国家级教学成果奖.docx
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国家级教学成果奖
国家级教学成果奖
科学总结
成果名称研究型大学创新型工程人才培养模式改革
的探索与实践
成果完成人李元元、王迎军、邱学青、李正、徐向民成果完成单位华南理工大学
二〇〇九年三月二十八日
1(前言
本世纪头20年尤其是“十一五”期间,是我国全面建设小康社会,基本实现社会主义现代化的关键历史时期。
推进科技创新,提高自主创新能力,建设创新型国家是实现社会主义现代化宏伟奋斗目标的根本保证。
科技创新的根本在人才,工程人才培养是我国走新型工业化道路,建设创新型国家的基础和前提。
建国以来尤其是改革开放以来,我国工程人才培养取得了可喜的成绩,但面对新世纪我国走新型工业化道路,建设创新型国家的战略需求,在人才培养目标、培养途径、培养手段和培养方法等方面存在许多不足和不适应的地方。
因此,开展工程人才培养模式改革研究,提出相应的行动纲领和改革举措,是当前我们落实科学发展观,开展自主创新,建设创新型国家的客观需求。
本项目组基于教育部科学技术委员会立项课题“面向创新型国家的工程教育改革研究”、第二批高等学校特色专业(教育部“质量工程”项目):
机械工程及自动化、广东省教育厅新世纪教育教学改革项目“理工类研究型大学本科生创新能力培养体系的研究与实践”、“创新型工程人才培养模式改革的研究与实践”等7个教学改革和研究项目,自2004年开始,在华南理工大学工程类专业进行了创新型工程人才培养模式改革的一系列探索与实践,取得了显著成效。
2(理论创新
2.1面向创新型国家建设需求,在全国率先提出现代“研究型工程师”和“科技型企业家”的工程人才培养目标
项目组在全国较早地从认识上解决了研究型大学要不要培养工程师和培养怎样的工程师的问题。
2004年,学校明确提出把培养敢创新、能创业、会创造的拔尖创新人才作为根本使命。
根据以工为主的学科特点和办学基础,学校把培养现代高素质工程师作为自身的重要培养目标,明确提出以培养研究型工程师和科技型企业家作为主要培养方向:
一方面致力于培养能站在国际技术发展前沿、了解我国国情,掌握关键技术,并能结合企业实际提出和解决问题的研究型工程师;另一方面,着力培养具有学科领域专业技术知识,受过严格的自然科学和工程技术训练,能领导和驾驭科技型企业成长,具有强烈的技术创新能力和市场意识,集专业技术、市场经验和管理才能于一身的科技型企业家。
“研
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究型工程师”和“科技型企业家”的培养目标定位为创新型工程人才培养模式改革奠定了坚实的理论基础(见图1)。
“大工程”研究型大学需求与挑战背景(华南理工大学)创新型国家战略人才定位人才需求综合性学科结构创新型
经济转型科学实力工程师产业升级师资队伍
办学基础全球一体化挑战理工科工程训练条件优势
研究型科技型
工程师企业家
共性能力
工程实市场管
专业技技术创践能力理能力
术能力新能力
图1创新型工程人才培养目标及其质量规格
2.2把握现代工程教育规律,提出具有鲜明特色的工程人才培养方案
项目组认真分析和研究了现代高素质工程师的质量规格要求,并形成与之相对应的人才培养方案。
新的培养方案一方面大力加强学科集成,实施纵向和横向平台课程计划,推行研究型教学,将创新能力、可持续发展能力培养和工程职业道德的养成贯穿于整个培养过程;另一方面将实践教学和工程训练置于更加重要的位置,与理论教学有机结合起来,构建完善的现代实践教学和工程训练体系(见图2)。
2
研究型工程师
科技型企业家
课程体系实践教学工程训练
毕业
毕业设计四年级实习
学专企联产学合生业业三年级纵课课学实科研创工向程程研验究竞新程平实设室项计实项赛项台验计二年级目划验目目课
程
导论学习
