新工科背景下應用型電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)研究

姜沛 曾景芳 惠明 張萌 海濤

關鍵詞：新工科；電子信息類專業(yè)；應用型人才；產(chǎn)教融合

0 引言

習近平總書記指出，“進入21世紀以來，全球科技創(chuàng)新進入空前密集活躍的時期，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重構全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟結構”。為主動應對這一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，我國加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式， 實施“中國制造2025”“人工智能2.0”等重大戰(zhàn)略。為積極響應國家戰(zhàn)略需求，支撐以新技術、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，突破核心關鍵技術，急需培養(yǎng)大批新興工程科技人才，新工科建設被提上日程。新工科建設是我國高等工程教育對未來發(fā)展的嶄新思維和深度思考，是深化高等工程教育改革的必然路徑[1]。相比傳統(tǒng)工科，新工科更重視強化學生實踐動手能力，更注重應用型人才培養(yǎng)。

自2017年2月以來，教育部積極促進建設新工科，全國高校亦主動擔當，形成了新工科“三部曲”：復旦共識、天大行動和北京指南。教育部通過每年立項兩批產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目，率先踐行高等教育改革。眾多高校紛紛通過教育培養(yǎng)“卓越工程師”、立項新工科教學改革項目等方式促進新工科發(fā)展。新工科建設所引發(fā)的教育模式改革、學科交叉融合、專業(yè)建設與升級、教學方法創(chuàng)新、產(chǎn)學研協(xié)同育人等已成為我國高等教育改革的焦點[2]。

作為新工科的典型代表，電子信息類專業(yè)涉及到通信工程、電子信息工程和計算機科學與技術等專業(yè)知識，屬多種知識交叉融合專業(yè)。信息化智能化數(shù)字化社會的快速發(fā)展，迫切需求電子信息類專業(yè)人才，但高校畢業(yè)生和企業(yè)的用工需求不匹配導致企業(yè)用工荒與大學生找不到理想工作這一矛盾日益凸顯。如何在應用型本科院校中將電子信息類專業(yè)學生培養(yǎng)成為社會急需的創(chuàng)新型和應用型人才，已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。

本文基于學科交叉，利用產(chǎn)教融合，對標新興產(chǎn)業(yè)，貫徹新工科的創(chuàng)新發(fā)展理念，優(yōu)化課程建設、教學體系，改進實踐教學，積極探索和創(chuàng)新實踐新工科背景下應用型電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)模式，探索出了提升電子信息類應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的可行路徑。

1 應用型電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 人才培養(yǎng)方案應用型特色弱

由于應用型本科設置時間較晚，很多相關專業(yè)的教學計劃和課程體系從學術型本科照搬而來。然而應用型與學術型的培養(yǎng)目標及方向大相徑庭，應用型本科旨在培養(yǎng)能把成熟的技術和理論應用到實際生產(chǎn)、生活中的技能型人才，需要結合本專業(yè)的就業(yè)方向規(guī)劃培養(yǎng)目標，個性化培養(yǎng)應用型特色。部分應用型本科高校受限于傳統(tǒng)理念，人才培養(yǎng)過程中存在思想站位不高、追求卓越的工匠精神缺乏、所學知識綜合運用能力欠缺、服務地方經(jīng)濟能力欠缺等問題[3]。有些高校積極制定了補救措施如實行選課制，以提高學生自主權，但由于流于形式，實際效果不佳。

1.2 產(chǎn)出人才創(chuàng)新能力薄弱

新興技術、新興產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展無不對新工科人才的創(chuàng)新能力有強烈需求，但高校產(chǎn)出的人才創(chuàng)新能力不適應社會需求。一方面，學生忽略了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，大學期間其思維未能及時轉變，大部分時間用于上課拿學分取得畢業(yè)證書及考取研究生。倘若缺乏引導，他們幾乎不會主動去培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，比如主動參加“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目”“互聯(lián)網(wǎng)+大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”和“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術科技作品競賽”等比賽，即便有的學生參加了比賽，很可能耗費了時間卻收效甚微，并不能起到鍛煉創(chuàng)新能力的作用。

1.3 教學模式單一，理論與實踐結合不足

教師將授課重點放在推導理論和闡釋原理層面，學生則是被動學習和應試，難以結合實際熟練應用所學知識。雖然部分課程配套了相應的實驗課程，但受傳統(tǒng)實驗室配套條件的限制，往往較為注重傳授理論知識而輕視了設計與指導學生的實踐環(huán)節(jié)。演示性、驗證性實驗較多，綜合性、設計性實驗比較缺乏，學生自主研究能力難以得到鍛煉。此外，在傳統(tǒng)教學模式中學科間交叉融合缺少，授課內(nèi)容局限于單專業(yè)、單學科內(nèi)，也限制了學生創(chuàng)新能力的提升[4]。部分高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程融入專業(yè)教學不深入，與各學科間的滲透與交叉達不到效果，這些都影響著適應社會需求的應用型新工科人才的培養(yǎng)。

