大電路制作。
第二階段:電子制作入門訓練。安排在入學后的第三學期,以公選課的形式進行。主要學習繪圖、制作與測量(學習Protel(Altium Designer)軟件的使用,學會常用電子儀器的使用,利用波形圖分析電路的工作狀態(tài),分析能力訓練),內(nèi)容有:簡單電源電路、電動機驅(qū)動電路、光控燈開關(guān)電路、溫控加熱器電路等。
第三階段:電子設(shè)計基礎(chǔ)訓練。主要是結(jié)合理論知識設(shè)計電路,安排在入學后的第四學期,以選修課的形式進行。內(nèi)容有:音響電路(含音調(diào)電路、功率放大器電路)、隔離放大器電路、充電器電路等。
第四階段:電子設(shè)計綜合能力提高訓練。主要為綜合設(shè)計中、大規(guī)模電路,安排在入學后的第五學期,以選修課的形式進行。內(nèi)容有:搶答器電路、開關(guān)電源電路、數(shù)控電源電路、無線通信電路、鎖相環(huán)振蕩電路、轉(zhuǎn)速檢測電路、充電器電路。
(2)單片機原理及應(yīng)用課程的教改情況
單片機作為電子自動化控制的主要手段,其作用越來越重要。我院該課程為省級精品課程,課程組老師進行了一系列的教學實踐,編寫了新的教學文件,每年修改電子教案、課件,出版新的教材與實驗指導書,不斷完善學習資源,實施電子考試等等,為學生的自動化電子設(shè)計起到了重要的支撐作用。在2014版教學計劃中理論學時改為32,實驗改為獨立設(shè)課,學時為32,課程設(shè)計為1.5周。單片機實驗電路板全部為校內(nèi)老師設(shè)計制作,實驗室至今有單片機綜合應(yīng)用設(shè)計電路板30多件。
(3)新增電子技術(shù)實踐公選課
針對大學生電子設(shè)計競賽中發(fā)現(xiàn)的理論教學與學生實踐應(yīng)用能力脫離現(xiàn)象比較嚴重的問題,從2014年下半年開始學院在二年級學生中設(shè)立“電子技術(shù)實踐”公選課程,從學生學習電子技術(shù)知識的初始階段就引導學生向技術(shù)應(yīng)用方向發(fā)展,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、實際凝練為理論知識的能力,拓展學生的創(chuàng)新思維能力。電子技術(shù)實踐課程在一定程度上打破課程的專業(yè)界限、學科界限,使得知識、技術(shù)、信息等多方面融會貫通,在還不能完全打破現(xiàn)有教學模式的情況下,以教學實驗班的形式增加一個補充教學環(huán)節(jié),以音頻功率放大器的設(shè)計制作為立足點,從應(yīng)用目標出發(fā)搜索知識點,解決技術(shù)問題,培養(yǎng)思維方式。電子技術(shù)實踐公選課作為教學模式創(chuàng)新探索,在教學過程中最大程度地改變學生被教師控制之下被動地學習的局面,改變單純死記硬背完成學業(yè)的局面,轉(zhuǎn)而讓學生養(yǎng)成從解決問題的角度去思考、查找知識,提高學生的主觀能動性、創(chuàng)新意識。在教學環(huán)節(jié)上將實驗教學、理論教學、課程設(shè)計三點連成一線。在教學效果上力求學以致用,學有所用,以適應(yīng)大學生電子設(shè)計競賽的要求,適應(yīng)技能考證的要求,適應(yīng)用人單位對應(yīng)用型人才的需求。
(三)編寫、修訂教材、教案,建立完善教師與學生教學學習資源
編寫出版《電子綜合設(shè)計常用模塊與實例指導》、《單片機設(shè)計實例集》等實踐指導教材;為學生開展考證培訓修訂《電子工程師考證培訓講義》等;編寫新的教學文件及電子教案、課件等,建立完善教師與學生教學學習資源。
一是修訂出版了《單片機實驗與課程設(shè)計指導(Proteus仿真版)》、《電子設(shè)計常用模塊與實例》、《單片機設(shè)計實例選集(一)》、《51系列單片機原理及應(yīng)用》等實踐指導性強的教材;二是在原網(wǎng)絡(luò)課程的基礎(chǔ)上進行了單片機慕課網(wǎng)站的建設(shè),新編了150題左右的作業(yè)練習題庫;三是修改2014級教學大綱、電子教案及課件;四是設(shè)計開發(fā)2014級用的新實驗電路板并用于每年的學生電子設(shè)計競賽訓練。
(四)加強實踐能力培訓,提高學生的綜合能力
加強實踐能力培訓,提高學科競賽的獲獎數(shù)量、提高學生、專利證書數(shù)量、提高學生電子工程師/板級工程師/電工等從職證書數(shù)量。
(1)加強了學科競賽的輔導力度。一是組織學生電子協(xié)會,每周至少開展一次活動,以加強低年級同學的基礎(chǔ)技能訓練;二是與飛思卡爾智能汽車競賽相結(jié)合,利用各種提高學生能力的資源,充實學生的實踐活動;三是培養(yǎng)充實指導教師力量,2014年學院的指導教師隊伍擴大至9人,落實了組隊學生與指導教師的互選環(huán)節(jié),密切指導教師與參賽學生的聯(lián)系,特別是在暑期中通過明確訓練計劃、訓練內(nèi)容增加指導教師的投入精力;四是針對大學生電子設(shè)計競賽中發(fā)現(xiàn)的理論教學與學生實踐應(yīng)用能力脫離現(xiàn)象比較嚴重的問題,從2014年下半年開始在二年級學生中設(shè)立電子技術(shù)實踐公選課程,在教學效果上力求學以致用,學有所用,以適應(yīng)大學生電子設(shè)計競賽的要求。
(2)重視指導學生、申報專利工作,培養(yǎng)科學研究能力 。通過學生課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子競賽、省創(chuàng)新研究項目等實踐,指導學生以論文或?qū)@男问焦袒芯砍晒?,近年來學生發(fā)表的電子設(shè)計類論文、實用專利、省大學生科技創(chuàng)新(電子電氣類)項目、國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目增加明顯。
(3)加強校內(nèi)電子工程師等考證培訓工作。學院培訓中心通過了市職業(yè)技能鑒定條件驗收,成立了市“職業(yè)技能鑒定所”和電工方面考證員,可進行中、高級電工,中、高級維修電工,初級電子設(shè)計工程師、板級設(shè)計工程師、單片機C語言程序設(shè)計師7種電子電氣類證書的證書認定,為學生培訓考評提供了極大的便利。
(4)加強了畢業(yè)設(shè)計真題實做的要求。學院將畢業(yè)設(shè)計任務(wù)早計劃、早布置,以提高畢業(yè)設(shè)計論文的真題實做時間,現(xiàn)一般是在第7學期初就布置任務(wù),畢業(yè)論文答辯分二次進行,在較長的時間內(nèi)可給學生留出較多時間完成高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計論文,學生畢業(yè)設(shè)計真題實做的比例在90%以上。
(五)落實考證考級替代學分考試的制度
落實考證考級替代學分考試的制度,將提高從職能力的技能考證、考級、競賽獎等納入到教學學分中。
學院出臺了關(guān)于《本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)替代管理辦法》(試行)的文件,規(guī)定了5類學生學業(yè)成果(考證、考級、論文、專利、競賽獎)或經(jīng)學院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)工作小組認定可以代替畢業(yè)設(shè)計(論文)的其他成果可替代畢業(yè)設(shè)計(論文)學分。
二、實踐成果
兩年間,學生在電子工程師、電工考證、學科競賽獲獎方面成績提高明顯,取得電子工程師證書30 人;電工證書192人;在大學生電子設(shè)計競賽中,獲省一等獎學生為9人,二等獎學生為18人,三等獎學生為21人;在全國(省)飛思卡爾智能汽車競賽及智能機器人大賽中獲一等獎6人,特等獎2人,二等獎9人,三等獎24人。兩年間,學生發(fā)表電子設(shè)計類論文10篇,取得電子設(shè)計類實用專利35項。
