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就业方向 在相关企、事业单位从事光电仪器、精密仪器的设计、制造及经营等工作。在科研机构和高等院校中从事基础研究和教学工作
推荐院校 清华大学、重庆大学、长春理工大学等
光电信息工程是以光电为主,光、机、电、信息技术与计算机应用相结合的宽口径的学科。主要围绕信息的获取、处理、传输、应用及相关的支撑技术。重点是光电传感、测量与控制、计算机视觉与图像处理、自动识别、光通信、光电制导等技术,培养相应的高级科学技术人才。
关键字:机器人竞赛;创新能力;大学生
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)05-0083-02
当前,随着社会的不断发展,知识经济时代人对具有创新和实践能力的大学毕业生的需求日益增大,高等院校作为培养人才的主要机构,越来越重视对大学生创新能力的培养。因此,如何培养学生们的创新能力,培养创新型人才是当前高等教育研究的一个热点。这是当前大学生,面临知识经济时代来自全球广泛的竞争,毕业生面临的就业压力非常大,而大学生能否很好地适应当今社会对人才的需求,其中一个重要因素就是其是否具一定的创新和实践能力。
目前,虽然高等院校日益注意创新人才的培养,但在如何培养创新能力方面仍然存在着一定的不足。例如,当前学校内的科研创新活动,多是由少数老师和学生自发组织开展的,广大学生参与科技创新的兴趣普遍不足,参与科技创新的比例也不高。虽然有一些院校已经积极开展了一些学生科技创新活动,但总的来说,其并没有真正全面覆盖到广大学生。另外,学生中曾经参与科学研究,或者技术创新的人数,相对总人数其比例较低。虽然在有很多大学生是愿意参与科技创新项目的,但只有部分能够真正付诸行动,占整体比例低。另一方面,有一部分学生觉得科技创新的难度较大,因此望而却步。所有这些,使得大学生们参与科技创新活动的热情受到约束、比例占总人数较低。并且大学生由于得到专业教师的针对性指导不足,以此,缺乏对创新方法的系统指导。而大学生们一般需要在指导教师科的指导下道参与技创新,即在教师的精心指导下持续开展。总之,就目前现状而言,大学生科技创新指导教师的作用发挥尚不充分,大学生科技创新成果转化比例较低。这是由于,一方面,虽然近年来国家、地方、院校等不断开展对大学生创新的支持,例如黑龙江省大力支持大学生创新、创业,并给予一定的支持;另一方面也是更重要的是:缺乏针对大学生创新的具体的行之有效的培养模式、方法与手段。这些方面,促使我们有必要寻找一套行之有效的创新人才培养的方法。
我校作为应用型本科院校,非常注重培养学生的创新与实践能力。本文论述了在我校计算机学院如何通过在“大学生机器人”竞赛培养学生的创新意识与能力。研究了如何结合专业课程,建立以“大学生机器人竞赛”为载体的创新人才培养模式,以学科竞赛来促进大学生创新能力,通过竞赛来检验学生创新能力,提出了一套通过比赛培养学生创新能力的有效方法。通过该方法能有效地养学生具有创新精神和实践能力。
一、大学生创新能力培养与机器人竞赛
对于计算机专业学生来说,通过学科竞赛是其培养创新能力的很重要的途径。通常计算机专业学生更多地参加ACM等学科竞赛。近年来,越来越多的计算机专业的学生参加了机器人类的相关竞赛。通过这项竞赛,很多学生提高了自身的解决实际问的能力、创新和实践能力。这是由于机器人竞赛涉及多门学科和领域,包括人工智能、实时图像处理与模式识别、实时规划和推理、机械传动与驱动控制、传感器与数据融合、无线通信和软件技术等。在机器人实验平台上,各种先进的计算机技术、人工智能技术以及机器人学等领域的研究成果,都可以作为一个测试平台得到应用和测试,并且具有生动形象的特点。并且由于机器人竞赛较为生动、有趣,学生可在快乐的学习中完成对自身能力的培养。当前国内外大学生广为参加的机器人竞赛包括ROBOCUP(Robot World Cup)和FIRA(Federation of International Robot-soccer Association)等,国内外多所大学都参加了这两个比赛。传统教育中学生比较注重书本内容的掌握,忽略了创新能力的培养,因此,毕业后适应工作的过程中面临工作能力差、综合解决实际问题能力欠缺等问题。参加大学生竞赛能有效地提高学生的综合处理实际问题的能力,通过理论联系实际,锻炼动手能力,从而避免高分低能问题。
一般认为创新能力由多种能力构成。包括学习能力、分析能力、综合能力、想象能力、批判能力、创造能力、解决问题的能力、实践能力、组织协调能力以及整合多种能力的能力。对于计算机专业学生来说,具体体现在如何利用本专业知识来分析和解决实际问题能力。当前对于计算机专业学生,往往存在学习偏软件或偏硬件的问题,而现实中的一些问题,往往需要学生掌握软/硬件协同设计能力。机器人技术,由于其既需要有一定的硬件平台(机器人等),又需要很多相关的软件支撑,如计算机视觉、人工智能等,对培养学生的计算机软、硬件能力都有很好的作用。对于学生学习动机、动力不足得问题,参与机器人竞赛则可以极大的激发其学习兴趣。在参与机器人竞赛过程中,还需要不断学习新的知识、分析具体问题、提出新的方法、协调工作等多方面的问题,通过解决这些问题,可以培养学生的创新能力。具体而言,我校我们依托机器人竞赛,形成了一套合理的创新能力培养的方法。
二、基于机器人竞赛的大学生创新能力培养策略
(一)通过学术活动培养大学生科研兴趣
相当一部分学生对机器人技术与本专业相关性认识不足,不清楚其与自身专业知识的相关性。以计算机专业学生为例,一些传统的课程涉及这方面内容较少,但是随着人工智能技术的不断发展,智能机器人技术的不断进步,需要涉及大量的计算机相关专业的学生从事这一方面的研究与开发。我们通过举办学术讲座,使学生了解机器人竞赛等于其专业知识的现骨干性,提高其从事这一方面科学研究的兴趣。通过学术报告、学术交流等形式,以及与其他高校学生交流等方式,促使其主动参与学科竞赛。