2 新工科背景下應用型電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)改革思考

2.1 構建以創(chuàng)新能力為導向的人才培養(yǎng)體系

2.1.1 持續(xù)改進人才培養(yǎng)模式

按照卓越工程師教育培養(yǎng)提倡的原則“充分發(fā)揮院校自身學科特色，時刻關注行業(yè)企業(yè)背景，注重人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新改革”，持續(xù)改進專業(yè)培養(yǎng)方案[5]，如圖1所示。

學校把相關聯(lián)的工科當作一盤棋，從頂層設計出發(fā)，打破院系之間的壁壘，圍繞主干學科構建學科體系，發(fā)揮整體優(yōu)勢。先后建立了生態(tài)安全與水資源保護河南省特色骨干學科（群）、光電信息與智能制造河南省特需急需特色骨干學科群，大大促進了電子信息類等學科間的交叉融合。

為了能使學生掌握最前沿的電子信息類專業(yè)知識，由行業(yè)企業(yè)和學校聯(lián)合構建組合式模塊化課程體系。優(yōu)化整合專業(yè)課程，增設融合前沿技術的課程，使課程體系呈現(xiàn)層次化、模塊化、交叉融合化且能適應社會最新需求。設計基礎理論課程模塊，重點培養(yǎng)學生的學習及思維能力；設計工程驅動課程模塊，以實驗、實訓及課程設計為輔助，重點培養(yǎng)學生的工程實踐能力；設計實踐訓練模塊，重點培養(yǎng)學生的系統(tǒng)能力；設計創(chuàng)意創(chuàng)新實踐、學科競賽實訓系列、集成電路設計等課程，結合有關競賽，構建課賽融合的培養(yǎng)機制。

2.1.2 建立多樣化的實踐教學模式

主要措施是提高實踐性教學學分的比例，提升學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，全面培養(yǎng)新工科要求學生具備的多項工程能力。南陽師范學院對電子信息類專業(yè)的培養(yǎng)方案共進行了3次修訂，實踐學分占比由15%提升至30%。通過單獨開設實驗課程、實訓及課程設計等形式實現(xiàn)實踐體系有機融合，構建多樣化的實踐教學模式。設立了單片機綜合案例設計等10門實訓課程，開設了大學生創(chuàng)新實踐活動，設立了多于15項的課程設計，新增了電子創(chuàng)新實踐和競賽模塊課程。

2.1.3 建設精品課程示范工程

通過實施一般課、重點課、優(yōu)等課、精品課的劃分體系，著力開展電子信息類專業(yè)各層次課程建設。按照基本要求和建設目標，制定規(guī)劃和實施方案。通過嚴格的評價標準和科學的評審機制，遴選高質(zhì)量的精品課程，提高電子信息類專業(yè)課程的整體水平。精品課程落實負責人制，以教學研究促進教學改革，以教學改革提高教學質(zhì)量，使最新的教改成果能夠快速融入課程建設。對標單片機原理及應用精品課程，采取邊講邊練的方式，使課堂同步互動，教做練創(chuàng)研貫穿其中，使學生在實踐的同時鍛煉思維能力。

2.2 基于“課程+項目+競賽”驅動學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)

通過“課程+項目+競賽”的形式，使科研項目和學科競賽共同促進教和學，使理論與實踐的結合完美展現(xiàn)。在“新工科”理念的指引下，隨著新一代電子信息技術的進步，產(chǎn)生了許多相關的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練、學科競賽項目，諸如“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目”“互聯(lián)網(wǎng)+ 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術科技作品競賽”“全國大學生電子設計競賽”和“藍橋杯大賽”等。這些競賽的賽題都與相關領域的熱點和前沿關聯(lián)緊密，既有實用性和競技性，又有趣味性和激勵性，能夠調(diào)動學生的學習主動性，大大提升學生創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力。這正是“新工科”所提倡的，既能開闊學生的眼界，又能培養(yǎng)其團隊精神，還能磨煉其意志和心理素質(zhì)。

學校教務處、團委和各學院廣泛組織，確保了競賽體系的可持續(xù)性。物理與電子工程學院開設通信協(xié)會、電工協(xié)會、自動控制協(xié)會等，從學生進校就開始招收新人，使其盡早接觸競賽。少數(shù)學生先“強”起來，而后帶動周邊同學興趣，共同提高。這種培養(yǎng)方式很有針對性，培養(yǎng)的學生創(chuàng)新能力遠強于普通學生。

學校還積極嘗試讓學生以多種方式參與科研項目，以提高學生的創(chuàng)新能力。從2005年起，學校設立大學生實踐教學活動創(chuàng)新（SPCP） 項目，按“自由申請、擇優(yōu)資助、嚴格驗收”的原則，每年資助200個項目，每個項目提供600～800元的經(jīng)費資助，讓學生盡早參與科學研究、技術開發(fā)和社會實踐等創(chuàng)新活動。遴選科研成績顯著的教師開放其創(chuàng)新實驗室，吸引學生熟悉、了解老師的科研成果，參與老師的科研項目，促進老師的教與學生的學，促進學生創(chuàng)新能力的提高。

