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如何克服目前机电专业毕业设计中存在的问题,进一步提高毕业设计质量,已成为当前高校教学改革中的重大问题之一。笔者根据近些年毕业设计的指导经验,从设计选题、组织形式、过程管理和考核评价等方面提出几点建议。
1.1选题以机电类为主
兼顾多样性现代机械工程是一门综合性很强的学科,很多先进的机械设备都是机、电、液、光、微机和控制的精密结合体,机电类题目对提升学生的设计水平和综合能力能起到重要的作用,因此,机电专业的毕业设计题目应以机电综合类题目为主,题目来源于真实课题,强调真题真做。毕业设计选题在以机电类真实课题为主的同时,须适当兼顾多样性[3],如结构设计类、软件开发类、控制类、工艺类、仿真类、探索类课题。这里有两方面的原因:1)由于高校扩招,学生规模扩大,每个教师每年都提供大量的新的机电类真实课题不是很现实。教师的科研工作除了熟悉的领域外,还需要从事一些领域前沿的探索性研究。这些工作对于教师也同样是未知的、有很强的挑战性,却是科学研究的必经之路。教师安排少量涉及领域前沿动态的题目,鼓励感兴趣的学生做,对于激发学生的创新意识、培养学生的探索精神、树立良好的学术风气具有重要的实践意义。2)即便都是机电类学生,每个学生的兴趣爱好也不尽相同。高校的根本任务是培养人才,教育应该以人为本,培育和发扬个性。学生参加创新设计大赛、挑战杯设计大赛、机器人设计大赛等科技活动的成果,可以进一步的深化、扩展和改进,作为毕业设计选题。在学习专业课的过程中,学生对某一问题的质疑、改进或推广,也可以作为毕业设计选题。这类选题由于从学生的兴趣爱好出发,学生乐于投入精力,易于产生创新性成果。
1.2组织形式以课题小组为宜
毕业设计的组织形式,宜以3~5人组成毕业设计小组,一组一题,以小组为单位完成毕业设计。设计内容中的查阅文献、方案选择和系统总体设计,要求所有成员共同完成,而局部计算和结构设计等分工进行。设计小组在每人分别调研的基础上经讨论得出统一的方案,经指导教师同意后将方案确定下来,然后明确分工,各展所长,协作互补,这个过程能有效地锻炼学生的沟通能力和协作能力。与一人一题的形式相比,课题组的形式有利于培养学生的交流和沟通能力,加强学生的团队合作精神。在21世纪的今天,人的沟通能力和合作精神非常重要,因为几乎没有项目是一个人可以单独完成的,一个人哪怕是天才,如果他不能融洽的和他人沟通合作,一味的孤僻自傲,那么他的价值将大幅度下降。
1.3重视毕业设计过程管理
毕业设计管理是毕业设计工作的重要构成,直接影响毕业设计的进程和质量,因此必须加强毕业设计的过程管理[4,5]。
1.3.1严格过程管理确保设计质量在第七学期布置题目,使学生放假前就能够带着课题和问题学习。督促学生大量查阅资料,充分利用网络资源,分析研究课题相关资料,撰写开题报告。每周两次课题组集体讨论,开展以学生交流沟通为主的交互式研讨。通过集体讨论,列出各种解决问题的方法,并逐个进行分析,找到最佳解决方案和减少风险的方法。方案确定后,要求课题组成员进行任务分工,制定出任务进程表,并严格执行。讨论过程中,教师作点评和提问,既要对学生的设计工作给予充分肯定,又要及时指出方案和图纸中存在的问题,提出指导性的修改意见;同时,要注意个性教育,及时发现学生毕业设计中的闪光点、创新点,并加以正确引导。每个设计阶段末,即在开题阶段末、方案确定阶段末、设计阶段末等,都要及时要求学生将所做的工作形成文字,整理成为毕业论文的章节初稿。对学生的出勤情况、提问情况、问题的分析与解决情况、阶段工作的完成情况等,教师都要做详细记录,为学生的毕业设计成绩评定提供较全面的依据。
1.3.2组织阶段汇报和专题讲座开题报告、中期报告、毕业答辩都要求学生整理资料,制作PPT,进行汇报。不仅促进了学生对工作进度的有效控制,同时训练了学生的口头表达能力和PPT展示能力。毕业设计是大学生经历的第一次综合设计训练或第一次科研项目活动,教师可以就学生在毕业设计中存在的一些共性问题,组织开展一些讲座活动,如关于文献查找、阅读和整理的讲座、关于科技论文写作和排版的讲座、关于课题相关领域前沿的学术讲座等,营造良好的学习氛围。
1.3.3培养学生科技论文的写作能力毕业论文的撰写是毕业设计工作的一大内容,它要求设计者对毕业设计的具体工作,用文字、数据、图表等形式进行总结、分析论证和说明。指导教师要重视学生论文的撰写过程,要求学生撰写提纲并审查,应对论文的结构、内容、格式、规范等提出具体的要求,指导学生如何归纳问题、阐述问题,应对论文初稿进行检查并及时提出修改意见。通过毕业设计论文的撰写,培养学生严谨的科学态度和科技论文的写作能力。
2优化考核评价体系
目前的毕业设计成绩考核多侧重于知识的终结性评价,教师主要关注结果展现,而忽视了学生在实践过程中所展现的创新意识、人文素养、动手能力、发展潜能和个性特长等项的评估。学生今后的发展不仅仅依靠专业知识和技能,还需要多方面的能力和素养。很多的学生毕业后,可能是依靠专业知识以外的某项特长而获得长足发展,因此,充分挖掘发现学生的潜能和特长,并给予鼓励和引导,才是人本主义的教育,所以,有必要构建设计结果和实践过程并重的多元考核评价体系,激发学生的创新意识和参加实践活动的积极性。多元考核评价体系是指多人多角度对学生的毕业设计进行评价,体现成绩的公平和公正。“多人”包括指导老师、评阅老师和答辩老师“;多角度”包括文献查找能力、科研创新能力、交流沟通能力、实践动手能力、表达展示能力、论文写作能力、绘图能力和软件应用能力等。多元考核评价体系并不是苛求所有的学生都做到“全面发展”、“遍地开花”,而是为了更好地发现每个学生的潜能和闪光点。对于有个性有特长的学生,如论文立意新颖、创新意识强的学生、动手实践能力特强的学生、以第一作者撰写论文并在核心期刊发表的学生,毕业设计成绩应该评优,并且要设法给他们以展示个人才华的空间和机会。
3结束语
关键词:培养模式;知识结构;课程体系
作者简介:王军(1979-),男,满族,辽宁本溪人,江西理工大学机电工程学院,讲师;何鹏举(1961-),男,甘肃庆阳人,江西理工大学机电工程学院,教授。(江西?赣州?341000)
基金项目:本文系江西省高等学校教学改革研究课题“测控技术与仪器专业本科教育与研究生教育一体化培养模式研究”(JXJG-09-6-16)的研究成果。
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)28-0021-02
近十余年来,我国的本科生毕业人数从1999年的44万人扩大到2011年的660万人,研究生的招生规模也从1999年的7.1万人扩大到2011年的52.4万人,当一个国家的本科高等教育达到大众化甚至普及化的时候,必然会追求更高层次(研究生教育)的大众化。在高等教育日益普及的今天,面对高校通识教育与专业教育、教学质量与招生规模、专业理论与实践能力的矛盾,如何优化人才培养体系、提高教学质量是每一个教育工作者所面临的问题。
本科生教育是大学中的基础教育,强调的是学习但不能没有研究性和实践性的训练;研究生教育是我国教育体系中的最高层次教育,强调的是研究和创造性,但是也不能忽视基础教育,尤其是自然科学的系统知识体系以及人文社科和思想品德教育。大学中的基础教育与高层次教育是一个有机体,应把学生的基础知识、专业知识以及实践能力的培养过程按照一个有机的整体进行设计和考虑,打通本科生高年级与研究生教育之间的隔离。[1]
一、测控专业本硕一体化培养模式的可行性分析
“本硕一体化”培养模式是本科生教育与研究生教育相结合的尝试,是现行的推荐免试硕士研究生制度的补充与延伸。推荐免试指由本科阶段直接保送进入硕士生阶段学习的一种培养方式,相应的还有硕博连读培养方式,就是硕士生直接保送到博士生阶段学习,目前国内也有部分大学(如清华大学)采取部分优秀的本科生直接保送到博士的培养方式。我校在2009年正式开展推荐免试研究生的培养工作,现已实行研究生推免制度三年了,“本硕一体化”培养模式正是为了适应我校的推荐免试硕士研究生制度所进行的有效补充,不但可以缓解招生数量与培养质量的矛盾,而且有助于吸引本校优秀本科生源进入研究生阶段学习,优化本科教育与研究生教育的协调发展。
“本硕一体化”培养模式沿用了博士生培养方式中硕博连读和提前攻博的概念。硕博连读和提前攻博的培养方式是国家确定的博士生入学方式之一,缩短了研究生培养周期,对激励硕士研究生攻读博士学位产生了积极的影响。[2]硕博连读模式在美、英等发达国家有较长时间的应用和实践历史,培养了大批优秀人才,得到了世界各国较为普遍的认同和借鉴。在当前高校扩招、就业压力增大的形势下,“本硕一体化”培养模式对于促进本科生努力学习、毕业后选择继续学习或者参加工作都有着积极的影响,是高等教育多元化的一种尝试。