(二)将专业课程教学与机器人竞赛结合
由于机器人是一多交叉的学科技术,可在专业教学中引入,使学生更为形象的了解相关技术。例如,在多媒体技术的课程中,引入机器人视觉相关知识,如目标追踪等相关技术,开拓学生视野。在算法等课程中,引入机器人路径规划等相关概念,与相关技术相结合,促进学生进一步应用专业知识解决实际问题的能力。
相关教师通过不断探讨研究将机器人竞赛与学科基础知识、本学科的前沿理论和与本专业交叉相关的理论结合,选择案例法等合适的教学方法与手段,将最新的教育科研成果运用到教学当中。
(三)积极引导学生创新方法
通过对比赛进行总结,引导学生采用新方法解决比赛中的不断出现的新问题。通过组织多专业学生协作完成比赛项目,促使学生学习不同专业的知识,培养其综合创新能力。通过实验室报告等形式使学生了解机器人的最新知识和科研成果,引领学生将最新的一些科学技术应用到学科竞赛或相关项目中,发挥其自身的主动性能动性,培养其独立处理问题的能力。
(四)在机器人竞赛中加强大学生能力培养
通过组织学生参加机器人大赛,将学生划分为若干组,针对不同比赛项目,由组长分配任务,协同工作,培养学生们团队合作能力。同时,针对赛场的可能出现的问题,鼓励学生针对不同的问题进行独立分析,能够勇于承担解决问题,完成比赛的责任,并且在大赛中勇于展示其创新成果。
(五)强化学生复合能力培养
由于机器人技术具有非常显著的多学科交叉的特点,因此组织包括不同专业的学生协同工作。通过各自专业学生作报告等形式,促使学生深度了解相关知识,提高其复合能力。实际上,很多学生在公共课程,例如大学物理、电工技术等学习了一些相关知识,但是没有机会得到深入的应用,而机器人竞赛可以很好的促使其将理论应用于实践。
(六)通过竞赛推进相关课程学习
以计算机专业为例,可以将一些算法等在机器人平台上进行验证,可以非常直观形象的观察到结果。不同于传统的简单实验方式,可以很好地提高学生学习兴趣。
在我校计算机科学与技术学院,以智能机器人实验室为依托,为学生参加竞赛进行指导,并采用如上方法有意识的对学生创新能力进行培养。实践表明,通过从事机器人大赛,大学生们很好地提升了自身的创新能力、团队合作能力。并且在专业课程的学习以及应用专业知识解决实际问题的能力方面有了很大的提高。
参考文献:
[1]岳晓东.大学生创新能力培养之我见[J].高等教育研
究,2004,(1).
[2]张保华.在计算机教学中如何培养学生的创新能力[J].
文教资料,2006,(5).
[3]郑金洲.创新能力培养中的若干问题[J].中国教育学
刊,2000,(1).
[4]刘晖.改革计算机教学 培养学生的创新能力[J].教书
人,2005,(7).
关键词:智能科学与技术;本科专业建设;人才培养模式
中图分类号:G642 文献标识码:A
1 专业建设基本思路和目标
根据“教育要面向世界、面向未来、面向现代化”的总体要求,我校本专业定位为培养“设计与创新型”人才。按照“全面培养、强化基础、因材施教、增强活力”的方针,我们力争使学生通过四年的大学学习,系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法,受到良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的训练,具有分析问题、解决问题以及知识自我更新和不断创新的能力,以适应智能科学与技术的飞速发展。在个人素质方面,我们努力使学生具有全面的文化素质、良好的知识结构和较强的适应新环境、新群体的能力,并具有良好的语言和计算机运用能力。
2 专业人才培养模式
“智能科学与技术”作为新型专业,其本身具有发展非常迅速、技术并没有完全定型且各有特色的特点。
我校“智能科学与技术”专业从2008年开始招生,专业的人才培养模式定位在“设计与创新型”。
“设计与创新型”人才模式的特色在于“创新”。“创新”可分为科学创新和技术创新。科学创新是一类认识未知的创新,强调的是“创”,创造的原始性、首创性;技术创新是一类设计型的创新,强调的是“新”,是在市场经济条件下,提高生产力、发展经济的创新。
“设计与创新型”人才模式的立足点在“设计”。通过4年的培养,要使一个合格的本科生具备工程设计的基本知识、基本理论和基本技能。对于信息学科,就是要掌握软件、硬件及系统,能从事工程设计的基本知识、基本理论和基本技能,具备开发软件、硬件及系统的产品,有初步商品概念的基本素质和能力。 毕业生可在高新技术产业部门、国防尖端科技部门、大型科学工程、交叉学科研究部门、大公司的研发机构以及高等学校从事智能科学技术领域的科研、开发、管理或教学工作,成为掌握智能信息技术发展趋势和前沿的专门科学技术人才,并可继续攻读“智能科学与技术”以及相关技术学科、交叉学科的硕士和博士学位,成为“智能工程师”和“智能科学家”。
3 专业培养方案和教学计划
(1)实行学分制
总原则:两阶段模式。
第一年:完全刚性(大理、大文统一)。
第二年:通识+专业教育共存(学科通识平台B1、B2组课程+部分专业核心课程)。
第三、四年:专业教育(专业核心课及专业限选、任选课1。
(2)专业核心课设置
除在学科通识阶段已开设的数值计算与最优化、离散数学、数字电路与逻辑设计、计算机组成与结构、数据结构、数据库原理等课程,在专业教育阶段设置如下专业核心课程:
高等程序设计(3,5学分)
操作系统原理(4学分)
人工智能基础(4学分)
算法设计与分析(3学分)
计算机图形图像基础(3学分)
(3)专业课程组设置
专业限选课和专业任选课我们实行课程组,学生完全根据个人兴趣进行选择:
①专业限选课(分三个课程组,学生任选1组修读,每组6学分)
课程组l:随机过程,智能优化与控制原理;
课程组2:脑与认知科学,智能信息处理;
课程组3:模糊数学原理及应用,模式识别基础。
②专业任选课(6学分(按课程组选)+6学分(任选))
在以下课程组里任选1组
课程组1:机器学习导论,机器人学;
课程组2:计算机网络原理,Web程序设计;
课程组3:计算机视觉基础,
OpenGL程序设计。
在以下课程中任选2门
Linux/UNIX操作系统、Java程序设计、软件设计模式、计算机动画技术、程序设计、自动控制原理。
(4)课外培养
①文化素质教育:采用多种形式进行人文教育,让学生学会做人、学会学习、学会生活,学会工作,如:邀请知名学者工程院院士杨叔子、孙家广等来我院进行素质教育讲座,组织学生积极开展“帮困助学”、“三下乡”、“青年志愿者”献爱心等活动。
②鼓励学生积极参与各学科竞赛、SIT项目和创新综合实验。
③让学生参与方向实验室的科研工作,拓广知识面,提高科研能力。
4 教学改革和教学建设状况
4.1 教学改革
强调计算机硬件、软件及应用技术三方面的融合,突出“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标,组织专业教师认真总结多年来的办学经验,深入开展教学研究,提出一系列合理的教改方案。
(1)全面调整专业培养计划
按照“争创优秀,体现特色”的指导思想,我院将本专业培养计划与国内高水平院校看齐,并与国际接轨。参照ACM/1EEE-CS的《计算机教学计划199I》和中国计算机学会教育委员会、全国高等学校计算机教育研究会联合制订的《计算机学科教学计划1993~,从计算机科学与技术一级学科的知识组织结构出发,结合我院的实际情况,我们制定了有利于学科基本理论、基本知识和基本技能与方法系统性、完整性的掌握与训练,有利于设计与创新型人才培养的教学计划。
(2)实行课程责任制
课程责任制是学院教学改革的一项重要措施,2000年底开始实施,其核心是将全院的教学任务分解为以课程为基本单元。
严格规范主要学位课程。对主讲教师、助教、教材、教学内容、教学过程、考核方式等各个环节严格把关。每门课程设主讲、助教、教学助理三种职位,明确职责,各负其责。将全院教学任务按课程特色分解组合,主讲教师的教学任务与自身科研方向结合。为教师工作提供尽可能好的环境,这样既有助于教学(如答疑、辅导、指导实验),又有助于学术交流及科研的开展。
经过长时间的探索,我院形成了现在的《课程责任制实施方案》,并与学校“岗位津贴制度”有机结合,实现了责、权、利的统一。
(3)全面实行课程信息化(教案网页化)
本院的信息化工作从99年初启动,由院自筹资金自主开发《电子化教学支持系统――网上学苑》(获2001年度校新世纪教育立项、2002年度校教学成果奖),目前已投入使用多年,效果良好。学院出资鼓励教师制作电子教案(已有50多门次受到学院资助),要求所有课程的基本材料上网,实现网上查阅电子教案、网上答疑辅导、网上批阅作业,目前课堂教学多媒体化率已达到100%。
(4)构建新的实验体系
我院提出了“课程实验――实验课程――工程设计训练――毕业设计”的新型特色实验体系。
明确“课程实验”和“实验课程”的内涵与目标,要求所有核心课程必有此环节。
“课程实验”由理论课教师负责,主要利用计算机仿真平台和工具验证课堂所学,旨在加深对理论知识的理解。
“实验课程”则是利用物理实验设备进行综合实验,是单独的实验课程,由实验室教师负责,往往是几门理论课程的综合训练。
“工程设计训练”集中执行3周,在本院的工程中心进行,安排在第7学期。学生被分成若干小组,每个小组要求完成一个综合设计任务,此部分也是毕业设计的预研。 “毕业设计”安排在第8学期,是对学生本科阶段学习的综合检验,也是走上工作岗位前的实战训练。
这样可不断强化学生的动手能力,形成以技能训练、创新设计为主要目标的新型链条式实践环节培养模式。
4.2教学建设
(1)师资队伍建设
我院不断提高教师队伍素质,积极引进高素质人才,采取各种措施培养提高现有教师教学水平和学术能力,如:鼓励中青年教师攻读博士、硕士学位,参加外语培训等。
信息与智能技术系目前有26名专职教师,全部有硕士及以上学历,其中教授6名,副教授10名,博士学位获得者15人,其余全部为在读博士。目前已初步建立起了一支老中青相结合,知识结构、学历结构、职称结构相对合理的教师队伍。
(2)实验室建设
实验室建设的指导思想是:
①一个目标:培养具有创新与设计基本能力的高素质人才,创建科学创新与技术创新的基本环境。
②二类体系:面向基本教学的技术与专业的基础性实验体系;面向创新与设计能力培养的研究型实验体系。
③三个层次:验证型;技能型;创新与设计型。
近年来,学校及学院对本专业实验室的建设加大了资金投入力度,共投入经费800余万元,相继建立与改造了DIY实验室及软件、硬件实验室,建立了可信系统与网络、网络计算与工程、分布式与虚拟技术、图形与图像处理等多个方向实验室与大学生创新基地,添置了相应的实验与测试仪器,充分满足了本专业师生学习、实验及开展科研活动的需求。针对智能科学与技术专业,我们将以机器人为平台构建智能系统实验室。
(3)实验室全面实行开放式管理
目前我们已实现每周7天,每天14小时(上午8:00至晚上10:00)实验室开放,并将逐步推进和完善新的实验教学方法,加强实践教学环节的指导。所有专业课程开设“课程实验”,并根据我院专业设置情况,开设软件技术基础实验、硬件技术基础实验、程序设计训练、计算机组成与结构设计、智能算法设计、数据库系统设计、智能系统设计等课程实验环节。
