地方高校计算机专业实践能力培养及综合实践平台的建设

1、地方高校计算机专业实践能力培养及综合实践平台 的建设一、引言自从 2010年 7月教育部批准第一批卓越工程师试点高校以 来，已走过了四个年头，大部分高校均在按照教育部的卓越工 程师教育培养计划的若干意见 进行实施， 或者或多或少在按照 教育部工程教育的大方向进行教学改革。实施卓越工程师计划， 就是根据工程教育的要求培养学生。 在一般本科院校实施卓越工 程师培养存在如下突出问题。1. 课程体系仍然以理论教学为主， 理论带动实验， 实践课程 偏少，实用性和综合性不强， 没有真正建设相应的工程实践能力 和工程素质教育体系， 缺乏系统性， 培养方式和手段没有凸显实 践应用特色，培养效果有待提高。2.

2、在整个实施过程中， 要求企业有效参与， 只有国有大中型 企事业单位参与是远远不够的， 希望更多的中小企业参与到卓越 工程师的人才培养中来，但是学生的安全、实习的指导、实习的 场地等多方面的问题，制约了企业接收更多的在校学生的实习。3. 多数高校设置了“ 3+1”的人才培养方案。学生在大四的 时候到企业锻炼，但如果在前三年的培养过程中脱离了工程实 际，对工程实际问题认识不足， 缺乏真实案例分析和实践过程锻 炼，轻视与产业需求和最新工程技术的紧密对接， 学生实践能力 没有得到有效提高， 就无法快速适应实际工程领域的技术应用和 实践创新， 即使到企业实习也达不到希望的效果。 尤其是要求无 任何工程经

3、验的学生到企业实习， 很多企业也不愿接收学生。 因 此，很有必要从人才培养方案、 工程能力培养体系等方面进行综 合考虑，建立校内的卓越工程师培养综合实践平台。二、工程能力培养体系和方法基于上述问题， 就要求我们在前三年的培养过程中采取有效 措施， 进行全面的教学改革， 才能真正达到卓越工程师的培养标 准。根据卓越工程师培养定位和目标， 我校组织专家讨论， 首先 制订了“ 2+1+1”的人才培养方案，包括累计 2 年的基础理论学 习，累计 1 年的校内实践，累计 1 年的企业实习。其次进行了课 程体系和教学内容的系统化研究，建立独立的工程能力培养体 系。最后认识到构建校企合作的人才培养模式是解决

4、卓越工程师 培养的理性选择。为充分发挥学校和企业的优势， 在校内建立卓越工程师综合 实践平台，构建了新型校企合作模式，和企业实现了无缝衔接， 有效统一。 学生从大二开始逐步参与到卓越工程师综合实践， 通 过参与项目获得不同的岗位体验和角色扮演， 有效提升了工程能 力，获得了参与工程项目的经验，只有具备了一定的工程能力， 才能进入合作企业实习。在新型的校企合作模式中， 校内的卓越工程师综合实践平台 是学生能力培养的关键。 我们研究了如图 1 所示的工程能力训练 与提升体系， 该体系独立于理论教学。 通过对学生四年学习的知 识点和能力点进行提炼， 形成知识素材库， 再从已完成的企业实 际项目、教师

5、科研项目、学科竞赛项目和学生科研项目中，针对 不同年级的学生、 不同的能力要求、 不同的领域选出了多个项目 案例，构成了“模块化的工程能力训练案例库”。 每一个学生都 可以根据达到的能力目标从项目库中抽取一个项目来进行训练， 完成能力提升。三、卓越工程师综合实践平台的设计与实现 卓越工程师综合实践平台不仅仅是一个场地或实验室， 更多 的是一个架构， 我校通过总体设计， 建立了一个基于云架构的多 应用综合集成的可扩展系统， 学生、 教师或其他用户可以通过各 种终端服务接口（如手机、平板、电脑等）来访问其中的资源， 进行训练。当开发了新的成熟案例，就可以放入库中，挂在校园 云平台上，供训练的学生访

6、问，如图 2 所示。每个案例都必须按 照总体设计的要求来规范。 目前案例库中的应用或案例分为网站 设计、智能小车、信息检索、远程监控、数据库应用、图形图像 处理算法、智能家居、智慧大棚蔬菜等多个模块，各模块可根据 教师的科研方向和学生的研究情况逐步扩展。 每个应用或模块在 学生工程能力培养过程中的作用是相同的， 只是涉及到的知识点 不同。案例库是综合实践平台的核心， 是其中的软件部分， 只有案 例库完善， 才能在学生工程能力培养过程中达到预定的目标。 下 面以“智能小车走迷宫”的设计为例，详细介绍了案例的规范、 作用和具体实现。1. 项目目标。 自主设计一款机电一体化的智能小车， 可以在 由墙

7、组成的迷宫中穿行， 找到从起点到终点的一条路径， 并能找 到最短路径返回起点。2. 项目面向的学生。该项目可以由大二以上的学习过模电、 数电和单片机课程的学生独立完成， 也可以在教师和高年级学生 的指导下完成。3. 智能小车涉及到的相关知识点包括单片机及其接口、电 阻、电容、放大电路、电源、载波发生器、振荡电路等模电相关 知识，电机、红外传感器、译码器、开关设计等数电知识，C语言基础、 Keil uVision4 软件的使用等，并将涉及到的各相关知 识点，以文档或视频的方式放在网站上， 让学生可以随时自主查 阅和学习。4. 建立搭建智能小车的基础实践项目，可分为：（1）智能小车总体模型设计（包

8、括智能小车的设计目标、评价标准、模型 构成、机械、电子元件的选型等） ;（2）单片机最小系统的设计 （包括电源电路、振荡电路、时钟电路的使用和设计）; （ 3）电机驱动设计（包括码盘电机、步进电机等的原理和使用方法） ; （4）传感器设计（包括载波发生器、红外传感器、译码器的原 理及使用） ;（5）走迷宫算法设计 （包括多种走迷宫的算法介绍） 。这 5 个基础实践项目都配有教师指导的微视频、 详细的实验指导5. 完成方式。 学生顺序完成各个基础实践项目就可以完成整 个智能小车的设计， 学生可以在任何地点完成实验项目， 也可以 到指定的综合实践实验室现场实验， 现场有专门的指导教师、 研 究生和高年级的学生进行指导。设置有专门的答疑区和答疑时 间，学生还可以直接在网上答疑。6. 答辩。学生完成智能小车的设计后，进行调试。然后通过 指定的由教师、 研究生和高年级学生组成的答辩小组答辩后， 完 成该项目，就可以获得相应的实践学分。四、结语学生工程能力的培养效果依赖于校内实践， 设置有效的工程 能力培养体系和模式， 能有效促进学生工程能力的提升， 校企合 作是解决卓越工程师培养的理性选择。 然而在没有解决企业自愿 参与人才培养过程的问题之前， 建立校内的卓越工程师综合实践 平台是保证卓越工程师培养效果的有效措施。我校实施三年来， 取得了一定的成效， 案例库是综合实践平台的核心，