以竞赛为载体的电子信息类创新人才培养模式探索与实践

2020-01-13夏春琴刘芫健朱震华

实验室研究与探索 2019年12期

夏春琴, 刘芫健,b, 朱震华

(南京邮电大学 a.电子与光学工程学院微电子学院; b.教务处,南京 210023)

0 引言

建设一流大学和一流学科的关键在于培养一流人才，新工科背景下创新型人才培养目标是培养一批富于创新精神，具有创新能力和可持续竞争力的创新人才。在素质结构要求上，他们要具有科学思维、系统思维与创新思维[1-2]；在知识结构要求上，他们要做到将通识知识和专业知识相结合，掌握学科之间交叉、融合、创新以及深宽兼备的知识储备；在能力结构要求上，他们要具备分析问题、解决问题的创新能力[3]。因此，在国家信息化发展如此迅速的当下，根据电子信息类不同专业对人才需求的特点，在人才培养模式的探索与实践中形成了以课程改革为基础激发学生的创新意识，以学科竞赛为载体培养学生的创新能力，以协同育人机制为依托提升创新空间，推动电子信息类创新人才培养模式的开展[4-7]。

1 以课程体系改革为基础激发学生的创新意识

2015年国务院《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》明确指出“创新创业教育理念滞后，与专业教育结合不紧，与实践脱节”是当前我国高校教育亟待解决的问题[8]。学生动手能力差、创新意识淡薄、创新精神缺乏是目前高校电子信息类创新人才培养的最大短板。

我校在争创“双一流”的大背景下，在总结兄弟院校成功经验基础上，结合学校多年来在创新人才培养模式教学方面取得的经验，探索与实践了“123”创新人才培养模式，即围绕以人才培养为1个中心，实现创新型、应用型2种能力，推进课程体系重构，实践体系建设，多方协同育人3大举措。构建了“2主线、5层次”的综合性课程体系，从顶层进行课程体系设计，将创新型、应用型2种能力分为5个层次，按照循序渐进的教学原则，融入理论课程和实验实践课程，理论和实践相互协同，体现理论指导下的实践、实践促进下的理论学习。如图1所示，形成了“基础与专业一体、理论与实践一体、设计与工程一体”的分层次渐进式推进的电子信息类创新人才培养方案[9]。

图1 电子信息类创新人才分层次培养方案

学校实验实践教学体系在电子信息类人才培养中同样发挥着重要的作用，根据电子信息类创新人才培养的特点，学校长期以来始终坚持以提高实践能力为出发点，以培养创新能力和应用能力为目标，充分利用电子信息最前沿的发展技术，根据学校电子信息类人才培养方案形成了如图2所示的电子信息类人才培养实验教学平台。

图2 电子信息类人才培养实验教学平台

根据电子信息类创新人才培养模式量身设计的实践教学课程体系改革主要从人才培养方案、教学内容和课程、教学方式、方法以及教学手段等教学活动中开展进行，通过加强通识教育创新课程的渗透，积极探索学科设置改革，加强前沿课程、交叉学科课程等知识领域的相互融合，改革课程体系，开设跨学科课程，探索面向复杂工程问题的课程，为学生提供可灵活选择、深度广度可调节的课程体系[10-13]。

电子信息类人才培养实验教学体系(见图3)基本满足了从基础知识到专业知识再到综合创新知识能力需求，在基础知识基础上开设电子技术理论、电子系统设计与原理方法、通信工程、信号与系统等专为创新实践能力提升打造的任选课程“电子设计与创新基础”，内容涵盖电子技术、电路分析、模拟电子电路、数字电子电路及相关课程，并融合了学科竞赛中所需的基础知识。

