基于項(xiàng)目實(shí)踐的工科培養(yǎng)模式研究

趙 巖　韓芳芳　朱均超　張寶峰

（天津理工大學(xué)，天津 300384）

基于項(xiàng)目實(shí)踐的工科培養(yǎng)模式研究

趙 巖韓芳芳朱均超張寶峰

（天津理工大學(xué)，天津 300384）

工科高校越來越重視學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)，為了探索新的工科專業(yè)培養(yǎng)模式，本文提出了基于項(xiàng)目實(shí)踐的學(xué)生培養(yǎng)模式。首先，研究了該培養(yǎng)模式的具體方法與措施，從搭建平臺、建立機(jī)制、出點(diǎn)子、引路子四個(gè)方面研究如何以項(xiàng)目實(shí)踐為載體進(jìn)行科教融合。其次，從建立校企研發(fā)中心、實(shí)習(xí)基地的角度研究如何以項(xiàng)目為載體進(jìn)行校企融合。通過該培養(yǎng)模式，可以提高工科學(xué)生的就業(yè)競爭力，培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、實(shí)踐與創(chuàng)新能力強(qiáng)的人才。

項(xiàng)目實(shí)踐；創(chuàng)新能力；實(shí)踐能力；科教融合

一、引言

工科高校人才培養(yǎng)的發(fā)展趨勢是更加注重實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)［1］，如圖1所示。針對這三種能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式存在一定的不足［2］，因此，需要探索基于項(xiàng)目實(shí)踐的學(xué)生培養(yǎng)模式［3-5］?；陧?xiàng)目實(shí)踐的學(xué)生培養(yǎng)模式可以概括為：以企業(yè)需求為導(dǎo)向，以科研項(xiàng)目為載體、以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)，重點(diǎn)發(fā)展“科教融合，校企融合，協(xié)同育人”的道路。

圖1　學(xué)生能力培養(yǎng)的發(fā)展趨勢

二、項(xiàng)目實(shí)踐為載體，進(jìn)行科教融合

所謂科教融合，就是將科研資源融入教學(xué)，發(fā)揮科學(xué)研究的育人功能。首先，將科研知識融入課堂教學(xué)，擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，將科研項(xiàng)目融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。讓學(xué)生參與實(shí)際的科研項(xiàng)目，從而培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和解決實(shí)際問題的能力。最后，將科研精神融入學(xué)習(xí)生活。通過言傳身教，將勇于探索、開放自由的學(xué)術(shù)精神傳授給學(xué)生。

以項(xiàng)目實(shí)踐為載體，進(jìn)行科教融合的具體措施為：搭平臺、建機(jī)制、出點(diǎn)子、引路子，如圖2所示。

圖2　科教融合的具體措施

1.搭平臺

“搭平臺”是指搭科研平臺與交流平臺。首先，將實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及老師個(gè)人的科研設(shè)備完全向?qū)W生開放，以前學(xué)生到大四畢業(yè)設(shè)計(jì)才真正接觸科研項(xiàng)目，現(xiàn)在學(xué)生剛上大二，就可以通過參加科研項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。其次，搭學(xué)生的交流平臺，可以從以下幾個(gè)方面入手：一是選拔優(yōu)秀的本科生進(jìn)入研究生實(shí)驗(yàn)室；二是鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入學(xué)院的科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、眾創(chuàng)空間等；三是鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)校的科技俱樂部。搭建平臺的目的就是讓優(yōu)秀的學(xué)生聚集到一起，進(jìn)行有效的交流，并發(fā)揮輻射作用。

2.建機(jī)制

所謂建機(jī)制，主要包括：建立主動(dòng)學(xué)習(xí)機(jī)制、良性循環(huán)機(jī)制、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)機(jī)制、有效監(jiān)督機(jī)制，如圖3所示。

圖3　建立機(jī)制的具體措施

（1）主動(dòng)學(xué)習(xí)機(jī)制

為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，我們建立了主動(dòng)學(xué)習(xí)機(jī)制，以科研項(xiàng)目為載體，建立科研興趣小組，組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐。該培養(yǎng)機(jī)制的特點(diǎn)如圖4所示。首先，科研興趣小組以學(xué)生為主體，學(xué)生定期進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)展匯報(bào)與技術(shù)交流，在這種機(jī)制下，學(xué)生為講授者，指導(dǎo)教師為聽眾，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。其次，學(xué)生的課題沒有現(xiàn)成的成果，需要學(xué)生自己探索實(shí)踐，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。最后，科研興趣小組以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，不同組員的分工不同，需要組員之間的相互配合與交流，從而鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。

