新工科背景下應(yīng)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(guān)鍵詞：新工科；電子信息類專業(yè)；應(yīng)用型人才；產(chǎn)教融合

0 引言

習(xí)近平總書記指出，“進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球科技創(chuàng)新進(jìn)入空前密集活躍的時(shí)期，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)”。為主動(dòng)應(yīng)對(duì)這一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，我國(guó)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式， 實(shí)施“中國(guó)制造2025”“人工智能2.0”等重大戰(zhàn)略。為積極響應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略需求，支撐以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，突破核心關(guān)鍵技術(shù)，急需培養(yǎng)大批新興工程科技人才，新工科建設(shè)被提上日程。新工科建設(shè)是我國(guó)高等工程教育對(duì)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(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，更注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

自2017年2月以來，教育部積極促進(jìn)建設(shè)新工科，全國(guó)高校亦主動(dòng)擔(dān)當(dāng)，形成了新工科“三部曲”：復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南。教育部通過每年立項(xiàng)兩批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)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(xiàng)新工科教學(xué)改革項(xiàng)目等方式促進(jìn)新工科發(fā)展。新工科建設(shè)所引發(fā)的教育模式改革、學(xué)科交叉融合、專業(yè)建設(shè)與升級(jí)、教學(xué)方法創(chuàng)新、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人等已成為我國(guó)高等教育改革的焦點(diǎn)[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(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)知識(shí)，屬多種知識(shí)交叉融合專業(yè)。信息化智能化數(shù)字化社會(huì)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(dǎo)致企業(yè)用工荒與大學(xué)生找不到理想工作這一矛盾日益凸顯。如何在應(yīng)用型本科院校中將電子信息類專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)成為社會(huì)急需的創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才，已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。

本文基于學(xué)科交叉，利用產(chǎn)教融合，對(duì)標(biāo)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(shè)、教學(xué)體系，改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)，積極探索和創(chuàng)新實(shí)踐新工科背景下應(yīng)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(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的可行路徑。

1 應(yīng)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(yīng)用型特色弱

由于應(yīng)用型本科設(shè)置時(shí)間較晚，很多相關(guān)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃和課程體系從學(xué)術(shù)型本科照搬而來。然而應(yīng)用型與學(xué)術(shù)型的培養(yǎng)目標(biāo)及方向大相徑庭，應(yīng)用型本科旨在培養(yǎng)能把成熟的技術(shù)和理論應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)、生活中的技能型人才，需要結(jié)合本專業(yè)的就業(yè)方向規(guī)劃培養(yǎng)目標(biāo)，個(gè)性化培養(yǎng)應(yīng)用型特色。部分應(yīng)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(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用能力欠缺、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)能力欠缺等問題[3]。有些高校積極制定了補(bǔ)救措施如實(shí)行選課制，以提高學(xué)生自主權(quán)，但由于流于形式，實(shí)際效果不佳。

1.2 產(chǎn)出人才創(chuàng)新能力薄弱

新興技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展無(wú)不對(duì)新工科人才的創(chuàng)新能力有強(qiáng)烈需求，但高校產(chǎn)出的人才創(chuàng)新能力不適應(yīng)社會(huì)需求。一方面，學(xué)生忽略了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，大學(xué)期間其思維未能及時(shí)轉(zhuǎn)變，大部分時(shí)間用于上課拿學(xué)分取得畢業(yè)證書及考取研究生。倘若缺乏引導(dǎo)，他們幾乎不會(huì)主動(dòng)去培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，比如主動(dòng)參加“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目”“互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”和“挑戰(zhàn)杯全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽”等比賽，即便有的學(xué)生參加了比賽，很可能耗費(fèi)了時(shí)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(xué)模式單一，理論與實(shí)踐結(jié)合不足

教師將授課重點(diǎn)放在推導(dǎo)理論和闡釋原理層面，學(xué)生則是被動(dòng)學(xué)習(xí)和應(yīng)試，難以結(jié)合實(shí)際熟練應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。雖然部分課程配套了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，但受傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室配套條件的限制，往往較為注重傳授理論知識(shí)而輕視了設(shè)計(jì)與指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)。演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比較缺乏，學(xué)生自主研究能力難以得到鍛煉。此外，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中學(xué)科間交叉融合缺少，授課內(nèi)容局限于單專業(yè)、單學(xué)科內(nèi)，也限制了學(xué)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(xué)不深入，與各學(xué)科間的滲透與交叉達(dá)不到效果，這些都影響著適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型新工科人才的培養(yǎng)。

2 新工科背景下應(yīng)用型電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)改革思考

2.1 構(gòu)建以創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)體系

2.1.1 持續(xù)改進(jìn)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(xué)科特色，時(shí)刻關(guān)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(jìn)專業(yè)培養(yǎng)方案[5]，如圖1所示。

