應(yīng)用型本科電子信息類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程改革與探索

王 波,焦文潭,布 挺,張 剛,董紅政

(洛陽理工學(xué)院 電氣工程與自動化學(xué)院,河南 洛陽 471023)

隨著電子信息產(chǎn)品消費(fèi)市場和需求的不斷增長,電子信息產(chǎn)業(yè)成為我國實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略、推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的關(guān)鍵力量[1-2].中國制造2025、“互聯(lián)網(wǎng)+”、制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合等一系列國家重大戰(zhàn)略的深入實(shí)施,標(biāo)志著我國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入由大變強(qiáng)、由跟隨并跑向并跑領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變的重要戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn).電子信息類專業(yè)具有較強(qiáng)的工程性和強(qiáng)調(diào)解決復(fù)雜問題能力.因此,培養(yǎng)具備較強(qiáng)創(chuàng)新精神和工程應(yīng)用能力的復(fù)合型人才,是應(yīng)用型本科電子信息類專業(yè)亟待解決的共性問題[3-5].為適應(yīng)人才培養(yǎng)需要,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育已成為應(yīng)用型本科高校復(fù)合型人才培養(yǎng)模式的新路徑之一[6-7].

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐是應(yīng)用型本科電子信息類專業(yè)提升學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié).改進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法以及考評方式[8-9],加強(qiáng)對學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng),是新形勢的必然要求.因此,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程應(yīng)以服務(wù)社會為理念,以工程項(xiàng)目和競賽項(xiàng)目為載體,以解決工程技術(shù)問題與技術(shù)創(chuàng)新為抓手,突出培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力和項(xiàng)目管理的能力,重點(diǎn)提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和社會服務(wù)意識.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育必須找準(zhǔn)定位、瞄準(zhǔn)目標(biāo),積極改進(jìn)課程教學(xué)方法和考評方式,以“2個能力”和“2個意識”為課程目標(biāo)開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革與探索.

1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程體系構(gòu)建

結(jié)合電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和行業(yè)需求,圍繞培養(yǎng)“2個能力”和提升“2個意識”,強(qiáng)化應(yīng)用型人才培養(yǎng).課程改革采用應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的CDIO層次化教學(xué)體系[10-11].課程體系的構(gòu)建解決2個重點(diǎn)問題:1)構(gòu)建并完善基于成果導(dǎo)向的CDIO教學(xué)體系.依托創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程項(xiàng)目案例為專業(yè)課提供項(xiàng)目、案例,供專業(yè)課組織教學(xué),在專業(yè)課完成“構(gòu)思”“設(shè)計(jì)”的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)課程的“實(shí)施”與“運(yùn)行”.2)吸收工程認(rèn)證理念設(shè)計(jì)、實(shí)施過程教學(xué).確定課程目標(biāo),重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,以成果為導(dǎo)向構(gòu)建多元化考核方式,實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變,淬煉吃苦耐勞、頑強(qiáng)拼搏的意志和品質(zhì),落實(shí)不忘初心、服務(wù)社會的思政建設(shè)要求,貫徹“五育并舉”理念.

應(yīng)用型本科電子信息類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程體系可采用三級題目方式,如圖1所示.

圖1 基于CDIO的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程體系

一級題目是畢業(yè)設(shè)計(jì)課題.該級題目的具體實(shí)施和運(yùn)作由學(xué)科競賽、項(xiàng)目研發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、服務(wù)社會等環(huán)節(jié)組成,主要針對企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目完成嵌入式產(chǎn)品研發(fā)、智能裝備控制和系統(tǒng)集成等環(huán)節(jié).該級題目主要考查學(xué)生科技創(chuàng)新能力,通過挑戰(zhàn)杯、電子競賽、智能車等學(xué)科競賽最大限度為學(xué)生參與科研項(xiàng)目創(chuàng)造良好條件,并積極營造服務(wù)社會的良好氛圍,增強(qiáng)學(xué)生科技創(chuàng)新的積極性.

二級題目是設(shè)計(jì)過程的分解.該級題目通過電子工程設(shè)計(jì)和嵌入式應(yīng)用,以及運(yùn)動控制系統(tǒng)、電氣控制與PLC、智能控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與自動化系統(tǒng)集成等綜合設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中提出問題、解決問題的能力.該級題目的實(shí)施,可以提升學(xué)生從方案選取和設(shè)計(jì)、軟硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試、故障診斷與解決等方面的能力,使學(xué)生具備良好的工程素養(yǎng).

三級題目是應(yīng)用實(shí)踐.該級題目在整個課程體系中處于基礎(chǔ)知識應(yīng)用的構(gòu)思環(huán)節(jié),其通過單片機(jī)原理及應(yīng)用和微機(jī)原理、自動控制原理和現(xiàn)代控制理論、電機(jī)拖動、電力電子技術(shù)、自動化儀表等課程的實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生使用所學(xué)過的基本理論知識來構(gòu)思如何解決實(shí)際問題的能力,使學(xué)生建立起完整的工程理念.