我校本科生教育实行3~6年的弹性学分制度,允许学生在修满规定的毕业标准学分的基础之上,根据自身的情况调整学习进度,增加了人才培养的灵活性。“本硕一体化”培养模式主张以人为本,有利于发挥学生的主观能动性,促进学生的个性化发展,充分体现了我校弹性学分制度的优越性,“本硕一体化”培养模式对于促进素质教育、提高人才培养质量有着积极的影响。
二、本硕一体化课程体系改革与优化
测控专业是光、机、电、计算机多专业交融的技术学科,针对测控专业多学科、多专业交叉融合的显著特点,以“测试计量技术及仪器”、“精密机械及仪器”、“机械电子工程”等硕士点的人才培养为导向,以矿山、冶金、仪器仪表等行业需求为目标完善本专业的电类和机械类课程。对本科生和研究生的知识结构、能力结构进行了层次设计和分类设计,修订本科生和研究生培养方案,统筹安排本科课程与硕士研究生课程,调整课程设置,整合课程内容,使课程体系相互衔接,以就业和读研两个方向灵活设置选修课程,加强专业素质和能力培养,满足就业和读研的需求。
在本科三年级结束后,根据导师组的考核意见以及学生个人的选择、能力和兴趣进行分流。一部分学生选择就业,进行本科毕业设计和毕业论文写作;另一部分达到保送研究生资格的学生则在导师的指导下进入研究生阶段的学习,该部分学生不再完成本科毕业论文,经过研究生阶段培养,最后完成硕士毕业论文即可。
1.课程体系
测控专业毕业规定总学分为186学分,包括5大模块,如表1所示。
公共必修课包括高等数学、大学英语、大学物理、思政、体育、线性代数、概率统计、复变函数与积分变化等课程,按学科大类分类设置,由学校教务处统一安排;专业必修课包括C语言程序设计、机械制图、电路、模拟电子技术、数字电子技术、工程力学、机械设计基础、自动控制原理、传感器技术、信号与系统等课程;专业选修课包括Matlab语言、测控电路、电气控制与可编程控制器、单片机原理、嵌入式系统、机电传动控制、互换性与技术测量、计算机网络、仪器总线、光电检测技术、无损检测技术、智能仪表设计技术、工程光学等课程;实践教学环节则涵盖大一到大四每个学期,包括军训、金工实习、课程设计、生产实习、毕业实习等;校级公选课是为了拓宽学生的知识面,提高学生的综合素质而安排的人文社科、经管艺术、自然科学等课程。在课程的设置上,注重知识的基础性、系统性与先进性,提高课程的综合化程度,体现“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的专业培养目标。
但以技能培养为主的技工院校,往往没有开设这一教学环节。虽然有技能鉴定环节,对学生的理论知识水平和实操技能进行较为全面的考核,但学生往往缺乏“系统”的观念,看到的只是一个个单独的个体(科目),未能将这些科目串成一个“专业”。另外,技校生的写作能力很差,特别是对于专业论文,更是毫无概念。因此,笔者经过几个学期的实践、试点,认为在高技及以上层次班级开展毕业设计是必要的、可行的,具有重大的现实意义。
一、毕业设计的意义
1.高技及以上层次班级可开展毕业设计
依据“全国技工院校专业目录”,中技层次班级往往为三年制教育,并且最后一年为校外定岗实习。他们所学的知识、技能、综合素质等往往不足以开展毕业设计。而高技及以上层次学生比中技层次学生在技能上、特别是专业知识技能上,更能适应毕业设计的要求。对初中起点高技班而言,学生临近毕业前期,已经历了三四年的理论学习、技能培养,能较深入地理解所学专业,掌握更坚实的技能水平。对于高中起点的学生,开展毕业设计的意义就更加必要。据笔者了解,高中毕业起点学生,更愿意当自己是“大学生”,愿意被当做是“大学生”。而对工科生而言,毕业设计是必需的。
2.有利于综合应用所学内容
开展毕业设计能将所学的分散的课程整合在一起,培养学生的综合应用能力,培养他们树立起“系统”的观念。技校学生往往能很好地完成单一的任务,但若要将多个单一的任务整合成一个较为复杂的大任务(或“工程”),往往是他们的“软肋”。因此,透过毕业设计,培养学生综合应用能力是十分有意义的。同时,毕业设计也是检验教学效果的一种有效方法。
3.有利于培养信息检索能力
技校学生大多不懂得“检索”一词的含义,更不会自觉、主动地开展信息检索和信息处理。他们往往是被动地接收。笔者曾给学生某个主题,要求他们去搜索资料,最后合成一份报告。一开始,学生们不以为然,认为“百度一下”而已嘛。但结果是令人失望的,他们未能很好完成检索工作。因此,开设毕业设计,培养、引导学生学习有效的信息检索,并能对信息进行处理,取其精华,去其糟粕。检索能力的培养和锻炼,笔者认为无论对谁都是必需的、有意义的。
4.有利于学习论文写作
笔者在参加维修电工技师、高级技师培训班的论文辅导时,深感基本写作能力的重要性。在笔者辅导的学员中,有不少技能很好,但一提笔就头疼,甚至连一个完整的句子都表达不出来。另外,在工作岗位上,特别是在专业技术岗位上,论文撰写是必不可少的。它是一种合理的、准确的总结与表达,是一种有效的沟通、交流方式。对即将踏入社会的学生而言,指导他们认识什么是论文,并初步撰写简单的毕业论文,无疑是十分有意义的。
二、毕业设计的开展
1.合理选题,全程指导
老师拟定若干课题,学生根据实际情况选定。考虑到学生尚无自主选题能力,课题的设计必须由老师完成。老师必须结合学校实际情况(包括硬件、课程开设、专业特点等实际情况)和学生的实际知识水平、技能水平,有针对性地设计一些综合性课题。这些课题,不能是凭空设想的,必须是实际工程项目的一部分(可以是适当简化的)。只有实打实的、贴近生活的课题,才符合技校特点,才能让学生感受到实际场景。
笔者学校设计了如下几个课题:全自动化洗衣机系统设计;自动售货机控制系统设计;多路抢答器设计;多功能电子时钟设计;基于PWM的直接电机调速系统设计;5层电梯控制系统设计。每个课题都能结合学校实训设备进行实地实物制作与调试,作为毕业成果。
老师还必须结合学生实际情况,指导其合理选题,避免中途出现课题太难或太简单的情形,保证学生能在有效时间内完成相应要求。同时指导教师必须全程跟踪、指导学生,特别是引导学生学习如何检索资料、如何进行信息整合、如何寻求问题突破口。一句话,老师必须更加重视“过程”,而非“结果”。因为熟悉设计流程、学习信息检索就是毕业设计的一大目的。
2.制订计划,遵照执行
学生选题后,指导教师必须十分重视学生进度计划的制订。这一方面让学生体会到计划对开展工作的必要性和好处,另外一方面也是对学生的一种约束与鞭策。
老师必须重视指导学生开展计划的制订,合理分配时间段。计划制定后,必须由老师签名、学生本人签名确认,并定期开展验收工作。这样可以及时发现存在的问题,并及时解决,也能很好地避免学生惰性发作。
3.逐个击破,树立信心
课题要求阶梯式,每个课题分若干步骤完成,比如首先是基础功能(要求),接着是相互独立的提高要求。学生犹如搭积木似的开展毕业设计,逐个击破,而不要求系统地一次性完成整个设计要求。这样的好处是明显的,学生完成基本要求后,对后续提高要求的破解就更有信心。
笔者一开始开展毕业设计,一次性就将设计要求给出,最后发现效果很差。这再次验证了技校学生缺乏系统意识,无法全盘考虑问题、解决问题。之后,笔者将所有课题设计成“积木式”,每个学生都必须完成最基本的“拼装”(基本要求),之后逐个完成提高要求。其实这也是一种很重要的编程思想——模块化。
4.撰写论文,学习表达
开展毕业设计的重要一环,就是撰写毕业论文,对课题完成情况进行合理、准确、规范的表达。其目的不在于论文本身,而在指导学生认识到什么是论文,让学生明白有效地开展信息检索是有好处的,这对以后的工作是非常有帮助的。
在这一过程中,指导老师必须介绍论文的意义、论文的结构框架、撰写要求、技巧等,还必须给出范文供学生参考。另外,诸如字体、排版等基本要求,也是学生往往不重视的部分,他们往往认为,这是小事。对此,指导老师必须严格要求学生重视细节,让他们明白细节决定成败。
指导老师还应充分认识到学生表达能力差、不善于开展信息检索等问题,并全程引导、帮助学生开展信息检索,比如如何设定检索关键词,以更快获取期望的信息。同时,还必须指导学生学习如何对检索到的原始素材进行有效的取舍、组织、消化,最终形成对学生有意义的资料。总之,指导学生撰写论文往往比指导课题设计更难,需要花费更多的精力和耐心,但对提高学生的能力而言是毋庸置疑的。
三、小结
结合笔者近年来的教学实践,笔者认为高技及以上层次(特别是兼修大专或本科)的学生开展毕业设计对全面考核教育、教学质量,切实提高学生综合能力,特别是设计能力、信息检索能力、论文写作能力,具有十分有益的作用,可以为其走向工作岗位奠定良好的学业基础。
参考文献:
[1]张桂香.机电类专业毕业设计指南[M].机械工业出版社,2005.
