清华大学国家级工程实践教育中心.docx
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清华大学国家级工程实践教育中心
清华大学国家级工程实践教育中心
建设工作进展报告
清华大学实施“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)的基本工作思路是,实施以能力提升为核心的培养体系和课程改革,加强与国外一流大学和国内外知名企业联合培养卓越工程技术人才,重点提高工科学生的国际视野、团队沟通与协作能力、创新与工程实践能力,着力培养具有“研究型、管理型、创新型、国际型”等多类型的卓越工程师潜质的人才,以及具有国际竞争力的工程领域后备帅才。
一、基本概况
清华大学与中国建筑工程总公司等14家(其中2家与其他高校共享)共建单位入选首批国家级工程实践教育中心(以下简称:
中心)建设单位。
其中,中国建筑工程总公司等4家入选首批国家级大学生校外实践教育基地。
这些企业基本为我国最大的建筑企业集团和最大的国际承包商、特大型国有骨干企业、最大的互联网综合服务提供商,以及全球最大的电子产业专业制造商等。
我校与这些企业长期保持着密切的合作关系,多数企业亦是我校本科和研究生长期以来的校外实习实践基地,在校企科研合作的背景下,进一步开展工程实践教学方面的合作,已达到强强合作、优势互补、互惠共赢的效果。
自2011年开始共建中心以来,学校要求各中心所依托院系在原有共建协议的基础上,进一步优化双方职能,14个中心陆续正式签订了《共建国家级工程实践教育中心协议书》,将其建设内容、管理和运行机制、导师队伍等制度化,标志着双方长期服务于本科生、研究生的生产实习和社会实践活动、企业人员培训、对外资源开放等方面的合作和实践进入新阶段。
985三期学校教学经费向入选“卓越计划”的工科院系倾斜,将其总量的80%投入工科卓越计划院系;对无国家经费资助的10个中心,从教学经费中给予每个中心配套经费10万元/年、2013年又给予14个中心10万至30万经费支持,用于落实学生实习。
此外,协同财务处修订了《学生生产实习经费开支标准》,提高学生实习经费报销标准。
在袁驷副校长的委托下,学校督导组对14个中心进行了重点调研,检查其理念、举措和成效,了解典型做法和存在问题。
经过这两年的努力,14个院系依托中心建成了本硕联合培养体系和实现校企共赢的本科生和研究生培养。
2011年迄今为止,14个中心共完成学生企业实习1500余人;承担教学任务的企业教师每学年共约363人;企业教师参与开设的课程每学年共约79门。
一些共建项目还获得北京市教学成果奖。
校企合作对学生在实践中“受教育、长才干、做贡献”,认识自己所在的行业,积累工作体验和明确就业选择大有裨益;对提升学生的工程素养,培养学生工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力,培养学生的学术志趣,都起到了很好的促进作用,同时产生了很好的社会效应。
二、建设工作进展
1.组织管理体系
(1)在组织机构方面,为保障中心有效、规范化运作,中心成立了指导委员会、管理委员会和中心办公室等组织机构。
指导委员会由甲乙双方的资深教学、科研和管理人员组成,其职能是对中心的每年实践教学目标、内容等重要事项给予指导。
管理委员会在指导委员会的指导下主持中心的实践教学计划和管理中心日常工作,其中,主任设两名(双方各一名),副主任四名(双方各两名)。
中心还下设办公室,负责相关管理规章制度的制定、实施,日常教学活动的开展、管理委员会相关决议的执行等工作。
指导委员会:
由校企双方任命的资深教学、科研和管理人员组成,其职能是对中心的每年实践教学目标、内容等重要事项给予指导。
管理委员会:
主任设两名(校企双方各一名),副主任四名(校企双方各两名)。