2 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程內(nèi)容設(shè)置與實(shí)施方法

2.1 課程設(shè)置情況

按競速、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、項(xiàng)目研發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等項(xiàng)目類別,開設(shè)課程導(dǎo)學(xué)、智能車、機(jī)器人、電子設(shè)計(jì)、PID控制、電機(jī)應(yīng)用、挑戰(zhàn)杯、“互聯(lián)網(wǎng)+”、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列(1-8)等16個教學(xué)專題,如圖2所示.競速和電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目,設(shè)置電子設(shè)計(jì)競賽、智能車競賽、機(jī)器人競賽、PID控制基礎(chǔ)和電機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)等5個專題,選取智能車、電子設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用和機(jī)器視覺4個教學(xué)資源庫,可在智能車基地、科協(xié)、物聯(lián)網(wǎng)制作基地、家電維修和機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室等實(shí)踐基地開展,著重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力.項(xiàng)目開發(fā)環(huán)節(jié),設(shè)置創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列專題(1-3),選用網(wǎng)絡(luò)與自動化系統(tǒng)集成教學(xué)資源庫,在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、工程訓(xùn)練中心、電子創(chuàng)新工廠、AI云創(chuàng)空間以及合作企業(yè)等基地開展,使學(xué)生具備良好的項(xiàng)目管理能力.最后一個項(xiàng)目是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)節(jié),該項(xiàng)目設(shè)置挑戰(zhàn)杯、“互聯(lián)網(wǎng)+”、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列專題(4-8)和課程導(dǎo)學(xué)等8個專題,采用學(xué)科前沿、國家政策、法律法規(guī)、工程倫理和創(chuàng)業(yè)等教學(xué)資源庫,在千度創(chuàng)客空間、炎黃科技園創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地和大學(xué)科技園進(jìn)行,為學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供良好的設(shè)施氛圍和項(xiàng)目,并安排企業(yè)導(dǎo)師,培養(yǎng)學(xué)生的社會服務(wù)意識.

圖2 課程內(nèi)容與資源

16個教學(xué)專題的實(shí)施,全面提升了學(xué)生在解決復(fù)雜問題、項(xiàng)目管理、社會服務(wù)等方面的能力,使學(xué)生具備較好的團(tuán)隊(duì)合作意識.

2.2 組織實(shí)施情況

1-7學(xué)期,課程教學(xué)設(shè)計(jì)以分散方式實(shí)施(如圖3所示).第1-2學(xué)期是認(rèn)識環(huán)節(jié),集中講授“課程導(dǎo)學(xué)”專題,進(jìn)行職業(yè)生涯規(guī)劃和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育;第3-6學(xué)期是實(shí)踐環(huán)節(jié),集中講授“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程篇”專題,同時在項(xiàng)目實(shí)施過程中通過講授其他專題,指導(dǎo)學(xué)生參加競賽、參與教師項(xiàng)目,組織學(xué)生節(jié)在假日(含寒暑假)進(jìn)行志愿服務(wù)活動.

圖3 課程實(shí)施教學(xué)設(shè)計(jì)

第7學(xué)期是學(xué)分認(rèn)定和成果輸出環(huán)節(jié).經(jīng)雙選,學(xué)生進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)或創(chuàng)業(yè),完善、運(yùn)營項(xiàng)目.在課程實(shí)踐具體組織實(shí)施環(huán)節(jié),依托家電、智能車、智能裝備、科學(xué)與技術(shù)、機(jī)器人等協(xié)會實(shí)施教學(xué),其組織、實(shí)施流程,如圖4所示.學(xué)生自發(fā)組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),通過社會實(shí)踐和企業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)研,自主選擇真實(shí)項(xiàng)目.在實(shí)踐基地中,教師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全過程.學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”,先后歷經(jīng)構(gòu)思與選題、方案論證、設(shè)計(jì)制作、項(xiàng)目測試、質(zhì)疑與辯論等過程.學(xué)生參加競速、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、互聯(lián)網(wǎng)+、挑戰(zhàn)杯等各類競賽,并深入社區(qū)、中小學(xué)、企業(yè),進(jìn)行維修、支教、展示、項(xiàng)目研發(fā)等服務(wù).

圖4 課程組織實(shí)施過程

2.3 課程成績評定與課程評價

競速類、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)類考核分別在每學(xué)期前、后半程舉辦,成績排名前30%通過考核.項(xiàng)目研發(fā)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類每學(xué)期末集中考核1次.在第7學(xué)期,各類項(xiàng)目指導(dǎo)教師,對通過考核的學(xué)生按如下方式集中進(jìn)行成績評定:1)前期項(xiàng)目測試、質(zhì)疑與辯論成績分別占比50%、30%;2)學(xué)生提交設(shè)計(jì)報(bào)告,占比20%.其中,解決方案、工程倫理(服務(wù)社會)和報(bào)告規(guī)范性分別占該環(huán)節(jié)的50%、30%和20%.

