电子信息类大学生实践创新能力培养探索

韩 超，査君君

（安徽工程大学电气工程学院，安徽芜湖 241000）

2017年2月18日，教育部于复旦大学组织召开了关于新工科内涵、建设与发展方法等内容的研讨会，针对新工科的建设达成了10项共识，即所谓“复旦共识”。2017年4月8日，清华大学、北京大学等60余所高校云集天津大学，就新工科建设具体实施方案与远景进行了商讨，确定了新工科的建设目标与实施方案，即所谓的“天大行动”。2017年6月9日教育部在北京召开了“新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议”，标志着新工科建设的全面启动。2018年3月15日，教育部发布《教育部办公厅关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》。从而掀起了高等学校新工科建设的热潮。2018年4月2日，教育部下发了教技〔2018〕3号文件，即“教育部关于印发《高等学校人工智能创新行动计划》的通知”，为新工科建设指明了具体方向。本文基于普通工科高校并以安徽工程大学的具体情况为例，融入新工科建设内容，从课程设置、教学方法改革等角度对电子信息类大学生实践创新能力的培养进行探索，为提高大学生实践创新能力提供思路和方法[1-9]。

1 课程设置

大学生知识体系的建立，创新思维和创新能力的培养总是要通过课程体系来实现，因此课程体系的构建是本科教学的最为重要的环节[10]，在目前全国上下新工科建设如火如荼的大背景下，按照工程教育专业认证的理念和标准，以安徽省的战略新兴产业为导向，引入人工智能内容，形成了以培养高素质应用型人才为目标，以信息领域新技术为导向，掌握信号与信息处理的理论、方法和技术的课程体系。课程设置完全符合2018年1月30日中华人民共和国教育部发布的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》（简称《国标》）。按照工程教育专业认证的标准设置数学与自然科学类课程、工程基础类课程、专业基础类课程、专业类课程、工程实践与毕业设计课程、人文社会科学类课程。规定毕业总学分为180学分，其中通识必修课为60学分，占33.3%；通识选修课为7学分，占3.9%；学科基础课为34.5学分，占19.2%；专业核心课为23.5学分，占13.1%；专业方向课为6学分，占3.3%；实践教学环节为45学分，占25%；社会责任教育为4学分，占2.2%。课程分类及其学分分配比例如表1所示。图1为用不同颜色表示相应类别的课程及分学期开设课程的情况。在创新能力培养方面，在第一学期开设了电子信息导论课程使学生了解本专业的概况、培养学生的学习兴趣和创新意识；第二学期开设了认识实习使学生了解公司的生产流程、关键技术等，培养学生实践能力和创新思维，同时开设了专业所需相关软件课程培养学生创新能力；第三学期开设工程训练课程以培养学生实践和创新能力；第四学期开设工程训练、软件基础训练以培养学生的实践能力和基础工程能力；第五学期开设FPGA数字系统设计大实验；第六学期开设ARM体系结构与汇编语言综合实验、专业相关软件；第七学期开设专业软件训练，至此学生通过认真学习，已掌握了本专业的重要软件知识和实践创新的基本能力。第七学期开设的专业综合实验，考察学生对所学知识的综合运用，培养学生的综合实践能力和创新能力，通过开设的生产实习课程，使学生深刻了解本专业相关企业的生产流程、技术要点难点、发展趋势及前景，增强实践能力和创新能力。最后通过第八学期的毕业设计培养学生利用本专业知识解决复杂问题的能力，从而使学生实践创新能力达到新的高度。此外针对当前热门的移动互联网技术，开设了linux相关课程，针对人工智能技术开设了机器学习、模式识别等课程以适应经济及社会发展的需求。

