生成式AI對本科電子信息專業實訓課程改革的影響與探索

摘要：近年來，生成式人工智能（GenerativeAI）的飛速發展給電子信息學科的本科實訓課程帶來了巨大影響。該文探討了生成式AI對電子信息專業實訓課程改革的影響，提出并實踐了結合競賽驅動的教學模式，并分析了創新基地建設和校企合作對優化實訓課程的支撐作用，旨在提升學生的理論知識和實踐能力，助其更好地適應未來職場需求。

關鍵詞：生成式AI；競賽驅動；創新基地；實訓課程；校企合作

中圖分類號：G42

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）13-0154-03

0引言

信息科學的迭代不僅深刻地重塑了人們的生活方式，還加劇了就業市場對電子信息專業人才的需求。企業對技能嫻熟、專業知識扎實以及對AI工具運用熟練的復合型人才的需求愈發迫切。面對就業崗位要求突變的現實情況，教育教學改革遭遇了前所未有的挑戰。國內的教育現狀揭示了一個不容忽視的事實：理論教學與實際應用之間仍存在著鴻溝，我們在關鍵技能培訓和新工具使用方面仍有待提高[1]。

人工智能的快速發展對電子信息專業人才培養提出了新的要求。生成式AI的出現為實訓課程改革提供了新的機遇。大語言模型，如OpenAI的GPT系列，通過其對大規模數據集的處理和分析，展現了在自動化編程、故障診斷以及技術創新等方面的巨大優勢[2]。本文旨在探討如何將生成式AI融入電子信息專業實訓課程，以提升學生的實踐能力和創新能力。

1電子信息專業實訓課程現狀

實訓課程在電子信息專業教育中不容忽視，它是將學術理論與實際工程技能相結合的橋梁[3]。目前，電子信息專業實訓課程面臨一些挑戰，例如實訓選題陳舊、方式單一、實訓內容與崗位需求脫節等。這些問題導致學生的專業能力得不到有效的提升和完善[4]。

1.1實訓題目老化與新技術脫節

實訓課程中的個別題目停留在傳統和舊有領域，缺少與新技術和最新行業趨勢相關的內容。這種情況反映了一些教學環節在課程設置上的慣性思維，可能是由于任課教師對新技術的不熟悉，或者是由于學校對課程更新的重視程度不夠。例如，在一些核心課程的實訓中，與某些競賽項目緊密關聯的訓練較少，而一些陳舊的電路板繪制實訓內容仍在應用。學生在這樣的環境下，較少接觸到前沿的技術與工具，這不僅限制了他們的學術發展，而且可能導致他們在職業生涯中面臨窘境。

1.2實訓方式單一且缺乏激勵

部分實訓課程未考慮到學生的個性和興趣，課程內容過于重視理論知識的灌輸，缺乏創新和實踐環節，導致學生感到枯燥和乏味。這種模式忽略了學生在實際操作中發現問題和解決問題的能力，這對于培養學生的創新能力和獨立思維造成了阻礙。

1.3教學互動性不足，與職業需求脫節

部分高校的實訓課程缺乏與企業的緊密結合，教學過程中缺乏有效的互動環節，導致學生在遇到問題時無法及時得到反饋和指導。一些學校在教學改革過程中存在信息繭房，最新的科技動態、新型工具以及就業趨勢無法在教育教學中體現，導致學生的能力增長與崗位要求不相匹配。

2實訓課程的改革實施路徑

2.1創新基地承載實訓課程

為提升實訓效率，學校精心打造了一個大規模的大學生創新基地，能夠容納200多名學生同時進行課程實訓。基地內設施齊全，從基礎的電子元件、電路板到高端的嵌入式開發板和傳感器，為學生在實踐和創新道路上提供了堅實的支持。此外，基地特聘了多位經驗豐富的專業指導教師為學生提供實時的技術指導。他們不僅具備深厚的學術背景，而且在實際工程應用中擁有豐富的經驗，能夠幫助學生在完成課業的同時對接最新的學科資訊。在眾多的競賽中，這個基地為參賽隊伍提供了大量與競賽內容緊密相關的硬件設備和專業信息，幫助學生充分發揮并展現最佳水平。豐富的硬件配置和強大的師資力量不僅培養了學生的專業技能和創新思維，還強化了團隊合作精神。近5年，該基地與專業實訓課程對接，成功為社會輸送了3000多名電子信息專業人才，他們在工作崗位上展現出高超的技能和強烈的創新意識，深受企業界的欣賞和好評。

