劉銀萍， 杜宇上， 陳 安， 趙楚豪

(廣東工業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)部， 廣東 廣州 510006)

0 引言

當(dāng)前，正值我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)與競(jìng)爭(zhēng)力全面提升的重要階段，面對(duì)激烈的國(guó)際科技挑戰(zhàn)，培養(yǎng)造就一大批具有濃厚學(xué)術(shù)造詣、自主創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高素質(zhì)創(chuàng)新應(yīng)用型工程技術(shù)人才，是增強(qiáng)我國(guó)核心競(jìng)爭(zhēng)力、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、走新型工業(yè)化道路的必然選擇。2009年初，國(guó)務(wù)院審議通過(guò)和正式批復(fù)由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)牽頭編制的《珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要(2008年-2020)》，標(biāo)志著珠三角的改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁向新一頁(yè)，廣東省的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變革, 由原來(lái)的“勞動(dòng)密集型” 向技術(shù)含量高的高新產(chǎn)業(yè)快速過(guò)渡，廣東對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新應(yīng)用型工程技術(shù)人才需求更加旺盛。

我校是地方工科學(xué)校，擔(dān)負(fù)著為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)人才的重任。學(xué)校始終堅(jiān)持“與廣東崛起共成長(zhǎng)，為廣東發(fā)展作貢獻(xiàn)”的辦學(xué)理念，秉承“育人為本，以學(xué)為重”的教育理念。在五十多年的辦學(xué)歷程中，形成了“學(xué)以致用、創(chuàng)新為魂”的本科生培養(yǎng)特色。學(xué)校強(qiáng)調(diào)“重基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、寬視野、多模式、個(gè)性化”的人才培養(yǎng)理念。自 2013 年起，開設(shè)了多種類型的特色化的實(shí)踐能力提高班(如“機(jī)器人”、“電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新”、“機(jī)械類”、“物理創(chuàng)新”等)，為拔尖學(xué)生拓展自主性和個(gè)性化成長(zhǎng)空間創(chuàng)造條件。其中，我校電工電子實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)“電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班”培養(yǎng)方案的制定及具體教學(xué)，進(jìn)行了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有益嘗試。

1 創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的實(shí)踐探索

1.1 組建跨專業(yè)的班級(jí)

目前，我國(guó)本科階段仍舊執(zhí)行以單一專業(yè)定向的人才培養(yǎng)方案，但社會(huì)實(shí)際問(wèn)題的解決往往需要跨學(xué)科、多專業(yè)的協(xié)同，需要不同學(xué)科專業(yè)的學(xué)生共同參與到實(shí)踐中。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)與競(jìng)爭(zhēng)力全面提升要求，社會(huì)對(duì)人才需求的多元化、個(gè)性化特點(diǎn)日益明顯，過(guò)分剛性的以單一專業(yè)為框架的傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式已經(jīng)受到極大的沖擊。通過(guò)對(duì)廣東江門及珠三角其他城市的企業(yè)進(jìn)行考察、調(diào)研發(fā)現(xiàn)，企業(yè)對(duì)各類專業(yè)人才都有強(qiáng)烈需求，但是對(duì)同一專業(yè)的人才需求數(shù)量卻有限，呈現(xiàn)需求的專業(yè)多元性和同類人才有限性特點(diǎn)[1]。因此，作為地方本科高校承擔(dān)著為地方培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要任務(wù)，應(yīng)積極適應(yīng)社會(huì)的這種需要，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班作為大眾化教育中探索精英化教育的一種創(chuàng)新教學(xué)模式，目的在于讓學(xué)生以本專業(yè)為基礎(chǔ)，拓寬知識(shí)視野，淡化專業(yè)的“專一性”，加深學(xué)生對(duì)主修專業(yè)與相關(guān)專業(yè)之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)，突出學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，為撥尖人才脫穎而出和繼續(xù)發(fā)展創(chuàng)造適合的培養(yǎng)模式。靈活的教學(xué)組織形式是多樣性、個(gè)性化人才培養(yǎng)的重要途徑。電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班打破了通常自然班界限，進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)組織形式創(chuàng)新，將來(lái)自多個(gè)學(xué)科類專業(yè)(或同一學(xué)科多個(gè)專業(yè))的同年級(jí)學(xué)生編制成一個(gè)班級(jí)[2]。該班的成員分別來(lái)自自動(dòng)化學(xué)院的電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，物理與光電工程學(xué)院的電子科學(xué)技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程專業(yè)，信息工程學(xué)院的信息工程、通信工程專業(yè)等電子類相關(guān)專業(yè)的優(yōu)秀學(xué)生。學(xué)校每年從一年級(jí)全體本科生中選拔30名優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)入電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班進(jìn)行集中重點(diǎn)培養(yǎng)，對(duì)優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行優(yōu)才優(yōu)育，拓展學(xué)生的專業(yè)視角，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，進(jìn)一步彰顯其特長(zhǎng)和個(gè)性。

