創新能力的培養模式研究與實踐——針對測控技術與儀器專業本科生

創新能力的培養模式研究與實踐
——針對測控技術與儀器專業本科生

李 恒 燦，牛 金 星

(華北水利水電學院 機械學院，河南 鄭州 450011)

摘要：通過確立專業創新人才培養目標、整合課程體系、調整課程內容和改革考核制度，加強學生創新能力基礎知識的培養；通過構建立體化創新實踐平臺，積極營造創新環境和氛圍；建設良好師資隊伍，合理構建教育創新教學團隊，為培養創新性人才建立良好的實踐條件。

關鍵詞：測控技術；儀器專業；創新能力；培養模式

收稿日期：*2014-12-22

基金項目:河南省專業綜合改革試點—機械設計制造及其自動化資助項目。

作者簡介：李恒燦(1968-)，河南省許昌人，碩士，講師，主要研究方向：智能儀器儀表。

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A

0引言

黨的十七大以來，黨中央、國務院作出了走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人才強國等一系列重大戰略部署，這對高等工程教育改革發展提出了迫切要求。走中國特色新型工業化道路，迫切需要培養一大批能夠適應和支撐產業發展的工程技術人才；建設創新型國家，提升我國工程科技隊伍的創新能力，迫切需要培養一大批創新型工程人才；增強綜合國力，應對全球化的挑戰，迫切需要培養一大批具有國際競爭力的工程技術人才。這就需要改革工程教育人才培養模式，提升學生的工程實踐能力、創新能力和國際競爭力，構建布局合理、結構優化、類型多樣、主動適應經濟社會發展需要的、具有中國特色的社會主義現代化高等工程教育體系，加快我國向工程教育強國邁進。為此，各高校的各個工程專業都在努力探索新的、適應我國工程教育發展戰略的培養模式和教學體制。測控技術與儀器專業相對于其它工程技術專業是一個較新的專業，它屬于多學科交叉的一個專業，如何改革培養模式，培養出適應社會需求、具有創新能力的工程技術人才，是擺在我們面前的一個重要課題。本文就我校多年來對測控技術與儀器專業創新型人才培養的探索與實踐所取得的成果進行一下介紹。

1專業創新人才培養目標的確立

測控技術與儀器專業是以光、機、電、計算機等為基礎的多學科交叉學科，目的是培養符合人才市場需求的基礎厚、知識面廣的寬口徑人才。筆者在查閱多所高校的教學指導計劃時發現，我國高校更多地把教育教學的重點放在知識的傳授上，較少考慮大學生個性化差異和科學素質的培養。高校對學生的教育重點更多地放在常規的教學過程中，學生的學習主要是以掌握知識為主，雖然各高校越來越重視對學生創新能力的培養，但我國現有的創新型人才培養研究缺乏可操作性，效果不明顯。在這種現狀下，學生的基礎知識雖然比較扎實，知識存儲量也比較大，但在創新能力、實踐能力上卻滿足不了社會對高質量人才的需求[1]。

從現代科學技術的發展趨勢來看，要求高校的學科結構更加合理，注重理工交叉，加強文理滲透，為學生營造一個受“多學科融合貫通、技能多樣化，發揚個性”熏陶的人才成長環境。我校測控專業是2005年建立的，為了突出自己的優勢所在，在制定專業人才培方案時，派出多位教師，考查了十多所兄弟院校的專業建設情況，研究了幾十所兄弟院校的專業培養計劃，盡可能地擯棄以往制定的教學弊端，以“依托水利，服務地方經濟,培養應用型人才”為理念，結合我系師資隊伍的學術體系結構，經過多年的研究與實踐，確立了以“能在包括國防等國民經濟部門從事測量控制與儀器領域的科學研究、設計制造、技術研發、質量控制和生產管理等工作，在測量控制領域技術集成和儀器綜合設計方面具有實踐能力和創新精神的高素質應用型人才[2]”。

