本科卓越工程師畢業設計教學改革初探

時間:2022-02-02 08:42:49

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本科卓越工程師畢業設計教學改革初探

【摘要】文章闡述了國家教育部關于高校卓越工程師教育的發展要求,突出了新形勢下高等教育科技創新能力培養的重要性。著重說明了本科卓越工程師教育改革建設思路:改革工科專業卓越班畢業設計模式,提高工程項目結合;文件標準化改革;畢業設計信息化建設等,提出面向本科卓越工程師教育改革措施:深化校企結合機制、形成高水平教學團隊、強化教學質量監控評估。通過實施本科生導師制,開展基于項目的參與式學習、創新教學方式等,對本科卓越工程師畢業設計教學改革進行了總結展望。

【關鍵詞】卓越工程師;畢業設計;項目引導;教學改革

實踐教學系列化建設與改革,構建貫穿大學四年,是由簡單到復雜,逐層提高、能力進階的系列化項目教學。工科本科生畢業設計是學生完成四年教學計劃的最后一個教學環節,是工科本科生培養的終端學習過程以及反映工科本科人才培養質量的重要指標。為貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目,教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”,著力解決高等工程教育中的實踐性和創新性問題,加緊培養一批創新性強,能夠適應經濟和社會發展需求的各類工程科技人才,提高科技創新能力,對于加快經濟發展方式的轉變、實現未來我國經濟社會的持續發展,將產生深遠的影響。針對目前高校工科專業高級應用工程型人才培養的現狀,以工程技術能力培養為主線,以完善實踐教學體系中本科卓越班本科生畢業設計和改進實踐教學模式為目的,通過改革卓越班畢業設計的形式與內容,建立項目引導下的畢業設計選題、開題、設計、結題等流程一體化工作模式,完善畢業設計的運行措施。因此,針對本科卓越班本科生畢業設計從論文選題、論文時間安排、教師指導與管理等多方面進行實踐教學系列化建設與改革,對提高培養高級應用工程型人才質量,保證“卓越工程師計劃”整體教學質量具有重要的現實意義。

一、本科卓越工程師教育改革建設思路

1.改革本科卓越班畢業設計選題模式,增加來源于工程項目的組合題目的比例

基于項目引導和任務引導原則,引導學生構思設計方案,在項目總體設計的基礎上,實現各項任務子系統的集成設計,目的是增強卓越班畢業生在實際工程環境下的團隊協同工作意識和能力,在真實的項目和工程環境中完成畢業設計,開闊視野,活躍思維,挖掘創造力,培養工程能力和創新意識。同時這些年的局部實驗已證明,這一模式彌補了學生單兵能力偏弱的問題。另外,此項改革牽涉到考核機制的變革,針對這一改變,在原有評分標準的基礎上,需增加所在設計小組成績加權項,小組每個成員的成績要有組長的評分加權等改革。這一改革已在課程設計的評分機制中實驗,證明是可行的。

2.本科卓越班畢業設計文件標準化改革

卓越班本科生畢業設計的每一環節,學校均有相關文件模板用以規范各環節的文件撰寫,這是我們的優勢和基礎,但實踐中,學生往往還不能夠依此撰寫出合格的設計文件,指導教師還需花費大量的時間和多次的往復審閱和批改才能完成。因此,研究建立規范化的設計文件樣板集以及撰寫指南,對規范設計文件、合理減少文件寫作和指導時間具有積極的作用??刂祁悓I的畢業設計文件具有很多共性的問題,總結規律,隨著本項目的不斷推進,提出各類控制系統的標準化設計文件集供后續的畢業設計參考。

3.建立本科卓越班畢業設計信息網站

網站主要介紹卓越班本科生畢業設計的各項規范及文件撰寫指南、設計信息搜索、信息公告、檢測控制器件和裝置軟硬件廠商資料搜索下載、選題操作、標準題庫、問卷調查等,為控制系統集成設計提供有力工具,目的是體現本項目服務的特色。