管理委员会在指导委员会的指导下主持中心的实践教学计划和管理中心日常工作。
联合中心办公室:
负责相关管理规章制度的制定、实施,日常教学活动的开展、管理委员会相关决议的执行等工作,秘书处一般设在清华大学二级单位。
(2)在运行和管理机制方面,中心的建设和管理联合中心办公室负责,其职责如下:
①每年召开一次协调会,制定和落实当年实习和实践计划、导师队伍和食宿安排;
②每年召开一次总结会,总结当年工程实践教学经验和成绩,修订培养方案,对参与教学的学生和教师进行考评,由办公室秘书处负责撰写年度工作报告,双方备份;
③定期公布可提供的课程、实习岗位、指导教师等相关信息。
待条件成熟后,中心向所有“卓越计划”高校开放,根据企业实际接待能力,接受学生来企业从事实习实践活动。
(3)在教学质量保障体系方面,14个中心依托清华大学相应学院,拥有领域内享有盛誉的高级人才培养基地、领域内基础科学问题和先进技术的重要研究基地,国际知名的学术交流中心;中国科学院院士、中国工程院院士、美国工程院和美国人文与科学院双院院士;还聘请国内外著名学者和技术专家作为客座教授、顾问教授等高尖端人才;依托所在一级学科(教育部学科评估中参评11个,8个名列第一)、多个国家级特色专业以及国家级实验教学中心优势,具有门类齐全、内容丰富而新颖的本科生和研究生课程体系。
共建中心亦是相关领域国内最大的领头羊企业。
中心基于双方在长期科研和实践教学方面的合作,通过优化整合教学和科研资源,现已形成一支具有丰富工程实践经验的高水平实践教学导师队伍。
通过规范实践基地的实践条件、加强实践基地教育管理机构工作、以及提供经费等,进一步为高质量教学提供了保障。
2.教学改革情况
根据校企双方的特色和优势,14个共建中心按专业+行业可分为:
职业导向型和强行业背景的校企合作、工程+管理的高新科技企业的校企合作、与IT企业的合作,以及与机械、汽车、能源、环境等类的校企合作,这里主要聚焦在本科生生产实习、综合论文训练、社会考察和研究生合作培养方面的典型做法。
(1)实现校企共赢的本科生和研究生培养
培养标准:
校企共同制定实习培养方案暨本科实践基地教学大纲,制定了教学目标、实习时间、课程体系、课程安排、现场实习安排等内容。
每年通过协调会和总结会对教学大纲进行必要的调整。
第一,本科生生产实习
①这里以工业工程系为例,介绍与工程+管理的高新科技企业共建情况。
工业工程源自于实践,是一门综合了工程学和管理学等学科基础的交叉工程学科,其鲜明的学科背景和特点要求在人才培养过程中既要重基础,又要讲实践,同时要注重培养学生的创新能力。
为建设好中心,在总结2004~2010年生产实习的经验和教训基础上,工业工程系正式把本科生生产实习课程的名称定为《工业工程生产实践》,重新梳理课程思路,以打造专业实习平台为目标,突出该课程对于学生工程能力、实践能力的培养,其具体规划见图1。
图1《工业工程生产实践》平台规划
在《工业工程生产实践》平台建设过程中,明确了指导小组的组织架构,强调和加强企业导师对实践环节的指导作用,使得学生在实践过程中能够更好的体会和理解企业的实际问题。
图2《工业工程生产实践》指导小组组织架构
基于上述平台建设的思想,工业工程系与富士康科技集团经过一年时间的努力,于2012年暑期在富士康烟台厂区聘任了首批《工业工程生产实践》课程顾问委员会委员及企业指导教师,通过稳定的企业指导教师队伍能够更好的把握实习的要求,成为实习质量不断提高的重要基础。
为了获得良好的实践效果,经过长期探索,工业工程系将本科专业实习的时间从学校规定的最短五周拓展为8~9周。
从实习安排来看,把8~9周的时间划分为两个阶段:
第一阶段,2~4周,生产一线岗位操作,旨在充分了解和熟悉实际的生产环境,完成初步调研;第二阶段,生产现场专题改善项目,旨在通过实际的企业项目实现专业知识的运用和实践。