三、不足分析
一是教學計劃改革后課時量壓縮造成教師“搶課”現(xiàn)象,并由課程門數(shù)增多及投入精力不足造成教學改革的實踐效果下降;二是團隊精神在學院教改項目中體現(xiàn)不夠,大多數(shù)教師還是安于老的教學方式,教改積極性不高,大范圍的教改項目推進困難。
提高教學質(zhì)量不僅需要領(lǐng)導重視,更需要教師的人人參與。教學改革不能停留在口號上,更應(yīng)建立在教師行動上。高校要把提高教師的影響力與學生的競爭力作為學校發(fā)展的基本目標,以社會需求為導向,進一步改革人才培養(yǎng)模式,為社會輸送合格的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型應(yīng)用人才。
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關(guān)鍵詞:地方本科院校;電子信息類專業(yè);復合型工程技術(shù)人才;培養(yǎng)機制
社會的發(fā)展與我國大眾化高等教育的不斷推進,促進了復合型工程技術(shù)本科院校的誕生與前進。在社會對人才需求種類不同的背景下,在復合型工程技術(shù)本科學校同傳統(tǒng)本科學校的交叉前行間,地方本科院校要把人才培養(yǎng)方向定在:造就具備較好技術(shù)基礎(chǔ)理論、兼具實踐技能,為產(chǎn)、管、建最前戰(zhàn)線做貢獻的高技能人才?!秶抑虚L期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》提出,“促進高校辦出特色,建立高校分類體系,實行分類管理,建立現(xiàn)代職業(yè)教育體系”是未來教育改革戰(zhàn)略。總理強調(diào):加速推進新時代的職業(yè)教育,其策略之一是創(chuàng)新職業(yè)教育模式,打通中職、??啤⒈究浦裂芯可那斑M管道,促成一些普通本科學校轉(zhuǎn)軌至應(yīng)用技術(shù)類學校,而普通本科學校數(shù)量龐大,問題繁雜,參差不齊,決定了分流轉(zhuǎn)型改革是必然的,且地方高等學校是轉(zhuǎn)軌的重點分子,“轉(zhuǎn)型方向就是現(xiàn)代職業(yè)教育,社會需要大量高素質(zhì)的應(yīng)用技能型人才,轉(zhuǎn)型就是要改變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式,填補這個缺口”。地方院校順應(yīng)社會形勢,服務(wù)地方經(jīng)濟,培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)技能型人才是其不二的選擇?,F(xiàn)階段高等教育體系與勞動力市場結(jié)構(gòu)失衡,造成電子信息類人才的培養(yǎng)與用人單位的需求出現(xiàn)明顯錯位,使地方本科院校出現(xiàn)輸出的人才與社會需求的人才脫節(jié)現(xiàn)象。復合類工程技術(shù)本科教育究竟要造就什么樣的人才?它與其他教育有什么區(qū)別?它的人才培養(yǎng)目標應(yīng)如何定位?它的課程體系、育人程序如何滿足其人才培育目的?怎樣評議其教育的好壞?地方性本科院校電子信息類專業(yè)人才的培養(yǎng)機制該如何布局呢?
一、地方本科院校電子信息類復合型
1.工程技術(shù)人才培養(yǎng)課程體系的構(gòu)建
根據(jù)當前電子信息類工程技術(shù)技能型人才培養(yǎng)目標定位,地方本科院校要著重培養(yǎng)具有堅實的專業(yè)知識及技能基礎(chǔ)、系統(tǒng)的工程概念和工程知識、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力、能將知識轉(zhuǎn)化為實踐成果的專門性技術(shù)技能人才,應(yīng)在課程建設(shè)體系方面實施變革。(1)課程體系的構(gòu)建應(yīng)符合社會市場的需求課程建設(shè)方面應(yīng)重點建設(shè)電子信息類專業(yè)核心課程體系,使學生具備扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識,通過基礎(chǔ)課程的教學,培養(yǎng)學生的興趣與愛好。學校根據(jù)學期課程安排,在相應(yīng)的學期選修方向課程,有針對性地開展相關(guān)課程的建設(shè)與教學安排,增強師資隊伍建設(shè),尤其是注重“雙師型”教師的教學任務(wù)安排。學校要強化實踐實驗課程教學,彰顯“重能力、能創(chuàng)新”的培養(yǎng)理念,增加實習實訓和集中實踐的課時比例和學分比例。為提高學生的實踐動手能力,增強學生的學習積極性與主動性,充分調(diào)動學生的興趣,重點學生的培養(yǎng)團隊合作與創(chuàng)新意識,學校可結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計競賽組織,提高學生參與創(chuàng)新研究與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的熱情。筆者所在學校電子信息工程專業(yè)在課程體系構(gòu)建方面,先后邀請了校友、省內(nèi)外相關(guān)兄弟學校、用人單位等人通過座談,征求人才培育計劃的修訂稿,就電子信息工程專業(yè)人才培育計劃前后共修訂6次之多。2015年10月31日,學校利用在本校承辦《湖南省電子信息技術(shù)研究會學術(shù)年會》的機會,請國防科技大學、湖南大學、中南大學、湘潭大學等相關(guān)兄弟院校把脈電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案。(2)課程教學內(nèi)容的調(diào)整、新增、刪除。教學內(nèi)容調(diào)整:《智能電子系統(tǒng)設(shè)計》課程名改為《電子綜合設(shè)計》(主要講解經(jīng)典硬件電路設(shè)計與制作)和《智能電子系統(tǒng)軟件設(shè)計》(主要講解針對電子系統(tǒng)的程序設(shè)計與編寫)兩門課程,課時由純理論64課時改為理論32+24課時、實驗32+16課時。理由:加強實踐環(huán)節(jié),提高實踐能力。新增課程:《電磁場與電磁波》《信息論》。原因:教育部要求的專業(yè)核心課程。智能機器人方向增加了《PLC原理與應(yīng)用》《機器人學》,刪除《數(shù)字圖像處理》和《電子測量技術(shù)》課程。理由:根據(jù)專業(yè)調(diào)研和已畢業(yè)學生反饋的就業(yè)市場需求。
2.注重電子信息類行業(yè)需求,密切結(jié)合地方經(jīng)濟建設(shè)
學校在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上,繼續(xù)開發(fā)校企合作項目,密切聯(lián)系地方經(jīng)濟建設(shè),注重將課程教學和實踐實訓環(huán)節(jié)移步至企業(yè)一線,加強學生的動手操作和適應(yīng)社會需求的能力。為適應(yīng)社會企事業(yè)單位對電子信息類專業(yè)人才的需求,學校從一開始的人才培養(yǎng)方案和課程設(shè)置方面予以考慮,設(shè)定相應(yīng)的課程與學分。相關(guān)措施還包括邀請地方企事業(yè)單位的專家參與人才培養(yǎng)方案的修訂與論證,尤其是根據(jù)當前企事業(yè)單位生產(chǎn)、服務(wù)的需要,學校結(jié)合生產(chǎn)一線技術(shù)與流程建構(gòu)、技術(shù)技能體系的具體要求,將企事業(yè)單位的行業(yè)內(nèi)課程設(shè)置進入人才培養(yǎng)方案,結(jié)合當前發(fā)展的前沿與技術(shù)革新,結(jié)合學生的興趣與發(fā)展方向,選修行業(yè)內(nèi)課程。
