基于新工科的電子信息類專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究與實踐

黎海生, 夏海英, 宋樹祥

(廣西師范大學 電子工程學院, 廣西 桂林 541004)

“新工科”是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向[1-4]。為滿足國家戰(zhàn)略和新興產業(yè)發(fā)展需求,培養(yǎng)具有全球視野、創(chuàng)新精神和實踐能力的復合型人才,促進多學科交叉融合的新型工程技術學科建設尤為重要。2017年2月18日,教育部在復旦大學召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會,形成“新工科”建設復旦共識[5]。會議提出,我國高校要加快建設和發(fā)展新工科。新工科建設和發(fā)展要構建新興工科和傳統(tǒng)工科相結合的學科專業(yè)“新結構”,探索實施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”,使我國從工程教育大國走向工程教育強國。

我校電子信息類專業(yè)以“電子信息特色專業(yè)群”為發(fā)展契機,進行了專業(yè)課程教學實踐教學模式的改革,取得了較好的教學效果。在此基礎上,本文結合“新工科”建設中的學科專業(yè)“新結構”和工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”要求,探討了基于“新工科”的電子信息類專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式,是培養(yǎng)學科基礎厚、工程能力強、綜合素質高人才的一次具體實踐。

1 學科專業(yè)課程體系建設

基于“新工科建設”對課程體系的要求,緊密結合科學創(chuàng)新和工程實踐,探索和建立電子信息工程類專業(yè)新的專業(yè)課程體系。電子信息類課程體系設計首先要滿足普通高等學校本科電子信息類專業(yè)教學質量國家標準[6],例如,對于電子科學與技術專業(yè),教學質量國家標準給出了3個示例,在綜合考慮本校電子科學與技術專業(yè)的培養(yǎng)目標和教學軟硬件條件的前提下,可以選擇示例3中的核心課程,包括電路分析基礎、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術、數字電子技術、電磁場理論與電磁波、固體物理、半導體模擬集成電路等。其次,電子信息類課程體系設計還要包括由電子信息類專業(yè)與其他學科交叉融合而產生的新學科專業(yè)課程,例如,電子科學與技術專業(yè)的本科生或研究生,可以開設計算機科學與量子力學的交叉學科——量子計算基礎的選修課程。

2 實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)教學方法的改進

“互聯網+”為教學手段的改革與提高帶來了新的可能與新的方向。基于此,本文將探索如何將項目教學法融入到課堂理論教學中,讓學生充分感受到實踐能力的重要性,如何結合“理論—實踐—創(chuàng)新”這一學生學習的認知規(guī)律,在實踐教學中激發(fā)學生學習興趣,以及讓學生認識到團隊精神的重要性,從而使課程教學與創(chuàng)新能力培養(yǎng)緊密結合,為學生創(chuàng)新能力提升打好基礎。圖1給出了本院電子信息類專業(yè)課程實踐教學模式[7-8]。

圖1 多元化的專業(yè)課程實踐教學模式

如何培養(yǎng)符合“新工科”建設要求的創(chuàng)新能力,尤其是如何提升研究生的學術素養(yǎng)水平,進而促進其科研創(chuàng)新能力的提高,是當前要面對和解決的緊迫問題[9]。本文在圖1的專業(yè)課程實踐教學模式基礎上,引入交叉學科建設機制,加強電子信息類專業(yè)人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。交叉學科研究的是具有復雜性、綜合性、跨學科性的科研難題,并有重要的實際應用,不但可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力,還可推進學科持續(xù)發(fā)展。交叉學科在很多國家的高等教育教學中受到重視[10-13]。本文將交叉學科、科研團隊和學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)融合在一起,研究了交叉學科建設與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)機制,如圖2所示。

圖2 交叉學科建設與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)機制

從圖2中可以看出,學科交叉融合是整個研究的核心。我們將學科交叉融合分為3個層次:研究團隊中不同學科人員相互學習、協同工作,實現知識的交流與分享; 交叉學科由于不同的理論、技術和思想方式,在實現知識的交流與分享后,容易引發(fā)思想的碰撞; 這種碰撞有利于激發(fā)研究人員和研究生的創(chuàng)新能力,從而提出交叉性的科研問題。實現學科交叉融合的3大舉措為:交叉學科科研團隊的建設、交叉性科學問題基礎知識的培養(yǎng)以及學生項目負責制建設。在學生項目負責制建設中,學生參與企業(yè)的項目研究非常重要,校企合作是高等院校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一條有效途徑[14-15]。以具體項目為驅動,學生負責制下的項目管理,不僅可以充分調動學生主動學習的熱情,還可以培養(yǎng)學生獨立解決專業(yè)技術問題的能力。

3 基于新工科的電子信息類專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式實施方案

在多元化的專業(yè)課程實踐教學模式和交叉學科建設機制實施中,難點是如何將人才培養(yǎng)的多個元素有機結合起來。本文提出的實施方案如圖3所示。

圖3 創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的實施方案

創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式實施方案中的主要元素包括:培養(yǎng)方案、專業(yè)導師、任課教師、輔導員、學生、校內創(chuàng)新基地和合作企業(yè)。圍繞這7個元素,通過學科交叉融合,處理好他們之間的關系,從而實現創(chuàng)新人才的多元協同培養(yǎng)。例如,任課教師與學生之間的教學關系,是以項目教學法為依托的，具體包括:組建面向不同層次學生的電子信息工程專業(yè)課程學習團隊; 發(fā)揮團隊協作精神,并借助“互聯網+”下的教學資源優(yōu)勢,整合現有的專業(yè)課程教學內容; 分析關鍵知識點,補充實踐內容,并根據社會發(fā)展需求,更新專業(yè)課程案例，從而達到增強學生自主學習能力,全方位促進學生實踐創(chuàng)新能力提升的目的。

4 總結

在建立電子信息類專業(yè)課程培養(yǎng)體系時,除了滿足普通高等學校本科電子信息類專業(yè)教學質量國家標準外,還需考慮電子信息類專業(yè)與其他學科交叉融合而產生的新學科專業(yè)課程,以便培養(yǎng)滿足“新工科”建設要求的專業(yè)人才。通過學科交叉融合,將傳統(tǒng)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式轉變?yōu)槎嘣獏f同合作的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。