[2]人力资源与社会保障部.全国技工院校专业目录(2013年修订)[Z].北京:中国劳动社会保障出版社,2013.
(作者单位:广东省粤东高级技工学校)
关键词: 科研; 教学; 研究; 实践
中图分类号: G644 文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2013)03-0059-02
“教学与科研相统一”作为大学的一种思想和理念,最先由法国“百科全书派”提出,其实质是欧洲对大学培养创新人才的要求。但真正在办学实践中贯彻并使之闻名于世的是19世纪初洪堡所领导的柏林大学。柏林大学从创立之初就坚持科研应为教学服务,一切教学均应基于科研,科研包容在教学之中[1]。千百年来,我国对教师的定义是:师者,所以传道、授业、解惑也。进入现代社会,应该对这一定义进行拓展,变更为:师者,所以以传道、授业、解惑、创新也。二十世纪初,以德国大学的Seminar为蓝本,在北京大学首创文、理、法三科研究所,主张教学与科研相结合,提倡思想自由,兼容并包,从而在较短的时间内使北京大学面貌焕然一新,成为一所中国第一流的高等学府[2]。认为:“大学无研究院,则教员易陷入抄发讲义不求进步之陋习。”因此,设立研究所,使大学高年级学生得以在导师指导下,有从事科学研究的机会,也为大学毕业生深造创造条件。随着社会的发展,到20世纪80、90年代,美国当代著名高等教育学者伯顿·克拉克发现,高等教育领域的研究者们对长期流行于学界的教学与科研相融相长的观点提出了质疑。伯顿·克拉克基于自己对美国大学多年的实地调查和研究,于1987年描述了当时美国大学中教学和科研日益分离的现状:“知识的生产和创造者们俨然是大学中声望卓著的优等公民,而那些整日奔波于本科教学的知识传授者则明显地处于劣势地位……因此,大学的学术生活必须进行重构”[3]。一些实证研究也表明教师的科研能力与教学效果不一定成正相关,一些研究认为成微弱正相关,一些研究认为成不相关,甚至有的认为成负相关。根据对西南科技大学部分学生的调查,学生反而喜欢科研能力居中的老师。他们认为科研能力居中的教师,不仅具有相当的科研素养和水平,对课程内容理解充分,而且对学生也能细致体贴,讲解认真负责,帮助学生更好地把握课程内容。科研能力强的人可能过多地将时间用于科研而忽视教学,同时,科研能力强的教师智商高,能轻松理解课程的基本原理,理所当然地认为学生也能轻松理解,而不注重认真细致地讲解给学生,导致学生对这些原理不能很好地掌握。科研能力差的教师可能存在自身对课程基本原理的理解还不够透彻,因而难以给学生深入细致地讲解,导致学生对这些原理不能很好地掌握。这就说明科研和教学相融相长并不是必然关系。因此我们就需要寻找到一些途径,以促进科研和教学的融合,切实达到科研反哺教学的效果。
一、转变教师对大学课程的教学内容和教学方法的看法,重视课堂教学与科研的结合
教学要建立在科研的基础上,科研也要围绕教学展开,实现教学科研齐头并进的发展。“教而不研则浅,研而不教则空”,教师不仅要进行教学,而且还要进行科研工作。教师如果能够坚持开展科学研究,就会对所研究领域的动态和前沿比较熟悉,就能把所讲授的专业基础知识与本人所研究的方向结合起来,通过自己切身的创造经验,把知识讲活,使教学充满活力,使学生在掌握专业基础知识的同时,也对本专业的最新科技进展有所了解,从而在提高学生的科学素质的同时也极大地提高专业基础课的教学质量。
我校材料科学与工程学院对《材料物理》专业课程的讲授,提倡学生以“研究”方式学习,强调理论教学、文献查阅与实验教学三者的结合,活跃在科研第一线的教学团队经过长期努力,建成课程相关的文献资源,在教学过程中按照课堂布置、课外查阅、课外小组讨论、课堂学生PPT讲解与讨论四个环节,成功实现课堂教学与科研的融合[4]。比如说,《材料物理》教材中有“高温超导材料”专题,2011年是超导现象发现100周年,Nature Materials与Science等权威期刊都发表了重要评论,教学团队相应地建立了文献资源“超导百年回顾与展望”,让学生更为清楚地了解了超导的历史与发展方向。《材料物理》课程共建立了约20个专题、约80篇国外权威期刊论文为主的文献资源,并逐年随着相关学科发展而完善。通过对《材料物理》各个专题的研究式学习,参与科研创新活动,学生听、说、读与写以及文献查阅总结能力都有一定程度的提高,而且通过学术讨论,许多专业问题越辩越真,对课程的认识和理解也更深入。
二、以科研促进实验教学,培养学生创新精神和实践能力
实验教学是高等学校教学的重要组成部分,也是培养学生实践动手能力和创新精神的重要途径,对巩固学生所学的基础理论知识和专业知识具有重要意义。但传统的实验教学通常是一些基础实验和验证性实验,虽然有利于学生巩固基本的理论知识、掌握简单的实验方法和操作技能,却在运用综合实验方法和手段,培养学生综合运用知识、分析和解决实际问题的能力方面有所欠缺。如果将现有科研中与本科实验教学相关的研究工作纳入到实验教学中,通过科研工作和实验教学有机结合的模式,可有以有效培养学生创新精神和实践能力。
西南科技大学的人才培养目标是具有创新精神的高级复合应用型专门人才,十分重视实验教学这一重要环节。学校化工涂料实训基地为此做出了有益的探索,它是依靠生态建筑涂料课题组长期的科研和开发的技术建成的,应用“产、学、研”紧密结合的办学模式,对应用化学、材料学等专业十分对口,在基地的设计时就明确了教学、科研中试和生产三个功能,现在已完成应用化学生产实习、“化学建材”和“涂料加工工艺”等课程实验教学任务[5]。化工涂料实训基地通过编写生产实习指南,明确实习要求、实习内容、实习方法,并布置个人作业题目,在老师的指导下完成实习作业。个人作业主要包括:学习和了解建筑涂料的基础知识,涂料车间布置和设备概况,涂料的配方设计和配料计算,涂料生产的分散、砂磨、调漆、调色等训练,记录各工艺环节的速度、时间等工艺参数,学习涂料各工艺环节的质量判断方法和生产经验,涂料基本性能检测,涂料有毒有害指标分析,等等。化工涂料实训基地使科研有效服务于实验教学,学生们表现出浓厚的学习兴趣,引发了同学们开拓进取精神,增强了同学们从事产业开发的信心,培养了学生的工程和实践能力,通过将科研成果上升到中试和生产级别,大大提高了相关的科研研发能力,研究成果更接近于生产和应用水平,具有很好的示范和推广作用。
三、教师以科研项目为依托,凝炼为适合学生的毕业论文(设计)题目,提升毕业论文(设计)质量,以开拓学生的视野和提升实践能力
毕业论文(设计)选题是培养学生综合素质、提高自身能力、保质保量完成毕业论文(设计)的重要基础,是提高毕业论文(设计)质量的关键环节。一个优秀的毕业论文(设计)选题必须符合本专业的培养目标和教学基本要求原则,应该遵循与生产、科研相结合的原则,有利于学生在课题完成过程中培养和提高综合能力。西南科技大学特种功能材料实验室借助承担的科研课题,较好地实现了科研反哺教学,支持了学生高质量完成本科毕业论文(设计)。该实验室完全是在导师所争取的各类科研项目经费的支持下建成的,该实验室从大一新生中开始吸纳成员,培养其科研兴趣,但核心成员是6名大三、大四学生和研究生,他们在导师指导下开始从事实验工作,导师在黑板上画图讲解,帮助学生理解实验原理,从根本上把握实验。特别是学生参与各种标液配制和材料制备,不仅加深了学生对于课本知识的理解,同时也使得学生对于所研究的材料有了更加直观的印象,而不仅仅是局限于课堂所学的各种材料的名称。学生还学会了一些测试分析软件,如X-pert,origin,Search match等。在学生毕业设计阶段,导师将一个较大的科研任务,分解成几个小的毕业设计题目,从文献查阅、方案设计、实验过程,到问题解决、成果总结、论文撰写等环节全程参与指导,学生在完成课题任务过程中会涉及到几乎所有的专业基础课程中的知识点,通过课题任务的完成对专业基础知识理解更透,把握更牢。学生通过无机材料的合成和表征的实验,学会了如何分析物质的组成与结构。在导师指导下,学生自学《现代材料分析测试方法》,并在样品的分析测试中,熟练掌握了X射线衍射、拉曼散射、扫面电子显微镜和透射电镜原理,增强了感性认识,使对基本理论的掌握更加直观、真实、具体。毕业设计与科研项目相结合,将科研转化为教学环节,使毕业设计内容紧跟学科的发展,让学生感受做科研的过程,并充分利用投入的科研设备和器材,加深了学生对科研的系统认识,提高学生的创新能力和团队合作意识。
四、积极组织各种创新实践班、大学生科技活动社团,作为科研促进教学的补充
