20世纪末,知识经济作为一种新的经济形态在世界范围兴起,并表现出强劲的生命力。支持这种经济发展的高科技产业,将创新能力和知识产权放在了突出重要的位置。我国要在新的经济格局中占据应有的位置,必须培养一大批拔尖创新人才和数以千万计的高素质专门人才[1],并逐步建设创新型国家。如何培养拔尖创新人才,是研究型大学需要认真思考的问题。我校正是在这种背景下,开展了基于学科大类平台的创新性人才培养体系的探索与实践。
一、研究型大学创新性人才培养模式分析
从心理学和教育学的角度分析,创新性人才培养具有客观的规律;从大学的角色和地位来看,研究型大学人才培养目标具有明显的特征;这些规律和特征形成于高等教育发展的历进程里,体现在人才培养的课程体系、实践体系、教学方法和管理制度之中。
1、创新性人才培养的基本要素
现代课程论在创造性教育方面形成了较为系统的理论[2]。从教学内容的角度看,面对知识的激增,必须凝练学科内容,建立学科基本概念和原理的结构;为促进知识的形成,必须强化实践教学体系,将理论符号和实践行为相结合。从教学方法的角度看,应该让学生掌握知识研究中方法和过程,使学生体验作为“研究”的学习;这样,学习过程就成了在老师指导下的具有严格学术性的创造性活动。从教学管理的角度看,要符合学生的认知规律,并将教学活动的组织运行固化在管理制度和体制之中。因此,抓住学科结构、实践体系、研究性教学、管理制度等四个要素,是进行创新性人才培养的关键。
2、研究型大学的人才培养目标定位
从现象上看,在研究型大学,相当一批本科生将继续攻读硕士学位,因此,他们在本科阶段将打下坚实的学科基础,并培养学习能力和研究能力,在研究生阶段完成专业教育,并具备职业能力。这一现象具有内在的合理性,在高等教育发展的历史上,我们可以看到两条脉络清晰的轨迹,验证了研究型大学的人才培养定位[3]。
第一条轨迹是:从传统大学外的专业技术学校发展到理工大学,人才目标由工艺实施型逐渐转变为工程研究型,层次由专科升格为本科直至研究生。学校的代表学科为服务于工业时代支柱产业的学科,如机械、冶金和建筑工程。这类技术学校的出现与工业革命息息相关。在工业革命之初,带有功利性的职业和技术教育在大学毫无地位,于是,工程教育的重任落在了大学之外的技术院校(德国)和城市大学(英国)身上。起初这些学院不从事科学研究,只是培养工艺实施性人才,在教学中重视制图和实习(俄国),而数学和自然科学处于从属地位,人文社会科学更不被重视。到了20世纪初,人们逐渐认识到,提高工业水平和产品质量必须依靠数学和科学理论知识。为此,一批原以职业教育为主的院校,逐渐开展了研究工作,在人才培养中逐渐加强理科,后来又加强了人文社会科学,培养方式由强调在车间和矿区学习转向注重数学、力学理论和设计原理的学习,学校逐渐发展成为理、工、文结合的理工科大学。例如麻省理工学院的发展就是一个典型的例子。当然,社会对开发应用(产品设计)型和工艺实施型的人才同样有需求,由此形成了人才的不同类型,相应地学校也出现了不同的层次。
另一条轨迹是:首先在传统大学中培养学术研究型人才,而后由于新的工程的产生和发展,需要培养应用开发和工艺实施型人才,由此出现了为新的工程服务的技术院校。院校服务领域主要集中在电子工程、生物工程、化学及环境等工程。这个过程发生在20世纪初,最初大学科研的目的在于发展学生的智力和人格,并不带有为工业服务的功利主义倾向。但随着许多具有重要工业意义的的发现从纯科学研究中诞生,在企业的配合、政府的鼓励和世界大战的刺激之下,大学里的科学家开始把实验过程放大为工业过程,把自己的发现和发明变成产品。因此,新的工程教育从开始就以科学理论和科学实验训练作为基础,由此培养学术研究型人才。随着新兴工业的出现,为了满足新兴工业化快速发展的需要,社会上出现了培养新的工程人才的院校。这些学校培养的人才不是从事科学研究,而是从事应用开发、产品设计和工艺实施等工作。对这些人才而言,基础科学知识固然重要,但专业知识和专业技能更为重要。由此形成不同的学校和人才类别。
