黃賢英 劉小洋 劉恒洋

摘要：卓越工程師計劃實施四年來，取得了很多成果，但也有很多問題。文章首先分析了計算機專業(yè)學(xué)生實踐能力不強的原因，然后介紹了重慶理工大學(xué)計算機學(xué)院的實踐能力培養(yǎng)體系，在校內(nèi)建立了卓越工程師綜合實踐平臺，并詳細介紹了工程案例庫的設(shè)計和實現(xiàn)，使學(xué)生的工程實踐能力得到了有效、穩(wěn)步的提高。

關(guān)鍵詞：計算機;實踐;學(xué)生

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）44-0092-02

一、引言

自從2010年7月教育部批準第一批卓越工程師試點高校以來，已走過了四個年頭，大部分高校均在按照教育部的《卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見》進行實施，或者或多或少在按照教育部工程教育的大方向進行教學(xué)改革。實施卓越工程師計劃，就是根據(jù)工程教育的要求培養(yǎng)學(xué)生。在一般本科院校實施卓越工程師培養(yǎng)存在如下突出問題。

1.課程體系仍然以理論教學(xué)為主，理論帶動實驗，實踐課程偏少，實用性和綜合性不強，沒有真正建設(shè)相應(yīng)的工程實踐能力和工程素質(zhì)教育體系，缺乏系統(tǒng)性，培養(yǎng)方式和手段沒有凸顯實踐應(yīng)用特色，培養(yǎng)效果有待提高。

2.在整個實施過程中，要求企業(yè)有效參與，只有國有大中型企事業(yè)單位參與是遠遠不夠的，希望更多的中小企業(yè)參與到卓越工程師的人才培養(yǎng)中來，但是學(xué)生的安全、實習(xí)的指導(dǎo)、實習(xí)的場地等多方面的問題，制約了企業(yè)接收更多的在校學(xué)生的實習(xí)。

3.多數(shù)高校設(shè)置了“3+1”的人才培養(yǎng)方案。學(xué)生在大四的時候到企業(yè)鍛煉，但如果在前三年的培養(yǎng)過程中脫離了工程實際，對工程實際問題認識不足，缺乏真實案例分析和實踐過程鍛煉，輕視與產(chǎn)業(yè)需求和最新工程技術(shù)的緊密對接，學(xué)生實踐能力沒有得到有效提高，就無法快速適應(yīng)實際工程領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用和實踐創(chuàng)新，即使到企業(yè)實習(xí)也達不到希望的效果。尤其是要求無任何工程經(jīng)驗的學(xué)生到企業(yè)實習(xí)，很多企業(yè)也不愿接收學(xué)生。因此，很有必要從人才培養(yǎng)方案、工程能力培養(yǎng)體系等方面進行綜合考慮，建立校內(nèi)的卓越工程師培養(yǎng)綜合實踐平臺。

二、工程能力培養(yǎng)體系和方法

基于上述問題，就要求我們在前三年的培養(yǎng)過程中采取有效措施，進行全面的教學(xué)改革，才能真正達到卓越工程師的培養(yǎng)標準。

根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)定位和目標，我校組織專家討論，首先制訂了“2+1+1”的人才培養(yǎng)方案，包括累計2年的基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，累計1年的校內(nèi)實踐，累計1年的企業(yè)實習(xí)。其次進行了課程體系和教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)化研究，建立獨立的工程能力培養(yǎng)體系。最后認識到構(gòu)建校企合作的人才培養(yǎng)模式是解決卓越工程師培養(yǎng)的理性選擇。

為充分發(fā)揮學(xué)校和企業(yè)的優(yōu)勢，在校內(nèi)建立卓越工程師綜合實踐平臺，構(gòu)建了新型校企合作模式，和企業(yè)實現(xiàn)了無縫銜接，有效統(tǒng)一。學(xué)生從大二開始逐步參與到卓越工程師綜合實踐，通過參與項目獲得不同的崗位體驗和角色扮演，有效提升了工程能力，獲得了參與工程項目的經(jīng)驗，只有具備了一定的工程能力，才能進入合作企業(yè)實習(xí)。

在新型的校企合作模式中，校內(nèi)的卓越工程師綜合實踐平臺是學(xué)生能力培養(yǎng)的關(guān)鍵。我們研究了如圖1所示的工程能力訓(xùn)練與提升體系，該體系獨立于理論教學(xué)。通過對學(xué)生四年學(xué)習(xí)的知識點和能力點進行提煉，形成知識素材庫，再從已完成的企業(yè)實際項目、教師科研項目、學(xué)科競賽項目和學(xué)生科研項目中，針對不同年級的學(xué)生、不同的能力要求、不同的領(lǐng)域選出了多個項目案例，構(gòu)成了“模塊化的工程能力訓(xùn)練案例庫”。每一個學(xué)生都可以根據(jù)達到的能力目標從項目庫中抽取一個項目來進行訓(xùn)練，完成能力提升。

