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如何克服目前機電專業畢業設計中存在的問題,進一步提高畢業設計質量,已成為當前高校教學改革中的重大問題之一。筆者根據近些年畢業設計的指導經驗,從設計選題、組織形式、過程管理和考核評價等方面提出幾點建議。
1.1選題以機電類為主
兼顧多樣性現代機械工程是一門綜合性很強的學科,很多先進的機械設備都是機、電、液、光、微機和控制的精密結合體,機電類題目對提升學生的設計水平和綜合能力能起到重要的作用,因此,機電專業的畢業設計題目應以機電綜合類題目為主,題目來源于真實課題,強調真題真做。畢業設計選題在以機電類真實課題為主的同時,須適當兼顧多樣性[3],如結構設計類、軟件開發類、控制類、工藝類、仿真類、探索類課題。這里有兩方面的原因:1)由于高校擴招,學生規模擴大,每個教師每年都提供大量的新的機電類真實課題不是很現實。教師的科研工作除了熟悉的領域外,還需要從事一些領域前沿的探索性研究。這些工作對于教師也同樣是未知的、有很強的挑戰性,卻是科學研究的必經之路。教師安排少量涉及領域前沿動態的題目,鼓勵感興趣的學生做,對于激發學生的創新意識、培養學生的探索精神、樹立良好的學術風氣具有重要的實踐意義。2)即便都是機電類學生,每個學生的興趣愛好也不盡相同。高校的根本任務是培養人才,教育應該以人為本,培育和發揚個性。學生參加創新設計大賽、挑戰杯設計大賽、機器人設計大賽等科技活動的成果,可以進一步的深化、擴展和改進,作為畢業設計選題。在學習專業課的過程中,學生對某一問題的質疑、改進或推廣,也可以作為畢業設計選題。這類選題由于從學生的興趣愛好出發,學生樂于投入精力,易于產生創新性成果。
1.2組織形式以課題小組為宜
畢業設計的組織形式,宜以3~5人組成畢業設計小組,一組一題,以小組為單位完成畢業設計。設計內容中的查閱文獻、方案選擇和系統總體設計,要求所有成員共同完成,而局部計算和結構設計等分工進行。設計小組在每人分別調研的基礎上經討論得出統一的方案,經指導教師同意后將方案確定下來,然后明確分工,各展所長,協作互補,這個過程能有效地鍛煉學生的溝通能力和協作能力。與一人一題的形式相比,課題組的形式有利于培養學生的交流和溝通能力,加強學生的團隊合作精神。在21世紀的今天,人的溝通能力和合作精神非常重要,因為幾乎沒有項目是一個人可以單獨完成的,一個人哪怕是天才,如果他不能融洽的和他人溝通合作,一味的孤僻自傲,那么他的價值將大幅度下降。
1.3重視畢業設計過程管理
畢業設計管理是畢業設計工作的重要構成,直接影響畢業設計的進程和質量,因此必須加強畢業設計的過程管理[4,5]。
1.3.1嚴格過程管理確保設計質量在第七學期布置題目,使學生放假前就能夠帶著課題和問題學習。督促學生大量查閱資料,充分利用網絡資源,分析研究課題相關資料,撰寫開題報告。每周兩次課題組集體討論,開展以學生交流溝通為主的交互式研討。通過集體討論,列出各種解決問題的方法,并逐個進行分析,找到最佳解決方案和減少風險的方法。方案確定后,要求課題組成員進行任務分工,制定出任務進程表,并嚴格執行。討論過程中,教師作點評和提問,既要對學生的設計工作給予充分肯定,又要及時指出方案和圖紙中存在的問題,提出指導性的修改意見;同時,要注意個性教育,及時發現學生畢業設計中的閃光點、創新點,并加以正確引導。每個設計階段末,即在開題階段末、方案確定階段末、設計階段末等,都要及時要求學生將所做的工作形成文字,整理成為畢業論文的章節初稿。對學生的出勤情況、提問情況、問題的分析與解決情況、階段工作的完成情況等,教師都要做詳細記錄,為學生的畢業設計成績評定提供較全面的依據。
1.3.2組織階段匯報和專題講座開題報告、中期報告、畢業答辯都要求學生整理資料,制作PPT,進行匯報。不僅促進了學生對工作進度的有效控制,同時訓練了學生的口頭表達能力和PPT展示能力。畢業設計是大學生經歷的第一次綜合設計訓練或第一次科研項目活動,教師可以就學生在畢業設計中存在的一些共性問題,組織開展一些講座活動,如關于文獻查找、閱讀和整理的講座、關于科技論文寫作和排版的講座、關于課題相關領域前沿的學術講座等,營造良好的學習氛圍。
1.3.3培養學生科技論文的寫作能力畢業論文的撰寫是畢業設計工作的一大內容,它要求設計者對畢業設計的具體工作,用文字、數據、圖表等形式進行總結、分析論證和說明。指導教師要重視學生論文的撰寫過程,要求學生撰寫提綱并審查,應對論文的結構、內容、格式、規范等提出具體的要求,指導學生如何歸納問題、闡述問題,應對論文初稿進行檢查并及時提出修改意見。通過畢業設計論文的撰寫,培養學生嚴謹的科學態度和科技論文的寫作能力。
2優化考核評價體系
目前的畢業設計成績考核多側重于知識的終結性評價,教師主要關注結果展現,而忽視了學生在實踐過程中所展現的創新意識、人文素養、動手能力、發展潛能和個性特長等項的評估。學生今后的發展不僅僅依靠專業知識和技能,還需要多方面的能力和素養。很多的學生畢業后,可能是依靠專業知識以外的某項特長而獲得長足發展,因此,充分挖掘發現學生的潛能和特長,并給予鼓勵和引導,才是人本主義的教育,所以,有必要構建設計結果和實踐過程并重的多元考核評價體系,激發學生的創新意識和參加實踐活動的積極性。多元考核評價體系是指多人多角度對學生的畢業設計進行評價,體現成績的公平和公正。“多人”包括指導老師、評閱老師和答辯老師“;多角度”包括文獻查找能力、科研創新能力、交流溝通能力、實踐動手能力、表達展示能力、論文寫作能力、繪圖能力和軟件應用能力等。多元考核評價體系并不是苛求所有的學生都做到“全面發展”、“遍地開花”,而是為了更好地發現每個學生的潛能和閃光點。對于有個性有特長的學生,如論文立意新穎、創新意識強的學生、動手實踐能力特強的學生、以第一作者撰寫論文并在核心期刊發表的學生,畢業設計成績應該評優,并且要設法給他們以展示個人才華的空間和機會。
3結束語
關鍵詞:培養模式;知識結構;課程體系
作者簡介:王軍(1979-),男,滿族,遼寧本溪人,江西理工大學機電工程學院,講師;何鵬舉(1961-),男,甘肅慶陽人,江西理工大學機電工程學院,教授。(江西?贛州?341000)
基金項目:本文系江西省高等學校教學改革研究課題“測控技術與儀器專業本科教育與研究生教育一體化培養模式研究”(JXJG-09-6-16)的研究成果。
中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)28-0021-02
近十余年來,我國的本科生畢業人數從1999年的44萬人擴大到2011年的660萬人,研究生的招生規模也從1999年的7.1萬人擴大到2011年的52.4萬人,當一個國家的本科高等教育達到大眾化甚至普及化的時候,必然會追求更高層次(研究生教育)的大眾化。在高等教育日益普及的今天,面對高校通識教育與專業教育、教學質量與招生規模、專業理論與實踐能力的矛盾,如何優化人才培養體系、提高教學質量是每一個教育工作者所面臨的問題。
本科生教育是大學中的基礎教育,強調的是學習但不能沒有研究性和實踐性的訓練;研究生教育是我國教育體系中的最高層次教育,強調的是研究和創造性,但是也不能忽視基礎教育,尤其是自然科學的系統知識體系以及人文社科和思想品德教育。大學中的基礎教育與高層次教育是一個有機體,應把學生的基礎知識、專業知識以及實踐能力的培養過程按照一個有機的整體進行設計和考慮,打通本科生高年級與研究生教育之間的隔離。[1]
一、測控專業本碩一體化培養模式的可行性分析
“本碩一體化”培養模式是本科生教育與研究生教育相結合的嘗試,是現行的推薦免試碩士研究生制度的補充與延伸。推薦免試指由本科階段直接保送進入碩士生階段學習的一種培養方式,相應的還有碩博連讀培養方式,就是碩士生直接保送到博士生階段學習,目前國內也有部分大學(如清華大學)采取部分優秀的本科生直接保送到博士的培養方式。我校在2009年正式開展推薦免試研究生的培養工作,現已實行研究生推免制度三年了,“本碩一體化”培養模式正是為了適應我校的推薦免試碩士研究生制度所進行的有效補充,不但可以緩解招生數量與培養質量的矛盾,而且有助于吸引本校優秀本科生源進入研究生階段學習,優化本科教育與研究生教育的協調發展。
“本碩一體化”培養模式沿用了博士生培養方式中碩博連讀和提前攻博的概念。碩博連讀和提前攻博的培養方式是國家確定的博士生入學方式之一,縮短了研究生培養周期,對激勵碩士研究生攻讀博士學位產生了積極的影響。[2]碩博連讀模式在美、英等發達國家有較長時間的應用和實踐歷史,培養了大批優秀人才,得到了世界各國較為普遍的認同和借鑒。在當前高校擴招、就業壓力增大的形勢下,“本碩一體化”培養模式對于促進本科生努力學習、畢業后選擇繼續學習或者參加工作都有著積極的影響,是高等教育多元化的一種嘗試。
