學(xué)科競賽驅(qū)動的學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)模式研究與實踐

袁川來+孔玲爽+周維龍

摘要：工程實踐能力作為工程師最重要的素質(zhì)，是我國高校工科專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的基本目標之一。我國擁有世界上規(guī)模最大的高等工程本科教育，因而，通過教學(xué)改革培育大學(xué)生工程實踐素質(zhì)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：學(xué)科競賽;培養(yǎng)模式;實踐能力

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）19-0168-02

工程素質(zhì)是電氣類學(xué)科專業(yè)學(xué)生必須具備的基本素質(zhì)，但傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法存在系統(tǒng)性不強和與實際項目需求相脫離等問題，近年來，我院立足學(xué)科競賽和大學(xué)生學(xué)習(xí)特點，以一系列教研教改課題和“國家級大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練計劃”項目、“湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃”項目為依托，從增強大學(xué)生工程實踐創(chuàng)新能力的角度出發(fā)，進行了近六年的探索和實踐，提出了“兩結(jié)合、三提高”即課內(nèi)與課外結(jié)合、校內(nèi)與校外結(jié)合，提高創(chuàng)新意識、提高工程素養(yǎng)、提高工程實踐能力的“2+3”電氣類工程實踐能力培養(yǎng)模式，建立了“實驗、實訓(xùn)→課外制作→學(xué)科競賽→實際項目”的全方位實踐驅(qū)動體系。實踐表明，該培養(yǎng)模式能有效地提高大學(xué)生工程實踐能力和工程素養(yǎng)，提升大學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。

一、模式的主要內(nèi)容

1.建立“2+3”工程實踐能力培養(yǎng)模式。本模式立足學(xué)科競賽和大學(xué)生學(xué)習(xí)特點，從增強大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力出發(fā)，進行了近六年的探索，建立了“實驗、實訓(xùn)→課外制作→學(xué)科競賽→實際項目”的全方位實踐驅(qū)動體系，形成了“兩結(jié)合、三提高”即課內(nèi)與課外結(jié)合、校內(nèi)與校外結(jié)合，提高提高創(chuàng)新意識、提高工程素養(yǎng)、提高工程實踐能力的“2+3”電氣類大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)模式?！皟山Y(jié)合”是指對學(xué)生的教育在校內(nèi)的課堂內(nèi)、課堂外與校園內(nèi)、校園外進行。課堂內(nèi)能很好地完成理論教學(xué)過程，讓學(xué)生具備一定的理論知識，完成電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電子技術(shù)工藝、傳感與檢測技術(shù)、單片機原理、EDA技術(shù)、DSP技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等理論課程;并完成相應(yīng)實驗、實訓(xùn)等實踐環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，通過課堂外針對性的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的四個心態(tài)，即“信心、恒心、耐心、細心”，四個能力，即“看圖能力、計算能力、選型能力、操作能力”，完成四個進程，即“由基礎(chǔ)、到技能、到團隊、到項目”，同時延伸到校園外，與企業(yè)進行深入接觸，為學(xué)生參加學(xué)科競賽和實際科研項目奠定良好基礎(chǔ)?！叭岣摺笔侵冈趯W(xué)生完成電類基礎(chǔ)理論和基本技能的基礎(chǔ)上通過參加各種形式的學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目和橫向科研項目，實現(xiàn)創(chuàng)新意識、工程素養(yǎng)、工程實踐能力的提升。

2.引入實際案例教學(xué)法，加強學(xué)生工程素質(zhì)訓(xùn)練。采用案例教學(xué)法，從所承擔(dān)的橫向課題中提煉出若干與模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電工技術(shù)、單片機原理、EDA技術(shù)、DSP技術(shù)等課程結(jié)合緊密的工程設(shè)計案例，在學(xué)院創(chuàng)新實驗室中對案例進行深入剖析和演示，使同學(xué)們在理論課程的學(xué)習(xí)中就建立可靠性、穩(wěn)定性、可維護性、工藝性等基本的工程概念，提高同學(xué)們理論與實際相結(jié)合的能力。

