(3)改革实践教学,推进人才培养与生产劳动和社会实践相结合。建立学生到工厂、企业、社会等实践教学基地开展实践实习的有效机制,与相关企业、事业单位联合建立相对固定的校内外专业实习和社会实践基地。目前,已建立的校外实习基地包括石家庄电务段、长春电务段、天津电务段、北京地铁西直门城铁控制中心、北京信号工厂、微联公司等。对现有实验室进行开放,为学生在毕业设计、课程设计、课内实验等方面提供实验条件,培养学生的实践能力。目前,我院开放的实验室有运输自动化与通信重点实验室、专业微机接口实验室、自控理论实验室等。自动化专业实验室目前正在建设中,2008年6月可投入使用。
今后一段时期要尽力争取铁道部主管部门的支持,建设如下几个实验平台:①列车运行控制系统实验平台;②新型调度集中系统实验平台;③车站控制微机联锁微机监测实验平台;④编组场控制系统实验平台;⑤嵌入式计算机实验平台;⑥智能交通系统实验平台;⑦控制理论实验平台;⑧信号检测与处理实验平台。通过这些实验平台的建设,使学生除了具备在本领域从事科学研究和技术开发的基本技能和素质外,还能充分发挥主观能动性,重点加强对学生创新能力的培养。
(4)狠抓教材建设,重新编写专业课程系列教材。内容上体现基础性、先进性、时代特征和知识结构的完整性,层次分明,重点突出,紧跟现代技术的发展步伐,叙述深入浅出,力求简洁,通俗易懂,注重应用能力和创新意识的培养。在习题的编排上增加工程性、设计性和综合性内容,淡化运算和技巧,重点放在培养学生分析问题和解决问题的能力上。
目前已出版和正在编写的铁路特色教材和讲义包括《列控车载设备》、《列控地面设备》、“列控系统原理”、“列控系统与CTC、联锁集成与接口”、“CTCS2系统及技术规范”、“地面列控中心的操作与维护”、“LEU 和应答器用户数据和报文编制”、“微机监测系统”。
“列车运行控制系统”、“铁路运输调度指挥自动化系统”、“铁路信号运营基础”、“车站信号微机联锁”、“编组场自动控制系统”正在编写中。
综上所述,“十一五”是我国铁路高速发展时期,在机遇面前,我们首先要继续保持培养高素质人才的优势,占领高速铁路科研、人才培养的制高点;其次要加强科研人才团队的建设,攻克技术难关;第三要根据需要开展多层次、系统化培训,满足高速铁路发展的要求。目前,我们的培养模式正处于专业优化、多口径培养复合型人才的新时期。随着国家经济的发展,铁路运输面临前所未有的压力,需要重点建设客运专线。铁路建设的高速发展,为我们提供了难得的发展机遇,我们必须锐意创新,加强师资队伍建设,合理进行教学资源配置,为铁路高速发展培养创新人才,保持我校在铁路信号方面的学科优势和先进性。
机械大类本科生课外科研训练模式的研究
史红梅,李长春,李建勇,孙海波
(北京交通大学机械与电子控制工程学院,100044)
摘要:在论述了本科生科研训练的必要性和可能性的基础上,探讨了机械大类本科生课外科研训练的模式和内容。具体介绍了课外科研训练的实施过程、管理方法、教师指导模式及学生参与模式等,同时也提出了在本科生科研训练过程中的注意事项。
关键词:本科生科研训练 模式 实践能力
一、实施本科生科研训练的必要性
科研训练是一种很好的实践教育手段,可以使学生熟悉基本的科研方法和流程,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养他们的创新意识,为进一步的学习和工作打下良好的基础。
本科生在学习期间有很多实践机会,但绝大多数都是其过程基本设定好的课程实验或者课程设计,而创新和探索性实践机会很少。所以,我院在其改革方面做出了尝试:将本科生的科研训练纳入教学活动,为优秀本科生创造一定的环境与条件,引导他们将知识学习和科学技术及工程研究结合起来,通过切实的科研训练来培养学生的创新精神,并有效提高其实践能力。
