新工科背景下教学模式及人才培养探索——以电子信息工程专业为例

罗大鹏,余蓓蓓,张祥莉,程 卓,黄田野

(中国地质大学(武汉) 机械与电子信息学院,湖北 武汉 430074)

0 引言

电子信息工程专业培养具备电子技术和信息系统的基础知识、应用能力、研发能力,能从事各类电子设备、信息系统、通信系统的科研、设计、开发、应用和管理的科研型人才、高级工程技术人才和管理人才。毕业生应该具有较强的现代电子信息技术,通信和信息系统的研发能力、应用知识和技能,熟悉电子信息工程方面的新学科与新技术,具有研发、设计、开发、管理、应用集成电子设备和信息系统的基本能力。中国的高等教育从大众化教育阶段过渡到了普及型教育阶段,信息工程专业也概莫能外。早在几年前,中国地质大学(武汉)电子信息类专业实践教研组(以下简称“专业实践教研组”),主动对标“新工科”建设要求,以“新工科”创新人才培养模式为引领,探索以学生为中心的专业教学模式,历经多年的教学改革与探索,在实践过程中形成了一套有效的创新实践教学改革思路——“普及型”精英科技竞赛培养教学模式[1]。

1 因材施教是调整教学模式及人才培养的晴雨表

就业前景相对较好的电子信息专业,近年来受到越来越多家庭和青年学子的追捧,一直稳居工科学生报考之热门专业榜首。教师队伍的人数发展相对滞后,教师的精力有限,无法对每一个学生实行精英化培养。在现有条件和资源下,既维持精英教育的发展,又同步落实好向大众化教育的转型,让更多的学生能够有效提升专业素养,最终达到服务社会的基本要求,是“专业实践教研组”探索和实践的问题之一。经过多年探索,“专业实践教研组”成员一致认为,以人为本、因材施教是解题的关键所在,多年实践磨合形成的“普及型”精英科技竞赛培养教学模式,能够有效应对当前学情的变化,并有望进一步助推转型。

2 “普及型”精英科技竞赛教学模式及人才培养

2.1 关于“普及型”精英科技竞赛

要在教育资源有限的情况下,实现“普及型”精英教育,必须构建一个完整的实践教学体系,整合校内指导老师、企业导师以及学生社团三方面的力量,实现电子信息工程专业大多数学生的精英化培养。经过多年的探索和实践,“专业实践教研组”的教师们探索出一套行之有效的“普及型”精英科技竞赛教学体系。“专业实践教研组”的教师们创建了“电信杯”电子设计竞赛,将企业真实的研发课题整理成赛题。这个赛事是在这个“普及型”精英科技竞赛教学体系中,非常重要的一个关键环节[2]。

比赛课题通过一系列实践探索后已经具备了可行性研究方案,经历了企业导师和专业导师的共同指导,通过电信杯和各种赛事的锻炼,学生们将进入本专业的毕业设计环节。在各大比赛中参与过的赛题,经过综合熔炼很可能产生有价值的研究成果。这个时候指导老师也将转变为项目负责人,帮助学生们凝练科研成果,帮助企业完成产品升级改造,同时实现自己的科学研究计划。笔者将整个的培养过程称为大毕业设计周期。所谓大毕业设计周期就是前期参加科技竞赛的环节,作为毕业设计的积累阶段,使学生的毕业设计,更能有效创造价值。“普及型”精英科技竞赛培养教学模式以“普及型”精英科技竞赛教学体系为架构,秉承以学生为中心的教学理念,通过校企合作,最终达成良好结果[3]。

2.2 “普及型”精英科技竞赛对教学模式的建树

2.2.1 践行以“学生”为中心

在“普及型”精英科技竞赛培养教学模式中,“专业实践教研组”非常重视以学生为中心展开教学,创立“电信杯”的初衷,就是在普通学生和各大赛事之间搭建了一个过渡桥梁,让更多的学生能够脱颖而出。

为了吸纳更多的学生参与其中得到锻炼和成长,“专业实践教研组”提出将电信杯比赛融入课程设计及各类实习,例如电信杯比赛结果作为课程平时成绩或者实习成绩等。根据赛题的类型,进一步推动学生参加各类全国性大型比赛。尤其是在企业导师的参与下,学生们更加具有优势,冲击“互联网+”以及挑战杯各种创新创业型比赛。

