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高質(zhì)量的人才培養(yǎng)是高等教育的出發(fā)點和落腳點,學生的成長和成才是衡量高等學校人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵[1]。從本世紀初開始,許多教育部直屬高校,如北京大學、清華大學、上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學等根據(jù)學校學科優(yōu)勢和專業(yè)特點設(shè)立了各具特色的本碩連讀試點班,其他一些地方院校也陸續(xù)開展了相關(guān)試點工作[2]。其目的是為推動高校本科教學模式改革,促進優(yōu)秀人才脫穎而出,滿足社會對高層次創(chuàng)新型人才的需求。北京交通大學電子信息工程學院以通信與信息系統(tǒng)國家級重點學科為依托,以國家級教學科研平臺為支撐,以課程體系內(nèi)容改革為核心,以拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標,于2001年開始了通信工程專業(yè)本碩連讀試點工作,經(jīng)過九年的探索與實踐,迄今為止已經(jīng)畢業(yè)了六屆學生,取得了良好效果。本文就通信工程專業(yè)本碩連讀貫通培養(yǎng)試點的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式、課程設(shè)置、方法與手段等方面實踐進行了研究與探討。

一、問題的提出

為建設(shè)創(chuàng)新型國家,培養(yǎng)大批創(chuàng)新型人才,讓優(yōu)秀學生從本科教育起就接受更系統(tǒng)、更全面的教育,從而探索研究型大學培養(yǎng)高層次拔尖人才的新途徑,許多高校都在探索各具特色的人才培養(yǎng)模式。北京交通大學是一所以理工科為主的全國首批進入“211工程”建設(shè)的教育部直屬重點高校。學校注重人才培養(yǎng)模式改革,形成了“厚理博術(shù),知行相成”的教學理念,意在重點培養(yǎng)一批具有強烈的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新品質(zhì)的高水平人才,滿足經(jīng)濟社會對具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力等方面人才的要求[3]。著力在掌握堅實的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)的專門知識,具有開闊的視野、良好的合作精神的前提下早出人才,快出人才,出好人才。21世紀是信息技術(shù)高速發(fā)展的時代,通信技術(shù)已經(jīng)走在了時代的前列。北京交大通信與信息系統(tǒng)是國家級重點學科,在高校學科評估中名列前茅。為了加快高層次人才的培養(yǎng)步伐,追蹤通信技術(shù)的國際前沿,通信工程本碩連讀貫通培養(yǎng)試點由此孕育而生,成為北京交通大學人才培養(yǎng)的創(chuàng)新試驗區(qū)。

二、培養(yǎng)目標

旨在培養(yǎng)個性突出、基礎(chǔ)寬厚、視野開闊、發(fā)展?jié)摿Υ蟆?chuàng)新意識強、綜合素質(zhì)優(yōu)秀的人才,掌握信息處理、傳輸、交換、通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、光纖通信、計算機應(yīng)用等堅實的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專門知識,具備在電子信息工程領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識、新技術(shù)的能力及發(fā)展?jié)摿?重點培養(yǎng)能夠從事電子、信息技術(shù)、通信設(shè)備與系統(tǒng)的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)運營、信息管理、科學研究與開發(fā)等方面的高級專門人才。以理工科拔尖創(chuàng)新人才為培養(yǎng)目標,采取精英化培養(yǎng)模式,緊跟學科發(fā)展的前沿,結(jié)合科學研究項目與社會需求,將最新的學科專業(yè)知識引入課堂,突出學生知識、能力、素質(zhì)的全面培養(yǎng),在基礎(chǔ)知識方面更扎實,在知識結(jié)構(gòu)方面更具前瞻性,既增加學習與專業(yè)訓練的強度,又注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng),為國家的科技事業(yè)發(fā)展培養(yǎng)出具有潛力和創(chuàng)新精神的現(xiàn)代科技人才。本碩連讀擬為培養(yǎng)厚理博術(shù)、踏實篤行的更高層次的科技拔尖人才奠定基礎(chǔ)[3]。