2培養方案的修訂與完善

我校測控專業歸屬于機械學院，在建立之初，主要依托機械工程一級學科下機械設計制造及其自動化專業，結合我校的辦學方針及辦學條件，整合現有的辦學資源和學科優勢，構建了建立在機械工程大類平臺上的測控技術與儀器人才培養體系，在多年的辦學中，積累了豐富的經驗，形成了自己的特色和學科優勢。但是隨著社會的發展，創新型人才越來越受重視，我校也逐步調整了本科專業人才培養方案，以適應社會需求。在專業教學培養方案的制定過程中，逐步完善新的教學體系，構建創新型人才培養模式，深化教學改革，定期進行本科培養計劃的修訂，完善人才培養培養框架，修訂教學內容，跟蹤科技發展前沿，及時在教學中融入最新科研成果，改進教學方法和手段，完善各項教學制度，逐步形成了適應社會需求的人才培養方案。

2.1整合課程體系，加強基礎知識和專業能力的培養

按照拓寬基礎、加強素質教育和創新能力培養的思路制定教學計劃，改變長期以來偏重知識傳授的做法，對課程體系和教學內容進行了改革。在課程體系的修訂過程中，以培養學生創新能力為核心，將創新設計思想理念貫穿于教學過程。重視必修課、限選課和任選課的學時比例分配，整合了相關課程內容，提高了知識傳授率。如在必修課中將原來的“理論力學”和“材料力學”兩門課整合為工程力學一門課，機械原理和機械設計兩門課整合為機械設計基礎一門課，相應增加了部分課程的學時數，保證了知識傳授的質量；將限選課中的復變函數與積分變換改為必修課，增強了學生的基礎知識。在限選課中，將機械工程測試技術和傳感器原理整合為傳感器原理一門課，去掉了機械制圖課，增加了信號與系統課，加強了學生專業基礎知識。把任選課中的專業英語、工程光學、測控電路、單片機原理及應用、測控系統原理與設計等課程改為限選課，拓展了學生的專業知識，加強了學生的實際應用能力。為了讓學生對自己的專業從一入學就有所認識，激發他們的專業熱情，在限選課中增加了16學時的儀器科學與技術概論知識講座，選派有經驗的老師給他們進行講座，使他們對所學專業有初步的了解，激發他們的學習熱情。具體學分及課時分配情況如表1所示。

表1:學分及課時分配表

2.2調整課程內容，改革考核制度，突出創新能力的培養特點

不但整合了相關課程，課程內容也相應作了調整，盡量選用能夠激發學生創新意識的教材，在備課時，各相關任課老師相互溝通，避免相關課程內容重復講解，授課時增加實際應用和實際項目的內容，盡量采用互動教學方式，讓學生通過實際應用和實際項目的學習和認識，進一步鞏固所學知識，加深對基礎知識的理解與掌握。在理論教學的同時，增加了課堂測驗的比重，規定每門課程的課堂測驗學時數不少于總授課時數的1/4。通過課程體系和課程內容的改革與實踐，學生的動手能力和思考問題的能力比往屆學生有明顯提高。

為了充分調動和發揮教與學雙方的積極性、自主性和創造性，促進學生知識、能力、素質的協調發展，學校注重因材施教和學生個性發展的科學合理的學生學業評價方式，進一步探索作業與考試方式。為了更加客觀、科學地考核課程的教學效果，更加合理、公正地考評學生的學習成績，學校規范了考試程序，改革了考試方法，提出了通過理論和實踐教學相結合的考核方法，按照課程性質和教學內容的不同，實施了筆試(開卷或閉卷)+實踐+答辯相結合的考核方式，注重學生的專業動手能力，提高課程考試質量。通過改革使得考核方法靈活，考試成績更加真實可信，學生的實踐和創新能力也得到了提高。