(1) 人才培养方面。① 建立人才选拔机制。一方面对上课教师进行严格的考核，从教学和科研的骨干教师中选拔优秀教师，让他们着重在创新课程、前沿课程、交叉学科研讨课程等课程进行讲解，满足学生多元化发展的需要[14-15]；另一方面对于学生的选拔，尊重人才培养规律，从大一新生开始就组织校赛进行人才选拔，选拔有兴趣、有潜力又有能力的学生参加校赛、省赛以及国赛，通过培养让学生实现自我创新能力的不断提升[16]。② 建立赛前培训模式。每年的校赛、省赛以及国赛前，学院都会组织老师进行培训辅导，从课题到设计到动手实践，从个人到团队建设，引导学生展开创新意识的培养。③ 建立可持续发展的帮扶机制。人才培养的过程中需要进行必要的人才储备，从教师方面，让优秀的新教师积极加入到竞赛团队中，从学生方面，采用以老带新的方法，组队帮扶，充分发挥老队员的榜样作用，为竞赛团队持续注入新鲜的血液，为学校各类电子信息类竞赛源源不断输送人才[17]。

图3 电子信息类人才培养实验教学体系

(2) 教学实践方面。① 在教学内容上采用层次化教学，注重理论与实践相结合、通识课程与专业课程相结合、宽厚的专业基础与综合研究能力相结合，学科交叉与学科融合相结合；② 在教学方法上采用理论与实践相结合，根据自己掌握的理论知识与自己的实际创新能力相结合，以“教师引导，学生主导”的方式设计实践方案；③ 在教学手段上采用传统课堂授课、MOOC、翻转课堂等信息化的教学手段，培养学生的创新实践能力，树立学生正确的世界观、人文心、科学脑、勤劳手[18]。

(3) 平台建设方面。① 依托学校国家级实验平台建设，积极开展云桌面建设，提升学校实验室实验设备的利用率，保证教学与竞赛的顺利开展；② 加强平台的自主研发。实验教师在日常的教学实践中，结合教学内容与教学方法自主研发实验箱；③ 加强创新实验室的建设。为了保障创新实践的开展，学校成立了电子信息类创新中心，配备了专业师资队伍，方便学生进行创新实验、创新竞赛等活动的训练与开展。

2 以学科竞赛为载体培养学生的创新精神和创新能力

学科竞赛为学生提供了一个实战训练的平台，也是学生理论联系实践的重要检验手段，创新意识与创新精神集中体现的重要途径。参加各类学科竞赛，不但可以培养学生的创新能力、协作精神，而且有助于提升学生工程实践能力，提高学生解决实际动手的能力，为创新人才培养提供支持[19-21]。

作为培养学生创新能力的硬件指标，除了需要依托学校实验室的优质软硬件资源和师资力量外，还要求学生积极参加各类创新项目，在实践中提升自身的创新能力和动手能力。比如校级的大学生创新训练计划项目STITP，学校电子科学与技术国家级实验教学示范中心实行的大学生创新创业课程训练项目、开放性实验等，还有电子方向的各类学科竞赛，有全国大学生电子设计大赛、瑞萨杯邀请赛、TI模拟邀请赛、FPGA大赛、智能互联大赛、集成电路大赛、机器人竞赛等，培养学生的创新能力、合作能力、科研能力、管理能力和工程意识。

通过以学科竞赛平台为载体进行创新人才培养模式探索实践，既能够从整体上提升学校的创新实践能力和水平，又能为提升学校综合竞争力提供了充足的人才储备和为学校的教学、科研、竞赛等各方面提供必要的支持。通过学科竞赛平台，可以较好地构建起创新人才模式的培养方案，广泛学习，深入研究，积极探索，找到适合本校发展的创新人才培养模式；在选好了创新人才培养模式后，加强学生创新思维培养，从基础通识课、基础专业课到课程设计、专业实践等创新创业类课程等多种形式，提高学生的综合能力，不断优化创新人才培养模式；通过创新人才模式培养方案的制定、改革方案的不断优化，形成创新人才培养的多元化，带动整个学科的建设与发展。