三、培養(yǎng)模式

本碩連讀培養(yǎng)是本科生教育和研究生教育相結(jié)合的一種培養(yǎng)方式,是力爭在最短的時間內(nèi)培養(yǎng)出更多優(yōu)秀人才的重大改革舉措。北京交通大學通信工程專業(yè)本碩連讀貫通培養(yǎng),是經(jīng)過專家、教授充分論證后,在培養(yǎng)模式方面進行的積極而有益的探索。現(xiàn)在國內(nèi)各大學本碩貫通培養(yǎng)學制年限一般設(shè)置為6年,北京交通大學通信工程本碩連讀試點在6年學制的前提下實行3+1+2的培養(yǎng)模式。具體分為三個階段:

第一個階段:大學前3年,按照本碩連讀的本科階段課程設(shè)置進行培養(yǎng)。為了激勵學生,保證培養(yǎng)質(zhì)量,每個學年結(jié)束后按照成績進行排序并實施分流,普通班成績優(yōu)異的學生可以調(diào)整到本碩連讀試點班,試點班學習成績排名靠后的學生分流到普通班,來自競爭的壓力給學生帶來了自主學習的動力。三年經(jīng)過三次調(diào)整,通過考核和面試選拔確定攻讀碩士學位的學生人選。入選學生在第一階段所學部分專業(yè)課比其他學生增加了學時,提高了理論深度,減少研究生階段課程教學內(nèi)容的重疊[4]。

第二個階段:大學第4年。第4年第一學期根據(jù)自身愛好和興趣雙向選擇導師,進行碩士研究生階段的課程學習;第二學期進行本科畢業(yè)設(shè)計,畢業(yè)設(shè)計的選題來自于導師的研究領(lǐng)域,畢設(shè)題目一般是由導師根據(jù)自己的研究方向和科研課題給定,從而實現(xiàn)本科生階段與研究生階段培養(yǎng)的無縫對接。第二個階段是本科生課程和研究生課程同時交叉選擇,本科課程以專業(yè)選修課為主,結(jié)合導師的研究方向自主選擇,所選課程與碩士研究生階段的研究方向有機銜接,研究生課程以碩士基礎(chǔ)課為主。

第三個階段:獲得研究生學籍的學年開始為第三階段。這個階段主要任務(wù)是科學研究能力的提高和完成碩士學位論文,提高科學研究水平。根據(jù)個人意愿,綜合素質(zhì)與學業(yè)成績較好的學生在碩士第一年第二學期可以申請碩博連讀或提前攻博資格。其他學生則進行碩士學位論文的選題并完成碩士學位論文,最后經(jīng)學位評定委員會審定授予碩士學位。申請攻讀博士學位的學生按照博士培養(yǎng)方案進行培養(yǎng),最后授予博士學位。

四、課程設(shè)置

本碩連讀培養(yǎng)是把研究生培養(yǎng)和本科生培養(yǎng)有機結(jié)合起來,教學內(nèi)容前后貫通,避免課程設(shè)置上的重復,重在創(chuàng)新能力、實踐能力與研究能力的培養(yǎng)[4]。課程設(shè)置總體框架以強化自主學習和科研訓練為主線,分為通識教育、學科專業(yè)教育和自主教育三個層次。其中通識教育層次為推進全面素質(zhì)教育奠定基礎(chǔ),主要為人文、藝術(shù)、體育和思政課。學科專業(yè)教育層次又分為學科門類基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)三個模塊。學科門類基礎(chǔ)模塊是必備的數(shù)學和物理等基礎(chǔ)性課程;專業(yè)基礎(chǔ)模塊是為專業(yè)領(lǐng)域中必要的、最基礎(chǔ)的知識和能力而設(shè)置的理論與實踐課程;專業(yè)模塊除專業(yè)必須主修的理論課程和畢業(yè)設(shè)計外,還特別設(shè)定了導師指定的以科學研究訓練為載體的研究性專題課程,培養(yǎng)學生的動手能力和研究能力。自主教育層次關(guān)注學生興趣愛好,促進學生個性發(fā)展,為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)而設(shè)計[3]。本科階段部分專業(yè)基礎(chǔ)課必修課程和專業(yè)主修課程及研究性專題、專業(yè)選修課程設(shè)置如下(見表1)。

