卓越工程師專業(yè)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐課程
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摘要:上海交通大學(xué)是首批加入教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的高校之一。學(xué)校電子工程系信息工程專業(yè)經(jīng)過多年實(shí)踐，探索了一套行之有效的卓越計(jì)劃創(chuàng)新培養(yǎng)模式。最近，針對(duì)實(shí)踐教學(xué)中存在與業(yè)界工程設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展相脫節(jié)的問題，遵照教育部《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》精神，該校進(jìn)一步深化工程設(shè)計(jì)實(shí)踐課程的改革，深度利用科技型企業(yè)的優(yōu)勢(shì)資源，以項(xiàng)目引導(dǎo)、自主探究方式開展工程實(shí)踐課程的校企共建，彌補(bǔ)學(xué)校教學(xué)資源的不足。
關(guān)鍵詞:卓越工程師;培養(yǎng)計(jì)劃;校企合作;項(xiàng)目引導(dǎo);自主探究
0引言
教育部于2010年提出“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”［1-3］，旨在全面提高工程技術(shù)人才教育培養(yǎng)質(zhì)量，在高等工程教育中強(qiáng)化對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。2015年由國(guó)務(wù)院的《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》［4］，從建設(shè)課程體系，改革教學(xué)方法和考核方式，加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐3方面提出了針對(duì)性要求。以電子信息類工程專業(yè)為例，全國(guó)各高校積極開展教改實(shí)踐，形成了各具特色的成果和做法［5-10］。比如，西安電子科技大學(xué)由學(xué)校牽頭通過校內(nèi)與校外相結(jié)合，資源優(yōu)化整合、利用率最大化，以生為本等舉措提升“協(xié)同育人、服務(wù)育人，實(shí)踐育人”的理念;以社會(huì)和企業(yè)需求為導(dǎo)向，構(gòu)建“六要素三結(jié)合一循環(huán)”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式［11-13］。再比如，胡仁杰等［14-15］以“在課內(nèi)外相結(jié)合的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、知識(shí)運(yùn)用、科學(xué)研究、工程實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作、探索創(chuàng)新的基本能力與素養(yǎng)”為目標(biāo)，通過課外研學(xué)與自主創(chuàng)新項(xiàng)目讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)研究探索、學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。自2010年加入首批教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”以來，我校信息工程專業(yè)始終圍繞教育部卓工培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)踐探索，先后承擔(dān)教育部電子信息類專業(yè)教指委“重大、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題”研究課題、學(xué)校新一輪學(xué)科建設(shè)課題等教改項(xiàng)目，科學(xué)規(guī)范地探索出一套信息工程專業(yè)卓越工程師創(chuàng)新培養(yǎng)模式，形成了具有特色的層層遞進(jìn)和系統(tǒng)化的工程實(shí)踐教育體系［16-17］。近期，又特別針對(duì)工程實(shí)踐教學(xué)中遇到的新問題，通過深度開展校企合作，深化改革了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐課程，在教學(xué)實(shí)踐中獲得良好成效。
1校企深度合作課程建設(shè)的必要性和可行性
