李滾+李輝+徐利梅+任玉琢+梁偉
[摘要]以電子科技大學探測制導與控制技術專業的創新建設為例,重點從創新人才培養目標、特色培養模式、專業培養體系建設、實踐教學體系建設、師資隊伍和科研團隊建設等幾個方面,詳細介紹了該專業創新建設的措施。針對本專業建設目前面臨的主要問題,提出了相應的解決辦法。
[關鍵詞]媒介融合;新聞策劃;教學改革
[中圖分類號]G642.4[文獻標識碼]A[文章編號]10054634(2017)01008106
0引言
探測制導與控制技術本科專業是教育部批準設置的7個國防特色專業之一,該專業屬于武器類專業,主要為我國的國防建設培養創新型應用人才。1998年,教育部在專業調整時,把原來的魚雷工程、火控與指揮系統工程、引信技術、飛行器制導與控制4個專業整合為目前的探測制導與控制技術專業。該專業具有多學科融合特點,涉及電子科學與技術、信息與通信工程、計算機科學與技術、光學工程、控制科學與工程等多個學科領域。目前,設置該專業的高校有哈爾濱工業大學、北京理工大學、北京航空航天大學、西北工業大學等。1999年,電子科技大學探測制導與控制技術專業1999年開始招生(當時電子工程學院招生,2003年停招)。2012年,電子科技大學航空航天學院成立,并于同年在該專業招生。學院充分調研國內國防單位對本專業人才能力的新需求,面向近年來航空航天領域及國防電子技術的迅猛發展的新形勢,依托電子科技大學電子科學技術等優勢學科,在此基礎上全新制定了本專業培養方案。電子科技大學探測與制導控制技術專業的主要特色是圍繞臨近空間飛行器技術、飛行器導航制導與控制及飛行器測控通信技術重點建設。2012至2016年,電子科技大學持續全面推進本科生教育教學改革,筆者全程參與調研,對該培養方案進行了3次全面修訂。目前,電子科技大學該專業有1個普通本科生培養方向和2個空軍國防生培養方向(分別面向無人機系統和臨近空間飛行器系統),該專業目前每年招生規模60人左右。2016年,本專業2012級第一批30名同學畢業,其中有21名同學繼續深造(占70%:保送研究生5名,全國統考錄取16人(考取外校3名,出境碩博連讀深造1名),高于本校其他學院考研錄取平均水平。學院該專業人才培養初見成效,發展態勢良好。
由于該專業是國防特色專業,因此在國內設置該專業的高校中,各校都依托本校的傳統優勢學科精煉提升辦學特色[1]。根據近年來國家本科招生政策逐漸變化情況,按照專業招生的新形勢,相同專業在全國的招生競爭將更加激烈,將導致各校要更加重視專業特色和培養能力的建設。只有充分突出專業特色,才能在吸引優質本科生源方面具有強勁的競爭力。同時,專業特色鮮明基礎扎實也是院所企對高校培養人才的根本要求。學校在突出專業特色的基礎上,全面提高培養質量,才能較好滿足用人單位的需求。因此,電子科技大學在本專業建設時,重點圍繞該專業的特色課程建設和創新綜合實驗室建設發力做文章,初步取得了良好的效果。文獻[25]針對本專業的高質量國防人才培養開展了探索研究,提出了一些切實可行的改進措施。筆者通過調研分析,由于該專業是國防專業,目前初步暴露的問題也比較多,其中突出的有3個問題。首先,本科招生第一志愿調劑率偏高;其次,新生對本專業認同度較低;再次,國防生和普通生的培養差異問題。本文將重點圍繞這些問題,重點介紹電子科技大學在本專業建設方面的創新方法。
1創新人才培養目標
電子科技大學航空航天學院探測制導與控制技術專業旨在培養德、智、體全面發展,基礎知識扎實、專業能力強,工程實踐及創新能力強,具有系統工程思維和國際化視野的復合型技術人才。學院確立了3個具體的層次目標:一是培養航空航天領域的杰出科學家苗子;二是培養航空航天系統總師苖子;三是培養卓越工程師。在專業能力體系方面,本專業重點圍繞空間信息的獲取、傳輸、處理與存儲,空間目標的探測、識別、跟蹤、定位、通信,飛行器導航、制導與控制等科學技術方向,全面培養學生專業基礎知識,科研能力和系統思維能力,構建和培養全面的綜合能力體系。在教育教學環節:堅持理論與工程實踐相結合,電子信息技術與航空航天相結合,教學與科研相結合的原則,通過科研一線實訓,培養國家和行業急需的卓越工程師和優秀人才。該專業的畢業生能夠從事飛行器測控通信、導航制導與控制、傳感與探測、飛行控制等領域的科學研究、總體設計、關鍵技術研發及系統管理等工作。
