理工結(jié)合專業(yè)實踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)探索與思考

陳志峰 劉翠紅 張冰志 鄧榮標

摘 要：具有理工結(jié)合特點的專業(yè)對人才培養(yǎng)有著更高的要求，其中創(chuàng)新性的實踐能力培養(yǎng)至關(guān)重要。我們結(jié)合自身教學(xué)實踐的體會，提出理工結(jié)合專業(yè)實踐能力培養(yǎng)應(yīng)包含四個重要環(huán)節(jié)：注重實踐體會的專業(yè)引導(dǎo)、模塊化及注重綜合設(shè)計性的專業(yè)實驗、高質(zhì)量的課內(nèi)綜合實踐鍛煉以及貫穿大學(xué)各階段的課外科技創(chuàng)新訓(xùn)練，并討論了其中一些要素和方法。

關(guān)鍵詞：實踐能力培養(yǎng) 理工結(jié)合 創(chuàng)新性實踐

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（b）-0201-02

隨著現(xiàn)今社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，新興產(chǎn)業(yè)的不斷涌現(xiàn)，社會對人才的需求有了很大的改變。許多行業(yè)由原來對單純理科或工科人才的需求轉(zhuǎn)變?yōu)閷婢呃?、工兩方面能力的?fù)合型人才的需求。同時，一些領(lǐng)域的理學(xué)與工學(xué)之間的界限也漸趨模糊，隨之出現(xiàn)了一些結(jié)合理學(xué)和工學(xué)特點的新興學(xué)科和專業(yè)[1]。此類專業(yè)可以授予理學(xué)或工學(xué)學(xué)位，不同高校的培養(yǎng)可以有所側(cè)重。這給予了人才培養(yǎng)一定的靈活性，同時也對大學(xué)專業(yè)教育提出了新的要求[1，2]。

傳統(tǒng)理學(xué)和工學(xué)的主要區(qū)別，在于理學(xué)基本屬于科學(xué)的范疇，而工學(xué)基本屬于工程技術(shù)的范疇。理學(xué)重在培養(yǎng)探索未知、認識客觀世界的人才，而工學(xué)重在培養(yǎng)掌握技術(shù)方法以改造客觀世界的人才。在培養(yǎng)模式上，理科專業(yè)更注重掌握厚實的基礎(chǔ)理論，其基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課所占學(xué)分較多，學(xué)生在基礎(chǔ)研究上更具潛力；工科更注重培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和動手能力，其實踐環(huán)節(jié)所占課時更多。而對于具有理工結(jié)合特點的專業(yè)，并非理科與工科的簡單相加，而應(yīng)是有機的結(jié)合。光電信息科學(xué)與工程就是具有此特點的一個典型專業(yè)。由于其涵蓋多個前沿科技領(lǐng)域以及行業(yè)發(fā)展迅猛的特點，對專業(yè)人才也具有更高的要求。對本科院校而言，要辦好此專業(yè)，便需要培養(yǎng)同時具備較厚實的專業(yè)理論基礎(chǔ)和較強的實踐應(yīng)用能力，能適應(yīng)行業(yè)發(fā)展和實現(xiàn)自我發(fā)展的創(chuàng)新應(yīng)用型人才。畢業(yè)生既可參與基礎(chǔ)科學(xué)研究，也可從事工程上的系統(tǒng)設(shè)計和器件研發(fā)，以及勝任管理、技術(shù)咨詢等相關(guān)工作。設(shè)計培養(yǎng)方案時，應(yīng)通過合理的知識結(jié)構(gòu)設(shè)計，使學(xué)生在擴充知識的同時體會其中所包含的方法論，在一定程度上對科學(xué)方法論和工程方法論的要旨兼而得之[1，2]。此外，實踐能力的培養(yǎng)最為重要[3]，其目的并非單純強調(diào)和實際工作相關(guān)的職業(yè)技術(shù)式實踐，也并非單純科學(xué)規(guī)律驗證的教學(xué)式實踐，而應(yīng)是緊跟科技熱點與行業(yè)前沿步伐的創(chuàng)新性實踐。下文將結(jié)合筆者所在學(xué)院開設(shè)的光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)實踐探索和體會，談?wù)剬砉そY(jié)合專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的一些思考。

