本科教学人才培养理念的凝练与实践_杨冬晓

本科教学人才培养理念的凝练与实践

本科教学人才培养理念的凝练与实践

杨冬晓

（浙江大学信息与电子工程学系 310027 杭州）

摘 要：本文凝练本科教学人才培养理念，明确掌握基础、使用工具、锻炼能力作为大学本科阶段培养学生的重点，本科教学从重视知识内容向重视学习过程转变、从重视学习成绩向重视学习效果转变。通过构建实现理念的平台与宏观框架、设置配合实现理念的课程、通过专业基础课程教学与人才培养课程教学与实践环节落实理念等具体的事例，有效地将本科教学人才培养理念落到实处。这些教学改革已经取得一些成果，对于培养具有国际视野和社会责任感的高素质卓越人才有一定的借鉴意义。

一、本科教学人才培养理念的凝练

本科教学的定位对于本科教学目标的确定、培养方案的制订、教学环节与人才培养的实施至关重要。高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进现代化建设的重大任务，其中本科教育是高等教育的第一环，为直接就业或继续深造攻读硕士、博士的学生打下扎实的基础，着力提高学生的能力。本科教育阶段，培养学生具有健全的人格，具有高素质、高层次、多样化、创造性所具备的人文精神以及人文、社科方面的背景知识，掌握扎实的基础理论和专门知识及基本技能，具有提出和解决问题的能力、学习与研究新理论新知识新技术的能力、进行有效的交流和团队合作的能力，毕业生能从事科学研究、技术开发、教育和管理等工作，具有国际视野和社会责任感的高素质的卓越人才和未来领导者。

在多年的人才培养、课程体系建设、课程教学与专业建设、教学管理等方面实践的基础上，结合与国内外著名高校的教育家进行不同形式的沟通与交流、以及对国际目标学科专业本科教学与人才培养现状的分析比较，逐步凝练出本科教学与人才培养的理念，明确掌握基础、使用工具、锻炼能力作为大学本科阶段培养学生的重点。

掌握基础：通过微积分、工程数学、物理等系列课程，以及电子类学科基础课程，为学生打下扎实的数、理、电基础。使用工具：通过掌握外语、计算机知识与技术，提高获取知识与使用知识的效率。锻炼能力：通过专业教育，以理论、实验课程以及实践环节为载体，培养能力与创新意识，包括合作、交流、终身学习能力、实验实践动手能力、以及研究方法。

在具体的课程教学过程与教学环节中，需重视潜移默化地传授提出问题、分析问题、解决问题的方法与思路，培养学生的批判性学习意识、激发学生的创新意识。专业（学科）基础课程与专业课程在传授知识与拓宽知识面的同时，更重要的是起到培养学生能力的载体作

2011年国家级高等学校特色专业建设点（编号为TS12590）、2007年国家级高等学校特色专业建设点（编号为TS2232和TS2237）、2008年度国家级实验教学示范中心（浙江大学工程训练中心）、2007年浙江省高校省级实验教学示范中心（浙江大学信息与电子工程实验教学中心）、2006年浙江省新世纪高等教育教学改革项目（编号为yb05006）。

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用；专业教育需要从重视知识内容向重视学习过程转变，重点培养学生的能力；课程教学需要从重视学习成绩向重视学习效果转变，真正让学生学到知识（而不是教了什么），避免讲得越来越多、学会的越来越少。