首批加入教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”后，信息工程專業(yè)在較短時(shí)間內(nèi)就構(gòu)建了層層遞進(jìn)和系統(tǒng)化的工程實(shí)踐教育體系。該體系既包含作為先導(dǎo)的在校內(nèi)開設(shè)的專業(yè)實(shí)踐系列4門課程，也包括全程在校外企業(yè)完成的專業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。然而，經(jīng)過2輪運(yùn)行后，通過走訪調(diào)研卓越工程師計(jì)劃合作企業(yè)，教學(xué)中一些較深層次問題得以暴露。最首要的問題是校內(nèi)開設(shè)的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)與業(yè)界實(shí)際工程設(shè)計(jì)理念和技術(shù)狀況存在脫節(jié)，使得先導(dǎo)課程實(shí)際效果打了折扣。企業(yè)反映，學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)后不得不經(jīng)歷比較長(zhǎng)的補(bǔ)充學(xué)習(xí)培訓(xùn)，在6～8周的企業(yè)實(shí)習(xí)中前期學(xué)習(xí)往往要占去3～4周。要解決好該問題，需要從兩方面著力。①須設(shè)法使校內(nèi)課程的實(shí)踐課題更加貼近工程實(shí)際，反映當(dāng)前較新的設(shè)計(jì)理念和研發(fā)動(dòng)向;②須設(shè)法讓學(xué)生在校內(nèi)學(xué)習(xí)時(shí)就能用上業(yè)界主流的工程應(yīng)用技術(shù)、儀器設(shè)備和設(shè)計(jì)工具?？萍夹推髽I(yè)處于工程設(shè)計(jì)實(shí)踐前沿，參與高度激烈商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，在上述兩方面擁有優(yōu)勢(shì)資源。通過校企深度合作，能爭(zhēng)取有效利用企業(yè)資源彌補(bǔ)學(xué)校教學(xué)資源的不足。另一方面，校企深度合作也能讓科技型企業(yè)受益?；舅刭|(zhì)優(yōu)秀的在校生提前以實(shí)習(xí)生身份加入企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)力所能及的技術(shù)任務(wù)，既減輕了企業(yè)正式傭工的壓力，也為企業(yè)精準(zhǔn)招募得力的員工提供了選擇和考察機(jī)會(huì)。正是由于存在這種雙贏，所以令合作的持久性有了基礎(chǔ)。
2校企深度合作課程建設(shè)的原則和方法
校企深度合作課程依據(jù)以下基本原則和具體方法路徑進(jìn)行建設(shè)，并首先在信息工程專業(yè)“卓越工程師班”開展教學(xué)試點(diǎn)。
2．1課程建設(shè)原則
(1)課程應(yīng)具有顯著的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐屬性。課程要求學(xué)生選擇并完成一個(gè)工程設(shè)計(jì)課題，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)做工程師。課程結(jié)題時(shí)，學(xué)生要展示工程設(shè)計(jì)原型樣機(jī)或系統(tǒng)，并提交工程設(shè)計(jì)文件和圖紙。(2)設(shè)計(jì)課題應(yīng)來源于科技型企業(yè)。從科技型企業(yè)尋求的課題能反映當(dāng)前技術(shù)新理念，緊跟研發(fā)新動(dòng)向，能有效修補(bǔ)“學(xué)院式教育”短板，快速打通理論教育與工程實(shí)踐相結(jié)合的路徑。不過，課題技術(shù)難度上也要注意與學(xué)生的能力程度相匹配。(3)企業(yè)科研人員應(yīng)實(shí)質(zhì)性擔(dān)任課程教師(課題導(dǎo)師)。處于工程研發(fā)最前線的企業(yè)科研人員有條件接觸最新技術(shù)理念，有條件接受充分訓(xùn)練來掌握新儀器裝備和設(shè)計(jì)工具的用法。其中有的專業(yè)化培訓(xùn)成本還十分昂貴。這些條件往往是學(xué)校專業(yè)教師或?qū)嶒?yàn)室技術(shù)人員所不具備的。因此須聘請(qǐng)企業(yè)科研人員擔(dān)任課程內(nèi)容的主講教師，并以課題導(dǎo)師身份參與技術(shù)指導(dǎo)和課程考核，確保設(shè)計(jì)項(xiàng)目能高效合理地完成。同時(shí)，為課程設(shè)置校內(nèi)教師配合工作。(4)教學(xué)質(zhì)量和管理須全面達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。教育主管部門和學(xué)校自身都已有較為完善的教學(xué)質(zhì)量和管理規(guī)范，校企共建課程必須全面遵循，不能變成“法外之地”。合作共建課程不能簡(jiǎn)單“托管”給企業(yè)，因?yàn)槠髽I(yè)是商業(yè)機(jī)構(gòu)，承受市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力，當(dāng)出現(xiàn)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)很難苛求其把學(xué)校和學(xué)生的利益擺在第一位。因此，校企共建課程的主導(dǎo)權(quán)和主動(dòng)權(quán)必須由學(xué)校掌握，學(xué)校是辦學(xué)活動(dòng)主體，有責(zé)任保證教學(xué)活動(dòng)的穩(wěn)定和可持續(xù)運(yùn)行。在這方面，課程校內(nèi)教師有責(zé)任積極作為。
