全日制工程碩士校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)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(shí)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(guò)對(duì)北京信息科技大學(xué)儀器儀表全日制工程碩士培養(yǎng)過(guò)程中存在主要問(wèn)題的分析，探索了基于校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地的新型培養(yǎng)模式。培養(yǎng)實(shí)踐表明，新型校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地培養(yǎng)模式是校企合作培養(yǎng)模式的有益補(bǔ)充，它具有以下三個(gè)特點(diǎn)：一是堅(jiān)持項(xiàng)目培養(yǎng)與跨專業(yè)貫通式教學(xué)形式的有機(jī)結(jié)合；二是構(gòu)建基于項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)混合型導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，形成師生協(xié)同共進(jìn)的指導(dǎo)方式；三是突出梯隊(duì)自主創(chuàng)新的個(gè)性化培養(yǎng)特色，協(xié)調(diào)發(fā)展柔性評(píng)價(jià)方法。

關(guān)鍵詞：培養(yǎng)模式；校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)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(biāo)及學(xué)生知識(shí)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(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)審議通過(guò)了《開(kāi)展“服務(wù)國(guó)家特殊需求人才培養(yǎng)項(xiàng)目” 試點(diǎn)工作的意見(jiàn)》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(lái)探索我國(guó)專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)的新途徑[3]。近年來(lái)，全日制工程碩士研究生教育已成為我國(guó)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(duì)以應(yīng)屆本科生為主要生源的現(xiàn)實(shí)，在新形勢(shì)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(wèn)題[5]。因此，探索與實(shí)踐全日制工程碩士的培養(yǎng)模式，對(duì)我國(guó)研究生教育促進(jìn)作用積極的促進(jìn)作用。

北京信息科技大學(xué)(簡(jiǎn)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(shí)、師資力量雄厚、發(fā)展迅速的重點(diǎn)專業(yè)，具有以光、機(jī)、電、算為學(xué)科基礎(chǔ)的人才知識(shí)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(shí)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(chǎng)的需求，也順應(yīng)信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭。找準(zhǔn)辦學(xué)定位，理清辦學(xué)思路，建立適合自身特點(diǎn)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(duì)象具有重要的參考價(jià)值。

本文通過(guò)對(duì)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(wèn)題的分析，結(jié)合實(shí)際成功案例，從培養(yǎng)過(guò)程、指導(dǎo)方式、評(píng)價(jià)方法等方面，探索基于校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)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(shí)踐基地的新型培養(yǎng)模式

加強(qiáng)儀器儀表工程碩士實(shí)踐基地建設(shè)，提高其理論與實(shí)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(diǎn)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(biāo)，結(jié)合具體培養(yǎng)過(guò)程，搭建校企合作平臺(tái)，積極探索并開(kāi)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(jì)社會(huì)發(fā)展需求的高層次應(yīng)用型人才，提供堅(jiān)實(shí)保障。但儀器儀表全日制工程碩士校企合作模式在實(shí)際運(yùn)行中，其效能實(shí)現(xiàn)還存在以下主要問(wèn)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(ài)于“985”或“211”院校的學(xué)生，一般學(xué)校研究生進(jìn)入較困難；而許多中小企業(yè)希望將工程碩士培養(yǎng)過(guò)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(cái)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(duì)伍的構(gòu)建不夠靈活。工程碩士校企合作培養(yǎng)過(guò)程中，沒(méi)有形成專業(yè)理論知識(shí)豐富與專業(yè)實(shí)踐技能高超的混合型導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，學(xué)術(shù)化傾向偏重，實(shí)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(duì)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(bǔ)充與提高，暫不完全符合校企合作的培養(yǎng)要求。

第四，梯隊(duì)形式的個(gè)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(fù)著發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)的主要責(zé)任，以工程碩士研究生梯隊(duì)形式的個(gè)性化培養(yǎng)方式，勢(shì)必增加企業(yè)負(fù)擔(dān)。同時(shí)，在考核及評(píng)價(jià)方面缺乏靈活多樣的柔性機(jī)制。

鑒于上述問(wèn)題，北信科大對(duì)儀器儀表全日制工程碩士研究生的培養(yǎng)模式進(jìn)行了深入分析，在堅(jiān)持校企合作模式為主導(dǎo)，并對(duì)其進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)的同時(shí)，積極探索基于校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地的新型培養(yǎng)模式。校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地作為學(xué)科建設(shè)成果和研究生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合性教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)[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(shí)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(bǔ)充，它將多樣化中小型項(xiàng)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(dòng)態(tài)混合型導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)，既可保證學(xué)生有充裕的理論學(xué)習(xí)時(shí)間，又可尊重學(xué)生個(gè)性化選擇，使學(xué)生在深入一線的創(chuàng)新實(shí)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(shí)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(shí)踐，在務(wù)實(shí)、創(chuàng)新的培養(yǎng)原則下穩(wěn)步進(jìn)行。它充分發(fā)揮了校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地的優(yōu)勢(shì)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(jìn)步。下面以兩個(gè)創(chuàng)新課題的成功實(shí)踐為例，具體說(shuō)明這一模式的特點(diǎn)。

