新工科研究生實踐教學體系研究

時間:2022-09-26 09:54:27

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新工科研究生實踐教學體系研究

[摘要]在新工科視域下,對地方高校電子與通信工程領域的專業學位研究生的培養提出新的要求。課題組通過分析目前地方高校對電子與通信工程領域的專業學位研究生的培養現狀,通過重構“基礎-實踐-創新-社會”能力培養體系,打造“平臺-模塊-專業實踐”實驗實踐平臺,搭建開放性、多元性實踐活動載體,探索適合地方院校電子與通信工程領域專業學位研究生培養的“學習-實踐-研究-創新創業”四位一體的實踐教學體系,并在成都信息工程大學實施,取得了初步成效。

[關鍵詞]新工科;創新創業;實踐教學體系;專業學位研究

2018年,國務院學位委員會學位辦〔2018〕14號文件《關于轉發〈關于制訂工程類碩士專業學位研究生培養方案的指導意見及說明的通知〉》。該文件指出:為更好適應國家經濟和社會發展對高層次應用型人才的新需求,全面貫徹黨的教育方針,落實立德樹人根本任務,進一步突出“思想政治正確、社會責任合格、理論方法扎實、技術應用過硬”的工程類專業學位研究生培養特色[1]。因此,應以實際應用為引領,職業需求為目的,綜合素質和知識運用能力的提升為抓手,將工程教育理念貫穿于電子與通信工程領域專業學位研究生培養環節中,改革和優化其實踐教學體系,不僅能提升和強化專業學位研究生實踐能力和社會能力,而且可滿足新經濟形勢下,特別是在“中國制造2025”以及“一帶一路”的戰略背景下,急需一大批專門服務于產業升級需求的,具有扎實的理論基礎、突出的實踐能力、較強的科研能力以及創新創業能力的高層次應用型卓越人才的要求,這對于服務國家和地方經濟建設具有重要的意義。

一、地方高校電子與通信工程領域專業學位研究生培養現狀

電子與通信工程領域專業學位研究生是為了滿足電子與通信工程領域對具有較突出的專業及實踐能力的人才而建立的學位類型[2]。與學術型研究生相比,專業型研究生更強調其工程性、實踐性和應用性。因此,電子與通信工程領域專業型研究生的實踐能力達成度成為衡量專業型研究生培養質量優劣的關鍵指標之一。目前,我國高校典型的專業學位培養模式主要有3種[3]:(1)多元式合作模式。該模式旨在充分發揮高校、企業、政府各自的優勢和資源,實現理論和實踐的有機融合。(2)階段式培養模式。該模式以夯實理論為前提條件,將培養年限劃分為兩個階段,分別在高校和實踐單位完成。(3)螺旋式提升培養模式。該模式將理論和實踐結合起來,實現由初級到高級的螺旋式培養。這三種模式雖然都強調了實踐的重要性和必要性,但是,在專業型研究生培養上仍然存在一些困境。(一)培養模式與學術型研究生雷同。學術型研究生的培養由來已久,而專業型研究生的培養起步較晚,但發展快速,逐漸形成與學術型研究生平分秋色的局面[4]。盡管教育部等相關部門明確專業型研究生的培養目標不同于學術型研究生,也就此頒布了相關指導性文件。這些文件對工程類專業型研究生培養要求做出了詳細而具體的規定。但是,由于學術型研究生的培養模式的成熟以及師資力量的限制,高校的專業型研究生培養模式往往照搬學術型研究生的培養方案和課程體系,從而導致專業型研究生在培養過程中與學術型研究生趨同,進而造成培養的區分度不明顯,影響了培養目標的達成。(二)專業實踐環節在執行和落實上不到位。專業型研究生的培養主要聚焦于工程性、實踐性和應用性,以滿足經濟社會發展和行業/產業創新發展的需求。然而,在專業型研究生培養過程中,專業實踐環節相對弱化。實踐制度的不完善,評價標準的缺失,企業導師的缺位,科研項目、競賽培訓、實踐基地、師資力量等碎片化特點明顯,使得實踐教育形式化突出,專業型研究生通常在這個環節處于游離狀態,進而導致專業型研究生的應用知識能力和實踐能力培養不到位,難以滿足其未來職業的發展需要,特別是在國家倡導產學研的今天,這個現象尤為突出。(三)專業教育和創新創業教育耦合度不高。專業型研究生在接受創新創業教育過程中,出于多種考慮,如評定獎學金、獲取既定的學分等因素的影響,往往被動地參加創新創業競賽,而不是真正將所學的知識運用于解決實際問題的能力的提升為目的,沒有好好打造自己的硬實力,故而使得創新創業教育形同虛設,專業教育與創新創業教育不能完全融合,處于各自搭臺唱戲的狀態。因此,重新打造適合電子與通信工程領域專業學位研究生的實踐教學體系,對提升研究生的實踐能力以及應用能力,促進其未來職業潛在發展具有重要的作用。