2專業培養體系建設
根據本專業人才培養目標,考慮電子科技大學的課程設置特點,以及該專業的特色要素(導航—探測—制導),培養方案確立了“四層次三選二”的課程體系。四層次包括第一層次的公共基礎課(學校通識課程);第二層次的學科基礎課;第三層次的專業核心課程和第四層次的素質提升前沿創新課(個性化課程)。其課程體系邏輯關系如圖1所示。其中,專業課選修方面實行“三選二”的套餐制方案,根據導航、探測和制導3個核心要素方向,每個學生必須選導航方向的3門課程,再任選探測或制導方向的2門課,即形成導航+探測(5門課),導航+制導方向(5門課)。在公共基礎課方面,充分加強數理基礎能力,非常重視人文素質通識課程教育,讓學生掌握基本的自然科學、人文社會科學理論知識。學科基礎課程依托電子科技大學電子信息類專業設置,確保學生俱備電子信息技術方面的專業基礎知識,以發揚電子科技大學的優勢學科特色,因此這也是本專業的優勢特色。素質提高前沿創新課程主要采用課內外相結合的辦法,加強理論知識與實踐技能相結合,更加重視課外的自主學習鉆研過程,主要包括學科前沿講座、課程設計、工程設計以及畢業設計等。學科前沿講座目前已成為研究型大學的必修課程,一方面在于拓寬知識面和開拓視野,感受大師的風采和體驗科研氛圍,熏陶學生學術志趣;另一方面還可以作為一個科研平臺,促使師生相互交流,加深學生對知識的理解,使其有機會、有興趣直接參與授課老師的科研項目或獨立申請學校創新性實驗/或實踐項目。
在精品課程建設方面,依托電子科技大學電子信息類專業,對本專業課程建設與改革,重點加強專業特色課程建設,主要包括導航原理、飛行控制技術及應用、探測與識別技術、制導與控制原理。同時,對第四層次的素質提高前沿創新課,設置了專業前沿技術和專業應用創新綜合設計2門課。其中,專業應用創新綜合設計課,要求學生在老師的指導下,選擇所學專業解決實際工程問題的課題(自擬題目或選擇老師科研項目中的相關問題),進行方案設計—評審完善—計算機仿真—實驗—課程答辯—成果發表(發表論文、申報專利)。專業前沿技術課程現在重點建設的有航空航天前沿技術和超導科學與應用前沿2門課程。
考慮到電子科技大學該專業同時培養國防生和普通生,根據空軍國防生選培辦的要求,學院在普通生和國防生培養方案面實行特色差異方案。在課程方面,國防生增加了5門特色課程,分別是臨近空間測控通信技術、航電系統總體設計概論、空天飛行器制導與控制、空天一體信息對抗技術、無人飛行器系統設計與應用。普通生也可以選修這些特色課程。因此,同一個專業,實行兩個個性化培養方案,實現了較好的差異化培養。
3綜合創新實踐建設
針對本專業應用性強,對學生實踐能力要求高的特點,在綜合創新實踐與實踐教學方面,學院建立了三級實踐教學平臺。該專業學生在課程體系的第一、二層次學習階段,實踐訓練主要在學校公共實驗室或學院實驗室完成(主要包括課程實習、課程設計、課程上機實驗、實驗課程)。本專業實踐及創新能力實訓,一方面通過建設專業實驗室,以及研制相關實驗設備(如導航技術及應用實驗平臺等),來滿足學生的實踐需求。