二、本科教学人才培养理念的实践事例

为了落实本科教学人才培养的理念，进行了专业建设

教材建设、实验实践教学改革[4][4]-[6][1]-[2]、课程体系与内涵的改革[2]-[3]、、优化企业实习与海外交流体制；对教育教学方法进行了

[4], [7]一些改进，鼓励启发式、探究式、讨论式、参与式的教学；为学生创造了自主学习与个

[8]性发展的环境，激发学生的好奇心与创造性、提高学生的工程意识与素质。以下简要介绍落

实本科教学人才培养理念的几个具体事例。

1. 组织构建实现理念的平台与宏观框架

组织教师对美国顶尖“电气/电子/通信”学科专业（前5位）、西方国家（英国、德国、加拿大、日本、澳大利亚等）和中华文化国家与地区（内地、台湾、香港、新加坡）的海外目标学科专业进行了调研与分析比较，特别是对美国顶尖“电气/电子/通信”学科专业的本科培养目标、人才培养模式、课程体系与内涵进行了深入研究，不但了解海外先进的教学特色，还结合中国现状，通过具体的教学实践与交流，体会深层次的精髓。参照“电气/电子/通信”学科专业多年排名第一的美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）电子工程专业（Electrical Science and Engineering），按照卓越创新人才培养目标和高端化、国际化、工程化的培养要求，结合我国及浙江大学的特色，构建本科专业培养方案，将专业建设成与国际通行电子工程专业基本一致的宽口径专业，培养具有国际视野和社会责任感的高素质的卓越人才和未来领导者。

本科培养方案中的“培养目标”、“培养要求”以及“课程设置”相互呼应，“培养要求”是实现“培养目标”的具体要求，“课程设置”则实现“培养目标”的具体安排，通过具体的课程与教学环节达到具体的“培养要求”。制订培养方案的基本思想是，培养目标强调人文、社科背景知识、国际化视野、创新能力、提出问题、分析问题、解决问题的能力、交流与团队合作能力、终身学习能力、专业的基本知识与技能。考虑到学生毕业后可能不做某些专业方向的工作、也可能不做专业工作、专业知识更新很快，学生以后工作所需的知识与大学所学专业知识的交集可能很小、甚至为零等现实，需要提高专业基础课程与专业课程设置的弹性、加大学生的选择空间。

以2010-2012级浙江大学电子科学与技术专业本科培养方案为例，介绍构建的宏观框架特色：前期实施数、理、电等学科基础的整合培养，强化宽厚基础和实验实践培养；后期强化学科与专业培养，加强工程训练与实习实验实训；凝练专业核心课程、设置少而精的专业必修课，提高课程设置的弹性，学生有充分自由选择专业课程（设置7个课程模块的课程资源库：微电子与光电子技术类、集成电路设计类、射频与光子技术类、通信控制与信号处理16

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类、电子系统设计类、数学物理与软件类、实验实践与工程训练类），较好地解决了宽与专的关系；学生有充分的机会选择参与各类实践创新教育项目。

在160毕业学分中，有15.5学分的通识课程自主选修，有8学分的大类课程自主选择，有28.5学分的专业课程（有100多学分的课程资源库供选择）和6学分的暑假短学期实践教学环节（有21学分的实践教学环节供选择）自主修读，还有10学分的个性课程由学生自主选择全校所有专业的课程。这样，42.5%的毕业学分完全由学生自主选修，毕业设计（10学分）和电子科学与技术专题实验（1学分）由（双向选择的）导师个性化安排，因此，实际上有49.4%的毕业学分由学生自主修读。

前2.5年重点在数理电等基础课程、专业基础与少数专业课程教学，必修课较多；后1.5年，除了由导师个性安排的毕业设计和电子科学与技术专题实验外，春夏秋冬学期没有其它必修课，并且春夏学期、秋冬学期分别有32学分以上的专业课程供学生选择，学生不需要必须在某个学期修读某门课程，有利于学生自主安排出国交流和企业实习环节；有一半的毕业学分由学生自主修读，学生可以根据自己对未来职业生涯的规划，自主修读合适的课程，再结合各种特色教学班，有足够的空间自主选择毕业通道（就业、出国、攻读科学博士学位、科学硕士学位、专业硕士学位），满足了学生个性化的需求。