我校本科生教育實行3~6年的彈性學分制度,允許學生在修滿規定的畢業標準學分的基礎之上,根據自身的情況調整學習進度,增加了人才培養的靈活性。“本碩一體化”培養模式主張以人為本,有利于發揮學生的主觀能動性,促進學生的個性化發展,充分體現了我校彈性學分制度的優越性,“本碩一體化”培養模式對于促進素質教育、提高人才培養質量有著積極的影響。
二、本碩一體化課程體系改革與優化
測控專業是光、機、電、計算機多專業交融的技術學科,針對測控專業多學科、多專業交叉融合的顯著特點,以“測試計量技術及儀器”、“精密機械及儀器”、“機械電子工程”等碩士點的人才培養為導向,以礦山、冶金、儀器儀表等行業需求為目標完善本專業的電類和機械類課程。對本科生和研究生的知識結構、能力結構進行了層次設計和分類設計,修訂本科生和研究生培養方案,統籌安排本科課程與碩士研究生課程,調整課程設置,整合課程內容,使課程體系相互銜接,以就業和讀研兩個方向靈活設置選修課程,加強專業素質和能力培養,滿足就業和讀研的需求。
在本科三年級結束后,根據導師組的考核意見以及學生個人的選擇、能力和興趣進行分流。一部分學生選擇就業,進行本科畢業設計和畢業論文寫作;另一部分達到保送研究生資格的學生則在導師的指導下進入研究生階段的學習,該部分學生不再完成本科畢業論文,經過研究生階段培養,最后完成碩士畢業論文即可。
1.課程體系
測控專業畢業規定總學分為186學分,包括5大模塊,如表1所示。
公共必修課包括高等數學、大學英語、大學物理、思政、體育、線性代數、概率統計、復變函數與積分變化等課程,按學科大類分類設置,由學校教務處統一安排;專業必修課包括C語言程序設計、機械制圖、電路、模擬電子技術、數字電子技術、工程力學、機械設計基礎、自動控制原理、傳感器技術、信號與系統等課程;專業選修課包括Matlab語言、測控電路、電氣控制與可編程控制器、單片機原理、嵌入式系統、機電傳動控制、互換性與技術測量、計算機網絡、儀器總線、光電檢測技術、無損檢測技術、智能儀表設計技術、工程光學等課程;實踐教學環節則涵蓋大一到大四每個學期,包括軍訓、金工實習、課程設計、生產實習、畢業實習等;校級公選課是為了拓寬學生的知識面,提高學生的綜合素質而安排的人文社科、經管藝術、自然科學等課程。在課程的設置上,注重知識的基礎性、系統性與先進性,提高課程的綜合化程度,體現“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的專業培養目標。
但以技能培養為主的技工院校,往往沒有開設這一教學環節。雖然有技能鑒定環節,對學生的理論知識水平和實操技能進行較為全面的考核,但學生往往缺乏“系統”的觀念,看到的只是一個個單獨的個體(科目),未能將這些科目串成一個“專業”。另外,技校生的寫作能力很差,特別是對于專業論文,更是毫無概念。因此,筆者經過幾個學期的實踐、試點,認為在高技及以上層次班級開展畢業設計是必要的、可行的,具有重大的現實意義。
一、畢業設計的意義
1.高技及以上層次班級可開展畢業設計
依據“全國技工院校專業目錄”,中技層次班級往往為三年制教育,并且最后一年為校外定崗實習。他們所學的知識、技能、綜合素質等往往不足以開展畢業設計。而高技及以上層次學生比中技層次學生在技能上、特別是專業知識技能上,更能適應畢業設計的要求。對初中起點高技班而言,學生臨近畢業前期,已經歷了三四年的理論學習、技能培養,能較深入地理解所學專業,掌握更堅實的技能水平。對于高中起點的學生,開展畢業設計的意義就更加必要。據筆者了解,高中畢業起點學生,更愿意當自己是“大學生”,愿意被當做是“大學生”。而對工科生而言,畢業設計是必需的。
2.有利于綜合應用所學內容
開展畢業設計能將所學的分散的課程整合在一起,培養學生的綜合應用能力,培養他們樹立起“系統”的觀念。技校學生往往能很好地完成單一的任務,但若要將多個單一的任務整合成一個較為復雜的大任務(或“工程”),往往是他們的“軟肋”。因此,透過畢業設計,培養學生綜合應用能力是十分有意義的。同時,畢業設計也是檢驗教學效果的一種有效方法。
3.有利于培養信息檢索能力
技校學生大多不懂得“檢索”一詞的含義,更不會自覺、主動地開展信息檢索和信息處理。他們往往是被動地接收。筆者曾給學生某個主題,要求他們去搜索資料,最后合成一份報告。一開始,學生們不以為然,認為“百度一下”而已嘛。但結果是令人失望的,他們未能很好完成檢索工作。因此,開設畢業設計,培養、引導學生學習有效的信息檢索,并能對信息進行處理,取其精華,去其糟粕。檢索能力的培養和鍛煉,筆者認為無論對誰都是必需的、有意義的。
4.有利于學習論文寫作
筆者在參加維修電工技師、高級技師培訓班的論文輔導時,深感基本寫作能力的重要性。在筆者輔導的學員中,有不少技能很好,但一提筆就頭疼,甚至連一個完整的句子都表達不出來。另外,在工作崗位上,特別是在專業技術崗位上,論文撰寫是必不可少的。它是一種合理的、準確的總結與表達,是一種有效的溝通、交流方式。對即將踏入社會的學生而言,指導他們認識什么是論文,并初步撰寫簡單的畢業論文,無疑是十分有意義的。
二、畢業設計的開展
1.合理選題,全程指導
老師擬定若干課題,學生根據實際情況選定。考慮到學生尚無自主選題能力,課題的設計必須由老師完成。老師必須結合學校實際情況(包括硬件、課程開設、專業特點等實際情況)和學生的實際知識水平、技能水平,有針對性地設計一些綜合性課題。這些課題,不能是憑空設想的,必須是實際工程項目的一部分(可以是適當簡化的)。只有實打實的、貼近生活的課題,才符合技校特點,才能讓學生感受到實際場景。
筆者學校設計了如下幾個課題:全自動化洗衣機系統設計;自動售貨機控制系統設計;多路搶答器設計;多功能電子時鐘設計;基于PWM的直接電機調速系統設計;5層電梯控制系統設計。每個課題都能結合學校實訓設備進行實地實物制作與調試,作為畢業成果。
老師還必須結合學生實際情況,指導其合理選題,避免中途出現課題太難或太簡單的情形,保證學生能在有效時間內完成相應要求。同時指導教師必須全程跟蹤、指導學生,特別是引導學生學習如何檢索資料、如何進行信息整合、如何尋求問題突破口。一句話,老師必須更加重視“過程”,而非“結果”。因為熟悉設計流程、學習信息檢索就是畢業設計的一大目的。
2.制訂計劃,遵照執行
學生選題后,指導教師必須十分重視學生進度計劃的制訂。這一方面讓學生體會到計劃對開展工作的必要性和好處,另外一方面也是對學生的一種約束與鞭策。
老師必須重視指導學生開展計劃的制訂,合理分配時間段。計劃制定后,必須由老師簽名、學生本人簽名確認,并定期開展驗收工作。這樣可以及時發現存在的問題,并及時解決,也能很好地避免學生惰性發作。
3.逐個擊破,樹立信心
課題要求階梯式,每個課題分若干步驟完成,比如首先是基礎功能(要求),接著是相互獨立的提高要求。學生猶如搭積木似的開展畢業設計,逐個擊破,而不要求系統地一次性完成整個設計要求。這樣的好處是明顯的,學生完成基本要求后,對后續提高要求的破解就更有信心。
筆者一開始開展畢業設計,一次性就將設計要求給出,最后發現效果很差。這再次驗證了技校學生缺乏系統意識,無法全盤考慮問題、解決問題。之后,筆者將所有課題設計成“積木式”,每個學生都必須完成最基本的“拼裝”(基本要求),之后逐個完成提高要求。其實這也是一種很重要的編程思想——模塊化。
4.撰寫論文,學習表達
開展畢業設計的重要一環,就是撰寫畢業論文,對課題完成情況進行合理、準確、規范的表達。其目的不在于論文本身,而在指導學生認識到什么是論文,讓學生明白有效地開展信息檢索是有好處的,這對以后的工作是非常有幫助的。
在這一過程中,指導老師必須介紹論文的意義、論文的結構框架、撰寫要求、技巧等,還必須給出范文供學生參考。另外,諸如字體、排版等基本要求,也是學生往往不重視的部分,他們往往認為,這是小事。對此,指導老師必須嚴格要求學生重視細節,讓他們明白細節決定成敗。
指導老師還應充分認識到學生表達能力差、不善于開展信息檢索等問題,并全程引導、幫助學生開展信息檢索,比如如何設定檢索關鍵詞,以更快獲取期望的信息。同時,還必須指導學生學習如何對檢索到的原始素材進行有效的取舍、組織、消化,最終形成對學生有意義的資料。總之,指導學生撰寫論文往往比指導課題設計更難,需要花費更多的精力和耐心,但對提高學生的能力而言是毋庸置疑的。
三、小結
結合筆者近年來的教學實踐,筆者認為高技及以上層次(特別是兼修大專或本科)的學生開展畢業設計對全面考核教育、教學質量,切實提高學生綜合能力,特別是設計能力、信息檢索能力、論文寫作能力,具有十分有益的作用,可以為其走向工作崗位奠定良好的學業基礎。
參考文獻:
[1]張桂香.機電類專業畢業設計指南[M].機械工業出版社,2005.