2 课堂教学

课堂教学是培养目标实现的重要途径，是学生获取知识和能力的关键环节，因此教师必须紧跟时代的步伐，学习新知识、新技术，不断进行教学模式、教学方法的探索和改革[11]。对于普通工科高校而言，专业基础理论课的课堂教学要改变教师单一讲解、填鸭式教学、学生被动接受的教学模式，可采用理论讲授-课内实验-工程应用专题讲解-分组研究的课堂教学模式，从而改变传统课堂教学模式、丰富课堂教学手段、拓展课堂教学内容。通过理论讲解使学生掌握本课程的基本理论知识；通过课内实验使学生掌握该门课程的基本实验技能，在实验前要求学生预习实验内容，采用相关软件对实验进行仿真，就实验内容而言宜以设计型、综合型实验为主；通过工程专题训练培养学生的基本工程能力，了解工程的流程，培养工程伦理及社会责任感；通过分组研究，使学生能够充分利用课余时间，发挥学生的学习主观能动性，体会到“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的意境，培养学生的文献查阅、协作精神、分析问题及解决问题的能力、创新意识和创新能力，教师对每一组同学的研究内容进行点评，并将实验、汇报的结果作为平时成绩考核的一部分。综合型实验是培养学生实践创新能力的重要一环，综合型实验的教学要设计知识覆盖面较广、包含当前主流技术、具有一定深度的综合性实验，多位教师参与指导，以培养学生对本专业知识的综合应用能力及创新能力。此外，注重学生的认识实习、生产实习，加强与相关企业的产学研合作，建立学生实习实践基地，为学生实践能力的培养提供必要的场所和平台。目前我们已经与芜湖市多家国内知名企业建立了良好的合作关系，每年有本专业的学生在企业工程师和学校教师共同指导下完成相应的实践教学任务，如认识实习、生产实习等。在课程考核方面，考核总成绩分为平时成绩和考试成绩两部分，每一部分给出相应的评分标准和评分细则，并对考核成绩进行分析，分析结果为下一轮的教学活动提供教学参考、为进一步的教学改革提供依据。通过持续的教学改革，目前我校电子信息科学与技术专业学生的学习积极性、主动性逐渐提高，学生学习兴趣增强，教学效果较好。

图1 课程配置图

表1 课程分类及其学分分配比例表

3 实践创新活动

第二课堂是课堂教学的必要补充，是培养大学生实践能力、创新能力的重要环节，积极充分地发挥第二课堂的重要作用，也是和当下倡导对大学生增负、新工科建设的理念高度吻合的。宜将创新实践活动、学科竞赛纳入学生的必修课程之列，每生4年必须修完相应的学分。每位教师需指导一定数量的学生进行创新实践活动或者学科竞赛等。学生根据自己兴趣选择相应的创新实践活动或相应的学科竞赛。我校电子信息类专业的同学可参加的创新实践项目有国家级大学生创新创业项目、省级大学生创新创业项目、校级大学生创新研究项目等。学科竞赛有国家级的、省级的电子设计大赛、全国大学生课外学术科技作品竞赛、省级大学生课外学术科技作品竞赛、数学建模、中国智能制造挑战赛、全国大学生工业自动化挑战赛、省级互联网+大赛、市级专利大赛、校级专利大赛、校级互联网+大赛等。学生根据自己兴趣和专业知识背景选择相应的赛事和赛事内容，使每位同学均得到锻炼。此外，通过建立创新创业、学科竞赛等创新实践活动社团，通过能力强、经验丰富同学的传帮带，提高新同学的学习效率、培养团队意识、提高协作能力、扩大学生的受益面，弥补师资力量的不足。制定相应的考核制度对学生和教师进行考核。教师根据学生在创新创业活动、学科竞赛等活动中取得的成绩、在团队中任务的完成情况给学生相应的考核成绩。学校根据学生所获得的学习成果[12]、教师的工作量、学生反馈等对教师进行考核。

4 持续改进

时代的持续发展，科技的不断进步，促使高等教育的整个教育教学活动也必须改革、创新，从而为社会的发展提供必要的高素质的建设者和接班人，以实现社会高效、可持续地健康发展。图2为高等学校教学活动持续改进的框图。在学生的学习反馈、用人单位的用人反馈以及教师的教学反馈作用下，制定科学合理的课程体系。从而为教师通过先进的教育教学理念、科学高效的教学方法和手段使学生获得课程体系所包含的知识、实践、创新方法等内容，为培养出具有理论知识、实践能力和创新能力的高素质人才提供必要的支撑。形成课程体系-学生-教师和社会需求-课程体系，周而复始的、良性循环的、自我完善的教师教育教学与学生学习的完备的工科教学模式。即建立具有自我完善和修复功能的教育体制和相应的系统。从而自发、持续地推动教育教学活动的不断完善和发展。就课堂教学而言，目前学生的学习活动受电子产品尤其是手机等的影响较大，该问题目前尚未能很好地解决。下一步拟采用现代信息技术手段，使用超星公司的软件和相应的系统，充分利用互联网和手机的强大功能，开展智慧课堂教学，以新技术带动课堂教学的信息化改革、活跃课堂气氛、提高学生学习主动性、教学活动参与度，使学生由被动学习转变为主动学习，从而提高学生的学习效率与学习效果。

图2 教学活动持续改进框图

5 小结

在科学技术发展日新月异，新工科建设如火如荼的大环境下，本文从电子信息类专业的课程设置、课堂教学、实践创新活动等方面探讨电子信息类工科人才实践创新能力培养的课程体系构建、教学模式转变、教学方法改革等问题，并以电子信息科学与技术专业为例给出了相应的课程设置案例，从而给电子信息类人才实践创新能力的培养提供一些改革思路和建议。