2.2校企合作優化實訓機制

教學團隊以校企合作為契機，通過優化實訓機制，為高校實踐教學與企業人才培養搭建了雙贏的橋梁。以大學生創新基地為平臺，學校與廣州粵嵌通信技術有限公司、上海V3學院等知名企業共建實訓實驗室，通過平臺共享、技術共創和任務聯通（即崗位任務聯動實訓任務）的方式，構建了“引企入校+引學入企”的新型實訓模式。在這一機制下，校企聯合舉辦創新設計大賽、魅力電子節、技術高管進課堂等活動，將企業最前沿的技術成果與實際需求引入校園，為學校教學提供了豐富的資源支持。同時，這種合作也為學生創造了直接接觸企業的寶貴機會，讓他們在真實的企業場景中應用所學知識，提升實踐能力，積累寶貴經驗。對于企業而言，這種合作成為發現和培養未來員工的重要途徑。通過與學生的早期接觸，企業不僅能夠儲備適合自身需求的人才，還能對學生進行定向的職業培訓，使其更快地融入企業文化，并更好地適應崗位需求。通過這一雙向互動的機制，校企雙方實現了資源的深度融合，為培養高素質、應用型人才提供了強有力的支持。

2.3競賽項目對接實訓教學

在當前信息技術、人工智能及機器人等領域快速發展的背景下，多個官方組織和教育機構不斷推動各類大學生競賽和創新創業活動。這些競賽不僅題目多樣且具有較高的實用性，還為電子信息工程專業的教育改革提供了新的思路[5]。在教學設計中，教師們有意選擇與課程教學目標和專業技能培養高度契合的競賽項目，將其轉化為實訓內容，使教學更加貼近實際應用。同時，根據競賽要求拆解任務，設計分階段的實訓內容，引導學生逐步掌握核心技術，以完成競賽任務。通過組建學生團隊，以競賽模式組織實訓，培養學生的團隊協作能力和解決實際問題的綜合素質。邀請校內外導師指導學生完成實訓任務，同時運用競賽標準評價學生的表現，確保實訓效果達到競賽要求。在此基礎上，教師團隊鼓勵學生在實訓中融入創新思維和創業意識，激發學生的創意，引導其將競賽成果應用于實際項目或產品開發。通過將競賽項目引入實訓教學，不僅提升了學生的學習興趣和動手能力，更進一步拓展了學生的崗位適應能力。

2.4生成式AI輔助實訓內容

為了確保電子信息專業的學生能夠緊跟專業領域的發展步伐，有效利用AI工具解決實際問題，并在實際操作中得到充分鍛煉，設計了任務導向式課程。實訓課程的設計旨在強化學生的方案設計能力，特別關注與電子領域緊密相關的技術。實訓課程從增強方案設計能力出發，包括模擬電路、數字電路、單片機應用以及歷年電子競賽真題的解決方案等多個任務。在實訓過程中，AI輔助每一個步驟，從模擬電路的運算放大器、濾波器和振蕩器設計，到數字電路的計數器和頻率計設計任務，再到單片機的模塊化設計任務以及基于電子競賽任務的方案設計等。學生可以與AI實時互動，以模擬并實現各種電路運行為目標，加深對基礎知識的理解。生成式AI的參與不僅能幫助學生優化方案，還能彌補學生與教師之間互動不足的問題。例如，其可以幫助學生快速生成初步代碼、設計方案或優化方案，根據學生的學習進度和能力，生成適合個體需求的學習內容和反饋，提供針對性的輔導與練習。有了生成式AI的輔助，學生的實訓效率顯著提高，同時鍛煉了學生快速整合的能力，以應對解決復雜問題的挑戰。

2.5生成式AI賦能多元化考核方式

通過生成式AI的引入，課程考核逐步實現了多元化和實踐導向的轉型，重點圍繞學生完成的任務展開。這些任務根據難度梯度分級，涵蓋電路設計、嵌入式開發和電子競賽項目等，旨在全面評估學生從基礎技能到高階應用的能力。考核重點包括學生快速理解任務要求、完成電路設計和程序編寫，以及生成式AI的應用能力。學生答辯環節注重實踐成果的展示，不再局限于理論陳述，而是以個人作品如硬件設計、嵌入式程序或綜合項目為核心。考核中要求學生闡釋設計思路、實現過程，以及AI在電路設計、代碼自動生成及調試分析中的作用，并演示作品功能與實際應用價值。例如，在團隊考核中，通過明確角色分工，如設計師、程序員或項目協調員，確保每名學生的貢獻得到充分體現。同時，在評估團隊協作和整體項目完成情況時，將AI打分作為一個輔助評價工具，這一舉措提升了效率與公平性。生成式AI貫穿考核的各個環節，支持任務生成、代碼優化、動態反饋與智能化評估。這種多元化考核方式以實踐和應用為導向，真實檢驗學生將知識技能轉化為實際操作的能力，同時激發創新潛能，增強職業適應力，為培養高素質應用型人才提供了有力支持。

