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摘 要:以实施卓越工程师教育培养计划为契机,促进工程教育实践环节创新,构建校内实验实践教学共享平台,解决较大规模学生的创新实践环节问题。通过强化共享平台内涵建设,突破传统单一专业实验实践教学平台建设的思维定势,发挥优势资源的共享效益,进一步增强大学生综合实践素质培养和工程实践创新意识、创新能力的培养,使之在实现卓越工程师培养目标中发挥重要作用。
关键词:卓越计划;共享平台;实验教学;实践教学;创新人才
2012年经教育部批准,南京理工大学的武器发射工程、探测制导与控制技术、特种能源技术与工程、武器系统与工程四个本科专业参与“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)的实施。为满足“卓越计划”培养创新工程技术人才的需要,以南京理工大学军工试验中心(以下简称“中心”)集中建设为契机,整合汤山校区基础条件建设和保障条件建设项目资源,构建武器类专业实验实践教学共享平台,强化校内公共实践平台建设,改革教学方法,创新人才培养模式,以实现卓越工程师培养目标。
一、校内实验实践教学共享平台的构建
南京理工大学从中国人民解放军军事工程学院分建以来,就奠定了军工专业背景,形成了自身鲜明的兵工特色。在教学上重视实践教学环节和动手能力培养,形成了注重理论与实践结合、重视创新能力培养的特点。中心是全国高校中唯一独立建设占地600余亩的武器类专业实验实践教学基地,体现了学校强化实验实践教学在创新人才培养中的重要地位。
1.共享平台构建的目的。“卓越计划”将构建校企合作培养新机制,与企业共同建立各级工程实践教育中心作为成功培养卓越工程师的关键[1]。但我国的工程教育规模与西方发达国家相比数量非常巨大,学生到企业实践的投入也非常巨大,费用高昂。因此,我国工程教育实验、实践环节培养,不能完全照搬其他国家模式,只能自主创新。解决大规模学生的创新实践要靠学校自身挖掘潜力,建设与企业互补的校内创新实践平台,承担工程教育实践环节的培养任务和责任[2]。这是构建中心实验实践教学共享平台的主要目的。
为此,2012年学校以中心为基础,启动“卓越计划”的相关课程和校内公共实践平台项目建设,通过项目建设打造实验实践教学共享平台。能够满足相关武器类专业的卓越计划实验实践教学共享需求,促进科研资源为本科人才培养服务,充分合理利用中心大量资源,实现本科人才培养与科学研究的有机结合。
2.共享平台构建的基础。中心经过近十年发展和近4亿元科研条件等投资建设,已初具规模。现有各类建筑面积约30 000 m2,是学校国防科研实验、教学实验、高层次人才培养的重要场所。目前各种仪器设备共计1500余台套,总值达到1.5亿元,其中80多套大型设备性能达到国内领先或国际先进水平,利用这些仪器和设备可开展武器类相关专业领域的实验实践教学。
3.共享平台构建的内容。中心依托独具特色的优势资源,以强化本科实验实践教学改革为主,以创新人才培养为目标,构建了涵盖多学科专业综合、大型仪器设备共享、科技项目创新为一体的实验实践教学共享平台。综合设计了“兵器试验工程概论”实验实践课程内容和环节,增加创新实验内容,培养大学生“真刀真枪”实践动手能力。基于学校卓越计划相关项目要求,完成了《武器类专业实践教学大纲》,编写了《武器类专业实践教学实验指导书》,制订了“武器类专业实践教学考核方法”,打造“实习、实训、实验”一体化的共享平台,可以满足卓越计划培养创新工程技术人才的实践环节需要。重点强调学生工程实践能力的培养、训练和形成,以及工程创新意识和工程创新精神的培养。
二、实验实践教学共享平台建设运行与特色
