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摘要实践教学体系是应用性本科人才培养质量的重要保障。论述实践教学体系的概念及构成,提出学生实践能力构成框架,给出电气工程及其自动化专业实践教学体系的具体内容及支撑体,阐述该专业实践教学改革的指导思想及具体措施。
关键词应用性本科;实践教学体系;电气信息
中图分类号G4文献标识码A 文章编号1673-9671-(2010)042-0184-01
应用性本科大学在培养方案的定位上主要突出两个特点,1)坚定地走为地方经济建设服务,与地方经济建设相结合的道路;2)坚定培养应用性本科人才的基本定位。而实现这两个目标的基本要求是明确应用性本科大学教育教学体系,本文以我院信息工程系为例,对应用性本科大学实践教学体系的构建及实践问题进行探讨。
1实践教学体系的概念及构成
实践教学体系是应用性本科教学体系的重要组成部分,是培养面向生产第一线高级应用性人才的重要保障,是高等工程教育中各种实践教学环节协调开展、高质运行的统领和大纲。根据各实践教学环节的功能特点和实施要求,实践教学环节可以从横向划分为现场实习、实验教学、课程设计、科研、军训及社会调查、课外认证与竞赛、综合设计、毕业设计等几大类;也可以按纵向划分为基础实践教学、专业拓展实践教学、综合创新实践教学等。
实践教学是高等教育教学的重要组成部分,在人才培养过程中与理论教学相互配合、相互依托,是培养学生实践能力和创新精神,提高学生综合素质的重要途径和手段。
建立实践教学体系必须以科技进步和社会发展对人才的要求为背景,以基本能力训练为基础,以培养综合素质为核心,以提高学生的科学实验、专业拓展、工程设计等专业素质为目标,按照学生能力形成的不同阶段和专业技能、素质结构要求来进行系统的整体优化设计,加强对学生综合实验能力、专业拓展能力、综合创新能力及社会实践能力的培养。
2构建实践教学体系的指导思想和基本原则
当前,全球一体化进程的加剧使世界各国在政治、经济、文化、科技等各个领域都表现出明显的融合特点。反映在教育上,是教育思想、方法、体制、人员等的广泛交流与融合。面对崭新的网络形式时代特征,高等教育所培养的人才必须在创新精神和实践能力上有更高的要求。因此,改革高等教育中的实践教学,是当前高等教育改革面临的新课题。
摒弃实践教学作为理论教学的辅助教学手段的陈旧教学观,在应用性人才培养中突出实践的重要性,将实践教学放在与理论教学同等重要的地位,形成独立教学体系,并建立与之适应的运行机制和模式,发挥实践教学在学生实践能力和创新能力培养中独特作用,形成以技术应用能力和工程实践能力培养为中心,注重学生科学素质和探索精神的培养,注重创新意识和创新能力培养的新的实践教学理念。
2.1指导思想
以提高教育教学质量为目标,以培养学生实践能力为核心,以强化学生创新能力为重点,以提高教师科研及工程实践能力为基础,坚持理论与实践并重,能力培养与素质提高并行,课程实验与工程训练、创新设计、科学研究有机结合的教学理念;创造以学生为本的人文环境,把知识传授、能力提高、素质培养贯穿于实践教学始终;培养学科基础厚、专业口径宽、知识结构优、工程素质强的应用型、适应型、创新型人才。建立一个适应区域经济和社会发展需要、符合本科教育规律的实践教学体系。
2.2基本原则
1)目标性原则:实践教学体系的构建必须紧紧围绕专业培养目标和人才培养规格进行。
2)系统性原则:实践教学体系的构建必须遵循认识规律和教育规律,运用系统科学的方法,结合专业特点,按照组成实践教学活动各环节的地位、作用及相互之间的内在联系,使其互相衔接,彼此关联,具有连续性,并贯穿于整个教学过程。
3)整体性原则:实践教学体系的构建不仅要做到实践教学活动各要素之间的协调统一,还要从人才的全面素质和能力发展的要求出发,注意教学各环节的相互配合,注意实践教学与理论教学的互相渗透,注重实践教学与科研项目的相互渗透,与教学内容和课程体系改革相适应。
4)规范化原则:在培养方案中要规范实践教学的内容、形式,制定出相应的考核标准和要求。