[2]人力資源與社會保障部.全國技工院校專業目錄(2013年修訂)[Z].北京:中國勞動社會保障出版社,2013.
(作者單位:廣東省粵東高級技工學校)
關鍵詞: 科研; 教學; 研究; 實踐
中圖分類號: G644 文獻標識碼: A 文章編號: 1009-8631(2013)03-0059-02
“教學與科研相統一”作為大學的一種思想和理念,最先由法國“百科全書派”提出,其實質是歐洲對大學培養創新人才的要求。但真正在辦學實踐中貫徹并使之聞名于世的是19世紀初洪堡所領導的柏林大學。柏林大學從創立之初就堅持科研應為教學服務,一切教學均應基于科研,科研包容在教學之中[1]。千百年來,我國對教師的定義是:師者,所以傳道、授業、解惑也。進入現代社會,應該對這一定義進行拓展,變更為:師者,所以以傳道、授業、解惑、創新也。二十世紀初,以德國大學的Seminar為藍本,在北京大學首創文、理、法三科研究所,主張教學與科研相結合,提倡思想自由,兼容并包,從而在較短的時間內使北京大學面貌煥然一新,成為一所中國第一流的高等學府[2]。認為:“大學無研究院,則教員易陷入抄發講義不求進步之陋習。”因此,設立研究所,使大學高年級學生得以在導師指導下,有從事科學研究的機會,也為大學畢業生深造創造條件。隨著社會的發展,到20世紀80、90年代,美國當代著名高等教育學者伯頓·克拉克發現,高等教育領域的研究者們對長期流行于學界的教學與科研相融相長的觀點提出了質疑。伯頓·克拉克基于自己對美國大學多年的實地調查和研究,于1987年描述了當時美國大學中教學和科研日益分離的現狀:“知識的生產和創造者們儼然是大學中聲望卓著的優等公民,而那些整日奔波于本科教學的知識傳授者則明顯地處于劣勢地位……因此,大學的學術生活必須進行重構”[3]。一些實證研究也表明教師的科研能力與教學效果不一定成正相關,一些研究認為成微弱正相關,一些研究認為成不相關,甚至有的認為成負相關。根據對西南科技大學部分學生的調查,學生反而喜歡科研能力居中的老師。他們認為科研能力居中的教師,不僅具有相當的科研素養和水平,對課程內容理解充分,而且對學生也能細致體貼,講解認真負責,幫助學生更好地把握課程內容。科研能力強的人可能過多地將時間用于科研而忽視教學,同時,科研能力強的教師智商高,能輕松理解課程的基本原理,理所當然地認為學生也能輕松理解,而不注重認真細致地講解給學生,導致學生對這些原理不能很好地掌握。科研能力差的教師可能存在自身對課程基本原理的理解還不夠透徹,因而難以給學生深入細致地講解,導致學生對這些原理不能很好地掌握。這就說明科研和教學相融相長并不是必然關系。因此我們就需要尋找到一些途徑,以促進科研和教學的融合,切實達到科研反哺教學的效果。
一、轉變教師對大學課程的教學內容和教學方法的看法,重視課堂教學與科研的結合
教學要建立在科研的基礎上,科研也要圍繞教學展開,實現教學科研齊頭并進的發展。“教而不研則淺,研而不教則空”,教師不僅要進行教學,而且還要進行科研工作。教師如果能夠堅持開展科學研究,就會對所研究領域的動態和前沿比較熟悉,就能把所講授的專業基礎知識與本人所研究的方向結合起來,通過自己切身的創造經驗,把知識講活,使教學充滿活力,使學生在掌握專業基礎知識的同時,也對本專業的最新科技進展有所了解,從而在提高學生的科學素質的同時也極大地提高專業基礎課的教學質量。
我校材料科學與工程學院對《材料物理》專業課程的講授,提倡學生以“研究”方式學習,強調理論教學、文獻查閱與實驗教學三者的結合,活躍在科研第一線的教學團隊經過長期努力,建成課程相關的文獻資源,在教學過程中按照課堂布置、課外查閱、課外小組討論、課堂學生PPT講解與討論四個環節,成功實現課堂教學與科研的融合[4]。比如說,《材料物理》教材中有“高溫超導材料”專題,2011年是超導現象發現100周年,Nature Materials與Science等權威期刊都發表了重要評論,教學團隊相應地建立了文獻資源“超導百年回顧與展望”,讓學生更為清楚地了解了超導的歷史與發展方向。《材料物理》課程共建立了約20個專題、約80篇國外權威期刊論文為主的文獻資源,并逐年隨著相關學科發展而完善。通過對《材料物理》各個專題的研究式學習,參與科研創新活動,學生聽、說、讀與寫以及文獻查閱總結能力都有一定程度的提高,而且通過學術討論,許多專業問題越辯越真,對課程的認識和理解也更深入。
二、以科研促進實驗教學,培養學生創新精神和實踐能力
實驗教學是高等學校教學的重要組成部分,也是培養學生實踐動手能力和創新精神的重要途徑,對鞏固學生所學的基礎理論知識和專業知識具有重要意義。但傳統的實驗教學通常是一些基礎實驗和驗證性實驗,雖然有利于學生鞏固基本的理論知識、掌握簡單的實驗方法和操作技能,卻在運用綜合實驗方法和手段,培養學生綜合運用知識、分析和解決實際問題的能力方面有所欠缺。如果將現有科研中與本科實驗教學相關的研究工作納入到實驗教學中,通過科研工作和實驗教學有機結合的模式,可有以有效培養學生創新精神和實踐能力。
西南科技大學的人才培養目標是具有創新精神的高級復合應用型專門人才,十分重視實驗教學這一重要環節。學校化工涂料實訓基地為此做出了有益的探索,它是依靠生態建筑涂料課題組長期的科研和開發的技術建成的,應用“產、學、研”緊密結合的辦學模式,對應用化學、材料學等專業十分對口,在基地的設計時就明確了教學、科研中試和生產三個功能,現在已完成應用化學生產實習、“化學建材”和“涂料加工工藝”等課程實驗教學任務[5]。化工涂料實訓基地通過編寫生產實習指南,明確實習要求、實習內容、實習方法,并布置個人作業題目,在老師的指導下完成實習作業。個人作業主要包括:學習和了解建筑涂料的基礎知識,涂料車間布置和設備概況,涂料的配方設計和配料計算,涂料生產的分散、砂磨、調漆、調色等訓練,記錄各工藝環節的速度、時間等工藝參數,學習涂料各工藝環節的質量判斷方法和生產經驗,涂料基本性能檢測,涂料有毒有害指標分析,等等。化工涂料實訓基地使科研有效服務于實驗教學,學生們表現出濃厚的學習興趣,引發了同學們開拓進取精神,增強了同學們從事產業開發的信心,培養了學生的工程和實踐能力,通過將科研成果上升到中試和生產級別,大大提高了相關的科研研發能力,研究成果更接近于生產和應用水平,具有很好的示范和推廣作用。
三、教師以科研項目為依托,凝煉為適合學生的畢業論文(設計)題目,提升畢業論文(設計)質量,以開拓學生的視野和提升實踐能力
畢業論文(設計)選題是培養學生綜合素質、提高自身能力、保質保量完成畢業論文(設計)的重要基礎,是提高畢業論文(設計)質量的關鍵環節。一個優秀的畢業論文(設計)選題必須符合本專業的培養目標和教學基本要求原則,應該遵循與生產、科研相結合的原則,有利于學生在課題完成過程中培養和提高綜合能力。西南科技大學特種功能材料實驗室借助承擔的科研課題,較好地實現了科研反哺教學,支持了學生高質量完成本科畢業論文(設計)。該實驗室完全是在導師所爭取的各類科研項目經費的支持下建成的,該實驗室從大一新生中開始吸納成員,培養其科研興趣,但核心成員是6名大三、大四學生和研究生,他們在導師指導下開始從事實驗工作,導師在黑板上畫圖講解,幫助學生理解實驗原理,從根本上把握實驗。特別是學生參與各種標液配制和材料制備,不僅加深了學生對于課本知識的理解,同時也使得學生對于所研究的材料有了更加直觀的印象,而不僅僅是局限于課堂所學的各種材料的名稱。學生還學會了一些測試分析軟件,如X-pert,origin,Search match等。在學生畢業設計階段,導師將一個較大的科研任務,分解成幾個小的畢業設計題目,從文獻查閱、方案設計、實驗過程,到問題解決、成果總結、論文撰寫等環節全程參與指導,學生在完成課題任務過程中會涉及到幾乎所有的專業基礎課程中的知識點,通過課題任務的完成對專業基礎知識理解更透,把握更牢。學生通過無機材料的合成和表征的實驗,學會了如何分析物質的組成與結構。在導師指導下,學生自學《現代材料分析測試方法》,并在樣品的分析測試中,熟練掌握了X射線衍射、拉曼散射、掃面電子顯微鏡和透射電鏡原理,增強了感性認識,使對基本理論的掌握更加直觀、真實、具體。畢業設計與科研項目相結合,將科研轉化為教學環節,使畢業設計內容緊跟學科的發展,讓學生感受做科研的過程,并充分利用投入的科研設備和器材,加深了學生對科研的系統認識,提高學生的創新能力和團隊合作意識。
