1. 理念革新,制定以创新创业能力培养为鲜明特色的专业培养方案
(1)建立了以强化学生实践创新能力为导向的人才培养模式
学院建立了以强化学生实践创新能力为导向的人才培养模式,目的是通过优化整个培养体系,从理论、实验、综合实践实训、毕业设计和课外实践创新等实践环节协同强化学生实践动手能力和创新意识。其实施过程是通过对整个课程体系的优化设计,科学合理设置和安排课程知识点和前后衔接关系,拔冗留精,在2.5学年的时间内完成所有基础课程和大部分专业知识点的学习,随后0.5学年将多门课程设计融合为以问题为导向的贯穿一个学期的课程群综合实践,最后是将毕业设计扩展为以项目为导向的1年期毕业设计。期间以“创新精英研究院”为平台,同步贯穿课外创新创业实践活动,对更多学有余力的同学加以指导培养。
该人才培养模式对课程体系的改革包含:
1)重新梳理专业课程知识点精简优化;
2)增大实验教学学时,并在实验课程中增加分组形式、课外完成的实验;
3)将原来的多个短学时的集中性课程设计打包成“专业综合实践”课程,时间跨度接近一个学期,精细设计实践内容,极大地增加了设计内容的综合性和工程性;
4)采用一年期毕业设计,与教师科研深度结合,从选题到最后答辩全过程严格受控。
实施该培养模式以来,学生学习主动性明显加强,普遍反映对知识的掌握程度得到极大增强。学生参与课外创新活动的热情得到进一步激发,各类创新活动获奖数量明显增加,毕业设计完成效果得到进一步加强。
(2)制定实践创新能力为核心的实践教学体系
从培养方案中可以转换出实践教学体系。以测控技术与仪器专业为例,各专业实践教学体系大致构成如下图。
图1专业实践教学体系
该实践教学体系在课内实验、创新创业训练、专业实践训练、毕业综合实践等四个主要环节由浅入深、由简到难全部以实践和创新能力培养为核心,学习知识主要是为了能力的培养,鲜明地展示出该教学培养体系的设计理念。
(3)制定实践创新能力为产出导向的人才培养目标
如图2所示,以培养目标为导向进行自上而下的宏观设计,以专业特色为理论教学主线纵向串联基础和专业课程,以实践技能培养为主线串联课内实验、综合实践和模块实训类课程,以课程中的重点和难点时空关联为主线链接整个理论、实验和实践教学环节,进行教学实践内容综合和集成,强化学与用过渡区。
图2 教学体系设计思路及结构示意图
(4)激励学生自主创新创业能力养成——创新实践学分设置
培养方案中设置了6个创新创业实践学分,我院根据我院特色,制定了《仪器与电子学院创新创业学分实施方案》,学生取得创新学分的具体途径包括:1)导师创新活动2学分,根据《仪器与电子学院本科生导师制实施办法》中有关要求由导师考核给分。根据学生参加学术交流活动的情况、效果和学生每学期末的总结情况来给出。2)学生创新活动2学分,含论文、获奖或参加各种教育部、团中央、全国科协等权威部门组织的正式的大学生“挑战杯”、电子设计、数学建模、英语、力学、程序设计、机器人等科技竞赛活动及省级选拔赛。3)学生文体活动2学分,主要包括参加各种文体活动获奖。
2. 课程教学与评价方式改革——将创新意识教育融入到最底层教学环节
课程教学是整个教学体系实施落实的最基层单元,能够把创新实践教育从多种角度以多种方式落实到课程教学中,是保证创新实践能力培养与教学体系深度融合的体现。
(1)以典型工程问题为链接点构建案例教学
立足专业特色,凝练专业方向,提炼典型工程案例讲解剖析。案例所需的知识和技能涵盖多门课程,承载了理论和实践教学的关键知识点,进一步深化了学生对所学内容的理解。
引入学科新思想、新技术、新工具、新手段,采用课堂案例教学、交叉讨论等方式,将最新科研成果及学术界正在争辩的论题融进教学内容,站在创新的前沿开展教学工作,不断开拓学生学术视野。
(2)突出综合性和设计性,有效加强课内实验的质量和效果
课内实验得到加强,原来的课程安排中,课堂教学学时占的比例非常大,新的培养模式下,课内实验比例大幅度加强,大量专业任选课达到了50%的比例。此外,随着工程教育认证工作的开展,教师们越来越认识到教学过程中培养学生非技术因素影响能力的重要性,很多课程采用了多种方法和途径来提高实验的综合性、设计性。部分课程采用了分组实验、课后实验来锻炼学生的交流沟通与协作能力。
(3)课程免修——将学生创新实践成果融入课程评价
为充分释放学生学习创新活力,充分利用各方优质教学资源,促我院本科生创新实践活动与培养方案深度融合,提升学科竞赛质量,激发学生自主学习热情,扩大学生受益面,同时培养学生诚信意识,学院制定了《本科教育课程学分等效认定管理办法》。该办法指定了学生通过MOOC、学科竞赛获奖、论文、专利等取得的能力实质等效课程目标达成的等效认定办法。
学生可以使用我院认定的MOOC课程申请学分认定。以MOOC作为学分认定的依据主要是获得的成绩。如果学生参与课外学科竞赛用到的知识对某课程知识点形成覆盖达到80%以上(可以多个项目累计),那么学生可以依据获奖证书申请学分认定。成绩由获奖等级、覆盖程度、答辩情况决定。此外,学生发表的核心以上期刊论文、以第一身份申请的专利也可以作为覆盖知识点的依据参与学分认定。学生以此提交申请后,通过多级审查、答辩,最后获得学分,相应课程可以免修。