2.3改革實驗教學體系，注重創新能力的培養

根據測控技術與儀器專業具有實踐性、綜合性強的特點，在培養方案的制定和教學計劃的實施過程中，我校堅持和完善理論教學與實踐環節并重的教學模式。為了加強對學生實踐能力和創新能力的培養，對實踐教學環節進行了大幅度調整。以課內實驗、金工實習、課程設計、生產實習、畢業實習和畢業設計為主線，結合開放式實驗室、科技創新實驗平臺、社會實踐以及各種科技競賽，并相應增加了大學生科技創新訓練、測控電路課程設計、單片機課程設計和專業綜合課程設計，整合了電工實習和電子工藝實習，實踐性教學環節學分33分，占總學分的18.4%。實踐創新貫穿教學全過程，形成了包含實踐技能層、基礎提高層、綜合創新層和科技研究層的多層次立體化的實踐教學體系，多方位提高學生的創新意識和理論與實踐相結合的能力。

實踐技能層以電工電子實習和生產實習為主，主要針對電工與電子測量方面的工程訓練，使學生掌握元器件的辨識及使用，掌握基本電工電子設備的安裝、調試與測試方法；基礎提高層以課程實驗和獨立課設實驗為主，課程實驗類型也做了相應調整，原來以演示性和驗證性實驗為主，現在主要以綜合性和設計性實驗為主，重點提高學生理論與實踐相結合的能力，理解理想模型與實際差異的能力以及將所學知識綜合運用解決工程問題的能力；綜合創新層以各類課程設計和創新實驗為主，通過課程設計和創新實踐課程，目的是對學生進行更深入的培養和訓練，幫助學生由淺入深，逐步掌握系統設計的基本知識及開發部分功能模塊的能力；科技研究層是通過組織學生參加大學生創新實驗項目、全國大學生電子設計大賽、全國大學生智能機器人大賽、無碳小車設計大賽等，培養學生創新意識和科學研究素養，提高學生的綜合素質及創新能力。

3創新能力培養條件的建設與實踐

近年來，我校測控技術與儀器專業為培養具有創新能力、適應社會需求的人才，從多方面著手，構建了具有明顯特色的創新人才培養環境。

3.1構建立體化創新實踐平臺，積極營造創新環境和氛圍

為滿足學生能夠進行自主地進行創新實踐，機械學院領導想方設法為學生創造條件，主要措施有：

(1)建立靈活的實驗室與實訓中心開放制度。先是局部地為學生開放測控技術與儀器專業實驗室，后來考慮到本專業涉及多學科知識，為了給學生創造一個良好的環境，學院領導經研究決定，為創新小組的學生開放機械學院所有實驗室和實訓工程中心，創新小組學生經過申請后可以到任何一個實驗室作創新實驗。

(2)為激發學生積極參加創新實踐活動的興趣，培養學生自主創新能力，機械學院領導研究決定，以學院副書記為組織者，組織全系教學經驗豐富、科研能力強且富有創新意識的中青年教學骨干成立了測控技術與儀器專業本科創新指導小組，加強對本專業學生創新實踐的指導。

(3)學校有關部門也根據國家指導政策，吸取其他兄弟院校的經驗，積極成立大學生創業園和大學生創業基地，鼓勵學生積極成立和參加創新和創業小組，經過學院和學校組織的評審，選擇比較優秀的創新和創業項目給予不同程度的資助，并鼓勵他們參加省級和國家級的比賽。

(4)學院在工程實訓中心為創新小組設立活動地點，并利用實驗室建設經費和科研經費購置了新的專業實驗設備和儀器，鼓勵學生在實驗室從事創新研究，為學生創造了良好的創新環境和氛圍。

近年來，隨著學校和學院政策的扶持，參加課外科技活動和各類創新大賽的學生逐年增加，獲獎人數和級別也逐年提高。

3.2建設良好師資隊伍，合理構建教育創新教學團隊

本科創新人才培養的關鍵在于能否培養具有良好科研能力、實踐能力、教學能力三位一體的教師隊伍[2]，我校測控技術與儀器專業在進行本科創新人才培養的探索與實踐過程中，培育了一批優秀教學骨干，逐步形成了一支結構合理、教學優良、以市級科技創新團隊負責人作為帶頭人的教學創新團隊。在推進創新教學團隊建設中主要的措施有：

