工業4.0背景下電子信息類專業人才培養模式思考

摘 要：工業革命的發展與高等教育的人才培養有著互促互進、互動互融、調適調整的深層次關系。在現今工業4.0浪潮發展背景下，電子信息類專業人才培養如何適應未來新產業、新經濟發展是當下一個非常值得思考的重要問題。該文分析當前電子信息類專業人才培養存在的較為突出的問題，結合工業4.0時代背景人才需求，對電子信息類專業人才的培養模式進行思考與探索。

關鍵詞：工業4.0;電子信息;人才培養模式;產業變革;人才需求

中圖分類號：C961 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）27-0167-04

Abstract： There is a deep relationship between the development of industrial revolution and the cultivation of talents in higher education， which is mutual promotion， mutual integration and adjustment. Under the background of the current industry 4.0 wave， how to adapt the training of electronic information professionals to the development of new industries and new economy in the future is an important issue worth thinking about. This paper analyzes the current outstanding problems in the training of electronic information professionals， combines with the needs of talents in the background of industry 4.0 era， and thinks and explores the training mode of electronic information professionals.

Keywords： Industry 4.0; electronic information; talent cultivation mode; industrial transformation; need of talent

人類社會繼蒸汽時代、電氣時代、信息革命之后，將發展以信息系統為基礎，以生產高度智能化、數字化、網絡化為標志的第四次工業革命，簡稱為工業4.0。人們根據工業發展的不同階段，將工業時代劃分為四個時代，具體包括蒸汽機時代的工業1.0，電氣化時代的工業2.0，信息化時代的工業3.0，智能化時代的工業4.0[1]。工業4.0最初是由德國提出的概念，美國也有相應的“工業互聯網”，我國稱為“中國制造2025”，這三個概念的本質內容是等效的，都是以智能制造為核心，即“互聯網+”制造。工業4.0具有互聯、數據、集成、創新和轉型五大特征，其九大技術支柱包括工業物聯網、人工智能、云計算、虛擬現實、工業大數據、工業機器人、3D打印、知識工作自動化和工業網絡安全[1]。

伴隨著工業4.0技術發展影響下的科技革新和產業革命，現今的社會正在進入新經濟時代，對產業發展、高等工程教育人才培養提出了新的要求。為了適應新的經濟時代，我國的《中國制造2025》提出了產業轉型升級和創新驅動發展戰略目標，為此高等教育人才培養也要更新觀念、主動尋求變革、創新培養模式，以培養適應工業4.0時代的創新人才，肩負起工業4.0時代背景賦予當前高等教育的責任使命。因此在此方面研究和探索得到了眾多學者們的廣泛關注。

圍繞工業4.0背景與高等教育人才培養模式的思考，文獻[2]提出人才培養模式要加強基礎化、綜合化、實踐化和個性化的培養，依托于通識教育基礎上的開放專業教育。文獻[3]探索了自動化新工科在工業4.0背景下的專業建設及教改，指出了人才培養中存在的突出問題，給出了跨學科融合模式、強化學生工程實踐等方面的改革思考。以工業4.0特征為出發點，文獻[4]針對高等教育人才培養目標、培養模式優化需求，分析了人才培養模式新型內容，建構與完善了相關的高等教育人才培養體系。文獻[5]提出了應用型本科教育人才培養模式的創新路徑，提倡學科之間的交叉與融合，理論基礎知識融入互聯網技術、人工智能技術、現代通信技術，培養學生的創新和團隊協作能力，并鼓勵構建線上線下相結合的混合教學模式。盡管以上的文獻給出了相關的人才培養模式思考，但是還沒有考慮結合電子信息類專業的問題來探索，因此，本文將重點關注此方面的人才培養思考與探索。

電子信息類專業是信息時代重要的高等教育工程人才培養和信息產業技術支持的保障，在工業4.0背景下，未來對電子信息類專業人才的要求不斷提高，但現今面臨的形勢是電子信息類專業畢業生就業不理想，而企業面臨招聘合適人才難的問題，培養的人才與社會發展、企業需求的人才有些失衡。因此，電子信息類專業如何培養適應未來新產業、新經濟發展的工程科技人才，促進中國科技強國的發展愿景，是一個值得深入研究的問題。基于目前的人才培養形勢和工業4.0智能化時代背景發展人才需求，本文將分析當前電子信息類專業人才培養形勢與面臨的突出問題，并提出在工業4.0背景下有關電子信息類專業人才培養模式的思考與探索，以求實現電子信息類專業人才與社會發展需求的人才更好匹配，跟上新發展形勢的人才需求步伐。