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(xiàng)目實(shí)踐小組，提出了《基于LabVIEW的小型節(jié)能供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》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(fèi)，以提高能源利用率。此自主探索項(xiàng)目通過(guò)采用LabVIEW和NI ELVIS硬件平臺(tái)，結(jié)合熱傳導(dǎo)模型與Fuzzy-PID算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)小型節(jié)能供熱系統(tǒng)的控制。在項(xiàng)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(fèi)了大量的精力。校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地的老師了解這種情況后，第一時(shí)間協(xié)調(diào)安排了基礎(chǔ)部物理老師和擅長(zhǎng)控制理論的校內(nèi)專家，在校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地分別開(kāi)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(méi)有傳熱學(xué)和控制理論基礎(chǔ)的研究生。在尋找項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)的環(huán)節(jié)上，高年級(jí)學(xué)生首先注意到了系統(tǒng)的實(shí)用性和可拓展性，提出了在能源上拓展使用聚光太陽(yáng)能，低年級(jí)學(xué)生充分發(fā)揮了自己的發(fā)散性思維，認(rèn)為可以在系統(tǒng)中并行使用熱水器和供暖設(shè)備，經(jīng)過(guò)實(shí)踐小組內(nèi)研究討論，指導(dǎo)教師認(rèn)為設(shè)計(jì)是可行的。在此基礎(chǔ)上，小組成員開(kāi)始收集資料并設(shè)計(jì)具體解決方案，指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生提出的方案進(jìn)行審查并提出問(wèn)題，校內(nèi)工程師對(duì)系統(tǒng)具體軟硬件選型及程序設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)并提出改進(jìn)建議。最終，小組按時(shí)完成了項(xiàng)目設(shè)計(jì)，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期效果，該設(shè)計(jì)在2011年全國(guó)虛擬儀器大賽中獲得了三等獎(jiǎng)[9]。以此模式開(kāi)展的其他幾組創(chuàng)新項(xiàng)目，在2013年、2015年全國(guó)虛擬儀器大賽中分別獲得三等獎(jiǎng)1項(xiàng)、和二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，同時(shí)也得到了同行們的認(rèn)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(dòng)化所的過(guò)程中，了解到我國(guó)在蔬菜大棚的使用上依然處于初級(jí)階段，大棚內(nèi)部大多缺乏種植監(jiān)控系統(tǒng)，蔬菜生長(zhǎng)的適宜環(huán)境難以保證，而國(guó)內(nèi)中小型企業(yè)對(duì)這方面的研究還不夠深入。針對(duì)此種情況，一組學(xué)生在返校后進(jìn)行大量的調(diào)研，向老師提出了設(shè)計(jì)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(xì)化種植程度不夠、產(chǎn)出投入比不高等問(wèn)題。實(shí)踐基地教師在聽(tīng)取學(xué)生的調(diào)研報(bào)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(shí)踐小組。在工作初期，高年級(jí)學(xué)生通過(guò)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)蔬菜生長(zhǎng)與灌溉施肥、環(huán)境溫濕度有著很大的關(guān)系，認(rèn)為系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)滴灌、自動(dòng)混肥和溫濕度監(jiān)控等功能。低年級(jí)學(xué)生認(rèn)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(rèn)為溫濕度、O2和CO2都應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，除此之外，考慮到蔬菜大棚中的CO可能會(huì)引起火災(zāi)或中毒，所以在環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)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(xì)化種植監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》這一課題。在課題研究過(guò)程中，學(xué)生自主對(duì)工作進(jìn)行了分工安排，由三名研究生負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)，兩名研究生負(fù)責(zé)軟件設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及硬件設(shè)備選型等方面，由工程師出生的指導(dǎo)教師進(jìn)行深入指導(dǎo)并提出改進(jìn)建議；同時(shí)，該組學(xué)生發(fā)現(xiàn)大部分環(huán)境參數(shù)所對(duì)應(yīng)的傳感器輸出信號(hào)較微弱，不利于采集，需要設(shè)計(jì)放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，然而該學(xué)生并未學(xué)習(xí)過(guò)PCB設(shè)計(jì)之類的課程。為此，校內(nèi)工程師開(kāi)設(shè)電路設(shè)計(jì)講座，為學(xué)生悉心講解了放大器及其PCB板的設(shè)計(jì)方法及注意事項(xiàng)，最終，該學(xué)生成功完成了PCB放大板的設(shè)計(jì)、制作及調(diào)試。在軟件設(shè)計(jì)方面，兩名研究生分別負(fù)責(zé)算法程序編寫和界面設(shè)計(jì)。針對(duì)控制方法的設(shè)計(jì)，基地老師邀請(qǐng)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(shí)對(duì)系統(tǒng)部分功能提出改進(jìn)建議。最后，研究生設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了控制新方法，并完善了系統(tǒng)功能。在界面設(shè)計(jì)方面，學(xué)生通過(guò)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(jì)了簡(jiǎn)潔實(shí)用、美觀大方的交互界面。最終，創(chuàng)新實(shí)踐組成功地完成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大棚集約滴灌混肥及實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)控的功能，有利于我國(guó)蔬菜大棚精細(xì)化種植水平的提高，得到了農(nóng)業(yè)專家及研究機(jī)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(guò)以上實(shí)踐，我們認(rèn)為，全日制工程碩士校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)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(bǔ)充，其在培養(yǎng)過(guò)程、指導(dǎo)方式、評(píng)價(jià)方法及導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的組建等方面，具有以下特征：

