基于學科競賽的電子信息類專業人才培養研究

程望斌 張國云 吳健輝

文章編號：1672-5913（2015）03-0065-05

中圖分類號：G642

摘 要：以應用型和創新型人才培養為主線，以學科競賽為長效激勵機制，探討電子信息類專業人才培養模式和學科競賽式人才培養長效機制，提出基于學科競賽的應用型和創新型人才培養實施方案，分析基于學科競賽的人才培養運行模式，指出學科競賽對人才培養的顯著成效

關鍵詞：學科競賽；應用能力；創新能力；電子信息類專業

0 引 言

隨著科學技術的飛速發展，社會對人才的要求越來越高：人才不僅要具備扎實的學科知識和專業素養，而且具有豐富的實踐經驗和應用能力，同時需要一定的開發能力和創新精神。因此，專業人才的培養是一項復雜的系統工程，如何培養具備較強工程應用能力的電子信息類人才，已成為高等院校特別是地方高校相關專業教育的重要課題。作為當今社會的熱門專業，電子信息類專業擔負著培養新世紀工程應用型和創新型優秀人才的歷史重任。

與其他行業相比，電子信息類行業人才具有兩個重要特征：實踐性強，不僅需要掌握扎實的理論基礎，更需要具備較好的動手操作能力和實踐經驗；技術應用性強，強調分析解決實際問題的能力。筆者以培養高質量人才為目標，提出建立基于電子信息類專業學科競賽的人才培養長效機制，通過實施科學的培養方案和運行機制，實現專項人才的選拔和培養。

1 學科競賽在電子信息類專業人才培養中的作用

電子信息類專業人才應具備專業基礎扎實，知識體系結構全面；實踐經驗十富，動手操作能力較強；競賽程序熟練，有良好團隊協作精神；自學能力較強，能夠實現快速轉型 。為此，高校特別是地方本科院校必須重新審視人才培養質量問題，通過改革培養方案、教學模式和教學方法等措施，來提高學生的實踐經驗和創新能力，從而縮小高校人才培養與社會需求之問的差距

學科競賽是整合課內外實踐教育的重要環節，是培養學生創新精神和實踐能力的，有效載體，是檢驗、評價教學效果的重要手段和方法；對培養學生的創新思維，提高創新能力、分析解決實際問題的能力，增強團隊合作精神，均具有極為重要的作用。學科競賽是面向大學生的綜合性活動，可考查學生對專業學科知識的掌握程度和利用相關知識解決實際問題的綜合能力，是培養高校創新人才和促進高校教育教學改革行之有效的重要途徑。通過學科競賽能夠激發學生學習專業學科的濃厚興趣，提高學生合理運用專業知識解決實際問題的綜合能力。學科競賽具有示范性和導向性，可有效推進學科建設和專業建設，促進課程體系、教學內容、教學手段和方法的改革，倡導理論聯系實際的良好教風和學風。同時，開展豐富多彩的學科競賽有利于增強學習氛圍，促進良好學風的形成；有利于提高教學質量和人才培養質量，促進學生綜合素質全面發展，更好地實現社會對人才的需求目標。

2 基于學科競賽的電子信息類專業人才培養模式

學科競賽的主要目的是激發學生對科學的熱愛和對創新的渴望，激勵學生更好地學習專業知識和相關技能，提高綜合應用與創新能力。近年來電子信息類專業典型的學科競賽主要有：電子設計競賽、數學建模競賽、程序設計競賽和“挑戰杯”比賽。在電子信息類專業人才培養上，以學科競賽成績為激勵機制，構建并不斷完善學科競賽教學體系，培養學生的競爭意識和應用能力，培養學生的團隊協作和創新精神；同時結合專業培養計劃和要求，注重學生動手操作能力的培養，從而達到應用型和創新型人才培養的目標要求。基于學科競賽的電子信息類專業人才培養模式如圖1所示。該模式主要體現了“競賽平臺+指導團隊+作用+目標”相結合的“四位一體”特點。

2.1 核心課程體系構建

學科競賽一般以各學科專業的主要知識點為出發點。競賽類型不同，競賽內容和形式會有所差異，但核心課程體系基礎平臺和模塊建設基本相同。因此需重點把握電子信息類專業核心課程結構和特征：電路分析、模擬電子技術、數字電路、信號與系統為電子信息類專業4門最重要的專業基礎課程，對后期專業學習和考研起關鍵作用；C語言程序設計、數據結構和單片機技術3門課程為核心課程和學科競賽核心知識所在。