一 工業4.0背景下的人才需求分析

進入新經濟發展時期以來，工業4.0背景下的技術革命和產業革新橫跨多個領域，以及多個學科和多方面技術的融合方向，核心是智能制造，廣泛滲透信息技術、新材料技術、生物技術和新能源技術等，人工智能和數字化鏈接正在影響社會結構，影響科技人才和科技創新的需求，因此工業4.0背景下對科技人才的專業素質有了新的要求。針對工業4.0背景下的人才進行相關的需求分析，有助于了解新經濟發展現狀的人才需求，促進完善人才培養的模式[6-8]。

為適應新經濟發展形勢，具備科學情懷、戰略思想、原創能力和新型科研能力是工業4.0所需人才需要培養的素質，如圖1所示。而新興學科知識，想象、抽象和邏輯演繹能力，多學科背景的全能化協同合作與全球化對接能力，以及高效學習、發現問題、解決問題的能力成為了新型科研能力的主要特征。結合圖1中的需求素質，下面給出概要的說明。

（一） 有科學情懷的科技人才

科技人才培養中要重視思想價值觀和人生追求的培養，不僅要培養擁有敬業精神、奉獻精神的人才，而且要培養執著對真善美追求的人才。培養具有肩負起中華民族偉大復興使命的人才，不僅有著對人文關懷的追求，同時有對研究科學技術難題的追求，有崇高的使命感和價值感。

（二） 有戰略思想的科技人才

在工業革命技術發展中，我國雖然取得了不錯的科技創新成果，科研水平也在不斷提高，但是與某些科技創新國家相比，還有一定的差距。我們目前的創新多屬于“增量創新”，即是在已有的研究上再進行創新，而真正的原始創新、開創性創新較少。在工業4.0新的發展趨勢下，需要培養具有戰略思想的人才專注突破基礎性研究，在人類進步和民族復興的進程中，深刻理解科技與社會發展的關系，在人類發展需求和社會變革需求中定位新的科學問題，開辟新的技術和方向，是影響我國在未來科技強國方面的重要內容。

（三） 有原創能力的科技人才

在面臨重大科學問題的基礎研究時，需要具有原始創新能力，以及超強的想象力，具備感知抽象與猜想，預測新事物，創造新事物的能力。原創能力依賴于個體的興趣、愛好、試錯和探索基礎上形式一個模糊的靈感。原創能力的人才培養是未來的一個重要內容。

（四） 適應科技創新趨勢的科研人才

未來的科技發展形式較為綜合化，交叉領域的融合較為突出，例如信息技術、能源技術、宇宙演化和生命起源等之間的相互融合。由于學科交叉融合的背景，關聯性發展在科研人才的培養中變得越來越重要。新發展的人才需要具備高效學習、發現問題、解決問題的能力，較強的協同合作與全球化對接能力，以及跨文化語言的交流能力。

二 電子信息類人才培養形勢與面臨的主要問題

就現今的新經濟發展形勢，當前的電子信息類教育體系僅僅按照專業需求培養人才是很難滿足技術與科技發展較快的人才需求。因為知識需求與職業素養在發生著不斷的變化，把專業人才培養與職業崗位對應，沒有用發展的眼光看待事情，如同刻舟求劍;產業的要求是多元化的，比如手機設計產業的發展不僅需要通信工程、集成電路等知識，而且還需要人文藝術方面的知識。由此現今的培養模式中普遍存在的較為突出的問題如下。

（一） 培養模式單一化

現有的電子信息類專業人才培養模式中，以專業內的工程教育為主要側重點，較為關注某些工作職業崗位與專業教育培養的人才對應，人才培養方案中課程設置以專業方向的課程為主。雖然培養方案課程設置上，一般選取一些來自不同學科、不同專業的其他課程，形成專業融合、學科交叉的教學課程設計，然而在教學內容上，課程內容關聯性小，各門課程仍然具有獨立性。在此類培養方案制定過程中，既缺乏教學過程整合，又缺乏教學內容融合，仍然沿用固有的思維模式和解決措施，單獨對待各個問題，整體思維和全域視覺缺乏。