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

為了能使學(xué)生掌握最前沿的電子信息類專業(yè)知識(shí)，由行業(yè)企業(yè)和學(xué)校聯(lián)合構(gòu)建組合式模塊化課程體系。優(yōu)化整合專業(yè)課程，增設(shè)融合前沿技術(shù)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(yīng)社會(huì)最新需求。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論課程模塊，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)及思維能力；設(shè)計(jì)工程驅(qū)動(dòng)課程模塊，以實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)及課程設(shè)計(jì)為輔助，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力；設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練模塊，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)能力；設(shè)計(jì)創(chuàng)意創(chuàng)新實(shí)踐、學(xué)科競(jìng)賽實(shí)訓(xùn)系列、集成電路設(shè)計(jì)等課程，結(jié)合有關(guān)競(jìng)賽，構(gòu)建課賽融合的培養(yǎng)機(jī)制。

2.1.2 建立多樣化的實(shí)踐教學(xué)模式

主要措施是提高實(shí)踐性教學(xué)學(xué)分的比例，提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，全面培養(yǎng)新工科要求學(xué)生具備的多項(xiàng)工程能力。南陽(yáng)師范學(xué)院對(duì)電子信息類專業(yè)的培養(yǎng)方案共進(jìn)行了3次修訂，實(shí)踐學(xué)分占比由15%提升至30%。通過單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)訓(xùn)及課程設(shè)計(jì)等形式實(shí)現(xiàn)實(shí)踐體系有機(jī)融合，構(gòu)建多樣化的實(shí)踐教學(xué)模式。設(shè)立了單片機(jī)綜合案例設(shè)計(jì)等10門實(shí)訓(xùn)課程，開設(shè)了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，設(shè)立了多于15項(xiàng)的課程設(shè)計(jì)，新增了電子創(chuàng)新實(shí)踐和競(jìng)賽模塊課程。

2.1.3 建設(shè)精品課程示范工程

通過實(shí)施一般課、重點(diǎn)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(shè)。按照基本要求和建設(shè)目標(biāo)，制定規(guī)劃和實(shí)施方案。通過嚴(yán)格的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)的評(píng)審機(jī)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(shí)負(fù)責(zé)人制，以教學(xué)研究促進(jìn)教學(xué)改革，以教學(xué)改革提高教學(xué)質(zhì)量，使最新的教改成果能夠快速融入課程建設(shè)。對(duì)標(biāo)單片機(jī)原理及應(yīng)用精品課程，采取邊講邊練的方式，使課堂同步互動(dòng)，教做練創(chuàng)研貫穿其中，使學(xué)生在實(shí)踐的同時(shí)鍛煉思維能力。

2.2 基于“課程+項(xiàng)目+競(jìng)賽”驅(qū)動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)

通過“課程+項(xiàng)目+競(jìng)賽”的形式，使科研項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽共同促進(jìn)教和學(xué)，使理論與實(shí)踐的結(jié)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(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)生了許多相關(guān)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目，諸如“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目”“互聯(lián)網(wǎng)+ 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“挑戰(zhàn)杯全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽”“全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”和“藍(lán)橋杯大賽”等。這些競(jìng)賽的賽題都與相關(guān)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿關(guān)聯(lián)緊密，既有實(shí)用性和競(jìng)技性，又有趣味性和激勵(lì)性，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，大大提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)新能力。這正是“新工科”所提倡的，既能開闊學(xué)生的眼界，又能培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)精神，還能磨煉其意志和心理素質(zhì)。

學(xué)校教務(wù)處、團(tuán)委和各學(xué)院廣泛組織，確保了競(jìng)賽體系的可持續(xù)性。物理與電子工程學(xué)院開設(shè)通信協(xié)會(huì)、電工協(xié)會(huì)、自動(dòng)控制協(xié)會(huì)等，從學(xué)生進(jìn)校就開始招收新人，使其盡早接觸競(jìng)賽。少數(shù)學(xué)生先“強(qiáng)”起來，而后帶動(dòng)周邊同學(xué)興趣，共同提高。這種培養(yǎng)方式很有針對(duì)性，培養(yǎng)的學(xué)生創(chuàng)新能力遠(yuǎn)強(qiáng)于普通學(xué)生。

學(xué)校還積極嘗試讓學(xué)生以多種方式參與科研項(xiàng)目，以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。從2005年起，學(xué)校設(shè)立大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)創(chuàng)新（SPCP） 項(xiàng)目，按“自由申請(qǐng)、擇優(yōu)資助、嚴(yán)格驗(yàn)收”的原則，每年資助200個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目提供600～800元的經(jīng)費(fèi)資助，讓學(xué)生盡早參與科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和社會(huì)實(shí)踐等創(chuàng)新活動(dòng)。遴選科研成績(jī)顯著的教師開放其創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，吸引學(xué)生熟悉、了解老師的科研成果，參與老師的科研項(xiàng)目，促進(jìn)老師的教與學(xué)生的學(xué)，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。