大四第一學期本碩連讀學生可以選擇碩士生階段的基礎(chǔ)課程,例如數(shù)學、英語、政治類課程。碩士生的總學分是28學分,由于本科階段部分課程的學分可以計入到碩士生階段的學分中,所以碩士生階段只需要選沒有學過的課程即可。碩士生階段隨同正常入學的碩士生一樣選課,在此不再贅述。

1.構(gòu)建“厚理博術(shù)”的教學模塊

按工科需求在理論方面拓展和加深了數(shù)學和物理課程內(nèi)容,如解析幾何、傅立葉變換、實數(shù)理論、常微分方程組、近世代數(shù)、近代物理等知識模塊;專業(yè)課方面,在學好專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上,注重多學科知識的交叉,注重新技術(shù)和專業(yè)前沿的發(fā)展,強化學生實踐與科學研究訓練。為了加強學生的新技術(shù)研發(fā)能力,掌握專業(yè)前沿技術(shù),增設(shè)了電子系統(tǒng)課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計、DSP系統(tǒng)課程設(shè)計、片上系統(tǒng)課程設(shè)計、移動通信研究性專題、數(shù)字通信研究性專題等技術(shù)課模塊。

2.優(yōu)化專業(yè)基礎(chǔ)課程體系

根據(jù)新的教學理念,按照“電子電路、信號處理、電磁場”三大課群,重構(gòu)了電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程體系(如圖1)。新的專業(yè)基礎(chǔ)課程體系強化了課群內(nèi)知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系,突出了課群之間的相互關(guān)聯(lián),其知識結(jié)構(gòu)更加清晰,教學內(nèi)涵更加豐富。引入教研與科研成果,優(yōu)化專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學內(nèi)容,使理論更加深厚、技術(shù)更加先進,形成了理論、方法和技術(shù)的有機結(jié)合。例如,在信號處理課群中,精簡了經(jīng)典的時域分析系統(tǒng)響應(yīng)的方法,淡化了三大變換的計算技巧,增加了信號的多速率處理和時頻分析理論,拓展一維信號處理至二維圖像處理;在電子電路課群中,弱化了經(jīng)典的割集分析法、回路分析法、網(wǎng)孔分析法,融入了適合大規(guī)模電路分析的修正節(jié)點法、雙圖法等,引入了中、大規(guī)模集成電路和現(xiàn)代設(shè)計方法,以及現(xiàn)代仿真技術(shù)和系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)等。為豐富電磁場課群的內(nèi)涵,根據(jù)專業(yè)特點開設(shè)了電磁兼容和工程電磁場等課程。

3·完善實驗教學體系

依托我校國家級電工電子實驗教學示范中心,構(gòu)建了以實驗目標為導向、實驗內(nèi)容為載體、創(chuàng)新能力為核心的實驗教學體系(如圖2)。該實驗體系分為基礎(chǔ)性試驗、綜合設(shè)計性試驗、自主探究性試驗三個層次。各層次既有側(cè)重也有交叉。基礎(chǔ)性實驗側(cè)重培養(yǎng)學生的基本實驗技能、基本實驗數(shù)據(jù)分析能力和基本工程素質(zhì);綜合設(shè)計性實驗側(cè)重訓練學生電路級的綜合設(shè)計能力和系統(tǒng)級的開發(fā)應(yīng)用能力;自主探究性實驗側(cè)重提高學生自主性探索研究能力和解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力。實驗內(nèi)容注重趣味性、工程性和探究性。本碩實驗班的學生將獲得更多的實驗機會和更優(yōu)越的實驗條件,除了完成教學大綱的實驗要求之外,還需要參加各級各類學科競賽,獨立設(shè)計綜合性實驗,參與大學生創(chuàng)新項目和導師的科學研究項目。實踐表明,實驗教學可以激發(fā)學生興趣,挖掘?qū)W生潛能,增強創(chuàng)新能力,實現(xiàn)共性要求和個性發(fā)展的和諧統(tǒng)一。