電子信息類專業主要包括電子信息工程、通信工程、信息工程、自動化和計算機等專業，結合電子信息類專業課程的共同特征，以及學科競賽和工程實踐的公共知識能力需求，提出“4硬3軟”基礎平臺課程和7個課程群。課程體系結構圖如圖2所示。

教學實踐表明：“‘4硬3軟基礎平臺+7模塊化課程群”課程體系的設置為參加學科競賽的學生打下良好的理論學習基礎；通過“平臺+模塊”課程體系的實施，不僅可以保證電子信息類專業人才培養的通用性，還可以滿足學生的個性化需求。

2.2 項目驅動教學模式實踐

從題目分析、資料查閱、方案論證、制作調試、項目總結與推廣5個方面進行項目驅動教學實踐。項目選取應符合學生實際，以充分發揮學習主體的能動性，激發創新欲望為目的，將學生置于真實的實踐中，培養學生工程實踐與創新能力。通過實行開放式、多層次項目驅動實踐教學模式，激發學生的學習興趣和求知欲望，形成學習的良性循環。同時，項目的選擇應具備可行性和可操作性，以激發學生學習的主觀能動性、提高學生創新能力為目的，讓學生在真正的實踐操作中，應用和創新能力有所提高。

2.3 競爭性與協作型學生梯隊建設

通過考核、面試和競賽等多種激勵機制，按研究方向組建多支學習團隊。每個團隊由15人組成，其中包含3名大四學員、6名大二或大三學員和6名大一學員；每個團隊從事硬件設計、固件編程和上位機開發的成員比例約為35%、45%和20%。梯隊成員結構分高、中、低三層次相結合，實行“傳幫帶”模式。通過分工合作有效且迅速地完成項目，并進一步提高團隊協作能力。

2.4 立體式質量監控評價機制設計

建立一套全過程質量監控體系，通過采用綜合素質評價機制，從項目篩選到項目總結，由團隊內部組織對成員進行綜合評價，實行優勝劣汰制。同時以優勝劣汰制為前提，由團體內部組織通過多種方式對成員進行綜合評價。對與學科競賽和工程實踐相關的課程，從實際需要出發，提煉具體問題供學生解答，并實行彈性考核制度同時，鼓勵學生參加高水平、高等級的學科競賽和職業認證考試，根據學科競賽成績和職業認證級別折算成一定的學分，以實現多元化的公平評選機制，為優秀人才的脫穎而出創造良好的外在條件。

3 學科競賽的人才培養實施保障

從課程體系、團隊建設、教學模式和長效運行機制4方面進行探討和論證，目的是尋求一種“可持續發展”的學科競賽運作模式，確保在已有基礎上，能不斷拓展新的技術領域，適應新的技術應用需求，培養更多更好的具有工程應用能力與創新意識的專業人才，提高就業競爭力，為此需在以下幾個方面下功夫：

1）構建“‘4硬3軟基礎平臺+7模塊化課程群”課程體系結構模式。

結合電子信息類專業課程的共同特征，以及學科競賽和工程實踐的知識能力需求，建立“4硬3軟”基礎平臺課程。根據學生個體的知識能力結構及發展需求，結合學科競賽的研究方向，提出以知識內容及邏輯結構為特征的7模塊課程群。通過“平臺+模塊”課程體系的實施，解決學科競賽人才培養規模不斷增大所帶來的批量培養與個性培養之間的矛盾。

2）采用“競爭+協作”的創新型學生梯隊競賽培養機制。

團隊建設是學科競賽隊伍發展壯大的重要內容，主要任務是培養成員和組建梯隊。在新生入學教育時下達學習任務，實施大范圍培育自學苗子；通過考核與面試，確立學科競賽預備班；舉行多種競賽，補充團隊成員。同時，引入競爭機制，通過嚴格考核，淘汰團隊中的部分成員，及時補充新隊員，以具有彈性的選擇機制，不斷提高團體的整體實力。

