探索新工科背景下測控技術與儀器專業(yè)的復合型人才培養(yǎng)之路

付 蕓 閆鈺鋒 田 明 王世峰 韓春曉

（長春理工大學光電工程學院，吉林 長春 130022）

隨著科技的飛速發(fā)展，社會的發(fā)展越來越依賴于復合型人才的培養(yǎng)，為適應現(xiàn)代化科技與經(jīng)濟綜合化發(fā)展的趨勢，用綜合性的思維方法、知識結構、能力體系來解決跨學科的重大問題已成為大勢所趨［1］。在新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命蓬勃發(fā)展的形勢下，我國傳統(tǒng)的高等教育在很大程度上已經(jīng)不能適應新時代的發(fā)展需求，迫切需要建設和發(fā)展一批新興工科和改造升級一批傳統(tǒng)工科［2］。

在人工智能、大數(shù)據(jù)、 “互聯(lián)網(wǎng)+”等新工科迅速發(fā)展的背景下，測控技術與儀器專業(yè)面臨著新的挑戰(zhàn)與機遇。長春理工大學光電工程學院“測控技術與儀器”專業(yè)，于2018年開始參與教育部首批新工科研究與實踐項目，開展了新工科建設背景下儀器類專業(yè)轉型升級的探索與實踐。

1 國內(nèi)高校教育模式的演變與發(fā)展

建國初期，我國賦予高等教育的職能主要是培養(yǎng)高級單一型專門人才，是實施高層次的專業(yè)化教育。根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展中各行各業(yè)對專門人才需求的預測決定各專業(yè)類別的招生數(shù)量，學校按照各專業(yè)方向對學生進行專業(yè)化教育，畢業(yè)生按專業(yè)方向“對口就業(yè)”就成為高教運作的基本模式。教學模式為“灌輸”式教育，注重“聽、看”的訓練，而忽略“做”的環(huán)節(jié)。

半個多世紀以來，單一型專門人才的培養(yǎng)模式曾經(jīng)對促進社會經(jīng)濟的發(fā)展做出過貢獻。但是，隨著社會的進步，它的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來。因此，國務院關于《中國教育改革和發(fā)展綱要》中指出，高等教育要“努力培養(yǎng)高層次復合型人才”［3］。

科學技術的迅猛發(fā)展使多學科交叉融合、綜合化的趨勢日益增強，當今的科學技術成果無一不是多學科交叉、融合的結晶。建設和發(fā)展一批新興工科和改造升級一批傳統(tǒng)工科的任務十分迫切。如何培養(yǎng)出高質(zhì)量的復合型人才以滿足新形勢的社會發(fā)展要求，成為擺在高等教育管理者面前十分突出的問題。

2 探索實現(xiàn)教育模式多元化的途徑

社會的進步離不開所有學科專業(yè)的共同發(fā)展以及各個學科專業(yè)之間的相互支撐。社會的發(fā)展需要復合型人才，這就要求教育必須是多元化的。較早研究高等教育多樣化的代表之一，克拉克·科爾（Clark Kerr）指出， “與單一化高等教育系統(tǒng)不同，多元化大學有若干個目標、若干種顧客服務，這個系統(tǒng)的基本特征是：不忠誠于任何一種信念，不只專注于任何單一的職能，各個部分處于最好是結合、其次是共存，或至少是接近的狀態(tài)”［4］。

在新工科背景下，長春理工大學光電學院測控技術與儀器專業(yè)的教學工作中，就如何培養(yǎng)復合型人才做了積極探索。

2.1 根據(jù)課程結構，結合課程特點，采用多樣化的教學方式。

測控技術與儀器專業(yè)是精密機械、電子、電路、光學、自動控制、計算機與信息技術等多學科互相滲透而形成的一門高新技術密集型綜合學科，是我國儀器儀表行業(yè)唯一的本科專業(yè)。它的專業(yè)面很廣，包括：儀器儀表設計制造、工業(yè)自動化控制、火箭導彈衛(wèi)星的發(fā)射及監(jiān)控、深海探測器、航空航天器等。學院根據(jù)培養(yǎng)方案完成了儀器類專業(yè)課程體系的梳理，考慮社會的需求，結合學生個體發(fā)展的需要，兼顧學科的發(fā)展規(guī)劃，重新規(guī)劃儀器類專業(yè)課程體系。由應用光學、儀器零件設計、儀器制造技術、誤差理論與數(shù)據(jù)處理、儀器精度分析等課程組成專業(yè)課程群，旨在使學生掌握精密機械設計，以及光機設計的綜合能力。重點以儀器制造技術、儀器零件設計等兩門課程為例，進行了工程能力培養(yǎng)方法的探索與實踐。