这样的安排,不仅让学生的收获最大化,也让企业的改善项目有初步效果,实现双赢。
正是因为学生除了在企业进行实践学习之外,也可以给企业创造一定的经济效益,富士康科技集团为参加实习的学生提供学校至实习地点的往返路费,提供免费食宿,并提供实习津贴(3000元/人)。
其他本系拓展的实习企业都能满足这一基本要求,这为工业工程系本科生实习工作的开展减轻了经济的负担。
②以建筑学院为例,这里介绍与职业导向型和强行业背景的校企共建情况。
一是建立了“设计导师”制度,聘任北京院著名建筑师作为清华大学校聘设计导师参与建筑设计系列课主干课程的指导教师,并直接参与到本科三年级的开放式设计课教学中。
二是将清华大学本科生“领军计划”纳入中心建设内容中。
2012年入学的第一批12位“领军计划”新生全部进入北京院联合培养,精心安排了校内导师和北京院校友导师,学生在学院领导的亲自带领下赴北京院参观和座谈,使学生更早接触未来的职业环境,提升专业学习兴趣和学术志向。
2013年入学的第二批13位“领军计划”新生将继续纳入中心建设内容。
三是拓展中心的国际化人才培养模式,共同开设国际设计夏令营。
初步计划未来连续三年开设三届国际设计夏令营,邀请国际知名设计大师进行讲座交流,并参与联合设计教学,参与人数初步计划每年约200人规模,国内外各100人,其中清华学生30-40人。
第二,研究生合作培养
这里以热能系为例,介绍与机械、汽车、能源、环境等类的校企共建情况。
研究生培养包括:
全日制专业硕士和在职工程硕士。
培养目标:
加强工科学生的工程意识、工程素质、工程实践能力和工程创新能力,培养具有国际竞争力的拔尖创新型工程科技人才,培养各工程领域的帅才和卓越工程师。
培养方式:
“1+1”+“双导师制”+联合培养项目指导委员会:
全日制专业硕士的培养采用“1+1”模式,即1年在校学习和1年企业实践(有工作经验的为半年);研究生在校学习期间需获得学位要求的理论课程学分要求;在半年或者一年的实践阶段,需在企业进行具体课题研究工作。
在职工程硕士的培养,清华热能系根据上汽需求,定制短期培训班和在职工程硕士班,学员需参加全国统一的工程硕士文化考试和清华的面试复试。
在清华大学工程硕士指导方案下制定专门的培养方案,清华教师定期到企业集中授课,获得相应学位学分,进行企业需要的课题研究。
开题报告和毕业答辩均在清华大学进行。
双方共设指导教师(清华热能系硕士生导师为正导师,上汽高级职称以上技术人员为副导师),共同负责专业硕士联合培养阶段(第二学年)最终设计专题的教学指导。
专门成立了联合培养项目指导委员会,建立了联合指导教师的资格遴选和教学组织参与制度,以及专业硕士联合培养阶段(第二学年)的详细教学计划。
教学内容和考核方式:
攻读专业硕士学位的研究生,需获得学位要求学分不少于25学分,其中考试学分不少于17学分,具体要求是:
第一部分为必修课程学分,不少于21学分。
其中,公共必修课程由研究生院负责协调组织和安排;基础理论课程、专业基础和专业课程由学位评定分委员会指定,学生根据导师制订的培养方案在指定课程内选择。
第二部分为必修环节,不少于4学分,包括文献综述与选题报告、专业实习。
另外,为了加强实践教育,企业选派具有丰富经验的技术人员,为清华热能系的专业硕士讲授工程教育和职业方面的培训课程;结合工程需求提出科研选题,由清华热能系组织专业硕士研究生参与课题研究。
硕士联合培养阶段(第二学年)完成后,由实践单位给出学生的实践表现,并由清华热能系专业学位硕士考核小组对学生进行实践阶段的考核。
攻读专业硕士学位和在职工程硕士的工程硕士论文提交、评审和答辩均按清华大学工程硕士的要求进行。
(2)本硕联合培养体系
这里以计算机系为例,介绍与IT企业共建情况。
