基于卓越計劃的工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究

張玉波　畢洪波　王秀芳　闞玲玲

摘 要 以實施卓越計劃為目的，從信息類大學生工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的內在規(guī)律和要求出發(fā)，將TRIZ創(chuàng)新理論和CDIO工程教育理念相結合，建立 “模塊化、多元化”信息類專業(yè)課程體系，構建一體化實踐教學體系，建立信息類專業(yè)實踐教學基地群。通過改革和創(chuàng)新信息類專業(yè)的現有教育體系，大力提高工程教育人才培養(yǎng)質量。

關鍵詞 卓越計劃 CDIO TRIZ 人才培養(yǎng)模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

0 引言

“卓越計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國成為工程教育強國的重大舉措。“卓越計劃”圍繞提高學生工程能力這一核心問題，全方位改革目前的專業(yè)人才培養(yǎng)模式。在大學學習階段，在加強理論知識學習的基礎上，以強化學生的工程實踐能力、工程設計能力與工程創(chuàng)新能力為核心，革新專業(yè)課程體系、教學內容及教學方法，著力推動探究性、研究性的學習方法，加強學生創(chuàng)新能力的訓練及跨專業(yè)、跨學科的復合型人才的培養(yǎng)。

本項目結合本專業(yè)自身的實際情況，利用TRIZ創(chuàng)新理論和CDID 工程教育理念，對實施卓越工程師培養(yǎng)計劃進行指導。倡導在進行教師隊伍優(yōu)化的同時，以實際項目為中心，實施學生自主學習的教學方式，通過校企合作，給予學生更多解決工程實際問題的機會，讓學生的工程實踐能力滿足市場和企業(yè)的需求，著力培養(yǎng)適應經濟社會發(fā)展需要的創(chuàng)新型、工程型人才。

1 制訂基于“卓越計劃”的工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

如何進一步加強通信工程專業(yè)高素質的工程型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，如何及時、準確地把握企業(yè)對人才的需求，如何制訂與時俱進的培養(yǎng)模式，已成為我們教學改革的出發(fā)點和一切工作的重點。同時，教學模式由變封閉式為開放式，變知識教育為能力培養(yǎng)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和能力的工程型人才，這種教學方式是建立在學生主動探索基礎上的，要充分發(fā)揮學生的主體性，同時鼓勵學生養(yǎng)成合作學習、自主學習的習慣，敢于探索，這樣才能掌握更多的知識和方法。

通過調研用人單位代表、校友、在校學生、教師等多方面的代表，綜合各方的建議對通信工程專業(yè)要求與希望的基礎上，設計工程人才模型。采用校企聯合的培養(yǎng)模式，分校內學習和企業(yè)學習兩個階段，實行本科工程型工程師培養(yǎng)體系。本科工程型工程師培養(yǎng)模式為四年制本科模式，即在校學習3年、在企業(yè)學習實踐和畢業(yè)設計累計1年。

在教學過程中引入研究性教學，突出“工程”特點，改革傳統(tǒng)的封閉式人才培養(yǎng)模式為創(chuàng)新型開放式的培養(yǎng)模式，變知識教育為能力培養(yǎng)，使 CDIO課堂組織更為有效、教學效果得到提升。鼓勵和支持教師們把在從事相關課題研究中取得的成果和經驗體會引進課堂， 通過實際項目改革課程內容，使工程項目與理論課程直接銜接，最大限度地保證學生理論聯系實際，學以致用，進而提高學生對知識的掌握程度，開拓學生的視野。

將用 TRIZ 理論解決工程教育中存在的各種問題， 加強創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，強化教師和學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，最終提升學生的自主創(chuàng)新能力。組織學生直接參與為實際工程項目的課題研究。為了實現以運用所學知識解決實際問題的目的，將以實際課題項目作為研究手段，讓學生充分參與其中，培養(yǎng)學生的工程應用能力和協(xié)作學習的能力。新型的人才培養(yǎng)模式，更加強調學生的主體性和參與性，對于培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和技術手段、分析并解決工程實際問題的能力起到了很好的促進作用。