四、積極組織各種創新實踐班、大學生科技活動社團,作為科研促進教學的補充
李政道先生曾說,科研就是為了滿足我們的好奇。為了更廣泛地讓科研反哺教學,培養學生對相關專業的興趣,滿足學生的好奇心,讓更多學生受益,我校積極創新人才培養模式,組織開展智能機器人創新實踐班、先進機電技術創新實踐小班、材料與工程學院創新人才班、大學生科技活動社團等。
“智能機器人”創新實踐班,在全校每屆選拔30名以工科為主、不同專業的優秀學生,配合完善的淘汰和退出機制。其培養過程采用基礎訓練、專題研究、系統設計等研究性教學方式,以實際工程問題的深入研究為載體,以學生為主體,以專業導師為主導,注重學生個性發展,通過系統性、綜合性的科研實踐使學生掌握從事科學研究的思維方法與實踐技能,在理論與實踐的緊密結合中,培養學生獨立解決問題的能力和興趣。首屆“智能機器人”創新實踐班33名畢業生經過兩到三年的創新班課程學習,修完規定學分,并順利通過了由美國伊利諾理工大學H.Stark、T.Wong、Dr.Y.Yang等三位教授參加并由中央電視臺和學校宣傳部進行現場錄像的畢業設計(論文)答辯會,獲得了結業證書,畢業論文良好率達100%,優秀率達到50%,得到了答辯專家的一致好評。其中,李海南同學獲第五屆中國青少年科技創新獎,王卓然同學主編的教材《深入淺出AVR單版機:從ATmega48/88/168開始》2008年6月由中國電力出版社出版發行。通過開展緊密結合工程實踐的探究式學習,學生的創新實踐能力和工程素質得到顯著提升。
我校計算機學院大學生科技活動社團,是為了解決實踐課程受益面廣但不夠深入、個別學生科技活動較深入但受益面較窄的矛盾而采取的大學生綜合能力培養模式,實行“教師指導技術方案、研究生指導技術細節、本科生負責技術方案實施”的三級技術指導和文化交流體制,采用“一個學生科技活動社團、多個科研方向、若干個課題小組”的三級“集中-分散”模式進行管理。大學生科技活動社團開展活動兩年多來,在參與科技活動的數量和質量方面都表現突出,共獲得四川省苗子工程項目13項,學生獲得各級項目經費共計228,800元[6]。
五、實現科研反哺教學還需注意的問題
(一)重視科研與教學的平衡關系。同志在慶祝清華大學建校100周年大會上的講話指出,全面提高高等教育質量,必須大力增強科學研究能力,已經對高校教學和科研的因果關系和本末秩序進行了明確定位。但批判了多年的“重科研,輕教學”現象,即使在非常注重高等教育教學質量的今天,也沒有明顯改觀,甚至有越演越烈之勢。高校教師職稱評聘重在科研;高校實行聘期考核,3年左右一個聘期,科研“硬指標”層層落實,易于考核,教學“軟任務”軟軟綿綿,得過且過;高校要上臺階,申報碩士點、博士點、重點學科、特色學科、特色專業,甚至大學排名等,都極其看重科研。宏觀和微觀環境都給科研以較高要求,教學型大學和教學研究型大學想擠進研究型大學,向985高校、211高校靠近,本無可厚非,只是有些本末倒置。在高校,科研終究是為教學服務的,這是我們一定要注意掌握的關鍵。
(二)建立高校教師進入企業的長期合作機制。尤其是為培養提高青年教師的教學能力,須推動青年教師下企業鍛煉。目前我校引進的部分青年教師學歷雖然都高,基本上都是博士畢業,可是卻缺乏工程實踐能力,在教學中僅有理論是不夠的,沒有見過生產線、如何講解工藝流程?因此,可考慮輪流派遣青年教師到企業進修,每次至少一個學期,在這段時間里對教師教學任務不再進行考核。我校已經選派科技人員組成項目技術工作組到中核集團821廠掛職,以“玻璃固化”項目為接入點,進行項目合作工作對接,在幫助廠方消化吸收進口技術和設備,解決實際工程技術問題的同時,參與集團公司一些國家級重大項目的編寫、申報等工作,又提高了教師的工程實踐能力,可有效改善相關課程的教學效果,實現校企雙贏。國防科技學院為改變輻射防護與核安全和核工程與核技術兩個涉核專業核心課程缺乏具有工程背景專業教師的現狀,也擬派遣青年教師到中核集團蘭州鈾濃縮有限公司(原五〇四廠)鍛煉,這種作法值得繼續推廣并深入。
(三)繼續加大力度建設教學科研一體化團隊。積極組織科研水平高、工程實踐能力強的專業教師和行業合作編寫教材。課程的許多內容涉及不同研究領域,因而教學應該和科研一樣,強調團隊合作,通過團隊逐步挖掘和積累可在教學過程中利用的科研資料和素材,將團隊科研成果應用于該團隊對應的課程教學中,更新教學內容。通過教學科研團隊加強與大型企事業單位的合作,結合課程教學內容多帶學生深入一些和專業相關的實踐單位,讓學生接觸行業一線,了解行業一線的實際工作并逐漸培養實際操作能力。加強專業教師實踐教學能力的培養,創造條件給教師參加實踐教學培訓。
參考文獻:
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關鍵詞:實踐教學;校企協同;物流管理;高
“協同”源自希臘文synergetics,意指共同工作,這一概念被引入到教學培養系統中,即誕生了“校企協同”的理念。如何開展有效的校企協同育人,制定相應的人才培養模式,培養符合社會和用人市場需要的高素質人才,以促進大學生創業,緩解就業壓力是教育改革需要解決的熱點問題。本文基于校企協同視角,研究高職物流管理專業實踐教學模式。
一、高職物流管理專業的實踐教學
1.職業教育屬性
實踐表明,相對于純理論學習,高職學生更愿意接受有實際操作情景下的學習,并且對于能夠動手實操的課程內容的主動性更強。物流是一門實踐性非常強的學科,包括運輸和倉儲,包裝、裝卸搬運、配送等環節,每一環節都是基于“動作”的連續性設計。物流的職業教育要令學生首先熟知這些環節操作,學生對知識的理解和運用才能進入到現實的語境。
物流信息與技術日新月異,盡管相關書籍更新不斷,但傳統依據課本進行的理論課程幾乎無法滿足學生對于日新月異的物流知識及技術的學習和掌握,難以匹配目前對于物流人才業務素質的要求。因此,在高職物流管理專業的學生培養的過程中,科學的實踐環節的設計重要性不言而喻。
2.高職物流管理專業的實踐教學
實踐教學是相對于理論教學而言的,在實際教學過程中主要包括課程實訓、崗前實習、畢業論文設計三大塊內容,及競技創業等環節。教育部于2001年就發文強調了實踐教學的重要性,提出要加強對教學實驗、崗前實習以及畢業論文設計等實踐環節的引導。在國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)提出要強化實踐教學環節,著實提高其實踐能力。
在行業及教育環境推動下,院校均意識到實踐教學環節的重要性,但是對于實踐教學產生了極大的困惑和現實制約條件。例如物流實訓配備跟不上時代要求,軟件上教師的實際操作能力跟不上社會需要,物流所實訓項目及操作與實際相差甚遠,不少高職學校尋求解決之路,積極與企業建立校企合作,但所謂實踐教學僅僅限于物流園區實地參觀走訪,或是掛名企業兼職導師,更多情況下依然是走形式。筆者認為,究其根本原因,作為校企合作一方的企業并沒能真正投入到物流的實踐教學環節中,導致校方一頭熱的情況普遍存在。
二、基于校企協同的實踐教學
校企協同指學校和企業以某種實質性的合作,以提高學生培養質量的一種與時俱進的教學培養方式。根據協同效應,會帶來1+1>2的效應。對于院校而言,作為校企合作的主導方,長期感覺到物流專業實踐教學效果差強人意;對于企業來說,處于校企合作的被動方,沒能切實感受到校企合作所帶來的實惠,同時目前招工難以及員工培養成本高等問題讓所有發展中的物流公司頭疼不已。以往的合作流于表面,根源在于企業沒能真正在合作中得到實惠。故提出的校企協同,即校企之間結成聯盟,協同育人來填平各自的“缺口”。
如上圖所示,該實踐教學體系中,有三大主體,分別是學生、高職院校和物流企業。該體系將原由學校為主導的情況轉變為學生主導,學生選擇進入該學校的同時也可選擇入職的企業,學校給予學分認證,物流企業則給予崗位認證和相應工作報酬。具體表現為:學生在大一主攻理論學習,參與講座或走訪以實現對企業的認知,大二在完成專業課程學習后到企業參與課程對應的輪崗實訓,大三時在學校指導老師與企業指導老師共同指導下,完成定崗實習及畢業設計。一方面校方將學校指導老師任務完成情況量化為為績效考核;另一方面企業將企業指導老師的任務完成情況量化為為績效考核,以確保該體系能落地。
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.