我們認為理工結(jié)合專業(yè)的實踐能力培養(yǎng)應(yīng)包含以下四個重要環(huán)節(jié)，如下所述。

1 第一環(huán)節(jié)：注重實踐體會的專業(yè)引導(dǎo)

如今許多高校對新生教育以及專業(yè)導(dǎo)論課都逐漸重視[4]。專業(yè)導(dǎo)論課雖屬于專業(yè)基礎(chǔ)理論課，但對后續(xù)的專業(yè)教學(xué)具有深遠的影響，這其中就包括對實踐能力培養(yǎng)的影響，因此我們不妨將之作為實踐能力培養(yǎng)體系的第一個重要環(huán)節(jié)。專業(yè)導(dǎo)論課肩負著引導(dǎo)大學(xué)新生了解所學(xué)專業(yè)是什么、學(xué)什么、能干什么等問題，激發(fā)學(xué)生未來的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生規(guī)劃大學(xué)生涯的重任[4]。其中關(guān)于所學(xué)專業(yè)能干什么這一實踐性的問題通常最受學(xué)生關(guān)注。而對于具有上述培養(yǎng)要求的理工結(jié)合專業(yè)，專業(yè)導(dǎo)論課的重要性更為突出。我們認為一門到位的專業(yè)導(dǎo)論課應(yīng)該注重利用實踐體會進行專業(yè)引導(dǎo)，并提出如下建議。

首先，導(dǎo)論課的第一講通常是對專業(yè)建立和發(fā)展背景、培養(yǎng)計劃與目標、本專業(yè)發(fā)展方向，課程設(shè)置等問題的介紹，但枯燥的講述通常效果不好。我們的做法是適當(dāng)穿插本專業(yè)的行業(yè)應(yīng)用例子進行講述。其中數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)課與后續(xù)專業(yè)知識和技能的關(guān)系是新生最易感到迷惑的問題，應(yīng)予重點解釋。這一講以專業(yè)負責(zé)人講述為主，結(jié)合高年級或已畢業(yè)學(xué)生的講述更為有效。

其次，邀請企業(yè)工程師以講座的形式介紹相關(guān)行業(yè)結(jié)構(gòu)以及專業(yè)人才需求，與學(xué)生交流職業(yè)發(fā)展規(guī)劃經(jīng)驗。企業(yè)的一線人員擁有不同于高校教師的行業(yè)視野，所介紹的內(nèi)容更具實踐性和說服力，更易引起學(xué)生的興趣，引發(fā)學(xué)生的主動思考。此外若條件允許還可組織學(xué)生參觀相關(guān)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)展會，以加深對專業(yè)及行業(yè)的認識。例如每年秋季的深圳光電技術(shù)博覽會就是我們光電信息專業(yè)很好的實踐學(xué)堂。

最后，應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生盡早參與課外科技活動，有助于訓(xùn)練專業(yè)技能，鍛煉創(chuàng)新實踐能力，同時也為下文討論的實踐環(huán)節(jié)做好引導(dǎo)和鋪墊。