3.1堅(jiān)持項(xiàng)目培養(yǎng)與跨專業(yè)貫通式教學(xué)形式的有機(jī)結(jié)合

基礎(chǔ)理論與工程實(shí)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(duì)周期短和培養(yǎng)任務(wù)重之間的矛盾，為提高其工程實(shí)踐能力，在實(shí)施培養(yǎng)過(guò)程中打破先學(xué)習(xí)理論知識(shí)，再進(jìn)行工程實(shí)踐，最后開(kāi)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(xiàng)目和自主創(chuàng)新項(xiàng)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(shí)，在校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地內(nèi)積極開(kāi)展課題研究，堅(jiān)持項(xiàng)目培養(yǎng)貫穿整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程。針對(duì)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過(guò)程中涉及的多學(xué)科問(wèn)題和專業(yè)深度問(wèn)題，在鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的同時(shí)，積極開(kāi)展“基于問(wèn)題”的跨專業(yè)、貫通式教學(xué)形式，將研究生培養(yǎng)與項(xiàng)目實(shí)踐融為一體，實(shí)現(xiàn)理論與工程實(shí)踐的相互促進(jìn)，有利于工程碩士綜合能力的提高。

3.2構(gòu)建基于項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)混合型導(dǎo)師團(tuán)隊(duì) 形成師生協(xié)同共進(jìn)的指導(dǎo)方式

靈活多樣的研究項(xiàng)目勢(shì)必要求多樣化的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)。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(duì)伍，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和進(jìn)展情況，以授課、講座及手把手傳授等形式，動(dòng)態(tài)開(kāi)展多樣化的輔導(dǎo)和培訓(xùn)，形成師生共進(jìn)的工作方式。在兼顧靈活多樣性的同時(shí)，有利于研究生工程能力的提高和知識(shí)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(duì)自主創(chuàng)新的個(gè)性化培養(yǎng)特色 協(xié)調(diào)發(fā)展柔性評(píng)價(jià)方法

充分調(diào)動(dòng)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(duì)，鼓勵(lì)開(kāi)展個(gè)性化創(chuàng)新工程實(shí)踐，發(fā)展適合自身特點(diǎn)的個(gè)性化培養(yǎng)特色，滿足社會(huì)對(duì)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(jiān)持權(quán)變思想，靈活采用多種形式，協(xié)調(diào)發(fā)展柔性評(píng)價(jià)方法。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)初步探索與實(shí)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(shí)、專業(yè)素質(zhì)及動(dòng)手能力等方面，相比同期非實(shí)驗(yàn)對(duì)象的學(xué)生水平明顯提高。同時(shí)通過(guò)校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)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(shí)踐中，成績(jī)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(kāi)啟，各培養(yǎng)單位開(kāi)展適合自身培養(yǎng)特色的探索實(shí)驗(yàn)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(wèn)題等待我們?nèi)ソ鉀Q，我們希望以后的作會(huì)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(xiàng)目：北京信息科技大學(xué)2015年度人才培養(yǎng)項(xiàng)目《研究生教育質(zhì)量工程》(編號(hào):YJT201525)。

作者簡(jiǎn)介：劉桂禮，碩士，教授，副處長(zhǎng)。

收稿日期：2015-12-23