（二） 實踐環節分散，綜合性不強

在教學內容上，目前的電子信息類專業人才培養體系過于追求課程體系的完整性、系統性，易忽略課程設置的多樣性、豐富性，未能將跨領域、跨學科知識整合、關聯;在教學方式上，采用傳統的教學方式，沒有給予學生更多的討論學習、發現問題、思維碰撞、應用實踐和感悟提升的機會，難以產生思維的頓悟、靈感或火花，學生創新實踐能力無法培養。在陳舊、單一的學科知識里，教師采用傳統的教育方式，創新能力培養面臨缺乏行之有效的課程體系、教學模式、教育實踐和實現路徑。

（三） 人才培養評價模式單一

目前的人才培養評價分為理論課程和實踐課程的考核評價，理論課以通過課程的考試或考查，獲取相應的課程學分和績點評價學生的學習，偏重于學習結果的評價，而實踐課以實驗項目的驗收和實驗報告的寫作為考核評價，兩者對學習過程的評價都較為缺乏，而且最終的考試或考查或實驗報告的寫作的評價本質上是側重于知識掌握程度的評價，與學生能力的評價還是存在一定的差距。隨著工程認證教育的發展，人才培養評價的方式在逐步改進，正在發展以學生為中心、面向產出的評價體系，但是實施開展中仍然存在不少的問題，值得思考與探索。

（四） 教與學的平衡問題

課程教學中，基本都是線下教師講解教學或線上看視頻學習+線下講解的混合式教學，而伴隨著線上教學課程模式的興起，少量的課程是線上教學，但是成熟度和成效性并不佳，不管是哪種教學模式，學生的參與度都是一個難題，教師講解得再精彩，但是如果學生的自主參與意識差，學習效果也難以保證。且教學中基本都依賴于多媒體課件的展示，存在教師工作核心在于課件制作，忽視了課上的推演和演算的環節，學生難以搞懂的現象。教與學的平衡度是一個值得思考的重要問題。

（五） 創新創業培養薄弱

新經濟形態的快速變化造成了新的電子信息產業的發展，而新的產業發展主要依靠創新創業型人才。但是，現今的電子信息類專業人才培養模式中，是對既定的專業課知識講授和相關的實踐課程進行訓練，而對創新創業型方面的知識講授和技能培訓都較為薄弱。學生對此方面的參與也不樂觀，還是將觀念固化在專業知識考試通過的層面，對實際能力提升的項目訓練意識淡薄。

三 結合工業4.0背景的電子信息類專業人才培養模式思考

現今我國正處于深入實施創新驅動發展戰略的階段，電子信息類專業人才如何適應工業4.0時代，對接信息產業、協同創新，是時代賦予電子信息類專業人才教育的命題;電子信息類專業如何培養具有全球化思維的創新人才，探索個性化的人才培養模式，是電子信息類專業人才培養改革的素質要求。

在工業4.0時代背景下，電子信息類專業人才的培養將面臨新挑戰，人才培養模式需要作出適宜的調整。電子信息類專業人才培養應加強對學生基礎知識、基礎能力與實踐能力、創新能力的培養，強調基礎化、個性化、綜合化和實踐化，建立以通識教育、終身學習、人生目標與價值追求為基礎的專業教育人才培養模式。要適應工業4.0時代背景的人才培養新發展模式，電子信息類專業人才培養既要向外部開發多學科、交叉專業的融合，又要實現高校向內部系科專業的開放、融合與綜合。工業4.0背景條件下，人才培養模式應具有綜合化、基礎化、實踐化和個性化四個特征。

（一） 重視基礎化模式，培養適應性強的人才

為適應工業4.0時代背景的發展需求，強化高校人才培養的適應性，就必須重視基礎知識與基礎理論的掌握。基礎知識包括文化基礎課、文化素養提升、專業基礎課程，開設具備相關知識模塊的核心課程，制定好專業課程與基礎課的比例。在工業4.0時代背景下，不僅要肯定通識教育的地位，還要正確處理好專業教育與通識教育的關系，加強專業基礎教學，培養適應性強、具有自主學習意識的人才。

（二） 綜合化融合模式，培養復合型人才

面對工業4.0發展新形勢，新的經濟發展特征使得現代工程問題與大數據、信息技術等緊密地聯系在一起，不是一個單一學科的問題，其解決方法需要多學科、多層面、多方位的交叉融合。工業4.0時代，需要培養適應數字化、網絡化、智能化的人才，逐步形成大學科系開放、跨學科、以通識教育為基礎的專業教育人才培養模式。大學回歸其本義，也就是要從高度專業化的人才培養模式走向以通識教育、終身學習為基礎的人才培養模式。

