“双线驱动、四段递进、五维协同”的电子信息类专业实践体系建设与实践

2021-11-21邓洪峰涂继亮

南昌航空大学学报（自然科学版） 2021年3期

邓洪峰，涂继亮，刘辉

（南昌航空大学信息工程学院，南昌 330063）

引言

在工程教育改革和新工科建设大背景下，高等学校必须主动对接国家战略，在培养理念、培养方案、培养机制、实验室建设等方面进行改革，才能适应国家对创新型工程人才的需求。因此，对我校电子信息类专业进行全面系统改革，建立满足新时代需求的人才培养模式，具有非常重要的意义[1-3]。

通过近年来我校大力实施本科教学质量工程、创新创业课程培育等系列教学改革，学生实践能力有了一定提高，但是，面对电子信息类专业的交叉融合、工程应用性强特点，电子信息类专业实践教学依然面临以下挑战，这也是绝大多数地方高校电子信息类专业实践教学面临的共性问题[4-9]。

1）传统课内实践教学的单一课程实验、验证性实验为主，不利于学科知识交叉融合和创新能力培养的问题；

2）目前课内实验与课外实践互促融合不足的问题，诸如科技制作、学科竞赛、师生合作科研等课外实践不能有序化和组织化；

3）市场经济下的校外实习以参观为主等收效差和校外实践教学难开展的问题。

为此，本文针对地方工科院校电子信息类实践教学所面临的问题，结合地方经济建设对电子信息类专业创新型工程人才的需求，对实践教学体系进行了系统改革，以创新能力和工程素质培养为主线贯穿人才培养全程，通过构建分层分类、互为促进、不断渐进的“双线驱动、四段递进、五维协同”实践教学体系，对本科生创新能力和工程素质培养的全局规划和系统训练，实现了贯穿主线，全程渗透，全员参与，全体受益[2-10]。

1 理念引领，优化人才培养方案

在工程教育改革和新工科建设的背景下，以工程教育认证的“学生中心、产出导向、持续改进”理念为指导，优化了人才培养方案。从培养目标、毕业要求、课程体系、教学环节、实践体系、师资队伍等方面不断优化与持续改进，促进学生成长成才、达成预期培养目标（如图1）。

图1 工程教育认证下的教学体系

2 目标导向，构建实践教学体系

以培养目标和毕业要求为导向，针对实践教学存在的问题，从顶层设计优化与完善实践教学体系。

首先，将课内实践教学与课外实践实训有机结合于一体，互促强化，如表1所示。

表1 课内课外实践教学四阶段

其次，根据人的认知规律及创新能力培养和工程素质提升逻辑，由易到难、低级到高级区分四个阶段优化设置实践教学内容与环节，如表2所示。

表2 教学环节分解表

第三，按照“虚实融合、产教融合、科教融合”等教学策略，将虚拟仿真实验、企业实战项目以及教师科研项目引入实践教学体系，拓展实践教学内容、激发学习兴趣、增加综合设计和创新研究项目，助推创新素质培养。构建图2所示的“双线驱动、四段递进”教学体系。

图2 “双线驱动、四段递进”的实践教学体系

3 支撑保障，搭建工程实践创新平台

传统的课外实践教学以学科竞赛为主，课外实践散乱且平台欠缺。为支撑“双线驱动、四段递进”实践教学体系实施，提供课外实践的工程认知、工程实验、工程探究、工程设计等四阶段的平台保障，以原有的700平米的科技创客空间为主体，联合大类基础实验室、专业综合实验室、校企共建实验室、企业实习基地等，优化整合资源以及虚拟仿真与实体实验结合，搭建了图3所示的“五维协同”工程实践创新平台。

图3 “五维协同”的工程实践创新平台

4 产教融合，形成校企协同育人机制

根据专业的办学定位、目标和企业的使命愿景价值观、层次等的匹配程度来甄选企业，重点针对优秀校友所在企业，以产业科技创新需求为导向，找准协同点。1）通过校企对接，将企业需求与愿景融入实践教学的培养目标，提高培养目标的适应度；2）通过校企共商，将主流技术、工程规范融入实践教学的培养方案，提高实践教学的匹配度；3）通过校企互动，将技术、产品、规范等融入培养过程，提高培养过程的有效度；4）通过校企互补，将平台与师资融入培养条件与资源建设，提高培养条件与资源的保障度；5）通过校企互通，促进校企协同各环节的持续改进，提升教学质量的满意度。由此建立图4所示的校企协同育人新机制。

图4 校企协同育人新机制

2017年以来，按上述机制分别与长园运泰利自动化设备有限公司、广东利杨芯片测试有限公司、南京熊猫电子有限公司开展校企深度合作，以“3 + 1”的形式对“卓越工程师班”和“企业定制班”进行为期十个月的联合培养，具体如表3所示。

表3 近4年校企合作班级

5 创新实践体系的推广应用效果

经过近10年的电子信息类专业实践体系建设的研究与实践，在专业建设、人才培养、教师发展、校企合作等方面取得了一系列的改革成果。

1）促进了专业建设。

自动化专业获“国家一流专业”，电子信息工程专业获江西省“一流特色专业”；电子信息工程、计算机科学与技术、自动化、网络工程4个本科专业获江西省“一流专业”，且4个专业均进行了工程教育专业认证，2个专业已经受理；3门课程获江西省“一流课程”。

2）提升了人才培养质量。

学院电子信息类专业3000余名学生经过本体系的实践训练，其创新能力、工程素质、科学素养都大幅增强，在学科竞赛、专利申请、论文发表等方面均有良好表现。学生积极参加“挑战杯”、“大学生电子竞赛”、“恩智浦智能车”、“西门子智能制造”、“机器人大赛”等各类全国科技类竞赛和其它各类科技活动。近3年来，学生获省部级以上竞赛奖励224项，国奖38项；专利申请17项；论文46篇，SCI论文1篇，上述表现强力支撑了我校在2016~2020年间高校学科竞赛排行榜排名第77位，为学校获得了荣誉；学生就业质量稳居学校前列。

3）助推了教师发展。

本实践体系改革的实施，激发了全院教师的教育教学改革的积极性，不断探索教学规律，提升教学质量。近3年来，获省级教育规划和教改13项，获批教育部协同育人项目19项，教育部人文社科项目1项、校级创新创业课程33项；获得省防疫优质课程三等奖4项、省教育科学三等奖2项、校级教学成果一等奖7项、二等奖6项；出版教材15部，发表教改论文12篇，有效推进了电子信息类专业创新人才培养探索、改革与实践。

4）深化了校企合作、产教融合。

与南京熊猫电子、珠海长园运泰利、广东利扬芯片测试等20多家电子信息企业和航空科研院所签订战略合作协议，设定企业奖学金，共同制定人才培养方案、开展教学研究，让企业深度贯穿实践教学全过程。