产学研协同的多维度实践教学体系探索
作者: 吴小娟 方淑红 张璇
[摘 要] 产学研协同的学生实践能力培养已成为当前高校教育改革的发展趋势之一。针对测绘地理信息类专业实践教学过程中存在的瓶颈问题,以成都信息工程大学测绘地理信息类专业为例,充分借助产学研协同育人平台,有效协调校企联合优势,分别从高校、企业不同角度出发,探索形成一套长时序、泛空间、多内容的立体化实践教学体系,从而培养具有良好实践能力、创新精神的专业人才,为测绘地理信息类专业实践体系建设模式改革提供参考和借鉴。
[关键词] 产学研协同育人;测绘地理信息类专业;立体化教学体系;实践能力;创新能力
[基金项目] 2021年度教育部高等教育司第二批产学合作协同育人项目“产学研协同的测绘地理信息类专业多维度实践基地建设与实践”(202102136080);2021年度成都信息工程大学本科教育教学研究与改革项目暨本科教学工程项目“产学研协同的测绘地理信息类专业多维度实践基地建设与实践”(JYJG2021130);2021年度成都信息工程大学本科教育教学研究与改革项目暨本科教学工程项目“‘数字地形测量学’线上线下混合式一流课程建设项目”(JYJG2021067);2021年度成都信息工程大学本科教育教学研究与改革项目暨本科教学工程项目“环境化学实验教学体系改革的探索”(JYJG2021131);2021年度成都信息工程大学省级一流本科课程“地理信息系统原理(线上线下混合式)”(2021YLKC22)
[作者简介] 吴小娟(1986—),女,河南开封人,博士,成都信息工程大学资源环境学院讲师,主要从事3S集成应用理论及研究工作;方淑红(1986—),女,山东济宁人,博士,成都信息工程大学资源环境学院副教授,主要从事环境化学方面的研究;张 璇(1985—),男,湖北荆门人,本科,苍穹数码技术股份有限公司四川分公司技术总监,主要从事地理信息行业应用软件研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2023)45-0109-04 [收稿日期] 2023-02-15
测绘地理信息类专业是我国众多高校人才培养中的重要专业,开设时间长,内容覆盖广,有较强的实践应用性,社会人才需求大。随着近年大数据、人工智能、云计算及相关国产软件等新兴技术和产业的兴起,如何完成测绘地理信息类专业人才培养的升级改造,尤其是做好实践教学环节,以适应新工科大背景、大形势的需求,是本专业近年一直关注的焦点。政府搭台、企业支持、高校对接、共建共享的产学研协同育人模式,可以有效激发各方面的积极性,弥补高校单一化教育的不足,为实践创新类人才培养提供了有效途径[1]。
一、面临的挑战
目前,国内外相关综合型大学和专业院校测绘地理信息专业类实践环节主要体现在两个方面[2-3]:校内课程实验和校外实习实训。经过多年的发展,目前国内测绘地理信息类专业的实践教学已形成较好的运行机制,然而还存在一些共性问题。
(一)实践课程内容陈旧
教学资料沿用多年,内容前沿性、交叉性不足,与社会实际需求脱节。
(二)实践教学师资力量有限
部分高校教师尤其是新进青年教师,缺乏工程实践经验,直接制约实践教学的改革效果。教师之间存在年龄差异、专业差异和背景差异,教学团队结构复杂,在实践教学中团队建设协调性不足。
(三)实践教学设施和基地建设缺乏先进性
实践课程主要面临的问题是高校专业设备、软件、实践场地等硬、软件条件有限,单一的学校内实践课程与实际的生产项目脱节严重,且校外实践基地建设进度较慢。
(四)实践教学对学生创新能力培养不足
应试教育背景下,高校学生在学习中养成了“填鸭式”的被动学习方式,且主要以理论学习为主。进入高校后,学习方式转变为以主动学习为主,实践类课程比例加大。但部分学生无法很好地转变学习方式,自主学习欲望低,动手能力不强,缺乏实践创新精神。
二、产学研协同的多维度实践体系设计