2．2課程建設(shè)的主要方法
(1)做好合作企業(yè)的挑選和聯(lián)絡(luò)工作。挑選研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)力較強(qiáng)的科技型企業(yè)作為合作對(duì)象。此外，企業(yè)所處行業(yè)與學(xué)校專業(yè)的關(guān)系，企業(yè)接納學(xué)生的能力，甚至包括企業(yè)與學(xué)校間的路程距離，都要納入統(tǒng)一考慮。大部分合作先由院系級(jí)與企業(yè)對(duì)口部門達(dá)成合作意向，再轉(zhuǎn)交各自基層直接聯(lián)系落實(shí)。(2)商討明確校企雙方的責(zé)任劃分。企業(yè)參與課程建設(shè)的活動(dòng)應(yīng)該是非營(yíng)利性的。對(duì)因?qū)W習(xí)需要進(jìn)入企業(yè)場(chǎng)所的學(xué)生，企業(yè)可對(duì)其提出紀(jì)律要求，并提供必要培訓(xùn)，防止發(fā)生危及學(xué)生人身安全的生產(chǎn)事故。學(xué)校為課程開展提供必要的物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)條件，為學(xué)生購(gòu)買人身安全類保險(xiǎn)。企業(yè)導(dǎo)師主要負(fù)責(zé)課題技術(shù)指導(dǎo)，為學(xué)生保質(zhì)保量完成課題任務(wù)提供必要支持;同時(shí)，對(duì)評(píng)定學(xué)習(xí)成績(jī)有實(shí)質(zhì)性話語(yǔ)權(quán)。校內(nèi)教師主要負(fù)責(zé)教學(xué)活動(dòng)規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)、管理監(jiān)督，督促教學(xué)按進(jìn)度有序開展，并負(fù)責(zé)按學(xué)校內(nèi)部要求準(zhǔn)備和提交各種課程管理文檔材料。(3)抓好課程項(xiàng)目選題分配工作。為保證質(zhì)量，一名企業(yè)導(dǎo)師限參與一項(xiàng)課題的指導(dǎo)，每項(xiàng)課題最多接納兩組學(xué)生，每組以2或3人為宜。首先師生互選。課題任務(wù)要求向?qū)W生，有條件的可安排課題導(dǎo)師來校宣講交流;然后學(xué)生向?qū)熖岢鲞x題報(bào)名申請(qǐng);再由導(dǎo)師面試確認(rèn)?；ミx環(huán)節(jié)未落實(shí)課題的學(xué)生接受指定分配。過程中由校內(nèi)教師負(fù)責(zé)登記備案，并督促在限期內(nèi)完成師生互選和項(xiàng)目小組定編定人。整個(gè)過程一般在1～2周內(nèi)完成。(4)開展過程考核，創(chuàng)新評(píng)價(jià)機(jī)制。項(xiàng)目式設(shè)計(jì)實(shí)踐類課程通常不設(shè)期末卷面考試，其考核由多方面評(píng)價(jià)組成，在學(xué)期的不同時(shí)間點(diǎn)設(shè)立數(shù)個(gè)考核環(huán)節(jié)。過程考核可以比較全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也能在過程中適時(shí)督促學(xué)生抓緊工作進(jìn)度，按期完成任務(wù)。
3課程運(yùn)行舉例
以“系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、工具與實(shí)踐”為例。依據(jù)課程大綱，該課程34學(xué)時(shí)2學(xué)分，開課期17周，是“一門設(shè)計(jì)實(shí)踐課程，幫助學(xué)生獲得一定的工程研發(fā)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)”“引導(dǎo)學(xué)生在解決工程實(shí)際問題中提高設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)技巧和團(tuán)隊(duì)協(xié)作素養(yǎng)”，且課程“與合作企業(yè)共建”。前期，卓越計(jì)劃工作組會(huì)同課程的校內(nèi)教師，接洽了三家科技型企業(yè)，最后選定愛立信(上海)研發(fā)中心作為正式合作單位。提前一個(gè)學(xué)期，校內(nèi)教師與企業(yè)對(duì)口合作的研發(fā)部門工程師充分接觸。雙方綜合考慮課題先進(jìn)性、技術(shù)難度、實(shí)施條件等因素，討論確定了4項(xiàng)課程任務(wù)選題，相應(yīng)確定了企業(yè)導(dǎo)師。