學科競賽驅動的學生工程實踐能力培養模式研究與實踐

袁川來+孔玲爽+周維龍

摘要：工程實踐能力作為工程師最重要的素質，是我國高校工科專業培養學生的基本目標之一。我國擁有世界上規模最大的高等工程本科教育，因而，通過教學改革培育大學生工程實踐素質具有重要意義。

關鍵詞：學科競賽;培養模式;實踐能力

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）19-0168-02

工程素質是電氣類學科專業學生必須具備的基本素質，但傳統的培養方法存在系統性不強和與實際項目需求相脫離等問題，近年來，我院立足學科競賽和大學生學習特點，以一系列教研教改課題和“國家級大學生創業創新訓練計劃”項目、“湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃”項目為依托，從增強大學生工程實踐創新能力的角度出發，進行了近六年的探索和實踐，提出了“兩結合、三提高”即課內與課外結合、校內與校外結合，提高創新意識、提高工程素養、提高工程實踐能力的“2+3”電氣類工程實踐能力培養模式，建立了“實驗、實訓→課外制作→學科競賽→實際項目”的全方位實踐驅動體系。實踐表明，該培養模式能有效地提高大學生工程實踐能力和工程素養，提升大學生培養質量。

一、模式的主要內容

1.建立“2+3”工程實踐能力培養模式。本模式立足學科競賽和大學生學習特點，從增強大學生實踐創新能力出發，進行了近六年的探索，建立了“實驗、實訓→課外制作→學科競賽→實際項目”的全方位實踐驅動體系，形成了“兩結合、三提高”即課內與課外結合、校內與校外結合，提高提高創新意識、提高工程素養、提高工程實踐能力的“2+3”電氣類大學生工程實踐能力培養模式。“兩結合”是指對學生的教育在校內的課堂內、課堂外與校園內、校園外進行。課堂內能很好地完成理論教學過程，讓學生具備一定的理論知識，完成電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、電子技術工藝、傳感與檢測技術、單片機原理、EDA技術、DSP技術、嵌入式系統等理論課程;并完成相應實驗、實訓等實踐環節。在此基礎上，通過課堂外針對性的訓練，培養學生的四個心態，即“信心、恒心、耐心、細心”，四個能力，即“看圖能力、計算能力、選型能力、操作能力”，完成四個進程，即“由基礎、到技能、到團隊、到項目”，同時延伸到校園外，與企業進行深入接觸，為學生參加學科競賽和實際科研項目奠定良好基礎。“三提高”是指在學生完成電類基礎理論和基本技能的基礎上通過參加各種形式的學科競賽、大學生創新訓練項目和橫向科研項目，實現創新意識、工程素養、工程實踐能力的提升。

2.引入實際案例教學法，加強學生工程素質訓練。采用案例教學法，從所承擔的橫向課題中提煉出若干與模擬電子技術、數字電子技術、電工技術、單片機原理、EDA技術、DSP技術等課程結合緊密的工程設計案例，在學院創新實驗室中對案例進行深入剖析和演示，使同學們在理論課程的學習中就建立可靠性、穩定性、可維護性、工藝性等基本的工程概念，提高同學們理論與實際相結合的能力。

3.引入壓力教學法，培養學生抗壓能力。抗壓能力是工程素質的一個重要內容，也是學生主動適應社會和挑戰的表現。為了培養學生的抗壓能力，項目引入壓力教學法，主要措施有：①在學生培訓過程中采用淘汰機制，激勵后進的學生積極上進，同時形成壓力，讓學生習慣在壓力中學習;②要求學生參加各種形式的學科競賽，通過大賽鍛煉學生的抗壓能力和團隊合作精神;③安排學生進入教師的科研團隊，負責一些具體項目，要求學生所做工作和項目進度同步，通過項目的實際要求和標準，培養學生面對項目壓力的處理能力。

4.鼓勵學生加入橫向科研項目，培養學生工程綜合素質。實驗、設計制作和學科競賽等環節能培養學生較好的實踐動手能力，但是真正的工程實踐能力必須在實際工程中才能得到培養。為此，項目要求學生加入到教師的科研團隊中，負責一些具體的子項目，讓學生在項目中發現自己的不足，不斷提高自己。同時，實際項目也是培養學生團隊合作精神和吃苦耐勞精神的最好平臺，很多學生通過參與實際項目提高了技術水平，培養了自己作為工程技術人員應有的優秀品質。

5.采用團隊指導，讓學生學得更全面。學生工程實踐能力的培養是一個系統而復雜的工程，不僅需要勤奮好學的學生，更需要一個優秀的指導教師團隊。為了更好地培養學生，項目組對學生的培養堅持“導師負責，團隊指導”的原則，由學生選擇科研導師，但是培養工作由項目團隊教師共同完成。

該項目組聚集了“兩中三青”的優勢組合，由兩名教授和兩名副教授、一名講師組成，其中有2名博士，學科涉及儀器科學與技術、電氣工程、控制理論與控制工程、電子科學與技術。這種多學科和多層次的師資組合，在培養學生工程素質過程中，能讓學生吸取更多的知識，獲得更多的指導。

