信息类大平台培养与多层次实践教学模式

信息类大平台培养与多层次实践教学模式

廖晓钟　仲顺安

（北京理工大学信息科学技术学院　北京　100081）

摘要：介绍了通识教育基础上的宽口径多层次信息类人才培养模式。即通识教育基础+信息类基础+专业大类基础+专业方向知识的培养模式。必修和选修相结合的基本实践技能、专业实践技能和综合实践创新能力培养的多层次实践环节。

关键词：信息类　人才培养模式　多层次　实践教学

一、引言

进入21世纪，世界经济已经进入知识经济时代。知识经济不同于传统的依赖于自然资源的农业经济和工业经济，它是以人工智能的开发为基础的经济。知识经济说到底就是以拥有高技术的人才为基础的一种经济发展模式。高等教育是培养现代化建设所需要的高技术人才的重要来源和渠道，高等教育是知识经济的发动机。面对知识经济的挑战，社会各方面都对高等教育人才培养的质量提出了更高的要求。本科教育是高等教育的主体和基础，抓好本科教育是提高整个高等教育的重点和关键。高等学校如何适应时代和社会的需要，培养适应知识经济时代的高素质和创新性人才，是高等学校必须思考和解答的时代命题，高等学校为此进行了积极的探索和实践。实践教学环节是促进知识结构、能力结构和科学思维产生交叉复合作用的重要环节，在学生素质教育中有着特殊的地位。

结合学校院系调整，北京理工大学对信息类本科专业的课程体系、课程设置，特别是实践教学模式进行了研究、探索与实践。形成了通识教育基础上的宽口径多层次人才培养模式，即通识教育基础+信息类基础+专业大类基础+专业方向知识的理论和实践教学模式。

二、构建信息大类人才培养模式

为了适应高等教育面向21世纪的发展需要，教育部于1998年颁布了新的高等学校本科专业目录，新的专业目录体现了淡化专业意识、拓宽基础、加强素质教育和创新能力培养的原则。北京理工大学将原有的自动控制、工业自动化、流体传动与控制三个控制类本科专业合并为一个自动化本科专业。将原有的电子工程、通信工程、电磁场与微波技术、信息工程、微电子技术五个电子类本科整合成信息工程、电子科学与技术两个专业。为了适应信息技术的发展，于2000年设立了信息对抗技术专业。结合专业调整，修订了专业培养方案，减少理论学时、增加实践学时、总学时压缩，给予学生更多的自主学习自主发展的空间。

2001年，学校组建了信息科学技术学院，涵盖了控制科学与工程、光学工程、仪器科学与技术、电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学技术等学科（注：计算机学科两年后由信息科学技术学院分出组建另外的学院）。有自动化、电气工程与自动化、测控技术与仪器、信息工程、光信息科学技术、电子科学与技术（含微电子方向和光电子方向）、信息对抗技术、计算机科学与技术八个本科专业，涵盖信息技术领域所有专业门类。结合学院组建和新一轮本科培养方案的修改，进一步完善人才培养模式。在通识教育基础上，构建了信息类公共技术基础平台，以便更进一步拓宽专业面，适应信息科学技术飞速发展形势下人才培养的需要。信息类8个本科专业的学生前两年半按信息大类培养，第三年按照专业大类培养，第四年按专业培养。如图1所示为公共基础课、信息类大平台、专业大类小平台和专业课的结构图。

图1　按信息大类培养结构图

信息类公共技术基础平台包括电路电子技术（含数字电子技术和模拟电子技术），计算机基础，自动控制理论，信号与系统，光电子技术基础共五个模块。部分模块实行多学时和少学时（或则内容侧重点不同）的两种课群，供不同专业不同需求的选择。例如，计算机基础课群由计算机科学导论（2学分）、计算机程序设计语言（3学分）、面向对象程序设计（2学分）、数据结构A（2学分）、数据结构B（2学分）组成，其中计算机科学导论和计算机程序设计语言是信息类各专业必选的，其他课程根据专业的需求来选择。例如，信息对抗技术专业选修面向对象程序设计、数据结构A，自动化专业和信息工程专业选修数据结构B，测控技术与仪器专业和光信息科学与技术专业选修面向对象程序设计。自动控制理论课群由自动控制理论A（4学分）、自动控制理论B（3学分）、自动控制理论C（3学分）、自动控制理论D组成（2学分）。自动控制理论A、自动控制理论C是自动化专业的必修课，自动控制理论B是其他专业的必修课，自动控制理论D涵盖了较深的控制理论知识，供自动化专业选修。

信息类公共技术基础平台课程作为所有信息类专业公共主干课程，大大拓宽了各专业的理论基础，并使学生具有更宽广的适应性。其中信号与系统、自动控制理论加强了学生对信息系统的系统性认识和系统设计能力；电路电子技术加强了学生运用硬件实现系统的能力；数据结构与算法等计算机类课程加强了学生运用软件实现系统的能力；光电子技术基础旨在对新技术领域和运用系统能力有更深的了解。

三、建立多层次的实践教学模式

随着科学技术的发展，新学科、新技术层出不穷，社会需求发生变化和学生就业多元化。再加上高等学校扩招，本科学生人数很多，同一个专业的学生也很多，加大了学生之间基础、兴趣、能力等的差异度。这就要求大学的教育应该采用分层教育的方法，为学生提供不同层次多样化的培养方案，以满足学生个性化发展和社会对人才多样化的需求。为此，改变原有实践教学形式，重点从培养学生兴趣出发，引导学生参加各种实践环节，构建了多层次多样化实践教学培养体系，如图2所示。针对学生兴趣的不同、基础的不同，采用不同的理论和实践培养模式，因材施教、分层培养。学生完成基本的实验实训教学培养体系和核心课程培养体系即可毕业。有兴趣的学生或者优秀的学生完成部分或者全部创新实践培养体系，有利于拔尖创新人才培养和学生个性化发展。