为了更好地实现以上宏观框架建设，在建立本科教学的师资力量与软硬件教学资源的基础上，浙江大学信息与电子工程学系建设了国家级本科教学平台。2个本科专业都是国家级平台：信息与通信工程专业为2007年第一批高等学校特色专业建设点（通信工程领域）、第一批“卓越工程师教育培养计划”实施专业（2010年）；电子科学与技术专业为2011年第七批高等学校特色专业建设点（新一代信息技术领域）、2007年第一批高等学校特色专业建设点（集成电路领域，与电子信息工程专业共建）、首批通过国家工程教育专业认证的电子信息类专业（2010年）、第一批“卓越工程师教育培养计划”实施专业（2010年）。本科教学的校内实验实践基地也是国家级平台：信息与电子工程实验教学中心、设在信息与电子工程学系的浙江大学电子设计工程实践基地和设在机械系的浙江大学工程训练中心（金工），优化整合成立的浙江大学工程训练中心为国家级实验教学示范中心建设单位（2009年）；与电气学院共建的浙江大学集成电路人才培养基地为首批国家级集成电路人才培养基地。

这些国家级本科教学平台与先进的培养方案，为实现本科教学与人才培养的理念，培养具有国际视野和社会责任感的高素质卓越人才建立了基础。

2. 设置配合实现理念的课程事例

学生在企业进行实习实训，有利于卓越人才的教育培养，提高学生的工程意识、锻炼学生的实践能力。人们已经认识到，目前的经济具有高度竞争化、高度全球化、高度知识化，无论是跨国公司还是外向型企业，它们的发展战略、管理经营、技术研发都建立在全球化的基础上，地理边界对全球经济行为的影响越来越小。因此，工程师需要具有新的技巧和能力来应对全球性的技术研发与综合商务的挑战与机遇，要求工程师不但要具备与国际团队合作[2][5]

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的能力，而且还要了解多样性的文化。学生在海外高校进行实习交流学习，可以更好地配合卓越人才培养，提高学生的国际交流能力、融合多样性的文化，培养能够应对全球化的卓越工程师。

长时间出国交流与长时间企业实习，学生除了学习到相关知识外，还可以通过日复一日的（海外或企业）文化与社会生活体验，拓宽视野、培养创新能力、提高合作交流能力和国际竞争力。但受到现行培养方案与制度的制约（企业实习没有学分、海外交流的课程替换受制于知识体系知识点匹配的要求）。为此，设置了4学分的课程（“工程实践交流I”、“工程实践交流II”）和3学分的课程（“暑假企业实习计划I”、“暑假企业实习计划II”、“项目实习”），从体制上配合学生长时间企业实习与出国交流。

获得这些课程的必要条件为：学系根据实习实训的校外企业对工作的具体要求，对实习实训内容审核（如果该校外企业不是学系的实习基地，学生与校外企业签订的实习实训协议，需要事先经过审核）同意后，学生赴该校外企业进行实习实训，或者通过学校或学系（各种校际、院系际的交流协议）正式选拔、学生赴海外高校（如果是其它海外合作项目，需要事先经过学系审核）进行交流、学习、或实习；实习实训或交流学习结束后，学生提交校外企业实习实训或海外高校实习交流的学习报告、以及校外企业或海外高校的相关部门人员对学生实习实训或交流学习的评价。

获得这些课程的充分条件分别为：如果学生在春夏秋冬学期实习实训、交流学习连续8周及以上，并且没有进行其它课程替换，可以获得“工程实践交流I”的成绩和学分；如果学生在春夏秋冬学期实习实训、交流学习连续16周及以上，并且没有进行其它课程替换，可以同时获得“工程实践交流I”和“工程实践交流II”的成绩和学分；如果学生在暑假短学期连续4周以上在企业实习实训，可以获得“暑假企业实习计划I”或“暑假企业实习计划II”的成绩和学分；如果学生在暑假短学期连续3周以上出国交流或在教授团队进行实质性的实践锻炼，可以获得“项目实习”的成绩和学分。