2 第二環(huán)節(jié)：模塊化、注重綜合設(shè)計性的專業(yè)實驗

專業(yè)實驗課程是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實踐能力的常規(guī)化且必不可少的一環(huán)。但在知識快速更新的背景下，高校希望開設(shè)的專業(yè)實驗項目越來越多，在有限的實驗課學(xué)時內(nèi)如何使學(xué)生的實踐能力得到更有效的鍛煉，這本身就是各專業(yè)需要研究的課題。我們的做法是在專業(yè)知識能力結(jié)構(gòu)模塊劃分的基礎(chǔ)上，將所有實驗任務(wù)，特別是理論課中附帶的較為零散的實驗項目進行統(tǒng)籌整合，使實驗學(xué)時和實驗教學(xué)資源都得到更有效的利用。例如將光電信息專業(yè)的基礎(chǔ)光學(xué)實驗、幾何光學(xué)課內(nèi)實驗與物理光學(xué)課內(nèi)實驗整合為工程光學(xué)綜合實驗，將激光技術(shù)實驗與光信息處理技術(shù)課內(nèi)實驗整合為激光技術(shù)與應(yīng)用實驗。整合后總實驗學(xué)時不變甚至更少，但因同類實驗可以連續(xù)進行，也避免了不同課程間的實驗項目交叉重復(fù)（如原來基礎(chǔ)光學(xué)與物理光學(xué)實驗都含邁克爾遜干涉儀的實驗內(nèi)容），實驗鍛煉可以取得更好的效果。

實驗課中應(yīng)合理地增加綜合性、設(shè)計性實驗的比例，如傳統(tǒng)利用成套的邁克爾遜干涉儀進行條紋測量的實驗可以改為利用光學(xué)元件自主搭建干涉儀并進行測量。這種改變有利于使培養(yǎng)綜合工程素養(yǎng)和能力的目的得到實質(zhì)性的體現(xiàn)。此外，主干實驗課的項目應(yīng)在經(jīng)費允許的基礎(chǔ)上緊隨科技熱點與行業(yè)前沿步伐適時進行調(diào)整，這需要與一線企業(yè)保持一定的學(xué)術(shù)交流和溝通。

3 第三環(huán)節(jié)：高質(zhì)量的課內(nèi)綜合實踐鍛煉

這一環(huán)節(jié)主要包含三個方面：階段性的課程設(shè)計、專業(yè)實習(xí)（見習(xí)）以及畢業(yè)設(shè)計（論文）。

對于理工結(jié)合的專業(yè)，要求扎實的理論基礎(chǔ)與較強的實踐應(yīng)用能力兼而有之，而兩者間的又有著密切的聯(lián)系，因此階段性的課程設(shè)計便顯得尤其重要。它通過實踐應(yīng)用使學(xué)生對前一階段所學(xué)知識，特別是系列專業(yè)課程形成的知識線索得以融會貫通，并促使知識向技能轉(zhuǎn)化。我們在光電信息專業(yè)設(shè)有光電子課程設(shè)計，便是對工程光學(xué)、激光原理與技術(shù)、光電子技術(shù)、單片機原理與應(yīng)用等專業(yè)課程的一次階段性實踐鍛煉。在課程設(shè)計中，指導(dǎo)老師應(yīng)注重設(shè)計題目的綜合性，使階段所學(xué)的知識和技能盡可能全面地得到應(yīng)用。設(shè)計過程檢查和答辯驗收也需把好關(guān)，以保證實踐鍛煉的質(zhì)量。

專業(yè)實習(xí)（見習(xí)）通常被認為是最直接的專業(yè)實踐環(huán)節(jié)，但前提是實習(xí)基地與專業(yè)對口，并能提供學(xué)生充分的參與機會。高校實習(xí)基地的質(zhì)量與數(shù)量受很多客觀因素影響，此處不作討論。

畢業(yè)設(shè)計（論文）可認為是對大學(xué)所學(xué)的一次最終檢驗，對于理工結(jié)合專業(yè)，畢業(yè)設(shè)計（論文）的完成質(zhì)量更是專業(yè)理論基礎(chǔ)和實踐應(yīng)用能力水平的綜合體現(xiàn)。因此我們認為，畢業(yè)設(shè)計（論文）的選題應(yīng)首先考慮運用了基礎(chǔ)理論或原理的綜合設(shè)計性課題。當(dāng)然，對于偏重理論研究或偏重應(yīng)用實踐的學(xué)生應(yīng)該因才出題，還應(yīng)鼓勵合理的學(xué)生自擬題目，鼓勵創(chuàng)新思想。此外，檢驗并不是最終目的，應(yīng)做到通過檢驗促進提高，促使學(xué)生盡早進入課題準備工作，及時通過學(xué)習(xí)彌補知識和技能的不足。