4.改革畢業設計課題設置適應學生未來規劃

按不同學生(繼續學習和直接畢業)的不同需要,明確研究、設計型課題分別適應的對象;規范校外選題的設計與指導流程;逐步減少虛擬課題的比例等。校外課題采用雙導師制,應注重培養學生實際應用能力,強調工程實踐,采用3.5+0.5模式進行教學安排,在條件具備后,并向3+1模式積極推進。以上四項改革主要體現出本項目的“以工程視角,培養和提升學生創新能力,規范畢業設計,提供優質服務”的立題宗旨。

二、面向本科卓越工程師教育改革的相關措施

1.探索校企深度合作新機制,創新卓越工程技術人才培養新模式

樹立高等教育主動適應國家發展戰略和經濟社會發展需要的工程教育新觀念,探索校企合作新機制,創新人才培養新模式,樹立“面向工業界、面向世界、面向未來”的教育理念。對前期改革與實踐的“定制培養”產學研合作教育模式進一步完善與深化,借鑒國內外先進工程教育理念,形成“行業企業全程深度參與”的校企聯合培養新模式。挖掘企業內部需求,調動企業參與積極性。根據行業企業需求,設立“流程工業過程控制”“裝備制造智能化”“智能檢測”等專業方向,由相關行業企業全程參與人才培養,在完成基礎理論課程學習的基礎上,探索由企業、學校共同主導的專業知識與工程實踐能力培養模式,將企業原有應屆畢業生“實(見)習期”培訓內容與培養過程有機結合,將行業共性工程技術作為培養計劃一部分。從招生計劃、培養方案、理論實踐教學、基地隊伍建設、課程教材建設到科學研究和就業創業等環節的整個人才培養過程中,校企緊密深度合作,優勢互補,推動人才培養質量的穩步提高和生產技術的不斷進步。邀請行業企業參與設計培養目標,制訂人才培養方案,共同實施培養過程,使企業由單純的用人單位逐步轉變為聯合培養單位,縮小原有的高校人才培養與企業需求間的鴻溝,使所培養的學生更適應企業和社會需求。

2.健全師資培訓新機制,打造高水平教學團隊

專業建設的關鍵是師資,圍繞核心課程群,以優秀教師為帶頭人,建設熱愛教學、改革意識強、結構合理、教學質量高的優秀教學團隊是完成人才培養目標的重要保障。河南科技大學自動化專業已有部分教師以“企業博士后”“科技特派員”等身份深入企業一線,積累科研與工程實踐經驗,本項目仍將有計劃地選派青年教師以企業博士后、掛職鍛煉、項目合作、企業培訓等多種形式到企業交流,積累、豐富工程實踐經驗。選聘和培養既具有較高的理論水平,又具有較強工程設計和工程創新能力的教師。同時,充分利用學校所在地洛陽市工業基礎雄厚的優勢,考察選聘企業管理人員、技術骨干作為工程實踐教育兼職教師。校企共同細化明確卓越計劃的課程體系和教學內容,聯合確定實習內容、畢業設計題目等實踐教學環節,共同評價培養質量。校內專職教師主要承擔專業基礎課和理論性強的專業課教學任務。企業兼職教師主要承擔實踐性強的專業課教學任務及企業實踐環節、企業文化、行業標準等方面的教育教學。畢業設計環節采取雙導師制,由校企雙方對學生進行聯合指導。高水平的師資是保障卓越計劃實現預期目標的重要條件,通過開放、競爭、合作的管理模式,打造一支理論水平高、實踐能力強的師資隊伍,并總結其中的制度、模式。通過校企雙方深度合作,形成一支了解行業需求、理論水平高、實踐經驗豐富、熱愛教學工作的高水平專兼結合的教師隊伍。

3.強化和完善質量監控和評價體系,不斷提高教學質量

管理和考核體系是實現改革目標的重要制度保障,通過建立校內質量監控體系、社會評價體系、聯合培養單位質量反饋體系三位一體的人才培養質量監控與保障體系,不斷創新產學研合作機制,確保人才培養質量。建立試點專業的專門學生考核與評價機制,以學生工程能力評價為主體,建立以課程、實踐、學校導師、企業導師四位一體的評價體系,注重對學生的工程能力、組織能力、團隊合作能力、人際交往能力、學習能力的評價,突破傳統教育中以知識為主的考核方式,將對學生能力的評價作為學生畢業的重要依據。