1.加强平台内涵建设,促进平台的高效运行。共享平台的建设是基于中心资源的优化整合,因此,必须理顺平台内部管理体制,打破壁垒,将原各学院、各系、各教研室教师使用的仪器设备等资源,通过在汤山校区建设划归中心统一管理,打破条块分割局面,建立共同使用原则。同时明确中心与各教师在通用仪器设备和专业仪器设备上不同的责任与义务,达到资产使用效益最大化,保障平台平稳高效运行,实现武器类专业实验实践教学共享平台构建目标和任务。大力推进平台与校级大型仪器设备平台相结合,进一步实现资源共享和优势互补,有力促进了自身的发展,实现了武器类专业实验实践教学共享平台建设效益的最大化和高效运行。
2.发挥平台特色优势,突破专业限制实现共享。打造武器类专业特色的实验实践教学共享平台,是学校优势的体现,也是学校人才培养特色的体现,是培养武器类特色鲜明的工程技术人才的基础和条件。共享平台特色优势主要体现在打破原有枪炮弹箭等武器类专业实践教学人为界限,实现武器类相关专业在同一平台进行实践教学的共享模式。这也是解决大规模工程教育创新实践环节的重要途径,符合“卓越计划”下实践教学阶段多专业联合实践模式。共享平台同时解决了学生去企业难以自己动手实践的尴尬情况,在设计的各项实验项目中需要学生自己动手拆组、测量,亲身体验,完成教学任务。在完成各项实践教学任务过程中,学生深入科研一线,接触到日常很少接触的科研高端仪器设备,了解科技前沿,这又实现了本科实验和高端军工实验相联系的通道,在拓宽学生知识面的同时也培养了学生实践和创新能力,对大学生的研究潜能和创新意识的培养发挥重要作用。
3.采取多种有效措施,保障共享平台安全运行。学校实施“卓越计划”的专业以武器类专业为主,而武器类专业实验和实践教学大都具有一定的危险性,稍有疏忽有可能造成人员伤亡,后果不堪设想。因此,安全教育和培训是实验实践教学的重要环节,也是共享平台运行的重要保障。一是在学生进入实验实践前就要进行安全教育,让学生熟悉实验环境,了解实验操作规程、实验流程、实验实践过程中的危险,掌握所接触的危险品、实验设备的性质和性能等,了解应急事故处理方法;二是任课教师要定期进行安全培训;三是在实验和实践运行过程中,尽量采用惰性模拟物替代危险品,以消除安全隐患,同时可以实现教学要求。注重规范实验操作,加强安全标准化建设,提高师生的安全意识[3]。 三、创新人才培养实施办法
实验实践教学共享平台建设的重点是强调学生工程实践能力的培养以及工程创新意识、创新能力的培养,这也是创新人才培养的目标[1]。
1.着力推行基于项目的体验式教学方法改革。体验式教学不同于以传授知识为主的传统教学模式,通过以教师为主导、以学生为主体的形式,让学生在真实或虚拟的环境中通过体验去感知、理解、领悟、验证教学内容,使学生在获取知识的同时做到观念、判断、技能的自主形成与主动掌握,致力于将学生塑造为既有丰富知识,又有高尚人格的完整的人[4]。体验式教学不仅注重结果,更注重过程,能够有效培养卓越工程师的实践创新意识和创新能力。
根据实验项目的特点,中心着力推行符合工程实践能力培养的体验式教学方法,确保学生的工程实践能力得以培养、训练、形成和提高。同时,改革教学内容,提升内涵,提高实验实践教学改革质量。中心以“兵器试验工程概论”课程为牵引,以强化学生的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,基于中心主持或其他教师在中心开展的实验项目,让学生参与项目当中,开展体验式教学。共享平台提供了真实的工程实验环境,满足了学生“真刀真枪”的实践要求,为创新实验实践教学模式打下良好的基础。中心建立了“演示与验证实验相结合、分项实验与综合实验相结合、科学前沿与创新设计实验相结合”的模式,采用“实习、实训、实验一体化”的方式,使大学生在本科阶段接触到真正的军工科研实验,有力地促进大学生实践创新意识和能力的提升。