3）實施“預演+監控”的項目驅動建設良性機制。

“開放式、多層次工程項目驅動法”的實施難點，在于合適的項目選題和及時的過程監控。通過實施開放式項目預演機制，達到項目的難易度和學生能力的最佳匹配，確保項目能按計劃執行，從而獲得驅動教學最佳效果。在項目實施中，指導教師通過組織、引導、交流、討論和共同學習，做到充分了解學生，適時點撥學生，使任務驅動的5階段全過程監控落到實處，這樣不但能夠分解、細化項目驅動教學的整體難度，而且可以及時發現項目驅動教學的問題，提高過程學習的效率，保證項目驅動的成功率，激發學生的創新意識和學習興趣，形成自主學習的長久驅動力。

4）執行“傳承+合作”的良性發展和長效運行機制。

傳承與合作是長效運行的靈魂。具體實施方案是：

（1）落實技術積累，做好技術傳承。學科競賽建設在系統、軟件、硬件及文檔等方面不斷進行技術積累，起到了有效的傳承作用。 （2）挖掘學生資源，發揮傳幫帶作用。積極引導學生參與學科類競賽。尋找在校專才，召開專題講座。舉辦校友講座，解決學生現實問題。

（3）加強與企業合作，互惠互利。一方面，校企共建實訓項目，為學生提供了先進的儀器設備和優質的資源環境，同時合作企業還參與承辦學院的競賽項目和賽前培訓。另一方面，學科競賽基地將加強與企業開展橫向項目合作、技術改造和產品研發、促進科研成果的轉化。

以學科競賽為平臺，通過不斷延展其寬度和深度，增強學生的學習興趣以及對學習重要性的認同感，激發學生的學習熱情和創新意識。

4 學科競賽式人才培養模式運行及成效

4.1 人才培養模式運行

學科競賽作為我國培養大學生應用與創新能力的重要手段，是鍛煉學生動手能力、培養創新能力等綜合素質的綜合平臺。學科競賽的開展，在促進學科建設和課程改革的同時，必將引導高校在教學改革中注重學生創新意識、創新能力、實踐能力、團隊精神的培養，提高學生分析問題以及解決實際問題的能力，勢必會吸引和鼓勵越來越多的學生踴躍參加課外科技實踐活動，從而為大批優秀人才脫穎而出創造條件。為保證人才培養模式有效運行，需重點在以下幾方面下功夫：①優化人才培養方案，夯實學科競賽基礎平臺；②健全學科競賽保障機制，激發師生參與的積極主動性；③建立實踐創新硬件平臺，支撐創新能力的培養。

4.2 人才培養質量與成效

湖南理工學院是一所升格不久的地方本科院校，與重點大學相比，學生生源綜合素質有一定差距，教師的水平參差不齊，實驗設施和競賽基地建設也比較薄弱。近年來，我們的學科競賽培訓基地以“自由探索、自主設計、自己動手”為培養理念，在教學中充分發揮學生的主體作用，依托學科競賽和實踐創新平臺，積極引導學生參與學科競賽和工程實踐，注重學生實踐創新能力的培養，建立以培養大學生工程應用能力和創新能力為目標的專業人才培養模式，并取得了良好效果：培養了大量具備較強應用能力和創新能力的專業人才，學生工程應用能力和創新意識得到明顯提升，并且在國內外許多重大學科競賽、科技創新活動和大學生自主創業過程中屢獲佳績。

另外，學生主持省級大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目10項，申報新型專利4項，自制教學儀器設備100多套，參與企業工程項目4項。畢業生供不應求，學生就業率近100%，且就業質量較高。

5 結語

以應用型和創新型人才培養為主線，以學生學科競賽為長效激勵機制，構建有利于人才個性化培養和發展的高效自適應課程體系，并建立與之相適應的有效質量臨控管理機制，培養一支穩定有序、持續發展的高素質學生精英隊伍，形成一套具有鮮明特色的電子信息類專業人才培養模式，培養具備較強工程實踐能力和創新意識的高層次工程技術人才。繼續探索學科競賽的新特點、新形勢、新思路，促進大學生學科競賽活動不斷朝著科學化、制度化、普及化的方向發展，最終實現培養應用型創新人才的目的。同時以點帶面，逐步推廣到相關專業的常規教學，為相關專業教學改革人才培養研究做好示范作用，并為相關專業人才培養模式改革提供有益參考。