工程管理能力一年级
技术创新能力横向平台课程知识应用能力
知识迁移能力入学
研究型教学
厚基础宽口径
科学性学习工程性训练
(知识建立)(能力培养)
图2创新型工程人才培养方案设计
3(实践探索
3.1实施学科平台课程计划,构建现代工程教学课程体系
项目组按照现代高素质创新型工程师质量规格要求,探索按学科大类进行人才培养和组织教学工作,确定了平台课程建设方案,整合教学内容,优化课程体系结构,夯实和拓宽学生的基础,增强学生的发展后劲。
学科平台课程建设主要针对学科基础课程,分为纵向和横向两类课程。
纵向平台课程建设包括两大类专业:
一是属于不同学院、专业名称相同但专业方向不同的专业,如机械工程及自动化、电子科学与技术、土木工程等;二是同类或相近专业。
第一类专业培养计划要求做到基本统一。
第二类专业的学科基础课程必须要有80,
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以上的相同课程,构成专业学科基础大平台。
大平台的系列课程按系统化思路建设,重点搞好课程内容取舍及其编排顺序、教材建设和多媒体网络课件开发等。
每门课程也按模块化建设,促使系列平台课程向精品化、国际化、网络化方向发展。
横向平台课程是指教学覆盖面大的学科基础课程。
一方面整合不同专业的教学资源,统一教学大纲,统一组织考试等教学环节;另一方面改革教学内容、教学手段和教学方法,形成特色明显的模块化、网络化精品课程。
2005年以来,重点建设了基础力学类平台课程、机械类平台课程、化类平台课程、电类平台课程和计算机类平台课程等5个系列的平台课程,先后建设成为5门国家级精品课程和10门省级精品课程。
3.2教学与科研相渗透,推行研究型教学模式
项目组注重在以探索和研究为基础的教学过程中培养学生的工程研究能力和工程创新能力。
课堂教学模式的改革包括以下三方面:
一方面要求教师将组织和实施教学过程作为思考和创新的过程,积极探索教学方法改革,将课程基础理论中的知识点和学科发展的前沿有机结合起来,弥补课本知识基础性强而新颖性不足的缺陷;另一方面要求教师将最新科研成果融入教材,化为课程,开设反映学术前沿的选修课。
支持教师结合承担的科研课题,指导本科生毕业设计(论文),使学生了解和掌握最新的前沿科学知识;同时倡导教师积极开展研究型教学,要求教师从创设问题情境出发,激发学生的探索兴趣和探究热情,引导学生自主探究和体验知识的发生过程,还原原来的科学思维活动,倡导学生开展探究式学习、主动学习、问题式学习和合作式学习新模式。
通过师生互动、双向交流的形式,鼓励质疑批判和发表独立见解,培养学生的创新思维能力。
项目组将第二课堂教学纳入人才综合培养方案,通过全面实施学生研究计划(SRP)、百步梯攀登计划和学生竞赛活动,着力构建学生实践创新能力培养体系。
2004年开始实施学生研究计划和百步梯攀登计划,每年划拨200万元专款作为SRP项目经费,划拨100万元专款作为百步梯攀登计划项目经费,鼓励学生在导师指导下,结合自己的专业领域和特长,开展初步的探索性研究工作,了解和掌握科学研究的基本思路、方法和手段。
近5年累计科技立项4840项,参加
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学生22900多人次;积极组织国家、省和学校的三级学生竞赛活动。
组织学生参加“挑战杯”,数学建模、电子设计、机械设计和结构设计等四大竞赛,以及广东省的各项赛事。
组织大学生创业计划大赛、大学生物理竞赛等多项校内学生竞赛活动,开拓学生的实践创新能力和创造能力。
3.3遵循国际工程教育发展趋势,提出前瞻性的实践教学模式
项目组借鉴欧美发达国家先进的实践教学方法,确立了从实践技能层、能力提高层、综合创新层和科学研究层等四个层次的分阶段、循序渐进的实践教学模式。