3实践教学体系构建和基本内容
3.1构建实践教学体系的基本步骤
实践教学体系的构建与学院的办学定位及人才培养模式是密不可分的,我院的办学定位是教学型学校,人才培养定位是培养生产第一线应用性高级技术人才。下面以信息工程系电气工程及其自动化专业为例,对实践教学体系的构建,进行论述。
我院信息工程系现设有3个本科专业,均为工科专业,实践教学是其培养合格专业人才的重要环节,从其实践教学体系的共同特点来看,主要从基本技能培养、专业技能培养和综合创新能力培养三个方面入手,下面以电气工程及其自动化专业为例,讨论实践教学体系的具体内容。
3.2实践教学体系的基本内容
电气工程及其自动化专业是信息工程系的老专业,已有近25年办学历史,办本科的历史也已经有10年之久。电气工程及其自动化专业是信息工程系3个本科专业当中设备最完善、实验室最多、实验能力最强的专业,将该专业的实践教学体系构建好,对其他几个专业具有指导和借鉴的功能。从本专业的培养目标入手,本专业学生能力结构分析及支撑环节框架图如图1所示。
图1能力结构分析及支撑环节框架图
4实践教学的改革与实践
按照新构建的实践教学体系,我院对实践教学进行了深化改革,促进了本科教学的进一步发展,取得了初步的实践成果。
4.1实践教学的改革思路
按照学院的办学定位,以培养面向生产第一线高素质应用性人才为目标,按“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的原则,对信息工程系各专业实践教学环节和实践内容进行改革、整合和优化,确立了“三个层次”的教学模式,具体的实验教学改革思路可总结为“一个中心、两个结合、三个层次、四个模块”。
“一个中心”是以人才培养为中心:根据新时期电气信息技术迅速发展的情况和培养面向生产第一线高素质应用性人才需要,在实践教学中全面推进学生知识、能力、素质协调发展,培养和造就“具有突出实践能力和鲜明地方特色”的高素质技术人才,着力开展实践教学建设与改革。
“两个结合”是实践教学与理论教学相结合、实践教学与科学研究和工程应用相结合:学生在理论课中所学的知识要到实践中去应用和提高,从而巩固所学的各种知识、技能和方法。将工程应用中的实际问题进行分析、归纳和提炼,并及时融入到实践教学之中,以更新实践教学内容,改进实践教学方法和手段,使学生学以致用,增强适应能力。
“三个层次”是指“基础验证、专业拓展和创新提高”的三层次实践教学体系:
基础验证层:学生按照教材的要求,进行验证性实验。第一层次实验课程的目标是使学生理论联系实际,熟悉电气与通信技术中常见的典型器件,熟悉信号产生、处理等各种电路,学会正确使用常用电子仪器,掌握电气与通信技术的基本测量方法和技能。
专业拓展层:学生按照教材提出的设计要求,查阅资料,设计方案,完成实验。第二层次实验课程的目标是使学生系统地消化掌握本专业的基础理论知识,了解电气及通信工程前沿技术,增强学生利用实验仪器进行系统性能分析测试的能力。
综合创新层:学生需要独立地解决一个个完整的实际问题。第三层次实验课程的目标是培养学生综合运用电工电子技术知识,独立进行工程开发和科学研究的能力。
“四个模块”是按不同的专业特点划分为“电工基础实验模块、电子信息实验模块、工业控制实验模块和现代通信实验模块”的模块化教学内容。
4.2实践教学改革方案
实践教学改革围绕实践教学内容改革和实践教学管理改革两个主题进行。实践教学内容改革重点在于提高教育教学质量,培养高水平应用性人才;实践教学管理改革重点在于提高管理水平,提升办学效率。
其主要工作分为以下几个方面:
1)明确学院定位,将实践教学改革与学生培养目标紧密结合。学院的办学定位是“立足唐山,面向河北,服务环渤海地区。把学院逐步建成规模适当、结构合理、特色鲜明的应用性普通本科高等院校”。本着这一办学定位,我们把一切工作都落实到为应用性人才培养和为地方区域性经济服务的目标上。
