全日制工程碩士校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地培養(yǎng)模式的探索*——以北京信息科技大學(xué)儀器儀表工程碩士培養(yǎng)為例

劉桂禮 孔全存 王曉飛 趙雙琦北京信息科技大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院 北京 100192

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全日制工程碩士校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地培養(yǎng)模式的探索*——以北京信息科技大學(xué)儀器儀表工程碩士培養(yǎng)為例

劉桂禮 孔全存 王曉飛 趙雙琦
北京信息科技大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院 北京 100192

摘 要：本文通過對北京信息科技大學(xué)儀器儀表全日制工程碩士培養(yǎng)過程中存在主要問題的分析，探索了基于校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地的新型培養(yǎng)模式。培養(yǎng)實踐表明，新型校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地培養(yǎng)模式是校企合作培養(yǎng)模式的有益補充，它具有以下三個特點：一是堅持項目培養(yǎng)與跨專業(yè)貫通式教學(xué)形式的有機結(jié)合；二是構(gòu)建基于項目的動態(tài)混合型導(dǎo)師團隊，形成師生協(xié)同共進的指導(dǎo)方式；三是突出梯隊自主創(chuàng)新的個性化培養(yǎng)特色，協(xié)調(diào)發(fā)展柔性評價方法。

關(guān)鍵詞：培養(yǎng)模式；校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地；全日制工程碩士；儀器儀表

全日制工程碩士是指面向工程應(yīng)用領(lǐng)域、以全日制方式培養(yǎng)的專業(yè)學(xué)位碩士，其培養(yǎng)方式、目標及學(xué)生知識結(jié)構(gòu)等方面，與學(xué)術(shù)學(xué)位碩士有諸多不同[1]，全日制工程碩士培養(yǎng)側(cè)重于工程應(yīng)用[2]。2011年國務(wù)院學(xué)位委員會審議通過了《開展“服務(wù)國家特殊需求人才培養(yǎng)項目” 試點工作的意見》議案，決定在本科辦學(xué)方面水平較高、特色較為鮮明的高校，招收培養(yǎng)全日制專業(yè)學(xué)位的工程碩士，以此來探索我國專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)的新途徑[3]。近年來，全日制工程碩士研究生教育已成為我國研究生教育中發(fā)展最快、規(guī)模最大的一種[1,4]。然而，面對以應(yīng)屆本科生為主要生源的現(xiàn)實，在新形勢下如何保證全日制工程碩士的培養(yǎng)質(zhì)量，仍是高校研究生教育所面臨的主要問題[5]。因此，探索與實踐全日制工程碩士的培養(yǎng)模式，對我國研究生教育促進作用積極的促進作用。

北京信息科技大學(xué)(簡稱“北信科大”)儀器儀表專業(yè)作為起步較早、辦學(xué)基礎(chǔ)扎實、師資力量雄厚、發(fā)展迅速的重點專業(yè)，具有以光、機、電、算為學(xué)科基礎(chǔ)的人才知識結(jié)構(gòu)，可培養(yǎng)面向大型骨干工業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)厚、知識面廣的寬口徑人才。全日制儀器儀表工程碩士符合人才市場的需求，也順應(yīng)信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的勢頭。找準辦學(xué)定位，理清辦學(xué)思路，建立適合自身特點的培養(yǎng)模式，不僅是本專業(yè)所需，也是事關(guān)全校研究生培養(yǎng)的重大事情，以此為研究對象具有重要的參考價值。

本文通過對北信科大儀器儀表專業(yè)全日制工程碩士培養(yǎng)中所存在主要問題的分析，結(jié)合實際成功案例，從培養(yǎng)過程、指導(dǎo)方式、評價方法等方面，探索基于校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地的新型培養(yǎng)模式，為全日制工程碩士研究生教育培養(yǎng)模式提供有益借鑒。