动漫产业是21世纪的朝阳产业,被很多发达国家称为“无烟”重工业。我国“十一五”规划纲要明确提出,“鼓励数字内容产业发展,包括动漫在内的数字内容产业已经成为国家基础性和战略性产业”。我国动漫产业在国家相关政策的支持下,产业规模迅速膨胀,并向国家大力倡导的动画“原创”作品的创意策划和生产制作大国的目标大步迈进。这带来了动漫人才的巨大缺口。人才的缺乏,尤其是中高级人才的缺乏,阻碍了我国原创动漫作品的开发,并已成为制约我国动漫产业发展的瓶颈之一。目前的市场竞争越来越激烈,只有结合计算机动画、图形学、网络技术、动漫编导和数字化艺术与设计等多种学科,培养高水平的复合型动漫人才,实现高水平动漫制作和高质量的动漫衍生产品开发,才能在未来的动漫产业市场竞争中取得一席之地。
浙江大学计算机学院早2003年就敏锐觉察到了国家的大文化产业未来在动漫技术人才方面的需求,秉承“Computer+X”的一贯人才培养理念,在浙江大学原校长潘云鹤院士的大力关心和直接支持下,向国家教育部申请试办“数字媒体技术”专业,建立了数字媒体与网络技术系,并在2004年开始了第一届学生的招生,使得浙江大学成为最早开设数字媒体技术专业的综合性院校之一。其专业定位是:培养“技术为主导,技术与艺术相结合”的中高级复合型动漫技术人才。因此,本专业的学生不仅将学习数字媒体技术和艺术的基本理论及专业知识,还需要接受数字媒体开发所需的软件技术与艺术设计的基本训练,并依托教学实践环节,掌握面向网络环境的、新型交互数字媒体研究与开发的综合知识和技能,形成较强的交互式、新媒体艺术创作能力。
尽管浙江大学在动漫技术的基础研发方面具有全国领先的地位,拥有全国唯一的计算机辅助设计与图形学(CAD&CG)国家重点实验室,在计算机美术设计、计算机图形技术、计算机动画、虚拟现实、多媒体数据库、信号处理、数字通讯、计算机网络和人工智能等相关领域取得了许多具有国内外先进水平的科研和教学成果,但在数字媒体技术专业的创办过程中,在技术与艺术复合型的人才培养方面依然遇到了很大的挑战。虽然我们按一定比例分别设置了技术与艺术类的课程,实现了课程“数量”上的复合,但在如何实现专业主干课程在技术和艺术内容的本质上的复合和交叉?如何把数字媒体的应用领域与作品案例相结合?如何加强与数字媒体内容创意的结合?如何加强数字媒体技术教学与动漫作品创作的实践过程的融合?我们着眼于国家动漫产业的人才需求,遵循浙江大学“以人为本,整合培养,求是创新,追求卓越”的教学理念,对复合型数字媒体人才培养模式进行了有益的探索和尝试,分别提出了基于教学团队的专业主干课程建设和跟踪国际前沿的专业图书室建设等工作,并以数媒作品创作与开发为中心,强调技术与艺术的融合,强化复合型实践技能的培养。
2基于教学团队的专业主干课程建设
浙江大学“数字媒体技术”专业是新开设的多学科交叉专业,该专业主干课程明显涉及多学科交叉,而且不少主干课程都是第一次开课,在课程内容和目标上往往具有很大的不确定性。数字媒体技术专业的多学科交叉特点决定了采用教学团队的方法进行授课是值得尝试的方法之一。为此,我们选择了数字媒体专业的核心主干课程,尤其是涉及到多学科交叉的课程,包括“计算机图形学”、“图象分析与艺术化处理”、“数字媒体资源管理”、“人机交互技术”、“计算机游戏程序设计”、“计算机视觉技术”、“计算机动画”、“虚拟现实与数字娱乐”、“视音频信号处理”、“数字摄影”等。每门课程委托两名以上教师负责,实行团队式集体备课和教学,组织撰写课程的详细内容大纲,确定教材和教学参考书,编写详细的教学日历,并进行集体备课和教研讨论,统一形成每节课的详细课件(ppt),课程实践项目(projects),以及各类作业和课程考试、考查的方式。上述所有课程建设内容全部上网,建立专门的教学课程网站,初步形成数字媒体专业特色的电子化学习平台,面向全校师生开放。三年来的教学结果和学生反馈表明,这个教学改革得到了学校和学生的初步认可,通过多名教师的不同专业知识配合教学,能够满足数字媒体的学科交叉性教学要求。
3跟踪国际前沿的专业图书室和教材建设
在教材资源和教学参考书建设方面,数字媒体技术专业涉及技术与艺术等两大领域,而且,动漫产业发展变化很快,在全世界范围内还没有一个非常成熟的教材参考体系。目前学校图书馆的资料更新周期比较长,不能完全满足数字媒体专业的教学要求和学生的学习需求。因此,数字媒体系通过图书馆的帮助,从国外购买了100多本体现国际最新技术发展的数字媒体外文原版图书,作为教学参考书,并在紫金港校区安排了专门的专业图书室,供全系的老师与学生查阅
与此同时,开展了国内外先进教材和教学参考书的引进和消化吸收工作,以科研来带动教学。在课程内容建设基础上,与国内的著名出版社合作,组织在一线的科研骨干教师,一方面消化吸收国外的教材,进行外文原版教材的翻译和编译工作;另一方面,着手为数字媒体专业的所有主干课程组织撰写相应的教材,本着“成熟一本,出版一本”原则,争取在“十一五”期间出版10本以上的主干专业课程系列教材。
4建立“以作品为中心”的毕业资格确认机制,有效促进技术与艺术技能的融合
为加强学生的科研实践和创新设计能力,与时俱进地服务于我国的影视动漫等产业,要求数字媒体技术本科专业的每位学生在毕业答辩前至少必须提交一件体现技术与艺术交叉的媒体类创意设计作品,作品的内容包括:a) 动画短片作品;b) 游戏类作品;c) 交互式玩具;d) 互动媒体艺术装置;e) 实现某种特效的动漫软件(Maya或3D Max等)插件;f)与数字化艺术相关的创作软件系统与工具;g)数字影视的特效片段。
这样就形成了以作品为中心,强调技术与艺术的融合,强化复合型实践技能的培养模式;从而使得本学业的学生从他们入学的那一天起,就必须不断地用眼睛去“发现美”(审美能力),用双手去“挖掘美”(美学技能),用大脑去“创造美”(创意能力),通过持续不断地领悟和提高,就可以水到渠成地交出一份完美的媒体创意作品,成为社会所期望的技术与艺术相结合的中高级复合型动漫人才。
