电子信息类专业多技能综合训练的实践教育模式改革

刘勇 严炳辉 徐海涛 刘丹

摘  要：结合电子信息类专业的特点，以培养创新、复合应用型人才为目标，以省级实验教学示范中心为平台，采用网络辅助教学、虚拟仿真、建立创客空间、组建光电信息协会和设置创新DIY实验等手段，实现电子基本技能、学科专业技能、以及综合设计技能等多技能的综合协同训练，解决实验课内技能训练时数少、多技能协同训练欠缺等问题，切实提高学生专业技能水平，取得较好的效果。

关键词：电子信息;多技能综合训练;DIY实验;创客空间

中图分类号：G640 文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）16-0079-03

Abstract： Combining the characteristics of electronic information majors， aiming at cultivating innovative and compound application talents， using provincial experimental teaching demonstration center as a platform， adopting network-assisted teaching， virtual simulation， establishing maker space， forming photoelectric information association and setting up innovative DIY（do it yourself） experiments and other means to achieve multi-skill comprehensive training in electronic basic skills， subject professional skills， and comprehensive design skills， to solve problems such as less skill training hours in the experimental class and lack of multi-skill collaborative training， and effectively improve the professional skills of students with better results.

Keywords： electronic information; multi-skill comprehensive training; DIY experiments; maker space

近年来，随着电子信息技术的迅猛发展，电子信息技术得到了广泛的应用，各类新的创新性应用场景层出不穷，社会对电子信息类专业毕业生的就业技能要求呈持续上升趋势，这对高校人才培养理念以及人才培养模式提出新的要求。2012年，教育部教思政[2012]1号文件“关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见”明确指出，实践教学方法改革是推动实践教学改革和人才培养模式改革的关键，各高校应加强综合性实践科目的设计和应用，特别是支持学生的创新性实验和创业模拟活动。此外，为了应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展以及“中国制造 2025”等一系列国家战略，2017年2月教育部召开综合性高校工程教育发展战略研讨会，提出我国高校要积极推进新工科建设，并先后形成“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》、《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，着力探索具全球先进水平的工程教育中国模式和中国经验，助力高等教育强国建设[1-4]。电子信息类专业综合性强，应用范围广阔，已渗透到科学技术的各领域，完全符合“新工科”建设和发展的需要。据2012年专业目录和2015年本科专业备案与审批结果（2016年2月发布）中的新工科專业分布情况，电子信息类专业属于新工科专业[5-6]。新工科的兴起，使电子信息类专业的人才培养模式，从传统的知识-技能型人才培养模式逐渐向复合应用型创新人才培养模式转型。如何建立适合电子信息类专业的多技能综合训练体系，以提高电子信息类专业人才的综合设计能力和创新能力，是我国高校电子信息专业教学改革的难点与重点[7-13]。目前，实践教学正向实验教学目标素质化、内容综合化和前沿化，以及教学手段的现代化方向发展，学科之间交叉融合、协调发展的趋势也十分明显。电子信息类专业的实践教学，引入网络化辅助教学、虚拟仿真和类似创客创新的跨课程、跨学科实验，以实现多技能协同训练已是大势所趋，因此，进行电子信息类多技能综合训练的实践教育模式创新改革十分必要。

一、电子信息类专业技能训练的现状

（一）普通高校电子信息类专业技能培养的一般模式

电子信息类专业学生的能力培养主要包括：基础学科技能培养，综合设计能力培养，以及创新能力培养[2]。其中，基础学科技能的培养就包括通用基本技能训练（例如：仪器的使用、电子工艺实习等），以及专业基本技能训练（例如：各专业课程涉及的实验），主要体现为专业课程实验;综合设计能力培养主要包含通用基本技能和专业基本技能的综合协同训练，主要体现为课程设计、综合设计和毕业设计等;创新能力培养包含通用基本技能、电子信息专业基本技能以及其它专业技能的综合协同训练，主要体现在创新与创业活动和学科竞赛等。普通高校电子信息类专业能力培养和技能训练的一般模式如图1所示。

（二）现有能力培养和技能训练模式存在的问题

现有的普通高校电子信息类专业能力培养和技能训练的一般模式，在学生的能力培养和专业技能训练上是行之有效的，是一个比较成熟的模式。然而随着社会和技术的发展，这种模式逐渐显现出一些问题，需要改革和完善。

现有的能力培养和技能训练模式存在的问题主要有：

1. 实验课的课前预习和课后复习环节常常只能纸上谈兵，实验前同学们进不了实验室，看不到仪器，对实验仪器没有感性的认识，很多时候看不太懂实验讲义;在实验后又无法面对仪器复习和回想，更不用说进行深入的实验探索;另外，由于课时的限制，老师只能在上实验课时进行仪器操作的简单介绍，仪器的很多功能和注意事项学生并不了解，这导致学生对仪器设备的性能、操作和应用一知半解，仪器设备的使用技能较差，容易造成设备的损坏。学生在实验仪器设备方面技能训练的缺失，制约了学生进一步的创新发展，也使学生在就业时，难以满足社会的需求。