關鍵詞: 理工科;市場營銷專業;教學改革
Key words: science and engineering;marketing major;teaching reform
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)01-0257-02
0 引言
目前,中國的高等教育從量的擴展進入質的提高階段,教育部、財政部聯合推出“高等學校本科教學質量與教學改革工程”,要求“深化教育教學改革,全面加強大學生素質和能力培養”[1],對于理工科院校的市場營銷專業來說,在新形勢下適合市場需求變化,改革教學模式勢在必行。
1 市場營銷專業教學現狀
當前,隨著宏觀經濟形勢的變化與經濟結構的不斷調整,社會對人才的要求發生了顯著的變化,在強調人才的專業知識性特征的同時,也更加突出對本科畢業生專業技能與實踐能力的要求[2]。
近年來市場營銷專業畢業生的就業的崗位主要集中于:銷售業務員40%、市場業務員25%、策劃員10%、管理崗位5%,其他行業20%。
以重慶理工大學為例,從市場營銷專業培養方案上看,共設184學分,其中理論教學環節14分(占總學分81%),以市場營銷理論知識講授為核心,同時輔以案例進行講解。但關于與理工科知識的結合問題,教學內容與案例使用是否存在交叉重疊,新老知識與經典案例之間的比例關系,尚未進行科學規劃與統籌。
實踐教學環節35學分(占總學分19%)。市場營銷專業的課程設置多數以營銷理論課為主,與國外營銷專業相比,我們給學生灌輸的知識多,留給學生思考、實踐時間少,尤其是專業課安排的實踐活動和實踐時間較少。
2 市場營銷專業教學改革總體目標
2.1 以就業為導向,準確定位市場營銷專業培養目標 市場營銷專業教改的初衷就是為學生將來就業提供知識和技能儲備,因此,市場營銷專業教學改革,應以就業為導向,以了解市場營銷人才的社會需求為基礎,調研重點行業、重點企業的具體要求,通過“訂單式”培養模式定位專業培養目標。
結合理工科院校的學科特色,將市場營銷專業的培養目標定位于:具備一定理工科背景和系統的市場營銷理論體系的應用型人才。
2.2 以能力為本位,切實構建市場營銷模塊化教學模式 所謂模塊化教學模式,是以能力為本位,以掌握能力的表現作為衡量教學進程的基準的教育模式。
根據近幾年用人單位對市場營銷專業人才需求的反饋信息,將市場營銷課程設置成“營銷基本知識模塊”、“營銷實用技能模塊”和“營銷能力拓展模塊”,每類能力模塊又可進一步細化和分解,然后按模塊實施教學,有側重點地進行授課,分步驟培養各種專業能力,見表1。
2.3 以學生為主體,不斷創新市場營銷專業人才培養模式 市場營銷專業的教學改革應以學生為核心,在教學方式和教學手段上進行創新,充分調動學生的積極性、主動性,發揮學生在教學及人才培養中的主體作用。大力促進教師與學生之間的溝通,使師生之間形成有效的互動。同時,針對學生興趣、特長與需求,適當調整教學內容或考核方式,以引導其創新性思維發揮。
3 市場營銷專業教學改革對策
3.1 人才培養模式創新
3.1.1 班主任兼導師負責制 對市場營銷專業一、二年級學生實行班主任兼導師負責制。班主任由市場營銷專業講師及講師以上職稱的教師或科研人員擔任,并實行師生雙向選擇或組織推薦的辦法確定班主任。每位班主任承擔一個班的管理工作,既要協助輔導員認真負責學生的思想政治及其各項業余活動,又要負責指導業務學習。
3.1.2 研究生式專任導師制 對市場營銷專業三、四年級學生實行專任導師制。導師由具備兩年以上任職經驗的講師及講師以上職稱教師或科研人員擔任。
專任導師的工作職責是:對學生的學習和生活提供指導和幫助,如幫助新生適應大學生活、幫助學生選課,指導學生的專業課學習,指導學生閱讀課外參考書等;對學生進行思想教育,幫助學生糾正在學習、就業、人際關系、業余生活、社會認知等方面的模糊思想認識。
3.1.3 引導本科學生參與課題研究 市場營銷專業教師可以引導學生參與自己的課題研究,選擇對課題研究有興趣的學生,尤其是有意向考研的同學,通過必要而充分的指導,使其明確研究的問題、路徑與方法,培養其科研意識和科研能力。
鼓勵學生在公開期刊上,并將課題研究報告、論文、論著等研究成果反饋給學生,讓他們了解整個課題研究過程,激發學生的興趣,逐步提高其科研能力。
3.1.4 建立信息反饋機制 針對市場營銷專業建立全過程、全方位、全員化的人才培養模式,相應地建立畢業生信息反饋機制。
對走向各類工作崗位的畢業生進行科學地抽樣,采用問卷法、訪談法等調查方式,來獲取畢業生的崗位適應與發展方面的信息;對這些信息進行分析、歸類,形成一套行之有效的畢業生崗位適應與發展情況的調查與評測體系,以進一步思考市場營銷專業教學改革過程中的成效與不足,進而為新一輪教學改革提供更為直接的經驗與信息支持。
3.2 課程體系的創新
3.2.1 調整實踐教學環節的比重 在不違背總體教學 大綱的前提下,結合本專業學生的培養目標和專業性質,適當調整實踐教學環節的比重,減少金工實習的學習周數,將其相應的調整給本專業其他實踐課程。
3.2.2 增設理工科選修課 針對社會對市場營銷人才的知識和能力的實際需求,深入了解企業對市場營銷人才的技術知識與能力具體要求到何種程度,進而依托我校理工科特色,與電氣與電子工程學院、機械動力工程學院、自動化學院等工科學院聯合,增設電氣、機電、自動化等方面的選修課或進行專題培訓,使市場營銷學生能夠對產品結構、功能、特性有所了解,培養一批具有理工科背景的市場營銷專業人才,增強學生的就業競爭力。
3.2.3 舉辦專題報告和講座 市場營銷專業是應用性很強的學科,而授課教師中大部分缺乏企業實戰經驗,因此,建議將成功的企業營銷經理和杰出的營銷管理人員請進學校,向學生進行專題報告和講座,介紹市場營銷理論在實際營銷中的運用,傳授具體的營銷經驗,鞏固學生對營銷理論的理解,啟發學生的思維,開拓學生的視野。
3.2.4 推廣實驗模擬訓練 一方面,市場營銷專業可以利用現代市場營銷、網絡營銷、物流管理等模擬軟件,在實驗室進行市場營銷實踐課程或環節的相關模擬。
另一方面,可以選擇國內發展較快的幾家著名大公司,將學生分成小組,通過網絡、媒體等方式進行資料搜集,在學習、研究其經營之道的同時,為其出謀劃策。
3.3 完善和創新教學方式與方法
3.3.1 持續實踐案例教學法 在教學實踐中,應進一步加強案例教學,用最新和最典型的營銷個案進行教學,引導學生積極思考,留意身邊的營銷事例,發現問題,理解問題的實質并最終解決問題,使理論知識真正轉化為學生的基本素質和營銷技能。
在案例教學過程中,可以通過分組討論活躍課堂氣氛,激發學習興趣,使學生之間能夠相互交流思想,鍛煉分析和解決問題、管理、交談、交際等各方面的能力。
3.3.2 進一步推廣情景式教學法 市場營銷學教學方式和方法應高度遵循理論結合實際的原則,使學生通過學習能夠掌握營銷理論,學會開展營銷實踐活動[3]。市場營銷學的教學情景主要應通過多媒體技術展示營銷活動實錄、圖文并茂的板書、富有啟發性和挑戰性的提問、模擬營銷場景等方式實現,給學生以身臨其景的感覺,“親身”體驗企業的營銷實踐活動。
3.3.3 強化學習過程考核 考核形式來說,加強對學生的日常考核,注重對教學過程的控制與評價,將課堂討論、案例分析、小組作業、調研報告作為考核的主要內容。從課程考試內容來說,應改變過去只注重考核學生記憶多少知識的做法,加強對學生理解和應用知識解決問題能力的考核,增加口試及半開卷半閉卷等多種考核方式。
3.3.4 畢業論文形式多樣化 目前不論是本專業還是其他專業,普遍存在一個共同的現象,即學生畢業論文質量不高。
導致這一現象的主要原因不僅在于學生對其重視度不夠,更重要的是很多學生認為畢業論文對于未來職業發展并沒有實際用途。
基于此,在結合本專業的學科性質的前提下,應對學生專業方向模塊管理,將畢業論文的形式多樣化,即在人才培養定位的基礎上,根據近年來本專業畢業生的職業生涯規劃和就業動態,確定2-4個專業方向模塊,供學生選擇,進而有針對性地對不同學生進行培養,達到因材施教的目標。
參考文獻:
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城市軌道交通控制專業畢業設計的開發研究既是高等職業教育發展的客觀要求,又是專業建設和發展的需要。從開發和完善畢業設計指導手冊、建立和加強畢業設計流程等方面入手,以控制畢業設計的關鍵節點和提高畢業設計課題質量。
關鍵詞:
城市軌道交通控制專業;畢業設計
1前言