(武汉大学计算机学院,湖北武汉430072)
摘要:从西方大学导师制和我国古代书院教学制在人才培养方面的共同理念出发,结合高等教育的现状和计算机专业的特点,分析我国高校推行导师制的现实意义,提出在计算机本科推行导师制的可行方案。
关键词 :导师制;书院教学;计算机专业特点;生师比
文章编号:1672-5913(2015)15-0050-04
中图分类号:G642
基金项目:国家自然科学基金青年基金项目( 61301277)。
第一作者简介:邹勤,男,讲师,研究方向为计算机视觉和多媒体安全,qzou@whu.edu.cn。
1 现代大学导师制的意义和作用
在15世纪初,导师制最先被引入牛津大学和剑桥大学。导师制的理念在于:以学生的个体发展为核心,以师生的双方合作为基础,培养学生探究知识和独立思考的能力。导师制规定以学院为单位,负责人为“院长”,每一名学生由一名或数名导师指导,学生寄宿在校,导师与学生每周至少会面一次,导师通过个别指导和言传身教的方式,在频繁的接触和深入的交流中培养学生的品德并增进学生的学问。在过去的600多年间,导师制在人才培养上取得了巨大成功。时至今日,导师制已成为世界各国大学普遍采取的人才培养方式。
在公元940-1902年间,书院教学在我国创立并逐渐成为一种重要的教学模式,它与西方的导师制有一些共同特点。因为书院多建在山上,古代书院的负责人被称为“山长”。山长是书院最高行政领导和学术权威代表,通常具有深厚的学术造诣。由于书院“门户开放,讲学自由”的办学理念及在杰出人才培养中的显著成效,自宋朝起书院逐渐成为中国古代读书人的学术圣地。书院的培养目标是学术精英,老师需具有独立的学术品德,学生则尊崇独立的自学精神。书院的管理内容包括招生、考勤、考试、行为举止规范等,在教学方面,制定教学内容、讲课时间、考试科目等;书院的师资大多是时代精英,对文化交流和学生思想的发展具有深远影响。在书院教学的过程中,老师和学生同吃同住,老师言传身教,师生辩论释疑。
可以看到,西方导师制和我国古代的书院制在人才培养的理念和方式上有许多共同点。随着社会的发展,特别是西方高等教育兴起之后,我国引进了高等教育模式,采用了导师制,而书院教学模式便逐渐退出了历史舞台。但是,书院教学和导师制有一些共同的教学理念:它们都强调学生的品德修养,讲究学术自由,注重培养学生独立思考、创新思维的能力。在我国,“品德高尚、学术自由、独立思考、创新思维”仍然是高校人才培养的理念,因此实行导师制仍具有重要的意义。制定科学合理的导师制,不仅有助于培养学生独立思考、创新思维的能力,还将促使学生形成履行社会职责所需的修养、性格、风度以及各种相当均衡和成熟的品质。
2 计算机专业本科导师制可行方案探讨
导师制在我国主要应用于研究生教育。进入21世纪后,为适应教育改革的需要,北京大学率先引进和施行了本科生导师制,随后浙江大学、清华大学、武汉大学、厦门大学、南京大学等170余所大学相继实施了本科导师制。
2.1 本科导师制实施中的问题
本科生导师制自实施以来,存在的主要问题为定位不准确、职责不明确、激励机制缺乏、监督机制缺失,但笔者认为,其中最突出的问题是定位不准确。本科导师制定位不准确,导致实施过程中概念模糊,从而造成指导老师职责不清,更无法制订合理的激励机制和监督机制。导师制的初衷是精英教育,然而随着现代教育的发展,本科教育已经从精英教育发展到大众教育,因此在本科导师制定位的问题上,存在的实质问题是精英教育和大众教育的矛盾。
高校大规模扩招以后,学生人数急剧上升,图1展示了1990-2014年历年的高考报考和录取人数曲线。在学校扩招的同时,国家对教师队伍的扩充和素质的提高虽有一定的重视,但教师增长的速度远未能赶上学生扩招的步伐,多数高校生师比过高。图2显示了过去15年我国高校生师比(学生人数/教师人数)的情况。可以看到,自2006年以来高校生师比一直保持在17以上,其中2013年高校生师比为17.53:1,全国各类高等教育在校学生总规模达到3 460万人,入学率达到34.5%,高等教育已发展为名副其实的大众教育。与此同时,普通高等学校教职工数为229万,教师规模难以满足本科导师制的要求。此时,将传统的精英教育导师制,施用在大众化教育的本科生上,自然会给本科导师制定位造成难题:到底该进行精英教育还是大众教育?如果本科导师制定位模糊,导师便无法顺利开展工作,因此,大学应首先对本科导师制进行准确定位。
2.2 计算机本科专业的特点
计算机类专业领域的特点可以用“快、大、精、严”来概括,即知识更新快、信息量大、计算精密、逻辑严密。对学生能力的培养应着重于以下几个方面。
1)动手能力和创新能力。
计算机类专业本科生不仅需要会操作计算机,会使用一些现成的软件,而且要研究如何更好地设计、制造计算机,更好地开发计算机的新系统、新功能和新软件。
2)逻辑思维能力。
计算机类专业属于工科,需要掌握或了解计算机的基本原理、基本结构、基本算法等,这些都涉及对二进制数字的精密处理,需要具备较强的逻辑思维能力,例如计算机类专业课程数字逻辑、程序设计、编译原理等。
3)适应能力和自学能力。
计算机类专业领域属于信息科学范畴,学生需要适应信息爆炸式快速增长、闪电式快速更新的节奏。计算机软硬件不断更新,算法不断更替,课堂讲授的一些内容很快会过时,这就要求计算机类专业学生培养自学能力,能跟上学科发展的步伐。
2.3 计算机类本科导师制的可行方案
1)本科导师制面向大众教育,纳入教学体系中。
在这种方案下,导师较均衡地指导所带学生,培养他们的动手能力和创新能力、逻辑思维能力、适应能力和自学能力。在一些高校,一个本科生导师常常对应20名以上的本科学生。导师由于精力有限,可以采用统一的指导模式,如讲座、交谈、辅导等,较均衡地顾及每一个学生。在这种情况下,可以将本科导师制纳入教学体系之中,例如规定本科生导师制工作的学分,利用教学管理体系对老师和学生在导师制下的行为进行监管。在教学体系中,应对本科生导师的工作内容进行定义、量化和考核,充分调动导师和学生的积极性。