通过设置这方面的课程，解决了目前培养方案对学生实习实践与交流的某些制约，从体制上促进了学生走出校园、走出国门，体验生活、拓宽视野、培养能力，配合了理念的实现。

3. 通过专业基础课程落实理念的事例

主讲了“信息电子学物理基础”课程。该课程涉及量子力学、固体物理、半导体、光电子、磁电子学、超导电子学，学生通过学习带电粒子的运动特性（电子的自由运动、旋转，载流子的扩散与漂移，库柏电子对的运动，带电粒子的位移），掌握固体能带，半导体、磁体、超导体、电介质等器件的基本原理，是一门理论性较强、比较枯燥的课程。在传授知识的同时，主要讲解科学家解决问题的思维过程，传授提出问题、分析问题、解决问题的方法与思路；同时通过一些教学方法与措施，增加学生获取知识的意愿、促进学生主动学习。

在课堂教学过程中，不具体进行详细的公式推导，而是主要讲解出发点与目标是什么、根据什么原理与基础、采用了什么假设与近似、运用了什么方法与技巧、得到了什么结果，18

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着重分析、介绍公式的物理意义与应用场合。

该课程的内容与不少诺贝尔奖相关，在教学过程中通过介绍一些诺贝尔奖、及时将Science、Nature、APL等顶尖学术期刊最新的相关研究进展与课程教学相结合，提高学生的学习兴趣。以暗能量与暗物质超过90%等事例，让学生认识到人类的知识水平还相当有限、即使权威也不一定正确，培养学生的批判性学习思维。以采用绝缘体（铜、铁氧化物）制作高温超导、通过增加噪声提高微弱信号检测的信噪比（随机共振技术）等事例，鼓励学生突破现有知识的约束、开拓思维。以量子力学发展为例，向学生介绍一门新学科建立的艰难与青年科学家的机遇。例如，1900年的普朗克常数1918年才获得诺贝尔奖、1905年爱因斯坦的光电效应也在1921年才获得诺贝尔奖；但这些却为20年后一批不受经典物理学约束的青年科学家带来了难得的机遇，代表性的人物有37岁的德布罗意1923年提出波粒二象性、1929年获诺贝尔奖，26岁的泡利1925年发现不相容原理、1945年获诺贝尔奖，27岁的海森堡1927年发现测不准原理及创立量子力学、1932年获诺贝尔物理学奖，27岁的狄拉克1928年建立相对论薛定谔方程、1933年与薛定谔共同获诺贝尔奖。这些事例鼓励学生既要打下扎实的基础、拓宽知识面，又要避免受现有知识的约束、开拓思维，进一步激发学生的创新意识。

课堂提问作为平时成绩的重要部分，客观地体现学生的平时学习成绩；所有问题都是物理概念方面的，以强化学生对物理概念的理解；通过课堂的互动，促使所有同学在课堂提问环节中主动思考与复习；通过课堂提问以及与学生的其它互动环节，真实地了解到学生的学习与理解程度，及时调整教学进度。试卷的物理概念题与计算题平分秋色，同时提供相关的物理参数与远多于需要的公式供学生选用，但计算题中没有任何数学符号（不需要背公式，但会用公式）。

通过专业基础（理论性）课程的教学过程，潜移默化地传授提出问题、分析问题、解决问题的方法与思路，早在上世纪九十年代主讲的“现代光学”课程中已经开始实践，目前已经基本成熟，实现了通过理论性课程的教学也能培养学生能力，进一步促进了理念的实现。

4. 通过人才培养课程与环节落实理念的事例

创建并且主讲了二年级的“电子产品策划与设计I”和四年级的“电子产品策划与设计II”课程，并建立了第二课堂项目（电子产品策划与设计项目I 和电子产品策划与设计项目II），有机地形成近2年的连续教学环节。

通过相辅相成的电子产品策划与设计课程与项目，根据实际资源与条件，邀请企业家为该系列课程作讲座（例如，香港亿利达工业发展集团有限公司高级市场经理李志诚、执行董事刘纪明、台资宁波奇美电子有限公司处长陈建宏、副理陈昱宇、广东步步高电子工业有限公司董事长“中国大学最慷慨校友”段永平）、开展研讨交流活动、以及导师组的指导，使学生了解相关的基本知识与概念，促使学生综合运用知识进行项目创新训练的实践活动。

