電子信息類專業多技能綜合訓練的實踐教育模式改革

劉勇 嚴炳輝 徐海濤 劉丹

摘? 要：結合電子信息類專業的特點，以培養創新、復合應用型人才為目標，以省級實驗教學示范中心為平臺，采用網絡輔助教學、虛擬仿真、建立創客空間、組建光電信息協會和設置創新DIY實驗等手段，實現電子基本技能、學科專業技能、以及綜合設計技能等多技能的綜合協同訓練，解決實驗課內技能訓練時數少、多技能協同訓練欠缺等問題，切實提高學生專業技能水平，取得較好的效果。

關鍵詞：電子信息;多技能綜合訓練;DIY實驗;創客空間

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）16-0079-03

Abstract： Combining the characteristics of electronic information majors， aiming at cultivating innovative and compound application talents， using provincial experimental teaching demonstration center as a platform， adopting network-assisted teaching， virtual simulation， establishing maker space， forming photoelectric information association and setting up innovative DIY（do it yourself） experiments and other means to achieve multi-skill comprehensive training in electronic basic skills， subject professional skills， and comprehensive design skills， to solve problems such as less skill training hours in the experimental class and lack of multi-skill collaborative training， and effectively improve the professional skills of students with better results.

Keywords： electronic information; multi-skill comprehensive training; DIY experiments; maker space

近年來，隨著電子信息技術的迅猛發展，電子信息技術得到了廣泛的應用，各類新的創新性應用場景層出不窮，社會對電子信息類專業畢業生的就業技能要求呈持續上升趨勢，這對高校人才培養理念以及人才培養模式提出新的要求。2012年，教育部教思政[2012]1號文件“關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見”明確指出，實踐教學方法改革是推動實踐教學改革和人才培養模式改革的關鍵，各高校應加強綜合性實踐科目的設計和應用，特別是支持學生的創新性實驗和創業模擬活動。此外，為了應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展以及“中國制造 2025”等一系列國家戰略，2017年2月教育部召開綜合性高校工程教育發展戰略研討會，提出我國高校要積極推進新工科建設，并先后形成“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》、《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》，著力探索具全球先進水平的工程教育中國模式和中國經驗，助力高等教育強國建設[1-4]。電子信息類專業綜合性強，應用范圍廣闊，已滲透到科學技術的各領域，完全符合“新工科”建設和發展的需要。據2012年專業目錄和2015年本科專業備案與審批結果（2016年2月發布）中的新工科專業分布情況，電子信息類專業屬于新工科專業[5-6]。新工科的興起，使電子信息類專業的人才培養模式，從傳統的知識-技能型人才培養模式逐漸向復合應用型創新人才培養模式轉型。如何建立適合電子信息類專業的多技能綜合訓練體系，以提高電子信息類專業人才的綜合設計能力和創新能力，是我國高校電子信息專業教學改革的難點與重點[7-13]。目前，實踐教學正向實驗教學目標素質化、內容綜合化和前沿化，以及教學手段的現代化方向發展，學科之間交叉融合、協調發展的趨勢也十分明顯。電子信息類專業的實踐教學，引入網絡化輔助教學、虛擬仿真和類似創客創新的跨課程、跨學科實驗，以實現多技能協同訓練已是大勢所趨，因此，進行電子信息類多技能綜合訓練的實踐教育模式創新改革十分必要。

一、電子信息類專業技能訓練的現狀

（一）普通高校電子信息類專業技能培養的一般模式

電子信息類專業學生的能力培養主要包括：基礎學科技能培養，綜合設計能力培養，以及創新能力培養[2]。其中，基礎學科技能的培養就包括通用基本技能訓練（例如：儀器的使用、電子工藝實習等），以及專業基本技能訓練（例如：各專業課程涉及的實驗），主要體現為專業課程實驗;綜合設計能力培養主要包含通用基本技能和專業基本技能的綜合協同訓練，主要體現為課程設計、綜合設計和畢業設計等;創新能力培養包含通用基本技能、電子信息專業基本技能以及其它專業技能的綜合協同訓練，主要體現在創新與創業活動和學科競賽等。普通高校電子信息類專業能力培養和技能訓練的一般模式如圖1所示。

（二）現有能力培養和技能訓練模式存在的問題

現有的普通高校電子信息類專業能力培養和技能訓練的一般模式，在學生的能力培養和專業技能訓練上是行之有效的，是一個比較成熟的模式。然而隨著社會和技術的發展，這種模式逐漸顯現出一些問題，需要改革和完善。

現有的能力培養和技能訓練模式存在的問題主要有：

1. 實驗課的課前預習和課后復習環節常常只能紙上談兵，實驗前同學們進不了實驗室，看不到儀器，對實驗儀器沒有感性的認識，很多時候看不太懂實驗講義;在實驗后又無法面對儀器復習和回想，更不用說進行深入的實驗探索;另外，由于課時的限制，老師只能在上實驗課時進行儀器操作的簡單介紹，儀器的很多功能和注意事項學生并不了解，這導致學生對儀器設備的性能、操作和應用一知半解，儀器設備的使用技能較差，容易造成設備的損壞。學生在實驗儀器設備方面技能訓練的缺失，制約了學生進一步的創新發展，也使學生在就業時，難以滿足社會的需求。