1.2 設(shè)計(jì)“課內(nèi)+課外”的項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容

電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班來(lái)自電子類相關(guān)專業(yè)的優(yōu)秀學(xué)生，他們對(duì)專業(yè)有進(jìn)一步學(xué)習(xí)的意愿，有拓展自主實(shí)踐、主動(dòng)創(chuàng)新的意識(shí)，因此，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)有獨(dú)特之處。應(yīng)根據(jù)電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班的培養(yǎng)目標(biāo)以及學(xué)生由不同專業(yè)學(xué)生組成的特點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)以項(xiàng)目作為結(jié)構(gòu)框架中的節(jié)點(diǎn)元素，重視學(xué)科結(jié)構(gòu)交叉、知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)和共性知識(shí)的有機(jī)銜接，構(gòu)建“工程實(shí)踐與科技創(chuàng)新”的系列教學(xué)活動(dòng)。通過(guò)以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)來(lái)鏈接、貫通知識(shí)模塊，開設(shè)了3個(gè)階梯的能力訓(xùn)練規(guī)劃，緊密結(jié)合課內(nèi)和課外兩個(gè)課堂，大力提升學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力[3～5]。

以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，將“學(xué)中做”和“做中學(xué)”有機(jī)結(jié)合，構(gòu)造的3個(gè)階梯的能力訓(xùn)練模式是：

(1)項(xiàng)目訓(xùn)練的基本技能培養(yǎng)階段。在這一階段，通過(guò) “組裝萬(wàn)用表”、“STM8單片機(jī)最小系統(tǒng)制作”等項(xiàng)目制作，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的印刷電路板制作技能、錫焊技能、元器件的識(shí)別與檢測(cè)技能、儀器儀表的使用技能、單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)成技能等。

(2)項(xiàng)目綜合的設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)階段。在這一階段，通過(guò)“基于STM8單片機(jī)數(shù)字鐘電路的實(shí)現(xiàn)”、“基于UC3843的BOOST升壓模塊制作”等項(xiàng)目制作，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的仿真軟件應(yīng)用能力、電路參數(shù)計(jì)算能力、系統(tǒng)構(gòu)成能力、元器件選型能力、部件調(diào)試能力、系統(tǒng)調(diào)試能力等工程能力[6]。