具體而言,為加強本科生的能力培養,筆者提出并建立了三級三階段綜合實踐體系:理論課實踐(公共基礎實驗、專業課程課內實驗和課程設計)、專業綜合性實驗、創新創業實踐。這3者構成了所謂三級本科實踐能力培養體系,又分三階段培養本科生的綜合能力。第一階段(1~2年級),在基礎理論課教學中,除公共基礎實驗和專業課課內實驗外,通過強化傳統的課程設計,開設課內小規模的綜合性課程設計,初步培訓學生對于基礎概念的掌握、熟悉軟硬件設計工具的使用,訓練學生的知識獲取和自我學習、表達等能力。第二階段(2~3年級),通過綜合性實驗,促使學生對專業課程知識的理解,訓練學生仿真、軟件、硬件等工具的掌握能力和系統集成能力,鍛煉學生的系統思維和項目管理能力。第三階段(3~4年級),通過創新項目、畢業設計、學科競賽、創業培育等創新創業實踐活動,培養學生在社會環境下實施系統技術的實際開發應用能力,鍛煉其工程背景下的分析問題和解決問題的能力,強化溝通交流、表達等能力。
同時,學院重點進行實驗室建設。一方面,在實踐培養體系的建設方面,通過培養方案的修訂,明確了第一階段的課時要求和第二階段綜合性實驗的形式;通過校級的創新創業項目、本科教學培養特區計劃以及中日遠程控制機器人實驗室、Microchip聯合實驗室、航模協會等創新實踐單位及其競賽活動,構建了支撐第三階段實踐活動的平臺,保障了學生能力的進一步提升。另一方面,按照本專業實驗中心建設的定位,結合學院實驗中心現有條件和學校整合實驗室的要求,目前將航空航天學院實驗教學中心規劃為3個實驗群,用于支撐本科階段理論教學和實踐教學。分別是空間通信實驗室群(下設測控通信實驗室、空間激光通信實驗室)、空間信息處理實驗室群(導航實驗室、航空電子設備實驗室)、飛行器設計與控制實驗室群(飛行器控制實驗室、結構和力學實驗室、無人機操控實驗室)。具體實驗室群、實驗室和對應課程關系見圖2所示。
另一方面,為了滿足社會需求,增強學生的工程(科研)實踐能力,通過與企業聯合,建立專業實訓基地。依靠成都地域優勢,學院重點建設了3個暑期實踐實訓基地(成都飛機設計研究所、中國空氣動力研究與發展中心、中電十所)。按照自愿和擇優選拔的原則,每年暑期選擇30名左右同學到3個實踐實訓基地進行實踐和實習。實踐證明,以學校/學院基礎實驗室、本專業實驗室、工程(分)中心構建的三級實踐教學平臺,形成了穩定的實踐教學基地,為實施本專業實踐教學提供了有力保障。參加實踐訓練學生的能力都得到了提高,有相當一部分學生發表了學術論文,有的學生還與指導老師一起申請了專利。學生參加各類國家級和省級學科競賽也取得了優異成績。
4師資隊伍建設
特色專業的建設需要一支高素質的師資隊伍來保障。為此目的,學院采取“培養+引進+外聘”的有效舉措保證高水平的師資隊伍建設。目前,學院有專職教師75人,其中教授11人、副教授37人,航空航天重大專項及863等領域國家級專家3人、四川省有突出貢獻專家1人、新世紀優秀人才2人、校中青年學術帶頭人1人。專任教師中具有博士學位人數比例為79%,具有航空航天專業背景的博士學位人數比例為55%,具有海外學習或工作經歷的教師比例為45%。80%的教師年齡在35歲以下。專職教師隊伍具有年輕化、高學歷、多高校/多學科融合的顯著特點。此外,學院還聘請了20余位航空、航天領域杰出專家擔任兼職教授,其中中國科學院院士1名、工程院院士3名。到目前為止,學院師生比為1∶2.6,遠遠小于學校平均水平(1∶10),更小于全國的平均水平(1∶17)[6],這對學院推進小班制教學和和1+1+1+1培養模式具有明顯優勢,文獻[7]研究認為,高校擴招以來,師生比嚴格失調,這是影響學生培養質量提升的主要因素之一,這一研究切中要害。目前,學院本專業建立了5個課程組,已經初步形成了一個較為合理的教師梯隊。
5特色培養模式探索
為全面提升本專業人才培養的質量,本專業探索了一些初步的特色培養模式。
1) 人才培養特區—“鯤鵬計劃萬戶班”建設。該計劃是依托航空航天學院航空航天工程、探測制導與控制專業而建立的人才培養特區。特區以學院科研項目為牽引,以學院科研平臺為支撐,以多種綜合創新實驗/項目為抓手,讓學生提前通過各種形式和渠道開展科學研究和探索,從而培養學生的學術志趣。特區致力于培養專業能力強、綜合素質高的創新型精英人才,培養航空航天領域的行業領軍人物和科學家。特區通過專業老師帶學生、老生帶新生等多種創新培養模式,培養學生發現問題和解決問題的能力,培養精誠團結的團隊精神。依托航模競賽、微芯杯電子設計競賽等學科競賽,培養學生的實踐創新能力,激發學生的學習興趣。學院采用科研團隊+導師隊伍的指導模式,根據學生的科研潛質,因材施教,定制特色培養方案。利用成都航空航天產業研發的地緣優勢,通過校企聯合培養,結合行業開展前沿講座、創業導師講座、申請學校創新創業項目,培養學生的創新創業能力。