依托中心平台和腾讯公司的资源,一方面,计算机系在现有的课程教学环节当中,采用联合培养的模式,加强课程教学中的实践导向性;另一方面,增加实地校外实践的环节,让学生直接参与到企业当中,运用所学知识,直接面对和解决企业中所遇到的实际技术问题,让学生可以自己发挥和创新,学以致用。
教学改革贯通本科生和研究生的培养。
具体而言,校企双方在联合制定培养方案,共建课程体系和教学内容,共同实施培养过程,共同评价培养质量等方面开展如下工作:
面向本科生设立:
创新实践课程(加强课程教学中的实践导向性)、暑期校外专业实践(直接参与企业实习)、综合论文训练联合指导(加强课程教学中的实践导向性)。
面向研究生设立:
校外社会实践(直接参与企业实习)、校外就业实践(直接参与企业实习)、从而构成了立体式的“本研”联合培养体系。
本科生创新实践课程(2或3学分)。
面向大二、大三本科生,在校内基地开设创新实践课程,并邀请腾讯师资团队共同指导,以加强学生创新能力、实践能力。
该课程不同于一般性的课程,该课程以加强学生创新能力、实践能力,使本科生及早接受科研训练和工程实践为目标。
学生在任课老师的指导下,开展具备实践价值的研究工作、由腾讯师资团队共同指导,参与腾讯工程实践中心的研发项目或腾讯公司的工程开发,及早进入专业领域,了解工业界最新动态。
课程的产出包括:
本科生参与高水平的科研实践,联合发表高水平成果;本科生参与腾讯相关的工程问题的解决,锻炼实际能力。
课程一般的流程是:
招收3-8名本科生学生;给学生讲一些研究的问题、思路、技术准备(4学时左右);学生开展实践性科研工作(20学时以上);1对1讨论与指导(4学时左右);总结与研讨(4学时左右)。
本科生暑期校外专业实践(5学分)。
清华大学计算机系在本科三年级末设置了一个为时五周的“专业实践”,由教师给定一个设计目标,学生则需综合运用学过的各种软硬件知识,自行完成,进一步提高学生的动手能力以及分析问题、解决问题的能力。
该课程是一个综合性、创新性、研究型的大型实践教学环节,同时兼有趣味性和可竞技性等特点。
在教师指导下,学生运用所学到的基础知识和专业知识,设计、制作、调试,完成一个综合性的大型实验,使学生在实际动手能力、创新思维、专业知识、科研能力和团队合作等方面得到综合训练。
依托中心,自2012年开始,面向大三学生开设了赴腾讯公司的校外专业实践专题。
学生通过在面向企业应用的实际产品研发中进行实践,完成为期5周的专业实践,由腾讯师资团队指导,参与实际工程开发,学习掌握模式识别、图像处理、大规模数据分析、互联网产品开发、移动产品开发等方面的知识和方法,为综合论文训练和将来的研究工作打下基础。
每年选派约15至20名本科生在暑期赴腾讯深圳基地参加专业实践。
本科生综合论文训练联合指导(15学分)。
综合论文训练是学生本科教学的最后一个环节,旨在训练学生综合运用所学知识解决实际问题的基本能力,培养学生的创新意识和能力。
学生在完成培养方案中规定的各类课程学习任务,取得规定的学分之后,进入综合论文训练阶段。
综合论文训练要求学生在教师指导下,通过18周的集中式训练,完成一项科学研究、技术研发或工程设计任务,并根据实际工作成果,独立完成自己的毕业论文。
论文答辩通过后获15学分,可申请本科毕业和学士学位。
传统的综合论文训练是在校内完成,在校内教师指导下完成训练任务。
依托中心,选派部分学生在本科最后学年的春季学期3-6月完成由联合培养实践基地参与的毕业设计,由腾讯提供面向企业实际应用的论文选题,以加强选题的应用价值,双方联合参与论文的指导和评审。
研究生校外社会实践。
为使广大研究生在学期间能够更多地接触社会、了解国情,增强服务社会、服务人民的意识和社会责任感,走正确成长的道路,并在实践中锻炼解决实际问题的能力,提高研究生的培养质量和综合素质。
清华大学已把参加社会实践作为培养高层次、高质量人才的重要形式,并列入到研究生的培养计划中。
社会实践内容分为:
一是开展科技服务,协助实践单位解决科研、生产中的某些技术或管理问题;二是开展人员培训或进行科技、管理、法律等方面的咨询服务;三是结合经济建设和社会发展进行专题调研,了解国情,接触社会,向工作在国民经济建设主战场一线的同志学习。
与传统的社会实践一般注重管理和交流不同,依托中心,开展的研究生社会实践项目更加注重学生在技术能力、研发能力方面的提升,要求学生参加到腾讯公司的实际产品研发当中。
腾讯公司已成为清华大学研究生社会实践基地,每年接收2-5名研究生参加为期6周的社会实践。
研究生校外就业实践。
校外专业实践是计算机科学与技术专业学生检验学以致用的唯一标准,也只有通过实践环境才能进一步提升学生学习主动性和积极性。
暑期专业实践环节和校外社会实践环节时间分别为5周和6周,时间短,一般只适合于完成较小规模的实验和实践。
为进一步加强学生工程能力培养和就业竞争力,计算机系进一步增设了研究生校外就业实践环节。
面向高年级研究生,为进一步提高学生实践能力和就业竞争力,针对校企合作项目,在暑假之外每年派遣若干名研究生赴腾讯北京基地参加实习,长期参与到腾讯公司的技术产品研发中,实习时间一般为3-6个月。
3.企业培养方案执行情况
(1)以强行业背景的电机系为例,2011、2012、2013三年中,电机系有近80名本科生在宁夏电力公司进行为期三周的生产实习。
生产实习为清华大学电机系一门必修课程,在暑假开设。
每次实习之前,双方均需要召开协调会,实习结束后召开总结会。
实习过程中,电机系指派教师带队,宁夏电力公司以人力资源部和培训中心为依托,为学生实习提供了教师、场地和设备,达到了很好的实习效果。
学生三届的生产实习均完成了简报,2013年分别由学生和清华大学电教中心拍摄了生产实习视频。
目前正在建设电机系生产实习课程教学网站,计划将课程教学大纲、部分授课讲义、实习简报和实习视频放在网站上,对社会公开,供后续学生参考。
以现场的生产实习为依托,电机系还开设了“大型电站机电设备简介”课程,得到学生和企业工程师的好评。
(2)以与IT企业共建的计算机系为例,依托中心平台和腾讯公司的资源,依据培养方案,一是已开设6门创新实践课程,见表1。
表1清华-腾讯中心创新实践课程执行情况
负责教师
创新实践课程名称
学生人数
黄民烈
弱监督学习算法在网络文本分析中的应用
8人
崔鹏
Web社会网络中信息传播机制研究
5人
李国良
实时交通关键技术研究
6人
王瑀屏
操作系统研究与实践
5人
贾珈
互联网海量多媒体信息的情感计算
8人
徐昆
高真实感三维场景渲染方法研究
5人
二是2012年的暑期校外专业实践共分为四个课题:
分别为“图像增强与合成”、“全景图像拼接与过渡”、“三维街景重构与编码”、“自动问答系统”。
共有计算机系大三本科生16人参加。
表2清华-腾讯中心学生参与课题情况
姓名
班级
题目
肖桐
计92
课题1(图像增强与合成)
方美媛
计92
课题1(图像增强与合成)
刘斌
计94
课题1(图像增强与合成)
田天
计92
课题2(全景图像拼接与过渡)
刘云骜
计94
课题2(全景图像拼接与过渡)
杨旭东
计92
课题2(全景图像拼接与过渡)
王岱鑫
计93
课题2(全景图像拼接与过渡)
王寿
计95
课题3(三维街景重构与编码)
姜飞
计95
课题3(三维街景重构与编码)
洪燕辉
计94
课题3(三维街景重构与编码)
汤可因
计94
课题3(三维街景重构与编码)
李骥扬
计94
课题3(三维街景重构与编码)
林恒
计95
课题4(自动问答系统)
柳春洋
计92
课题4(自动问答系统)
薛枫
计94
课题4(自动问答系统)
丘骏鹏
计92
课题4(自动问答系统)
4.成效
①热能系提出和建立的“强化科研引领和优势转化,建设能源动力学科实践教育体系”,获清华大学2012年教学成果一等奖和北京市高等教育教学成果一等奖。