2)本科导师制面向精英教育,纳入科研体系中。
导师选择性地指导一部分本科生,以参与科研的方式培养他们的自学能力、创新能力等,让本科生在科研中接受先进技术浪潮的洗礼,为将来深入研究生阶段学习和进人工业界工作打下技术基础。在一些研究型大学的计算机学院,本科生打算国内考研或出国深造的人数比例较高。通常计算机领域有大量科研与实践项目,参与科研项目对这些潜在的科研新人具有很强的吸引力。在这种情况下,可以将本科导师制纳入科研管理体系之中,制定导师指导本科生科研的工作量考核量化办法,例如制定本科生科研成果奖励办法,包括合作的科研论文、科研竞赛获奖等。
前面一种定位较适合综合型大学,后面一种定位较适合研究型大学。随着教育制度的改革发展,一些高校可以将教师分为不同的类型,如教学型、科研型等,一所学校根据自身条件可以结合以上两种本科导师制定位,一个学生可以同时选择两个或多个不同类型的导师。
3 计算机专业本科导师制实践
以武汉大学计算机专业的本科生导师制实践为例,学校的本科生先以班级为单位进行划分,本科生导师被命名为班级导师。一般情况下,一名导师对应一个本科班级的全部学生。班级导师由在职教师担任,包括师资博士后、讲师、副教授和教授。为了班级导师制的实施,学院制定了班级导师的职责、考核内容及激励办法。
3.1 导师职责
本科生班级导师的主要工作职责是:指导学生学习专业知识并参加课外学术科技活动,对学生进行生活辅导、健康辅导、行为辅导和就业辅导,协助专职学生开展学生工作。在思想和心理方面,导师引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观,树立服务社会、报效祖国的理想;优化学生心理品质,提高学生心理健康水平,经常深入班级、寝室与学生交心谈心,了解学生的思想和心理状况,及时发现学生的思想和心理问题;在学习和学风方面,帮助学生明确学习目的,端正学习态度,改进学习方法,提高学习效率,树立良好的学习风气,了解学生的学习状况,努力帮助学习有困难的学生,积极听取学生对教学工作的意见和要求,及时向有关教师和部门反映并提出建议;在业余科研方面,积极组织和指导学生从事课外学术科技活动,培养学生创新精神和科研能力,指导学生开展社会实践活动,提高社会实践能力;支持和引导学生开展丰富多彩的校园文化活动,培养和提高学生文化艺术素质;在生活和就业指导方面,要求学生自觉遵守校纪校规,严守社会公德,养成良好的行为习惯,在学生中开展加强寝室精神文明建设活动;开展就业指导,帮助学生提高就业能力。
3.2 考核与激励
为了评估班级导师的工作效果,学院在每学期末对本科生班级导师的工作进行考评。考核的形式采取导师自评和师生考评相结合的方式,同时,将学院学生工作办公室和所指导班级学生的反馈意见纳入考评系统之中。考评的内容主要包括:导师下班级工作情况、班风与学风建设情况、学生对导师的评价等方面。考评结果分为优秀、合格、不合格3个等级。
考核为优秀的条件是:工作考核合格并有图3所列情况之一者。从图3可以看到,第1、3、4条对应大众化教育,第2条对应精英化教育。
考核为合格的条件包括以下几点。
(1)认真履行班级导师的主要工作职责:指导学生学习专业知识和参加课外学术科技活动,对学生进行生活辅导、健康辅导、行为辅导和就业辅导,积极协助专职学生政工干部开展学生工作。
(2)按时参加工作交流会,认真完成本年级辅导员指定的相关工作。
(3)班级无重大涉及安全稳定事件发生。
考核为不合格条件有以下几点。
(1)不能履行班级导师岗位职责。
(2)所带班级出现打架斗殴、考试舞弊或其他严重违纪事件并造成恶劣影响。
(3)所带班级出现责任性重大安全事故。
(4)班级学生测评结果不合格率超过50%。
3.3 实施情况
在计算机专业本科生班级导师制的实施过程中,班级导师被委任负责某一特定班级,班级导师结合自身的特点决定工作方式和工作内容。由于笔者所在学校教师管理办法将教师分类为教学型、科研型、教学科研型、社会服务型等不同类别,不同老师会根据自身情况制定合适的指导方法。
教学型的老师一般利用自身的教学经验,偏重指导学生的专业课学习(作业、考试辅导)、课堂纪律的监督(上课出勤检查)、班级学风建设(班会交流);科研型老师通常引导学生的课外学术科技活动和参与的科研项目,培养学生创新精神和科研能力;教学科研型老师可两者兼顾;社会服务型教师能结合自身的社会实践优势,指导学生的社会实践和实习。不同类型的班级导师均有机会获得考核优秀。
一般情况下,教学型导师普遍采取面向大众教育的工作方式。另外,武汉大学计算机学院在本科阶段开设了“弘毅”班,“弘毅”班由入校成绩优异的少量学生组成,学生进入大二开始选择一名导师,导师由教授担任,此为典型的面向精英化的教育。
4 结语
实施本科生导师制的关键点是对本科导师制进行清晰、准确的定位。计算机专业本科导师制的实施需结合学校自身专业特点,根据学院师资力量和结构层次、生师比来制定合理的本科导师制方案。我们赞成面向大众教育的本科导师制适合纳入教学管理体系,而面向精英教育的本科导师制适合纳入科研管理体系,武汉大学计算机专业本科导师制的实践经验说明了以上办法切实可行。
参考文献:
[1]杜智萍,今日牛津大学本科生导师制的特点及启示[J].现代大学教育,2006(6): 85-88.
[2]彭廷红,秦宝荣.本科导师制实施过程中的问题与对策[J].高教与经济,2010,23(2): 51-54.
[3]荆山,孙丽娟,孙润元,以本科生导师制推进实践教学模式改革[J]计算机教育,2013(14): 33-36.