从1998年开始,浙江大学、清华大学、中国科技大学等高校相继实行大学生科研训练教育,来培养学生的创新精神和创新能力。实践证明,开展“大学生科研训练计划(Student Research Training Program,SRTP)”,是改革本科生教学模式的重要举措,是培养和提高学生科研创新能力的有效形式和重要途径。我院2006年建立“学生科技创新基地”,开始实施“本科生科研训练计划”,历经两年的实施,在培养学生的实践能力方面取得了一定的效果。
二、实现本科生科研训练的可能性
本科生的科研训练不同于正常的教学环节,实现本科生科研训练要有一定的条件。
(1)有一批从事科学研究并取得一定成果的教师和技术人员,他们是做好本科生科研训练的关键因素。
(2)学生愿意投入时间和精力进行本科生科研训练。
(3)有进行本科生科研训练必要的物质条件,如仪器设备、实验空间等。
(4)制定实行本科生科研训练的管理条例。付给教师相应的工作量和报酬,提高教师进行本科生科研训练的积极性。对本科生科研训练实行目标管理和过程管理,保证本科生科研训练的质量和效果。
三、科研训练的基础环节
(一)通过研究性课堂培养本科生的科研创新思维
研究性课堂教学的精髓就是培养大学生科技创新思维的能力。因为,许多定理的条件和结论并不是事先就知道的,而是科学家们对许多具体、特殊的现象用科学的思维方式进行不断分析和探究才得到的。而我们的研究性课堂教学,就是从创设问题情境出发,还原科学家原来的科学思维活动,激发学生的兴趣和探究激情,引导学生自主探究和体验知识的发生过程。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,培养大学生的科技创新思维和创新能力。
(二)通过研究性实践教学奠定大学生的科学实验能力
创新始于问题,源于实践。提高大学生的科学实验能力的最佳方法就是要实施研究性实践教学,改变按单门课程设置、以验证性实验为主的传统实验教学模式,增设设计性、综合性、研究性实验项目,学生根据实验内容和要求,查阅文献资料,自主拟定实验方案,选择实验仪器设备和确定能有效测定数据的方法,先假设后实验,得到实验结果,进行分析讨论,撰写实验报告。
(三)广泛宣传,提高对科研训练的认识和兴趣
本科生科研训练主要针对三年级学生、少数二年级学生及个别能力突出的一年级学生。
为提高学生对科研训练的概念、实施意义、实施程序的认识,需要通过各种形式宣传科研训练计划。
(1)通过网络、书面文件进行,并通过教学科和辅导员直接向学生做比较详细的动员和说明。
(2)邀请学术造诣高的院士、教授、科研人员开设讲座,介绍从事科学研究工作的意义、过程及趣味性。
(3)请主持过科研训练项目的大学生和项目指导教师根据自己的切身体会介绍科研训练项目研究过程、注意事项及取得成功的关键。
四、本科生科研训练的内容和方式
在校本科生学习了一些基础课、专业基础课和部分专业课,做过一些基础实验、专业基础实验和部分专业实验,学习掌握了一些基础知识,有了一些实验能力,但是其科学研究基础不足。针对这种情况,本科生科研训练的内容应该包括以下几点。
(一)查找文献资料
在给出研究题目后,讲解课题背景、研究目标、研究方法等内容。再讲解查找资料的一般途径(网络、数据库、图书馆等),要求学生查找相关中文和外文文献资料,要求学生翻译外文资料,训练学生查找文献资料能力和翻译能力。
(二)阅读文献资料
在根据课题需要,指定必要的书籍、资料让学生自学,答疑辅导。训练学生自学能力,掌握做研究的基础知识。
(三)确定研究途径和方法
当学生有了一定的基础知识后,讲解目前该研究一般采用的途径和方法,其他可能的研究途径和方法,比较各种途径和方法的特点和差异。指导、帮助学生确定自己的研究途径和方法。训练学生选择科研方法的能力。
(四)科学研究
提供必要研究条件(仪器设备、计算机等),进行科学研究。一般科研包括理论分析、理论计算和实验验证3部分,在教师指导下,学生独立完成。训练学生的研究能力、创新能力、计算能力和实验能力。
(五)撰写论文