当前测绘地理信息类专业实践教学环节存在的瓶颈问题具有复杂性、多维性的特点。为解决以上问题,仅依靠学校的力量难以完成,政府、企业和学校三方联动的产学研协同育人机制为此提供了有效的解决途径。本文依托产学研协同育人项目,尝试分别从学校、企业在学生实践能力培养中的不同角色出发,构建产学研协同的多维度实践教学体系设计[4]。
(一)以学校为出发点的多维度实践体系设计
学校作为学生实践能力培养的负责人,需要在实践内容设置、实践时间规划和实践空间实施三个维度做好顶层设计,以保证各项实践顺利开展。
1.实践内容—实践时间维度耦合,以实践内容为基线,完成在校四年学习体系中的实验、实习等课程内容。其中,大一为基础阶段,主要体现为对专业仪器及软件的初步认知。大二为实践能力培养阶段。通过课程中空间数据获取、处理分析及可视化等实验、实习内容的学习,培养学生对专业仪器及软件操作、独立开发实践和解决问题的能力,并积极鼓励学生借助交叉学科融合,参与大学生创新创业项目及学科竞赛。大三为学生的综合及创新实践能力提升阶段,通过学习课程内容,继续深化前期专业实践能力的培养,并重点开发学生的创新实践能力。大四为实践能力巩固阶段,持续培养学生的实践和创新能力,通过到企事业单位开展毕业实习,完成毕业设计,为学生进入研究生阶段、走向社会奠定坚实基础。其中,工程实践、双创项目及技能竞赛,贯穿第三学期后的整个学习过程[5]。
2.实践内容—实践空间维度耦合,同样以实践内容为基线,开展室内课程实验实习、野外综合测绘实习及产学研协作单位实习的实践体系设计。室内课程主要开展课程体系内的专业软件操作、程序开发设计等上机实验、实习内容。野外综合测绘实习使学生在认知地理环境及组成要素的形成和分布规律、野外控制点布测、地形图测量、地形成图等基本知识的基础上,掌握地理环境的野外调查、环境要素的测绘和计算机制图方法。产学研协同单位定点实习,是校企联合实践基地建设的重要内容。通过在企业中的实习实训,弥补学生在学校学习中多理论、少实践的短板,对本专业理论、技术和应用有更深入的理解。
3.实践时间—实践空间双维度,在时间、空间分别与实践内容相互耦合的基础上,结合高校教育具有春秋季、寒暑假等课程时间设置的特点,通过校内课程实验实习、假期集中实习、毕业实习等方式,完善实践教学闭环。课程实验实习主要在春、秋季正常学期授课期间,完成课程体系中的实践内容。假期集中实习,主要指在寒、暑假时间,对有意向到产学研协作单位实习的学生进行集中组织和实习内容安排,有效衔接和完善校内实践课程体系,使学生的实践能力和创新应用能力在实际工作中得以锻炼和提高。通过与产学研协同单位在毕业实习过程中联合培养学生,使学生在社会实践中接触与本专业相关的实际工作,锻炼专业实践能力、独立分析和解决实际问题的能力。
(二)以企业为出发点的多维度实践体系设计
企业作为学生实践能力培养的辅助者,可以结合企业自身优势,通过企业资源共享、实践课程优化及学生联合培养,设计三维一体实践体系框架。
1.企业资源共享—学生联合培养双维度主要体现在企业人员进校指导、企业项目学生实习、校企联合创新培养及企业就业学生吸纳四个方面。最直接的是邀请企业优秀人员进校,面对面对学生进行专业实践指导。可以将专业实践与企业项目需求进行对接,安排学生到企业实地实习,可以更好地理论联系实际,切实提高学生的实践能力。在专业实践基础掌握扎实的基础上,通过企业项目关键技术攻关、校企联合指导学生参与竞赛等方式,进一步培养学生的创新能力。经过以上环节,联合培养出具有独立解决问题、实践能力强的学生,实现学生的高质量就业。
2.企业资源共享—课程辅助优化维度耦合,可以从企业硬、软件在学校的布置及共享递进到实践内容的改进优化,并通过企业对实践课程的辅助评价及效果反馈,促进校企联合的实践体系良性发展。具体而言,企业在硬件、软件方面具有较好的优势,可以通过设备借用、系统平台资源共享等方式,满足学生的实践需求。同时,可以结合企业在行业发展中的需求及其自主研发的前沿技术,改进实践课程内容。企业对实践课程的评价及反馈,有利于实践体系的迭代优化。