[4]谭春娇,刘越,赵亮.本科导师制在人才培养过程中的定位与作用[J]计算机教育,2015(6): 5-7.
[5]孟丽菊.中国古代书院的教学方法及其启示[J]江西教育科研,1999(3): 70-72.
[6]张秀琴.中国古代书院的教学特点及其现实意义[J]西南民族大学学报,2005(4): 349-351.
关键词:卓越工程师;数字媒体技术;人才培养方案;模块化课程
1改革思路
专业人才培养方案是对人才培养的目标与规格、内容与方法、条件与保障等培养过程和方式的描述和设计,是确定课程体系和课程标准、安排教学内容、组织教学活动的总体设计和计划,是实施人才培养工作的纲领性文件[1]。认真制定人才培养方案,对规范人才培养过程、提高人才培养质量、实现人才培养目标起着举足轻重的作用。面向卓越工程师的培养计划,其培养的核心是卓越的工程设计能力、工程实践能力和工程创新能力,不同行业的卓越工程师有不同的教育规律和培养特点。结合我校办学的条件以及卓越工程师的培养理念和要求,我们明确了本次修订培养计划的思路:①明确应用型工程人才培养目标;②以培养工程能力为目的,强化实践教学;③注重创新教育,培养学生的创新精神;④构建以能力为核心的模块化课程体系,彰显办学特色;⑤坚持统一性和多样性相结合,促进学生个性发展;⑥体现校企合作的办学理念突出“工学结合”的人才培养模式。
2具体做法
2.1明确面向卓越工程师的专业培养目标
专业培养目标回答了“把教育对象培养成什么样的社会角色和具有什么知识、能力和素质结构”这个根本性问题,对整个专业活动起导向和规范作用,是人才培养方案中的灵魂。“卓越计划”中指出,本科阶段建议培养应用型工程师,主要是在现场从事产品的生产、营销、服务或工程项目的施工、运行、维护。应用型人才又可划分为工程型、技能型和技术型三种类型[2],不同类型的人才在具备的知识能力、素质方面有共性但也有特性,不同类型应用型人才在专业发展层面侧重点不一样。工程型人才要将科学原理及学科知识转化为设计方案或设计图纸,主要从事设计、规划和决策工作,强调工程管理能力。对数字媒体技术专业来说,主要是培养具备统筹、策划、管理能力的人才,如编导、制片、游戏策划、设计师、创意总监等。如果不具备市场调研能力、对系统工程的掌控能力、对作品的分析评价能力、出众的协调能力等,就很难胜任这些角色。对于这一层次类型的人才培养,需要有高质量的教师和研究队伍、高水平的研究课题与研究成果做保障。技能型人才是在生产一线或工作现场通过实际操作将工程型人才设计出来的方案、计划、图纸等转变成具体产品的人才,他们主要从事实际操作或具体运作,侧重于职业岗位的具体操作,强调动作技能和经验技能,如动画师、渲染师、模型师、特效制作等技能型人员。技术型人才是介于工程型人才和技能型人才之间的一种人才,具有较强的综合应用知识和技能解决现场实际问题的能力,侧重于生产、管理和服务等方面技术应用开发与现场管理,主要从事组织管理操作活动并处理操作过程中的技术问题,从人力资源结构的层次来看,这类人才居于决策层和操作层之间的执行管理层。如将游戏引擎开发、数字产品开发能力为主的人才定位于技术型,就需要建立产学研相结合的人才培养模式,注重实践性和行业性。“卓越计划”要求高等工程教育克服单纯技能型人才的误区,因此面向卓越工程师的数字媒体技术专业人才的培养目标不能仅仅定位在技能型人才培养上,而要侧重于技术型人才培养,并不断向工程型人才提升。
2.2完善人才培养规格与要求
“卓越计划”通用标准中指出,培养规格具体体现在知识、素质和能力3方面的培养要求。卓越工程师所具有的知识、能力和素质结构的特点是知识面广,专业理论基础扎实,专业技术能力强,有良好的思维能力和技术运用、推广和转换能力,能够分析、提出方案并解决工程实际问题,能够参与生产及运作系统的设计,并具有运行和维护能力,具有较强的创新意识以发明新技术、创造新产品。参照这一通用标准,修订专业培养方案时,遵循“以知识为基础、以能力为中心、以素质为目标”的原则,完善人才培养规格与要求。2.3重构与培养目标相一致的课程体系专业培养目标和人才培养规格最终是通过完善的课程体系来实现的,课程体系是培养方案最核心的内容,也是专业特色的具体体现。学生所学的知识、能力和素质在很大程度上是由相应的课程体系决定的。由此可见,课程体系的构建是人才培养方案中的一项重要工作。在重构课程体系时,需注意以下4点。1)充分发挥自身优势,突出特色课程体系。高校各专业人才培养的特色都是要以课程体系的特色来体现的,要办有特色的专业首先要有有特色的课程体系。通过对部分高校数字媒体技术专业培养方案的分析,我们发现许多高校的课程设置大同小异,并没有依托学校已有的学科基础、师资力量、软硬件条件,发挥自身的优势,凸显自己的特色。我校数字媒体技术专业设置在信息科学与工程学院下,教师队伍在数字图像处理、游戏程序设计、计算机视觉、虚拟现实与可视化等方面有着丰富的教学经验和研究成果,在此基础上整合其他学院的教师资源,引进优质专业师资。因此,在课程的设置上偏重于游戏编程方向,同时依托“山东省智慧矿山信息技术重点实验室”和“山东省高校数字矿山与软件技术重点实验室”,结合校企合作项目,开展虚拟现实与仿真方向的课程,体现出自身的优势和专业特色。2)精心选择课程,优化整合知识结构。“卓越计划”的一个特点就是强调学生的工程能力和创新能力,而以往数字媒体技术专业课程体系过于讲究学科自身结构,过于追求理论知识的系统性和完整性,导致课程设置过细、过多,将各种课程“大拼盘”,课程之间联系较少,很少有融合的态势,从而使课程体系失去整体功用、价值和特色,在这样的课程体系下很难培养出卓越工程师。