隨著軌道交通行業的蓬勃發展,城市軌道交通類專業目前都處于加速發展階段。高職院校的畢業設計(論文)一般占用一個學期,達高職教育階段的六分之一,它不僅是高職院校人才培養必不可少的重要環節,是學校教育與社會實踐相互融合的重要載體,也是培養學生具有較強的知識能力、素質能力、創新創業能力等高素質技術技能型人才的重要實踐環節。
2開發具有工學結合特色的畢業設計的研究意義
城市軌道交通控制專業的畢業設計(論文)是專業實現人才培養目標必不可少的重要環節,是學生展示學習成果和教師提高教學水平的實踐平臺。根據教育部文件《關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知》(2004)文件精神,以及學院的發展規劃要求,結合專業的實際,開發畢業設計(論文)規范性文件可以體現以下幾個方面作用:開發并完善畢業設計流程,強化畢業設計管理,建立完善的畢業設計質量監控體系;通過畢業設計綜合性、系統性的實踐,增強學生分析問題、解決問題能力,提升職業素養,提高就業能力;通過畢業設計與技能培養相結合,鍛煉教師,提高指導教師實踐技能水平、教學育人水平。
3城市軌道交通控制專業畢業設計的研究過程
3.1開發完善畢業設計流程,加強畢業設計過程管理
畢業設計的教學計劃為一學期,涉及時間長、學生多、管理難度大,如果沒有嚴格、系統化的畢業設計流程,無形中將增加完成的難度。城市軌道交通控制專業建立了由學院、教研室、教師等多個環節的過程監控體系,對畢業設計的關鍵節點,如選題、開題、答辯、成績評定等各個節點進行嚴格把關。整體規劃流程見圖1。
3.2開發畢業設計指導手冊,提高畢業設計課題質量
畢業論文的質量直接影響著畢業設計最終的教學質量。為了提高畢業設計課題質量,作為新專業急需設計開發畢業設計指導手冊,進而探尋畢業課題雙向選擇,細化畢業設計的評審指標,量化畢業設計答辯結果評審標準。(1)探尋畢業課題多向選擇。“千里之行,始于足下”,選題是畢業設計的重要環節,也是非常關鍵的一步。興趣是學生學習的最好的動力,實現畢業設計課題雙向選擇,就是以尊重學生興趣為基礎,開展畢業設計。在畢業設計選題過程中,采用多種形式、多向選擇來進行,如學習興趣小組、指導教師指導課題、就業單位選取課題。①學習興趣小組。軌道交通學院以提升教學質量和注重培養學生的興趣愛好為目的在各專業積極開展了興趣愛好小組,各專業同學們都積極參加。城市軌道交通控制專業的學生也在大學二年級時進行興趣分組,2011級的學生分為供電、信號、機電、接觸網四個興趣小組,極大的提升了學生的積極性,也對畢業設計的有效完成提供了基礎和保障。②指導教師指導課題。指導教師根據專業課程設置及學生興趣情況設定畢業設計題目,題目總數一般大于畢業生學生總數的120%。③就業單位選取課題。許多學生在進行畢業設計(論文)之前就已經和用人單位簽訂就業協議。學生根據用人單位需要選擇自己真實工作作為畢業設計(論文)的內容,用人單位也為學生安排經驗豐富的技術人員作指導教師,這樣學生在完成用人單位工作的同時也有效的完成了畢業設計,保證畢業設計(論文)質量的同時,還使學生受到正規的訓練,提前熟悉未來工作單位的環境和要求,迅速完成由學生向工作人員的角色轉換。(2)細化課題評審指標是為了保證畢業設計環節教學質量。課題質量控制流程如圖2。(3)量化畢業設計、答辯結果評審標準就是要在畢業設計、答辯過程中,有效的按照評分指標及量化分值進行評審,避免評審分值范圍過大的問題。
4應用前景
為了解決城市中擁堵問題,“十三五”期間,國家將根據不同城市規模和特點,有序推進輕軌、地鐵、有軌電車等城市軌道交通網絡建設。截止到2016年12月,中國大陸地區已開通城市軌道交通運營的城市達30個,共計133條線路,運營里程約4152.8公里。我國城市軌道交通在十三五時期將呈現一次開通的高峰,進入前所未有的蓬勃發展期。城市軌道交通控制專業畢業設計的開發研究既是高等職業教育發展的客觀要求,又是專業建設和發展的需要。開發后對于同類院校的城市軌道交通控制專業或其他專業在畢業設計開發、探索、實踐等方面具有一定的借鑒意義。
參考文獻
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關鍵詞:工業化教育;軟件工程教育;軟件工程專業課程體系;逐步工業化教育模式
0、引言
為滿足21世紀國家工業化發展需求,教育部啟動了“卓越工程師培養計劃”,旨在鼓勵各大高校推進教育體制改革。針對國家新的發展戰略,結合“國際化,工業化,高質量,高速度”辦學理念,哈爾濱工業大學國家示范性軟件學院(HIT-NPSS)提出了一套軟件工程專業逐步工業化的教學改革模式。
在過去的10年中,HIT-NPSS對現有教學模式進行深入分析,結合IT企業實際需求和反饋,借鑒歐美國家的教育制度,逐步建立并完善了一套面向工業化的軟件工程專業本科生培養模式。這種新的培養模式成功縮小了畢業生能力與企業期望之間的差距,成為哈爾濱工業大學教育體制改革的成功案例之一。
1、工業化課程體系模型
HIT-NPSS本科生課程體系的設置不僅注重學生課堂知識的獲取,還以培養學生工業化技能(包括動手能力、交流和表達能力,以及自學能力等)為基本目標。對于軟件工程專業的本科生,掌握專業基礎知識固然重要,但在當今的工業化環境下,能否在實踐中靈活運用這些知識才是衡量學生素質的首要標準。為此,HIT-NPSS本著為學生成長服務的宗旨,基于IT企業人才需求,充分吸納優秀的IT企業文化,立足學院的國際化辦學環境,提出了一套以學生為主體,教學與工業實踐緊密結合的面向工業化的本科生課程體系模型,如圖1所示。
該課程體系模型的核心包括3大知識領域:計算機技術、軟件工程以及IT策略與管理;4大應用領域:網絡通信與信息安全、服務科學與企業信息化、多媒體與信息處理以及嵌入式系統與軟件。
2、逐步工業化的教學方法
HIT-NPSS的本科課程共分為4個學年、8個學期。學生前3個學年在校內學習理論課程和實踐課程,第4學年到IT公司進行工業實習,不同學年的課程具有不同的針對性。
2.1 理論課程設置
第1學年以基礎課程為主,包括基礎理論類課程、專業基礎知識類課程以及基本編程技術類課程。為了強化學生的動手能力,我們還增設了C++程序設計以及程序設計實踐2門課程。特別是,HIT-NPSS本科生第1學年還開設了IT職業道德、交流技巧以及IT企業管理3門管理類課程,重點培養學生的團結協作能力等職業素養。基于以上課程設置,學生在完成第1學年的學習任務后,能夠扎實掌握計算機基礎知識,養成良好的編程習慣,提高交流和表達能力。
第2學年以計算機軟件系統類課程為重點。通過數據結構與算法、操作系統、數據庫系統以及計算機網絡等課程幫助學生打下良好的計算機軟件系統理論基礎;通過軟件工程課程幫助學生加深對軟件開發生命周期的理解;通過面向對象技術與UML、Java編程技術以及軟件開發實踐等課程提高學生的軟件開發能力和實踐技能。此外,為了增強學生對現實IT工業領域的了解,該學年還開設市場營銷學、合同法以及財務管理3門管理類課程,這也是HIT-NPSS課程體系的特別之處。
第3學年是學生在校內學習的最后一年,完成第3學年的課程學習后,所有學生將到IT企業進行為期一年的工業實習。第3學年的課程主要為了培養學生解決問題的能力和計算機技術應用能力。開設的課程包括編譯原理、多核程序設計、面向服務的計算技術、用戶界面設計、算法設計與分析以及軟件測試與質量保證等。由于軟件工程領域覆蓋面較廣,按照個性化的教育理念,HIT-NPSS軟件工程本科專業下設網絡通信與信息安全、服務科學與企業信息化、多媒體與信息處理以及嵌入式系統與軟件4個專業方向,各方向按照培養學生相關專業技術和實踐能力的目標分別設置不同的專業課程。在此基礎上,本學年還開設了軟件開發過程管理、項目管理、商務談判及知識產權法4門課程,以培養學生的專業素養,為第4年的工業實習打下良好的基礎。
2.2 逐步工業化實踐環節
為逐步實現工業化教育目標,HIT-NPSS在每學年理論課程的基礎上,分別設置了以下實踐內容:
(1)大學生創新項目。大學生創新項目以“興趣驅動、自主實驗、重在過程”為原則,在第l學期課程結束后,要求學生以項目組形式自主完成軟件研發課題。對于課題的選擇,學院并沒有統一規定,學生可以按照各自興趣選題并分組。為了鼓勵和支持學生的創新研究,學院將為各組安排一名指導教師,對軟件開發的全過程進行監督和指導。學生利用課余時間完成創新項目,在第1學年結束前學院將對各組的創新項目進行評審,對前10名予以獎勵。經過幾年的實踐,大學生創新項目已經成為HIT-NPSS一大文化特色。