1 明確定位 建立基于校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地的新型培養(yǎng)模式

加強儀器儀表工程碩士實踐基地建設(shè)，提高其理論與實踐能力，是培養(yǎng)儀器儀表全日制工程碩士研究生的關(guān)鍵點所在[6]。北信科大根據(jù)全日制工程碩士研究生培養(yǎng)目標，結(jié)合具體培養(yǎng)過程，搭建校企合作平臺，積極探索并開展校企合作培養(yǎng)模式[7]，為高等教育培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需求的高層次應(yīng)用型人才，提供堅實保障。但儀器儀表全日制工程碩士校企合作模式在實際運行中，其效能實現(xiàn)還存在以下主要問題。

第一，企業(yè)與學(xué)生的匹配度不高。在校企合作培養(yǎng)中，聯(lián)合企業(yè)大都是業(yè)內(nèi)知名企業(yè)，但這類企業(yè)大都偏愛于“985”或“211”院校的學(xué)生，一般學(xué)校研究生進入較困難；而許多中小企業(yè)希望將工程碩士培養(yǎng)過程與企業(yè)自身專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，并將研究生畢業(yè)后留在企業(yè)，發(fā)展成為技術(shù)骨干，但由于企業(yè)財力、技術(shù)等方面受限，在留住人才上，處于兩難境地。

第二，混合型導(dǎo)師隊伍的構(gòu)建不夠靈活。工程碩士校企合作培養(yǎng)過程中，沒有形成專業(yè)理論知識豐富與專業(yè)實踐技能高超的混合型導(dǎo)師團隊，學(xué)術(shù)化傾向偏重，實踐技能不突出。

第三，本科專業(yè)背景多樣化、專業(yè)基礎(chǔ)差異化明顯。儀器儀表是工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”，是科學(xué)研究的“先行官”[8]，其對從業(yè)人員的要求較高；而我校儀器儀表工程碩士研究生中，有相當(dāng)一部分是跨專業(yè)就讀，本科專業(yè)背景趨于多樣化，專業(yè)基礎(chǔ)差異明顯，部分學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)方面有待補充與提高，暫不完全符合校企合作的培養(yǎng)要求。

第四，梯隊形式的個性化培養(yǎng)特色不突出。校企合作培養(yǎng)模式注重互利共贏，企業(yè)肩負著發(fā)展社會經(jīng)濟的主要責(zé)任，以工程碩士研究生梯隊形式的個性化培養(yǎng)方式，勢必增加企業(yè)負擔(dān)。同時，在考核及評價方面缺乏靈活多樣的柔性機制。

鑒于上述問題，北信科大對儀器儀表全日制工程碩士研究生的培養(yǎng)模式進行了深入分析，在堅持校企合作模式為主導(dǎo)，并對其進行持續(xù)改進的同時，積極探索基于校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地的新型培養(yǎng)模式。校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地作為學(xué)科建設(shè)成果和研究生實踐經(jīng)驗的綜合性教學(xué)實踐平臺[6]，更加有效地提高儀器儀表全日制工程碩士的綜合能力。基于校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地的全日制工程碩士培養(yǎng)模式是校企合作培養(yǎng)模式的一種有益補充，它將多樣化中小型項目與學(xué)生靈活匹配，將由校內(nèi)外專家學(xué)者、教師及工程師組成的動態(tài)混合型導(dǎo)師團隊指導(dǎo)，既可保證學(xué)生有充裕的理論學(xué)習(xí)時間，又可尊重學(xué)生個性化選擇，使學(xué)生在深入一線的創(chuàng)新實踐中，不斷提高技術(shù)素養(yǎng)和自主創(chuàng)新能力。

2 校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地新型培養(yǎng)模式的探索

北信科大儀器儀表全日制工程碩士新型培養(yǎng)模式的探索與實踐，在務(wù)實、創(chuàng)新的培養(yǎng)原則下穩(wěn)步進行。它充分發(fā)揮了校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地的優(yōu)勢與功能，不斷提高了儀器儀表全日制工程碩士的培養(yǎng)水平，取得了卓有成效的進步。下面以兩個創(chuàng)新課題的成功實踐為例，具體說明這一模式的特點。