我们在制定培养方案时,按照“理论知识够用、专业技能够强、突出实践”的指导思想,适当调整教学内容,运用系统的思想,突出知识结构的系统性,将相关课程有机融合,实现课程体系的整体优化,避免出现“拼盘式”课程所带来的“知识孤岛效应”;尽量减少课程的门数,以避免课程间的重复;增加综合性课程的比例,有利于提升学生综合应用知识的能力;删除陈旧、过时的知识,增加新的内容;将理论性较强的课程重组,与工程实际密切结合。如在原有的培养计划中,对摄影技术与艺术、图像艺术设计两门课程单独开设,在这一次的培养方案中将其合并为数字摄影与艺术设计课程;将原有的摄录像技术、影视编导与制作两门课程合并为数字摄像与后期合成课程;将原有的艺术性专业比较强的课程进行删减、整合,将素描、构成、色彩整合为艺术设计基础课程等。3)构建模块化课程体系,依据学生的兴趣、能力不同进行差异化培养。以往的课程体系,讲究大而全,采用泛泛的整体施教模式培养数字媒体技术人才,对学生的个体差异考虑不足,不能根据学生自身的优势和特长施教,学生学习的主动性和积极性受到影响。我们在培养方案调整的过程中,立足卓越工程师的培养要求,按照“按需设计、夯实平台、差异培养、分向发展”的新思路对课程体系进行重构,形成一个“厚基础、宽方向、重实践、强个性”的模块化课程体系。基于该课程体系,采用差异化的培养模式,体现“以学生为本”的核心理念,有效地满足学生个性化发展的需求,以此提高整个专业的培养水平。所谓模块化,是指将教学活动组合成不同的主题式教学单位,模块化课程体系的一种表现形式是“平台+模块”[3],是分别按照对学生的共性和个性要求进行设计和构建的。在这种课程体系中,平台中的课程是学生必须学习和掌握的,反映了人才培养的基本规格和全面发展的共性要求,平台之间相互关联,层层递进。模块课程是一种以能力为本位,以人才需求为导向的课程,按照课程与职业领域对应关系划分,学生根据自己的兴趣、爱好和特长自由选修,体现了人才培养的多元化和学生个性发展的要求。结合我校的办学优势和师资条件,突出自身办学特色,我们将后续的课程体系分为影视制作与特效、游戏开发、移动应用开发以及虚拟现实与仿真4个不同模块,不同模块执行不同的培养方案和考核方式,4)以能力为导向,构建三层实践教学体系,增加实践教学在课程体系中的比重。“卓越计划”的特点主要体现在注重对学生工程实践能力和创新能力的培养上,实践教学是卓越工程师人才培养的重要环节,对学生的创新能力的培养具有重要作用。数字媒体技术专业具有很强的技术性、实践性、工程性等特点,如不重视实践教学,必然会影响人才培养的质量。因此,在培养方案的制订中,我们注重以能力为导向,以“学用结合”为指导思想,增加实践教学的比重,构建了从基础实验、综合实践到科研创新的3层次实践教学体系。基本实验实践教学模块为第一层次,目的是让学生熟悉和掌握与专业相关的基本知识和技能。为了更好地提升学生的实践能力,本着“理论够用”的原则,理论学时数和实验学时数基本相同,我们对实验内容进行整合,增加设计性、综合性的实验比例,更好地培养学生运用理论知识分析和解决问题的能力。第二层次的综合实践教学模块包括课程设计、综合性项目开发以及实习、实训、毕业设计等,这一层次的综合实践教学是在第一个层次的基础上,进一步强化学生解决问题的能力,着重培养学生在数字产品设计、制作和组织管理等方面的创新能力,要求学生完成查阅资料、设计方案、详细设计或制作、撰写设计报告等全过程,培养和训练学生将所学的基础理论和专业知识应用于实际的数字产品开发过程。此外,更注重培养学生的团队意识和合作精神,提升沟通能力和团队协作能力。“卓越计划”的三大特点之一就是倡导行业、企业深度参与到培养过程中。企业能提供真实的工程环境供学生实习和实训,我校实习、实训等环节采用校企联合培养的模式,与东软集团、青岛软件园、青岛动漫产业园等企业合作。我校实行的短学期制(设专门的夏季小学期),为综合实践教学以及安排到企业去实习提供便利,学生可相对集中地开展项目和课题。第三层次的科研创新实践教学模块,以创新能力为目标,主要以课题小组的形式实施。该层次的实践教学主要有学生参加教师科研项目、各种类型的专业大赛等学科竞赛等,学生根据自己的专业兴趣和特长,自己组建团队、设计课题、开展创新性的研究工作。通过不断探索与理论教学紧密结合的实践教学体系,加大实践教学课的比例,突出技术应用型人才“厚基础、重实践、强能力”的特色,努力将实践能力培养贯穿于人才培养的始终,体现出卓越工程师的培养要求。
2.4灵活多样的教学组织形式和考核方式
数字媒体技术专业的大部分课程具有较强的实践性、应用性,单一的教学组织形式并不满足教学需求,应根据实际教学需要采取灵活的教学组织形式,包括班级授课、工作室及实训等。对于基础知识和入门内容,采取班级授课的传统形式,在面向班级进行集体教学时,可以采用项目教学法和案例教学法等进行教学,将典型的小项目在课程中贯穿讲解,帮助学生打好基础。对于拓展的知识内容,则会适当选择“翻转课堂”形式来进行。成立工作室实际上就是一种小组教学的形式,根据不同的专业方向组成不同的工作室。在每个工作室中,具有相同专业兴趣爱好的学生,形成一个学习共同体进行技术交流与合作,在教师的指导下参与到实际项目的设计与开发中,以达到应用型工程人才培养的目的。实训则借鉴其他高校“请进来”和“走出去”的形式,既可以在小学期期间请企业的专业人员在校内实习基地中模拟企业环境,按照企业的实际项目或虚拟项目对学生进行项目实战,也可以在大四学年把部分学生送到企业中去实习,跟进具体的企业项目,提高他们的实践能力。为了鼓励学生的创新和实践能力,我们也设置了灵活多样的考核方式,对参与国家级、省级等各类权威的、与专业相关的竞赛以及校企合作形式的实习、实训进行认定,允许学生进行学分互换。