3 以协同育人机制为依托提升创新空间

创新人才的培养需要争取各类社会资源，吸引各方相关领域的力量参与人才培养，需要高校与境内外相关行业企业、科研院所、其他高校及地方政府形成多方协同育人模式，构建优势互补、项目共建、成果共享、利益共赢的人才培养共同体。学校结合创新人才培养模式的实践出发，探索实施电子信息类创新应用型人才培养的新机制，创建如图4所示的课内外协同、跨年级协同、校企协同、科教协同、校地协同为基础的“五协同”多主体协同育人机制，共同推进创新应用型人才培养。

图4 “五协同”多主体协同育人机制

(1) 课内外协同，主要在电子信息类的学科基础课和专业课为核心的基础上，辅以计算机语言类课程、通信专业课程，同时考虑到学生对创新竞赛比较难以入门的实际困难，课内开设创新应用相关的专业课程和选修课程，课外完成创新训练的实践性环节。

(2) 跨年级协同，打破传统的人才培养模式，构建了跨年级培养机制。以具体项目为依托，通过参与项目的实施、运行过程，让学生完整熟悉创新项目的全过程，通过高年级学生带低年级学生的方式，以老带新，保证学生创新团队的可持续发展。

(3) 校企协同，利用电子与光学工程学院国家级实验教学示范中心、电工电子实验中心的师资力量和优质软硬件资源，通过邀请企业导师进课堂，企业人士专题讲座、创业论坛等加强专业课程与创新创业意识培养；同时开展各项创新项目(大学生创新创业训练项目、开放性实验等)，学科竞赛(电子设计竞赛、智能互联竞赛、机器人竞赛等)，通过各种形式的活动，让学生真正融入创新活动中。

(4) 校地协同，积极争取地方政府的支持，利用政府在企业注册资金、政府税收、租金办公用房等方面给予的优惠政策，积极为老师和学生搭建创新应用型人才培养平台，鼓励老师和学生创新，把创新教育落到实处。

(5) 科教协同，建立科研协作机制，实现创新平台基地化。在校内建立创新素质训练基地，为学生的创新意识转化为创新行为打下基础；在校外积极寻求校企合作，打造创新实习基地，建立企业校园孵化园。在众创中心设立创新创业教育区、创客空间区、创新创业园区、创新创业服务区，为学生提供专业咨询与服务。

通过协同育人机制的运行，让学生领悟到了市场的魅力，为创新创业意识转化创新行动打下了良好的基础。在校企合作的创新实践实习基地，学生有机会参与企业的管理，接受企业的创新教育，增强创新能力，解决实际的工程问题，提高创新能力。

4 创新人才培养模式取得的成效

在学校电子信息类创新人才培养模式的试验与探索过程中，也收获了颇丰的成果。

(1) 在教学活动方面,近3年来，学校电子与光学工程学院教师先后荣获江苏省教学成果奖一等奖，全国电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛一等奖4次，二等奖、三等奖多次，中国大学在线开放课程比赛中获得一等奖3次，同时还根据教学与竞赛需要，先后出版了一系列实验教材，满足不同层次学生的需要。

(2) 在竞赛荣誉方面,电子信息类学生实践创新能力显著提高，尤其在各类学科竞赛中更是崭露头角。学生在国内外重大竞赛中成绩斐然，共获得国际级别奖项2项，国家级别奖项243项，省部级961项，其中尤以2017年最佳，荣获全国大学生电子设计竞赛本科组最高奖瑞萨杯，同时在其他竞赛中也获得多项重要奖项。创新能力的提升也提升了学生个人的综合素质，包括科研素养的提升，学生在以竞赛为载体的创新实践过程中，从项目需求分析开始到解决实际问题，多名学生先后获得专利多项、发表学术论文多篇。学科竞赛的荣誉获得也为学生的考研录取铺设了道路，在国家政策的引导下，学校电子信息类获得相关国家竞赛一等奖的学子直接被本校或其他高校保送录取。

(3) 在就业质量方面：学生在经过学校扎实的专业知识系统学习和企业丰富的创新能力实践，均能够找到理想的工作岗位并很快投入到新工作中去，也为企业的可持续发展提供了强大的人才后盾。