二、新工科視域下的四位一體實踐教學體系

2016年,為滿足國家戰略發展的需要,落實立德樹人的根本要求以及適應國際競爭形勢新變化,新工科應運而生。新工科的提出成為我國工程教育的方向引領,對人才的培養從注重專業知識、能力、素質轉變為注重培養創新創業思維、工程領導力以及家國情懷[5]。因此,依據這種變化,我們探索和實踐了適合地方院校的電子與通信工程領域專業學位研究生“學習-實踐-研究-創新創業”四位一體的實踐教學體系,一方面為提高專業型研究生的工程實踐能力提供堅實的支持,另一方面也為打造模塊化、協同化、多層次、多維度的工程教育平臺以及創新創業平臺提供有力的支撐。(一)重構重構“基礎-實踐-創新-社會社會”能力培養體系。根據國務院學位委員會學位辦〔2018〕14號文件的指示精神,為了落實專業與創業相互滲透、融合的人才培養理念,我校面向社會多元化需求和學生個性化培養要求,結合成都信息工程大學的辦學優勢和特色,進一步明晰了電子與通信工程領域專業型研究生培養定位,突出培養特色,重構能力培養體系。成都信息工程大學在設置電子與通信工程領域專業型研究生培養方案過程中,始終堅持學校“氣電結合”(氣象與電子信息技術相結合)的辦學特色,同時,為適應新時代地方經濟建設需要,圍繞氣象裝備研發和保障、機器人、微電子、通信等對工程技術人才的需求重構了能力培養體系。該體系遵循電子與通信工程領域的研究方向的內在邏輯和相關特性,從培養卓越工程師的角度設置了“公共學位課、基礎理論課、專業技術課、專家講座和工程實踐”5個類型的課程體系。在公共學位課體系除開設英語和政治理論課程之外,還增設了工程倫理課程。該課程旨在訓練學生在面臨復雜的工程問題時,能根據工程倫理的相關理論和原則做出合理的、符合倫理道德的判斷,堅守自己的職業道德和素養,使自己的職業生涯最大化。基礎理論課體系旨在進一步夯實和強化學生從事電子與通信工程領域所必需的數理知識和專業基礎知識,如隨機過程及應用、矩陣理論、數值分析、信號檢測與估計、數字信號處理等課程,進而構建電子與通信工程領域所必要的知識結構體系。專業技術課體系則是依據專業型研究生的不同興趣需求和研究方向而開設的個性化課程,如機器人學、氣象探測技術、綜合設計(硬件)、綜合設計(軟件)等20余門課程。研究生根據自己的研究方向和興趣選擇相關課程,進一步加深相關知識的理解和應用。這些課程在講授時均要求設置該領域前沿的企業產品設計開發、管理模式以及相應的商業模式等內容,將創新創業的思想融入課程中,其教學方式也采用課堂教學和綜合實踐訓練相結合的方式。在專家講座體系中,每年定期邀請行業專家舉辦學科前沿或者工程項目講座,研究生可了解當前社會具體的技術需求和發展,以拓寬視野。工程實踐體系是提升專業型研究生實踐能力、研究能力以及創新創業能力的關鍵環節。在這個環節中,共設置了6個學分,專業型研究生或參與企業的實際項目,或參與指導教師的工程項目應不少于1年的實踐時間。在這個環節中也會進一步融合市場營銷、財務預算管理、機會識別等進行商務能力的培養。根據重構的能力培養體系,課題組進一步優化了課程學習,強化了理論知識、專業實踐、科研訓練等與雙創教育的交叉與滲透,突出了在實踐中促進知識的增長,在創新創業中增強研究實踐能力,在研究實踐中提升創新創業水準。(二)打造打造“平臺-模塊-專業實踐專業實踐”實驗實踐平臺。實踐教學是提升研究生實踐科研能力的重要環節。根據培養目標,針對本領域氣象行業和電子信息行業的特殊性,以“教研融合、資源集成、聯合培養、探索創新”為指導思想,打造“平臺-模塊-專業實踐”實驗實踐平臺。在“平臺”層,完成主要基礎理論課體系中增設的相關課程實驗,如數值計算、最優化方法等實驗課程。通過實驗,強化專業型研究生對理論知識的理解和掌握,為后面的專業技術課程和專業實踐提供必要的理論知識支撐。在“模塊”層,根據不同的研究方向,構建不同的模塊實踐平臺,如嵌入式技術模塊、通信技術模塊、機器人模塊、氣象探測模塊等。這些模塊都包含相應的課程實驗,如嵌入式技術模塊包含DSP技術及應用、高級嵌入式系統、FPGA技術及應用等課程實驗。