二、地方本科高校電子信息類專業(yè)復合型
1.工程技術(shù)人才培養(yǎng)管理改革的策略設(shè)計
筆者所在學校堅持國家需求導向、服務(wù)地方經(jīng)濟的教育理念,結(jié)合地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的要求,緊緊圍繞創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、中國制造2025、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新等國家重大戰(zhàn)略,建立有地方、行業(yè)、用人單位參與的專業(yè)綜合改革指導委員會制度,樹立教學內(nèi)容與工作內(nèi)容相結(jié)合、教學過程與工作過程相結(jié)合的“工學結(jié)合、知行合一”人才培養(yǎng)模式觀,重點進行優(yōu)化人才培養(yǎng)方案、改革專業(yè)課程體系、加強教師教學能力建設(shè)等內(nèi)容的改革。學校打造以提升學生實踐能力為導向的產(chǎn)教一體化機制,與培養(yǎng)人的育人模式相和諧,實現(xiàn)專業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈、課程內(nèi)容與職業(yè)標準、教學過程與生產(chǎn)過程對接。學校充分挖掘?qū)W生的學習主動性,推行把學生作軸心的合作型、啟發(fā)型、參與型教學,一步一步推廣學生主動選課的空間。學校以企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新課題當作人才培育的首要平臺,以行業(yè)企業(yè)的當務(wù)急需成為畢業(yè)論文選題的源泉,廣泛推進案例式教學、項目式教學。學校全面使用現(xiàn)代信息技術(shù),充分推行教改,通過校校合作、校企合作聯(lián)合開發(fā)在線開放課程。學校憑借專業(yè)管理建設(shè)試驗點的改革,促進本校電子信息工程專業(yè)的辦學特點愈加有特色,期望在國內(nèi)外同類學校里噴發(fā)推介力與榜樣力。具體如下:(1)學校成立“校企用”專業(yè)綜合改革委員會,全程參與人才培養(yǎng)方案的制定、教育、評價過程,將社會人才需求跟蹤和畢業(yè)生質(zhì)量跟蹤常態(tài)化、制度化。(2)全面創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式學校探索“以人才培養(yǎng)為中心,以掌握專業(yè)核心課程群知識結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),以實踐性教學為主線”的“三元”互動的人才培養(yǎng)方案,采用學校與行業(yè)聯(lián)合培養(yǎng),教學、生產(chǎn)、科研三方面緊密結(jié)合的人才培養(yǎng)模式;構(gòu)建深化學校與行業(yè)合作進行學生工程實踐鍛煉,細化實踐教學環(huán)節(jié)完成學生工程能力培養(yǎng),優(yōu)化科技創(chuàng)新環(huán)境,以此形成“三化”相連的實踐教學體系,實踐教學的學分(學時)比例大于30%。(3)大力改進教學方法手段學校強化師生雙向交流,培養(yǎng)學生自主學習能力和良好的學習研究習慣,開設(shè)多種形式的討論課。學校利用已有的數(shù)字化校園平臺,充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)在教育教學中的作用,促進教學效果的提升。學校積極開展學校與行業(yè)共建的“多維課堂”。學校整合課程內(nèi)容、優(yōu)化實踐教學內(nèi)容,加強實驗實訓實習基地建設(shè),強化現(xiàn)代信息技術(shù)與教學方法的融合,討論課總學時達120學時以上,形成一種以培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能型人才為目標的“4112”人才培養(yǎng)新模式。
2.采用培養(yǎng)與引進并舉、專職與兼職并存、教學與科研并立的方式
改革教師配置,調(diào)整教師聘任機制與評議方法,踴躍調(diào)進行業(yè)一致認可的專業(yè)能才,聘用企業(yè)出色的專技人才、高管才俊與高技才俊當專業(yè)發(fā)展的領(lǐng)路人、專兼職教師筆者所在學校加強學科帶頭人和專業(yè)帶頭人建設(shè),發(fā)揮其在學科專業(yè)建設(shè)中的方向引領(lǐng)作用,努力建成一支符合“三并”原則的“雙師雙能型”師資隊伍,使電子信息工程專業(yè)專職教師中具有高級職稱和具有博士學位教師比例達到50%以上,具有工程背景的老師比例達到60%以上。學校聘任9~10人以上的企業(yè)高水平工程技術(shù)人員作為本專業(yè)兼職教師,每年為學生開設(shè)工程實踐類型課程,專心打造在省內(nèi)學校具備些許號召力的教育團體,培育1至2個在省內(nèi)電子信息工程范疇擁有較高認可度的學科領(lǐng)路人,3至4個取得博士學位的中青年教研核心人。
3.夯實制度設(shè)計,不斷完善校、院、教研室三級教學管理
與質(zhì)量監(jiān)控體系,不斷規(guī)范日常教學管理制度,形成健全的教學管理和教學質(zhì)量監(jiān)控筆者所在學校堅持“以學生為本、為學生服務(wù)、對學生負責”的工作理念,構(gòu)建“學校督導檢查、教務(wù)處質(zhì)量監(jiān)控與評價中心日常檢查、學院教學檢查(教務(wù)秘書、學生輔導員)的日常檢查、學生信息員的檢查、隨機教學檢查和教學專項檢查”六位一體的教學管理和質(zhì)量監(jiān)控體系。4.通過政府引導與經(jīng)費支持、校企實驗班、校企聯(lián)合實驗室和實驗班等方式,重點建設(shè)一批能有效培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的實踐教學平臺與基地筆者所在學校對專業(yè)實驗室進行整合,最大限度地優(yōu)化實驗室資源配置;抓好校內(nèi)電子信息工程綜合實訓平臺建設(shè);加強校企合作,建立一批由企業(yè)主導、教師參與的校外實習、實訓基地。學校創(chuàng)建一種“政用校企產(chǎn)學研”的協(xié)同育人機制,建設(shè)開放的電子信息工程專業(yè)綜合實驗室,建設(shè)一批一流的校企人才培養(yǎng)平臺和實踐教學基地。
5.通過組織學生參加國際行業(yè)認證考試、學生就業(yè)拓展到
國際市場、引進海外名師授課、引進國際學術(shù)前沿課程和教材,實現(xiàn)教育國際化。學校努力建設(shè)并形成一種對接國標、國際專業(yè)認證的地方高校國際化專業(yè)建設(shè)范例。
6.對接地方經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,建立協(xié)同職業(yè)培養(yǎng)機制,強化職業(yè)綜合素養(yǎng)
當前,地方本科院校正面臨轉(zhuǎn)型期,經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、轉(zhuǎn)型方向的變革無疑是促進產(chǎn)業(yè)間流轉(zhuǎn)與產(chǎn)業(yè)內(nèi)升級的一大策略。地方本科院校應(yīng)突出“地方性”特點,根據(jù)其地方性特質(zhì),密切注重地方經(jīng)濟社會發(fā)展的需要,實現(xiàn)地方經(jīng)濟發(fā)展與地方本科院校人才培養(yǎng)的“雙贏”機制。