“电信杯”不仅让学生们通过学科竞赛,提前接触到企业研发任务,提高动手实践能力和创新能力,而且竞赛中产生的优秀方案对企业研发的帮助也很大,得到了合作企业的广泛认可,因此赛题也能够获得企业的资助,获奖的参赛团队,会获得企业设立的奖项和奖金,实现了大众化的学生培养和行业需求的融合。

2.2.2 吸纳企业参与教学

“普及型”精英科技竞赛培养教学模式旨在建立自备造血功能的新工科人才培养机制,形成产学研良性循环,深化在学生培养和产品研发上的合作,实现校企双赢。电信杯最大的特色就是赛题与企业需求紧密结合。由于“电信杯”的赛题来自于企业实际中遇到的技术难题,参赛学生没有成熟的解决方案可以借鉴,必须先搜集可行的解决方案进行尝试,通过验证来确定哪条路径真实可行。对于企业来说,参赛的学生越多,针对实际问题的解决方案也越多,企业便可以同时尝试多种解决方案,降低了企业试错的时间成本和经济成本。更重要的是“普及型”精英科技竞赛培养教学模式探索过程也让更多的企业了解学校教育和学生能力,主动愿意建立校内实验实习基地,共建实践育人环境。

2.3 “普及型”精英科技竞赛对人才培养的贡献

2.3.1 促进动手实践能力的发掘

工科专业是一个实践动手能力非常强的专业,学生需要有时间动手的环境和经历,结合“电信杯”提出的“大毕业设计”概念,将学生四年的求学生涯和实践动手能力紧紧地结合在一起,让学生在专业学习中能“知行合一”。各级电子设计竞赛能够有效激发学生学习的主动性,各级比赛平台能够给学生提供充分的学习、交流、提高的机会,促使学生将学到的知识转化成能力,积淀成好的工程素养。众多成绩突出、专业能力广受认可的已毕业学生都有参加各级电赛的经历。

2.3.2 多重环境孕育潜在可能

“电信杯”的赛题围绕着学生的实际情况设置赛题,大部分的学生都能在资源有限的情况下,找到与自己实力相匹配的环境和空间,并经历不同的活动得到锤炼与成长,从而发现自己从前不曾看到的“潜力”,使得自我培养成为可能。其中,“电信杯”的组织工作主要由学生社团来完成,学生社团在这个“普及型”精英科技竞赛教学体系中,负责专门组织比赛以及比赛的培训工作,为电信杯每年迭代发展收集和积累素材资料等。这些事务性工作的参与,客观上锻炼了有能力的同学统筹安排赛事和协调的能力。例如,该校电信系成立的电子信息研创会,就是“普及型”精英科技竞赛教学体系中必不可少的一个环节,经过一系列比赛磨炼后,学生的非专业知识能力和综合素养都得到了提高。

3 “普及型”精英科技竞赛培养教学模式取得的成效

(1)学生创新能力显著提高。近3年,本专业实践教研组指导学生获得“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛湖北省二等奖1项;“互联网+”大学生创新创业大赛湖北省铜奖2项;全国大学生电子设计竞赛获全国奖3项,省奖4项;全国大学生智能汽车竞赛中获全国奖1项,华南赛区奖1项;中国工程机器人大赛获全国奖一等奖、二等奖37项;本科生发表学术论文5篇。

(2)建成多个产学研基地。教师团队长期以来致力产学研用的深度融合,极大促进了教学能力和社会服务能力的提升。2019年以来,建立了湖北中地理华产业技术设计院校内实习基地,海尔重点创客实验室,散料清洁输送技术创新中心,智能地学仪器联合实验室,“智能建造”联合实验室等多个产学研基地。

4 结语

通过适应于新工科电子信息工程专业发展的“普及型”精英科技竞赛培养教学模式的探索,培养了学生的专业素质,取得了一些成绩。今后,要进一步加强对生产单位、科研部门及复合型人才专业需求的调查研究,并根据企业需求,拟定各类实践类教改课题,对课程设置、教学内容、教学方法、实验室建设、实验内容与方法、教材选择等不断进行探索与改革;鼓励教师积极参加企业的技术开发、技术服务等工作,并将之转化为实验内容提升改进的依据;鼓励教师开展教改实践,积极承担教改项目,发表教改论文;鼓励老师指导学生参加课外科研训练,以使学生具有坚实的基础知识,较强的自学能力,独立自主的实践能力,从而适应电子信息技术迅猛发展的形势及社会对人才的需求。