2) 本碩博遞進培養。前3年學習人文素質課、數理化基礎課、學科專業基礎課,夯實基礎。第4年進入科研課題組,在專職導師指導下開展科學研究,強化專業實踐與創新能力培養,實現與研究生培養的無縫銜接,擇優推薦碩連讀。
3) 全程導師指導。學院聘請院士、行業知名專家等學者為學生授課,并全程一對一配備高水平導師傳授科研方法,指導開展科學研究,培養科研創新能力。
4) 國際交流深造。與國際一流高校合作,提供優秀學生短期出國(境)學習、國際交換生、聯合培養等機會,提供赴國外一流大學攻讀碩士、博士學位等多種資助模式。
6科研團隊建設
一方面,學院積極倡導高質量人才培養是學院教育教學的主旋律;另一方面,為了提高本科生培養質量,學院提出教研相長、學研相長的育人思路。其出發點和歸宿都是為了育人這一根本目標。因此,要充分依托高水平的科學研究提升教師的自身的專業素養,從而提升教書育人的質量,在高校,科學研究要始終為教育教學服務,要充分追求科學研究對教育教學最大貢獻率。相反,人才培養質量的提高又要求教師不斷的從高水平的前瞻性科學研究中獲得教學育人的能力。通過幾年的實踐,學院教師充分認識到要通過高水平科學研究苦練真功夫,深入鉆研科學問題,知其所以然,深入淺出的讓學生掌握基本知識和原理,并讓學生既能捕捉到課程的科學前沿,又要通過鉆研教學規律來加強組織教學的能力,從而真正做到科學研究和教學育人互相促進。圍繞教研相長的思路和學院本專業的建設,學院積極組織科研團隊,目前,學院主要重點建設測控通信與導航制導團隊、智能系統與模式識別團隊、微波毫米波暨高溫超導團隊、空間光通信團隊4個團隊,團隊建設發展良好,一批科研骨干積極投身教學實踐,成為教學科研的雙骨干。
7面臨的主要問題與對策
專業課實驗實踐教學有待進一步加強。在日趨嚴峻的就業形勢下,用人單位越來越看重大學生的工程實踐能力,用人單位迫切期望大學生在本科階段就能得到真刀實槍的科研鍛煉,畢業生實踐經驗欠缺、動手能力不強是人才培養質量不高的一個重要表現。為了保證培養質量,筆者提出將在前3年學習相關理論課程后,最后1年依托學院聯合實驗室、行業頂尖科研院所,以各類科研項目為牽引,讓學生參與科研一線實踐和項目鍛煉。另外,鼓勵學生積極申報參與學校創新實踐項目和各類科技競賽活動,充分利用學校提供的綜合科研創新平臺培養學生的工程實踐能力。青年教師教學科研水平有待進一步提高。作為教育主體的教師是真個教育教學的組織者和引導者,教師也是是傳播知識和創造知識的主體,因此,教師的教學觀念、職業角色、思想品德、人格魅力、知識底蘊、學術視野與教學能力對學生的成長有著至關重要的影響,是影響教學質量的一個重要因素。學院是年輕的學院,青年教師居多,教師的教學水平還有很大的提升空間,學院將繼續通過授課培訓、觀摩名師教學、教育教學研討等多個方面快速提升學院青年教師的教學能力。
此外,學院還計劃依托學校建立的“專業首席—專業教學骨干—實驗教學骨干”這個新的教學管理、研究新體系,開展系統的青年教師教學水平提升行動,以達到提升青年教師教學水平快速、持續提高的目的。依托現有實驗室建設的基礎,以增強本科生在專業課程學習、國家級各類科技競賽的自主創新能力和培養高素質人才為目的,夯實基本理論和技能,突出專業特色,體現前沿和先進性,融合多專業交叉,爭取將現有的飛行器導航制導與控制和有效載荷實驗室綜合改革提升。在臨近空間飛行器設計及測控通信和信息傳輸處理方面重點建設,凝練綜合實驗,改進實驗條件,建成高質量的實驗課程群,帶動信息類課程的交叉滲透和共同改革。