2)改革实验项目,构建新型实验教学模式。根据学生的不同年级、不同专业和不同层次,将实验项目分为基本型实验、拓展型(应用型、综合型、设计型)实验、综合创新型实验三个层次。开设多类别实践教学,主要是教学实验、教学实习、课程设计、毕业设计、电子竞赛、科技活动、技能培训等实验教学类别。利用业余时间,增设大量选作实验,特别是对于那些具有创新意识的学生,鼓励教师主动吸收他们进入自己的科研团队,深入实验室进行研究性实验,突出学生个性能力的发展,推动实验教学内容与科研、工程、社会应用实践密切结合,形成良性互动,促进学生自主学习、合作学习、研究性学习实验教学模式的形成。
3)引进先进的实验技术和手段,改善实验环境,加强实验教学资源建设。开放式教学是实践教学发展的必然趋势,是学生主动学习、自主学习和创新能力培养的必然要求。我院构建了开放式信息化网络平台,全方位改革实验技术与手段,转变实验观念、改变实验运行管理方法,形成以学生为中心、以实践能力和创新能力为目标的教学模式,充分发挥学生自主学习积极性,激发学生的创新热情,全面提高学生的素质和能力。
学院组织精干力量大力开发虚拟实验、数字实验系统,自动控制原理、EDA等首批开发的虚拟实验室已对学生网上开放。
4)积极支持和鼓励学生课外科技活动,促进创新性实验基地建设。现代电气与通信工程技术给电气与通信工程类课程教学提出了新的更高的要求,现代电气与通信工程技术具有明显的学科综合性和技术复杂性等特点,其实践教学具有很强的技术挑战性和实用性,容易激发学生的学习兴趣。创新性实验基地开设的实验项目以综合性、设计性、研究性和创新性实验为主,如大学生电子设计队伍的培训和竞赛、学生科技活动等。将创新性实验基地作为创新性人才培养基地进行建设,开展个性化教育,培养特色鲜明、实践能力强的高素质人才。
5)强化教师工程实践能力培养,打造双师型教师队伍。教师队伍建设是实践教学改革的重点内容之一,构建一支专业水平高、工程意识强的专职实验教师、工程系列教师、任课教师三位一体的实践教学教师队伍是保证实践教学改革与创新顺利进行的关键所在。学院实行青年教师导师制,安排具有高级职称和丰富教学及实验经验的老教师、具有工程实践经验的高级工程师担任导师,对青年教师的教学、实验及其他实践教学环节进行全方位、长时间的跟踪指导。学院注重培养青年教师的工程实践能力,投入专项资金,支持每位青年教师每年完成一项具有实用功能的电子设计及制作,使实验中心青年教师的实践能力与动手能力有了显著的提高,为培养应用性人才奠定了坚实的基础。学院选派骨干教师参加ASEA、中兴认证、DSP、嵌入式系统等师资培训,已有多位教师获得认证指导教师资格,为开展学生考级、认证工作创造了有力条件。
6)提高实验考核比重,推进实验考核方法改革。在实验考核方面,将实验考核从理论考核中独立出来,并将其提高到与理论考核同等重要的高度,即学生只有同时通过了理论和实验两个考核后,本课程方可及格。这种措施的实施,极大提高了学生对实验课的重视程度,经过教学实践证明,收到了很好的教学效果。
7)引入工程背景,对本科生毕业设计进行深化改革。本科生毕业设计是学生在校期间的最后一个教学环节,也是学生在校期间最为重要的实践环节,作为本课题的实践部分,我们对唐山学院05级电气工程及其自动化专业学生毕业设计进行了较大改革,主要内容是:引入某实际星级宾馆的智能楼宇工程项目,以工程项目的设计标准作为学生毕业设计的任务要求,将整个工程项目分为11个子项目,采取项目负责人制,总共安排了14位指导教师和38名学生参与此项目的设计。目前该项目已经进入尾声,从目前情况来看,此项目的设计,大大提高了学生工程实践能力,同时由于各子项目之间存在的必然联系,也培养了学生的协作精神。
5结束语
通过对应用性本科实践教学体系的研究及其在电气工程及其自动化专业的实践,使学生的实践能力、工程素质、创新意识都有了较大提高,有效的促进了我院高等工程教育的教学改革。
基金项目:河北省教育科学研究“十一五”规划课题“应用性本科教育实践教学体系的研究与实践”成果之一,项目编号(06020350)。
参考文献
[1]高林.应用性本科教育导论.北京:科学出版社,2006.
