• 實驗教學

          中心參照教育部電子信息與電氣類各個專業的《本科教學質量國家標準(草案)》(2014)中有關實驗實踐環節的規定,并圍繞“應用型高級技術人才”這一培養目標,結合海西經濟建設發展對人才在專業知識與技能、工程基礎素質、綜合應用能力和創新能力等方面的要求,制定實驗教學質量標準。

          1.實驗教學質量標準
          實驗中心制定的電子信息與電氣類實踐課程與學生能力培養的映射矩陣,如表1所示。為了培養學生上述的能力,保證實驗教學質量,實驗中心建立了實驗教學質量標準,從教學條件與過程、教學內容和實驗效果三個方面進行教學評價,如表2所示。


    表1 實踐環節與能力映射矩陣

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    表2 實驗教學質量標準

         2、實驗/實踐教學體系
          根據能力培養矩陣對實踐環節的需求,實驗中心建立了“橫向分層—循序漸進、縱向多徑—并駕齊驅”的實踐教學體系(如圖1)。教學體系分三個教學層次,提供六種實踐類型+兩種培訓方式。主要采用“實驗、工程訓練、科研創新創業”三種途徑(模式)培養具備良好的專業知識、專業技能、綜合設計能力、研究創新能力和工程素養的應用型高級技術人才。實驗中心設立的各個實驗/實踐室、創新實驗室、研究室等可開設或提供不同類型的實踐環節,通過這些實踐環節來支撐學生的各個層次能力的培養。

    圖1 實踐教學體系結構圖

          (1)六種實踐類型
          ①課程實驗:以理論課程的主要知識點為對象,開設配套實驗,與理論課程學習同步。主要目的是通過實驗加深對理論知識的理解,學習儀器儀表使用,培養科學實驗方法、學會正確處理實驗數據的能力。
          ②專業/技能實踐:以機、電設備為對象,以專周形式進行。主要目的是認識產品、學習加工工藝流程、掌握操作、安裝與調試技能。
          ③課程設計:以課程為對象,以專周形式進行。在課程結束后開設。主要目的是通過讓學生運用該課程的理論知識獨立設計完成相對完整、具有一定實用價值的成品,培養學生綜合運用該課程知識的能力及進行設計總結、撰寫技術報告的能力。
          ④工程實踐:以工程項目為對象,以專周形式進行。在高年級開設。在合作企業實踐基地或者校內實踐平臺,以實際工程項目或模擬項目為課題,在校外、校內導師的指導下完成項目的設計、實施和總結工作。主要目的是培養學生的綜合設計、研究創新能力,培養學生的工程素質:包括人際交往與團隊協作精神、職業道德、競爭與合作意識等。
          ⑤課外實踐:以競賽、創業、科研為對象。以集訓、零散時間進行。從低年級貫穿至高年級。利用創新實驗室、研究室、創業基地,參與學科/技能競賽及其培訓活動,參與科研課題,申報創業項目等課外活動。主要目的是培養學生的毅力、吃苦精神、研究創新能力,培育勇于創新勇于迎接挑戰的創業意識。
          ⑥畢業實踐:以畢業論文(設計)為對象。在畢業時開設。畢業設計由畢業實習、畢業設計及論文答辯等環節組成。作為本科學習象征性的結束符,具有重要意義,在校內或校外實施。主要目的是培育學生的綜合設計、研究創新能力。
          此外,實驗中心依托實驗、實踐、科研創新創業環境,還開展對外技能培訓和工程碩士培養兩種培訓方式。
          (2)三個教學層次
          為了調動學生學習的積極性和主動性,實踐教學采用由簡單到綜合、課內課外結合、循序漸進的方法分層次分階段進行,上述六種實踐類型穿梭其中。
          ①基礎實驗層:以電路、電子技術、計算機等基礎課程實驗為主,重點解決理論與實踐相結合、理解消化理論知識和學習實驗技術。通過電子、電工方面的實踐,使學生掌握基本電子和電工設備的安裝、調試、測試方法等基本技能。同時,學生可以通過接觸創新實驗室、接觸科研項目來培養興趣和引發學習熱情。
          ②綜合設計實驗層:以專業課程的課程實驗、課程設計、課外實踐、畢業實踐為主,并結合專業技能實踐、創新創業項目、科研項目,引導學生深入專業實驗室、創新實驗室、科研研究室,結合緊密聯系生產實際的工程應用課題,使學生能夠循序漸進、系統掌握選題、方案論證、方案設計、方案實現、調試以及總結報告等各個環節。
          ③研究創新實驗層:以培養學生的實踐和創新能力為目標。在校內,通過利用企業應用級的GE、西門子實踐平臺、教師科研項目、創新創業項目;在校外,通過利用國家級工程實踐教育中心、合作企業實習基地真實的工程實踐項目,引導學生參與高層次實踐訓練和高層次的研究,大部分的人才有望在畢業后較短時間內成為合格的工程師。
          (3)實驗/實踐項目設計
          為了培養學生的專業技能、綜合設計能力、研究創新能力和工程素養,實驗中心對理論課程實驗、專周實踐,以及校外企業工程實踐進行整合、歸類,以支撐上述的三個教學層次。
          ①校內主要理論課程實驗
          主要理論課程的實驗課時、與實驗層次如表3:

    表3 主要理論課程實驗課時分配

         實驗中心把理論課程實驗整合為信號與信息處理、微機與嵌入式系統、通信與網絡、電氣與控制等四大模塊,并根據各個實驗項目對能力培養所起的作用確定實驗層次,如表4所示,其中基礎性實驗、綜合設計性實驗和研究創新性實驗的比例分別為50.54%、35.48%、13.98%。


    表4理論課程實驗模塊及典型實驗項目


          ②校內專周實踐、企業工程項目實踐
          實驗中心把專周實踐按照對學生能力培養所起的作用確定實驗層次,如表5所示,其中基礎性實踐、綜合設計性實踐和研究創新性實踐分別為8.63%、61.15%、30.22% 。


    表5專周實踐與企業工程項目實踐

         其中項目課程實踐等課程主要在企業實施,以“通信工程”專業為例,學生在最后一年與合作企業進行雙向選擇,確定實驗項目,并開展半年以上的企業實踐,如表6。

    表6 企業項目課程實例

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          從實驗和實踐的層次比例上,a)在理論實驗中,側重于對知識點、基礎理論的理解和應用;b)在專周實踐和企業工程項目中則大幅提高綜合設計性實踐和小幅提升研究創新性實踐的比例??傮w設計符合應用型人才培養的定位。

         3、人才培養模式
          實驗中心的任務是培養學生的實踐與創新能力。經過近幾年的發展,實驗中心對實踐創新的培養模式已經由傳統的教學型的“理論+實驗”單駕馬車驅動,發展成為以“理論+實驗”、“校企聯合培養”、“教學科研融合”三架馬車并駕驅動。
         校企聯合培養:實驗中心把企業工程實踐納入實踐教學體系,發揮企業在新技術、新應用上的優勢,組織學生在國家工程實踐教育中心或校企合作實踐基地參與企業工程實踐,在新的教學體系下,實施“卓越工程師教育培養計劃”的通信工程專業實行“3+1”學制,最后1年在企業進行工程實踐。以通信工程專業為例,獨立設課的實踐課程中,企業實踐:校內實踐的學分比列達到1:3。其它專業實行“3.5+0.5”學制,也安排一學期在企業實踐。近幾年來,信息學院學生在企業完成畢業設計或者結合實踐項目進行畢業設計的比例達到35%。
          實驗中心為保證在企業實施項目課程實踐的教學質量,經過多年的摸索和改進,提出了有別于校內課程的質量評價方法——校企聯合評價。即采用“學生入企業實踐→企業成績評定→校內指導教師對實踐報告評閱→學生回校答辯→校內外綜合成績評定”的評價方式。目前該方式在通信工程專業實施,今后將向其它專業推廣。

    圖1 校企聯合評價


    (見支撐材料2-4_01:國家級工程實踐教育中心校企合作、工程實踐報告、企業成績評定、答辯記錄等)
          教學科研融合:實驗中心把開展科研作為服務社會的最重要舉措,把教學科研融合作為創新性人才培養的重要手段。由于我校研究生人數少,大量科研需要由骨干教師帶領本科生團隊完成,特別是橫向科研接近應用,學生參與與企業協作和交流,共同設計和合作驗收,研究創新能力得到全面的提升。近年來,實驗中心結合學院的學科特點,重點在無人機研發與應用、電網故障分析與定位、交通信息服務、制造物聯系統集成等領域開展校企合作,承擔橫向項目(含省科技重大專項專題)數量近30項,帶動了一大批學生參與科研,其中部分學生進入了孵化和創業。在教學體系中,依托于各個科研研究室、創新實驗室的實踐訓練貫穿于“基礎技能、專業知識→綜合分析設計→研究創新”各個能力培養層,在科研上形成了穩定的師生傳幫帶培養模式。

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    圖2 學生參與科研項目實踐

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    圖3 教學科研融合成果

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