以新型綜合實驗室建設為抓手,緊緊圍繞學院已經著力推進的小班制和導師制的人才培養模式,積極探索更加合理有效的培養模式。此外,針對本專業本科招生第一志愿調劑率偏高和提升本專業的認同度問題,以電子科技大學為例,該專業的畢業生就業方向沒有通信工程等一些專業面寬,這在很大程度上影響了該專業的本科招生第一志愿報名率,導致調劑率偏高,其他高校該專業招生也存在類似現象;其次,由于就業市場的差異和新生的認知水平,加之該專業的學生大部分都要到國防單位、科研院所工作,工作也相對辛苦,導致新生對本專業的認同度不高。為解決這些問題,筆者認為必須下大力氣從專業課程設置、綜合能力培養、特色創新實驗等方面做文章,只有人才培養質量徹底提高了,獲得社會和用人單位的認可,才能找到解決該問題的有效辦法。
參考文獻
[1] 韓文波,楊進華,宋鴻飛,等.探測制導與控制技術國防特色專業建設的研究與實踐——以長春理工大學為例[J].長春理工大學學報:社會科學版,2011,24(11):133135.
[2] 孫景榮,許錄平,馮冬竹,等.探測制導與控制技術特色專業課程建設與教學改革[J].中國電子教育,2013(3):3436.
[3] 時偉,蔣炳炎.探測制導與控制技術特色專業實驗室的建設與管理[J].長沙鐵道學院學報(社會科學版),2014,15(2):203204.
[4] 馮冬竹,孫景榮,張華,等.探測制導與控制技術專業本科生創新能力培養的研究與實踐[J].中國電子教育,2015(2):6568.
[5] 盧艷軍,張曉東,徐濤.探測制導與控制專業實驗室建設的探索與實踐[J].實驗室科學,2010,13(2):135137.
[6] 中華人民共和國國家統計局數據.2013年各級各類學校校數、教職工、專任教師情況[EB/OL].[20160510]http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7382/201305/15256 6.html.
[7] 任君翔.生師比視角下高校擴招的影響及對策研究[J].教學研究,2016,39(1):2833.
Abstract In this paper,we take an innovation construction of the specialty of the detection guidance and control technology (UESTC) as an example, the major measures for specialty reform and innovation construction are introduced in detail.We study this topic from the aspects of innovative talent cultivation objectives, mode of talent cultivation, training and construction of course system, construction of practice teaching system, teaching staff and research group building.Aiming at the major problems faced to construction of the specialty,the corresponding measures are put forward to solve these problems.
Key words detection guidance and control technology;specialty construction; talent cultivation;national defense specialty