[2]姚兆胜,等.树立工程文化教育理念,培养工程应用型人才.2008应用性本科教育国际研讨会论文集,2008.
关键词应用性本科;实践教学体系;电气信息
中图分类号G4文献标识码A 文章编号1673-9671-(2010)042-0184-01
应用性本科大学在培养方案的定位上主要突出两个特点,1)坚定地走为地方经济建设服务,与地方经济建设相结合的道路;2)坚定培养应用性本科人才的基本定位。而实现这两个目标的基本要求是明确应用性本科大学教育教学体系,本文以我院信息工程系为例,对应用性本科大学实践教学体系的构建及实践问题进行探讨。
1实践教学体系的概念及构成
实践教学体系是应用性本科教学体系的重要组成部分,是培养面向生产第一线高级应用性人才的重要保障,是高等工程教育中各种实践教学环节协调开展、高质运行的统领和大纲。根据各实践教学环节的功能特点和实施要求,实践教学环节可以从横向划分为现场实习、实验教学、课程设计、科研、军训及社会调查、课外认证与竞赛、综合设计、毕业设计等几大类;也可以按纵向划分为基础实践教学、专业拓展实践教学、综合创新实践教学等。
实践教学是高等教育教学的重要组成部分,在人才培养过程中与理论教学相互配合、相互依托,是培养学生实践能力和创新精神,提高学生综合素质的重要途径和手段。
建立实践教学体系必须以科技进步和社会发展对人才的要求为背景,以基本能力训练为基础,以培养综合素质为核心,以提高学生的科学实验、专业拓展、工程设计等专业素质为目标,按照学生能力形成的不同阶段和专业技能、素质结构要求来进行系统的整体优化设计,加强对学生综合实验能力、专业拓展能力、综合创新能力及社会实践能力的培养。
2构建实践教学体系的指导思想和基本原则
当前,全球一体化进程的加剧使世界各国在政治、经济、文化、科技等各个领域都表现出明显的融合特点。反映在教育上,是教育思想、方法、体制、人员等的广泛交流与融合。面对崭新的网络形式时代特征,高等教育所培养的人才必须在创新精神和实践能力上有更高的要求。因此,改革高等教育中的实践教学,是当前高等教育改革面临的新课题。
摒弃实践教学作为理论教学的辅助教学手段的陈旧教学观,在应用性人才培养中突出实践的重要性,将实践教学放在与理论教学同等重要的地位,形成独立教学体系,并建立与之适应的运行机制和模式,发挥实践教学在学生实践能力和创新能力培养中独特作用,形成以技术应用能力和工程实践能力培养为中心,注重学生科学素质和探索精神的培养,注重创新意识和创新能力培养的新的实践教学理念。
2.1指导思想
以提高教育教学质量为目标,以培养学生实践能力为核心,以强化学生创新能力为重点,以提高教师科研及工程实践能力为基础,坚持理论与实践并重,能力培养与素质提高并行,课程实验与工程训练、创新设计、科学研究有机结合的教学理念;创造以学生为本的人文环境,把知识传授、能力提高、素质培养贯穿于实践教学始终;培养学科基础厚、专业口径宽、知识结构优、工程素质强的应用型、适应型、创新型人才。建立一个适应区域经济和社会发展需要、符合本科教育规律的实践教学体系。
2.2基本原则
1)目标性原则:实践教学体系的构建必须紧紧围绕专业培养目标和人才培养规格进行。
2)系统性原则:实践教学体系的构建必须遵循认识规律和教育规律,运用系统科学的方法,结合专业特点,按照组成实践教学活动各环节的地位、作用及相互之间的内在联系,使其互相衔接,彼此关联,具有连续性,并贯穿于整个教学过程。
3)整体性原则:实践教学体系的构建不仅要做到实践教学活动各要素之间的协调统一,还要从人才的全面素质和能力发展的要求出发,注意教学各环节的相互配合,注意实践教学与理论教学的互相渗透,注重实践教学与科研项目的相互渗透,与教学内容和课程体系改革相适应。
4)规范化原则:在培养方案中要规范实践教学的内容、形式,制定出相应的考核标准和要求。
3实践教学体系构建和基本内容
3.1构建实践教学体系的基本步骤