3. 课程设计综合改革——以问题为导向的课程群综合实践
在第六学期安排了以问题为导向的专业课程群综合实践实训环节,贯穿整个学期,从内容上由以前的多个课程设计改为综合课程设计,保证实践环节的核心专业知识点的全覆盖;在方式上,集中授课与自主学习相结合,重点突出专业特色与优势,培养学生课下自我调查研究、自我学习的能力,充分发挥了学科平台在师资队伍、仪器和科研方面的优势,全面提升学生在实践创新方面的综合素质与能力;在组织形式上,一般分为三个阶段,第一阶段:重点以课堂教学方式讲解课程设计要求、关键技术点;第二阶段:统一的综合性实验实践,要求每个同学完成规定内容,且是后续系统综合设计中可能用到的内容;全程安排教师轮班指导。第三阶段:系统设计综合实践,以分组合作方式完成,每个小组一般为三人,在几个题目中根据自己兴趣选择一个来进行完成。全程安排教师轮班指导。
在实践实训过程中,主要采取了1)“有教无类、共享普惠,相互借鉴、迭代提升”的教学理念,一方面做到核心专业知识点的全覆盖,另一方面做到所有学生的全覆盖,力争让每个学生都能达到人才培养的目标。2)“成果导向、学用相长,细化评验、协作平衡”的教学效果评价方法。设计2到3人的模块实训团队,学生既有分工,又有协作。针对每一个模块实现结果开放,同一个问题可以有不同结果;实现方法开放, 学生可以用不同方法解决同一个问题;实现思路开放, 强调学生解决问题时的不同思路。在特定节点,由教师团队点评,组织学生互评,不断提升学生分析问题、解决问题的能力。
4. 以项目为导向的毕业设计改革——本科生一年期毕业设计实践
毕业设计是培养学生对前三年所学知识的综合应用能力的实践教学环节,在整个课程体系中占有重要作用。从图1的教学体系中可以看出,毕业设计位于整个体系的顶层,既是对过去学习知识的总结,也是对毕业出口时能力的综合检验。为期一年的毕业设计过程中,可以有更多的时间用于设计与研究,学生也能够更充分细致地与导师沟通,从而更好地完成题目。但也同时对教师提供的题目提出了更高的要求。因而在毕业设计答辩以前,特别增加了实物验收环节,要求硬件可演示、软件可执行、仿真有结果。
学生毕业设计题目主要来源于科研项目,基本分为工程研究和工程设计两大类。大部分的科研项目来源于军工类应用项目,将前沿科研项目与毕业设计题目相关联,在科研任务中提炼本科设计题目,利用全员导师制的形式,建立博士-硕士-学士联动机制,构筑完整的理论-课堂实验-自主实践-综合实践-毕业设计人才培养体系。强调博士层面追踪学术前沿和基础研究,硕士层面注重技术的应用和开发,学士层面参与实践环节和工训锻炼。同时依托学校科研平台,坚持教研相长。不断夯实理论基础,强化课堂知识与工程实践的联系,使学生在参与科研的过程中,以毕业设计为体现形式,在良好的学术氛围中不断提升科研能力。
5. 创新创业平台与制度建设——自我组织、自主管理的综合实践能力培养机制
(1)自我组织、自主管理的本科生创新实践平台建设
本着“积极引导、强化训练、重点扶持”三步方针,创立了以“学生为本” 的自我组织、自我管理、自我提升的创新精英研究院,将其作为学生课外科技创新的载体与平台,由导师提供框架指导和细节咨询,研究生和各年级本科生上传下承,保持一以贯之的创新效果。
创新精英研究院以参加国内国际国内本科生赛事为牵引,“生命不息,探索不止”为社会培养宗旨,重视引导和激励学生实事求是,刻苦学习,勇于创新的能力。通过学科前沿和国际化的新观点、新概念、新方法、新原理,来激发学生的创新意识和创新激情,多维点燃创新驱动力,开拓学生视野,营造创新氛围,训练工程创新思维能力。
创新精英研究院直接面向所有全校学生,不断拓展本科生科技大赛领域,形成培训、指导、组织、设计、调试、竞赛、总结的良性循环竞赛链。积极组织学生参与各类国际、国家级、省级等科技竞赛,在各类竞赛中取得了一系列成果,并获得了优异的竞赛成绩。
在实施过程中,通过高年级、技术好同学的“传、帮、带”迅速提高低年级同学的创新和实践能力。通过针对大一新生进行知识的普及培训、各项学科竞赛前的动员等活动传递知识,达到促进沟通指导效果。
(2)以学生创新成果为依托的创业孵化平台建设
以创新性的思维进行创业教育,培养学生创业精神与创业意识;以模拟市场方式进行创业计划规划与创业项目构思,培养学生开拓创业机会的能力;以学生创新成果为主体的创业孵化平台建设,激励学生自主创业。
(3)开拓性的“积分制”优化学生自主管理机制
开放的创新实践平台具有学生流动性大、使用人员杂而多、安全卫生隐患多等问题。为了有效落实日常管理,创新精英研究院设计了适用于自身管理的“积分制”,将每位学生的日常行为和为学院学校取得的成果都纳入奖惩范围,以积分来约束和规范学生行为,指导经费分配,取得了很好的效果。
6. 一素质三能力——毕业生创新实践能力与综合素质的评价方法
坚持以学生为中心,落实知识、能力、素质的人才培养理念,将教学与科研相结合、课堂与课外相结合、科学与人文相结合,基于“一个中心,三个结合点”构建毕业生“一素质三个能力”评价方法,着重以评价为导向,引导学生提升综合素质,包括:以中华传统文化为底蕴的思想道德素质、以文化知识为主的终身学习能力、以兴趣爱好为辅的文体能力、以学科专业为基础的实践创新能力。