三、筆者所在學校的電子信息工程專業(yè)復合型
1.工程技術(shù)人才培養(yǎng)機制實踐
(1)確定培養(yǎng)目標,構(gòu)建“工學結(jié)合”“產(chǎn)學結(jié)合”的“4112”人才培養(yǎng)新模式人才培養(yǎng)目標的確定,學校應(yīng)充分考慮國家與地方發(fā)展戰(zhàn)略以及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,充分考慮學校辦學條件與特色。學校應(yīng)該走訪行業(yè)內(nèi)相關(guān)企事業(yè)單位,了解社會對電子信息工程人才的專業(yè)知識、技能等的實際需求,按照普通高等院校對本科生培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的基本要求,以培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才為目的,以學生為本,注重創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng),促進學生德智體美勞全面協(xié)調(diào)發(fā)展。筆者所在學校以原來專業(yè)設(shè)計為根基,按照新時期電子信息工程專業(yè)教育要求,構(gòu)建“工學結(jié)合”“產(chǎn)學結(jié)合”的“4112”人才培養(yǎng)模式,提高學生的專業(yè)質(zhì)量和就業(yè)水平。在大學教育的前4個學期,學校進行素質(zhì)教育和必需的專業(yè)基礎(chǔ)知識教育,第5個學期分專業(yè)方向進行專業(yè)知識教育,第6個學期開始與企業(yè)展開深度合作,第7、8個學期學生到合作企業(yè)進行頂崗實習或項目實訓。其中最后1學期的畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計對大部分學生來說,可以作為企業(yè)項目實訓的延伸。在新的人才培養(yǎng)模式中,學校實施“考證結(jié)合”的“雙證制”。在人才培養(yǎng)過程中,學校按卓越人才培養(yǎng)計劃的要求,做到“兩個滲透”。
2.采用培養(yǎng)與引進并舉、專職與兼職并存、教學與科研并立的方式,建成一支“雙師雙能型”師資隊伍
(1)加強師資隊伍培養(yǎng)筆者所在學校對青年教師實施“助教—導師”制度,在教研能力等方面加大培養(yǎng)和訓練力度,使他們盡快成熟,以促進教學質(zhì)量的提高。學校支持教師攻讀學位,參加學術(shù)會議、國內(nèi)訪學、外單位進修等,重視“雙師雙能型”教師的培養(yǎng)。(2)加大人才引進力度在完善師資隊伍學歷、職稱等梯隊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,筆者所在學校充分考慮專業(yè)教學團隊建設(shè)與學科團隊建設(shè),與學校人事部門協(xié)調(diào),引進數(shù)量充足的、高質(zhì)量、高層次師資隊伍。(3)實行教學人才隊伍的校校合作與校企合作學校對一些專業(yè)核心課程或?qū)嵺`性強的課程,在找不到本校合適的教師的情況下,開展校校合作與校企合作,特別是核心的實踐性教學環(huán)節(jié),盡量做到有合作企業(yè)技術(shù)人員作為兼職教師參與。
3.打造用“多維課堂”,豐富教學模式
筆者所在學校踴躍探究電子信息工程應(yīng)用類才俊的培育模式,建設(shè)實習、生產(chǎn)、論壇、合作、模擬等多彩別致、規(guī)模豐富、分合協(xié)調(diào)的“多維課堂”,形成豐富多彩的教學模式。(1)學術(shù)前沿的論壇課堂針對電子信息的熱點問題,《電子信息工程導論》課的一種創(chuàng)新形式是專題講壇,由學校教師同行業(yè)兼職教師所采取的探討式教育方略,和學子一起探究專業(yè)熱點問題。(2)真題亦真作的生產(chǎn)課堂“畢業(yè)式實習”課需要學校與企業(yè)的生產(chǎn)課題相聯(lián)系。學校要把學生帶進企業(yè)的生產(chǎn)基地,開展“參與型”教學模式,深入生產(chǎn)一線,與企業(yè)工程師一起探究現(xiàn)實疑問。(3)由專家評議的模擬教室“課程設(shè)計”課常使用“真題而假作”,使用“集體式評議”教模式。學校教師、行業(yè)兼職教師或?qū)<覉F體對學生開展模擬評議。(4)攜手努力,協(xié)同創(chuàng)新《電子全面設(shè)計》課與生產(chǎn)目標“真題亦真作”的結(jié)合,采取“合作型”教育模式。人人參與,公共材料共用。教師與學生依據(jù)多重而全面的評議完結(jié)一個優(yōu)秀預案以成就生產(chǎn)碩果,齊心協(xié)力成就初評預案或者正規(guī)成品,團結(jié)一致成就一套合適而簡便的設(shè)計成品并參與答疑辨析。
4.強化實踐,突出應(yīng)用,創(chuàng)建“政用校企產(chǎn)學研”的協(xié)同育人機制
筆者所在學校通過高校服務(wù)地方經(jīng)濟、校企聯(lián)合實驗室和實驗班等方式,創(chuàng)建一種“政用校企產(chǎn)學研”的協(xié)同育人機制,打造一流的實踐教學平臺和實踐教育系統(tǒng),充分提升學生的創(chuàng)造技能與工程踐能。學校建設(shè)校外高質(zhì)穩(wěn)定的實習實訓基地,以企業(yè)的實際工程項目作為實習與實訓內(nèi)容,建設(shè)省級產(chǎn)學研基地,以學生學習、科研、生產(chǎn)的全過程參與,提高學生的學習、應(yīng)用、創(chuàng)新能力。
5.創(chuàng)新教學管理,完善教學質(zhì)量監(jiān)控,構(gòu)建一套全過程、立體化的“多位一體”教學管理和質(zhì)量監(jiān)控體系
(1)教學計劃的安排要與新的人才培養(yǎng)模式相適應(yīng)近年來,電子信息工程行業(yè)快速發(fā)展,電子信息工程專業(yè)領(lǐng)域新技術(shù)層出不窮,該專業(yè)本科教育出現(xiàn)學科內(nèi)容膨脹快、課程門數(shù)增長快、總課時反彈快的“三快”現(xiàn)象,這不符合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)理念。所以,教學管理改革需要修改教學計劃,整合課程內(nèi)容,削減課堂教學學時,以與“4112”人才培養(yǎng)新模式相適應(yīng)。(2)提高對教育進程的管制工作學校采用“4112”人才培養(yǎng)新模式,學生在課堂之外的開放性學習環(huán)節(jié)大大增加,因此教管尤為重要。學校加強教管工作,有利于學校盡快找到教學的不足之處,且馬上予以修正,能規(guī)避教學的偏差。學校依據(jù)多種途徑掌握教育情勢,收集各方建言,以此推動教育工作的創(chuàng)新,促進教育工作取得實際成效。(3)對教育質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的改善“4112”人才培養(yǎng)新模式的教育質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)首要改善的是對教師教育的調(diào)查與考核策略。因為,校外教學環(huán)節(jié)增多,如果教師不認真組織教學,許多實踐環(huán)節(jié)會流于形式,新人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)就成為一句空話。