應用型高校電子類專業實訓課程創新創業教育實踐與改革

劉虹，袁江南，肖旻，林洪沂

（廈門理工學院 光電與通信工程學院，福建廈門 361024）

探索建立科學合理、實用高效的通信工程、電子工程等專業教學體系，是增強普通高校辦學實力的基礎性工程，實踐能力的培養是提高通信與電子類專業學生信息化綜合素質和就業競爭能力的重要一環[1-4]。創新是創業的基礎，創業是創新的體現，所以，高校應在低年級課程中培養學生創新能力，在高年級課程中培養學生創業能力，循序漸進，以創新創業為目標，增強專業課程之間的聯系[5-7]。OBE 模式能提高學生自主學習能力和綜合創新素質，通過學生學習產出，促進高校創新系統有效運行[8-11]。

1 改革的意義

以教學改革為背景的高校創新創業社團建設有利于營造良好的創新創業氛圍，以此取得的教學改革成果可以推動創新創業實踐活動的內涵建設和形式改革，提高學生的創新創業能力[12-15]。

目前，廈門理工學院電子信息類專業的實訓體系存在以下幾個問題。

（1）專業課程體系中配套的集中實踐環節都是相對獨立的，每門課程的實踐環節只服務于本門課程，課程之間的聯系較少。實踐體系的設立是自下而上的，低年級課程的實踐環節未以最終的畢業指標為達成目標進行設置，沒有為高年級課程的實踐環節服務。目前，由于高年級的集中實踐環節課時有限，使得實訓項目規模偏小，學生難以進行充足的系統設計鍛煉，高校尚未形成系統性的專業培養體系。

（2）由于學生數量增加，在原有的實訓體系下，學生接受的教育同質化，教師難以根據學生的能力與興趣進行個性化教育，因此，現有的實訓體系無法實現因材施教。

（3）經過調研，一些高校已經形成了“賽”“課”合一的教學模式，將比賽的趣味性、競爭性，與課程的規范性、系統性有機結合。以桂林電子工業大學為例，其在全國大學生電子設計競賽中取得優異成績后，有效地推動了實踐教學改革，競賽為學生提供了施展才華的平臺，激發了學生學習和參與實踐的積極性，培養了學生的創新精神和實踐能力。而廈門理工學院尚未形成有效的競賽培訓體系，缺乏有效的實驗資源管理機制，未充分利用現有的實驗資源為學生提供有效的實踐支持。

為了解決上述問題，本文引入OBE 模式，自上而下地建立現代電子信息類實訓體系，探索OBE 模式在電子信息類實訓教學改革中的應用。OBE 模式能提高學生自主學習能力和綜合素質，利用學生產出促進實訓系統有效運行。

2 課程實踐與改革的實施

改革的實訓體系包括理論課程體系與實踐體系兩部分，圖1 為實訓體系示意。

圖1 實訓體系示意圖

如圖1 所示：理論課程體系包括公共基礎課、專業基礎課、專業選修課以及專業方向課。本文以專業方向課的方向類別為依據，設計與專業方向一致的系統訓練項目，并將這些系統實訓項目按知識點分模塊分解到各門基礎課及選修課的實踐中，最終在專業方向課結束時，完成系統項目實訓。這樣的體系設置，旨在增強大一到大四專業課程之間的聯系，用項目將同一方向的課程聯系起來，使學生能夠更有效地將所學的知識應用到實踐中。

實踐體系包含兩個環節：第一個環節是與理論課程體系緊密相連的實踐環節，此環節面向全體學生；第二個環節是綜合項目強化訓練環節，包括競賽培訓，該環節面向部分學生，由學生自主申請預約，學生可根據能力選擇參與，實現對實驗室資源的充分利用，為學生創造良好的實驗環境。

通信類專業方向課程分為數字圖像處理方向和物聯網方向。本文以數字圖像處理方向系列課程為例，設置的系統訓練項目為“信號放大與濾波電路設計”。根據各年級相關課程，將該項目分解為5 個知識點模塊，項目具體分解示意見圖2。

圖2 項目分解示意圖

其中，模塊1 為“單管放大電路設計”，其訓練目標為掌握單管放大電路的基本工作原理，學會基本焊接及電路排版；模塊2 為“A/D、D/A 控制器設計”，其訓練目標為掌握數模以及模數轉換原理；模塊3 為“單管放大電路幅頻特性測試”，其訓練目標為能夠利用信號與系統課程所學知識，分析模塊1 所設計的單管放大電路的幅頻特性，從而理解系統特性；模塊4 為“濾波器設計”，該模塊需要整合模塊2 和模塊3 的內容，進行數字信號濾波器設計；模塊5 為“信號發生器設計”，其訓練目標為以模塊4 的電路為基礎，完成完整的系統設計。