李政道先生曾说,科研就是为了满足我们的好奇。为了更广泛地让科研反哺教学,培养学生对相关专业的兴趣,满足学生的好奇心,让更多学生受益,我校积极创新人才培养模式,组织开展智能机器人创新实践班、先进机电技术创新实践小班、材料与工程学院创新人才班、大学生科技活动社团等。
“智能机器人”创新实践班,在全校每届选拔30名以工科为主、不同专业的优秀学生,配合完善的淘汰和退出机制。其培养过程采用基础训练、专题研究、系统设计等研究性教学方式,以实际工程问题的深入研究为载体,以学生为主体,以专业导师为主导,注重学生个性发展,通过系统性、综合性的科研实践使学生掌握从事科学研究的思维方法与实践技能,在理论与实践的紧密结合中,培养学生独立解决问题的能力和兴趣。首届“智能机器人”创新实践班33名毕业生经过两到三年的创新班课程学习,修完规定学分,并顺利通过了由美国伊利诺理工大学H.Stark、T.Wong、Dr.Y.Yang等三位教授参加并由中央电视台和学校宣传部进行现场录像的毕业设计(论文)答辩会,获得了结业证书,毕业论文良好率达100%,优秀率达到50%,得到了答辩专家的一致好评。其中,李海南同学获第五届中国青少年科技创新奖,王卓然同学主编的教材《深入浅出AVR单版机:从ATmega48/88/168开始》2008年6月由中国电力出版社出版发行。通过开展紧密结合工程实践的探究式学习,学生的创新实践能力和工程素质得到显著提升。
我校计算机学院大学生科技活动社团,是为了解决实践课程受益面广但不够深入、个别学生科技活动较深入但受益面较窄的矛盾而采取的大学生综合能力培养模式,实行“教师指导技术方案、研究生指导技术细节、本科生负责技术方案实施”的三级技术指导和文化交流体制,采用“一个学生科技活动社团、多个科研方向、若干个课题小组”的三级“集中-分散”模式进行管理。大学生科技活动社团开展活动两年多来,在参与科技活动的数量和质量方面都表现突出,共获得四川省苗子工程项目13项,学生获得各级项目经费共计228,800元[6]。
五、实现科研反哺教学还需注意的问题
(一)重视科研与教学的平衡关系。同志在庆祝清华大学建校100周年大会上的讲话指出,全面提高高等教育质量,必须大力增强科学研究能力,已经对高校教学和科研的因果关系和本末秩序进行了明确定位。但批判了多年的“重科研,轻教学”现象,即使在非常注重高等教育教学质量的今天,也没有明显改观,甚至有越演越烈之势。高校教师职称评聘重在科研;高校实行聘期考核,3年左右一个聘期,科研“硬指标”层层落实,易于考核,教学“软任务”软软绵绵,得过且过;高校要上台阶,申报硕士点、博士点、重点学科、特色学科、特色专业,甚至大学排名等,都极其看重科研。宏观和微观环境都给科研以较高要求,教学型大学和教学研究型大学想挤进研究型大学,向985高校、211高校靠近,本无可厚非,只是有些本末倒置。在高校,科研终究是为教学服务的,这是我们一定要注意掌握的关键。
(二)建立高校教师进入企业的长期合作机制。尤其是为培养提高青年教师的教学能力,须推动青年教师下企业锻炼。目前我校引进的部分青年教师学历虽然都高,基本上都是博士毕业,可是却缺乏工程实践能力,在教学中仅有理论是不够的,没有见过生产线、如何讲解工艺流程?因此,可考虑轮流派遣青年教师到企业进修,每次至少一个学期,在这段时间里对教师教学任务不再进行考核。我校已经选派科技人员组成项目技术工作组到中核集团821厂挂职,以“玻璃固化”项目为接入点,进行项目合作工作对接,在帮助厂方消化吸收进口技术和设备,解决实际工程技术问题的同时,参与集团公司一些国家级重大项目的编写、申报等工作,又提高了教师的工程实践能力,可有效改善相关课程的教学效果,实现校企双赢。国防科技学院为改变辐射防护与核安全和核工程与核技术两个涉核专业核心课程缺乏具有工程背景专业教师的现状,也拟派遣青年教师到中核集团兰州铀浓缩有限公司(原五〇四厂)锻炼,这种作法值得继续推广并深入。
(三)继续加大力度建设教学科研一体化团队。积极组织科研水平高、工程实践能力强的专业教师和行业合作编写教材。课程的许多内容涉及不同研究领域,因而教学应该和科研一样,强调团队合作,通过团队逐步挖掘和积累可在教学过程中利用的科研资料和素材,将团队科研成果应用于该团队对应的课程教学中,更新教学内容。通过教学科研团队加强与大型企事业单位的合作,结合课程教学内容多带学生深入一些和专业相关的实践单位,让学生接触行业一线,了解行业一线的实际工作并逐渐培养实际操作能力。加强专业教师实践教学能力的培养,创造条件给教师参加实践教学培训。
参考文献:
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关键词:实践教学;校企协同;物流管理;高
“协同”源自希腊文synergetics,意指共同工作,这一概念被引入到教学培养系统中,即诞生了“校企协同”的理念。如何开展有效的校企协同育人,制定相应的人才培养模式,培养符合社会和用人市场需要的高素质人才,以促进大学生创业,缓解就业压力是教育改革需要解决的热点问题。本文基于校企协同视角,研究高职物流管理专业实践教学模式。
一、高职物流管理专业的实践教学
1.职业教育属性
实践表明,相对于纯理论学习,高职学生更愿意接受有实际操作情景下的学习,并且对于能够动手实操的课程内容的主动性更强。物流是一门实践性非常强的学科,包括运输和仓储,包装、装卸搬运、配送等环节,每一环节都是基于“动作”的连续性设计。物流的职业教育要令学生首先熟知这些环节操作,学生对知识的理解和运用才能进入到现实的语境。
物流信息与技术日新月异,尽管相关书籍更新不断,但传统依据课本进行的理论课程几乎无法满足学生对于日新月异的物流知识及技术的学习和掌握,难以匹配目前对于物流人才业务素质的要求。因此,在高职物流管理专业的学生培养的过程中,科学的实践环节的设计重要性不言而喻。
2.高职物流管理专业的实践教学
实践教学是相对于理论教学而言的,在实际教学过程中主要包括课程实训、岗前实习、毕业论文设计三大块内容,及竞技创业等环节。教育部于2001年就发文强调了实践教学的重要性,提出要加强对教学实验、岗前实习以及毕业论文设计等实践环节的引导。在国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)提出要强化实践教学环节,着实提高其实践能力。
在行业及教育环境推动下,院校均意识到实践教学环节的重要性,但是对于实践教学产生了极大的困惑和现实制约条件。例如物流实训配备跟不上时代要求,软件上教师的实际操作能力跟不上社会需要,物流所实训项目及操作与实际相差甚远,不少高职学校寻求解决之路,积极与企业建立校企合作,但所谓实践教学仅仅限于物流园区实地参观走访,或是挂名企业兼职导师,更多情况下依然是走形式。笔者认为,究其根本原因,作为校企合作一方的企业并没能真正投入到物流的实践教学环节中,导致校方一头热的情况普遍存在。
二、基于校企协同的实践教学
校企协同指学校和企业以某种实质性的合作,以提高学生培养质量的一种与时俱进的教学培养方式。根据协同效应,会带来1+1>2的效应。对于院校而言,作为校企合作的主导方,长期感觉到物流专业实践教学效果差强人意;对于企业来说,处于校企合作的被动方,没能切实感受到校企合作所带来的实惠,同时目前招工难以及员工培养成本高等问题让所有发展中的物流公司头疼不已。以往的合作流于表面,根源在于企业没能真正在合作中得到实惠。故提出的校企协同,即校企之间结成联盟,协同育人来填平各自的“缺口”。
如上图所示,该实践教学体系中,有三大主体,分别是学生、高职院校和物流企业。该体系将原由学校为主导的情况转变为学生主导,学生选择进入该学校的同时也可选择入职的企业,学校给予学分认证,物流企业则给予岗位认证和相应工作报酬。具体表现为:学生在大一主攻理论学习,参与讲座或走访以实现对企业的认知,大二在完成专业课程学习后到企业参与课程对应的轮岗实训,大三时在学校指导老师与企业指导老师共同指导下,完成定岗实习及毕业设计。一方面校方将学校指导老师任务完成情况量化为为绩效考核;另一方面企业将企业指导老师的任务完成情况量化为为绩效考核,以确保该体系能落地。
Abstract: This paper introduces marketing professional teaching and personnel training status in the science and engineering colleges. On the basis, the overall goal and the specific reform measures of marketing professional teaching are put forward.