三、樹立學生主體地位的創新教學方法

項目以卓越自動化工程技術人員培養為目標,深化教學研究、更新教學觀念、注重因材施教、改進教學方式、完善教學手段,突出學生在學習過程中的主體地位,充分發揮學生自主性,積極探索交互式教學新方法。

1.實行本科生導師制

以教學團隊中的研究生導師為主體,構建本科生導師隊伍,學生融入導師研究團隊,在導師、研究生、高年級本科生的指導和幫助下參與科研活動,充分發揮潛力與特長,培養學生的個性,實現人才培養共性和個性的協調發展。

2.轉變教育教學觀念,突出學生主體地位

由傳授知識為主向培養能力、提高素質為主轉變;由強調以教師為主體向以教師為主導、學生為主體轉變;由教師絕對權威向教學相長的觀念轉變。在教學方法上,推行以教師為主導、以學生為主體的研究型學習方法,整個學習過程都以學生為中心,學生由傳統學習過程中的被動接受者轉變為積極主動的參與者。以剖析自動化領域相關工程原理形成過程為載體,以分析、研究和解決自動化領域工程實際問題為主線,以團隊合作為形式,將知識學習與問題研究相結合,在學習知識的同時,訓練分析、解決問題的能力,學生在思考、分析和探究問題過程中主動獲取并應用知識,在解決問題過程中培養和鍛煉實踐能力,在團隊交流與合作過程中提高綜合素養。教師在研究型學習中的作用則是合理設置學習研究專題及項目,介紹相關知識,提供主要參考資料及其獲取途徑,提出學習與研究的要求和評價標準;組織學生學習研究和安排進度,進行必要的答疑。形成教師“導”、學生“演”的工程場景式學習氛圍。通過這一過程,使學生循序漸進地完成相關知識的學習與方法的訓練。

3.探索基于項目的參與式學習,創新教學方法

學生在學習過程中以項目為對象,通過全程參與工程項目或設備的構思、設計、開發、調試,學會應用已有知識,選擇有效的方法和技術,給出解決問題的方案,并進行方案評價與比較,達到項目設計與工程實踐緊密結合。學生在參與項目的學習過程中,不僅能夠綜合運用所掌握的知識、方法、技術,而且能從系統的角度處理好局部與整體、個人與集體的關系。通過學習,學生不僅可加深對知識的理解與掌握,而且能夠提高其認知能力、交流溝通能力和團隊合作精神。針對當前高校工科專業學生畢業設計學習中單兵作戰、能力較弱的特點,我們采用分組設置畢設題目的方式,避免每個學生在進入課題的過程中均耗費大量的精力,這樣既遵循了客觀規律,同時也鍛煉了學生的團結協作的意識和技能,增加了每個學生投入的實質設計的時間。學生應能根據自己的需要選擇畢設題目,從事工程課題后,無論工程意識、團隊協作精神和能力、資料的查閱能力、規范性文件的撰寫能力以及創新能力均會有所提高。通過項目引導下的畢業設計教學改革,工科專業卓越工程師的學生將具有更優秀的品質:具有良好的科學素養、扎實的基礎理論知識,具有國際視野,牢固掌握電工技術、電子技術、控制理論、自動檢測與儀表、計算機技術與應用等基礎理論和專業知識,能夠在運動控制、過程控制、電力電子技術、信息處理等生產和研究領域從事系統分析、系統設計、系統運行等研發工作,在未來將成為具有創新精神和工程實踐能力的高級工程技術人才。

參考文獻:

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[3]李德才,王俊.關于培養“卓越工程師”的幾點認識[J].研究生教育研究,2011,(3):53-57.

作者:范波 單位:河南科技大學電子信息工程學院