針對各門課程開展了多媒體教學、討論式教學、實驗教學、項目教學法等多種教學方式，并將線上授課與線下授課，在線實驗與傳統(tǒng)實驗教學相結合開展多元化教學方式。

多樣化的教學方式改變了傳統(tǒng)教學方式的枯燥性，增加了學生對于課程的興趣，擴展了學生知識獲取途徑，也能夠以多種方式靈活應對各種突發(fā)狀況，例如，在2020年的“新冠疫情”期間，網(wǎng)絡教學就保證了教學活動的順利開展。

2.2 增加實驗室教學比重，培養(yǎng)學生實踐動手能力。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》強調(diào)：注重學思結合，知行合一，堅持教育教學與生產(chǎn)勞動、社會實踐相結合；加強實驗室、校內(nèi)外實習基地、課程教材等基礎建設［5］。學院根據(jù)實際情況，適當增加了實驗課程的比重，指導學生參加實驗。在課程群的基礎上建設了“多階實驗平臺”，構建了儀器開發(fā)過程中由零件到部件，由光學結構和精密機械結構到光機系統(tǒng)總體的多階實驗系統(tǒng)，建立了逐級培養(yǎng)工程能力的實踐課程體系。2020年度更新了儀器類課程的實驗設備，改善了實驗教學環(huán)境。解決了教學過程中實驗項目無順序、無層次的教學問題。

2.3 引入項目教學法，培養(yǎng)學生自主學習能力。

在測控技術與儀器專業(yè)基礎課程的教學過程中，教學目的不是將現(xiàn)成知識技能傳遞給學生，而是在教師的指導下，學生自己去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。學生自行分成項目組，經(jīng)過充分的討論、研究和查閱資料后自己設計解決問題的方案；方案由老師審核并啟發(fā)學生修改后，由學生按照既定的方案進行實驗。學習的重點在于學習過程而非學習結果，在這個過程中鍛煉了學生的查閱資料、給出方案、設計計算、繪圖加工、動手實驗的綜合能力。教師已經(jīng)不是教學中的主體地位，而是成為學生學習過程中的引導者、指導者和監(jiān)督者。將學習的決定權從教師轉移給學生，培養(yǎng)了學生自主學習的能力，并能將學到的倫理知識應用于實踐當中。

2.4 成績考核方法的多元化

考試目的是考查學生的綜合能力，而單一的閉卷考試形式是不能夠完成的。

（1）考試形式多樣化。考試形式多樣化，除了書面考試之外，還有論文、答辯、設計制作，等等；試卷內(nèi)容分為基礎題、思考題、設計題等；考查形式有口頭、書面等；考試方式有開卷考試、半開卷考試、閉卷考試等；考試地點也不局限于教室。除此之外，還有民主評議的考核方式。

總之，考試形式五花八門，評分標準也不是單一的，教師不單純看學生的答案，而是考查學生理解問題的深度，推理過程的縝密，解題方法的新意。即使答案有錯誤，只要學生的推理過程嚴密、證據(jù)鏈完整、解析過程有層次、涉及的知識點足夠全面，也是優(yōu)秀。

（2）理論考核與實踐考核相結合。實踐的觀點是辯證唯物主義認識論的首要的基本觀點。理論考核與實踐考核相結合能夠從教與學兩個方面促進教學過程，是提高學生理論知識和實踐能力的前提。實踐的考核辦法可以依據(jù)學生的準備工作、參與度、總結報告等方面制定詳細的量化考核指標［6］，再根據(jù)課程性質(zhì)分配理論考核和實踐考核的系數(shù)，兩者加權求和作為總成績。

（3）考試成績與“大賽”成績相結合。將學生參加“創(chuàng)新”大賽的成績，以各種方式加入到學生畢業(yè)成績之中，鼓勵學生創(chuàng)新。

3 結束語

社會的進步與發(fā)展需要多樣化的人才。一方面，社會分工逐步細化，單一型專門人才的優(yōu)勢會更加突出；另一方面，行業(yè)間的聯(lián)系日益緊密，需要更多的復合型通用人才。培養(yǎng)復合型人才的前提條件是多元化的教育方式，在新工科的背景下實現(xiàn)多元化教育方式的途徑包括：采取多元化的教學方法將因材施教和因需施教相結合，并且按照學生的個性發(fā)展需求提供不同的發(fā)展方向，實現(xiàn)復合型人才的培養(yǎng)目標。教育的多元化體現(xiàn)在教學方法的多元化、教學內(nèi)容的多元化、教育手段的多元化以及成績考核的多元化，它是對傳統(tǒng)教育方式的改革。通過高校的教育體制改革探索一條實現(xiàn)教育模式多元化的道路，培養(yǎng)出優(yōu)秀的多樣化人才，為世界文明做出卓越的貢獻是我們教育工作者的共同心愿，也是我們對中國高等教育的共同期盼。