其一，我校一支由兩名指導(dǎo)老師和一組工程碩士研究生構(gòu)成的創(chuàng)新項目實踐小組，提出了《基于LabVIEW的小型節(jié)能供熱系統(tǒng)的設(shè)計》這一探索課題，目的是減少日常生活中供熱系統(tǒng)管道上的熱量損失和受熱終端不必要的熱量浪費，以提高能源利用率。此自主探索項目通過采用LabVIEW和NI ELVIS硬件平臺，結(jié)合熱傳導(dǎo)模型與Fuzzy-PID算法，實現(xiàn)對小型節(jié)能供熱系統(tǒng)的控制。在項目初期，由于傳熱模型和Fuzzy-PID算法并未在課堂教學(xué)中涵蓋，學(xué)生在此環(huán)節(jié)上止步不前，花費了大量的精力。校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地的老師了解這種情況后，第一時間協(xié)調(diào)安排了基礎(chǔ)部物理老師和擅長控制理論的校內(nèi)專家，在校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地分別開設(shè)了以傳熱學(xué)和控制算法等為主的基礎(chǔ)課程，以面向沒有傳熱學(xué)和控制理論基礎(chǔ)的研究生。在尋找項目創(chuàng)新點的環(huán)節(jié)上，高年級學(xué)生首先注意到了系統(tǒng)的實用性和可拓展性，提出了在能源上拓展使用聚光太陽能，低年級學(xué)生充分發(fā)揮了自己的發(fā)散性思維，認為可以在系統(tǒng)中并行使用熱水器和供暖設(shè)備，經(jīng)過實踐小組內(nèi)研究討論，指導(dǎo)教師認為設(shè)計是可行的。在此基礎(chǔ)上，小組成員開始收集資料并設(shè)計具體解決方案，指導(dǎo)教師對學(xué)生提出的方案進行審查并提出問題，校內(nèi)工程師對系統(tǒng)具體軟硬件選型及程序設(shè)計進行指導(dǎo)并提出改進建議。最終，小組按時完成了項目設(shè)計，系統(tǒng)達到了預(yù)期效果，該設(shè)計在2011年全國虛擬儀器大賽中獲得了三等獎[9]。以此模式開展的其他幾組創(chuàng)新項目，在2013年、2015年全國虛擬儀器大賽中分別獲得三等獎1項、和二等獎、三等獎各1項，同時也得到了同行們的認可。