3.在企业的参与下,通过课程辅助优化培养学生的专业认知能力、实践能力及创新能力。在企业优势资源共享的基础上,提升学生对专业的深度认知,使其认识到实践能力的重要性,从而有针对性地提高实践能力,并在实践中得以创新。专业认知是前提,实践能力是核心,创新能力是升华。
三、成都信息工程大学测绘地理信息专业多维度实践体系探索
成都信息工程大学是四川省和中国气象局共建、四川省重点发展的省属普通本科院校。作为“CDIO 工程教育联盟”成员之一,成都信息工程大学始终重视实践类工程人才的培养。成都信息工程大学测绘地理信息类专业主要包含测绘工程、遥感科学与技术、地理信息科学3个本科专业,立足“以人为本,注重实践,面向应用,突出特色”的办学理念,旨在培养具有系统理论知识和扎实实践能力,满足测绘、GIS、气象等行业要求的高素质应用型高级专门人才。2023年在校本科生600余人,在职教职工31人,教职工博士占比97%,其中全国模范教师、全国气象名师1人。在国家新工科工程教育改革的背景下,团队依托产学研协同育人项目、校教育教学研究与改革项目和本科教学工程项目,构建了跨环节、点面结合的渐进式、贯通式的多维度实践培养体系(见图1)。
在多维度实践教学体系中,企业参与课程实验、创新培养及生产与工程学生实践能力培养全过程。在本体系中,规范性是学生实践操作的基础,集成性实验实习是提高学生实践能力的核心环节,创新性是实践能力培养的溢出价值。在实践规范性、集成性和创新性逐层递进的前提下,课程实验分为基础性、综合性、设计型实验,并最终通过课程设计检验实践培养效果;创新培养主要体现为学生参与常规课程之外的大学生创新创业(“双创”)项目、专业相关技能竞赛及毕业设计;生产与工程则主要设置专业认知实习、生产实习及贯穿五个学期的工程实践。通过多年探索,成都信息工程大学测绘地理信息类专业的实践教学取得了较好的效果[6-8]。学生就业率常年稳定在90%以上,同时与苍穹数码技术股份有限公司、北京超图软件股份有限公司成都分公司等多家行业翘楚共建联合实验室及实习实训基地,每年接纳学生参观、实习、就业300余人。此外,2020—2022年大创项目国家级立项7项,省级12项;学科竞赛国家级获奖22项,省级85项。第三方开展的毕业生调查数据显示,学生对课程、教师、母校满意度均在90%以上,毕业要求达成度为95.79%,培养目标认可度高于80%。
结语
产学研协同育人为测绘地理信息类专业的实践教学改革提供了有效途径,解决了高校单方人才培养的诸多瓶颈问题,然而在协同育人机制有机融合、各项内容扎实落地推进方面,仍须结合高校和企业优势,形成具有特色的实践教学体系。成都信息工程大学测绘地理信息类专业经过多年探索,构建了一套企业参与充分的涉及课程实验、创新培养及生产与工程的立体化实践教学体系,取得了较好的实施效果。在后续的教学研究中,需要进一步提高实践基地的利用率,细化课程间的实践配合,完善实践效果反馈机制,为测绘地理信息类专业实践体系建设模式改革提供参考。
参考文献
[1]刘辉,朱晓峻,刘霞.基于产学研协同创新的现代测绘工程实践教学改革[J].大学教育,2020(3):31-35.
[2]李忠玉,孙睿,郭阳勇.培养创新实践能力的学科竞赛教学模式探索[J].实验室研究与探索,2021,40(11):199-203+214.
[3]周静.新工科背景下地方高校工科人才培养改革与实践[J].实验室研究与探索,2022,41(7):256-263.
[4]王廷璞,马腾,王霞.科教产教双融合发展第二课堂创新实践体系[J].教育教学论坛,2021,536(37):65-68.
[5]赵小刚,王峰,汪鼎文,等.以学科竞赛为抓手的产学协同育人模式研究[J].计算机教育,2021(4):46-50.