(4)建立一種符合專業(yè)特點的評價考核機制傳統(tǒng)的卷面考試形式已與“4112”新人才培養(yǎng)模式不相稱,學校需要改變單一的“一考定乾坤”和“分數(shù)定高低”的現(xiàn)象。根據(jù)專業(yè)特點,學校采用“ETSR”(即考試、測試、仿真和答辯)和專業(yè)認證相結(jié)合的方式,對學生的課程和實踐環(huán)節(jié)進行評測。根據(jù)學生參加各類學科競賽的獲獎成績,給予其一定的學分。筆者所在學校電子信息工程專業(yè)復合型工程技術(shù)人才綜合改革實踐證明,該培養(yǎng)機制是行得通的,能解決課程建設(shè)系統(tǒng)改革的問題,提升人才培育的質(zhì)量,有利于電子信息類專業(yè)的學生在電子設(shè)計比賽上贏得優(yōu)異成績。學校依據(jù)采取“4112”人才培養(yǎng)新模式培養(yǎng)學生,提升了他們的踐履能力與創(chuàng)新水平,促進了學校同企業(yè)的彼此認識,加強了實習基地建設(shè),便于產(chǎn)學研一條龍式的實施運行,推進了雙方在產(chǎn)學研諸多內(nèi)容上的綜合協(xié)作。該路徑有不足之處,如某些課程在具體實施時如何取舍、課時設(shè)置的量、先后怎樣設(shè)置等。它們需要在以后的教育工作中不斷改善,使該路徑日益合理、科學。
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關(guān)鍵詞:算法設(shè)計與分析;教學研究;教學質(zhì)量
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
“算法設(shè)計與分析”是計算機科學與技術(shù)學科的核心課程之一,受到越來越多的重視。對于一個計算機專業(yè)的學生,學好算法課是必要且是必須的?!八惴ㄔO(shè)計與分析”這門課程的主要目的不僅是講授計算領(lǐng)域中不同問題的標準算法,更重要的是分析其算法復雜度,并且在諸多可行算法中選擇一種時間或者空間效率最高的方法。美國著名算法大師Donld Knuth認為“計算機科學就是算法的研究”,他主持設(shè)計的TeX排版系統(tǒng)被譽為是“不存在Bug的系統(tǒng)”,這是以大師嚴密的算法設(shè)計基礎(chǔ)為保證的。前微軟高級副總裁李開復博士認為“計算機科學實質(zhì)是人工智能”,而人工智能則是模擬人類思維的一種算法科學。計算機算法的應(yīng)用已經(jīng)遍及人類社會的各個領(lǐng)域,包括計算機軟硬件機器學習、電信及互聯(lián)網(wǎng)、一般制造業(yè)、經(jīng)濟與金融業(yè)等。算法技術(shù)不僅在計算機領(lǐng)域,而且在其它理工及社會科學領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用。任何問題的求解,都離不開一般性的算法設(shè)計原則,在筆者執(zhí)教的學校,數(shù)學和信息安全兩個非計算機專業(yè)已將該課程列為必修課程。因此,提高“算法設(shè)計與分析”課程教學水平有著極其深遠的意義和重要的作用。
2教材選擇
近年來,國內(nèi)引進了一些優(yōu)秀的國外教材,其中的《算法導論》是國際上被引用頻率最高而且知名度也最高的專著,但是由于它篇幅過長,在國外多用于兩個學期的教學課程,因此難以將該教材系統(tǒng)地用于學時有限的本科教學;《算法設(shè)計與分析》是美國工程院院士UIIman等三位大師合著的優(yōu)秀教材,該書的目的是將算法領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究結(jié)果進行綜合,重點在于對算法思想過程的理解,而不是算法的實現(xiàn)細節(jié)和具體的編程技巧。但是該書內(nèi)容和習題難度都較大,因此更適合作為研究生教材。國內(nèi)的專家王曉東和周培德所編寫的教材也很優(yōu)秀。這些教材都被我們重點推薦給學生作為參考書。
出于上述考慮,我們最終選擇了沙特學者M.H.Alsuwaiyel所著的《算法設(shè)計技巧與分析》作為教材,該書基本覆蓋了傳統(tǒng)算法設(shè)計的主要內(nèi)容,此外還包含了概率算法和近似算法等一些基本內(nèi)容,這些內(nèi)容在傳統(tǒng)教材中并不多見,是一些高端算法經(jīng)常使用的方法。雖然該書不是歐美傳統(tǒng)名校教材,但作者在南加州大學攻讀獲得碩士和博士學位,因此該書吸收了歐美優(yōu)秀教材的風格,且文筆簡潔流暢。該書的內(nèi)容及習題難度適中,便于課堂教學及自學,是一本適合本科教學的好書。
如果一個本科生能夠?qū)W好本教材,并在后面的碩士階段,學好UIIman的《算法設(shè)計與分析》,之后再將《算法導論》學習好,則必將打下堅實的算法理論基礎(chǔ),為終身的職業(yè)生涯所受用。
3興趣培養(yǎng)
本課程的教學對象是大學理工科三年級學生,要求他們不僅具備數(shù)學分析、概率及線性代數(shù)的基礎(chǔ),而且具備離散數(shù)學和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等計算機專業(yè)基礎(chǔ)知識。很多學生剛學過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),翻開算法教材,有似曾相識的感覺。教材中確實有部分章節(jié)如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),排序算法,圖的遍歷等取材于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程。因此會有些學生學習熱情不高,認為是在學習重復的課程。
針對這一情況,首先我們會教育學生兩課程的目的是不一樣的。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的目的是教會學生如果對現(xiàn)實世界中的事物及對其信息處理過程建立數(shù)據(jù)模型;而算法設(shè)計課程的重點是算法的效率問題,其主題是算法的空間和時間復雜度,主要論述如何運用算法技術(shù)改進已有一些算法的效率,或者對復雜問題進行求解。
近年來,計算機硬件和軟件技術(shù)發(fā)展迅速,CPU、外存、內(nèi)存的性能在持續(xù)提高,價格卻大幅度下跌。因此有很多人認為,軟件的效率已經(jīng)不再重要了,只要提高計算機系統(tǒng)的配置就足夠了。這種觀點顯然是錯誤的。
我們在第一節(jié)的緒論課中引用《算法導論》的例子,深入淺出地闡明了算法效率的重要性。設(shè)有兩個排序算法:其一是插入排序,時間復雜度為c1 n*n, c1是一個不依賴于n的常數(shù);其二是歸并排序,時間復雜度為c2 nlog n,c2是一個不依賴于n的常數(shù),一般情況下c1< c2。n是待排序數(shù)列的長度。對于這兩個實質(zhì)上屬于不同數(shù)量級的算法,很多人并未真正感覺到log n比n優(yōu)化多少,甚至當n較小時,插入排序比歸并排序還要快速一些。但是我們必須認識到,當n逐漸增大到一定數(shù)值以后,無論c1比c2小多少,歸并排序均比插入排序快速。在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上排序結(jié)果的對比,則效果更為顯著。假若在高性能計算機A(10億指令/秒)上運行插入排序,而在低速計算機B(1千萬指令/秒)上運行歸并排序。此時硬件條件是機器A比機器B快了近100倍;軟件先決條件是 c1值為2, c2值為50;數(shù)據(jù)集的規(guī)模n為100萬。
計算得到:
機器A運行時間為2*(100萬*100萬)/10億=2000秒
機器B運行時間為 50*100萬*lg(100萬)≈100秒