2. 受限于課內的實驗學時數，教師無法進行合理的引導和拓展，學生基本上一門心思趕測數據應付實驗報告，作為一門實踐性很強的教學課程，沒有進行反復操作和探索的余地，是很難達到教學的基本要求。

3. 普通電子線路實驗多數是通過對電子線路的簡單搭建和測試而完成，形式比較簡單呆板，專業技能訓練單一，難以提起學生主動學習和探索的興趣。同時，由于缺少虛擬仿真技能的專門訓練，因此，學生運用現代工具實現電子設計自動化的創新設計技能和能力有所欠缺。

4. 課程設計和綜合設計等綜合實驗課程往往只強調電路功能的實現，不注重設計過程中的多技能協同訓練，不要求學生嚴格按電子工藝和電子設計的規范進行，學生所設計的電路往往排列雜亂無章，連接線亂拉，只要實現了所要求的功能即被認可，學生通用基本技能（包括PCB設計、電子工藝制作等），以及專業基本技能（包括虛擬仿真設計等）得不到系統性的協同訓練。

5. 創新實驗平臺的覆蓋面局限性明顯，往往只面向少數獲得創新創業項目或者參加學科競賽的學生，跨課程、跨學科的實驗比較欠缺，無法引領大多數學生在更廣的視野和更多的維度上進行創新實驗，以提高創新和就業的技能，加強綜合設計能力的培養。

二、電子信息類專業多技能綜合訓練的實踐教育模式改革

針對電子信息類專業專業能力培養和技能訓練存在的問題，提出了圖2所示的多技能綜合訓練的實踐教育新模式，分別在專業實驗平臺建設、綜合性實驗評價標準的規范、創新平臺建設以及加強校企合作，籌建校企聯合實驗室等方面進行改善。

（一）加強專業實驗平臺建設

首先，引入網絡化輔助教學，強化各種儀器設備的使用技能培養，把各種先進儀器的詳細功能與應用操作，通過視頻的方式，讓學生在課外就能對各種先進的儀器設備進行了解，結合實驗室開放和實驗課的講解，進一步提高學生駕馭先進儀器設備的能力;其次，引入虛擬仿真實驗，以提高學生運用現代工具實現電子設計自動化的能力。結合網絡輔助教學，加強學生仿真設計技能，以及通用基本技能（例如PCB設計）的訓練;最后，通過虛擬仿真及實驗室開放，加大各種技能的訓練時數，把專業技能的訓練從課內延伸到課外。

（二）完善技能訓練的評價體系，規范綜合性實驗的考核標準

課程設計、綜合設計等綜合性實驗的考核，不能只看電路系統功能實現的情況，綜合性實驗的考核必須涵蓋從電子線路仿真設計、線路板設計制作到系統電路調試等各環節，以保證達到多技能協同訓練的目的和效果。

（三）組建新的創新實驗平臺

一般的創新實驗平臺基本從屬于實驗教學中心，往往只面向少數獲得創新創業項目或者參加學科競賽的學生，覆蓋面的局限性比較明顯，沒有固定和系統性的創新實驗安排，跨課程、跨學科的實驗比較欠缺，無法引領大多數學生在更廣的視野和更多的維度上進行創新實驗，以提高創新和就業的技能，加強綜合設計能力的培養。

建立新的創新實驗平臺——組建光電信息協會，形成學習和實踐的共同體，一方面可系統地定期組織各種專業技能培訓，充分發揮高年級對低年級同學的“傳、幫、帶”作用;另一方面通過邀請從事光電信息行業工作的往屆優秀畢業生擔任協會的顧問，建立創客空間，特別是設置磁懸浮擺件、語音控制機器人和基于RFID的智能手表等一系列的創新DIY實驗，引導大多數的學生以DIY的方式進行多技能綜合協同訓練，積極參與創新活動。

（四）加強校企合作，籌建聯合實驗室

加強校企合作，籌建校企聯合實驗室，引入企業導師，引導學生結合市場需求進行創新開發，進一步加強學生多技能綜合協同訓練的力度，提高學生的工程設計能力。

三、結束語

結合電子信息類專業的特點，以培養創新、復合應用型人才為目標，以省級實驗教學示范中心為平臺，通過加強專業實驗平臺建設，完善技能訓練的評價體系，規范綜合性實驗的考核標準，組建新的創新平臺等措施，強化了電子基本技能、學科專業技能、以及綜合設計技能等多技能的協同訓練，解決實驗課內技能訓練時數少、多技能協同訓練欠缺等問題，所帶的試驗班60%以上的同學拿到獎學金，其中2人分別被清華大學和華南理工大學免試錄取為碩士研究生，在學科競賽中也拿到國家級二等獎等好成績。學生的專業技能水平得到切實的提高，取得較好的效果。

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基金項目：華南農業大學教學改革項目“電子信息類專業多技能綜合訓練的實踐教育模式改革”（編號：JG17073）

作者簡介：劉勇（1967-），男，漢族，廣東順德人，博士，高級工程師，省級實驗教學示范中心副主任，研究方向：電子技術。