二、模式的創新點

1.提出了“2+3”電類大學生工程實踐能力培養模式。“2+3”培養模式是大學生工程實踐能力培養理念上的突破，是滿足社會多元需求的嶄新教學模式，培養出的學生基礎理論扎實、實踐動手能力和創新能力強，具有過硬的工程實踐能力，能與社會接軌，敢于迎接挑戰。

2.創建了大學生工程實踐能力培養基地—湖南工業大學電氣學院創新實驗室。該基地獨立于傳統的實驗室體系之外，擁有更大的自由度和靈活性，同時又與實驗室體系相互融合，能夠實現資源共享，為學生提供了一個良好的創新實踐平臺。

3.實現理論與實踐的相互結合，促進了理論教學和實踐教學有機結合。結合“基地建設”，在實施“2+3”培養模式的過程中，建立優秀學生選拔培養機制，貫徹案例教學法、壓力教學法和團隊指導，培養學生全面的工程素質和能力。

4.推進了橫向科研課題與實踐教學的深度配合。將橫向科研課題與學生的實踐教學緊密結合，實現了教師科研課題的完成與學生實踐創新能力和工程素質的提高二者之間的相互推動和良性循環，以推進兩者的深度配合，實現迅速提高學生應用基礎理論解決實際工程問題的能力。endprint

三、模式的實踐與應用

自2008年項目開展以來，學科競賽驅動的大學生工程實踐能力培養模式研究和探索實踐工作已走過了近六個年頭。經過不懈努力，項目團隊，刻苦努力，勇于科學研究，取得了一系列顯著成績，逐步建立完善了“2+3”電氣類大學生工程實踐能力培養模式，較好地解決了學生基本電路設計及試驗能力差的問題，明顯提高了學生綜合應用相關課程知識從事工程實踐的能力，并得到較好的應用和推廣：

1.該成果自電氣與信息工程學院2009級開始實施，歷屆學生受益。2009年以來的歷屆全國大學生電子設計競賽、中國機器人競賽、全國大學生測量控制與儀器創新設計大賽等學科競賽中，我院學生累計獲全國一等獎7項，全國二、三等獎9項，省一等獎2項。在2013年全國大學生電子設計競賽中獲本科組全國二等獎，在同類院校中取得了較好的聲譽。同時該模式在我校獨立學院科技學院中也進行了推廣應用，在2013年中國機器人競賽電子設計大賽中項目組所指導科技學院學生獲得全國二等獎1項。在2013年珠江三角洲畢業生跟蹤調查中，用人單位普遍評價：我院的畢業生工程素養好、創新意識強、工程實踐能力強、上手快、敢于迎接挑戰、吃得苦、留得住。

2.該項目實施中產生的大量成果成為湖南省大學生訓練中心—湖南工業大學電氣自動化大學生訓練中心申報成功的重要支撐。省級大學生訓練中心獲批后，將成為該項目成果向全省展示和推廣的最好平臺。

3.2009年來，項目組發表教研論文10篇;與所指導學生一道發表論文8篇;在被指導的畢業學生中，獲湖南工業大學優秀學士學位論文獎4項。反映了“2+3”培養模式理論教學和實踐結合的效果，學生綜合能力穩步提高。

4、從2009年以來，項目組學生直接參與橫向開發項目，參與項目研發全過程，工作成效受到了包括中國南車、上海理光、廣東易事特、株洲冶煉廠、株洲硬質合金有限公司、聯宇電氣等一批知名企業的肯定和好評。我院畢業生在學科競賽驅動下提升工程實踐能力的教學模式培養下，已逐漸成為電氣類相關領域的中堅和骨干力量，學院社會聲譽明顯提升。

四、所取得的主要成果

1.帶動了實驗室的實驗實訓管理和教學改革。本項目實施中以學院大學生創新實驗室為平臺，加強了學生和實驗室的聯系，促進了“開放、自主、規范”的實驗室管理和教學方式的形成，為我校成功申報省級大學生訓練中心暨電氣自動化大學生訓練中心發揮了重要作用。

2.學科競賽取得巨大成績。2008年以來的歷屆全國大學生電子設計競賽、中國機器人競賽、全國大學生測量控制與儀器創新設計大賽等學科競賽中，我院學生累計獲全國一等獎7項，全國二、三等獎9項，省一等獎2項。在2013年全國大學生電子設計競賽中獲本科組全國二等獎。

3.近年來，本項目成員承擔包括國家自然科學基金在內的縱向和橫向科研項目12項，承擔各級教研教改項目6項。發表科研論文共60篇（其中EI/SCI收錄18篇），教學研究論文10篇。

4.近年來，本項目成員指導國家級大學生創業創新訓練計劃項目2項，湖南大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目3項，校級大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目4項。

5.促進了學院橫向合作項目的研發。由于本項目的成功實施，近幾年，更多的學生參與到教師的科研項目中并在項目實施中發揮越來越重要的作用，學生獲得專利共3項。endprint