实践技能层主要通过绘制实践课程结构路线图,开设学科导论课程,课内外结合,通过开放式实践教学培养学生基本的工程实践能力;能力提高层把工程设计贯穿于入门到学科实践全过程,实现实验课程从传统方式向综合性、设计性实验方式转变;综合创新层以课程设计和专业创新实验课程为主,结合综合创新实验室和学校—省—国家三级大学生工程设计大赛,对学生进行深入培养和训练;科学研究层通过学生研究计划、联合实验室及产学研项目、各的
类竞赛项目,让学生参与高层次实践训练,培养学生现代工程研究能力(见图3)。
科学研究层
综合创新层
产学研项目
能力提高层学校-省-国家
三级工程学科实践设计大赛各类竞赛实践技能层)
综工项目合程综合创新性设学科导论实验室计设
全计联合实验室专业创新过性开放式程实实验课程实践教学贯验
穿课学生程研究计划课程设计)课内外结合入门
四个层次的实践教学模式
图3四个层次的实践教学模式
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3.4建立完善的工程实践训练体系,强化工程实践能力培养
项目组充分利用研究型大学学科优势,四步导向,努力探索构建将间接工程训练与直接工程训练有机结合,二者不断交叉循环,贯穿整个大学学习阶段的现代工程实践训练模式。
其中,第一步为实践入门、专业导入。
通过工程素质实践基础课,建立学生对本学科实践的初步感性认识。
通过学科导论课程,促使学生全面了解专业,明白本科学习进程,制定学习目标,做好职业定位,明确发展方向。
第二步为理论与实践有机结合。
这一阶段着重要抓好专业实验、课程设计和课外实践创新平台等三个环节。
第三步为参与企业工程项目、前沿科学研究。
教师吸收部分同学参加科研项目或企业的攻关课题组,直接面向科学研究前沿方向从事科研或技术攻关。
这些课题无论是科学研究还是工程开发,学生都能获得工程研发体验,实现对专业知识的综合贯通,培养学生解决实际问题与综合创新能力。
第四步为全面提高工程实践能力。
着重抓好毕业实习和毕业设计两个关键环节。
一方面改革现行的“以班为单位,集体实习”的实习方式,变定点实习为多点实习;变集体实习为分批分阶段实习;探索实行循环轮换式实习:
分组安排学生进入不同的企业实习基地,每组学生在某个基地实习一段时间就轮换到下一个企业实习基地,让学生接触到更多的专业生产企业,了解更多的专业行情,学到更多的知识,提高专业综合素质;另一方面,改革毕业设计环节,着重推广实施以工程应用为导向的应用型课题、以基础研究与前沿研究相结合的探索型课题和多学科交叉综合课题(见图4)。
工程素质实践专业实验企业工程项目毕业实习基础课课程设计
学科导论课程前沿科学研究毕业设计课外实践创新平台
实践入门理论与实践“贯通式”全面提高
专业导入有机结合产学研平台工程实践能力
入学毕业
四步导向的工程实践训练模式
图4现代工程实践训练模式
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3.5产学研结合,打造创新型工程人才培养大平台
项目组除了继续实施“共建”和联合办学外,还探索开展“贯通式”产学研合作培养模式,即:
学校利用企业的科研资源,建立学生校外学习、实践场所。
学校先选定合适的企业,建立培养基地,招收或选送学生去基地作科研或毕业论文。
企业既是培养基地,又是学生的预就业单位。
如学校与中国广东核电集团有限公司签订了核电人才联合培养合作协议,中国广东核电集团有限公司按照“双向选择、择优录取”的原则,每年春季从我校相关专业(主要包括热能与动力工程、电气工程及其自动化、机械工程及自动化等专业)三年级全日制学生中预先招聘在校本科生,并与其签订“预招聘合同”,双方联合培养复合型、创新型工程人才。
机械与汽车工程学院积极探索“3+0.5(企业实践)+0.5(结合企业课题的毕业设计)”及本科、硕士研究生教育6年贯通培养等新模式。