2. 受限于课内的实验学时数，教师无法进行合理的引导和拓展，学生基本上一门心思赶测数据应付实验报告，作为一门实践性很强的教学课程，没有进行反复操作和探索的余地，是很难达到教学的基本要求。

3. 普通电子线路实验多数是通过对电子线路的简单搭建和测试而完成，形式比较简单呆板，专业技能训练单一，难以提起学生主动学习和探索的兴趣。同时，由于缺少虚拟仿真技能的专门训练，因此，学生运用现代工具实现电子设计自动化的创新设计技能和能力有所欠缺。

4. 课程设计和综合设计等综合实验课程往往只强调电路功能的实现，不注重设计过程中的多技能协同训练，不要求学生严格按电子工艺和电子设计的规范进行，学生所设计的电路往往排列杂乱无章，连接线乱拉，只要实现了所要求的功能即被认可，学生通用基本技能（包括PCB设计、电子工艺制作等），以及专业基本技能（包括虚拟仿真设计等）得不到系统性的协同训练。

5. 创新实验平台的覆盖面局限性明显，往往只面向少数获得创新创业项目或者参加学科竞赛的学生，跨课程、跨学科的实验比较欠缺，无法引领大多数学生在更广的视野和更多的维度上进行创新实验，以提高创新和就业的技能，加强综合设计能力的培养。

二、电子信息类专业多技能综合训练的实践教育模式改革

针对电子信息类专业专业能力培养和技能训练存在的问题，提出了图2所示的多技能综合训练的实践教育新模式，分别在专业实验平台建设、综合性实验评价标准的规范、创新平台建设以及加强校企合作，筹建校企联合实验室等方面进行改善。

（一）加强专业实验平台建设

首先，引入网络化辅助教学，强化各種仪器设备的使用技能培养，把各种先进仪器的详细功能与应用操作，通过视频的方式，让学生在课外就能对各种先进的仪器设备进行了解，结合实验室开放和实验课的讲解，进一步提高学生驾驭先进仪器设备的能力;其次，引入虚拟仿真实验，以提高学生运用现代工具实现电子设计自动化的能力。结合网络辅助教学，加强学生仿真设计技能，以及通用基本技能（例如PCB设计）的训练;最后，通过虚拟仿真及实验室开放，加大各种技能的训练时数，把专业技能的训练从课内延伸到课外。

（二）完善技能训练的评价体系，规范综合性实验的考核标准

课程设计、综合设计等综合性实验的考核，不能只看电路系统功能实现的情况，综合性实验的考核必须涵盖从电子线路仿真设计、线路板设计制作到系统电路调试等各环节，以保证达到多技能协同训练的目的和效果。

（三）组建新的创新实验平台

一般的创新实验平台基本从属于实验教学中心，往往只面向少数获得创新创业项目或者参加学科竞赛的学生，覆盖面的局限性比较明显，没有固定和系统性的创新实验安排，跨课程、跨学科的实验比较欠缺，无法引领大多数学生在更广的视野和更多的维度上进行创新实验，以提高创新和就业的技能，加强综合设计能力的培养。

建立新的创新实验平台——组建光电信息协会，形成学习和实践的共同体，一方面可系统地定期组织各种专业技能培训，充分发挥高年级对低年级同学的“传、帮、带”作用;另一方面通过邀请从事光电信息行业工作的往届优秀毕业生担任协会的顾问，建立创客空间，特别是设置磁悬浮摆件、语音控制机器人和基于RFID的智能手表等一系列的创新DIY实验，引导大多数的学生以DIY的方式进行多技能综合协同训练，积极参与创新活动。

（四）加强校企合作，筹建联合实验室

加强校企合作，筹建校企联合实验室，引入企业导师，引导学生结合市场需求进行创新开发，进一步加强学生多技能综合协同训练的力度，提高学生的工程设计能力。

三、结束语

结合电子信息类专业的特点，以培养创新、复合应用型人才为目标，以省级实验教学示范中心为平台，通过加强专业实验平台建设，完善技能训练的评价体系，规范综合性实验的考核标准，组建新的创新平台等措施，强化了电子基本技能、学科专业技能、以及综合设计技能等多技能的协同训练，解决实验课内技能训练时数少、多技能协同训练欠缺等问题，所带的试验班60%以上的同学拿到奖学金，其中2人分别被清华大学和华南理工大学免试录取为硕士研究生，在学科竞赛中也拿到国家级二等奖等好成绩。学生的专业技能水平得到切实的提高，取得较好的效果。

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基金项目：华南农业大学教学改革项目“电子信息类专业多技能综合训练的实践教育模式改革”（编号：JG17073）

作者简介：刘勇（1967-），男，汉族，广东顺德人，博士，高级工程师，省级实验教学示范中心副主任，研究方向：电子技术。