五、方法與手段

1.強化科研訓練環(huán)節(jié)

在專業(yè)課的學習中,強化培養(yǎng)科研訓練能力。以國家工程實驗室和教育部、北京市重點實驗室為支撐,以大學生創(chuàng)新試驗計劃項目和全國電子大賽為載體,以學術(shù)前沿講座為先導,形成了學生自主選擇和導師引領(lǐng)的科研訓練體系。增設(shè)了研究方法課程模塊,如專業(yè)導論、文獻檢索等課程,引領(lǐng)學生了解學科前沿研究成果,吸引學生參與知識探索,使學生對專業(yè)產(chǎn)生興趣。學生在了解本專業(yè)的前沿知識和研究內(nèi)容基礎(chǔ)上,可以自主選擇各個試驗項目,獲取自主教育學分,學校鼓勵學生通過各類競賽和科技訓練發(fā)表科研論文,申請專利。通過科研進課堂、進教材、進實驗、參加競賽等環(huán)節(jié),將最新的科研成果和通信技術(shù)前沿發(fā)展趨勢融入全部教學過程中。通過科研訓練,切實提高學生的動手能力和創(chuàng)新意識,強化學生專業(yè)素質(zhì)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.專業(yè)主干課程實施研究性教學

實施研究性教學,推進創(chuàng)新性教育,是進行創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑。積極探索和推行“基于問題驅(qū)動”的研究性教學,將理論教學與實驗教學緊密結(jié)合,通過問題的提出、分析、解決、延伸等環(huán)節(jié),實現(xiàn)融知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體的人才培養(yǎng)模式改革。研究性教學在課程目標、課程內(nèi)容及課程實施三方面進行了探索與創(chuàng)新。在課程目標上,形成了知識的了解和掌握、理解與運用、總結(jié)與凝練、挖掘與升華等多元化目標;在課程內(nèi)容上,強化教學方法設(shè)計,以專題研究為主導、以啟發(fā)式、研究式、問題式、案例式等為導向組織教學內(nèi)容;在課程實施上,以專題研究、綜合設(shè)計、綜合實驗和開放式大作業(yè)等為手段,結(jié)合大學生創(chuàng)新性實驗計劃等科研訓練系列項目,使學生達到參與、合作、探究、實踐的目的[3]。例如,一門課在課堂上將學生分成幾個小組,布置小專題,通過查閱國內(nèi)外資料撰寫小論文,每組選出一名代表在課堂上講解,任課教師及學生代表現(xiàn)場評議打分,這將作為本組學生的平時成績的一部分。對專業(yè)課程采取教改立項的方式進行支持,鼓勵教師主持優(yōu)質(zhì)教學資源建設(shè),支撐創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)。

3.推行雙向選擇的導師制

在本科階段,進行雙向選擇導師,形成貫穿四年的學業(yè)指導、科研訓練、成人成才“三位一體”的導師制,實施全方位導學。學業(yè)指導主要是指導學生進行重要基礎(chǔ)課程和主干課程自主性學習與研究。科研訓練指導是對試驗班的科研訓練進行總體策劃和實施。成人成才與學業(yè)規(guī)劃旨在引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀和科學發(fā)展觀,引導學生對學科產(chǎn)生興趣,指導他們選擇專業(yè)課程,形成自主學習計劃。導師制的推行有助于學生提早接觸科研活動,激發(fā)他們對科學研究的興趣。