2.3 基于新工科背景加強(qiáng)教師教育能力的培養(yǎng)

新工科強(qiáng)調(diào)知識(shí)交叉融合，主張打破學(xué)科壁壘，培養(yǎng)多元?jiǎng)?chuàng)新的工程師，所以必須加強(qiáng)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(yàn)，又有專業(yè)的技能實(shí)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(xué)校應(yīng)加強(qiáng)教師培養(yǎng)，多制訂并實(shí)行相關(guān)的政策，組織各類培訓(xùn)，督促教師不斷學(xué)習(xí)進(jìn)步，鼓勵(lì)教師到企業(yè)、兄弟院校、國(guó)外名校學(xué)習(xí)與深造，使其掌握前沿的工程知識(shí)，全面提升教育能力，達(dá)到“雙師型”教師的標(biāo)準(zhǔn)，這勢(shì)必能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

新工科背景下加強(qiáng)教師教育能力的培養(yǎng)，還需創(chuàng)新教學(xué)方法。實(shí)行多樣化的學(xué)習(xí)形式，如立足工程項(xiàng)目的探索性教學(xué)法、立足真實(shí)案例的討論性教學(xué)法、立足企業(yè)項(xiàng)目的實(shí)踐性教學(xué)法、立足VR及仿真技術(shù)的研究性教學(xué)法等，鍛煉學(xué)生科學(xué)思維、分析問題和工程實(shí)踐的能力。在應(yīng)用型電子信息類人才培養(yǎng)過程中，創(chuàng)新性地引入時(shí)興技術(shù)如VR、仿真技術(shù)和人工智能等，利用VR、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)使學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。引導(dǎo)學(xué)生建立學(xué)習(xí)研究小組，互相激勵(lì)，共同研究，共同進(jìn)步。把最新的技術(shù)有機(jī)融入傳統(tǒng)課堂，使學(xué)生可以很快適應(yīng)新技術(shù)，使教師更加深刻地理解和應(yīng)用新技術(shù)，提升教師的教育能力。

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

南陽(yáng)師范學(xué)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(shì)資源，圍繞專業(yè)對(duì)應(yīng)崗位的知識(shí)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(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，建立“工學(xué)結(jié)合，共建共享共贏”的產(chǎn)教融合協(xié)同育人機(jī)制[6]。

1） 以職業(yè)和崗位需求為導(dǎo)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(xué)為主的學(xué)校教育和直接獲取實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的校外工作有機(jī)結(jié)合，實(shí)施“2.5+1.5”的培養(yǎng)模式。學(xué)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(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)大綱；制定完善的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)體系和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)模式，利用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的資源開展項(xiàng)目式、案例式等教學(xué)改革。

2） 選派教師到深圳信盈達(dá)科技有限公司鄭州分公司、鄭州藍(lán)鷗科技有限公司、南陽(yáng)防爆電氣研究所等企業(yè)培訓(xùn)，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(shù)人員，全程參與教學(xué)環(huán)節(jié)如制訂人才培養(yǎng)方案、專業(yè)見習(xí)、實(shí)踐教學(xué)等，帶給學(xué)生行業(yè)先進(jìn)理念及最新技術(shù)，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，全面促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

3） 與河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司、江蘇傳智播客教育科技股份有限公司、洛陽(yáng)牡丹通訊股份有限公司等企業(yè)建立多個(gè)南陽(yáng)師范學(xué)院新工科專業(yè)實(shí)習(xí)基地、河南省本科高校大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地。學(xué)生通過對(duì)企業(yè)生產(chǎn)和操作流程的現(xiàn)場(chǎng)觀摩與學(xué)習(xí)、實(shí)地參與相關(guān)工作、親自動(dòng)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(shí)，有效增強(qiáng)了協(xié)作意識(shí)、就業(yè)意識(shí)和社會(huì)適應(yīng)能力，持續(xù)提升了自身實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)。

4） 與企業(yè)協(xié)作開設(shè)“基于STM32的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等公開課，增設(shè)工程管理通識(shí)課，選設(shè)企業(yè)員工職業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)道德課，促進(jìn)校企文化融合及應(yīng)用型人才培養(yǎng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文探索了新工科背景下應(yīng)用型電子信息類專業(yè)的人才培養(yǎng)，針對(duì)應(yīng)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(yīng)新工科背景下人才培養(yǎng)需求，從四個(gè)方面給出詳細(xì)改革方案，持續(xù)深入探索和實(shí)踐。學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力倍增，在學(xué)習(xí)中發(fā)揮主觀能動(dòng)性，積極學(xué)習(xí)、開拓思維，工程思維能力大大提升，實(shí)現(xiàn)了學(xué)以致用，必將為國(guó)家社會(huì)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(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了較好的經(jīng)驗(yàn)和可行路徑。