立足新工科的創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式

汪毅 丁振揚(yáng) 張學(xué)遷 田慶國 尤勐 陳曉冬 蔡懷宇

[摘 要] 面對當(dāng)前迅猛的科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，一流的本科實(shí)踐教學(xué)是保證新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)。天津大學(xué)光電專業(yè)的本科實(shí)踐教學(xué)以產(chǎn)業(yè)需求和科技發(fā)展為導(dǎo)向，以培養(yǎng)創(chuàng)新型卓越工程科技人才為目標(biāo)，開展了分階段、多層次的實(shí)踐教學(xué)探索性改革。充分發(fā)揮工科專業(yè)特色優(yōu)勢，采用指導(dǎo)式實(shí)踐、獨(dú)立工程項(xiàng)目、校企聯(lián)合實(shí)訓(xùn)等形式，增大學(xué)生在實(shí)踐中的參與度和完成度，提升其實(shí)踐創(chuàng)新能力。文章闡述了天津大學(xué)光電專業(yè)本科實(shí)踐教學(xué)的建設(shè)思路、實(shí)踐內(nèi)容以及實(shí)踐成果，并分享了實(shí)踐教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞] 本科實(shí)踐教學(xué);新工科建設(shè);校企聯(lián)合;多層次

[基金項(xiàng)目] 教育部光電信息科學(xué)與工程教指分委2019年教育教學(xué)研究項(xiàng)目“以產(chǎn)業(yè)需求和技術(shù)發(fā)展為導(dǎo)向的光電專業(yè)創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式研究”（gdxgk01）

[作者簡介] 汪 毅（1981—），女，博士，天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院講師，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楣怆姵上窦夹g(shù)和圖像處理。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? ? [文章編號] 1674-9324（2020）39-0272-02 ? ?[收稿日期] 2019-12-25

一、背景

隨著人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，世界范圍均面臨著科技和產(chǎn)業(yè)的加速變革。習(xí)近平總書記指出“我們對高等教育的需要比以往任何時(shí)候都更加迫切，對科學(xué)知識和卓越人才的渴求比以往任何時(shí)候都更加強(qiáng)烈”[1]。為推動新工科建設(shè)，2017年2月，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開“高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會”，與會高校就新工科的內(nèi)涵、建設(shè)與發(fā)展的達(dá)成了一系列共識[1]，其中“新工科建設(shè)需要加強(qiáng)研究和實(shí)踐”對實(shí)踐教學(xué)提出了要求。2017年4月，“新工科建設(shè)研討會”在天津大學(xué)召開，與會高校一致認(rèn)為新工科環(huán)境下的教育教學(xué)應(yīng)“實(shí)現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向”，培養(yǎng)“創(chuàng)新型卓越工程科技人才”[2]，強(qiáng)調(diào)了工程人才培養(yǎng)中創(chuàng)新性及滿足產(chǎn)業(yè)需求的要求。2017年6月，教育部啟動新工科建設(shè)。審議通過《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》[3]，提出“開展深化產(chǎn)教融合、校企合作的體制機(jī)制和人才培養(yǎng)模式改革研究和實(shí)踐”[3]。再次強(qiáng)化了對教學(xué)—產(chǎn)業(yè)結(jié)合的要求。

綜上所述，相對于傳統(tǒng)以課程為中心的實(shí)踐教學(xué)，立足新工科的實(shí)踐教學(xué)具有強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)，以及關(guān)注產(chǎn)業(yè)需求的特征。在前期校企聯(lián)合實(shí)踐基地建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，天津大學(xué)光電工程專業(yè)從2017年起開始實(shí)施傳新型實(shí)踐教學(xué)改革，以產(chǎn)業(yè)需求和科技發(fā)展為導(dǎo)向，以培養(yǎng)創(chuàng)新型卓越工程科技人才為目標(biāo)，建立分階段、多層次的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式。

二、創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)模式建設(shè)方案及組織實(shí)施

原有實(shí)踐教學(xué)以課程為中心，采用“一課一題”“專業(yè)內(nèi)訓(xùn)練”的方式，教學(xué)形式單一、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容零散、校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)與工程實(shí)際脫節(jié)。針對這些問題，經(jīng)過實(shí)踐課程組教師的反復(fù)研討，確定了以學(xué)生為中心，以工程項(xiàng)目和校企聯(lián)合實(shí)踐基地為平臺，三階段逐層遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)模式。

1.第一階段：指導(dǎo)式實(shí)踐教學(xué)