由此可见,无论是传统学科还是现代学科,研究型大学人才培养注重数学和自然科学理论的学习,专业口径较宽,注重学习能力,研究(分析)能力和工程意识的培养,实际工程技能在工作岗位加强,人才最后定位在研究生层次,具有研究能力强和适应性好的特点。而专科学校人才培养注重对专业知识的学习,而对于数学和基础理论知识以够用为度,教学计划针对现有工程和成熟产业设计,注重工程技能(经验)训练,人才定位在专科层次,具有实用性好和针对性强的特点。一般本科院校人才培养特点介于两者之间,以应用开发见长。这一规律也为研究型大学学科大类平台课程的建立奠定了理论基础。
二、基于学科平台课程的人才培养模式设计
根据上述分析,研究型大学创新性人才培养模式应基于学科平台课程进行设计,建立宽厚的基础,形成学科大类的知识结构,同时应遵循以下原则,即本科生教育与研究生教育相结合的原则,以体现研究型大学的定位要求;教学与科学研究相结合的原则,着重培养学生的研究能力和习惯;理论教学与实践教学相结合的原则,促进学科知识的形成;共性要求与个性发展相结合的原则,保证学生创新能力的培养;课内教学与课外活动相结合的原则,实现教育过程的整合。在科学原则的指导下,从2002年开始我校对人才培养模式进行了如下设计。
1、学科核心课程设计
学校通过教学改革立项(单项经费为15至20万元)方式,在通识教育课程平台的基础上进行各学科大类的核心课程设计,分别建立信息、机械、土建环、人文等学科的平台课程,实现全校本科培养计划在前半年只有文科和理工科之分,在前两年只有学科大类之分,为学生在入学半年后选学科和两年后选专业奠定课程基础。学生在第三年明确专业。学校围绕80个本科专业开设了4000多门课程,但通识教育平台课程和学科大类平台课程共计不到100门课程。抓好这100门课程的建设工作,将对学生学科知识结构的形成具有重大意义,为此,学校在经费上、政策上对上述100门课程进行重点建设,分期分批逐渐使这些课程成为精品课程。
2、实践教学环节设计
明确学科大类平台课程之后,为强化学生的学科知识结构,应将理论符号和实践行为相结合,为此,必须强化学科平台课程的实践环节,尽量针对每一门学科平台课程设置课程设计和独立实验课程;此外,针对后期专业课程,独立设置综合性设计性实验课程,培养学生的实践创新能力。为保证这一目标的实现,学校加强了实验教学环节的建设。针对我校基础实验条件较好、专业实验条件较弱的现状,从2005年起分三年投入8000万元建40个左右的学科大类平台实验室或专业实验室,投入1000万元重建工程培训中心,实施开放管理,保证对学生实践动手能力的培养。
3、专业教育阶段的多模式设计
学生在三年级明确专业。在专业教育阶段,要求各院系在理论教学中将学科建设的成果尽快转化成本科教学资源,在实践教学中将科研课题和高水平实验室对本科生开放,在教学方法上实施基于问题或项目的研究性教学法,形成以拔尖创新人才为龙头,多模式并存的人才培养体系。具体模式类型如下:以学习特优生的选拔与培养工作为基础,逐步形成优才优育模式;以信息类提高班、生命科学人才培养基地班和八年制临床医学专业班为基础,逐步形成本、硕、博打通培养模式;以“国家示范性软件学院”和“国家集成电路人才培养基地”为基础,以信息类人才培养为试点,逐步形成学研产联合培养模式;以中法、中英国际合作班为基础,进一步拓宽国际合作办学的渠道和途径,扩大我校境外留学生的规模,逐渐形成国际联合培养模式;以辅修和双学士学位制度为基础,复合型人才培养,形成复合型人才培养模式。
4、学分制管理模式的完善
学分制对学生创新能力培养和个性发展具有不可替代的作用,但从学分制实施的效果来看,常常存在两个方面的不足,不利于学生创新能力的培养:一是对学生的指导不足,造成学生在学习上存在盲目性;二是由于课程结构的制约,学生在选择专业的过程中障碍重重。为克服上述不足,保证创新性人才培养模式的顺利实施,学校除了对优秀本科生配导师外,还要求各院系成立学分制指导中心,向学生发放培养计划指南,及时回答学生提出的问题;同时配备优秀研究生助教,对学生实施个性化辅导。另一方面,随着通识教育和学科大类平台课程的确立,又实现了学生一年级选学科、二年级选专业、三年级选专业方向的目标,促进了学生个性发展。学分制的实施为人才培养模式提供了制度上的保证。
三、模式的实践——以信息学科为例
我校实现基于学科大类平台的人才培养模式改革至今已推行四年,为了反映人才培养模式的运行情况和实际效果,下面以信息学科为例加以说明。
1、信息学科本科教育的概况