(3)項(xiàng)目研究的協(xié)同創(chuàng)新能力培養(yǎng)階段。在這一階段，主要以企業(yè)工程項(xiàng)目、全國(guó)或省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽命題等為研究?jī)?nèi)容開展科技創(chuàng)新活動(dòng)，如“智能電飯煲設(shè)計(jì)與應(yīng)用”、“ 數(shù)控開關(guān)電源設(shè)計(jì)與實(shí)踐”等。由于該階段設(shè)計(jì)工作涉及面廣，任務(wù)繁重，因此要求3個(gè)學(xué)生自主組隊(duì)領(lǐng)取項(xiàng)目任務(wù)，并鼓勵(lì)以不同專業(yè)背景組隊(duì)，以小組形式分工協(xié)作，學(xué)生需要從調(diào)研方案提出、論證、電路設(shè)計(jì)、電路制板、元件焊接、電路仿真與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、撰寫報(bào)告等多個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)完成任務(wù)[7]。讓不同專業(yè)的學(xué)生共同完成一個(gè)跨專業(yè)綜合項(xiàng)目，學(xué)生需要相互進(jìn)行交流討論，從而促成了創(chuàng)新型復(fù)合人才的培養(yǎng)。以“循跡避障智能車”為例，智能車是一個(gè)集控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科交叉的綜合系統(tǒng)，是典型的高新技術(shù)綜合體[8]。對(duì)“循跡避障智能車”這個(gè)典型工作任務(wù)進(jìn)行分析，將其劃分為車體設(shè)計(jì)與加工、智能車主控板驅(qū)動(dòng)板設(shè)計(jì)與制作、循跡避障傳感器設(shè)計(jì)與制作、智能車裝配與調(diào)試等 4 個(gè)部分，如圖1所示。通過(guò)不同專業(yè)學(xué)生發(fā)揮各自專業(yè)應(yīng)用能力來(lái)協(xié)同解決實(shí)際問(wèn)題，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生工程系統(tǒng)化的思維方式和綜合設(shè)計(jì)能力、不同專業(yè)間的融通能力、團(tuán)隊(duì)交流與協(xié)作能力等協(xié)同創(chuàng)新研究能力。

圖1 智能車任務(wù)分解圖

開展大學(xué)生科技活動(dòng)，延伸提高班課外教學(xué)平臺(tái)。通過(guò)開設(shè)學(xué)術(shù)專題講座，讓學(xué)生了解本專業(yè)前沿，擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)視野，增強(qiáng)學(xué)生獲取知識(shí)的技能。如科技文獻(xiàn)檢索、科技論文寫作、應(yīng)用技術(shù)研究進(jìn)展專題等。例如“專利及論文撰寫基礎(chǔ)講座”，讓學(xué)生盡早了解專利申請(qǐng)中的新穎性和創(chuàng)造性以及如何撰寫高水平科技論文。積極組織學(xué)生參加挑戰(zhàn)者杯競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、校大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、校電子實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽五大賽事，鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，以科技競(jìng)賽和學(xué)生科技立項(xiàng)為驅(qū)動(dòng)全面提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。注重學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，讓不同專業(yè)的學(xué)生組隊(duì)參加競(jìng)賽或在同一項(xiàng)目中進(jìn)行協(xié)同訓(xùn)練，促進(jìn)了不同專業(yè)背景的學(xué)生在知識(shí)、技能方面的交叉融合、分享和提升，以及團(tuán)隊(duì)合作精神養(yǎng)成，為優(yōu)秀人才成長(zhǎng)奠定了基礎(chǔ)。

1.3 建立跨專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)

電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班的教學(xué)內(nèi)容涉及的知識(shí)面廣，對(duì)各種知識(shí)的融會(huì)貫通要求高，安排的實(shí)驗(yàn)和各種探究活動(dòng)也比較多，為保證教學(xué)的有效實(shí)施，指導(dǎo)模式由單一指導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)閳F(tuán)隊(duì)指導(dǎo)，其特點(diǎn)是由多個(gè)專業(yè)的教師組成指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，彌補(bǔ)單一教師指導(dǎo)的知識(shí)層面、技術(shù)層面、專業(yè)層面不足，實(shí)現(xiàn)師資的整合與共享[9]。