課程評價[12-14]采用課程評教、學(xué)生獲獎、項(xiàng)目引進(jìn)經(jīng)費(fèi)數(shù)、校友企業(yè)反饋等多種方式進(jìn)行.課程組根據(jù)教學(xué)任務(wù)完成度,依照學(xué)校評教題目,通過“問卷星”平臺發(fā)布課程評教問卷.近三年來,該課程學(xué)生平均評教得分在97分以上.課程同行評價得分96分以上;學(xué)生獲學(xué)科省級以上獎項(xiàng)200余項(xiàng);項(xiàng)目研發(fā)經(jīng)費(fèi)逐年攀升,課程團(tuán)隊(duì)累計(jì)引進(jìn)經(jīng)費(fèi)900余萬元.校友企業(yè)積極回報(bào)母校,與學(xué)校共建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程[9],聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生,平衡學(xué)生就業(yè)與企業(yè)需求關(guān)系,真正實(shí)現(xiàn)“校中有企、企中有校”的深度融合.

2.4 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程改革特色與創(chuàng)新

2.4.1 校企共育,激勵創(chuàng)新

所有工程項(xiàng)目類的課題全部來自企業(yè),由企業(yè)指導(dǎo)教師和校內(nèi)指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)完成.合作企業(yè)設(shè)立獎學(xué)金,鼓勵學(xué)生創(chuàng)新.

2.4.2 學(xué)科競賽,淬煉身心

經(jīng)過層層選拔,學(xué)生以頑強(qiáng)的意志迎難而上,在學(xué)科競賽中既提升科技創(chuàng)新能力,又淬煉意志、品質(zhì).近三年,學(xué)科競賽碩果累累.全國大學(xué)生智能汽車競賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、機(jī)器人大賽分別獲國獎3項(xiàng)、3項(xiàng)和44項(xiàng),省獎14項(xiàng)、30項(xiàng)和28項(xiàng).2019年,全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽獲國獎3項(xiàng),省獎23項(xiàng),數(shù)量、質(zhì)量均取得突破.

2.4.3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè),初見成效

經(jīng)過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程學(xué)習(xí)的學(xué)生,獲創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類大賽省獎8項(xiàng).其中,河南省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽省獎2項(xiàng),落地企業(yè)3家,獲專項(xiàng)扶持資金5萬元.

2.4.4 奉獻(xiàn)社會,不忘初心

在課程實(shí)踐過程中,定期組織學(xué)生利用寒暑假、小長假開展科技下鄉(xiāng)等社會服務(wù),同時植入德育、智育、美譽(yù)等五育理念.先后獲評2項(xiàng)省級以上志愿活動榮譽(yù).

隨著課程改革的實(shí)施,各協(xié)會以各種方式深入基層,到社區(qū)、中小學(xué)奉獻(xiàn)愛心,真正體現(xiàn)了奉獻(xiàn)、友愛、互助、進(jìn)步的志愿者精神.

3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程改進(jìn)方向

3.1 持續(xù)完善計(jì)劃

1)依據(jù)專業(yè)特點(diǎn),逐步拓展賽事類型,滿足不同專業(yè)、不同特點(diǎn)學(xué)生的職業(yè)發(fā)展需求.

2)持續(xù)豐富教學(xué)案例庫和教學(xué)專題,編寫配套講義或教材,保持教學(xué)資源與教學(xué)內(nèi)容的技術(shù)先進(jìn)性.

3)與企業(yè)深度合作,共同提升學(xué)生解決工程技術(shù)問題與技術(shù)創(chuàng)新能力.

4)完善線上教學(xué)資源管理平臺,為學(xué)生提供便捷的學(xué)習(xí)資源獲取通道.

3.2 需要進(jìn)一步解決的問題

1)強(qiáng)化數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)方法,提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力.

2)實(shí)現(xiàn)課程質(zhì)量跟蹤調(diào)查,不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程,提高教學(xué)質(zhì)量.

3.3 改革方向和改進(jìn)措施

1)引入全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽,參照競速類組織實(shí)施教學(xué)活動.

2)制定課程質(zhì)量調(diào)查問卷,面向應(yīng)屆畢業(yè)生和畢業(yè)5年后的學(xué)生進(jìn)行調(diào)研,基于調(diào)查結(jié)果,分析、查找不足之處,提出改進(jìn)措施,持續(xù)改進(jìn).

4 結(jié)語

以CDIO理念深度構(gòu)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐課程體系,高質(zhì)量推進(jìn)各環(huán)節(jié)實(shí)施,提升學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力.在實(shí)踐過程中實(shí)現(xiàn)學(xué)生奉獻(xiàn)意識、工匠精神等綜合素養(yǎng)提升,貫徹人才培養(yǎng)的“五育并舉”.依托現(xiàn)有改革成效,在建立專題、充實(shí)教學(xué)案例、豐富賽事類型及線上資源建設(shè)等后續(xù)建設(shè)過程中,強(qiáng)化數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)方法,重視課程質(zhì)量調(diào)查問卷,扎實(shí)推進(jìn)持續(xù)改進(jìn),進(jìn)一步提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實(shí)效.