三、卓越工程師綜合實踐平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

卓越工程師綜合實踐平臺不僅僅是一個場地或?qū)嶒炇遥嗟氖且粋€架構(gòu)，我校通過總體設(shè)計，建立了一個基于云架構(gòu)的多應(yīng)用綜合集成的可擴展系統(tǒng)，學(xué)生、教師或其他用戶可以通過各種終端服務(wù)接口（如手機、平板、電腦等）來訪問其中的資源，進行訓(xùn)練。當開發(fā)了新的成熟案例，就可以放入庫中，掛在校園云平臺上，供訓(xùn)練的學(xué)生訪問，如圖2所示。每個案例都必須按照總體設(shè)計的要求來規(guī)范。目前案例庫中的應(yīng)用或案例分為網(wǎng)站設(shè)計、智能小車、信息檢索、遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、圖形圖像處理算法、智能家居、智慧大棚蔬菜等多個模塊，各模塊可根據(jù)教師的科研方向和學(xué)生的研究情況逐步擴展。每個應(yīng)用或模塊在學(xué)生工程能力培養(yǎng)過程中的作用是相同的，只是涉及到的知識點不同。

案例庫是綜合實踐平臺的核心，是其中的軟件部分，只有案例庫完善，才能在學(xué)生工程能力培養(yǎng)過程中達到預(yù)定的目標。下面以“智能小車走迷宮”的設(shè)計為例，詳細介紹了案例的規(guī)范、作用和具體實現(xiàn)。

1.項目目標。自主設(shè)計一款機電一體化的智能小車，可以在由墻組成的迷宮中穿行，找到從起點到終點的一條路徑，并能找到最短路徑返回起點。

2.項目面向的學(xué)生。該項目可以由大二以上的學(xué)習(xí)過模電、數(shù)電和單片機課程的學(xué)生獨立完成，也可以在教師和高年級學(xué)生的指導(dǎo)下完成。

3.智能小車涉及到的相關(guān)知識點包括單片機及其接口、電阻、電容、放大電路、電源、載波發(fā)生器、振蕩電路等模電相關(guān)知識，電機、紅外傳感器、譯碼器、開關(guān)設(shè)計等數(shù)電知識，C語言基礎(chǔ)、Keil uVision4軟件的使用等，并將涉及到的各相關(guān)知識點，以文檔或視頻的方式放在網(wǎng)站上，讓學(xué)生可以隨時自主查閱和學(xué)習(xí)。

4.建立搭建智能小車的基礎(chǔ)實踐項目，可分為：（1）智能小車總體模型設(shè)計（包括智能小車的設(shè)計目標、評價標準、模型構(gòu)成、機械、電子元件的選型等）;（2）單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計（包括電源電路、振蕩電路、時鐘電路的使用和設(shè)計）;（3）電機驅(qū)動設(shè)計（包括碼盤電機、步進電機等的原理和使用方法）;（4）傳感器設(shè)計（包括載波發(fā)生器、紅外傳感器、譯碼器的原理及使用）;（5）走迷宮算法設(shè)計（包括多種走迷宮的算法介紹）。這5個基礎(chǔ)實踐項目都配有教師指導(dǎo)的微視頻、詳細的實驗指導(dǎo)等。

5.完成方式。學(xué)生順序完成各個基礎(chǔ)實踐項目就可以完成整個智能小車的設(shè)計，學(xué)生可以在任何地點完成實驗項目，也可以到指定的綜合實踐實驗室現(xiàn)場實驗，現(xiàn)場有專門的指導(dǎo)教師、研究生和高年級的學(xué)生進行指導(dǎo)。設(shè)置有專門的答疑區(qū)和答疑時間，學(xué)生還可以直接在網(wǎng)上答疑。

6.答辯。學(xué)生完成智能小車的設(shè)計后，進行調(diào)試。然后通過指定的由教師、研究生和高年級學(xué)生組成的答辯小組答辯后，完成該項目，就可以獲得相應(yīng)的實踐學(xué)分。

四、結(jié)語

學(xué)生工程能力的培養(yǎng)效果依賴于校內(nèi)實踐，設(shè)置有效的工程能力培養(yǎng)體系和模式，能有效促進學(xué)生工程能力的提升，校企合作是解決卓越工程師培養(yǎng)的理性選擇。然而在沒有解決企業(yè)自愿參與人才培養(yǎng)過程的問題之前，建立校內(nèi)的卓越工程師綜合實踐平臺是保證卓越工程師培養(yǎng)效果的有效措施。我校實施三年來，取得了一定的成效，案例庫是綜合實踐平臺的核心，規(guī)范的案例是保證該項目有效實施的關(guān)鍵。作為一般本科院校，研究生比較少，教師教學(xué)任務(wù)重，所以有效指導(dǎo)、讓高年級本科學(xué)生參與到項目梯隊中是最有效的手段。高年級學(xué)生指導(dǎo)低年級學(xué)生，進一步鍛煉了本科生的項目實踐能力和責任心，為學(xué)生后續(xù)參與企業(yè)實習(xí)和就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。

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