②基于清华大学-腾讯中心,学生开发的“一站到底”微信公共平台已上线。
部分学生的成果发表在国际顶级会议期刊(中国计算机学会A类),学生开发的街景全景图漫游方法在腾讯产品中得到应用;派遣的十余名学生参加就业实践(实习),成果在腾讯垂直搜索、微博、微信等多个平台上得到应用。
③由清华大学和北京院共同资助的清华大学学生团队在“国际太阳能十项全能竞赛”取得三个单项第一,综合第五的优异成绩。
④将清华大学建筑学院本硕统筹培养模式与中心-北京院(职业导向型)的建设相结合,一是建立覆盖本硕的建筑学实践教学体系,实现了校内实践教学与校外实践基地的整合。
这一实践教学体系的探索在2012年获得清华大学教学成果一等奖,以及2012年北京市高等教育教学成果二等奖。
二是建立了完备的实践环节教学计划、管理运作模式和成果评估体系;三是建立了包括协议制度、师资队伍建设制度、实践选题制度、联合导师聘任制度、培训制度、学生实践管理制度、开放拓展制度等在内的实践教学体系制度保障。
这些相关制度为校企合作实践教学新模式的探索创造了条件。
四是充分挖掘和整合清华大学建筑学院和北京院已有的各种人才、教学和实践资源。
共建双方都是具有悠久历史、在教学和行业领域具有重要影响力、取得丰硕成果的院校和企业,这些人才、教学和实践资源的挖掘和利用,不仅将推动中心的建设,而且能实现相互促进和互利共赢。
⑤由清华大学和中建总公司(强行业背景),一是共同高质量地完成了2批共65人的工地现场实习,建成了完善的校外工程实践管理体制;二是基于现场视频拍摄建立了教学一体化的实习建设模式,完成11个校外实训项目建设和工程案例,初步形成了实践案例集;三是建成支持学生实践教学的配套校内实践实验室4个,包括绿色建造施工技术与管理实验室、建筑结构自主实验室、建筑材料自主实验室、建筑信息技术自主实验室;四是建立了校外工程现场实习安全体系、包括教育、保障、保险、检查4大体系;五是建立了共同培养土木工程与建筑专业学位硕士的培养体系。
⑥拉近了高校与企业之间的距离,增加了学生对专业知识的学习兴趣,加深了对专业知识的掌握,培养了学生的学术志趣。
清华学生到国企重要军工企业就业人数大幅增加,这是14个共建中心共同的成效。
这里以机械系为例,介绍与机械、汽车、能源、环境等类的校企共建情况。
一是通过生产实习培养基地(内蒙古第一机械制造集团)的机制,保障了实践教学工作的长期稳定发展,同时起到了纽带的作用,拉近了高校与企业之间的距离。
在实习过程中,同学们对现代化企业加深了认识,很多同学对深入企业解决实际生产问题产生了浓厚的兴趣。
同时,企业也加深了对毕业生宣传,能够吸引更多优秀人才。
清华大学前往兵器企业就业人数大幅增加。
二是机械工程及自动化专业在教学改革后,专业课的课时大幅度缩短,学习专业知识的时间也大幅缩短,而生产实习通过直观、生动的现场教学和师生间充分互动的特点,增加了同学对专业知识的学习兴趣,加深了对专业知识的掌握。
三是通过生产实习课程体系建设,教学内容及教学方法的改进,注重培养同学们在实习过程中主动发现问题,主动寻找答案,特别是在寻找答案过程中,能够将理论知识与生产现场相结合,是其他课程不易实现的,这些都有力地促进了研究型人才的培养。
四是在实习过程中还注意全体同学基本实习内容的保障和部分同学创新工作的兼顾。
充分发挥清华学生业务素质高,知识面广的特点,鼓励同学们在实习课余时间解决企业技术革新中出现的跨学科技术问题,使同学们在计算机方面的优势与企业技术人员深厚的专业知识相结合,共同解决企业技术革新方面所遇到的技术问题。
五是在工程实践教育中心课程建设过程中,每年定期召开课程建设研讨会,交流教学心得体会,以期不断提高教学水平。
经过几年的努力探索出一条符合创新人才实践能力培养的、行之有效的合作教育模式。
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