4.建立淘汰和分流機制

培養(yǎng)模式的變革必須有相應(yīng)配套的管理辦法才能行之有效。學生進入本碩連讀試點班,并不等于拿到了免檢資格。學院每年對本碩連讀學生進行年度考核,考核內(nèi)容主要包括學習成績、科研能力以及思想品德表現(xiàn)等方面,并根據(jù)考核結(jié)果進行淘汰和分流。凡學業(yè)成績不合格或受到紀律處分的學生,將被取消本碩連讀資格,滾動到其他班級學習。普通班學生如果成績達到試點班水平,其他方面考核合格,將加入到試點班。

5.營造學生自主學習氛圍

通過營造自主學習的氛圍,使學生從灌輸式學習變?yōu)樽灾魇綄W習,激發(fā)學生的學習和探索興趣,點燃其追求科學夢想的火花,這樣的學習氛圍有利于創(chuàng)新型人才的脫穎而出。首先,營造寬松的學習環(huán)境。適量增加選修課的比例,讓學生多選擇一些感興趣的專業(yè)拓展課程。據(jù)統(tǒng)計,美國研究型大學選修課的比例占到總課程的50%左右,而我國研究型大學一般情況下則僅占到25%左右,這樣的課程設(shè)置不利于學生成長[5]。目前,我校通信工程專業(yè)本碩連讀選修課的比例占總課程的27%,有利于學生的自主性學習,擴大了知識覆蓋空間。改變以前課堂以灌輸式為主的教學方式,開設(shè)了多門討論課和專題研討課,以問題入手訓練創(chuàng)新思維,以科技前沿激發(fā)學習興趣,以課堂互動啟迪心靈智慧,以鼓勵質(zhì)疑倡導探索精神[6]。這樣,幫助學生解決疑難問題,有針對性地組織教學,營造了一個寬松的學習環(huán)境。第二,強化實驗環(huán)節(jié),改善硬件條件,創(chuàng)造良好的實驗室環(huán)境。由于通信工程是電子信息類學科,很多課程要通過實驗環(huán)節(jié)強化和鞏固學生所學的理論知識,它不僅能驗證理論,又能鍛煉學生的觀察能力、分析能力和動手能力,是培養(yǎng)學生綜合能力的重要手段。學校在這方面投入大量財力、物力,下大力氣改善實驗室環(huán)境,更新硬件設(shè)施,購買了多種軟件和硬件設(shè)備,滿足了學生的實驗要求。第三,鼓勵學生參加全國大學生電子大賽,構(gòu)建研究型學習小組,抽調(diào)部分教師專門設(shè)立針對性專題帶領(lǐng)學生進行賽前準備,已經(jīng)連續(xù)幾年在全國性電子大賽中取得優(yōu)異成績。目前,學院有各類教學或科研實驗室十多個,完全能夠滿足學生自主學習和自我發(fā)展的需要。

六、結(jié)語

通信工程專業(yè)本碩連讀人才培養(yǎng)是在優(yōu)勢學科的支撐下進行嘗試的創(chuàng)新培養(yǎng)方式,該專業(yè)擁有國家級重點學科、國家級科研平臺、國家級教學平臺、國家級基礎(chǔ)課程教學團隊、國家級精品課程、國家級精品教材、國家級教學名師、“973”首席科學家、長江學者特聘教授、國家杰出青年基金獲得者等優(yōu)秀教學資源,其他學科要根據(jù)自身的特點和優(yōu)勢,采取靈活有效的方式因材施教。通過幾年來的實踐和探索,通信工程本碩連讀為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定了良好基礎(chǔ),為社會輸送了大批優(yōu)秀創(chuàng)新人才,在實踐過程中提升了一批優(yōu)質(zhì)資源,形成了創(chuàng)新人才培養(yǎng)與特色專業(yè)建設(shè)的良性互動,通信工程專業(yè)也建設(shè)成為國家級特色專業(yè)。教育教學改革是永恒的課題,需要在不斷探索的基礎(chǔ)上不斷完善。我們愿與同行們共同努力,進一步優(yōu)化培養(yǎng)過程,更新教學方式,營造育人環(huán)境,提高管理水平,為更快更好培養(yǎng)創(chuàng)新拔尖人才做出積極的貢獻。