我校信息学科包括了电信、计算机、自动化、电子和光电子五个院系,函盖7个本科专业,即:电子与信息工程、通信工程、计算机科学与技术、自动化、电子科学与技术、光信息科学与技术和测控技术与仪器,每年招收本科生近2000人。改革之前各院系分头制定培养计划,培养计划之间差距较大;各院系自行开设课程,教学力量分散。同世界名牌大学相比,学科基础课程不够宽厚,不利于信息学科的宽口径人才培养。
2、人才培养模式改革的目标
调整、更新现有七个专业的课程体系和教学内容,制定覆盖信息学科七个专业的宽口径学分制培养方案;实行真正意义的学分制,保证学生在两年学习后自由选择专业;缩小与世界名牌大学培养计划之间的差距。改革重点是规划和建设信息学科平台课程,同时围绕课程建设规划并建设5个本科实验基地。在此基础上,在信息学科平台课程中实施主讲教授和主讲教师制,提高课堂教学质量,保证人才培养的高质量。
3、培养计划的基本框架
培养计划的学分分配如下:
毕业总学分(200学分)课内教育环节(含实验)(170学分)大型实践环节(30学分)通识教育课程(84学分)学科平台课程(44学分)各专业课程(42学分)
需要说明的是:大部分学科平台课程和通识教育课程安排在前两年完成,各专业课程和大部分大型实践环节主要安排在后两年完成;在课内教学环节中加强了实验教学,实验教学总学分不低于20学分;在通识教育课程中含有10个学分的人文选修课。
信息学科平台课程共计16门,包含大平台课程10门和小平台课程6门,其中大平台课程为信息学科各专业必修课程,小平台课程为信息学科各专业选修课程,选修量为6门中选3门。10门大平台课程为:电路理论、电路测试与实验、
模拟电子技术、数字电子技术与逻辑设计、电子测试与实验技术、控制原理、计算机网络、电子器件与IC设计、C语言程序设计、信号与系统。6门小平台课程为:计算机组成原理、光纤通信技术、工程光学、通信原理、微机原理、微机实验。课程分别由信息学科各院系开设,并实施归口管理和主讲教师聘任制。
4、人才培养模式改革的效果
经过三年的改革,在下述方面已初见成效:
(1)减少了毕业总学分,适当增加了人文社科学分,优化了课程结构,形成了通识教育基础上的宽口径专业人才培养模式。
(2)构建了信息学科人才培养的学科大类平台课程,强化了课程设计和综合性、设计性教学实验,加强了课程建设。出版平台课程教材11种,建成三门国家级精品课程。
(3)对学科平台课程,实行了主讲教授和主讲教师制度,调动了教师的积极性,保证了质量。
(4)2003级98名学生实现了自主选择专业,促进了学生个性的发展。
(5)改进和加强英语教学。多门课程实行了双语教学,信息类提高班实行了全英语教学。
(6)强化了实践性教学环节,提高了学生的创新能力。近两年学校在信息学科规划建设了通信、计算机、控制、IC设计、光电子等五个国内一流的教学实验中心,并实行资源共享。各学院探索了本科生在导师指导下从事科研活动的方式和机制,学生中涌现出了一批科研成果和论文,其中,电信系的“本科人才孵化站”和电子系的“计算材料科学与模拟技术创新基地”尤为引人注目。此外,教师统一指导信息学科学生参加学科竞赛,在各类比赛中都获得了优异成绩,特别是在2003年大学生电子大赛中,我校获一等奖7个,并获最高奖索尼杯;在2005年大学生电子大赛中,我校又获一等奖12个。
(7)高年级学生可选修各专业硕士研究生课程,并承认其学分。
当然,上述成效的取得是建立在大量论证和协调工作的基础之上的。在实践过程中也发现,计算机科学与技术专业由于自身特殊的学科规律,其核心课程难以与目前的“信息学科平台课程”完全统一,需要今后进行深入的分析和论证。
四、总结
创新性人才培养对高等学校而言是一个永恒的主题,我校在基于学科大类的人才培养模式的探索过程中,有了初步的认识和收获。通过平台课程的确立和主讲教师制的实施,促进了课程建设和教材建设;同时,平台课程实验中心的建设促进了资源共享,提高了设计性综合性实验的开出率;本科生在导师的指导下开展科研活动,促进了学生创新能力的培养。此外,学生在两年学习后自选专业,一方面有利于个性的发展,另一方面也有利于各院系加强专业建设,增强专业对学生的吸引力。但如何进一步完善这个体系,提高学生的创新能力,需要进行长期的探索。(作者许晓东 冯向东 杨坤涛)