实践教学体系的构建与学院的办学定位及人才培养模式是密不可分的,我院的办学定位是教学型学校,人才培养定位是培养生产第一线应用性高级技术人才。下面以信息工程系电气工程及其自动化专业为例,对实践教学体系的构建,进行论述。
我院信息工程系现设有3个本科专业,均为工科专业,实践教学是其培养合格专业人才的重要环节,从其实践教学体系的共同特点来看,主要从基本技能培养、专业技能培养和综合创新能力培养三个方面入手,下面以电气工程及其自动化专业为例,讨论实践教学体系的具体内容。
3.2实践教学体系的基本内容
电气工程及其自动化专业是信息工程系的老专业,已有近25年办学历史,办本科的历史也已经有10年之久。电气工程及其自动化专业是信息工程系3个本科专业当中设备最完善、实验室最多、实验能力最强的专业,将该专业的实践教学体系构建好,对其他几个专业具有指导和借鉴的功能。从本专业的培养目标入手,本专业学生能力结构分析及支撑环节框架图如图1所示。
图1能力结构分析及支撑环节框架图
4实践教学的改革与实践
按照新构建的实践教学体系,我院对实践教学进行了深化改革,促进了本科教学的进一步发展,取得了初步的实践成果。
4.1实践教学的改革思路
按照学院的办学定位,以培养面向生产第一线高素质应用性人才为目标,按“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的原则,对信息工程系各专业实践教学环节和实践内容进行改革、整合和优化,确立了“三个层次”的教学模式,具体的实验教学改革思路可总结为“一个中心、两个结合、三个层次、四个模块”。
“一个中心”是以人才培养为中心:根据新时期电气信息技术迅速发展的情况和培养面向生产第一线高素质应用性人才需要,在实践教学中全面推进学生知识、能力、素质协调发展,培养和造就“具有突出实践能力和鲜明地方特色”的高素质技术人才,着力开展实践教学建设与改革。
“两个结合”是实践教学与理论教学相结合、实践教学与科学研究和工程应用相结合:学生在理论课中所学的知识要到实践中去应用和提高,从而巩固所学的各种知识、技能和方法。将工程应用中的实际问题进行分析、归纳和提炼,并及时融入到实践教学之中,以更新实践教学内容,改进实践教学方法和手段,使学生学以致用,增强适应能力。
“三个层次”是指“基础验证、专业拓展和创新提高”的三层次实践教学体系:
基础验证层:学生按照教材的要求,进行验证性实验。第一层次实验课程的目标是使学生理论联系实际,熟悉电气与通信技术中常见的典型器件,熟悉信号产生、处理等各种电路,学会正确使用常用电子仪器,掌握电气与通信技术的基本测量方法和技能。
专业拓展层:学生按照教材提出的设计要求,查阅资料,设计方案,完成实验。第二层次实验课程的目标是使学生系统地消化掌握本专业的基础理论知识,了解电气及通信工程前沿技术,增强学生利用实验仪器进行系统性能分析测试的能力。
综合创新层:学生需要独立地解决一个个完整的实际问题。第三层次实验课程的目标是培养学生综合运用电工电子技术知识,独立进行工程开发和科学研究的能力。
“四个模块”是按不同的专业特点划分为“电工基础实验模块、电子信息实验模块、工业控制实验模块和现代通信实验模块”的模块化教学内容。
4.2实践教学改革方案
实践教学改革围绕实践教学内容改革和实践教学管理改革两个主题进行。实践教学内容改革重点在于提高教育教学质量,培养高水平应用性人才;实践教学管理改革重点在于提高管理水平,提升办学效率。
其主要工作分为以下几个方面:
1)明确学院定位,将实践教学改革与学生培养目标紧密结合。学院的办学定位是“立足唐山,面向河北,服务环渤海地区。把学院逐步建成规模适当、结构合理、特色鲜明的应用性普通本科高等院校”。本着这一办学定位,我们把一切工作都落实到为应用性人才培养和为地方区域性经济服务的目标上。