在模塊5 中加入了4 學分的創業學分，學生在夯實專業基礎、具備創新能力的基礎上，進行創業訓練。

此外，以通信工程專業為例，為了提高學生的創新創業能力，本文對一些重要的實踐專業課進行了學時學分以及考核方式的改革，包括C 語言程序設計專題實驗、數字電子技術、嵌入式系統等等。具體改革舉措為：（1）數字電子技術課程，由原來的課內16 課時實驗調整為單獨實驗課，課時增加至24 課時，實驗內容也從原來的利用專用芯片設計電路改為利用可編程邏輯單元設計數字電路，以此加強學生后續電路系統的設計能力；（2）電子系統設計課程，修改了教學大綱，嵌入了2～4 課時的創業教育，加入了學科發展的新思想、新概念、新成果，力求達到“專創融合”的目的；（3）專業綜合實踐課程（原名通信電子系統設計綜合實驗），由2 周課時改為3 周課時，成為通信專業的Capstone（頂點）課程，設置多個綜合性較強的設計性項目，由學生組隊完成。同時，增加指導教師數量，提高師生配比，更有效地為學生提供項目指導。通過后續學生座談了解到，該課程體系的改革很成功，成為學生受益最大、對就業最有幫助的本科課程之一。

本文對綜合項目強化訓練環節的改革進行了一系列的探索。該類項目培訓與分方向項目培訓體系并行，建立科學的實驗資源開放體系，提供預約機制，由感興趣的學生自行組隊、自主申請。此舉措提高了學生自主學習的能力，實現了因材施教，以賽促學。

春季學期，學生以自行組隊的方式提出申請，學校系部考核其基礎專業知識，選拔出適合參加分方向強化訓練的隊伍，設計一系列培訓方案，在每周三下午組織各年級學生進行項目訓練。訓練成效經考核評分以后，教師為學生分配實驗室，考核優良的進入創新實驗室，其余學生進入SOPC 實驗室。春季學期的課外強化訓練，不僅提高了學生解決問題的能力，培養了學生的創新思維，同時鍛煉了高年級學生指導低年級學生的能力，緩解了師資數量不足的壓力，為各類學科競賽培養了優秀學生?？紤]到低年級學生缺少系統基礎知識培訓，實踐基礎比較薄弱，需要自主學習的知識偏多，因此，在學院范圍內，建立競賽團隊儲備機制，優化學生梯隊，對學生進行分梯隊培訓。該培訓分為兩個時段進行：學期中訓練時段及暑假訓練時段。

為了實現因材施教，使個性化的培訓方式順利進行，同時為了滿足更多學生的實踐需求，需提高實驗室開放系統的合理性和有效性。因此，課程教學教師與實驗室教師配合，設計了科學的實驗室資源分時復用體系，采用學生預約及教師審核雙向機制，提高各項實驗資源利用率，使學生可以充分利用課外時間有序地進入實驗室進行項目操作，大量增加實踐時間與實驗人次。為了對學生進行更好的監管，避免實驗資源浪費，設計了實驗臺智能控制系統。同時，設立實驗室設備器材網上管理系統，使得實驗室現有資源清晰明了，學生可以根據需要隨借隨還，大大提高了實驗室設備的利用率。

3 教學改革實施的成效

經過兩年的改革摸索與實踐，初步建立起課內課外相輔相成的實訓體系，全面提高了學生的專業素養。改革對學生創新創業能力的培養初見成效，主要體現在學生參與各類創新創業競賽數量的增多以及質量的提高方面。表1 與表2 列出了光電與通信工程學院學生2017年至2019 年參與的創新創業項目及主要獲獎數量。

表1 創新創業項目統計

表2 創新創業獲獎項目統計

從表1 可以看出，2017 至2019 年上半年，創新及創業項目不僅在數量上有大幅增加，在項目質量上也有大幅提高，國家級、省級項目數量明顯增加，特別是在創新項目基礎上孵化的高質量創業項目數量明顯增加。由此說明，本次教學改革初見成效。

從表2 可以看出，各類競賽的獲獎等級以及數量也呈現逐年上升的趨勢，以光電與通信工程學院的A類賽事——全國大學生電子設計競賽為例，參賽成績見表3，8 年來首次獲得國家一等獎1 項、二等獎1 項。廈門理工學院建校以來，只在2011 年獲得過本項賽事的國家一等獎1 項。

表3 參加全國大學生電子設計競賽獲獎統計

從參賽取得的成績可以看出，通過教育實踐與改革，為學生提供了更大的實訓平臺，有效鍛煉了學生的創新能力，在全院范圍內營造了良好的創新創業氛圍，在培養學生創新能力的基礎上，孵化出多個創業項目。

4 結語

針對廈門理工學院電子信息類學生實訓課程缺乏整體規劃的問題，本文進行了如下改革與創新：（1）以OBE 理念為導向，設計貫穿各年級課程的專業系統訓練項目，將項目根據多門相關課程進行模塊化分解，使得專業課程之間有了更加緊密的聯系；（2）設立綜合項目強化訓練環節；（3）優化實驗室資源開放與管理系統，設計了科學的實驗室資源分時復用體系，最大限度地提高實驗室與實驗器材的利用率。經過以上改革實踐，提高了學生的創新能力，營造了良好的創新創業氛圍，改革取得了一定成效。