关键词: 理工科;市场营销专业;教学改革
Key words: science and engineering;marketing major;teaching reform
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)01-0257-02
0 引言
目前,中国的高等教育从量的扩展进入质的提高阶段,教育部、财政部联合推出“高等学校本科教学质量与教学改革工程”,要求“深化教育教学改革,全面加强大学生素质和能力培养”[1],对于理工科院校的市场营销专业来说,在新形势下适合市场需求变化,改革教学模式势在必行。
1 市场营销专业教学现状
当前,随着宏观经济形势的变化与经济结构的不断调整,社会对人才的要求发生了显著的变化,在强调人才的专业知识性特征的同时,也更加突出对本科毕业生专业技能与实践能力的要求[2]。
近年来市场营销专业毕业生的就业的岗位主要集中于:销售业务员40%、市场业务员25%、策划员10%、管理岗位5%,其他行业20%。
以重庆理工大学为例,从市场营销专业培养方案上看,共设184学分,其中理论教学环节14分(占总学分81%),以市场营销理论知识讲授为核心,同时辅以案例进行讲解。但关于与理工科知识的结合问题,教学内容与案例使用是否存在交叉重叠,新老知识与经典案例之间的比例关系,尚未进行科学规划与统筹。
实践教学环节35学分(占总学分19%)。市场营销专业的课程设置多数以营销理论课为主,与国外营销专业相比,我们给学生灌输的知识多,留给学生思考、实践时间少,尤其是专业课安排的实践活动和实践时间较少。
2 市场营销专业教学改革总体目标
2.1 以就业为导向,准确定位市场营销专业培养目标 市场营销专业教改的初衷就是为学生将来就业提供知识和技能储备,因此,市场营销专业教学改革,应以就业为导向,以了解市场营销人才的社会需求为基础,调研重点行业、重点企业的具体要求,通过“订单式”培养模式定位专业培养目标。
结合理工科院校的学科特色,将市场营销专业的培养目标定位于:具备一定理工科背景和系统的市场营销理论体系的应用型人才。
2.2 以能力为本位,切实构建市场营销模块化教学模式 所谓模块化教学模式,是以能力为本位,以掌握能力的表现作为衡量教学进程的基准的教育模式。
根据近几年用人单位对市场营销专业人才需求的反馈信息,将市场营销课程设置成“营销基本知识模块”、“营销实用技能模块”和“营销能力拓展模块”,每类能力模块又可进一步细化和分解,然后按模块实施教学,有侧重点地进行授课,分步骤培养各种专业能力,见表1。
2.3 以学生为主体,不断创新市场营销专业人才培养模式 市场营销专业的教学改革应以学生为核心,在教学方式和教学手段上进行创新,充分调动学生的积极性、主动性,发挥学生在教学及人才培养中的主体作用。大力促进教师与学生之间的沟通,使师生之间形成有效的互动。同时,针对学生兴趣、特长与需求,适当调整教学内容或考核方式,以引导其创新性思维发挥。
3 市场营销专业教学改革对策
3.1 人才培养模式创新
3.1.1 班主任兼导师负责制 对市场营销专业一、二年级学生实行班主任兼导师负责制。班主任由市场营销专业讲师及讲师以上职称的教师或科研人员担任,并实行师生双向选择或组织推荐的办法确定班主任。每位班主任承担一个班的管理工作,既要协助辅导员认真负责学生的思想政治及其各项业余活动,又要负责指导业务学习。
3.1.2 研究生式专任导师制 对市场营销专业三、四年级学生实行专任导师制。导师由具备两年以上任职经验的讲师及讲师以上职称教师或科研人员担任。
专任导师的工作职责是:对学生的学习和生活提供指导和帮助,如帮助新生适应大学生活、帮助学生选课,指导学生的专业课学习,指导学生阅读课外参考书等;对学生进行思想教育,帮助学生纠正在学习、就业、人际关系、业余生活、社会认知等方面的模糊思想认识。
3.1.3 引导本科学生参与课题研究 市场营销专业教师可以引导学生参与自己的课题研究,选择对课题研究有兴趣的学生,尤其是有意向考研的同学,通过必要而充分的指导,使其明确研究的问题、路径与方法,培养其科研意识和科研能力。
鼓励学生在公开期刊上,并将课题研究报告、论文、论著等研究成果反馈给学生,让他们了解整个课题研究过程,激发学生的兴趣,逐步提高其科研能力。
3.1.4 建立信息反馈机制 针对市场营销专业建立全过程、全方位、全员化的人才培养模式,相应地建立毕业生信息反馈机制。
对走向各类工作岗位的毕业生进行科学地抽样,采用问卷法、访谈法等调查方式,来获取毕业生的岗位适应与发展方面的信息;对这些信息进行分析、归类,形成一套行之有效的毕业生岗位适应与发展情况的调查与评测体系,以进一步思考市场营销专业教学改革过程中的成效与不足,进而为新一轮教学改革提供更为直接的经验与信息支持。
3.2 课程体系的创新
3.2.1 调整实践教学环节的比重 在不违背总体教学 大纲的前提下,结合本专业学生的培养目标和专业性质,适当调整实践教学环节的比重,减少金工实习的学习周数,将其相应的调整给本专业其他实践课程。
3.2.2 增设理工科选修课 针对社会对市场营销人才的知识和能力的实际需求,深入了解企业对市场营销人才的技术知识与能力具体要求到何种程度,进而依托我校理工科特色,与电气与电子工程学院、机械动力工程学院、自动化学院等工科学院联合,增设电气、机电、自动化等方面的选修课或进行专题培训,使市场营销学生能够对产品结构、功能、特性有所了解,培养一批具有理工科背景的市场营销专业人才,增强学生的就业竞争力。
3.2.3 举办专题报告和讲座 市场营销专业是应用性很强的学科,而授课教师中大部分缺乏企业实战经验,因此,建议将成功的企业营销经理和杰出的营销管理人员请进学校,向学生进行专题报告和讲座,介绍市场营销理论在实际营销中的运用,传授具体的营销经验,巩固学生对营销理论的理解,启发学生的思维,开拓学生的视野。
3.2.4 推广实验模拟训练 一方面,市场营销专业可以利用现代市场营销、网络营销、物流管理等模拟软件,在实验室进行市场营销实践课程或环节的相关模拟。
另一方面,可以选择国内发展较快的几家著名大公司,将学生分成小组,通过网络、媒体等方式进行资料搜集,在学习、研究其经营之道的同时,为其出谋划策。
3.3 完善和创新教学方式与方法
3.3.1 持续实践案例教学法 在教学实践中,应进一步加强案例教学,用最新和最典型的营销个案进行教学,引导学生积极思考,留意身边的营销事例,发现问题,理解问题的实质并最终解决问题,使理论知识真正转化为学生的基本素质和营销技能。
在案例教学过程中,可以通过分组讨论活跃课堂气氛,激发学习兴趣,使学生之间能够相互交流思想,锻炼分析和解决问题、管理、交谈、交际等各方面的能力。
3.3.2 进一步推广情景式教学法 市场营销学教学方式和方法应高度遵循理论结合实际的原则,使学生通过学习能够掌握营销理论,学会开展营销实践活动[3]。市场营销学的教学情景主要应通过多媒体技术展示营销活动实录、图文并茂的板书、富有启发性和挑战性的提问、模拟营销场景等方式实现,给学生以身临其景的感觉,“亲身”体验企业的营销实践活动。
3.3.3 强化学习过程考核 考核形式来说,加强对学生的日常考核,注重对教学过程的控制与评价,将课堂讨论、案例分析、小组作业、调研报告作为考核的主要内容。从课程考试内容来说,应改变过去只注重考核学生记忆多少知识的做法,加强对学生理解和应用知识解决问题能力的考核,增加口试及半开卷半闭卷等多种考核方式。
3.3.4 毕业论文形式多样化 目前不论是本专业还是其他专业,普遍存在一个共同的现象,即学生毕业论文质量不高。
导致这一现象的主要原因不仅在于学生对其重视度不够,更重要的是很多学生认为毕业论文对于未来职业发展并没有实际用途。
基于此,在结合本专业的学科性质的前提下,应对学生专业方向模块管理,将毕业论文的形式多样化,即在人才培养定位的基础上,根据近年来本专业毕业生的职业生涯规划和就业动态,确定2-4个专业方向模块,供学生选择,进而有针对性地对不同学生进行培养,达到因材施教的目标。
参考文献:
[1]宋彧,李巍巍,杨宏慧.基于PBL教学法的市场营销专业教学改革探讨[J].经济师,2012,(6):135-136.