学生取得了一些研究结果后,帮助他们分析处理,讲解撰写科研论文的一般方法,指导他们撰写论文。训练学生分析问题的能力、撰写论文能力。学生能够完成研究内容,各方面能力得到训练,就达到了本科生科研训练的目的。
五、科研训练的过程管理
(一)立项方式
科研训练项目的选题内容应根据其成果的形式有不同的要求。对于以理论研究为主的选题,要求其内容应具有一定的理论深度和前沿性,其研究内容应能够以学术论文的形式发表。对于以产品创新为主的选题,要求其内容应满足可行性、新颖性、实用性等要求,并能够制作样品,便于开发新产品和申请专利。主要包括以下3种。
(1)自主命题。自主命题就是学生在实践中创造性地发现问题、分析问题,并提炼出有创造价值的课题,这有助于培养学生的创造性思维和发现问题、分析问题的能力。因此,对自主命题部分学生可以从理论研究、产品开发、创新性实验等各方面进行着手,形成课题,然后在网站下载并填写立项申请表,交教师专家组进行评审后,将根据选题的难易、创新程度大小等对学生的课题进行资助。
(2)有主题的实践。根据各种学科竞赛的主题要求,组织学生进行创新设计实践,这有助于选拔优秀的创新设计方案和作品,代表学校参加级别更高的竞赛,为学校争光。
(3)指导教师提供课题。教师可以根据自己的科研课题为学生提供实践课题,下载并填写教师立项申请表。教师申报的课题最好是与教师的科研项目相关的科研工作。
(二)实施程序及过程管理
(1)立项申请。每年的9月份学生提交立项申请,截止日期为十一后第一个工作日。
申请的课外科技项目必须是学生在校期间内可独立完成,或在教师指导下以学生为主完成的项目。由学生提出项目申请报告,申请的课外科技项目必须具备科学性、创造性、实用性及有推广应用价值。原则上每人限报一项。对于竞赛题目也可参加申报,但经费由竞赛组织负责。
(2)立项审批。申报书填写完毕后,由学院学生科技活动指导委员会审批。项目审批通过后,予以公示并通知所在院系及个人。
每人只能参加一个项目,项目团队人数应在26人之间,不允许个人单独申报。允许与外校、外院同学合作,但项目第一负责人必须为我院学生。
(3)中期检查。项目中期即每年的1月份,由教师专家组对立项课题进行中期考核,主要检查项目是否按原方案进度进行、学生投入项目的时间、目前的进度状况、存在问题等。
(4)项目结题。每年6月份发出结题通知,提醒各项目组进入研究报告撰写阶段。学院按项目类别组织教师专家组进行项目结题答辩。要求结题报告附有技术报告、论文、项目成果,并准备1015分钟PowerPoint 进行讲解。答辩小组根据学生提交的研究报告、指导教师评语、项目成果及现场答辩情况进行打分。
(5)文件汇编。学院要进行科研项目成果存档,定期汇编,形成《本科生科研项目成果汇编》。
六、教师的指导模式与学生参与模式
(一)教师指导模式
实行科研训练计划的主要目的不在于尽快地得到某一些技术成果,而在于提高学生的科研实践能力和创新能力。因此,在指导方法上应该注重循序渐进地引导,让学生通过思考自己找出问题的答案。科研训练项目中会不可避免地遇到未学过的知识及未使用过的资料,教师应避免将技术路线和方案直接告诉学生的做法,这样对培养学生创造性有害无利。而应教会他们怎样快速地找到自己想要的东西,怎样有效地自学,怎样合理地使用。同时,让学生设计出方案来共同讨论,对设计的方案提出不同见解或独特的意见。这利于拓展创新思维,培养创新意识和创造能力。在我院的科研训练中,对指导教师的指导模式提出以下几点要求。
(1)具有中级及以上职称的教师均可担任本科生科研训练项目的指导教师。
(2)在指导过程中,教师应有强烈的责任心和足够的精力投入,要言传身教,要注意培养学生的创新意识和创新能力,注重对学生的团队精神、协调合作能力、自主获取知识能力、分析解决问题能力及实践操作能力等各方面素质的培养。
(3)指导教师要负责与学生制订小组活动的计划,并对学生进行管理和考核。
(4)指导教师应负责对所指导的项目进行中期检查,结题验收,对学生提交的报告给出评语。
(5)对指导教师及承担科研训练项目的实验室,学校及所在院(系)应给予相应的工作量。