在氣象探測模塊中,利用學科優勢資源,搭建模擬、仿真、虛擬等實踐教學環境,如雷達故障模擬實驗系統、自動站運行保障模擬實驗系統、氣象觀測數據處理系統等自主開發的虛擬教學軟件。這套軟件也應用于中國氣象局氣象雷達機務保障人員在職培訓。所有模塊的實踐教學均采取任務驅動式教學方式,通過該方式使專業型研究生進一步掌握和領悟完成項目所涉及的知識點和關聯點。在“專業實踐”平臺中,構建企事業單位的實踐基地和校內的實踐基地。這些基地吸納研究生進駐,完成專業實踐乃至學位論文研究工作,學以致用,真正利用所學的專業知識和技能解決實踐中所遇到的各種各類具體工程問題,確保研究生在專業實踐中學有所成。例如,我校與中國氣象局氣象探測中心、中國華云氣象科技集團公司、四川通信科研規劃設計有限公司等企事業單位長期合作,為專業型研究生提供了穩定的校外實習實踐基地。在校內,依托國家級和省級實驗教學示范中心、國家級工程實踐教育中心,整合與優化了資源,建成了一系列教學科研和工程研究相結合的研究生校內實踐基地。而專業實踐基地的建設,也初顯成效。例如,2016年畢業的一名電子與通信工程領域專業型研究生的專業實踐在四川通信科研規劃設計有限公司實踐基地完成。該學生在實習期間參與該公司一款通信設備的研發工作,申請了3項實用新型專利。該研究生畢業后就職于成都佳明航電科技有限公司,利用專業所學和在實踐中積累的技能和經驗,幫助公司解決了嵌入式Linux平臺下導航設備底層驅動的核心問題,為公司導航產品的上市奠定了基礎。因此,通過打造“平臺-模塊-專業實踐”實驗實踐平臺,不僅突出了學科方向與產業的協同、優質資源的聚合共享,而且進一步減少了綜合性、創新性實驗項目,科研培訓,相關競賽訓練等在實踐空間以及導師等資源上的零敲碎打的狀態,進而改變了“放羊式”踐行專業實踐的狀況。(三)搭建開放性搭建開放性、多元性實踐活動載體。在打造“平臺-模塊-專業實踐”實驗實踐平臺的基礎上,充分發揮學校、政府以及企事業單位的優勢,進一步搭建開放性、多元性實踐活動載體,這對于豐富專業型研究生的實踐環節,提升專業型研究生的實踐能力和科學素養具有重要的作用。一方面,學校搭建“競賽”這一實踐活動主體[6]。競賽是培養專業型研究生分析問題以及解決問題能力、文獻查閱能力、文書撰寫能力、深化團隊合作和創新創業理念的有效途徑。近年來,成都信息工程大學鼓勵研究生參加各級各類的競賽,例如,研究生電子設計競賽、研究生數學建模競賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽等。我校還相繼出臺了各種支持研究生參加競賽的相關制度與規定,如在評定研究生學業獎學金和國家獎學金中提高對科技競賽成果的認定占比。同時,學校為研究生參賽成果的制作提供一定的資金保障以及技術支持。近3年來,學校一共組織了36支隊伍共108名研究生參加研究生電子設計競賽,其中“人影高炮作業信息自動采集系統設計”在現場作品展示和專家答辯環節以小組第一的成績順利進入全國十強。另一方面,學校和成都雙流區政府共建成創空間。該空間集技術研發、成果轉化以及初創企業孵化為一體,建有工作室、路演室、洽談室等硬件設施,引導研究生在該空間進行注冊。同時,成創空間還聘請專職創新創業導師團隊對入駐的研究生或團隊就產品研發、成果轉化、商業模式等方面進行創新創業輔導。學校與四川長虹電子控股集團有限公司合作成立長虹創新創業俱樂部,建立長虹雙創基金。對于優秀的個人或團隊該基金為其提供8000元的基金支持。通過搭建開放性、多元性實踐活動載體,將用人單位轉變為聯合培養單位,不僅解決了學校資源不足的問題,而且也解決了用人單位技術人員短缺的問題,達到了合作雙贏,推動了產學結合、協同育人,提高了專業型研究生的培養質量。

三、結束語

在新工科的視域下,電子與通信工程領域專業學位研究生的培養更加強調專業基礎、工程能力和職業發展潛力,通過探索和實踐適合地方院校的“學習-實踐-研究-創新創業”四位一體的實踐教學體系,打造多元化、個性化的實踐平臺,全社會協同育人,以促進專業型研究生綜合素質的提升、社會責任感的認同、創新創業精神的深化。

作者:沈艷 章潔 單位:成都信息工程大學控制工程學院