結(jié)果是驚人的,用了快100倍的機器處理相同的數(shù)據(jù)集,反而慢幾乎20倍。如果數(shù)據(jù)集大10倍為1000萬,那么機器A要算2.3天,機器B只要20分鐘,這一差距是令人震驚的。
事實上,算法技術(shù)的發(fā)展沒能跟上硬件的發(fā)展,其發(fā)展空間還很大,盲目崇尚硬件建設(shè)而忽視算法技術(shù)的觀點是錯誤的。
在電信應(yīng)用中,雖然硬件和軟件技術(shù)發(fā)展很快,但是用戶的需求更是呈爆炸式增長。一個國家網(wǎng)內(nèi)就可能有成百萬實時在線用戶,每秒幾十萬次用戶交互發(fā)生,夜間有成千萬的話單記錄要處理。當一臺內(nèi)存中存放近百萬用戶資料,則浪費16個字節(jié)就是浪費16M空間。如果記錄的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及處理算法設(shè)計不合理,則內(nèi)存很容易不夠用,大量工作任務(wù)會被拋棄。要在這樣的平臺軟件上構(gòu)建軟件,必須對每個字節(jié)空間、每個計算機指令的使用優(yōu)化到位。否則,即便有先進的計算機系統(tǒng),一般的軟件技術(shù)是無法承受高性能、高容量計算的需要的。算法技術(shù)能支持開發(fā)人員在軟件設(shè)計階段從理論層面保障系統(tǒng)的效率達到最優(yōu)。
經(jīng)首次引論性教學,絕大多數(shù)同學認識了算法課程重要性,明確了學習目的,獲得了較好的教學效果。
4理論教學
課程教學組在教材內(nèi)容上選擇了以下內(nèi)容:
(1) 算法分析基本概念,數(shù)學預備知識。這些都是本課程工具性方法。
(2) 堆和不相交理論。介紹了能有效實現(xiàn)優(yōu)先隊列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
(3) 歸納法、分治、動態(tài)規(guī)劃。介紹了計算機技術(shù)中十分重要的遞歸為主題的設(shè)計技術(shù),遞歸要求能夠?qū)⒋鈫栴}抽象為遞推表達式,確定初試值和遞推終止條件后就能將復雜問題化解為嵌套的簡單問題。
(4) 貪心算法。介紹了如何求解最優(yōu)化問題。
(5)NP完全問題。介紹不確定性圖靈機在P時間內(nèi)能解決的問題,這類論題對于培養(yǎng)學生將來思考問題復雜度是個導論。
(6) 回朔法。介紹有組織的窮盡搜索算法,對一些問題尤其是解空間很大的問題有效。我們介紹了3著色、8皇后等經(jīng)典問題。
(7) 概率算法和近似算法。一般性介紹近20年來算法研究迅猛發(fā)展的領(lǐng)域,以擴展學生知識面,但不做考核要求。
其他內(nèi)容如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖遍歷等是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和圖論課的內(nèi)容,本課程內(nèi)不做講解,供學生預習課程時選讀;對于域指定問題的迭代改進和計算幾何技術(shù)等高級課題,推薦學生根據(jù)興趣自學。
近年,越來越多的國內(nèi)高校主張雙語教學。我們也有這樣的規(guī)劃,但是考慮課程有一定深度,三年級本科生英語運用還有限,為此達到最好的教學效果,在教學中先采用中文教學。但是我們鼓勵學生同步閱讀英文版教材,以更好地適應(yīng)未來科研和國際化軟件研發(fā)的需要。
5科研方法及實踐能力培養(yǎng)
科研式教育并不是新生事物。在二十年前,我國清華大學、中國科技大學等名校就對高年級學生講授研究生課程,并進行導師制研教結(jié)合型教學,使得很多學生讀研時就能取得優(yōu)秀的成果。作者所執(zhí)教的是重點工科院校,有很多有利的因素便于我們展開科研式教學:一是有超過60%的學生主觀上有本科畢業(yè)后繼續(xù)深造的愿望;二是學校有豐富的圖書館資源,能全文檢索CNKI、碩博士論文、IEEE、ACM、ELSERVIER、SPRINGER等中外優(yōu)秀電子數(shù)據(jù)庫。在教學中,作者也將在科研中讀到的一些新穎實用且難度適中的論文摘錄下來介紹給學生,并將自己研究生階段的學習方法介紹給學生。除了閱讀教材,我們還鼓勵學生讀一些高端的雜志,例如計算機學科領(lǐng)域的四大學報,ACM期刊,Software Experience and Practice,Information Processing Letter等刊物,從其中檢索感興趣的論題。讀核心期刊有幾點好處:這些刊物審稿嚴格,文章無論是學術(shù)性、前瞻性、理論正確性及寫作水平都有保證;減少檢索的開銷。讀者可以先在這些高水平雜志中找到自己感興趣的主題后,再廣泛檢索與主題相關(guān)的其它刊物或會議文章。引導學有余力的本科生讀高水平論文并不是過高要求,算法設(shè)計及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材中大部分章節(jié)內(nèi)容其實也都是來源于前二十至五十年的國際知名算法學術(shù)期刊,其中選擇ACM、IEEE及ISAM雜志內(nèi)容的比例最高?,F(xiàn)在的一些學術(shù)期刊中刊出的優(yōu)秀算法,過幾年就會被大量的引用或?qū)嶋H應(yīng)用,也許再過十至二十年后就會被引入未來的教材之中。
我們認為,在本科高年級展開研究式教學對學生長遠發(fā)展有好處。對打算深造的同學,可以潛移默化地引導他們思索自己未來的發(fā)展方向,有很多成功的學者就是在大學受到某門課程老師的影響而走上科研道路的??茖W研究是一個漫長的過程,很多工科博士生學習到第三、四年后才開始發(fā)表一級論文,很多碩士生畢業(yè)前才急忙撰寫可發(fā)表成果。而同時有些博士生入學兩年就能取得豐碩的成果,很重要的因素是他們在本科高年級階段就培養(yǎng)了研究型思維,為以后深造明確了方向并作好了理論準備。如果本科階段就培養(yǎng)研究型學習方法,那么在日后深造過程中多出成果就是水到渠成的事。而如何培養(yǎng)學生良好的研究習慣,正是我們教師要不斷探索的論題。
重視理論而實踐不足,是我國高校普遍存在的問題。
在國際上,知名的軟件鮮有來自中國人的原創(chuàng)。所以我們要更加重視培養(yǎng)學生實踐能力。
實驗環(huán)節(jié),我們布置了基本的排序、遞歸、貪心、回溯等論題的實驗,鼓勵學生用不同的編程語言實現(xiàn),不僅僅是單純的算法實現(xiàn),最好能夠編制出實用美觀的界面,將算法更友好地呈現(xiàn)出來。無論以后的工作或者深造,目標是可應(yīng)用或者可發(fā)表的成果,都需要研發(fā)者具有較高的實踐能力。我們認為實踐與理論教育是并重的。
6結(jié)束語
通過四年的教學實踐,學生對此課程實踐的參與度越來越高。通過教育方法的不斷改進,學生的課程成績也一屆好于一屆。更為重要的是,通過啟發(fā)引導式教育,很多同學開始萌發(fā)研究型思維,課余經(jīng)常向老師提問,有的問題有較高難度,老師都要回去研究資料才能解答。在來自本校新入學的碩士生中,不少同學反映受益于此課,有些同學讀研究生后不久就在一級學報上發(fā)表了算法類論文,這也正是我們當初所期待的。我們教師仍然要不斷提高自身科研水平,并將研究成果及方法引進課堂,提高教學效果和質(zhì)量。
教學中,還發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象,數(shù)學系的學生比計算機系的考試成績要高一些。最簡單的因素,是他們理論思維能力更強,如何因材施教,改進教學方法及增強工科學生學習本課程能力,是我們課程教學組今后要探索與研究的方向。
參考文獻:
[1] M.H.AlsuwAIyel. 算法設(shè)計技巧與分析[M]. 北京:清華大學出版社,2004.