2.结合科研项目合理设计大型实验,培养大学生实践创新能力。实验实践教学计划紧密结合科研项目设计实施是共享平台的突出优势。要实现大学生实践创新能力训练培养和提高,必须充分发挥共享平台拥有本行业先进的仪器设备、真实的工程实践环境和创新环境这样的优势,结合中心及其他教师在中心承担前沿科研课题,结合“兵器试验工程概论”课程,发挥中心在战斗部、火工品、发射平台、静爆等方面资源仪器设备优势,不断更新实践教学内容、实验方法与手段,综合设计了7项大型实验。这些综合实验取材于学科前沿方向的真实项目,深受学生的欢迎,使得学生能够切身熟悉和掌握先进仪器和设备,能在真实的工程实践环境中锻炼,这为学生实践能力和创新能力的培养提供了必要条件,也是“卓越计划”的基本要求,更是培养工程创新人才的成功之道。通过这些实验设计和实施,有效培养
了学生的工程实践能力,能够初步培养大学生的创新意识和创新能力。这些对提高实验教学水平、促进实验教学改革相当重要。
3.着力打造一支教授挂帅的高素质实验实践教学队伍。这是实现“卓越计划”实践创新人才培养成功的保证。中心实验实践教学队伍由总工程师挂帅,借助带头人的丰富实践经历和教学经验,打造一支结构合理、勇于创新、理论与实践经验丰富的教学队伍。这支队伍以中心技术保障部的主要成员构成,他们具有博士学位或副高以上专业技术职称,或有着在企业及研究院所核心部门工作的丰富经验,并且同时承担中心各类军工科研项目测试等高新技术服务保障工作,在弹药发射与测量、武器类综合实验方面形成自己的技术特色,积累了丰富的工程及科研实践经验。这支队伍成为开展各类实验以及综合实践教学任务的坚实保障,为培养工程创新人才打下了坚实基础。
参考文献:
[1] 林健. 校企全程合作培养卓越工程师[J]. 高等工程教育研究,2012(3).
[2] 宗士增,阎燕. 工程教育创新实践的方法与措施[J]. 中国大学教学,2012(4).
[3] 常双君,刘天生,李如江. 军工专业本科实验教学改革的探索与实践[J]. 高校实验室工作研究,2009(4).
[4] 张荣. 体验式教学的创新性与实施条件[J]. 吉林省教育学院学报,2007(11).
[责任编辑:余大品]
关键词:卓越计划;共享平台;实验教学;实践教学;创新人才
2012年经教育部批准,南京理工大学的武器发射工程、探测制导与控制技术、特种能源技术与工程、武器系统与工程四个本科专业参与“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)的实施。为满足“卓越计划”培养创新工程技术人才的需要,以南京理工大学军工试验中心(以下简称“中心”)集中建设为契机,整合汤山校区基础条件建设和保障条件建设项目资源,构建武器类专业实验实践教学共享平台,强化校内公共实践平台建设,改革教学方法,创新人才培养模式,以实现卓越工程师培养目标。
一、校内实验实践教学共享平台的构建
南京理工大学从中国人民解放军军事工程学院分建以来,就奠定了军工专业背景,形成了自身鲜明的兵工特色。在教学上重视实践教学环节和动手能力培养,形成了注重理论与实践结合、重视创新能力培养的特点。中心是全国高校中唯一独立建设占地600余亩的武器类专业实验实践教学基地,体现了学校强化实验实践教学在创新人才培养中的重要地位。
1.共享平台构建的目的。“卓越计划”将构建校企合作培养新机制,与企业共同建立各级工程实践教育中心作为成功培养卓越工程师的关键[1]。但我国的工程教育规模与西方发达国家相比数量非常巨大,学生到企业实践的投入也非常巨大,费用高昂。因此,我国工程教育实验、实践环节培养,不能完全照搬其他国家模式,只能自主创新。解决大规模学生的创新实践要靠学校自身挖掘潜力,建设与企业互补的校内创新实践平台,承担工程教育实践环节的培养任务和责任[2]。这是构建中心实验实践教学共享平台的主要目的。