從本科生大二下學(xué)期開始啟動第一階段實(shí)踐訓(xùn)練。實(shí)踐訓(xùn)練課題由教師提供，其內(nèi)容選自教師科研項(xiàng)目。學(xué)生3～5人一組，通過與課題負(fù)責(zé)教師雙向選擇的方式加入課題。在實(shí)踐訓(xùn)練過程中，學(xué)生進(jìn)入課題負(fù)責(zé)教師實(shí)驗(yàn)室，教師綜合考慮學(xué)生的特長、興趣和學(xué)習(xí)能力予以分工，保證每名學(xué)生有具體、明確、可評價(jià)的任務(wù)。學(xué)生在教師和助教的指導(dǎo)下，完成開題、資料查詢、研究任務(wù)、總結(jié)等，并觀摩實(shí)驗(yàn)室日?？蒲谢顒印＿@一階段實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的工程性思維，包括：如何從工程要求入手將工程問題分解為技術(shù)問題，如何根據(jù)技術(shù)問題查詢文獻(xiàn)，如何將已學(xué)知識用于解決工程問題等。

2.第二階段：獨(dú)立工程項(xiàng)目實(shí)踐訓(xùn)練

學(xué)生具備了基本工程性思維后，在本科大三上學(xué)期啟動第二階段獨(dú)立工程項(xiàng)目實(shí)踐訓(xùn)練。學(xué)生組成3～5人的研究小組，在已學(xué)課程的基礎(chǔ)上，申報(bào)課題。課題需與光電檢測、圖像處理、光學(xué)設(shè)計(jì)等專業(yè)技術(shù)相關(guān)，具體內(nèi)容由學(xué)生自行確定。每個(gè)課題均需進(jìn)行研究背景與國內(nèi)外進(jìn)展調(diào)研，明確研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、研究計(jì)劃及每名組員的具體任務(wù)，并接受專業(yè)組織的教師團(tuán)審核。課題所需設(shè)備及材料由光電專業(yè)實(shí)驗(yàn)室提供支持。在課題完成過程中，學(xué)生以組為單位獨(dú)立完成全部調(diào)研與研究任務(wù)。課題完成后，以組為單位提交結(jié)題報(bào)告、展示課題成果并進(jìn)行答辯;同時(shí)每名組員提交個(gè)人報(bào)告，闡述自己的任務(wù)的完成情況，以防止部分同學(xué)在實(shí)踐中“出工不出力”的現(xiàn)象。這一階段實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決工程問題的能力、工程創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.第三階段：校企聯(lián)合實(shí)訓(xùn)

天津大學(xué)光電專業(yè)與華科創(chuàng)智、歐波、賽特等多家企業(yè)合作建立了個(gè)校企聯(lián)合培養(yǎng)基地。本科生在大四階段進(jìn)入企業(yè)完成校企聯(lián)合實(shí)訓(xùn)。在實(shí)訓(xùn)前，專業(yè)組織企業(yè)負(fù)責(zé)人及工程師為學(xué)生進(jìn)行企業(yè)運(yùn)營、工程技術(shù)、制造工藝、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管等方面的講座，使學(xué)生初步了解企業(yè)的生產(chǎn)活動。在實(shí)訓(xùn)中，改變傳統(tǒng)“走馬觀花”的參觀式教學(xué)，學(xué)生在企業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下親身參與到產(chǎn)品研發(fā)制造中，體驗(yàn)以工程師的角度思考和解決問題的過程。這一階段實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)是使學(xué)生身臨其境地進(jìn)入工程師角色，從企業(yè)需求的角度思考產(chǎn)品的研制對工程師的要求。

三、創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)模式建設(shè)成效

實(shí)踐教學(xué)模式改革變“老師教我操作”為“我想辦法解決工程問題”，有效調(diào)動了學(xué)生的實(shí)踐積極性和創(chuàng)新性。自改革以來，超過150名學(xué)生參與了實(shí)踐環(huán)節(jié)，其中部分學(xué)生利用實(shí)踐成果發(fā)表了論文、申請了專利、參與競賽并獲獎。

四、總結(jié)

實(shí)踐教學(xué)是工科教學(xué)的重要組成部分。天津大學(xué)光電專業(yè)的創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)模式改革是大學(xué)在立足新工科、培養(yǎng)創(chuàng)新型卓越工程師過程中的一次嘗試，通過分階段、多層次的實(shí)踐訓(xùn)練逐步加強(qiáng)學(xué)生的工程創(chuàng)新性思維，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)從學(xué)生到工程師的飛躍打下了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[2]“新工科建設(shè)復(fù)旦共識[EB/OL].-baike.sogou.com/v...-2019-9-12

[3]新工科建設(shè)指南（“北京指南”）[EB/OL].-education.news.cn/2...-2017-6-13