一、問題的提出
為建設(shè)創(chuàng)新型國家,培養(yǎng)大批創(chuàng)新型人才,讓優(yōu)秀學生從本科教育起就接受更系統(tǒng)、更全面的教育,從而探索研究型大學培養(yǎng)高層次拔尖人才的新途徑,許多高校都在探索各具特色的人才培養(yǎng)模式。北京交通大學是一所以理工科為主的全國首批進入“211工程”建設(shè)的教育部直屬重點高校。學校注重人才培養(yǎng)模式改革,形成了“厚理博術(shù),知行相成”的教學理念,意在重點培養(yǎng)一批具有強烈的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新品質(zhì)的高水平人才,滿足經(jīng)濟社會對具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力等方面人才的要求[3]。著力在掌握堅實的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)的專門知識,具有開闊的視野、良好的合作精神的前提下早出人才,快出人才,出好人才。21世紀是信息技術(shù)高速發(fā)展的時代,通信技術(shù)已經(jīng)走在了時代的前列。北京交大通信與信息系統(tǒng)是國家級重點學科,在高校學科評估中名列前茅。為了加快高層次人才的培養(yǎng)步伐,追蹤通信技術(shù)的國際前沿,通信工程本碩連讀貫通培養(yǎng)試點由此孕育而生,成為北京交通大學人才培養(yǎng)的創(chuàng)新試驗區(qū)。
二、培養(yǎng)目標
旨在培養(yǎng)個性突出、基礎(chǔ)寬厚、視野開闊、發(fā)展?jié)摿Υ?、?chuàng)新意識強、綜合素質(zhì)優(yōu)秀的人才,掌握信息處理、傳輸、交換、通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、光纖通信、計算機應(yīng)用等堅實的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專門知識,具備在電子信息工程領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識、新技術(shù)的能力及發(fā)展?jié)摿?重點培養(yǎng)能夠從事電子、信息技術(shù)、通信設(shè)備與系統(tǒng)的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)運營、信息管理、科學研究與開發(fā)等方面的高級專門人才。以理工科拔尖創(chuàng)新人才為培養(yǎng)目標,采取精英化培養(yǎng)模式,緊跟學科發(fā)展的前沿,結(jié)合科學研究項目與社會需求,將最新的學科專業(yè)知識引入課堂,突出學生知識、能力、素質(zhì)的全面培養(yǎng),在基礎(chǔ)知識方面更扎實,在知識結(jié)構(gòu)方面更具前瞻性,既增加學習與專業(yè)訓練的強度,又注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng),為國家的科技事業(yè)發(fā)展培養(yǎng)出具有潛力和創(chuàng)新精神的現(xiàn)代科技人才。本碩連讀擬為培養(yǎng)厚理博術(shù)、踏實篤行的更高層次的科技拔尖人才奠定基礎(chǔ)[3]。
三、培養(yǎng)模式
本碩連讀培養(yǎng)是本科生教育和研究生教育相結(jié)合的一種培養(yǎng)方式,是力爭在最短的時間內(nèi)培養(yǎng)出更多優(yōu)秀人才的重大改革舉措。北京交通大學通信工程專業(yè)本碩連讀貫通培養(yǎng),是經(jīng)過專家、教授充分論證后,在培養(yǎng)模式方面進行的積極而有益的探索?,F(xiàn)在國內(nèi)各大學本碩貫通培養(yǎng)學制年限一般設(shè)置為6年,北京交通大學通信工程本碩連讀試點在6年學制的前提下實行3+1+2的培養(yǎng)模式。具體分為三個階段:
第一個階段:大學前3年,按照本碩連讀的本科階段課程設(shè)置進行培養(yǎng)。為了激勵學生,保證培養(yǎng)質(zhì)量,每個學年結(jié)束后按照成績進行排序并實施分流,普通班成績優(yōu)異的學生可以調(diào)整到本碩連讀試點班,試點班學習成績排名靠后的學生分流到普通班,來自競爭的壓力給學生帶來了自主學習的動力。三年經(jīng)過三次調(diào)整,通過考核和面試選拔確定攻讀碩士學位的學生人選。入選學生在第一階段所學部分專業(yè)課比其他學生增加了學時,提高了理論深度,減少研究生階段課程教學內(nèi)容的重疊[4]。
第二個階段:大學第4年。第4年第一學期根據(jù)自身愛好和興趣雙向選擇導師,進行碩士研究生階段的課程學習;第二學期進行本科畢業(yè)設(shè)計,畢業(yè)設(shè)計的選題來自于導師的研究領(lǐng)域,畢設(shè)題目一般是由導師根據(jù)自己的研究方向和科研課題給定,從而實現(xiàn)本科生階段與研究生階段培養(yǎng)的無縫對接。第二個階段是本科生課程和研究生課程同時交叉選擇,本科課程以專業(yè)選修課為主,結(jié)合導師的研究方向自主選擇,所選課程與碩士研究生階段的研究方向有機銜接,研究生課程以碩士基礎(chǔ)課為主。
第三個階段:獲得研究生學籍的學年開始為第三階段。這個階段主要任務(wù)是科學研究能力的提高和完成碩士學位論文,提高科學研究水平。根據(jù)個人意愿,綜合素質(zhì)與學業(yè)成績較好的學生在碩士第一年第二學期可以申請碩博連讀或提前攻博資格。其他學生則進行碩士學位論文的選題并完成碩士學位論文,最后經(jīng)學位評定委員會審定授予碩士學位。申請攻讀博士學位的學生按照博士培養(yǎng)方案進行培養(yǎng),最后授予博士學位。
四、課程設(shè)置
本碩連讀培養(yǎng)是把研究生培養(yǎng)和本科生培養(yǎng)有機結(jié)合起來,教學內(nèi)容前后貫通,避免課程設(shè)置上的重復,重在創(chuàng)新能力、實踐能力與研究能力的培養(yǎng)[4]。課程設(shè)置總體框架以強化自主學習和科研訓練為主線,分為通識教育、學科專業(yè)教育和自主教育三個層次。其中通識教育層次為推進全面素質(zhì)教育奠定基礎(chǔ),主要為人文、藝術(shù)、體育和思政課。學科專業(yè)教育層次又分為學科門類基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)三個模塊。學科門類基礎(chǔ)模塊是必備的數(shù)學和物理等基礎(chǔ)性課程;專業(yè)基礎(chǔ)模塊是為專業(yè)領(lǐng)域中必要的、最基礎(chǔ)的知識和能力而設(shè)置的理論與實踐課程;專業(yè)模塊除專業(yè)必須主修的理論課程和畢業(yè)設(shè)計外,還特別設(shè)定了導師指定的以科學研究訓練為載體的研究性專題課程,培養(yǎng)學生的動手能力和研究能力。自主教育層次關(guān)注學生興趣愛好,促進學生個性發(fā)展,為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)而設(shè)計[3]。本科階段部分專業(yè)基礎(chǔ)課必修課程和專業(yè)主修課程及研究性專題、專業(yè)選修課程設(shè)置如下(見表1)。
大四第一學期本碩連讀學生可以選擇碩士生階段的基礎(chǔ)課程,例如數(shù)學、英語、政治類課程。碩士生的總學分是28學分,由于本科階段部分課程的學分可以計入到碩士生階段的學分中,所以碩士生階段只需要選沒有學過的課程即可。碩士生階段隨同正常入學的碩士生一樣選課,在此不再贅述。
1.構(gòu)建“厚理博術(shù)”的教學模塊
按工科需求在理論方面拓展和加深了數(shù)學和物理課程內(nèi)容,如解析幾何、傅立葉變換、實數(shù)理論、常微分方程組、近世代數(shù)、近代物理等知識模塊;專業(yè)課方面,在學好專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上,注重多學科知識的交叉,注重新技術(shù)和專業(yè)前沿的發(fā)展,強化學生實踐與科學研究訓練。為了加強學生的新技術(shù)研發(fā)能力,掌握專業(yè)前沿技術(shù),增設(shè)了電子系統(tǒng)課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計、DSP系統(tǒng)課程設(shè)計、片上系統(tǒng)課程設(shè)計、移動通信研究性專題、數(shù)字通信研究性專題等技術(shù)課模塊。
2.優(yōu)化專業(yè)基礎(chǔ)課程體系