（三） 創新教學方法，理論實踐并行

融入人工智能等新技術，更新課程體系，采用創新型教學方法。圍繞“基礎實”的規格定位，針對地方院校本科生學習特點，創新“系統化學習任務驅動的研究性教學模式”。對接相關的產業，實現產教結合、科教融合，重建基于項目任務的教學內容;精講與指導結合，構建合作研學的教學方法;以能力為導向，構建過程性、多元化的學習評價方法;主輔講分工協作，組建課程教學團隊。

依托新型的信息實踐環境，例如虛擬的仿真實踐平臺，讓學生隨時可以從網上接入實驗平臺，從實踐環節中加深學習到的理論知識，理論實踐同時并行開展，學到實處，用到實處。

（四） 依托學科需求，培養學生創新能力

以培養學生創新能力為核心要求，制定的培養方案以滿足社會對人才專業知識與學科交叉知識的復合性需求、符合社會對人才社會能力發展與專業能力的綜合化需求為原則，建立“理論教學+實踐教學+素質拓展”三位一體的應用創新型人才培養體系，“強調理論教學的應用性”“強調基礎技能為專業技能服務，行業技能與專業技能訓練結合”“強調專業教育與素質拓展結合”體系特色，建設理論與實驗教學、項目化訓練、創新創業教育的專業人才培養途徑，保證專業的基本規格條件。

重視定位“創新能力強”人才培養，著力強化學生的實踐創新能力，構建靈活的校企協同育人模式。重視專業技能的培訓，增強實驗的設計性、綜合性，突出專業核心技能訓練;重視技能實訓和行業技能、開發，加強實踐能力的訓練;重視從業能力，雙導師制、頂崗實習，加強規范化實習管理模式，提高實習質量，強化學生的執業能力，實施校企協同教學培養。

（五） 結合時代發展需求，構建多元化人才培養評價體系

單純以最后的課程考試考核的評價體系來評價，難以達成電子信息類專業人才培養中擁有學習自主性、創新性、實踐性的人才目標。構建多元化體系的人才培養模式，對人才進行多方面考核評價。在學校方面，應該主動改善教學考試評價體系，不能僅通過一次考試的成績評價該學生的能力，要加強在教學過程中的多次考核評價。考核評價應該是多種形式，例如課堂測試、小組討論，考核人不能僅僅依托于教師，學生之間的相互考核也是一種不錯的選擇。

考核要聯合線下和線上的考核，把教與學形式推廣，講解、學習、測試、討論和多元考核等，重視學生在教學活動中的參與活躍度，采取問與答機制，即時反饋問題和解決問題，幫輔學生完成教學要求的各項任務目標。積極調研相關企業的人才需求和考核體系，將其融入電子信息類專業人才培養方案中和課程教學目標中，同時要求學生參與多種形式的競賽活動，以項目式實踐的方式鍛煉學生，學會應對困難問題和解決困難，以及怎樣與團隊成員相交流和學習。

（六） 結合工程認證標準，構建專業人才培養模式

工程教育專業認證是以“學生中心”“成果導向”“持續改進”為核心理念。因此電子信息類專業要以新工科需求和學科發展確定培養目標，明確培養目標的畢業要求，將“教師能教什么”變成“學生應該達到什么”，根據“學生為中心”設計實現教學活動。一方面以工程教育專業認證進行改革，另一方面主動適應與服務工業4.0時代背景發展的戰略。

四 結束語

在工業4.0背景下，面對新經濟和產業的升級，傳統的電子信息類專業人才培養模式需要作出適宜的調整。針對當下培養體系面臨的較為突出的問題，本文提出了電子信息類專業人才培養模式的思考，要重視基礎培養、融入人工智能、融合多學科模式和強化學生的工程實踐創新創業能力培訓，培養適應工業4.0時代背景影響下的電子信息類專業創新型應用型人才。

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基金項目：四川省教改重點項目“四川省電子信息領域拔尖卓越人才培養模式”（JG2021-215）;四川省高等教育人才培養質量和教學改革項目“以工業4.0需求導向的電子電氣信息類創新人才培養模式”（JG2021-1044）;四川輕化工大學教改項目“新工科與專業認證背景下通信工程專業建設與人才培養研究”（JG-2139）;四川輕化工大學研究生優質課程建設“隨機過程”（YZ202106）

第一作者簡介：駱忠強（1986-），男，漢族，四川崇州人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為智能信號與信息處理。