《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》指出:“世界多极化、经济全球化深入发展,科技进步日新月异,人才竞争日趋激烈。面对前所未有的机遇和挑战,必须清醒地认识到,学生适应社会和就业创业能力不强,创新型、实用型、复合型人才紧缺。”现代社会迫切需要掌握高新技术、实践能力强的应用型人才。因此,发展应用型本科教育、培养本科层次的应用型人才是时代赋予普通本科院校的光荣使命。
顺应时代需求,北京信息科技大学(以下简称“我校”)的办学定位以培养高素质应用型人才为主,强调应用型知识和技术。作为我校第一批应用型人才培养试点专业的测控技术与仪器专业(简称测控专业)立足学校办学定位,结合北京市对创新型工程人才的需求,确立了创新型工程人才培养目标,专注于人才培养的实践性、创新性,以专业口径宽、工程实践能力强、光机电一体化结合和测控综合实践能力具有优势为专业培养特色。要强化专业培养特色,实现培养目标,就必须在实践教学方面加大投入。课程设计计算机测控实践属于综合实践环节,是一门必修的实践教学课程,是唯一将计算机软硬件与测控技术融合的综合实践训练课程及专业核心课程,是学生验证与融汇计算机基础理论知识的重要手段与过程。做好计算机测控实践的教学研究工作对于本专业创新工程应用型人才的培养起着至关重要的作用。
一测控专业应用型人才的能力内涵
能力是一个人较稳定的个性心理特征,直接影响着人的活动效率,关系到活动任务能否顺利完成。它表现在人们掌握知识和技能的难易、快慢、深浅、巩固程度以及运用知识解决实际问题等方面。大学毕业生只有在能力上胜任工作,才能取得好的工作绩效。
能力与知识相辅相成,二者互为前提和结果。能力在掌握知识的过程中通过学习和训练形成和发展,以一定的能力为前提则可以进一步掌握知识。一个人能力与知识的发展并不完全一致,具有同等知识的人能力不一定相等,具有相等能力的人不一定有同等的知识。一般来说,能力的形成和发展远较知识的获得要慢。因此,应用型人才的培养在灌输专业知识的基础上,要以培养学生实践应用能力为工作重点。
1.测控专业应用型人才的能力结构
测控技术与仪器专业是一个多学科交叉的专业,其主干学科为仪器科学与技术,支撑学科包括光学工程、机械工程、电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与技术等。本专业的应用型人才培养目标是:培养学生在光机电一体化系统、测量与控制以及计算机应用等领域具有应用和创新能力,能在先进制造、光机电一体化、信息技术等领域从事测控系统开发、设计和维护工作,能在测量与控制、仪器和系统的研发、设计制造、应用开发、运行管理等岗位持续发展。
2.测控专业创新工程应用型人才的能力构成
第一,基本专业能力。(1)学习能力。学习能力包含了获取知识的能力以及搜集信息、查阅文献、自我学习、不断提高的能力。只有不断学习才能跟上不断更新的时代步伐,对于大学生来说,学校里所学到的理论知识和技能仍是有限的,未来职业成长的潜力更多地取决于学习能力。(2)动手能力。本科应用型人才不仅需要掌握较深较宽的理论知识,而且要有较强的动手操作能力,包括测控仪器及设备的操作能力、测控工程项目的实施能力、光机电各专业软件的操作能力和绘图读图能力等。(3)知识应用能力。主要指将理论联系实际,实现观察、分析、解决一般性问题的能力。本科应用型人才要学会用科学知识和方法解决实际问题,养成在实际工作环境下的思维方式和行为方式。(4)文字表达能力。包括文字表达能力和口头表达能力。文字表达能力在学校阶段主要体现在实验报告、课程设计总结报告、综合实践报告、毕业设计论文等书面文档,将来工作阶段体现在招投标书、技术设计、技术总结、合同、协议等文书;口头表达能力包括做报告、讨论技术问题及答辩等环节,促进沟通与交流。
第二,综合应用能力。(1)技术开发能力。指将所学知识综合应用,设计一个完整的测控系统的能力,并能根据生产实践中的具体技术问题进行二次技术开发。(2)创新能力。指在技术开发与管理过程中,具有创新的意识、创新的思路及创新的策略,敢于创新实践,能够将新的技术思想转变为实际技术方案并加以实施的能力。(3)协同能力。指在项目进行过程中能够具有团结协作精神,与其他成员和谐相处,具有承担责任的勇气,考虑问题能做到周到、周密。(4)组织协调能力。指
能根据实际问题制订工作计划,组织项目成员按预定计划进行工作,协调各成员及各部门的关系,对项目实施过程中的进度、人员、资料及最终结果进行有效管理的能力。
综上所述,测控专业应用型人才的能力就是以上多种能力组合形成的合力。
二计算机测控实践的教学理念
从测控技术及仪器的专业特点出发,计算机测控实践的教学理念是:紧紧围绕应用型人才培养的目标,以培养实践应用能力为教学重心,确立与培养目标相统一的应用型教学目标,体现多层次、个性化的培养特征,制定侧重能力训练的实施方案,最终以能力形成为主要的评价因素,强化提高学生的实践应用能力。
1.教学目标
计算机科学与技术对于测控专业的重要性日益增强,是其教学体系中极为重要的分支,因此,计算机测控实践的教学目标确立为:通过计算机测控实践教学环节的实施,使学生在完成计算机系列课程理论学习的基础上,完整地建立一个计算机测控系统,完成信号的采集、传输、存储和处理过程,做到至少某一个计算机技术方面(如单片机、DSP、ARM、PLC、程序设计等)能学以致用,初步达到能综合设计及应用的水平,全方位地锻炼动手能力、实践创新能力、组织协调能力等,提高测控专业创新工程应用型人才培养的内在质量。