根據以上改革實施路徑，本研究結合電子信息專業的實訓課程改革構建了“基于生成式AI和競賽驅動的實訓課程模型”如圖1所示。

3實訓課程改革實施效果

通過這一系列改革，電子信息專業的實訓課程已經發生了顯著的變化。從學生參與度、課程滿意度到社會評價，各個方面都有明顯的提升。這些改變不僅證明了改革的成功，還為未來更多領域的教學改革提供了有力的支持。

3.1理論與實踐互促

在創新平臺的支撐下，“電子線路實訓”“嵌入式系統應用設計實訓”“單片機應用設計實訓”等課程不僅將理論教育深入到位，同時也為學生提供了大量的實踐機會。同時，生成式AI的廣泛使用能夠提高學生學習的效率，并及時解答學生在理論和實踐中遇到的諸多問題。這種教學方式確保了學生對理論知識的深入理解，同時也鍛煉了他們的動手能力和獨立解決問題的能力。在此過程中，優化了師資的配置，降低了教師對基礎理論教學的時間投入，并將更多的時間用于訓練學生的方案設計和實踐能力。

3.2教學成果倍增

要驗證教學改革的成果，競賽獲獎就是一個直接的證明。實施教學改革以來，教師團隊利用大學創新基地平臺，提供Java、網頁設計、Android及iOS等編程培訓。學生在全國大學生電子設計競賽、中國機器人大賽及全國軟件和信息技術專業人才大賽中，共獲得全國一等獎35項、二等獎65項。同時，18位指導老師因其出色的指導效果被評為“優秀指導教師”。

3.3師生共贏

通過改革，學生在理論學習與實踐操作之間找到了平衡點，全面提升了綜合能力。他們不僅在專業競賽中屢獲佳績，更在職業發展中展現出更加自信的姿態。教師以改革為契機，積極更新教學理念，將生成式AI等前沿技術引入課堂，不僅提高了教學效率，還激發了學生的學習興趣。學生通過實踐課程不斷深化理論知識，主動向教師反饋實際問題，共同探索解決方案，從而形成了師生“共進共贏”的相互成就教育模式。教師成為教學改革的引領者，學生在教師的指導下成長為理論扎實、實踐能力過硬的優秀人才，為社會和產業發展提供了有力支持。

4結束語

在過去幾年中，電子信息工程專業的教育經歷了系統性的教學改革，這些改革顯著提升了教育質量。通過采納競賽驅動式教學、校企聯合培養模式，并結合生成式AI輔助教學，不僅激發了學生對電子信息科學與技術的濃厚興趣，還顯著提升了他們的專業素養和創新實踐能力。這種教學模式的成功實踐產生了廣泛的積極影響：首先，為專業課程改革提供了強有力的支撐和有效的模板，促進了教學內容和方法的創新。其次，通過優化和加強師資隊伍，進一步完善了課程體系，提高了教育質量。此外，推動了實訓基地的建設和運營，為學生提供了豐富的實踐和創新機會。競賽驅動式教學增強了學生利用生成式AI工具進行電子設計和解決實際問題的能力，同時，與企業的緊密合作幫助學生更好地適應職場，縮小了教育與實際應用之間的差距。然而，教學改革是一個持續的過程，還需要不斷進行反思、優化和創新，才能適應社會和技術的快速發展。

參考文獻：

[1]夏巍，嚴輝，丁剛，等.以電子設計競賽驅動電子信息類創新人才培養的探索[J].中國電力教育，2009（4）：102-103.

[2]馮志偉.神經網絡、深度學習與自然語言處理[J].上海師范大學學報（哲學社會科學版），2021，50（2）：110-122.

[3]劉俊.競賽驅動式教學在設計類課程中的運用與研究[J].中國皮革，2011，40（18）：107-109，113.

[4]夏建國，劉曉保.應用型本科教育：背景與實質[J].高等工程教育研究，2007（3）：92-95.

[5]程志剛，蘇雪花，李曉瑩，等.技能競賽驅動全面提升應用型人才培養質量[J].化學工程與裝備，2016（2）：238-239.

【通聯編輯：張薇】