(2)短期企業實訓。企業實訓是HIT-NPSS課程體系的一個重要組成部分。在第2學年的第2學期,學生將被分配到指定的企業基地進行為期4周的學習和訓練。整個實訓過程以實際項目開發為主導,中間穿插工具類、職業規劃類等培訓課程,學生在IT企業環境中參與企業項目開發,體驗從需求分析、系統設計、編碼實現、測試及交付使用的軟件開發全過程。短期企業實訓為學生提供了接觸企業實際項目、發現自身興趣和不足的良好機會。
(3)軟件工程實踐。軟件工程實踐在第3學年的第2學期進行,是逐步工業化教育的第3步,要求學生以分組的形式在2周時間內完成一個軟件系統的開發。與短期企業實訓相比,軟件工程實踐過程中學生要獨立完成軟件開發生命周期的各個階段。通過軟件工程實踐,學生的編程能力、解決問題能力、一般平臺應用能力、流行工具軟件的使用能力以及項目管理能力將得到全面提升,這也為第4學年的工業實踐打下良好基礎。
2.3 企業實習
軟件工程專業本科生第4學年將在IT企業實習中,完成具有一定技術難度和較大工作量的技術方案設計和軟件開發等工作,并在此基礎上完成(撰寫)本科畢業論文。通過工業實習,學生的軟件開發能力、工程實踐能力以及自學能力都將得到大幅度提高,完成學生到企業員工的軟件產業人才的逐步轉變。
(1)雙導師機制。HIT-NPSS要求所有的學生必須在IT企業進行至少一年的工業實習。為了保證課堂學習向工業實踐的平穩過渡,學院不僅要幫助學生選擇合適的實習基地,還要幫助學生確定指導教師。為此,HIT-NPSS提出了雙導師機制,即學生在校內和校外(實習基地)各選擇一名指導教師,校外導師主要負責指導學生軟件項目開發,校內導師主要負責指導學生畢業論文撰寫。HIT-NPSS要求軟件工程專業本科生的畢業論文要基于其工業實習期間直接參與的軟件工程項目,雙導師機制不僅能夠幫助學生填補不同領域的知識空白,還能夠有效建立起大學和IT企業的溝通橋梁,保證學生工業實踐和畢業論文的順利進行。
(2)實習監管方法。在雙導師機制的基礎上,HIT-NPSS通過開題檢查、中期檢查以及結題驗收對學生的整個實習過程進行監管。在工業實習的前3個月內,學生必須在校內導師和校外導師的共同指導下完成論文開題報告,即確定論文題目、主要內容以及關鍵技術等。在工業實習3個月后,學院將到實習基地對學生的選題情況進行檢查,爭取盡早發現存在的問題并對學生進行有效指導。中期檢查將在選題后的3個月內進行,檢查過程與開題檢查相似,目的是檢查學生的工作進展是否符合開題報告中的日程安排,幫助學生解決實習中的問題與困難。此外,中期檢查也是學院與實習企業交流學生實習表現、調整未來實習派遣計劃的重要手段。結題驗收是學生工業實習結束前的最后一次檢查,一般在實習基地進行,在學生展示自己的工作內容后,由企業顧問和校方專家共同評估其實習情況。
截至2013年,HIT-NPSS已有2937名學生在200家IT企業完成了工業實習。
2.4 校企合作模式
為充分發揮企業在工業化人才培養過程中的作用,HIT-NPSS采用多種模式加強校企合作。主要合作模式包括以下幾種:
(1)校企合作高峰會。校企合作高峰會以不同的主題每年舉辦一次,是高校和企業高層以及產業高級人員共商共計的重要平臺,有效促進了校企之間的溝通與合作,對全面實施卓越工程師培養計劃起到了巨大推動作用。截至2013年,HIT-NPSS已成功舉辦了多屆校企合作高峰會,累計邀請過220余家企業參會,并與中興通訊股份有限公司、金山軟件有限公司、浪潮集團等50多家知名企業保持著長期合作關系。
(2)校內工業實踐基地。在廣泛開展校外工業實習的同時,HIT-NPSS也與哈爾濱本地軟件公司合作,在校內建立工業實習環境,提高學生的軟件開發能力。學生可在校內工業實習基地進入企業的項目組,參與具體項目的開發。目前,哈工大首創科技股份有限公司、哈工大慧通新意信息技術有限公司、黑龍江省計算機網絡與軟件評測中心等公司已進駐校內實習基地。
(3)聯合實驗室。聯合實驗室是校企合作的另一種模式,主要用于教學和軟件開發實踐,由軟件學院負責提供場地和設備,由企業提供開發平臺和各種工具軟件,并由企業定期為軟件學院的師生開設專題講座,進行相關指導。目前,HIT-NPSS已與浪潮通用軟件公司、金山軟件股份公司和英特爾亞太研發有限公司共同建立了聯合實驗室。聯合實驗室的建立,為軟件學院建立科學的課程體系和工業化實踐教學管理方法,實現工業化軟件人才的培養創造了良好條件。
(4)學生俱樂部。學生俱樂部是由軟件學院和軟件公司共同支持的實踐類學生社團組織。學生俱樂部依托實際項目、模擬企業真實經營環境,有效培養學生的IT實踐經驗和創新能力,同時加強校企技術交流。目前HIT-NPSS已組建起亦飛、零度、騰訊等7個學生俱樂部。其中,亦飛俱樂部由阿里巴巴集團支持在2003年創建;零度俱樂部由金山軟件股份公司支持在2004年創建;騰訊俱樂部由騰訊科技有限公司支持于2005年創建。
(5)企業家論壇。HIT-NPSS于2003年發起了企業家論壇活動,主要形式是邀請國內外著名企業家到校進行講座或演講。論壇的宗旨是讓學生了解行業動態、把握領先技術、了解企業發展歷程,以實現活躍校園氣氛、開拓學生視野、樹立企業形象的最終目標,同時促進企業與哈工大軟件學院的相互了解與廣泛合作。到目前為止,HIT-NPSS已經邀請了30余名知名企業家作為演講嘉賓。
(6)青年校友論壇。青年校友論壇是HIT-NPSS品牌活動企業家論壇的進一步延伸。青年校友論壇的演講嘉賓主要是軟件學院的畢業生,在企業工作2年以上。青年校友論壇是在校學生與學長們交流的平臺,大家一同分享上學的心得、實習的體會、工作后的經歷。青年校友論壇的創辦宗旨是進一步落實學院的工業化教育模式,深化學院工業化辦學理念。到目前為止,已邀請過10余名畢業生重返母校作為論壇嘉賓,青年校友論壇成為HIT-NPSS工業化教育模式中不可或缺的一部分。
3、學生就業情況
在工業實習期間,很多學生便已決定畢業后加盟實習公司或合作企業。工業實習機制不僅為學生創造了良好的就業環境,同時實現了高校和企業的雙贏。一方面,高校能夠與一流工業實踐基地保持長期穩定的合作關系,以便為學生提供更好的實習機會;另一方面實習生可以成為實習公司的潛在員工,這不僅解決了企業的招聘難題,也大大縮短了企業新員工培訓時間。經過9年的實踐,哈工大軟件學院已與一批知名企業建立了良好的長期合作關系,成為我國高校工業化實踐的成功案例之一。
根據統計,外資企業、國內500強企業、科研院所以及IT企業是哈爾濱工業大學學生就業的主要去向,每年到這些單位就業的學生約占畢業學生的90%以上。外資企業主要包括IBM、微軟、AUTODESK、NEC、東芝、三星、摩根士丹利以及Oracle等企業;國內500強企業主要包括中國移動、中國聯通、航天科工集團、工商銀行、華為、聯想、神州數碼等國內知名企業;科研院所主要包括各大部委和全軍所屬各研究單位、中科院、中國航天機電集團公司、中國電子科技集團公司所屬的科研單位、全國各高校;國內知名IT企業主要包括百度、騰訊、金山、用友、盛大、阿里巴巴和搜狐等著名IT企業。超過50%的畢業生由其實習公司或合作企業錄用。
摘要:基于FMS技術開發了模塊化機電一體化教學培訓系統,該系統有助于加深學生對機電一體化系統概念的理解,掌握車間柔性制造的方法,最后以作業計劃與調度教學研究性、綜合性實驗為例,論述了該系統在培養學生理論與實踐相結合的能力,提高學生學習興趣和積極性的重要作用。
為使機械設計制造及其自動化專業學生在學習過程中,有機會將所學到的各門專業課的知識綜合性地應用到接近于生產實際的過程中,為他們走上工作崗位后應用這種新的理念打下基礎,學院除了建立適合于現代教學法模式的幾個獨立的專業實驗室外,籌建了一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中,我們開發了一套完全接近于生產實際的模塊化柔性制造系統,由省部共同投資。實驗室的開放性主要體現在兩個方面:一是系統組成具有開放性,系統中不同生產廠家的設備可相互兼容,便于以后擴展;二是實驗室資源具有開放性,實驗室可面向校內外各種層次的學生或培訓學員,做到資源共享,擴大受益面。
一、FMS系統組成
柔性制造系統機電一體化訓練設備,包含一條閉環柔性輸送裝置和六自由度并聯加工中心(加工站)、三自由度數控雕刻機及其控制系統、四自由度上料檢測站及其控制系統、搬運站、安裝站、安裝搬運站、智能分類站、現場總線、多層次立體原料庫及其控制系統、多層立體成品庫及其控制系統、自動化輸送線及變頻調速控制系統、PLC數據采集及物料監控系統、系統監控及管理控制軟件。