2.应用能力的培养
计算机测控实践是一次综合性的设计实践,旨在培养学生运用计算机理论课程的知识与技能,形成解决具有一定综合性问题的测控专业应用能力。其教学过程对应于应用型人才的能力结构设置,体现了多方面培养学生能力的过程,具体来讲,在基本专业能力和综合应用能力方面都达到了强化训练的目的。
第一,基本专业能力。通过计算机测控实践的锻炼,学生把各课程和自学的知识融合起来,把书本上的分科知识应用到具体问题中,达到将专业知识变成实践能力的实质性转变。学生参与一个专业项目设计的全过程,养成积极主动的学习习惯,提高了学习能力、专业内涵,完成专业实践能力的基本训练,为将来的专业发展打好了基础。
第二,综合应用能力。通过计算机测控实践的锻炼,学生全程参与一个完整的计算机测控系统的建立过程,从查阅资料开始,到系统实现、提交总结报告、撰写设计说明书、答辩,全方位地训练了学生的实践技能,培养了学生从事科研及工程应用的能力。学生通过项目小组合作制的教学方式认识到人员协作的重要性及协作的技巧,提高了学生的组织能力、协作能力和沟通能力。
三计算机测控实践项目实施方案
作为计算机软硬件理论课程的进一步深化,综合实践环节计算机测控实践依据程序设计的基本理论思想及实现原理、计算机硬件的基本工作原理及测量控制基本原理,设计并实现一个基本的计算机测控系统,充分体现了实践应用能力的训练和提高。“实干”是其主要特征,“做出东西来”是其具体目标。
计算机测控实践项目实施方案必须考虑应用型本科人才多层次、多元化的能力特点,以培养学生实践应用能力为重点,从设计内容选题、教学方式创新、培养质量监控和多元评价体系等方面提出具体执行措施。
1.选题
为凸显专业特色,要始终围绕信息的获取、处理、传输和控制各技术分支所必需的知识和技能组织选题,以综合性和设计性为基本选题原则,体现光机电一体化结合这一主线。由学生根据自身学习兴趣及基础能力,自主设计实验项目,做到学生至少在某一个计算机技术方面能得到充分的训练,使应用能力得到实质性提高。并鼓励学生选题敢于涉及还没有接触到的技术和设计方法,在实践过程中通过自学加以掌握,可进一步强化学生的创新能力及技术开发能力。
2.教学方式
在实验教学方式上,从“教”为中心转向为以“学”为中心,强化过程教学,注重学生能力的形成和积累过程,注重成果型训练,有利于满足学生的成就感,从而激发学生的专业学习兴趣与好奇心;教师将自己的研究成果和方法传授给学生,同时将科研思维、科研方法、实验设计和科学技术训练融入教学过程,使学生掌握知识灵活应用的方法,养成探索的兴趣和习惯;采用项目管理的组织形式,组成适当的教学小组,包括指导教师和学生,形成分散教学和集中教学的实践教学模式;在大半个学期的时间跨度中,学生可根据项目进度自主安排实验时间,其教学场地不固定地点,学生可依据实验室开放的设备,自行选择必需设备、元器件、实验板及必备工具,自由设计实验步骤,完成实验操作。
3.培养质量监控
由指导教师实行全程监控,定期询问及检查项目进度,及时解决项目进行过程中出现的问题和困难,同时监控学生的工作质量,随时记录备案。按照开题——中期——答辩三个时间节点,执行阶段打分,设置必要的开题环节,以确保学生选题的合理性与可执行性;中期检查、督促与警告,尽量避免前松后紧的情况发生,确保项目实施质量;设置必要的成果提交答辩环节,以确保项目实施效果的合理评价与计分。
4.考核评价体系
考核评价体系的制定原则是以能力评价为中心,通过现场考核、设计报告、答辩考核、综合评价等多种方式相结合,突出对学生基本专业能力和综合应用能力的全面考核。在教学过程中,通过对项目细节进行考察评价学生的能力形成,通过对项目主体内容的掌握程度以及知识的灵活应用进行考察评价学生的综合应用能力,并在上述评价的基础上给出最终成绩。
四结束语
计算机测控实践教学在测控专业应用型人才培养中发挥着重要作用,有利于巩固学生的专业知识,提高学生的实践能力,增强学生的工程意识和创新意识,增长学生的实际才干。其特点有:(1)突出应用型人才培养特色,以项目实干和成果训练为特征,强化计算机测控实践环节教学,强调应用能力的培养;(2)紧跟新技术,选题多样化,坚持科研促进教学的原则,鼓励教师将最新科学研究成果、学科竞赛项目及大学生科技创新项目充实到选题中,强化知识应用与创新;(3)以学生为教学主体,因材施教,有针对性地加强学生在某个具体计算机技术方向上的技能培养,注重学生特长的发挥,以点带面,增强学生工程实践能力;(4)促进教师积极探索从理论到实践的转换环节,进行必要的技术再教育和知识更新,提高业务素质和学术水平以适应培养应用型人才的师资需要。
参考文献
[1]干洪、徐达奇.高素质工程应用型人才培养途径研究[J].高等工程教育研究,2010(6)
[2]魏克湘、刘迎春、董丽君等.工程应用型人才培养实践教学体系的研究与实践[J].中国大学教学,2011(1)
[3]宋克慧、田圣会、彭庆文.应用型人才的知识、能力、素质结构及其培养[J].高等教育研究,2012(7)
[4]彭楚武、荣宏、唐求.电类专业学生计算机测控系统研发能力培养模式的研究与实践[J].大学教育科学,2004(3)
[5]王力纲、崔颖.构建应用型人才培养的实践教学体系研究[J].当代教育论坛,2010(5)