其二，我校儀器儀表工程碩士研究生在參觀農(nóng)科院自動化所的過程中，了解到我國在蔬菜大棚的使用上依然處于初級階段，大棚內(nèi)部大多缺乏種植監(jiān)控系統(tǒng)，蔬菜生長的適宜環(huán)境難以保證，而國內(nèi)中小型企業(yè)對這方面的研究還不夠深入。針對此種情況，一組學(xué)生在返校后進行大量的調(diào)研，向老師提出了設(shè)計蔬菜大棚種植監(jiān)控系統(tǒng)的想法，旨在解決塑料大棚精細化種植程度不夠、產(chǎn)出投入比不高等問題。實踐基地教師在聽取學(xué)生的調(diào)研報告后，決定成立由兩名指導(dǎo)教師和五名研究生組成的創(chuàng)新實踐小組。在工作初期，高年級學(xué)生通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)蔬菜生長與灌溉施肥、環(huán)境溫濕度有著很大的關(guān)系，認為系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)精準滴灌、自動混肥和溫濕度監(jiān)控等功能。低年級學(xué)生認為除了上述功能以外，還應(yīng)考慮到影響植物光合作用和呼吸作用的O2及CO2氣體濃度。經(jīng)小組討論，指導(dǎo)教師認為溫濕度、O2和CO2都應(yīng)進行監(jiān)測，除此之外，考慮到蔬菜大棚中的CO可能會引起火災(zāi)或中毒，所以在環(huán)境監(jiān)測過程中，CO這一參數(shù)也不應(yīng)該被忽略。基于此，該小組提出了《蔬菜大棚精細化種植監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計》這一課題。在課題研究過程中，學(xué)生自主對工作進行了分工安排，由三名研究生負責(zé)硬件設(shè)計，兩名研究生負責(zé)軟件設(shè)計。在系統(tǒng)總體設(shè)計及硬件設(shè)備選型等方面，由工程師出生的指導(dǎo)教師進行深入指導(dǎo)并提出改進建議；同時，該組學(xué)生發(fā)現(xiàn)大部分環(huán)境參數(shù)所對應(yīng)的傳感器輸出信號較微弱，不利于采集，需要設(shè)計放大器對信號進行調(diào)理，然而該學(xué)生并未學(xué)習(xí)過PCB設(shè)計之類的課程。為此，校內(nèi)工程師開設(shè)電路設(shè)計講座，為學(xué)生悉心講解了放大器及其PCB板的設(shè)計方法及注意事項，最終，該學(xué)生成功完成了PCB放大板的設(shè)計、制作及調(diào)試。在軟件設(shè)計方面，兩名研究生分別負責(zé)算法程序編寫和界面設(shè)計。針對控制方法的設(shè)計，基地老師邀請校外農(nóng)業(yè)專家舉行專題講座，并指導(dǎo)研究生提出了集約高效的滴灌混肥控制新方法，同時對系統(tǒng)部分功能提出改進建議。最后，研究生設(shè)計與實現(xiàn)了控制新方法，并完善了系統(tǒng)功能。在界面設(shè)計方面，學(xué)生通過學(xué)習(xí)借鑒其他商業(yè)軟件的界面風(fēng)格，利用控件自定義功能設(shè)計了簡潔實用、美觀大方的交互界面。最終，創(chuàng)新實踐組成功地完成了系統(tǒng)設(shè)計，該系統(tǒng)實現(xiàn)了大棚集約滴灌混肥及實時環(huán)境監(jiān)控的功能，有利于我國蔬菜大棚精細化種植水平的提高，得到了農(nóng)業(yè)專家及研究機構(gòu)的肯定[10]。

3 全日制工程碩士新型培養(yǎng)模式探索中的思考

通過以上實踐，我們認為，全日制工程碩士校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地新型培養(yǎng)模式是校企合作培養(yǎng)模式的一種有益補充，其在培養(yǎng)過程、指導(dǎo)方式、評價方法及導(dǎo)師團隊的組建等方面，具有以下特征：

3.1堅持項目培養(yǎng)與跨專業(yè)貫通式教學(xué)形式的有機結(jié)合

基礎(chǔ)理論與工程實踐能力的培養(yǎng)是全日制工程碩士研究生培養(yǎng)的核心所在[11]。面對周期短和培養(yǎng)任務(wù)重之間的矛盾，為提高其工程實踐能力，在實施培養(yǎng)過程中打破先學(xué)習(xí)理論知識，再進行工程實踐，最后開展學(xué)位論文研究的培養(yǎng)模式。靈活采用多樣的中小型企業(yè)項目和自主創(chuàng)新項目為研究課題，在研修公共基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課的同時，在校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地內(nèi)積極開展課題研究，堅持項目培養(yǎng)貫穿整個培養(yǎng)過程。針對項目實現(xiàn)過程中涉及的多學(xué)科問題和專業(yè)深度問題，在鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)的同時，積極開展“基于問題”的跨專業(yè)、貫通式教學(xué)形式，將研究生培養(yǎng)與項目實踐融為一體，實現(xiàn)理論與工程實踐的相互促進，有利于工程碩士綜合能力的提高。