2.3 基于新工科背景加強教師教育能力的培養(yǎng)

新工科強調(diào)知識交叉融合，主張打破學科壁壘，培養(yǎng)多元創(chuàng)新的工程師，所以必須加強教師自身能力培養(yǎng)。“雙師型”教師是指既有豐富的理論授課經(jīng)驗，又有專業(yè)的技能實踐能力，還有創(chuàng)新的工程能力的教師。新工科急需“雙師型”教師。學校應加強教師培養(yǎng)，多制訂并實行相關的政策，組織各類培訓，督促教師不斷學習進步，鼓勵教師到企業(yè)、兄弟院校、國外名校學習與深造，使其掌握前沿的工程知識，全面提升教育能力，達到“雙師型”教師的標準，這勢必能夠提高學生的創(chuàng)新實踐能力。

新工科背景下加強教師教育能力的培養(yǎng)，還需創(chuàng)新教學方法。實行多樣化的學習形式，如立足工程項目的探索性教學法、立足真實案例的討論性教學法、立足企業(yè)項目的實踐性教學法、立足VR及仿真技術的研究性教學法等，鍛煉學生科學思維、分析問題和工程實踐的能力。在應用型電子信息類人才培養(yǎng)過程中，創(chuàng)新性地引入時興技術如VR、仿真技術和人工智能等，利用VR、大數(shù)據(jù)等新技術使學生進行研究性學習。引導學生建立學習研究小組，互相激勵，共同研究，共同進步。把最新的技術有機融入傳統(tǒng)課堂，使學生可以很快適應新技術，使教師更加深刻地理解和應用新技術，提升教師的教育能力。

2.4 基于校企深度合作，深化應用型專業(yè)人才素質(zhì)的培養(yǎng)

南陽師范學院緊密聯(lián)系地方知名企業(yè)，匯聚院校和一流企業(yè)的優(yōu)勢資源，圍繞專業(yè)對應崗位的知識能力素質(zhì)要求，共同探尋合作培養(yǎng)人才的渠道，聯(lián)合制定優(yōu)化應用型人才培養(yǎng)方案，建立“工學結合，共建共享共贏”的產(chǎn)教融合協(xié)同育人機制[6]。

1） 以職業(yè)和崗位需求為導向，充分利用校內(nèi)外不同的教育環(huán)境和資源，把以課堂教學為主的學校教育和直接獲取實踐經(jīng)驗的校外工作有機結合，實施“2.5+1.5”的培養(yǎng)模式。學校和企業(yè)共同編制專業(yè)人才培養(yǎng)方案，編制生產(chǎn)實習、畢業(yè)設計等教學大綱；制定完善的實習實訓體系和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導模式，利用生產(chǎn)現(xiàn)場的資源開展項目式、案例式等教學改革。

2） 選派教師到深圳信盈達科技有限公司鄭州分公司、鄭州藍鷗科技有限公司、南陽防爆電氣研究所等企業(yè)培訓，新增“雙師型”教師30余人；以兼職教師的形式聘任企業(yè)優(yōu)秀技術人員，全程參與教學環(huán)節(jié)如制訂人才培養(yǎng)方案、專業(yè)見習、實踐教學等，帶給學生行業(yè)先進理念及最新技術，加強學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，全面促進學生綜合素質(zhì)的提高。

3） 與河南天冠企業(yè)集團有限公司、江蘇傳智播客教育科技股份有限公司、洛陽牡丹通訊股份有限公司等企業(yè)建立多個南陽師范學院新工科專業(yè)實習基地、河南省本科高校大學生校外實踐教育基地。學生通過對企業(yè)生產(chǎn)和操作流程的現(xiàn)場觀摩與學習、實地參與相關工作、親自動手制作產(chǎn)品以及參與產(chǎn)品管理，較為系統(tǒng)地掌握了崗位工作知識，有效增強了協(xié)作意識、就業(yè)意識和社會適應能力，持續(xù)提升了自身實踐能力、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)。

4） 與企業(yè)協(xié)作開設“基于STM32的電路系統(tǒng)設計”等公開課，增設工程管理通識課，選設企業(yè)員工職業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)道德課，促進校企文化融合及應用型人才培養(yǎng)。

3 結束語

本文探索了新工科背景下應用型電子信息類專業(yè)的人才培養(yǎng)，針對應用型電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及存在問題，順應新工科背景下人才培養(yǎng)需求，從四個方面給出詳細改革方案，持續(xù)深入探索和實踐。學生的實踐創(chuàng)新能力倍增，在學習中發(fā)揮主觀能動性，積極學習、開拓思維，工程思維能力大大提升，實現(xiàn)了學以致用，必將為國家社會發(fā)展提供大批新興工程科技人才。這些探索為提升電子信息類應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了較好的經(jīng)驗和可行路徑。