(1)積極選送教學團隊大頭人和團隊成員到國內外高水平大學和科研機構進修深造和進行合作研究，選送優秀教師參加國內國際學術會議，擔任學術職務。

(2)積極引進具有能力的高學歷和高職稱人才，擴大教育創新團隊。學校和學院給有能力的引進人才提供優厚科研和生活條件，鼓勵他們進行科研和創新研究。

(3)打破論資排輩的觀念，建立鼓勵機制，加大資助力度，對有創新能力和突出貢獻的中青年教師給予特殊獎勵。

(4)建立良好的教研室活動制度，規定每雙周周四下午進行教研室活動，主要針對教學、實踐和科研中遇到的問題進行討論，共同探討和改革相應授課計劃和內容，協調理論知識和創新能力的銜接與穿插。這種做法得到了學校領導、學院領導和有關部門的一致好評，并被評為校級優秀教研室。

(5)鼓勵教師積極申報國家級、省部級科研項目并給與一定資助，鼓勵廣大教師申報教育教學研究課題，加大對教改課題開展研究支持力度。

(6)積極實施教師、實驗員和實訓指導人員考評制度，采取由教務處、學院兩級督導和學生測評機制，并在實踐中不斷完善，大大了提高教師的專業素質。

(7)對指導學生創新小組的教師給予一定資助，并對在省級以上競賽中獲獎的指導教師給予獎勵。

4總結與展望

我校測控技術與儀器專業雖然建立時間不長，各項條件與國內知名院校相比相對較弱，但在學校和學院的大力支持下，經過十年的發展，實驗和教學條件明顯改善，科研成果也比較顯著。從建立測控專業之初到現在，獲省級教學成果一等獎一項，省級精品課程和省級教學團隊等多項獎勵，獲校優秀教學質量一等獎一項，培養河南省教學標兵一名，校青年教師講課大賽二等獎2名，編寫教材十多部。指導創新小組參加競賽獲省級二等獎一項，三等獎兩項。

但大學生創新能力培養模式的完善是一個漸進的過程，還需要從多方面進行改善。要想給學生一個良好的創新環境，今后還需完成一下工作：

(1)進一步優化本科生培養方案，重點放在課程內容的更新與優化，實踐課程體系的改革上，整合和優化學科基礎課與專業科的銜接，改革課程實驗體系和內容，盡可能多開綜合性和設計性實驗項目，使得學生的創新能力有實質性提高。

(2)加大專業核心課程的建設力度，力爭建設省級及以上精品課程。

(3)進一步加強青年教師的培養，全面提高本專業教師的業務素質和教育水平，建立良好的激勵機制，鼓勵大家進一步提高科研水平。

(4)根據創新人才培養和課程建設的需要，鼓勵本專業教師編寫一批適應學科發展和教學改革需要的高質量教材。

(5)進一步完善創新指導小組工作和創新環境的建設，建全各類競賽激勵機制，鼓勵更多學生積極參加創新小組，盡量使本科生的創新能力得到普遍提高。

參考文獻〔〕

[1]鄭愛蓮.論創新教育的現實困境與困境突破 [J].中國高教研究，2002,(4):69-70.

[2]宋保維,崔景元.結合學科建設和科學研究,構建創新人才培養體系[J].中國高等教育研究,2006,(1):32-33.

The Research and Practice of Innovative Ability Training Mode

——For Undergraduates of Measurement and Control Technology and Instrument Specialty

LI Heng-can,NIU Jin-xing

(School of Mechanical Engineering,North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou 450011)

Abstract:Through the establishment of the aim to train innovative talents,The integration of curriculum system,The adjustment of curriculum content and The reform of examination system,Have Strengthened the training of basic knowledge of students' innovation ability.By constructing the three-dimensional innovative practice platform,Actively creating innovative environment and atmosphere,construction the good teachers team and reasonably construction of the innovation of education teaching team,The good practice conditions for cultivating innovative talents have been established.

Key words:Measurement technology；Instrument specialty；Innovation ability；Training model