为此,2012年学校以中心为基础,启动“卓越计划”的相关课程和校内公共实践平台项目建设,通过项目建设打造实验实践教学共享平台。能够满足相关武器类专业的卓越计划实验实践教学共享需求,促进科研资源为本科人才培养服务,充分合理利用中心大量资源,实现本科人才培养与科学研究的有机结合。
2.共享平台构建的基础。中心经过近十年发展和近4亿元科研条件等投资建设,已初具规模。现有各类建筑面积约30 000 m2,是学校国防科研实验、教学实验、高层次人才培养的重要场所。目前各种仪器设备共计1500余台套,总值达到1.5亿元,其中80多套大型设备性能达到国内领先或国际先进水平,利用这些仪器和设备可开展武器类相关专业领域的实验实践教学。
3.共享平台构建的内容。中心依托独具特色的优势资源,以强化本科实验实践教学改革为主,以创新人才培养为目标,构建了涵盖多学科专业综合、大型仪器设备共享、科技项目创新为一体的实验实践教学共享平台。综合设计了“兵器试验工程概论”实验实践课程内容和环节,增加创新实验内容,培养大学生“真刀真枪”实践动手能力。基于学校卓越计划相关项目要求,完成了《武器类专业实践教学大纲》,编写了《武器类专业实践教学实验指导书》,制订了“武器类专业实践教学考核方法”,打造“实习、实训、实验”一体化的共享平台,可以满足卓越计划培养创新工程技术人才的实践环节需要。重点强调学生工程实践能力的培养、训练和形成,以及工程创新意识和工程创新精神的培养。
二、实验实践教学共享平台建设运行与特色
1.加强平台内涵建设,促进平台的高效运行。共享平台的建设是基于中心资源的优化整合,因此,必须理顺平台内部管理体制,打破壁垒,将原各学院、各系、各教研室教师使用的仪器设备等资源,通过在汤山校区建设划归中心统一管理,打破条块分割局面,建立共同使用原则。同时明确中心与各教师在通用仪器设备和专业仪器设备上不同的责任与义务,达到资产使用效益最大化,保障平台平稳高效运行,实现武器类专业实验实践教学共享平台构建目标和任务。大力推进平台与校级大型仪器设备平台相结合,进一步实现资源共享和优势互补,有力促进了自身的发展,实现了武器类专业实验实践教学共享平台建设效益的最大化和高效运行。
2.发挥平台特色优势,突破专业限制实现共享。打造武器类专业特色的实验实践教学共享平台,是学校优势的体现,也是学校人才培养特色的体现,是培养武器类特色鲜明的工程技术人才的基础和条件。共享平台特色优势主要体现在打破原有枪炮弹箭等武器类专业实践教学人为界限,实现武器类相关专业在同一平台进行实践教学的共享模式。这也是解决大规模工程教育创新实践环节的重要途径,符合“卓越计划”下实践教学阶段多专业联合实践模式。共享平台同时解决了学生去企业难以自己动手实践的尴尬情况,在设计的各项实验项目中需要学生自己动手拆组、测量,亲身体验,完成教学任务。在完成各项实践教学任务过程中,学生深入科研一线,接触到日常很少接触的科研高端仪器设备,了解科技前沿,这又实现了本科实验和高端军工实验相联系的通道,在拓宽学生知识面的同时也培养了学生实践和创新能力,对大学生的研究潜能和创新意识的培养发挥重要作用。
3.采取多种有效措施,保障共享平台安全运行。学校实施“卓越计划”的专业以武器类专业为主,而武器类专业实验和实践教学大都具有一定的危险性,稍有疏忽有可能造成人员伤亡,后果不堪设想。因此,安全教育和培训是实验实践教学的重要环节,也是共享平台运行的重要保障。一是在学生进入实验实践前就要进行安全教育,让学生熟悉实验环境,了解实验操作规程、实验流程、实验实践过程中的危险,掌握所接触的危险品、实验设备的性质和性能等,了解应急事故处理方法;二是任课教师要定期进行安全培训;三是在实验和实践运行过程中,尽量采用惰性模拟物替代危险品,以消除安全隐患,同时可以实现教学要求。注重规范实验操作,加强安全标准化建设,提高师生的安全意识[3]。 三、创新人才培养实施办法