圖4　基于項(xiàng)目實(shí)踐的學(xué)生培養(yǎng)方式的特點(diǎn)

（2）建立良性循環(huán)機(jī)制

興趣小組的成員結(jié)構(gòu)為：有經(jīng)驗(yàn)的大四學(xué)生為組長，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的管理與協(xié)調(diào)；大三學(xué)生為主體，為項(xiàng)目實(shí)踐的重要骨干成員；大一、大二的學(xué)生為重點(diǎn)培養(yǎng)對象。通過這種方式，教學(xué)工作就具有延續(xù)性，讓良好的學(xué)風(fēng)一屆一屆地循環(huán)下去。圖5所示為科研興趣小組的成員結(jié)構(gòu)。

圖5　科研興趣小組的成員結(jié)構(gòu)

（3）團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)機(jī)制

項(xiàng)目的任務(wù)分配是以團(tuán)隊(duì)為單位的，每個(gè)團(tuán)隊(duì)的成員負(fù)責(zé)不同的項(xiàng)目內(nèi)容，并定期進(jìn)行討論與交流。團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)具有兩個(gè)特征：團(tuán)隊(duì)目標(biāo)一致與知識共享。通過這種機(jī)制，能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（4）建立有效監(jiān)督機(jī)制

老師定期舉行項(xiàng)目交流報(bào)告會。每個(gè)團(tuán)隊(duì)定期匯報(bào)項(xiàng)目的進(jìn)展以及自己的學(xué)習(xí)體會，通過這種機(jī)制可以對學(xué)生進(jìn)行有效的監(jiān)督。

3.出點(diǎn)子

所謂出點(diǎn)子，是指給學(xué)生選擇合理的科研題目。目前，學(xué)生實(shí)踐課題存在以下幾個(gè)問題：簡單化、形式化、單一化、程式化，如圖6所示。

圖6　學(xué)生實(shí)踐課題中存在的問題

第一，學(xué)生課題的簡單化。表現(xiàn)在，一些課題只是涉及單片機(jī)的基本功能，無法鍛煉學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。第二，學(xué)生課題的形式化。有些課題脫離實(shí)際，比如，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，學(xué)生的作品可以正常運(yùn)行，但是，在實(shí)際環(huán)境中，學(xué)生的作品漏洞百出，這就是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)題目時(shí)，沒有考慮實(shí)際環(huán)境的影響。第三，學(xué)生課題的單一化。有些同學(xué)大二參加競賽時(shí)用單片機(jī)，等到大三、大四，該學(xué)生還用單片機(jī)參加競賽。其實(shí)，有些同學(xué)的單片機(jī)已經(jīng)掌握的很好了，其提升空間已經(jīng)很小了，這時(shí)候我們應(yīng)該讓學(xué)生接觸更高級的芯片，如DSP、FPGA等。第四，學(xué)生課題的程式化。對一些常用的電子應(yīng)用模塊，學(xué)生運(yùn)用得很好，但是，對于實(shí)際的課題，學(xué)生可能束手無策。這是因?yàn)橛行┱n題有現(xiàn)成程序，學(xué)生照貓畫虎就可以了。因此，我們要給學(xué)生一些沒有現(xiàn)成答案的題目讓他們自己去探索，從而激發(fā)他們的潛力與創(chuàng)造力。老師應(yīng)選取一些貼近實(shí)際、難度適宜、切實(shí)可行的課題讓學(xué)生去做。以天津理工大學(xué)測控系2014級科研興趣小組為例，其項(xiàng)目實(shí)踐的題目為：汽車噴油嘴測試系統(tǒng)、溫室大棚智能控制系統(tǒng)、導(dǎo)電橡膠力學(xué)特性測試系統(tǒng)等，這些課題都是實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際項(xiàng)目。比如汽車噴油嘴測試系統(tǒng)，該課題是從實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際課題中提煉出來的，該測試系統(tǒng)涉及位移測量、壓力測量、電阻測量等，非常適合測控專業(yè)的培養(yǎng)要求。

