新工科背景下教學模式及人才培養探索
——以電子信息工程專業為例

羅大鵬,余蓓蓓,張祥莉,程 卓,黃田野

(中國地質大學(武漢) 機械與電子信息學院,湖北 武漢 430074)

0 引言

電子信息工程專業培養具備電子技術和信息系統的基礎知識、應用能力、研發能力,能從事各類電子設備、信息系統、通信系統的科研、設計、開發、應用和管理的科研型人才、高級工程技術人才和管理人才。畢業生應該具有較強的現代電子信息技術,通信和信息系統的研發能力、應用知識和技能,熟悉電子信息工程方面的新學科與新技術,具有研發、設計、開發、管理、應用集成電子設備和信息系統的基本能力。中國的高等教育從大眾化教育階段過渡到了普及型教育階段,信息工程專業也概莫能外。早在幾年前,中國地質大學(武漢)電子信息類專業實踐教研組(以下簡稱“專業實踐教研組”),主動對標“新工科”建設要求,以“新工科”創新人才培養模式為引領,探索以學生為中心的專業教學模式,歷經多年的教學改革與探索,在實踐過程中形成了一套有效的創新實踐教學改革思路——“普及型”精英科技競賽培養教學模式[1]。

1 因材施教是調整教學模式及人才培養的晴雨表

就業前景相對較好的電子信息專業,近年來受到越來越多家庭和青年學子的追捧,一直穩居工科學生報考之熱門專業榜首。教師隊伍的人數發展相對滯后,教師的精力有限,無法對每一個學生實行精英化培養。在現有條件和資源下,既維持精英教育的發展,又同步落實好向大眾化教育的轉型,讓更多的學生能夠有效提升專業素養,最終達到服務社會的基本要求,是“專業實踐教研組”探索和實踐的問題之一。經過多年探索,“專業實踐教研組”成員一致認為,以人為本、因材施教是解題的關鍵所在,多年實踐磨合形成的“普及型”精英科技競賽培養教學模式,能夠有效應對當前學情的變化,并有望進一步助推轉型。

2 “普及型”精英科技競賽教學模式及人才培養

2.1 關于“普及型”精英科技競賽

要在教育資源有限的情況下,實現“普及型”精英教育,必須構建一個完整的實踐教學體系,整合校內指導老師、企業導師以及學生社團三方面的力量,實現電子信息工程專業大多數學生的精英化培養。經過多年的探索和實踐,“專業實踐教研組”的教師們探索出一套行之有效的“普及型”精英科技競賽教學體系。“專業實踐教研組”的教師們創建了“電信杯”電子設計競賽,將企業真實的研發課題整理成賽題。這個賽事是在這個“普及型”精英科技競賽教學體系中,非常重要的一個關鍵環節[2]。

比賽課題通過一系列實踐探索后已經具備了可行性研究方案,經歷了企業導師和專業導師的共同指導,通過電信杯和各種賽事的鍛煉,學生們將進入本專業的畢業設計環節。在各大比賽中參與過的賽題,經過綜合熔煉很可能產生有價值的研究成果。這個時候指導老師也將轉變為項目負責人,幫助學生們凝練科研成果,幫助企業完成產品升級改造,同時實現自己的科學研究計劃。筆者將整個的培養過程稱為大畢業設計周期。所謂大畢業設計周期就是前期參加科技競賽的環節,作為畢業設計的積累階段,使學生的畢業設計,更能有效創造價值。“普及型”精英科技競賽培養教學模式以“普及型”精英科技競賽教學體系為架構,秉承以學生為中心的教學理念,通過校企合作,最終達成良好結果[3]。

2.2 “普及型”精英科技競賽對教學模式的建樹

2.2.1 踐行以“學生”為中心

在“普及型”精英科技競賽培養教學模式中,“專業實踐教研組”非常重視以學生為中心展開教學,創立“電信杯”的初衷,就是在普通學生和各大賽事之間搭建了一個過渡橋梁,讓更多的學生能夠脫穎而出。

為了吸納更多的學生參與其中得到鍛煉和成長,“專業實踐教研組”提出將電信杯比賽融入課程設計及各類實習,例如電信杯比賽結果作為課程平時成績或者實習成績等。根據賽題的類型,進一步推動學生參加各類全國性大型比賽。尤其是在企業導師的參與下,學生們更加具有優勢,沖擊“互聯網+”以及挑戰杯各種創新創業型比賽。