4 第四環(huán)節(jié)：貫穿大學(xué)各階段的課外科技創(chuàng)新訓(xùn)練

從開始時間來看本環(huán)節(jié)并非最后，但因它貫穿了整個本科專業(yè)教育，我們便將之放在最末。同時筆者認為它是鍛煉創(chuàng)新實踐能力最行之有效的辦法，也是最重要的一環(huán)。無論是筆者所在學(xué)校還是所了解的其他普通高校的情況，畢業(yè)生整體素質(zhì)優(yōu)秀的理工專業(yè)都有著的開展課外科技活動的良好氛圍。課外科技創(chuàng)新訓(xùn)練讓學(xué)生真正在興趣與所學(xué)知識的基礎(chǔ)上凝練出自己的想法，形成自己的創(chuàng)新思維，找到適合自己的發(fā)展方向，更能促進其對專業(yè)課程學(xué)習(xí)的積極性。大多數(shù)學(xué)生都有著發(fā)揮所學(xué)之長的愿望，但通常因缺乏平臺和引導(dǎo)而產(chǎn)生懈怠。我們提出構(gòu)建一個包含以下因素的課外科技創(chuàng)新訓(xùn)練平臺，并提倡鼓勵學(xué)生盡早參與到其中。

首先是拓展性實驗和實訓(xùn)。這方面可以結(jié)合教師的科研課題，特別是對研究生源不足或沒有研究生招生的地方高校，這是一個使學(xué)生課外科技與教師科研相互促進的行之有效的辦法。另外如條件允許，應(yīng)積極聯(lián)系相關(guān)企業(yè)或研究單位，通過合建實驗室的方式使實驗和實訓(xùn)平臺向產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方向發(fā)展。

其次是充分的發(fā)揮和展示空間。這方面包括眾多立項和競賽平臺，如大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)立項、“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等跨專業(yè)的平臺，各類小專業(yè)范圍的科技競賽，以及高校間或高校企業(yè)聯(lián)合組織的交流競賽。學(xué)院應(yīng)建立鼓勵機制，充分調(diào)動學(xué)生和教師的積極性，逐漸形成良好的參與氛圍。

最后是學(xué)生間的交流學(xué)習(xí)平臺。有些學(xué)生因為還未學(xué)習(xí)應(yīng)用性的專業(yè)課程便不參與課外科技，實際上這并非充分理由，實踐中所需知識和技能通常需要長期自主的鉆研。而合適的交流學(xué)習(xí)平臺有利于促進自主學(xué)習(xí)鉆研的氛圍。筆者所在學(xué)院便因應(yīng)所設(shè)三個專業(yè)建立了物理協(xié)會、電子協(xié)會與光信息協(xié)會，提供實驗室和常規(guī)設(shè)備資源，實行日常值班制，并定期組織內(nèi)部交流報告。這些措施對促進課外科技氛圍，提高積極性和參與度起到較大作用。

5 結(jié)語

我們結(jié)合自身教學(xué)實踐的探索和體會提出并討論了理工結(jié)合專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的四個重要環(huán)節(jié)。當(dāng)然這些環(huán)節(jié)并非分立的，而是一個有機的整體，只有始終重視學(xué)生實踐能力的鍛煉并貫穿于教學(xué)培養(yǎng)的全部階段，才能取得最大的成效。實踐能力培養(yǎng)的探索研究是大學(xué)教育的長期課題，本文只對其中的重要環(huán)節(jié)進行了歸納，可能有其他一些環(huán)節(jié)和過程未包含其中。雖然是基于理工結(jié)合專業(yè)特點的探索思考，但我們的觀點和方法可能對傳統(tǒng)理科或工科專業(yè)的實踐能力培養(yǎng)改革也有一定的借鑒意義。

參考文獻

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