城市轨道交通控制专业毕业设计的开发研究既是高等职业教育发展的客观要求,又是专业建设和发展的需要。从开发和完善毕业设计指导手册、建立和加强毕业设计流程等方面入手,以控制毕业设计的关键节点和提高毕业设计课题质量。
关键词:
城市轨道交通控制专业;毕业设计
1前言
随着轨道交通行业的蓬勃发展,城市轨道交通类专业目前都处于加速发展阶段。高职院校的毕业设计(论文)一般占用一个学期,达高职教育阶段的六分之一,它不仅是高职院校人才培养必不可少的重要环节,是学校教育与社会实践相互融合的重要载体,也是培养学生具有较强的知识能力、素质能力、创新创业能力等高素质技术技能型人才的重要实践环节。
2开发具有工学结合特色的毕业设计的研究意义
城市轨道交通控制专业的毕业设计(论文)是专业实现人才培养目标必不可少的重要环节,是学生展示学习成果和教师提高教学水平的实践平台。根据教育部文件《关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》(2004)文件精神,以及学院的发展规划要求,结合专业的实际,开发毕业设计(论文)规范性文件可以体现以下几个方面作用:开发并完善毕业设计流程,强化毕业设计管理,建立完善的毕业设计质量监控体系;通过毕业设计综合性、系统性的实践,增强学生分析问题、解决问题能力,提升职业素养,提高就业能力;通过毕业设计与技能培养相结合,锻炼教师,提高指导教师实践技能水平、教学育人水平。
3城市轨道交通控制专业毕业设计的研究过程
3.1开发完善毕业设计流程,加强毕业设计过程管理
毕业设计的教学计划为一学期,涉及时间长、学生多、管理难度大,如果没有严格、系统化的毕业设计流程,无形中将增加完成的难度。城市轨道交通控制专业建立了由学院、教研室、教师等多个环节的过程监控体系,对毕业设计的关键节点,如选题、开题、答辩、成绩评定等各个节点进行严格把关。整体规划流程见图1。
3.2开发毕业设计指导手册,提高毕业设计课题质量
毕业论文的质量直接影响着毕业设计最终的教学质量。为了提高毕业设计课题质量,作为新专业急需设计开发毕业设计指导手册,进而探寻毕业课题双向选择,细化毕业设计的评审指标,量化毕业设计答辩结果评审标准。(1)探寻毕业课题多向选择。“千里之行,始于足下”,选题是毕业设计的重要环节,也是非常关键的一步。兴趣是学生学习的最好的动力,实现毕业设计课题双向选择,就是以尊重学生兴趣为基础,开展毕业设计。在毕业设计选题过程中,采用多种形式、多向选择来进行,如学习兴趣小组、指导教师指导课题、就业单位选取课题。①学习兴趣小组。轨道交通学院以提升教学质量和注重培养学生的兴趣爱好为目的在各专业积极开展了兴趣爱好小组,各专业同学们都积极参加。城市轨道交通控制专业的学生也在大学二年级时进行兴趣分组,2011级的学生分为供电、信号、机电、接触网四个兴趣小组,极大的提升了学生的积极性,也对毕业设计的有效完成提供了基础和保障。②指导教师指导课题。指导教师根据专业课程设置及学生兴趣情况设定毕业设计题目,题目总数一般大于毕业生学生总数的120%。③就业单位选取课题。许多学生在进行毕业设计(论文)之前就已经和用人单位签订就业协议。学生根据用人单位需要选择自己真实工作作为毕业设计(论文)的内容,用人单位也为学生安排经验丰富的技术人员作指导教师,这样学生在完成用人单位工作的同时也有效的完成了毕业设计,保证毕业设计(论文)质量的同时,还使学生受到正规的训练,提前熟悉未来工作单位的环境和要求,迅速完成由学生向工作人员的角色转换。(2)细化课题评审指标是为了保证毕业设计环节教学质量。课题质量控制流程如图2。(3)量化毕业设计、答辩结果评审标准就是要在毕业设计、答辩过程中,有效的按照评分指标及量化分值进行评审,避免评审分值范围过大的问题。
4应用前景
为了解决城市中拥堵问题,“十三五”期间,国家将根据不同城市规模和特点,有序推进轻轨、地铁、有轨电车等城市轨道交通网络建设。截止到2016年12月,中国大陆地区已开通城市轨道交通运营的城市达30个,共计133条线路,运营里程约4152.8公里。我国城市轨道交通在十三五时期将呈现一次开通的高峰,进入前所未有的蓬勃发展期。城市轨道交通控制专业毕业设计的开发研究既是高等职业教育发展的客观要求,又是专业建设和发展的需要。开发后对于同类院校的城市轨道交通控制专业或其他专业在毕业设计开发、探索、实践等方面具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]李洪涛,刘元,张增凤.机械专业毕业设计改革的探索与实践[J].中国电力教育,2013,(13).
关键词:工业化教育;软件工程教育;软件工程专业课程体系;逐步工业化教育模式
0、引言
为满足21世纪国家工业化发展需求,教育部启动了“卓越工程师培养计划”,旨在鼓励各大高校推进教育体制改革。针对国家新的发展战略,结合“国际化,工业化,高质量,高速度”办学理念,哈尔滨工业大学国家示范性软件学院(HIT-NPSS)提出了一套软件工程专业逐步工业化的教学改革模式。
在过去的10年中,HIT-NPSS对现有教学模式进行深入分析,结合IT企业实际需求和反馈,借鉴欧美国家的教育制度,逐步建立并完善了一套面向工业化的软件工程专业本科生培养模式。这种新的培养模式成功缩小了毕业生能力与企业期望之间的差距,成为哈尔滨工业大学教育体制改革的成功案例之一。
1、工业化课程体系模型
HIT-NPSS本科生课程体系的设置不仅注重学生课堂知识的获取,还以培养学生工业化技能(包括动手能力、交流和表达能力,以及自学能力等)为基本目标。对于软件工程专业的本科生,掌握专业基础知识固然重要,但在当今的工业化环境下,能否在实践中灵活运用这些知识才是衡量学生素质的首要标准。为此,HIT-NPSS本着为学生成长服务的宗旨,基于IT企业人才需求,充分吸纳优秀的IT企业文化,立足学院的国际化办学环境,提出了一套以学生为主体,教学与工业实践紧密结合的面向工业化的本科生课程体系模型,如图1所示。
该课程体系模型的核心包括3大知识领域:计算机技术、软件工程以及IT策略与管理;4大应用领域:网络通信与信息安全、服务科学与企业信息化、多媒体与信息处理以及嵌入式系统与软件。
2、逐步工业化的教学方法
HIT-NPSS的本科课程共分为4个学年、8个学期。学生前3个学年在校内学习理论课程和实践课程,第4学年到IT公司进行工业实习,不同学年的课程具有不同的针对性。
2.1 理论课程设置
第1学年以基础课程为主,包括基础理论类课程、专业基础知识类课程以及基本编程技术类课程。为了强化学生的动手能力,我们还增设了C++程序设计以及程序设计实践2门课程。特别是,HIT-NPSS本科生第1学年还开设了IT职业道德、交流技巧以及IT企业管理3门管理类课程,重点培养学生的团结协作能力等职业素养。基于以上课程设置,学生在完成第1学年的学习任务后,能够扎实掌握计算机基础知识,养成良好的编程习惯,提高交流和表达能力。
第2学年以计算机软件系统类课程为重点。通过数据结构与算法、操作系统、数据库系统以及计算机网络等课程帮助学生打下良好的计算机软件系统理论基础;通过软件工程课程帮助学生加深对软件开发生命周期的理解;通过面向对象技术与UML、Java编程技术以及软件开发实践等课程提高学生的软件开发能力和实践技能。此外,为了增强学生对现实IT工业领域的了解,该学年还开设市场营销学、合同法以及财务管理3门管理类课程,这也是HIT-NPSS课程体系的特别之处。
第3学年是学生在校内学习的最后一年,完成第3学年的课程学习后,所有学生将到IT企业进行为期一年的工业实习。第3学年的课程主要为了培养学生解决问题的能力和计算机技术应用能力。开设的课程包括编译原理、多核程序设计、面向服务的计算技术、用户界面设计、算法设计与分析以及软件测试与质量保证等。由于软件工程领域覆盖面较广,按照个性化的教育理念,HIT-NPSS软件工程本科专业下设网络通信与信息安全、服务科学与企业信息化、多媒体与信息处理以及嵌入式系统与软件4个专业方向,各方向按照培养学生相关专业技术和实践能力的目标分别设置不同的专业课程。在此基础上,本学年还开设了软件开发过程管理、项目管理、商务谈判及知识产权法4门课程,以培养学生的专业素养,为第4年的工业实习打下良好的基础。
2.2 逐步工业化实践环节
为逐步实现工业化教育目标,HIT-NPSS在每学年理论课程的基础上,分别设置了以下实践内容:
(1)大学生创新项目。大学生创新项目以“兴趣驱动、自主实验、重在过程”为原则,在第l学期课程结束后,要求学生以项目组形式自主完成软件研发课题。对于课题的选择,学院并没有统一规定,学生可以按照各自兴趣选题并分组。为了鼓励和支持学生的创新研究,学院将为各组安排一名指导教师,对软件开发的全过程进行监督和指导。学生利用课余时间完成创新项目,在第1学年结束前学院将对各组的创新项目进行评审,对前10名予以奖励。经过几年的实践,大学生创新项目已经成为HIT-NPSS一大文化特色。
(2)短期企业实训。企业实训是HIT-NPSS课程体系的一个重要组成部分。在第2学年的第2学期,学生将被分配到指定的企业基地进行为期4周的学习和训练。整个实训过程以实际项目开发为主导,中间穿插工具类、职业规划类等培训课程,学生在IT企业环境中参与企业项目开发,体验从需求分析、系统设计、编码实现、测试及交付使用的软件开发全过程。短期企业实训为学生提供了接触企业实际项目、发现自身兴趣和不足的良好机会。
(3)软件工程实践。软件工程实践在第3学年的第2学期进行,是逐步工业化教育的第3步,要求学生以分组的形式在2周时间内完成一个软件系统的开发。与短期企业实训相比,软件工程实践过程中学生要独立完成软件开发生命周期的各个阶段。通过软件工程实践,学生的编程能力、解决问题能力、一般平台应用能力、流行工具软件的使用能力以及项目管理能力将得到全面提升,这也为第4学年的工业实践打下良好基础。
2.3 企业实习
软件工程专业本科生第4学年将在IT企业实习中,完成具有一定技术难度和较大工作量的技术方案设计和软件开发等工作,并在此基础上完成(撰写)本科毕业论文。通过工业实习,学生的软件开发能力、工程实践能力以及自学能力都将得到大幅度提高,完成学生到企业员工的软件产业人才的逐步转变。
(1)双导师机制。HIT-NPSS要求所有的学生必须在IT企业进行至少一年的工业实习。为了保证课堂学习向工业实践的平稳过渡,学院不仅要帮助学生选择合适的实习基地,还要帮助学生确定指导教师。为此,HIT-NPSS提出了双导师机制,即学生在校内和校外(实习基地)各选择一名指导教师,校外导师主要负责指导学生软件项目开发,校内导师主要负责指导学生毕业论文撰写。HIT-NPSS要求软件工程专业本科生的毕业论文要基于其工业实习期间直接参与的软件工程项目,双导师机制不仅能够帮助学生填补不同领域的知识空白,还能够有效建立起大学和IT企业的沟通桥梁,保证学生工业实践和毕业论文的顺利进行。
(2)实习监管方法。在双导师机制的基础上,HIT-NPSS通过开题检查、中期检查以及结题验收对学生的整个实习过程进行监管。在工业实习的前3个月内,学生必须在校内导师和校外导师的共同指导下完成论文开题报告,即确定论文题目、主要内容以及关键技术等。在工业实习3个月后,学院将到实习基地对学生的选题情况进行检查,争取尽早发现存在的问题并对学生进行有效指导。中期检查将在选题后的3个月内进行,检查过程与开题检查相似,目的是检查学生的工作进展是否符合开题报告中的日程安排,帮助学生解决实习中的问题与困难。此外,中期检查也是学院与实习企业交流学生实习表现、调整未来实习派遣计划的重要手段。结题验收是学生工业实习结束前的最后一次检查,一般在实习基地进行,在学生展示自己的工作内容后,由企业顾问和校方专家共同评估其实习情况。
截至2013年,HIT-NPSS已有2937名学生在200家IT企业完成了工业实习。
2.4 校企合作模式
为充分发挥企业在工业化人才培养过程中的作用,HIT-NPSS采用多种模式加强校企合作。主要合作模式包括以下几种:
(1)校企合作高峰会。校企合作高峰会以不同的主题每年举办一次,是高校和企业高层以及产业高级人员共商共计的重要平台,有效促进了校企之间的沟通与合作,对全面实施卓越工程师培养计划起到了巨大推动作用。截至2013年,HIT-NPSS已成功举办了多届校企合作高峰会,累计邀请过220余家企业参会,并与中兴通讯股份有限公司、金山软件有限公司、浪潮集团等50多家知名企业保持着长期合作关系。
(2)校内工业实践基地。在广泛开展校外工业实习的同时,HIT-NPSS也与哈尔滨本地软件公司合作,在校内建立工业实习环境,提高学生的软件开发能力。学生可在校内工业实习基地进入企业的项目组,参与具体项目的开发。目前,哈工大首创科技股份有限公司、哈工大慧通新意信息技术有限公司、黑龙江省计算机网络与软件评测中心等公司已进驻校内实习基地。
(3)联合实验室。联合实验室是校企合作的另一种模式,主要用于教学和软件开发实践,由软件学院负责提供场地和设备,由企业提供开发平台和各种工具软件,并由企业定期为软件学院的师生开设专题讲座,进行相关指导。目前,HIT-NPSS已与浪潮通用软件公司、金山软件股份公司和英特尔亚太研发有限公司共同建立了联合实验室。联合实验室的建立,为软件学院建立科学的课程体系和工业化实践教学管理方法,实现工业化软件人才的培养创造了良好条件。
(4)学生俱乐部。学生俱乐部是由软件学院和软件公司共同支持的实践类学生社团组织。学生俱乐部依托实际项目、模拟企业真实经营环境,有效培养学生的IT实践经验和创新能力,同时加强校企技术交流。目前HIT-NPSS已组建起亦飞、零度、腾讯等7个学生俱乐部。其中,亦飞俱乐部由阿里巴巴集团支持在2003年创建;零度俱乐部由金山软件股份公司支持在2004年创建;腾讯俱乐部由腾讯科技有限公司支持于2005年创建。
(5)企业家论坛。HIT-NPSS于2003年发起了企业家论坛活动,主要形式是邀请国内外著名企业家到校进行讲座或演讲。论坛的宗旨是让学生了解行业动态、把握领先技术、了解企业发展历程,以实现活跃校园气氛、开拓学生视野、树立企业形象的最终目标,同时促进企业与哈工大软件学院的相互了解与广泛合作。到目前为止,HIT-NPSS已经邀请了30余名知名企业家作为演讲嘉宾。
(6)青年校友论坛。青年校友论坛是HIT-NPSS品牌活动企业家论坛的进一步延伸。青年校友论坛的演讲嘉宾主要是软件学院的毕业生,在企业工作2年以上。青年校友论坛是在校学生与学长们交流的平台,大家一同分享上学的心得、实习的体会、工作后的经历。青年校友论坛的创办宗旨是进一步落实学院的工业化教育模式,深化学院工业化办学理念。到目前为止,已邀请过10余名毕业生重返母校作为论坛嘉宾,青年校友论坛成为HIT-NPSS工业化教育模式中不可或缺的一部分。
3、学生就业情况
在工业实习期间,很多学生便已决定毕业后加盟实习公司或合作企业。工业实习机制不仅为学生创造了良好的就业环境,同时实现了高校和企业的双赢。一方面,高校能够与一流工业实践基地保持长期稳定的合作关系,以便为学生提供更好的实习机会;另一方面实习生可以成为实习公司的潜在员工,这不仅解决了企业的招聘难题,也大大缩短了企业新员工培训时间。经过9年的实践,哈工大软件学院已与一批知名企业建立了良好的长期合作关系,成为我国高校工业化实践的成功案例之一。
根据统计,外资企业、国内500强企业、科研院所以及IT企业是哈尔滨工业大学学生就业的主要去向,每年到这些单位就业的学生约占毕业学生的90%以上。外资企业主要包括IBM、微软、AUTODESK、NEC、东芝、三星、摩根士丹利以及Oracle等企业;国内500强企业主要包括中国移动、中国联通、航天科工集团、工商银行、华为、联想、神州数码等国内知名企业;科研院所主要包括各大部委和全军所属各研究单位、中科院、中国航天机电集团公司、中国电子科技集团公司所属的科研单位、全国各高校;国内知名IT企业主要包括百度、腾讯、金山、用友、盛大、阿里巴巴和搜狐等著名IT企业。超过50%的毕业生由其实习公司或合作企业录用。
摘要:基于FMS技术开发了模块化机电一体化教学培训系统,该系统有助于加深学生对机电一体化系统概念的理解,掌握车间柔性制造的方法,最后以作业计划与调度教学研究性、综合性实验为例,论述了该系统在培养学生理论与实践相结合的能力,提高学生学习兴趣和积极性的重要作用。
为使机械设计制造及其自动化专业学生在学习过程中,有机会将所学到的各门专业课的知识综合性地应用到接近于生产实际的过程中,为他们走上工作岗位后应用这种新的理念打下基础,学院除了建立适合于现代教学法模式的几个独立的专业实验室外,筹建了一个开放式自动化综合实验室。在这个综合实验室中,我们开发了一套完全接近于生产实际的模块化柔性制造系统,由省部共同投资。实验室的开放性主要体现在两个方面:一是系统组成具有开放性,系统中不同生产厂家的设备可相互兼容,便于以后扩展;二是实验室资源具有开放性,实验室可面向校内外各种层次的学生或培训学员,做到资源共享,扩大受益面。
一、FMS系统组成