“電信杯”不僅讓學生們通過學科競賽,提前接觸到企業研發任務,提高動手實踐能力和創新能力,而且競賽中產生的優秀方案對企業研發的幫助也很大,得到了合作企業的廣泛認可,因此賽題也能夠獲得企業的資助,獲獎的參賽團隊,會獲得企業設立的獎項和獎金,實現了大眾化的學生培養和行業需求的融合。

2.2.2 吸納企業參與教學

“普及型”精英科技競賽培養教學模式旨在建立自備造血功能的新工科人才培養機制,形成產學研良性循環,深化在學生培養和產品研發上的合作,實現校企雙贏。電信杯最大的特色就是賽題與企業需求緊密結合。由于“電信杯”的賽題來自于企業實際中遇到的技術難題,參賽學生沒有成熟的解決方案可以借鑒,必須先搜集可行的解決方案進行嘗試,通過驗證來確定哪條路徑真實可行。對于企業來說,參賽的學生越多,針對實際問題的解決方案也越多,企業便可以同時嘗試多種解決方案,降低了企業試錯的時間成本和經濟成本。更重要的是“普及型”精英科技競賽培養教學模式探索過程也讓更多的企業了解學校教育和學生能力,主動愿意建立校內實驗實習基地,共建實踐育人環境。

2.3 “普及型”精英科技競賽對人才培養的貢獻

2.3.1 促進動手實踐能力的發掘

工科專業是一個實踐動手能力非常強的專業,學生需要有時間動手的環境和經歷,結合“電信杯”提出的“大畢業設計”概念,將學生四年的求學生涯和實踐動手能力緊緊地結合在一起,讓學生在專業學習中能“知行合一”。各級電子設計競賽能夠有效激發學生學習的主動性,各級比賽平臺能夠給學生提供充分的學習、交流、提高的機會,促使學生將學到的知識轉化成能力,積淀成好的工程素養。眾多成績突出、專業能力廣受認可的已畢業學生都有參加各級電賽的經歷。

2.3.2 多重環境孕育潛在可能

“電信杯”的賽題圍繞著學生的實際情況設置賽題,大部分的學生都能在資源有限的情況下,找到與自己實力相匹配的環境和空間,并經歷不同的活動得到錘煉與成長,從而發現自己從前不曾看到的“潛力”,使得自我培養成為可能。其中,“電信杯”的組織工作主要由學生社團來完成,學生社團在這個“普及型”精英科技競賽教學體系中,負責專門組織比賽以及比賽的培訓工作,為電信杯每年迭代發展收集和積累素材資料等。這些事務性工作的參與,客觀上鍛煉了有能力的同學統籌安排賽事和協調的能力。例如,該校電信系成立的電子信息研創會,就是“普及型”精英科技競賽教學體系中必不可少的一個環節,經過一系列比賽磨煉后,學生的非專業知識能力和綜合素養都得到了提高。

3 “普及型”精英科技競賽培養教學模式取得的成效

(1)學生創新能力顯著提高。近3年,本專業實踐教研組指導學生獲得“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽湖北省二等獎1項;“互聯網+”大學生創新創業大賽湖北省銅獎2項;全國大學生電子設計競賽獲全國獎3項,省獎4項;全國大學生智能汽車競賽中獲全國獎1項,華南賽區獎1項;中國工程機器人大賽獲全國獎一等獎、二等獎37項;本科生發表學術論文5篇。

(2)建成多個產學研基地。教師團隊長期以來致力產學研用的深度融合,極大促進了教學能力和社會服務能力的提升。2019年以來,建立了湖北中地理華產業技術設計院校內實習基地,海爾重點創客實驗室,散料清潔輸送技術創新中心,智能地學儀器聯合實驗室,“智能建造”聯合實驗室等多個產學研基地。

4 結語

通過適應于新工科電子信息工程專業發展的“普及型”精英科技競賽培養教學模式的探索,培養了學生的專業素質,取得了一些成績。今后,要進一步加強對生產單位、科研部門及復合型人才專業需求的調查研究,并根據企業需求,擬定各類實踐類教改課題,對課程設置、教學內容、教學方法、實驗室建設、實驗內容與方法、教材選擇等不斷進行探索與改革;鼓勵教師積極參加企業的技術開發、技術服務等工作,并將之轉化為實驗內容提升改進的依據;鼓勵教師開展教改實踐,積極承擔教改項目,發表教改論文;鼓勵老師指導學生參加課外科研訓練,以使學生具有堅實的基礎知識,較強的自學能力,獨立自主的實踐能力,從而適應電子信息技術迅猛發展的形勢及社會對人才的需求。