4.引路子

所謂“引路子”是指按照“因材施教、循序漸進(jìn)”的思路培養(yǎng)學(xué)生。從技能培養(yǎng)的角度出發(fā)，學(xué)生從初學(xué)者到熟練者大致分為四個(gè)階段，如圖7所示。首先是基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段，我們實(shí)驗(yàn)室會提供教材、視頻教程、開發(fā)板、交流的論壇與QQ群，讓學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生有一定的基礎(chǔ)之后，進(jìn)入項(xiàng)目熟悉階段，通過查詢資料、購買器件、撰寫報(bào)告等，使學(xué)生了解項(xiàng)目的具體內(nèi)容和技術(shù)指標(biāo)。然后，學(xué)生進(jìn)行“輔助工作”的階段，讓學(xué)生進(jìn)行程序測試、實(shí)驗(yàn)測試等工作，這個(gè)階段，主要鍛煉學(xué)生的專業(yè)技能。最后，是“獨(dú)立工作”階段，讓學(xué)生獨(dú)擋一面，進(jìn)行創(chuàng)造性的工作，比如方案設(shè)計(jì)、程序開發(fā)、團(tuán)隊(duì)管理等工作。

圖7　學(xué)生科研實(shí)踐能力的培養(yǎng)流程

三、以項(xiàng)目實(shí)踐為載體，進(jìn)行校企融合

所謂校企融合，就是在學(xué)生的培養(yǎng)過程中，需要行業(yè)企業(yè)的參與和支持。高等院校開展校企融合，首先需要重需求，了解課堂講授內(nèi)容與實(shí)踐的差距，然后以項(xiàng)目實(shí)踐為載體，對學(xué)生進(jìn)行校企聯(lián)合培養(yǎng)。

1.重需求

進(jìn)行校企融合，首先需要了解企業(yè)的技術(shù)需求與人才標(biāo)準(zhǔn)。還是以單片機(jī)為例子，在教授課程的過程中，學(xué)生主要學(xué)習(xí)的是51單片機(jī)，這是因?yàn)?1單片機(jī)原理簡單，具有典型性，非常適合初學(xué)者。但是，企業(yè)很少用51單片機(jī)，這是因?yàn)?1單片機(jī)的體積大、存儲空間小，因此，我們通過科研實(shí)踐彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，讓學(xué)生多接觸一些比較流行的單片機(jī)，從而提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。

2.重培養(yǎng)

校企融合的途徑之一是以項(xiàng)目為載體，與合作單位進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目，聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生。如圖8所示，學(xué)校與企業(yè)合作進(jìn)行項(xiàng)目研究，學(xué)校利用實(shí)驗(yàn)室資源及知識儲備上的優(yōu)勢，對企業(yè)提供技術(shù)支持；企業(yè)則利用產(chǎn)業(yè)平臺，可以為學(xué)生提供實(shí)踐、實(shí)習(xí)機(jī)會，或直接有針對性地為企業(yè)培養(yǎng)后續(xù)的技術(shù)人才。這樣，一方面可以利用企業(yè)資源給在校學(xué)生提供實(shí)訓(xùn)鍛煉的機(jī)會，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的校企聯(lián)合培養(yǎng)；另一方面，學(xué)校為企業(yè)輸送技術(shù)支持和人才支持，解決企業(yè)招工、學(xué)生就業(yè)等問題，實(shí)現(xiàn)“雙贏”狀態(tài)。

圖8　以項(xiàng)目為載體的校企聯(lián)合培養(yǎng)模式

天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院與天津?yàn)I海茶淀葡萄科技發(fā)展有限公司聯(lián)合申請?zhí)旖蚴小稗r(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”專項(xiàng)項(xiàng)目，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植與管理，通過傳感檢測技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等對該公司的農(nóng)業(yè)設(shè)施進(jìn)行升級改造，并以該項(xiàng)目為依托，對學(xué)生進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)。首先，企業(yè)提供科研場地與設(shè)備，比如溫室大棚及相關(guān)的電氣設(shè)備。其次，企業(yè)提供現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植流程與技術(shù)要求，比如農(nóng)作物的最佳生長環(huán)境。最后，企業(yè)提供專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)。在學(xué)校方面，以該項(xiàng)目為依托，購置相應(yīng)的教學(xué)與科研設(shè)備，設(shè)置相關(guān)的實(shí)踐項(xiàng)目、競賽項(xiàng)目，并組織教師對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。這樣，通過校企聯(lián)合申請項(xiàng)目，同時(shí)調(diào)動(dòng)企業(yè)、教師、學(xué)生的積極性，促進(jìn)校企的深度融合。