柔性制造系统机电一体化训练设备,包含一条闭环柔性输送装置和六自由度并联加工中心(加工站)、三自由度数控雕刻机及其控制系统、四自由度上料检测站及其控制系统、搬运站、安装站、安装搬运站、智能分类站、现场总线、多层次立体原料库及其控制系统、多层立体成品库及其控制系统、自动化输送线及变频调速控制系统、PLC数据采集及物料监控系统、系统监控及管理控制软件。
工业控制计算机通过运动控制卡发送位置信号给旋转立体上料库电机驱动器,电机驱动器驱动步进电机旋转一定角度,实现零件位置对准,同时设置检测开关,通过PLC采集至计算机,判断托盘上相应位置是否存在零件。自动上料机器人将待加工物料送至加工位置后,系统驱动锁紧装置进行物料定位固定,上位机按指定程序控制六自由度并联机器人,进行零件前序的加工。在主界面中点击数控雕刻机控制按钮,进人数控雕刻机控制界面,三自由度数控雕刻机主要实现对工件端面的雕刻,通过用户编制G代码也可以用软件将模型转化为G代码,然后通过计算机的串口将G代码传到雕刻机,雕刻机执行G代码。
零件前序加工完毕后,计算机控制零件搬运机器人将加工完的零件搬运至下一工序的加工位置。在主界面中点击立体仓库状态按钮,进人立体仓库状态界面。立体仓库状态是用来实时显示立体仓库仓位的占用情况,系统实时检测各个仓位的状态,然后系统给码垛机发指令决定码垛机下一次将装配的成品放人哪个仓位,操作者通过观察状态位的图标情况,操作者就可以知道哪个仓位是否为空,并且知道各个仓位物件的重量,通过生产统计还可以知道立体仓库一共有多少个成品,每一类成品的个数及总重量。
二、系统特点
(1)包含多种关键技术及单元,使学生了解更多的知识;机器人技术;物流仓储自动控制系统;立体仓库;自动输送线;自动码垛机;物流仓储管理和监控;PLC控制系统;传感器技术;计算机网络通信技术和现场总线技术;计算机控制;网络化视频监控技术;数据库技术;多轴运动控制器;气动技术;步进电机及驱动;伺服电机及驱动;VC,VB等高级语言编程。
(2)结合机电教学,编制了的实验指导书,包含多个实验:为了方便教学实际使用,我们为系统提供了专门实验指导书,其内容涵盖机械、控制、机器人示教、插补、自动装配、码垛等多项实验,供本科生、专科生和研究生专业选开,教师也可以根据实际情况,在实验指导书的基础上增开设计性、综合性实验。
(3)交互式图形化操作界面:系统控制软件采用WINDOWS操作系统,具有交互式和图形化特点,操作简单易学,自动化程度高,使教师和学生在很短的时间之内就可以掌握对系统的操作。
(4)丰富的状态反馈功能:通过计算机与各单元及传感器的通讯,将系统中各环节的状态显示在操作界面上,使操作者通过计算机随时了解系统各环节的工况、状态、运行数据,掌握系统运行状态。
(5)完善的生产及物料存储统计功能:根据现代柔性制造系统的特点及仓储物流的发展动向,不但在工作过程和原理上仿真实际生产过程,而且开发了生产及物料存储数据库,根据系统的运行随时记录和分析生产和存储数据。
(6)开放式系统结构:为了增强学生的参与性,系统采用了开放式结构,提供了完善的控制功能动态链接库和二次开发函数,不用了解底层复杂的时序和操作过程,只需要在VC或VB中简单的几行代码,学生即可开发出自己的运动或控制功能,激发学生的学习兴趣。
(7)网络化视频监控:系统提供网络化视频监控模块,使操作者在操作系统的同时,也可通过电脑屏幕实时观看系统的实际运行状况。同时对于有条件的学校,可将控制计算机与校园网相连解,使更多的学生和老师通过网络观看现场实验过程,提高系统利用率,也可实现远程教学。
三、如何应用FMS进行本科实验教学
由于近年来高校的扩招,学生人数大幅上升,而大型实验设备台套数少;而且大型实验设备的实验通常包括编程、上机、结果分析等,需要的时间较长。因此,大型设备开设的实验不能简单的照搬其它实验教学的模式。我们分别探索了以下几种模式:
3.1开设综合设计性实验
本中心老师提出项目申请,参加学校实验室设备管理处组织的“工程实践”和机电工程学院组织的“机电一体化实训中心”项目。这些项目结合指导老师的科研项目,通过双向选择接受学校相关专业本科三年级以上的学生参加。学生分为2-4人一组;在教师的指导下,首先查阅文献和学习FMS的有关知识,编制程序,上机测试;实验的内容根据项目的研究内容而定,一般涉及多种设备;实验时间根据老师和学生双方商定,实行弹性制,不拘泥于课堂安排的时间。由于学生人数少,在实验过程中可以做到师生面对面的随时交流。例如:作业计划与调度教学实验。
“作业计划与调度教学实验”的内容是让学生根据给定的加工工件信息,设计一个单件小批量零件加工的“作业计划与调度”的仿真系统,使目标函数“最长流程时间”的值最小,然后对仿真结果进行验证。实验的目标是:使学生加深对“作业计划与调度”概念的理解,掌握车间调度的方法,培养学生理论与实践相结合的能力,提高学生的学习兴趣和积极性。实验系统要具备以下功能:
(1)提供一个很好的、有代表性的研究对象,也就是使学生知道他们是在那个车间、那个环境为加工那些工件设计“作业计划与调度”的方案;
(2)提供一个很好的仿真环境及工具,用来建立仿真模型,使学生形象直观地看到车间调度的运行过程;
(3)提供实现“作业计划与调度”的算法和软件开发环境,使学生了解并掌握该算法的原理,并在仿真环境中实现算法,得到仿真结果;
(4)提供一个真实环境,如FMS车间或可真正运行的FMS车间模型,在此环境中对上面得到的仿真结果进行验证。
针对“FMS教学实验系统”只讨论一种特殊情况,即最长流程时间Fmax的计算先讨论n/m/P/Fmax问题,目标函数是使最长流程时间最短。最长流程时间又称作加工周期,它是从第一个工件在第一台机器开始加工时算起,到最后一个工件在最后一台机器上完成加工时为止所经过的时间,由于假设所有工件的到达时间都为零(Ri,I=1,2,3,…,n),所以Fmax等于排在末位加工的工件在车间的停留时间,也等于一批工件的最长完工时间Cmax。
设n个工件的加工顺序为S=(S1,.S2,……,,Sn),其中Si为排第i位加工的工件的代号。以CK(Si)表示工件Si在机器Mk上的完工时间,Pk表示工件Si在Mk上的加工时间,K=1,2,3,……,m;i=1,2,……,n,式(1)是一个递推公式,当由式(1)得出Cm(sn)时,Fmax、就求得了。在熟悉以上公式之后,可以直接在加工时间矩阵上从左向右计算完工时间。对于某一工作地,在给定的一段时间内,顺次决定下一个被加工的工件。
3.2开设选修课
由于学习FMS的有关知识,需要学生们具有一定的专业知识;而且大型设备一般只有一套设备,要面向学生人数众多的本科生开设实验课有一定的难度。因此,我们首先开设了FMS的选修课。在讲授FMS技术的理论知识的基础上,开设FMS的上机实验课,学生分为3-5人一组。由于课堂讲授FMS的时间有限,加之是选修课;因此,在实验课之前,面对设备再介绍一次设备的原理、结构和用途等,以加深学生的印象;然后指导学生编制程序、适当的上机操作,辅导学生处理实验结果。
3.3为本科毕业设计提供实验
本科生的毕业论文是进行专业基本技能培养的重要环节,同时也是培养学生创造性思维方法、提高动手和解决问题能力的不可缺少的过程。参加本科毕业论文的学生,有充分的时间利用所掌握的专业基础知识,解决具体的问题;因此毕业论文是本科生学习和掌握大型实验设备的一个非常好的机会。
四、FMS进行本科教学的体会和希望
4.1FMS进行本科教学的效果
通过上述三种方式向本科生开放大型实验设备,对学生选择专业有一定的帮助,也增加了学生参加推荐免试研究生和就业等的竞争力。例如,一名机电学院的学生参加了“FMS研究”项目后,对数控技术有关知识和应用有了一定的了解和兴趣,报考研究生时选择数控技术专业。另一名机电学院的学生参加“开放式数控系统的研究”,学习了切削图形设计、数控雕刻机及其控制系统等一系列操作,在老师的指导下自己操作选择刀具和切削参数,观察不同的切削过程,加深了所学的理论知识,熟悉了作业计划与调度的原理、立体仓库的基本操作;该生通过面试后顺利地被华中科技大学录取为研究生。
近年来为了适应地方经济和社会发展的需要,拓宽人才培养领域,在开设综合性实验项目和选修课时,也接受其他学院的学生。学生结束项目后,对所参加的研究工作非常有兴趣。
相比较而言,综合设计性实验效果明显好于选修课的实验。前者由于有充分的时间,我们摒弃了传统的验证实验的模式,采取了“双向互动”,教师以更多的精力启发学生的创造力,调动其主动性和积极性,发挥他们运用所学的知识去解决实际问题。对这种实验模式,学生表现出极大的兴趣。这种实验教学模式,不仅拓展了学生现代科学技能的理论和知识;在实验方法,应用技能方面也得到了提高,为他们今后走上社会,服务于社会,缩短理论与实践的差距奠定了良好的基础。
4.2存在的问题