实验实践教学共享平台建设的重点是强调学生工程实践能力的培养以及工程创新意识、创新能力的培养,这也是创新人才培养的目标[1]。
1.着力推行基于项目的体验式教学方法改革。体验式教学不同于以传授知识为主的传统教学模式,通过以教师为主导、以学生为主体的形式,让学生在真实或虚拟的环境中通过体验去感知、理解、领悟、验证教学内容,使学生在获取知识的同时做到观念、判断、技能的自主形成与主动掌握,致力于将学生塑造为既有丰富知识,又有高尚人格的完整的人[4]。体验式教学不仅注重结果,更注重过程,能够有效培养卓越工程师的实践创新意识和创新能力。
根据实验项目的特点,中心着力推行符合工程实践能力培养的体验式教学方法,确保学生的工程实践能力得以培养、训练、形成和提高。同时,改革教学内容,提升内涵,提高实验实践教学改革质量。中心以“兵器试验工程概论”课程为牵引,以强化学生的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,基于中心主持或其他教师在中心开展的实验项目,让学生参与项目当中,开展体验式教学。共享平台提供了真实的工程实验环境,满足了学生“真刀真枪”的实践要求,为创新实验实践教学模式打下良好的基础。中心建立了“演示与验证实验相结合、分项实验与综合实验相结合、科学前沿与创新设计实验相结合”的模式,采用“实习、实训、实验一体化”的方式,使大学生在本科阶段接触到真正的军工科研实验,有力地促进大学生实践创新意识和能力的提升。
2.结合科研项目合理设计大型实验,培养大学生实践创新能力。实验实践教学计划紧密结合科研项目设计实施是共享平台的突出优势。要实现大学生实践创新能力训练培养和提高,必须充分发挥共享平台拥有本行业先进的仪器设备、真实的工程实践环境和创新环境这样的优势,结合中心及其他教师在中心承担前沿科研课题,结合“兵器试验工程概论”课程,发挥中心在战斗部、火工品、发射平台、静爆等方面资源仪器设备优势,不断更新实践教学内容、实验方法与手段,综合设计了7项大型实验。这些综合实验取材于学科前沿方向的真实项目,深受学生的欢迎,使得学生能够切身熟悉和掌握先进仪器和设备,能在真实的工程实践环境中锻炼,这为学生实践能力和创新能力的培养提供了必要条件,也是“卓越计划”的基本要求,更是培养工程创新人才的成功之道。通过这些实验设计和实施,有效培养
了学生的工程实践能力,能够初步培养大学生的创新意识和创新能力。这些对提高实验教学水平、促进实验教学改革相当重要。
3.着力打造一支教授挂帅的高素质实验实践教学队伍。这是实现“卓越计划”实践创新人才培养成功的保证。中心实验实践教学队伍由总工程师挂帅,借助带头人的丰富实践经历和教学经验,打造一支结构合理、勇于创新、理论与实践经验丰富的教学队伍。这支队伍以中心技术保障部的主要成员构成,他们具有博士学位或副高以上专业技术职称,或有着在企业及研究院所核心部门工作的丰富经验,并且同时承担中心各类军工科研项目测试等高新技术服务保障工作,在弹药发射与测量、武器类综合实验方面形成自己的技术特色,积累了丰富的工程及科研实践经验。这支队伍成为开展各类实验以及综合实践教学任务的坚实保障,为培养工程创新人才打下了坚实基础。
参考文献:
[1] 林健. 校企全程合作培养卓越工程师[J]. 高等工程教育研究,2012(3).
[2] 宗士增,阎燕. 工程教育创新实践的方法与措施[J]. 中国大学教学,2012(4).
[3] 常双君,刘天生,李如江. 军工专业本科实验教学改革的探索与实践[J]. 高校实验室工作研究,2009(4).
[4] 张荣. 体验式教学的创新性与实施条件[J]. 吉林省教育学院学报,2007(11).
[责任编辑:余大品]