2)改革实验项目,构建新型实验教学模式。根据学生的不同年级、不同专业和不同层次,将实验项目分为基本型实验、拓展型(应用型、综合型、设计型)实验、综合创新型实验三个层次。开设多类别实践教学,主要是教学实验、教学实习、课程设计、毕业设计、电子竞赛、科技活动、技能培训等实验教学类别。利用业余时间,增设大量选作实验,特别是对于那些具有创新意识的学生,鼓励教师主动吸收他们进入自己的科研团队,深入实验室进行研究性实验,突出学生个性能力的发展,推动实验教学内容与科研、工程、社会应用实践密切结合,形成良性互动,促进学生自主学习、合作学习、研究性学习实验教学模式的形成。
3)引进先进的实验技术和手段,改善实验环境,加强实验教学资源建设。开放式教学是实践教学发展的必然趋势,是学生主动学习、自主学习和创新能力培养的必然要求。我院构建了开放式信息化网络平台,全方位改革实验技术与手段,转变实验观念、改变实验运行管理方法,形成以学生为中心、以实践能力和创新能力为目标的教学模式,充分发挥学生自主学习积极性,激发学生的创新热情,全面提高学生的素质和能力。
学院组织精干力量大力开发虚拟实验、数字实验系统,自动控制原理、EDA等首批开发的虚拟实验室已对学生网上开放。
4)积极支持和鼓励学生课外科技活动,促进创新性实验基地建设。现代电气与通信工程技术给电气与通信工程类课程教学提出了新的更高的要求,现代电气与通信工程技术具有明显的学科综合性和技术复杂性等特点,其实践教学具有很强的技术挑战性和实用性,容易激发学生的学习兴趣。创新性实验基地开设的实验项目以综合性、设计性、研究性和创新性实验为主,如大学生电子设计队伍的培训和竞赛、学生科技活动等。将创新性实验基地作为创新性人才培养基地进行建设,开展个性化教育,培养特色鲜明、实践能力强的高素质人才。
5)强化教师工程实践能力培养,打造双师型教师队伍。教师队伍建设是实践教学改革的重点内容之一,构建一支专业水平高、工程意识强的专职实验教师、工程系列教师、任课教师三位一体的实践教学教师队伍是保证实践教学改革与创新顺利进行的关键所在。学院实行青年教师导师制,安排具有高级职称和丰富教学及实验经验的老教师、具有工程实践经验的高级工程师担任导师,对青年教师的教学、实验及其他实践教学环节进行全方位、长时间的跟踪指导。学院注重培养青年教师的工程实践能力,投入专项资金,支持每位青年教师每年完成一项具有实用功能的电子设计及制作,使实验中心青年教师的实践能力与动手能力有了显著的提高,为培养应用性人才奠定了坚实的基础。学院选派骨干教师参加ASEA、中兴认证、DSP、嵌入式系统等师资培训,已有多位教师获得认证指导教师资格,为开展学生考级、认证工作创造了有力条件。
6)提高实验考核比重,推进实验考核方法改革。在实验考核方面,将实验考核从理论考核中独立出来,并将其提高到与理论考核同等重要的高度,即学生只有同时通过了理论和实验两个考核后,本课程方可及格。这种措施的实施,极大提高了学生对实验课的重视程度,经过教学实践证明,收到了很好的教学效果。
7)引入工程背景,对本科生毕业设计进行深化改革。本科生毕业设计是学生在校期间的最后一个教学环节,也是学生在校期间最为重要的实践环节,作为本课题的实践部分,我们对唐山学院05级电气工程及其自动化专业学生毕业设计进行了较大改革,主要内容是:引入某实际星级宾馆的智能楼宇工程项目,以工程项目的设计标准作为学生毕业设计的任务要求,将整个工程项目分为11个子项目,采取项目负责人制,总共安排了14位指导教师和38名学生参与此项目的设计。目前该项目已经进入尾声,从目前情况来看,此项目的设计,大大提高了学生工程实践能力,同时由于各子项目之间存在的必然联系,也培养了学生的协作精神。
5结束语
通过对应用性本科实践教学体系的研究及其在电气工程及其自动化专业的实践,使学生的实践能力、工程素质、创新意识都有了较大提高,有效的促进了我院高等工程教育的教学改革。
基金项目:河北省教育科学研究“十一五”规划课题“应用性本科教育实践教学体系的研究与实践”成果之一,项目编号(06020350)。
参考文献
[1]高林.应用性本科教育导论.北京:科学出版社,2006.
[2]姚兆胜,等.树立工程文化教育理念,培养工程应用型人才.2008应用性本科教育国际研讨会论文集,2008.