教學環(huán)節(jié)以小項目形式組織教學，多給學生以充分想象、自主學習的機會。采用以學生為中心，教師為主導，以應用為導向的多樣化、開放式教學方法；將課內理論教學與課外科技實踐活動融為一體，把共性培養(yǎng)與個性培養(yǎng)進行有機結合，系統(tǒng)結合理論教學、實踐教學、講座和課外活動等內容，培養(yǎng)學生的綜合素質，形成課內理論教學和課外科技活動良性互動。

2 創(chuàng)新符合卓越計劃培養(yǎng)目標的CDIO課程體系

根據學生不同的基礎、智商、興趣和志向差異化，采用因材施教的培養(yǎng)方案。通過將知識模塊化，所需的工具和必備的技能明確化的方式規(guī)劃學生的未來職業(yè)需求。模塊化的內容將基本要求部分和擴展提高部分分開進行?；A部分要求所有學生必須掌握最基本的知識、常用工具和必備的技能方法；擴展提高部分則通過專題講座、選修等形式對學有余力的學生開放，從而實現分層培養(yǎng)、因材施教、個性化培養(yǎng)的目的。

信息工程類的核心課程培養(yǎng)體系以六個設計項目為主導方向，每個設計項目都帶動一批專業(yè)課程，進而更新教學觀念，改革教學方法：（1）以理論聯系實際的方式開展課程，把學科問題和工程實際問題相結合，充分帶動學生的積極性、主動性，使得學生更有針對性地去學習理論知識，才能真正做到學以致用。（2）改變以往課程設計題目過于空洞的情況，更多的課程設計項目將來源于實際項目，且形式是以團體合作的方式展開，多名學生協(xié)同完成，通過做各類課題培養(yǎng)自己的團隊合作精神、交流能力、管理能力及系統(tǒng)協(xié)調能力。（3）采取探究式的教學方法，基于問題有效地設置問題，從而激發(fā)學生的學習興趣，引導學生獨立思考。以解決實際問題為目的，以運用所學知識作為研究手段，培養(yǎng)學生的探究問題意識，養(yǎng)成批判性思維的習慣，能及時發(fā)現問題、解決問題。

根據卓越工程師人才培養(yǎng)目標要求，借鑒TRIZ理論及CDIO成功理念來改革課程體系和教學方式，以未來職業(yè)需求為導向，以學生個性化發(fā)展為主體，以“基本單元—功能模塊—應用系統(tǒng)”為主線，形成內容模塊化的三級課程群和個性化的課程體系。一級課程群為包含本專業(yè)基礎課程及工程基本設計能力要求的項目體系；二級課程群為專業(yè)學習過程中工程實習實踐、創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求的課程體系；三級課程群為加強核心課程、二級課程群而設立的相應工程類綜合課程群。

同時，根據學生基礎的差異和學生個人的意愿，制定多層次教學要求，實現多元化培養(yǎng)。著重設置創(chuàng)新實踐實習環(huán)節(jié)，增加實習、實踐、課程設計、畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力，將學生參加科學研究、科技創(chuàng)新和社會實踐以及各種相關競賽所取得的成果納入教學管理，并視學生的具體情況替代公共選修課、學科選修課或專業(yè)選修課學分。

通過運用TRIZ創(chuàng)新理論提供的科學的分析問題的方法，逐步形成緊密的、環(huán)環(huán)相扣的、有邏輯性的知識體系結構。拋開以往重理論而輕實踐的教育觀念，新的課程體系以理論聯系實際的方式開展，把工程實踐問題和學科問題相結合，重點關注每門課程在實現培養(yǎng)目標中的作用、課程模塊間的相互關系和整體作用。同時，工程設計項目以團隊合作的方式展開，學生通過親自參與各類項目培養(yǎng)自己的團隊合作精神、團隊交流能力及整體的調控能力。

3 改革基于TRIZ的創(chuàng)新型實踐教學體系

將基于TRIZ理論的創(chuàng)新方法應用于科學研究實踐和大學生創(chuàng)新實踐，以提高技術問題解決效率和理想化程度目標，探討基于TRIZ理論的創(chuàng)新方法的實踐應用，形成理論到實踐應用的轉化，在此基礎上，進行計算機輔助創(chuàng)新軟件（CAI）的應用研究和基于TRIZ理論創(chuàng)新方法研究成果的應用與推廣。激活學生的創(chuàng)造精神，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)業(yè)能力，進而增強工程實踐動手能力，提高學生的綜合素質。