我校電工電子實(shí)驗(yàn)中心成立了由中心主任領(lǐng)銜擔(dān)綱的電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班課程指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)由理論教師系列和實(shí)驗(yàn)系列的教師構(gòu)成，他們來(lái)自通信工程、自動(dòng)化、電氣、電子等多個(gè)專業(yè)、有著不同的職稱和年齡結(jié)構(gòu)、不同的知識(shí)層次和專業(yè)特長(zhǎng)，各位教師之間既緊密合作又分工明確，合作設(shè)計(jì)課程的整體框架，共同制定教學(xué)計(jì)劃，各自承擔(dān)不同的指導(dǎo)任務(wù)，彼此發(fā)揮各自的專長(zhǎng)[10]。這種不同于傳統(tǒng)單一的學(xué)科教師指導(dǎo)的教學(xué)組織形式通過(guò)團(tuán)隊(duì)的力量發(fā)揮教師多方位的指導(dǎo)效能，從多維度、多角度提高學(xué)生的專業(yè)視野、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，使學(xué)生獲得個(gè)別化的指導(dǎo)與群性陶冶，適應(yīng)學(xué)生個(gè)體化發(fā)展，滿足學(xué)生個(gè)別差異的需要，增強(qiáng)了課堂教學(xué)的實(shí)效性，提高了教學(xué)質(zhì)量。

1.4 構(gòu)建靈活的課程考核型式

為了確保電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班的教學(xué)質(zhì)量，建立了一套與課程相匹配、促進(jìn)能力提高的考核模式。由于學(xué)生來(lái)自學(xué)校不同學(xué)院、不同專業(yè)，為方便教學(xué)，同時(shí)不影響學(xué)生的正常學(xué)習(xí)，提高班課內(nèi)教學(xué)時(shí)間一般安排在18:00～21:00，并開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生進(jìn)行課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生通過(guò)電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班的課程學(xué)習(xí)并成功結(jié)業(yè)后便可獲得相應(yīng)的學(xué)分并計(jì)入學(xué)生的選修課程學(xué)分中。另外，建立尊重和呵護(hù)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的教學(xué)運(yùn)行管理制度，引入退出機(jī)制，允許不適應(yīng)這種教學(xué)模式的學(xué)生退出，學(xué)生退出后不能獲得相應(yīng)的學(xué)分。為鼓勵(lì)提高班的學(xué)生積極參與各類創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的進(jìn)取心和求知欲，在課程考核的方式上引進(jìn)新機(jī)制。學(xué)生獲得下列其中一項(xiàng)成果并通過(guò)考核即可結(jié)業(yè)：①獲得1項(xiàng)校級(jí)以上競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)；②獲得1項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目；③申請(qǐng)1項(xiàng)專利成功；④在正規(guī)雜志發(fā)表1篇論文；⑤經(jīng)過(guò)實(shí)踐操作的考核，還需撰寫實(shí)踐報(bào)告并答辯。

根據(jù)所獲成果、平時(shí)表現(xiàn)、報(bào)告和答辯情況綜合評(píng)定總成績(jī)，按總成績(jī)給予優(yōu)秀、良好、合格和不合格四種評(píng)價(jià)。其中，成果占50%、平時(shí)表現(xiàn)和報(bào)告各占20%、答辯占10%。

2 結(jié)語(yǔ)

我校電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班的建立，為撥尖人才的脫穎拓展了一個(gè)自主性和個(gè)性化的學(xué)習(xí)空間，經(jīng)過(guò)實(shí)踐能力提高班的培訓(xùn)，進(jìn)一步彰顯優(yōu)秀學(xué)生其個(gè)性和特長(zhǎng)，促進(jìn)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的提高。目前，電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班的學(xué)生已經(jīng)在廣東省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽以及全國(guó)挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽中中取得了優(yōu)異成績(jī)，還成功申請(qǐng)了多項(xiàng)校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目以及正式發(fā)表論文多篇。這一切充分說(shuō)明了電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式是成功的。今后，我們將進(jìn)一步探索與完善電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐能力提高班的培養(yǎng)模式，使之能更符合高素質(zhì)創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求，更符合教育規(guī)律，為撥尖人才脫穎而出創(chuàng)造更加完善的實(shí)踐環(huán)境和氛圍。