3.2構(gòu)建基于項目的動態(tài)混合型導(dǎo)師團隊 形成師生協(xié)同共進的指導(dǎo)方式

靈活多樣的研究項目勢必要求多樣化的導(dǎo)師團隊。由校內(nèi)外專家學(xué)者、基礎(chǔ)部教師、專業(yè)教師、校內(nèi)工程師組成的混合型、跨專業(yè)導(dǎo)師隊伍，根據(jù)項目特點和進展情況，以授課、講座及手把手傳授等形式，動態(tài)開展多樣化的輔導(dǎo)和培訓(xùn)，形成師生共進的工作方式。在兼顧靈活多樣性的同時，有利于研究生工程能力的提高和知識面的拓寬，是培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的有效途徑之一。

3.3突出梯隊自主創(chuàng)新的個性化培養(yǎng)特色 協(xié)調(diào)發(fā)展柔性評價方法

充分調(diào)動全日制工程碩士研究生自主創(chuàng)新的積極性，支持學(xué)生自主構(gòu)建人員梯隊，鼓勵開展個性化創(chuàng)新工程實踐，發(fā)展適合自身特點的個性化培養(yǎng)特色，滿足社會對人才的多樣化需求。在全日制工程碩士研究生的課程設(shè)置、學(xué)習(xí)方式、畢業(yè)綜合能力鑒定等方面，堅持權(quán)變思想，靈活采用多種形式，協(xié)調(diào)發(fā)展柔性評價方法。

4 結(jié)束語

經(jīng)初步探索與實踐，北信科大采用新型培養(yǎng)模式的全日制儀器儀表工程碩士，在基礎(chǔ)知識、專業(yè)素質(zhì)及動手能力等方面，相比同期非實驗對象的學(xué)生水平明顯提高。同時通過校內(nèi)創(chuàng)新實踐基地內(nèi)的培養(yǎng)，學(xué)生畢業(yè)后在深入一線的創(chuàng)新實踐中，成績斐然，深受用人單位的喜，有效地減輕了學(xué)校和學(xué)生的就業(yè)壓力。

當(dāng)前，全日制工程碩士研究生教育的大幕已經(jīng)開啟，各培養(yǎng)單位開展適合自身培養(yǎng)特色的探索實驗正方興未艾。我們的探索也只是其中的一小部分，還有許多未知的問題等待我們?nèi)ソ鉀Q，我們希望以后的作會做的得更好。

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Exploration of a Novel Training Model for Full-time Engineering Master on Campus Innovation Practice Base : Illustrated by the case of Instrumentation Engineering Master Training in Beijing Information Science & Technology University

Liu Guili, Kong Quancun, Wang Xiaofei, Zhao Shuangqi
School of Instrument Science and Photoelectronic Engineering, Beijing Information Science& Technology University, Beijing, 100192, China

Abstract:It has a very important practical significance to explore and research the training mode (TM) for full-time engineering master (FTEM). A novel TM based on campus innovation practice base is explored by analyzing the main problems that exist in the training process of the FTEM of instrumentation professional in Beijing Information Science and Technology University. The training practices have illustrated that the novel TM is a useful supplement to that of school-enterprise cooperation. And it has the following three characteristics: Firstly, persistent the training supporting on projects and inter-professional through-typed teaching forms are combined organically. Secondly, the team that teachers and students work together is created by a dynamic mixed guider team based on the engineering project. Thirdly, the training characteristics of independent innovation on personnel echelon is highlighted, and the flexible evaluation method is developed reasonably.

Key words:training mode(TM); campus innovation practice base; full-time engineering master (FTEM); instrumentation

基金項目：北京信息科技大學(xué)2015年度人才培養(yǎng)項目《研究生教育質(zhì)量工程》(編號:YJT201525)。

作者簡介：劉桂禮，碩士，教授，副處長。

收稿日期：2015-12-23