3.引入壓力教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生抗壓能力?？箟耗芰κ枪こ趟刭|(zhì)的一個重要內(nèi)容，也是學(xué)生主動適應(yīng)社會和挑戰(zhàn)的表現(xiàn)。為了培養(yǎng)學(xué)生的抗壓能力，項目引入壓力教學(xué)法，主要措施有：①在學(xué)生培訓(xùn)過程中采用淘汰機制，激勵后進的學(xué)生積極上進，同時形成壓力，讓學(xué)生習(xí)慣在壓力中學(xué)習(xí);②要求學(xué)生參加各種形式的學(xué)科競賽，通過大賽鍛煉學(xué)生的抗壓能力和團隊合作精神;③安排學(xué)生進入教師的科研團隊，負責(zé)一些具體項目，要求學(xué)生所做工作和項目進度同步，通過項目的實際要求和標準，培養(yǎng)學(xué)生面對項目壓力的處理能力。

4.鼓勵學(xué)生加入橫向科研項目，培養(yǎng)學(xué)生工程綜合素質(zhì)。實驗、設(shè)計制作和學(xué)科競賽等環(huán)節(jié)能培養(yǎng)學(xué)生較好的實踐動手能力，但是真正的工程實踐能力必須在實際工程中才能得到培養(yǎng)。為此，項目要求學(xué)生加入到教師的科研團隊中，負責(zé)一些具體的子項目，讓學(xué)生在項目中發(fā)現(xiàn)自己的不足，不斷提高自己。同時，實際項目也是培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神和吃苦耐勞精神的最好平臺，很多學(xué)生通過參與實際項目提高了技術(shù)水平，培養(yǎng)了自己作為工程技術(shù)人員應(yīng)有的優(yōu)秀品質(zhì)。

5.采用團隊指導(dǎo)，讓學(xué)生學(xué)得更全面。學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，不僅需要勤奮好學(xué)的學(xué)生，更需要一個優(yōu)秀的指導(dǎo)教師團隊。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生，項目組對學(xué)生的培養(yǎng)堅持“導(dǎo)師負責(zé)，團隊指導(dǎo)”的原則，由學(xué)生選擇科研導(dǎo)師，但是培養(yǎng)工作由項目團隊教師共同完成。

該項目組聚集了“兩中三青”的優(yōu)勢組合，由兩名教授和兩名副教授、一名講師組成，其中有2名博士，學(xué)科涉及儀器科學(xué)與技術(shù)、電氣工程、控制理論與控制工程、電子科學(xué)與技術(shù)。這種多學(xué)科和多層次的師資組合，在培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)過程中，能讓學(xué)生吸取更多的知識，獲得更多的指導(dǎo)。

二、模式的創(chuàng)新點

1.提出了“2+3”電類大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)模式?！?+3”培養(yǎng)模式是大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)理念上的突破，是滿足社會多元需求的嶄新教學(xué)模式，培養(yǎng)出的學(xué)生基礎(chǔ)理論扎實、實踐動手能力和創(chuàng)新能力強，具有過硬的工程實踐能力，能與社會接軌，敢于迎接挑戰(zhàn)。

2.創(chuàng)建了大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)基地—湖南工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院創(chuàng)新實驗室。該基地獨立于傳統(tǒng)的實驗室體系之外，擁有更大的自由度和靈活性，同時又與實驗室體系相互融合，能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享，為學(xué)生提供了一個良好的創(chuàng)新實踐平臺。

3.實現(xiàn)理論與實踐的相互結(jié)合，促進了理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機結(jié)合。結(jié)合“基地建設(shè)”，在實施“2+3”培養(yǎng)模式的過程中，建立優(yōu)秀學(xué)生選拔培養(yǎng)機制，貫徹案例教學(xué)法、壓力教學(xué)法和團隊指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生全面的工程素質(zhì)和能力。

4.推進了橫向科研課題與實踐教學(xué)的深度配合。將橫向科研課題與學(xué)生的實踐教學(xué)緊密結(jié)合，實現(xiàn)了教師科研課題的完成與學(xué)生實踐創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)的提高二者之間的相互推動和良性循環(huán)，以推進兩者的深度配合，實現(xiàn)迅速提高學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)理論解決實際工程問題的能力。endprint

