立足新工科的創新型實踐教學培養模式

汪毅 丁振揚 張學遷 田慶國 尤勐 陳曉冬 蔡懷宇

[摘 要] 面對當前迅猛的科技革命與產業變革，一流的本科實踐教學是保證新工科人才培養質量必不可少的環節。天津大學光電專業的本科實踐教學以產業需求和科技發展為導向，以培養創新型卓越工程科技人才為目標，開展了分階段、多層次的實踐教學探索性改革。充分發揮工科專業特色優勢，采用指導式實踐、獨立工程項目、校企聯合實訓等形式，增大學生在實踐中的參與度和完成度，提升其實踐創新能力。文章闡述了天津大學光電專業本科實踐教學的建設思路、實踐內容以及實踐成果，并分享了實踐教學中的經驗。

[關鍵詞] 本科實踐教學;新工科建設;校企聯合;多層次

[基金項目] 教育部光電信息科學與工程教指分委2019年教育教學研究項目“以產業需求和技術發展為導向的光電專業創新型實踐教學培養模式研究”（gdxgk01）

[作者簡介] 汪 毅（1981—），女，博士，天津大學精密儀器與光電子工程學院講師，碩士生導師，研究方向為光電成像技術和圖像處理。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標識碼] A ? ? [文章編號] 1674-9324（2020）39-0272-02 ? ?[收稿日期] 2019-12-25

一、背景

隨著人工智能等新興技術的發展，世界范圍均面臨著科技和產業的加速變革。習近平總書記指出“我們對高等教育的需要比以往任何時候都更加迫切，對科學知識和卓越人才的渴求比以往任何時候都更加強烈”[1]。為推動新工科建設，2017年2月，教育部在復旦大學召開“高等工程教育發展戰略研討會”，與會高校就新工科的內涵、建設與發展的達成了一系列共識[1]，其中“新工科建設需要加強研究和實踐”對實踐教學提出了要求。2017年4月，“新工科建設研討會”在天津大學召開，與會高校一致認為新工科環境下的教育教學應“實現從學科導向轉向以產業需求為導向”，培養“創新型卓越工程科技人才”[2]，強調了工程人才培養中創新性及滿足產業需求的要求。2017年6月，教育部啟動新工科建設。審議通過《新工科研究與實踐項目指南》[3]，提出“開展深化產教融合、校企合作的體制機制和人才培養模式改革研究和實踐”[3]。再次強化了對教學—產業結合的要求。

綜上所述，相對于傳統以課程為中心的實踐教學，立足新工科的實踐教學具有強調以學生為中心，注重創新能力培養，以及關注產業需求的特征。在前期校企聯合實踐基地建設成果的基礎上，天津大學光電工程專業從2017年起開始實施傳新型實踐教學改革，以產業需求和科技發展為導向，以培養創新型卓越工程科技人才為目標，建立分階段、多層次的實踐教學培養模式。

二、創新型實踐教學模式建設方案及組織實施

原有實踐教學以課程為中心，采用“一課一題”“專業內訓練”的方式，教學形式單一、實踐教學內容零散、校內實踐教學與工程實際脫節。針對這些問題，經過實踐課程組教師的反復研討，確定了以學生為中心，以工程項目和校企聯合實踐基地為平臺，三階段逐層遞進的實踐教學模式。

1.第一階段：指導式實踐教學

從本科生大二下學期開始啟動第一階段實踐訓練。實踐訓練課題由教師提供，其內容選自教師科研項目。學生3～5人一組，通過與課題負責教師雙向選擇的方式加入課題。在實踐訓練過程中，學生進入課題負責教師實驗室，教師綜合考慮學生的特長、興趣和學習能力予以分工，保證每名學生有具體、明確、可評價的任務。學生在教師和助教的指導下，完成開題、資料查詢、研究任務、總結等，并觀摩實驗室日常科研活動。這一階段實踐教學的目標是培養學生的工程性思維，包括：如何從工程要求入手將工程問題分解為技術問題，如何根據技術問題查詢文獻，如何將已學知識用于解決工程問題等。

2.第二階段：獨立工程項目實踐訓練

學生具備了基本工程性思維后，在本科大三上學期啟動第二階段獨立工程項目實踐訓練。學生組成3～5人的研究小組，在已學課程的基礎上，申報課題。課題需與光電檢測、圖像處理、光學設計等專業技術相關，具體內容由學生自行確定。每個課題均需進行研究背景與國內外進展調研，明確研究目標、研究內容、研究計劃及每名組員的具體任務，并接受專業組織的教師團審核。課題所需設備及材料由光電專業實驗室提供支持。在課題完成過程中，學生以組為單位獨立完成全部調研與研究任務。課題完成后，以組為單位提交結題報告、展示課題成果并進行答辯;同時每名組員提交個人報告，闡述自己的任務的完成情況，以防止部分同學在實踐中“出工不出力”的現象。這一階段實踐教學的目標是培養學生獨立解決工程問題的能力、工程創新能力以及團隊合作能力。

3.第三階段：校企聯合實訓

天津大學光電專業與華科創智、歐波、賽特等多家企業合作建立了個校企聯合培養基地。本科生在大四階段進入企業完成校企聯合實訓。在實訓前，專業組織企業負責人及工程師為學生進行企業運營、工程技術、制造工藝、產品質量監管等方面的講座，使學生初步了解企業的生產活動。在實訓中，改變傳統“走馬觀花”的參觀式教學，學生在企業導師的指導下親身參與到產品研發制造中，體驗以工程師的角度思考和解決問題的過程。這一階段實踐教學的目標是使學生身臨其境地進入工程師角色，從企業需求的角度思考產品的研制對工程師的要求。

三、創新型實踐教學模式建設成效

實踐教學模式改革變“老師教我操作”為“我想辦法解決工程問題”，有效調動了學生的實踐積極性和創新性。自改革以來，超過150名學生參與了實踐環節，其中部分學生利用實踐成果發表了論文、申請了專利、參與競賽并獲獎。

四、總結

實踐教學是工科教學的重要組成部分。天津大學光電專業的創新型實踐教學模式改革是大學在立足新工科、培養創新型卓越工程師過程中的一次嘗試，通過分階段、多層次的實踐訓練逐步加強學生的工程創新性思維，為進一步實現從學生到工程師的飛躍打下了基礎。

參考文獻

[1]更強大的中國呼喚更優質的高等教育[EB/OL].-www.china.com.cn/op...-2017-12-13.

[2]“新工科建設復旦共識[EB/OL].-baike.sogou.com/v...-2019-9-12

[3]新工科建設指南（“北京指南”）[EB/OL].-education.news.cn/2...-2017-6-13