根據(jù)新的教學理念,按照“電子電路、信號處理、電磁場”三大課群,重構(gòu)了電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程體系(如圖1)。新的專業(yè)基礎(chǔ)課程體系強化了課群內(nèi)知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系,突出了課群之間的相互關(guān)聯(lián),其知識結(jié)構(gòu)更加清晰,教學內(nèi)涵更加豐富。引入教研與科研成果,優(yōu)化專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學內(nèi)容,使理論更加深厚、技術(shù)更加先進,形成了理論、方法和技術(shù)的有機結(jié)合。例如,在信號處理課群中,精簡了經(jīng)典的時域分析系統(tǒng)響應(yīng)的方法,淡化了三大變換的計算技巧,增加了信號的多速率處理和時頻分析理論,拓展一維信號處理至二維圖像處理;在電子電路課群中,弱化了經(jīng)典的割集分析法、回路分析法、網(wǎng)孔分析法,融入了適合大規(guī)模電路分析的修正節(jié)點法、雙圖法等,引入了中、大規(guī)模集成電路和現(xiàn)代設(shè)計方法,以及現(xiàn)代仿真技術(shù)和系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)等。為豐富電磁場課群的內(nèi)涵,根據(jù)專業(yè)特點開設(shè)了電磁兼容和工程電磁場等課程。
3·完善實驗教學體系
依托我校國家級電工電子實驗教學示范中心,構(gòu)建了以實驗目標為導向、實驗內(nèi)容為載體、創(chuàng)新能力為核心的實驗教學體系(如圖2)。該實驗體系分為基礎(chǔ)性試驗、綜合設(shè)計性試驗、自主探究性試驗三個層次。各層次既有側(cè)重也有交叉。基礎(chǔ)性實驗側(cè)重培養(yǎng)學生的基本實驗技能、基本實驗數(shù)據(jù)分析能力和基本工程素質(zhì);綜合設(shè)計性實驗側(cè)重訓練學生電路級的綜合設(shè)計能力和系統(tǒng)級的開發(fā)應(yīng)用能力;自主探究性實驗側(cè)重提高學生自主性探索研究能力和解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力。實驗內(nèi)容注重趣味性、工程性和探究性。本碩實驗班的學生將獲得更多的實驗機會和更優(yōu)越的實驗條件,除了完成教學大綱的實驗要求之外,還需要參加各級各類學科競賽,獨立設(shè)計綜合性實驗,參與大學生創(chuàng)新項目和導師的科學研究項目。實踐表明,實驗教學可以激發(fā)學生興趣,挖掘?qū)W生潛能,增強創(chuàng)新能力,實現(xiàn)共性要求和個性發(fā)展的和諧統(tǒng)一。
五、方法與手段
1.強化科研訓練環(huán)節(jié)
在專業(yè)課的學習中,強化培養(yǎng)科研訓練能力。以國家工程實驗室和教育部、北京市重點實驗室為支撐,以大學生創(chuàng)新試驗計劃項目和全國電子大賽為載體,以學術(shù)前沿講座為先導,形成了學生自主選擇和導師引領(lǐng)的科研訓練體系。增設(shè)了研究方法課程模塊,如專業(yè)導論、文獻檢索等課程,引領(lǐng)學生了解學科前沿研究成果,吸引學生參與知識探索,使學生對專業(yè)產(chǎn)生興趣。學生在了解本專業(yè)的前沿知識和研究內(nèi)容基礎(chǔ)上,可以自主選擇各個試驗項目,獲取自主教育學分,學校鼓勵學生通過各類競賽和科技訓練發(fā)表科研論文,申請專利。通過科研進課堂、進教材、進實驗、參加競賽等環(huán)節(jié),將最新的科研成果和通信技術(shù)前沿發(fā)展趨勢融入全部教學過程中。通過科研訓練,切實提高學生的動手能力和創(chuàng)新意識,強化學生專業(yè)素質(zhì)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2.專業(yè)主干課程實施研究性教學
實施研究性教學,推進創(chuàng)新性教育,是進行創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑。積極探索和推行“基于問題驅(qū)動”的研究性教學,將理論教學與實驗教學緊密結(jié)合,通過問題的提出、分析、解決、延伸等環(huán)節(jié),實現(xiàn)融知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體的人才培養(yǎng)模式改革。研究性教學在課程目標、課程內(nèi)容及課程實施三方面進行了探索與創(chuàng)新。在課程目標上,形成了知識的了解和掌握、理解與運用、總結(jié)與凝練、挖掘與升華等多元化目標;在課程內(nèi)容上,強化教學方法設(shè)計,以專題研究為主導、以啟發(fā)式、研究式、問題式、案例式等為導向組織教學內(nèi)容;在課程實施上,以專題研究、綜合設(shè)計、綜合實驗和開放式大作業(yè)等為手段,結(jié)合大學生創(chuàng)新性實驗計劃等科研訓練系列項目,使學生達到參與、合作、探究、實踐的目的[3]。例如,一門課在課堂上將學生分成幾個小組,布置小專題,通過查閱國內(nèi)外資料撰寫小論文,每組選出一名代表在課堂上講解,任課教師及學生代表現(xiàn)場評議打分,這將作為本組學生的平時成績的一部分。對專業(yè)課程采取教改立項的方式進行支持,鼓勵教師主持優(yōu)質(zhì)教學資源建設(shè),支撐創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)。
3.推行雙向選擇的導師制
在本科階段,進行雙向選擇導師,形成貫穿四年的學業(yè)指導、科研訓練、成人成才“三位一體”的導師制,實施全方位導學。學業(yè)指導主要是指導學生進行重要基礎(chǔ)課程和主干課程自主性學習與研究??蒲杏柧氈笇菍υ囼灠嗟目蒲杏柧氝M行總體策劃和實施。成人成才與學業(yè)規(guī)劃旨在引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀和科學發(fā)展觀,引導學生對學科產(chǎn)生興趣,指導他們選擇專業(yè)課程,形成自主學習計劃。導師制的推行有助于學生提早接觸科研活動,激發(fā)他們對科學研究的興趣。
4.建立淘汰和分流機制
培養(yǎng)模式的變革必須有相應(yīng)配套的管理辦法才能行之有效。學生進入本碩連讀試點班,并不等于拿到了免檢資格。學院每年對本碩連讀學生進行年度考核,考核內(nèi)容主要包括學習成績、科研能力以及思想品德表現(xiàn)等方面,并根據(jù)考核結(jié)果進行淘汰和分流。凡學業(yè)成績不合格或受到紀律處分的學生,將被取消本碩連讀資格,滾動到其他班級學習。普通班學生如果成績達到試點班水平,其他方面考核合格,將加入到試點班。
5.營造學生自主學習氛圍
通過營造自主學習的氛圍,使學生從灌輸式學習變?yōu)樽灾魇綄W習,激發(fā)學生的學習和探索興趣,點燃其追求科學夢想的火花,這樣的學習氛圍有利于創(chuàng)新型人才的脫穎而出。首先,營造寬松的學習環(huán)境。適量增加選修課的比例,讓學生多選擇一些感興趣的專業(yè)拓展課程。據(jù)統(tǒng)計,美國研究型大學選修課的比例占到總課程的50%左右,而我國研究型大學一般情況下則僅占到25%左右,這樣的課程設(shè)置不利于學生成長[5]。目前,我校通信工程專業(yè)本碩連讀選修課的比例占總課程的27%,有利于學生的自主性學習,擴大了知識覆蓋空間。改變以前課堂以灌輸式為主的教學方式,開設(shè)了多門討論課和專題研討課,以問題入手訓練創(chuàng)新思維,以科技前沿激發(fā)學習興趣,以課堂互動啟迪心靈智慧,以鼓勵質(zhì)疑倡導探索精神[6]。這樣,幫助學生解決疑難問題,有針對性地組織教學,營造了一個寬松的學習環(huán)境。第二,強化實驗環(huán)節(jié),改善硬件條件,創(chuàng)造良好的實驗室環(huán)境。由于通信工程是電子信息類學科,很多課程要通過實驗環(huán)節(jié)強化和鞏固學生所學的理論知識,它不僅能驗證理論,又能鍛煉學生的觀察能力、分析能力和動手能力,是培養(yǎng)學生綜合能力的重要手段。學校在這方面投入大量財力、物力,下大力氣改善實驗室環(huán)境,更新硬件設(shè)施,購買了多種軟件和硬件設(shè)備,滿足了學生的實驗要求。第三,鼓勵學生參加全國大學生電子大賽,構(gòu)建研究型學習小組,抽調(diào)部分教師專門設(shè)立針對性專題帶領(lǐng)學生進行賽前準備,已經(jīng)連續(xù)幾年在全國性電子大賽中取得優(yōu)異成績。目前,學院有各類教學或科研實驗室十多個,完全能夠滿足學生自主學習和自我發(fā)展的需要。