4項(xiàng)選題分別是軟件定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧數(shù)據(jù)處理加速、室內(nèi)定位系統(tǒng)、家庭影院系統(tǒng)和移動(dòng)氣象站設(shè)計(jì)。由企業(yè)導(dǎo)師按統(tǒng)一格式編寫“課程項(xiàng)目任務(wù)要求”。課程開始后，歷經(jīng)師生互選和分組、項(xiàng)目計(jì)劃、總體設(shè)計(jì)、中期匯報(bào)、結(jié)題答辯、報(bào)告評(píng)閱及綜合評(píng)分等過程(見表2)，順利完成教學(xué)任務(wù)，獲得相當(dāng)好的教學(xué)效果。本輪運(yùn)行面向本科三年級(jí)“卓越工程師班”共23名學(xué)生。在過程中，除了通信聯(lián)系，學(xué)生還需定期前往企業(yè)接受導(dǎo)師當(dāng)面指導(dǎo)。有些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)也必須前往使用企業(yè)的技術(shù)開發(fā)環(huán)境。不過，大部分學(xué)習(xí)時(shí)間仍依靠學(xué)校提供工作環(huán)境。電子工程系建有主要服務(wù)于教學(xué)的開放性實(shí)驗(yàn)室，共約300m2有將近100個(gè)實(shí)驗(yàn)工位。還附屬有實(shí)驗(yàn)器材室、耗材室，為學(xué)生提供柜臺(tái)式服務(wù)。
4尚存的問題及改進(jìn)思考
課程建設(shè)和運(yùn)行收到了很好的效果，但也存在一些問題或隱憂。(1)貼近工程開發(fā)前沿的項(xiàng)目課題，往往也伴隨著開發(fā)難度。技術(shù)難度過高的課題不適合本科學(xué)習(xí)階段的學(xué)生，故需從更大范圍遴選課題，調(diào)整技術(shù)難度;另一方面對(duì)比較合適的課題也可以在后一輪重復(fù)開展，只要其本身仍具有一定的先進(jìn)性。(2)合作企業(yè)內(nèi)部若發(fā)生經(jīng)營(yíng)性變故，可能影響課程教學(xué)任務(wù)。由于企業(yè)是商業(yè)經(jīng)營(yíng)實(shí)體，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力下，企業(yè)的人員流動(dòng)，部門調(diào)整，乃至整體被收購(gòu)兼并，都時(shí)有發(fā)生。雖然這個(gè)問題目前還未遭遇，但是必須未雨綢繆，探討制定應(yīng)對(duì)預(yù)案。比如，如果企業(yè)人員離職而中途退出，校內(nèi)教師能否起一定的補(bǔ)位作用;再如，能否為一門課程安排兩家或以上有實(shí)力企業(yè)長(zhǎng)期共建，又互為替補(bǔ)。
5結(jié)語(yǔ)
專業(yè)實(shí)踐課程群與企業(yè)深度共建后，項(xiàng)目課題由企業(yè)提供，可以盡量貼近工程實(shí)際，大大提升了課題的實(shí)用性、先進(jìn)性，跟上業(yè)內(nèi)主流應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展水平。而且，通過企業(yè)參與提供教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)條件和教學(xué)人員，全面介入課程建設(shè)，可以深度利用企業(yè)資源，彌補(bǔ)學(xué)校教學(xué)的短板。項(xiàng)目式教學(xué)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，培養(yǎng)學(xué)生自主式、合作式、研究式的學(xué)習(xí)方法。課題項(xiàng)目的完成采用自主探究方式，既有明確的指標(biāo)要求，也有一定的開放性，學(xué)生可以有發(fā)揮的空間進(jìn)行創(chuàng)意創(chuàng)新設(shè)計(jì)。最終以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及在學(xué)習(xí)過程中所掌握的知識(shí)與能力來考核、評(píng)價(jià)學(xué)生。而貫穿課程的實(shí)踐過程考核機(jī)制，使得學(xué)生不斷得到激勵(lì)和督促，并通過綜合成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法最終獲得較為合理公正的評(píng)分。從教學(xué)效果和后期到企業(yè)實(shí)習(xí)的反饋來看，這種教學(xué)方式能較好地發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，從中掌握一定的思考問題和解決問題的方法，大大提高了工程實(shí)踐能力。因此，在以后的實(shí)習(xí)中也能快速跟上企業(yè)要求。根據(jù)我校2016版信息工程專業(yè)卓工培養(yǎng)計(jì)劃的部署，本科一～三年級(jí)共有6門課程組成校企深度合作共建課程群，形成了層層遞進(jìn)的貫通式專業(yè)實(shí)踐特色課程體系。
作者：袁焱 楊宇紅 單位：上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院