工業控制計算機通過運動控制卡發送位置信號給旋轉立體上料庫電機驅動器,電機驅動器驅動步進電機旋轉一定角度,實現零件位置對準,同時設置檢測開關,通過PLC采集至計算機,判斷托盤上相應位置是否存在零件。自動上料機器人將待加工物料送至加工位置后,系統驅動鎖緊裝置進行物料定位固定,上位機按指定程序控制六自由度并聯機器人,進行零件前序的加工。在主界面中點擊數控雕刻機控制按鈕,進人數控雕刻機控制界面,三自由度數控雕刻機主要實現對工件端面的雕刻,通過用戶編制G代碼也可以用軟件將模型轉化為G代碼,然后通過計算機的串口將G代碼傳到雕刻機,雕刻機執行G代碼。
零件前序加工完畢后,計算機控制零件搬運機器人將加工完的零件搬運至下一工序的加工位置。在主界面中點擊立體倉庫狀態按鈕,進人立體倉庫狀態界面。立體倉庫狀態是用來實時顯示立體倉庫倉位的占用情況,系統實時檢測各個倉位的狀態,然后系統給碼垛機發指令決定碼垛機下一次將裝配的成品放人哪個倉位,操作者通過觀察狀態位的圖標情況,操作者就可以知道哪個倉位是否為空,并且知道各個倉位物件的重量,通過生產統計還可以知道立體倉庫一共有多少個成品,每一類成品的個數及總重量。
二、系統特點
(1)包含多種關鍵技術及單元,使學生了解更多的知識;機器人技術;物流倉儲自動控制系統;立體倉庫;自動輸送線;自動碼垛機;物流倉儲管理和監控;PLC控制系統;傳感器技術;計算機網絡通信技術和現場總線技術;計算機控制;網絡化視頻監控技術;數據庫技術;多軸運動控制器;氣動技術;步進電機及驅動;伺服電機及驅動;VC,VB等高級語言編程。
(2)結合機電教學,編制了的實驗指導書,包含多個實驗:為了方便教學實際使用,我們為系統提供了專門實驗指導書,其內容涵蓋機械、控制、機器人示教、插補、自動裝配、碼垛等多項實驗,供本科生、專科生和研究生專業選開,教師也可以根據實際情況,在實驗指導書的基礎上增開設計性、綜合性實驗。
(3)交互式圖形化操作界面:系統控制軟件采用WINDOWS操作系統,具有交互式和圖形化特點,操作簡單易學,自動化程度高,使教師和學生在很短的時間之內就可以掌握對系統的操作。
(4)豐富的狀態反饋功能:通過計算機與各單元及傳感器的通訊,將系統中各環節的狀態顯示在操作界面上,使操作者通過計算機隨時了解系統各環節的工況、狀態、運行數據,掌握系統運行狀態。
(5)完善的生產及物料存儲統計功能:根據現代柔性制造系統的特點及倉儲物流的發展動向,不但在工作過程和原理上仿真實際生產過程,而且開發了生產及物料存儲數據庫,根據系統的運行隨時記錄和分析生產和存儲數據。
(6)開放式系統結構:為了增強學生的參與性,系統采用了開放式結構,提供了完善的控制功能動態鏈接庫和二次開發函數,不用了解底層復雜的時序和操作過程,只需要在VC或VB中簡單的幾行代碼,學生即可開發出自己的運動或控制功能,激發學生的學習興趣。
(7)網絡化視頻監控:系統提供網絡化視頻監控模塊,使操作者在操作系統的同時,也可通過電腦屏幕實時觀看系統的實際運行狀況。同時對于有條件的學校,可將控制計算機與校園網相連解,使更多的學生和老師通過網絡觀看現場實驗過程,提高系統利用率,也可實現遠程教學。
三、如何應用FMS進行本科實驗教學
由于近年來高校的擴招,學生人數大幅上升,而大型實驗設備臺套數少;而且大型實驗設備的實驗通常包括編程、上機、結果分析等,需要的時間較長。因此,大型設備開設的實驗不能簡單的照搬其它實驗教學的模式。我們分別探索了以下幾種模式:
3.1開設綜合設計性實驗
本中心老師提出項目申請,參加學校實驗室設備管理處組織的“工程實踐”和機電工程學院組織的“機電一體化實訓中心”項目。這些項目結合指導老師的科研項目,通過雙向選擇接受學校相關專業本科三年級以上的學生參加。學生分為2-4人一組;在教師的指導下,首先查閱文獻和學習FMS的有關知識,編制程序,上機測試;實驗的內容根據項目的研究內容而定,一般涉及多種設備;實驗時間根據老師和學生雙方商定,實行彈性制,不拘泥于課堂安排的時間。由于學生人數少,在實驗過程中可以做到師生面對面的隨時交流。例如:作業計劃與調度教學實驗。
“作業計劃與調度教學實驗”的內容是讓學生根據給定的加工工件信息,設計一個單件小批量零件加工的“作業計劃與調度”的仿真系統,使目標函數“最長流程時間”的值最小,然后對仿真結果進行驗證。實驗的目標是:使學生加深對“作業計劃與調度”概念的理解,掌握車間調度的方法,培養學生理論與實踐相結合的能力,提高學生的學習興趣和積極性。實驗系統要具備以下功能:
(1)提供一個很好的、有代表性的研究對象,也就是使學生知道他們是在那個車間、那個環境為加工那些工件設計“作業計劃與調度”的方案;
(2)提供一個很好的仿真環境及工具,用來建立仿真模型,使學生形象直觀地看到車間調度的運行過程;
(3)提供實現“作業計劃與調度”的算法和軟件開發環境,使學生了解并掌握該算法的原理,并在仿真環境中實現算法,得到仿真結果;
(4)提供一個真實環境,如FMS車間或可真正運行的FMS車間模型,在此環境中對上面得到的仿真結果進行驗證。
針對“FMS教學實驗系統”只討論一種特殊情況,即最長流程時間Fmax的計算先討論n/m/P/Fmax問題,目標函數是使最長流程時間最短。最長流程時間又稱作加工周期,它是從第一個工件在第一臺機器開始加工時算起,到最后一個工件在最后一臺機器上完成加工時為止所經過的時間,由于假設所有工件的到達時間都為零(Ri,I=1,2,3,…,n),所以Fmax等于排在末位加工的工件在車間的停留時間,也等于一批工件的最長完工時間Cmax。
設n個工件的加工順序為S=(S1,.S2,……,,Sn),其中Si為排第i位加工的工件的代號。以CK(Si)表示工件Si在機器Mk上的完工時間,Pk表示工件Si在Mk上的加工時間,K=1,2,3,……,m;i=1,2,……,n,式(1)是一個遞推公式,當由式(1)得出Cm(sn)時,Fmax、就求得了。在熟悉以上公式之后,可以直接在加工時間矩陣上從左向右計算完工時間。對于某一工作地,在給定的一段時間內,順次決定下一個被加工的工件。
3.2開設選修課
由于學習FMS的有關知識,需要學生們具有一定的專業知識;而且大型設備一般只有一套設備,要面向學生人數眾多的本科生開設實驗課有一定的難度。因此,我們首先開設了FMS的選修課。在講授FMS技術的理論知識的基礎上,開設FMS的上機實驗課,學生分為3-5人一組。由于課堂講授FMS的時間有限,加之是選修課;因此,在實驗課之前,面對設備再介紹一次設備的原理、結構和用途等,以加深學生的印象;然后指導學生編制程序、適當的上機操作,輔導學生處理實驗結果。
3.3為本科畢業設計提供實驗
本科生的畢業論文是進行專業基本技能培養的重要環節,同時也是培養學生創造性思維方法、提高動手和解決問題能力的不可缺少的過程。參加本科畢業論文的學生,有充分的時間利用所掌握的專業基礎知識,解決具體的問題;因此畢業論文是本科生學習和掌握大型實驗設備的一個非常好的機會。
四、FMS進行本科教學的體會和希望
4.1FMS進行本科教學的效果
通過上述三種方式向本科生開放大型實驗設備,對學生選擇專業有一定的幫助,也增加了學生參加推薦免試研究生和就業等的競爭力。例如,一名機電學院的學生參加了“FMS研究”項目后,對數控技術有關知識和應用有了一定的了解和興趣,報考研究生時選擇數控技術專業。另一名機電學院的學生參加“開放式數控系統的研究”,學習了切削圖形設計、數控雕刻機及其控制系統等一系列操作,在老師的指導下自己操作選擇刀具和切削參數,觀察不同的切削過程,加深了所學的理論知識,熟悉了作業計劃與調度的原理、立體倉庫的基本操作;該生通過面試后順利地被華中科技大學錄取為研究生。
近年來為了適應地方經濟和社會發展的需要,拓寬人才培養領域,在開設綜合性實驗項目和選修課時,也接受其他學院的學生。學生結束項目后,對所參加的研究工作非常有興趣。
相比較而言,綜合設計性實驗效果明顯好于選修課的實驗。前者由于有充分的時間,我們摒棄了傳統的驗證實驗的模式,采取了“雙向互動”,教師以更多的精力啟發學生的創造力,調動其主動性和積極性,發揮他們運用所學的知識去解決實際問題。對這種實驗模式,學生表現出極大的興趣。這種實驗教學模式,不僅拓展了學生現代科學技能的理論和知識;在實驗方法,應用技能方面也得到了提高,為他們今后走上社會,服務于社會,縮短理論與實踐的差距奠定了良好的基礎。
4.2存在的問題