另一種方式是實(shí)習(xí)基地，同樣以實(shí)際項(xiàng)目為載體，到合作單位進(jìn)行實(shí)習(xí)參觀，這種培養(yǎng)方式適合本科生的教育。比如，自動(dòng)化學(xué)院測控專業(yè)2011級的學(xué)生到合作單位湖北省十堰市東風(fēng)汽車變速箱有限公司進(jìn)行實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)期間，按照測控專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，針對變速箱的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，學(xué)生分別參觀了機(jī)械加工車間、熱處理加工車間、箱體裝配車間、精測車間和總車裝配車間。該實(shí)習(xí)采用現(xiàn)場參觀、講解和講座相結(jié)合的方式，相互間穿插進(jìn)行，學(xué)生們不僅對汽車制造工藝及零件檢測過程有了感性的認(rèn)識，而且對以后從事的職業(yè)有了更加清晰的認(rèn)識，這將對學(xué)生的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生較大作用。

四、結(jié)束語

為了提高工科學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，本文提出了基于項(xiàng)目實(shí)踐的學(xué)生培養(yǎng)模式。該模式是以企業(yè)需求為導(dǎo)向，以科研項(xiàng)目為載體、以學(xué)生為主體、以老師為主導(dǎo)，重點(diǎn)發(fā)展“科教融合，校企融合，協(xié)同育人”的道路。主要研究了實(shí)踐題目的制定標(biāo)準(zhǔn)、交流平臺的搭建方法、培養(yǎng)機(jī)制的建立方法等。結(jié)合天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院的本科培養(yǎng)工作，研究了如何通過項(xiàng)目實(shí)踐的形式，進(jìn)行校企融合，從而利用企業(yè)的各種資源培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。通過該培養(yǎng)模式，可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐與創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高學(xué)生的就業(yè)能力。

［1］鐘秉林.世紀(jì)之交的中國高等教育—大學(xué)本科教學(xué)改革［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［2］王偉廉，蔡映輝.關(guān)于高等教學(xué)改革的幾個(gè)問題［J］.大學(xué)教育科學(xué)，2005（6）.

［3］張偉江.教育教學(xué)改革與學(xué)科建設(shè)［M］.上海：上海交通大學(xué)出版，1999.

［4］袁玎，張優(yōu)智.創(chuàng)新型本科生實(shí)施個(gè)性化教育的理論與探索［J］.石油教育，2007（3）：68-70.

［5］湯淼.軟件工程專業(yè)“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（4）：267-268.

（責(zé)任編輯：姚歆燁）

A Project Based Training Model for Engineering Students

ZHAO Yan，HAN Fangfang，ZHU Junchao，ZHANG Baofeng
（Tianjin University of Technology，Tianjin 300384，China）

Engineeringandpolytechnicuniversitiesarepayinggrowingattentiontostudents'practice，innovation and team cooperation abilities.In order to reform the teaching of engineering specialty，a new trainingmodelforengineeringstudentsbasedonprojectscameintobeing.Thispaperdiscussedthe integration of research and teaching based on projects from four aspects：constructing a platform，establishing a mechanism，proposing ideas and working out guide lines.The paper also discussed how to realize college and enterprise integration based on projects through building development centers and practice bases.The training model proposed in this paper can improve the competitiveness of engineering students in employment，and cultivate talents with better comprehensive qualities and higher practice and innovation abilities.

project practice；innovation ability；practice ability；integration of research and teaching

G642.0

趙巖（1984—），男，講師，研究方向：信號測試?yán)碚摗?/p>

韓芳芳（1978—），女，講師，研究方向：機(jī)器視覺測試技術(shù)。

天津理工大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（YB12-61）。