电子产品策划与设计系列课程与项目，以产品研制为主线、学生为主体，从市场调研与选题开始，到产品样机研制等方面对学生进行全方位的综合训练，让学生从本科二年级后期[7]

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就开始接触社会与市场；由3位本科生组成一个课程学习组、确定组长、自由选题、独立完成，使教学过程与学生的愿望更加接近；开展各种研讨交流活动，促进研究性学习、锻炼总结与交流能力；导师组实行过程控制的指导方式，进行适当引导和选课指导，考核对象为课程学习组，培养学生分工合作的团队精神，引导学生自主学习。电子产品策划与设计课程与项目持续近2年，让学生带着问题学习，以点带面、促进其它课程学习，充分发挥学分制的优越性和学生的独立性、自主性、多维性、交叉性，培养学生的创新意识。

通过电子产品策划与设计课程与项目的多年实践，走出了一条大学本科教育中通常的牵着走、扶着走的方式以外，促使学生自己走的路子，有效地落实了本科教学与人才培养的理念。

三、结束语

经过多年的本科教育的实践、与同行的沟通与交流、以及对国际目标学科专业的分析比较，凝练出本科教学与人才培养的理念，明确掌握基础、使用工具、锻炼能力作为大学本科阶段培养学生的重点，本科教学从重视知识内容向重视学习过程转变、从重视学习成绩向重视学习效果转变。通过课程体系与内涵的改革、教育教学方法改革、教材建设、实验实践教学改革、优化企业实习与海外交流体制等方面落实本科教学与人才培养的理念。并且以构建平台与宏观框架，设置配合实现理念的课程，以及专业基础课程、人才培养课程、实践环节的教学等具体事例，有效地将本科教学人才培养理念落到实处。这些教学改革已经取得一些成果，对于培养具有国际视野和社会责任感的高素质卓越人才有一定的借鉴意义。

作者感谢国家高等学校特色专业建设点（TS12590新一代信息技术领域、TS2232集成电路领域、TS2237通信工程领域）、国家级实验教学示范中心（浙江大学工程训练中心）、浙江省高校省级实验教学示范中心（浙江大学信息与电子工程实验教学中心）、浙江省新世纪高等教育教学改革项目（yb05006信息类专业整合及宽口径人才培养的探索与实践）对浙江大学信息与电子工程学系本科卓越人才培养的支持，感谢香港亿利达工业发展集团对电子产品策划与设计课程与项目提供的全面支持。

参 考 文 献

[1]杨冬晓, 黄爱苹, 于慧敏, 李锡华, 金心宇. 信息类优势专业整合与建设. 《探索与实践—信息技术人才培养改革之路(二)》, 电子工业出版社, 北京, pp.34-39, 2007.

[2]杨冬晓, 严晓浪, 于慧敏. 信息类特色专业建设的若干实践. 《教育创新与创新人才—信息技术人才培养改革之路(四)》, 电子工业出版社, 北京, pp.53-63, 2010. [3]杨冬晓. 突出精英教育的多层次课程体系建设与实践. 中国电子教育, no.3, pp.35-39, 2005. [4]杨冬晓, 于慧敏, 黄爱苹, 金心宇, 李锡华, 章献民, 王勇. 信息类宽口径人才培养的创新与实践. 电子高等教育学会2008年学术年会论文集, pp.15-19.

[5]杨冬晓, 章献民, 韩雁, 吴叶飞, 李锡华, 周强. 电子工程类专业卓越人才培养的实践. 电子高等教育学会2010年学术年会论文集, pp.20-28.

[6]李锡华,杨冬晓.本科实验教学管理体制改革实践.实验技术与管理,vol.26,no.10,pp.120-121, 2009.

[7]杨冬晓. 改革现代光学教学的尝试. 浙江大学教育研究, no.4, pp.22-23, 1998.

[8]杨冬晓, 金心宇, 王勇, 虞露, 王德苗, 张朝阳. 培养工科大学生学习自主性的探索. 《走向科学发展—信息技术人才培养改革之路(三)》, 电子工业出版社, 北京, pp.125-129, 2008.[8]

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