项目组依托国家级和省部级重点实验室、工程研究中心、科研实验室,整合学科、科研资源和教学资源,打通教学和科研平台,建设了25个大学生创新能力培养基地,高标准建设了工业培训中心、电子工艺教学实习中心等一批校内实习基地。
同时积极拓展校外实践教学资源,建设了336个校外实习和创新实践基地。
积极开展与国内外企业的合作,先后与广州双桥股份有限公司共建“功能性低聚糖研发基地”,与西门子公司共建“制造业数字化联合实验室”,与广州市新力实业有限公司共建“华工海天塑机技研培训中心”等22个校企联合实验室,营造了崭新的学生工程实践能力训练和培养环境。
4(项目成效
本项目取得了显著成效。
2005年以来,学校大约15000名在校理工科本科生按照新的人才培养方案组织教学,按照新的人才培养目标和质量规格设计教学内容和课程体系,推行研究型教学模式。
学科平台课程包括机械类、电子信息类、土木类、化学化工类和计算机类等5大类,每年3000名左右的工科类学生按学科大类进行培养。
4个二级学院11个工科专业超过3000名工程类专业学生进行“十一五”教学改革试点。
学生普遍反映,新的培养模式目标明确、质量规格清晰,工程创新能力明显增强。
学校教学质量明显提高。
近年来,学校先后有12门课程被授予国家精品课
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程称号,3门课程被列为国家双语教学示范课程,3个教学实验室被列为国家级实验教学示范中心,14个专业被列为国家特色专业建设计划,精英型软件人才培养和电信类创业型精英人才培养被列为国家级人才培养模式创新实验区,67本教材入选国家“十一五”规划建设教材。
学校成为全国首批具有实施“国家大学生创新实验计划”资质高校。
学生各类实践创新成果层出不穷,硕果累累。
近五年来,大学生参与发表论文259篇,获国家发明专利14项,获国际竞赛奖项55项,全国各类科技竞赛奖项300项。
在近两届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中获特等奖1项,一等奖2项,二等奖5项,三等奖3项。
2002年以来,获美国国际大学生数学建模竞赛国际一等奖15项、二等奖15项、三等奖18项,获全国一等奖8项、二等奖12项。
2004级生物医学工程专业李少川同学和生物工程专业郑汉城同学低年级开始从事创新实践活动,2008年在深圳华大基因研究院实习期间更参与了国内重大科研项目——第一个亚洲人基因组“炎黄一号”的生物信息分析工作。
2008年11月在国际顶尖杂志《Nature》上参与发表了科研论文“TheDiploidGenomeSequenceofAnAsianIndividual”。
本项目得到教育部等上级主管部门和有关专家的肯定,教育部领导称赞我校是“中国南方理工科大学的一面旗帜”。
杨叔子院士高度评价我校的教育教学改革,认为我校近年来以培养“创新、创造、创业”的“三创型”人才为目标,突出强调素质教育和创新教育,不断深化改革人才培养模式,完善人才培养方案,教育教学改革成效显著。
《光明日报》、《中国教育报》、《中国高等教育》等报刊杂志先后以较大篇幅进行了专门报道。
学校人才培养质量不断提高,得到社会的广泛认可和赞誉。
2004年以来,毕业生的一次就业率均达96%以上,在教育部直属高校和广东省各高校的就业率排名中名列前茅。
尤为突出的是在毕业生中出现了一大批支撑华南地区工业和经济发展的优秀工程师群体,以家电行业、集装箱行业、塑料机械行业、电子通信行业领军人为代表的闻名全国的优秀企业家,以及在工作岗位上无私奉献的数以万计的优秀工程技术人员。
学校以“工程师的摇篮”和“企业家的摇篮”享誉全国,毕业生以“作风严谨、办事务实、勇于开拓、敢于创新、长于实践”的风格和特点而受到社会的广泛赞誉。
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