图2　培养体系

新的实践教学体系完善了原有的实践教学环节，增加了新的实践教学环节。

结合培养方案的修订，进一步强化实践教学环节，重新设置了实践教学的比例，实践教学的内容和比例超过了25%。在实践学分中，要求至少有6学分的实验选修课学分。实验选修课内容主要来源于教师的科研项目转化、改进后的综合性和设计性部分以及部分学生自拟的题目。实验选修课面向高年级学生，目标是培养学生的综合实验的独立设计、独立制作、独立安装与调试的综合实验能力。实验选修课由各院系开设，全校统一管理，面向全校学生开放。学生在第5～7学期在全校的实验选修课平台上任意选择。例如自动化专业面向全校开设的实验选修课主要围绕各种控制系统的分析、设计和调试等。目前开设的实验选修课有，智能车控制系统设计、足球机器人、集散控制系统、电气运动控制系统、PLC液压控制系统、PLC电气控制系统、DSP控制器设计、监控组态软件设计、三层水箱控制系统等。实验选修课开设几年来，深受大学生欢迎，调动了学生学习知识和探索科学的积极性。每学期网络选课时，实验选修课总是最快被选满的课程，许多同学选修了多于毕业学分要求的实验选修课。实验选修课在培养大学生综合实践能力方面起到了重要的作用。

结合信息学科的特点，为学生制定了与基础课、专业基础课（信息类平台课）、专业课相适应的不同层次的学科知识竞赛项目。如图3所示。积极鼓励学生参加各类学科知识竞赛。对参加竞赛的学生在课程考试、学分计算、推荐免试研究生等方面制定了详尽的鼓励措施。参加竞赛获奖可以作为相应的实验选修课学分，参加竞赛获奖等级好的同学在免试推荐研究生的政策上作较大的倾斜等。近几年学生参加学科知识竞赛取得了很好的成绩。

图3　科技竞赛

建设了电工电子教学实验中心、光电创新基地为代表的各类公共和专业基础实验室和创新实践基地以及校外实习基地。光电创新基地面向全校招收学生，制定了针对不同年级学生的循序渐进、螺旋上升的细致周密的培养方案。在培养学生的探索兴趣、创新能力的同时，教会学生如何学习、如何写实验实习报告、如何做研究、如何制定人生规划、如何将个人的前途和国家的前途紧密结合等学习和做人的基本方法和道理。经过创新基地训练的学生取得了显著的成绩，反映在学科知识竞赛获奖人数多、发表论文人数多、考研和保研率高、毕业论文优秀率高、出国深造获得奖学金的人数多。这些学生受到研究生指导教师、用人单位等的欢迎。

建立了以校外实习基地为主、校内实习基地为辅的学生实习基地。校外实习基地有，国营南京有线电厂、青岛海信集团、西昌卫星发射中心、北京住宅产业基地，燕山石化，北京银河港（瑞奥风）公司，北京联控公司，北京三维力控公司、北京开关集团有限公司，北京三乐园食品有限公司，北京华英杰科技有限公司等。校内实习基地有，光电创新教育基地、电子设备装调实习基地等。

实施大学生创新设计项目。学科实验室、研究室对部分本科生开放。资助大学生利用课余时间进入实验室，或直接参加教师研究项目，或自拟题目在教师指导下独立从事科学研究工作，训练和提高自己的科学研究能力。近三年，立项44个，一些同学在基金的支持下完成研究项目，取得成果，发表论文以及申请专利。为其后的工作奠定了良好的基础。

目前构建的实践教学体系为三个层次，即培养和训练学生基本实践技能的基础课程实践教学环节；培养和训练学生专业技能的专业实践教学环节（少部分验证实验加上大部分综合性、设计性实验）；培养和训练学生综合实践能力和创新能力的提高性实践教学环节（实验选修课、开放实验、大学生科技创新项目、学科知识竞赛、教师的研究项目等）。支撑平台分别是，由学校基础教学实验中心等组成的公共基础实验教学平台，由院系实验教学中心组成的专业实验教学平台，由创新基地和科研实验室等组成的提高实验教学平台，由校内外实习基地组成的实习教学平台。

四、总结

构建信息类大平台，按照信息大类培养，拓宽了理论基础和适应性；多层次的实践教学模式，满足了学生个性发展和社会需求多样化，培养了拔尖创新人才。完善的实践教学场所为实践教学提供了保障。

参考文献

[1] 廖晓钟，冬雷，高岩. 用系统的观点构筑和实施自动化学科专业本硕博一体化的创新实践课群. 实验室研究与探索，2005（S1）：13-15.

[2] 廖晓钟. 构建全新实践教学体系　培养自动化创新人才//2007中国自动化教育学术年会论文集. 北京：机械工业出版社，2007.

[3] 戴先中，孟正大，马旭东. 东南大学从“按系”、“按一级学科”到“按信息控制”建设自动化专业的回顾与展望//2007中国自动化教育学术年会论文集. 北京：机械工业出版社，2007.

[4] 廖晓钟. 控制与系统是自动化专业的核心//全国高校首届自动化系主任（院长）论坛论文集. 北京：清华大学出版社，2005.