提出按照“基礎型—綜合設計型—創(chuàng)新型”三個層次來設計實踐教學內容，在培養(yǎng)基本技能層次的基礎實踐環(huán)節(jié)外，增設綜合性和創(chuàng)新性實驗，將多個知識點或多門課程結合在一起，培養(yǎng)學生的綜合運用知識及工程觀念分析問題及解決問題的能力；創(chuàng)新型實驗要求學生獨立完成查找資料、擬定實驗方案、直至實現所設計內容的全過程，培養(yǎng)學生在設計、制作和組織管理等方面的創(chuàng)新能力。

通過TRIZ理論指導大學生實踐教學，總結TRIZ理論應用于指導大學生實踐的模式和思路，建立相應的指導體系。按照工程項目組織教學，使學生直接參與項目的設計、分析和研究。為了訓練學生的工程推理能力，將在已有的課內設計內容基礎上增加兩個工程綜合設計項目，從而強化學生的工程思維邏輯性，有助于形成科學的創(chuàng)新方法和研究習慣，提高綜合構思—設計—實現的能力。

在實驗教學方面，逐漸形成以能力培養(yǎng)為主線，以學生為主體，推行啟發(fā)式、自主探究式的實踐教學模式。根據工程設計要求，學生可以采用自己設計開發(fā)的方案在實驗臺上搭建模塊，積極培養(yǎng)學生探索知識的能力、工程應用的能力和創(chuàng)新能力。

4 建立基于卓越計劃的信息類專業(yè)實踐教學基地群

建立包括省級校企共建電子信息工程研發(fā)中心、校外實訓基地、校外實習基地、校企合作人才培養(yǎng)基地等在內的信息類專業(yè)實踐教學基地群，要求專業(yè)教師在做好校內學生培養(yǎng)的同時要走出校園，打通各種渠道為學生創(chuàng)造穩(wěn)定的、全方位的、多元化的實習基地。

根據學生不同的學習基礎、個人意愿及工程能力，與企業(yè)聯合制定實際培訓項目，學生在大學學習期間在企業(yè)學習時間必須累計8～10個月，內容涉及操作技能、加工技術、工程師崗位能力等內容。結合CDIO 的實踐教育背景，同時以企業(yè)職場作為工程教育的環(huán)境，讓實習實踐不再是單純意義上的實習，而是以工程項目設計為導向、工程能力培養(yǎng)為目標的工程教育實踐，進一步提高學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的就業(yè)競爭力，縮短學生進入實際工作的適應時間。同時，必須協(xié)調好企業(yè)、學生、學校三者之間的利害關系，充分利用企業(yè)的優(yōu)勢，確保學生在企業(yè)能接受真正的工程實訓的同時，也要幫助企業(yè)實現技術創(chuàng)新，實現雙贏局面。

5 結束語

本課題在當今社會人才培養(yǎng)模式發(fā)展的大趨勢下，以通信專業(yè)為突破點，著眼于創(chuàng)新性教育模式和創(chuàng)新性教學方法的結合，探索適合通信工程專業(yè)未來卓越人才培養(yǎng)的具體教育模式，旨在培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型、綜合型人才，為國家“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的全面展開提供切實有效的研究依據。

參考文獻

[1] 江敏，琉璃軍.基于“TRIZ-CDIO”的計算機基礎課程教學改革研究[J].電腦知識與技術，2012.35（8）：8435-8437.

[2] 陳剛，張增良，崔瑞雪等.基于CDIO的電子信息類專業(yè)教學改革[J].北華航天工業(yè)學院學報，2012.22（2）：28-30.

[3] 張志剛，項莉萍，張壽安.基于CDIO的卓越技能型人才培養(yǎng)新模式[J].安徽工業(yè)大學學報（社會科學版），2012.29（5）：104-105.

[4] 蔡莉，朱炳宇，李海.基于CDIO理念的實訓類課程管理平臺的設計與實現[J].中國教育信息化，2013：56-58.

[5] 張玉波，王秀芳，畢洪波.基于CDIO的通信專業(yè)教育改革和實踐[J].實驗室研究與探索，2011（3）：134-136.