三、模式的實踐與應(yīng)用

自2008年項目開展以來，學(xué)科競賽驅(qū)動的大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)模式研究和探索實踐工作已走過了近六個年頭。經(jīng)過不懈努力，項目團隊，刻苦努力，勇于科學(xué)研究，取得了一系列顯著成績，逐步建立完善了“2+3”電氣類大學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)模式，較好地解決了學(xué)生基本電路設(shè)計及試驗?zāi)芰Σ畹膯栴}，明顯提高了學(xué)生綜合應(yīng)用相關(guān)課程知識從事工程實踐的能力，并得到較好的應(yīng)用和推廣：

1.該成果自電氣與信息工程學(xué)院2009級開始實施，歷屆學(xué)生受益。2009年以來的歷屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、中國機器人競賽、全國大學(xué)生測量控制與儀器創(chuàng)新設(shè)計大賽等學(xué)科競賽中，我院學(xué)生累計獲全國一等獎7項，全國二、三等獎9項，省一等獎2項。在2013年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中獲本科組全國二等獎，在同類院校中取得了較好的聲譽。同時該模式在我校獨立學(xué)院科技學(xué)院中也進行了推廣應(yīng)用，在2013年中國機器人競賽電子設(shè)計大賽中項目組所指導(dǎo)科技學(xué)院學(xué)生獲得全國二等獎1項。在2013年珠江三角洲畢業(yè)生跟蹤調(diào)查中，用人單位普遍評價：我院的畢業(yè)生工程素養(yǎng)好、創(chuàng)新意識強、工程實踐能力強、上手快、敢于迎接挑戰(zhàn)、吃得苦、留得住。

2.該項目實施中產(chǎn)生的大量成果成為湖南省大學(xué)生訓(xùn)練中心—湖南工業(yè)大學(xué)電氣自動化大學(xué)生訓(xùn)練中心申報成功的重要支撐。省級大學(xué)生訓(xùn)練中心獲批后，將成為該項目成果向全省展示和推廣的最好平臺。

3.2009年來，項目組發(fā)表教研論文10篇;與所指導(dǎo)學(xué)生一道發(fā)表論文8篇;在被指導(dǎo)的畢業(yè)學(xué)生中，獲湖南工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文獎4項。反映了“2+3”培養(yǎng)模式理論教學(xué)和實踐結(jié)合的效果，學(xué)生綜合能力穩(wěn)步提高。

4、從2009年以來，項目組學(xué)生直接參與橫向開發(fā)項目，參與項目研發(fā)全過程，工作成效受到了包括中國南車、上海理光、廣東易事特、株洲冶煉廠、株洲硬質(zhì)合金有限公司、聯(lián)宇電氣等一批知名企業(yè)的肯定和好評。我院畢業(yè)生在學(xué)科競賽驅(qū)動下提升工程實踐能力的教學(xué)模式培養(yǎng)下，已逐漸成為電氣類相關(guān)領(lǐng)域的中堅和骨干力量，學(xué)院社會聲譽明顯提升。

四、所取得的主要成果

1.帶動了實驗室的實驗實訓(xùn)管理和教學(xué)改革。本項目實施中以學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新實驗室為平臺，加強了學(xué)生和實驗室的聯(lián)系，促進了“開放、自主、規(guī)范”的實驗室管理和教學(xué)方式的形成，為我校成功申報省級大學(xué)生訓(xùn)練中心暨電氣自動化大學(xué)生訓(xùn)練中心發(fā)揮了重要作用。

2.學(xué)科競賽取得巨大成績。2008年以來的歷屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、中國機器人競賽、全國大學(xué)生測量控制與儀器創(chuàng)新設(shè)計大賽等學(xué)科競賽中，我院學(xué)生累計獲全國一等獎7項，全國二、三等獎9項，省一等獎2項。在2013年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中獲本科組全國二等獎。

3.近年來，本項目成員承擔(dān)包括國家自然科學(xué)基金在內(nèi)的縱向和橫向科研項目12項，承擔(dān)各級教研教改項目6項。發(fā)表科研論文共60篇（其中EI/SCI收錄18篇），教學(xué)研究論文10篇。

4.近年來，本項目成員指導(dǎo)國家級大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目2項，湖南大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目3項，校級大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目4項。

5.促進了學(xué)院橫向合作項目的研發(fā)。由于本項目的成功實施，近幾年，更多的學(xué)生參與到教師的科研項目中并在項目實施中發(fā)揮越來越重要的作用，學(xué)生獲得專利共3項。endprint