电子信息专业人才创新能力训练体系的构建与实践研究

赵迪

摘要：针对电子信息类专业在人才创新培养过程中存在问题进行成因分析，提出一种解决电子信息类人才创新教育问题的对策。通过修订课程培养目标，设计课程教学模块、改建教学方式、搭建实践平台、积极的评价方式，探索构建一条以“创新训练”为驱动力的理论课程体系和实践课程体系。通过变革教学方法与学习方式，将基础研究、应用研究、人才培养、产业应用、社会服务结合起来形成协同联合体，从而提升应用型本科院校电子信息类学生的创新精神、创业意识和工程实践能力，教师的教育教学、科研能力，以及高校的成果转换能力[1]。通过“创新训练“体系的构建与实施，学生参加学科竞赛、获奖人数稳步上升；就业率和就业质量明显提高；教师教育教学能力和科研能力显著提高。

关键词：电子信息；创新；实践平台；评价

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）06-0171-04

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

1 引言

当前，以人工智能、大数据、云计算、区块链等为代表的新工科信息经济正处于高速发展，我国的电子信息技术已进入一个高速发展的阶段。作为全社会产业系统中重要的一部分，如何通过人才培养推动电子信息产业在社会各应用领域的深入发展，促进行业更快转型和升级，是培养电子信息类专业人才迫切需要思考的问题。然而，因电子信息技术行业市场技术迭代快、产业结构急需优化，社会相应信息技术人才供不应求等问题，这就迫使电子信息类专业，急需培养具有较强创新意识及创新能力的高素质人才，通过创新人才培养促进电子信息产业在技术、管理、商业模式上完成创新[2]。因此，在电子信息类专业人才培养过程中融入创新教育，培养并提升学生的创新能力，是未来高校培养电子信息类人才的重要任务之一。

2 构建的必要性

电子信息行业市场因技术推陈出新，更新迭代速度快，这使得电子信息专业人才需要紧跟知识、技术发展新趋势，面对快速的变化，人才的创新意识和创新能力就显得尤为关键[3]。而传统的电子信息专业教学课堂，课程标准未及时对接市场需求进行修订，教材选用陈旧、教学内容久远，教学手段守旧；实践教学过程流于形式，与市场需求脱节，学生未能从课堂上收获专业技能；教师缺乏对新技术的把握，更缺乏创新教育理论知识和手段，对于电子信息类专业人才的创新意识教育更无从谈起[4]。基于此，遵循学生学习特点及个性化需求，过提升教师创新理念，通过创新型训练有效达成电子信息类专业创新人才培养，是一种有效途径的探索，促进学生创新意识与实践能力的培养。因此，以构建电子信息专业的“创新训练“体系为着力点，鼓励并推动市场、企业、学校的全员参与，重构实践教学育人体系、开展教学过程性考核评价等，积极探索创新教育有效实践途径，为电子信息专业学生培养质量提供保障[5-8]。

3 体系构建

以学生为中心构建“创新训练”体系，充分尊重学生兴趣、个性特点，以学生为主体、教师为主导，在教学实践过程中，融入创新教育理论知识，培养电子信息类专业学生的创新意识和创新思维；以真实企业项目为载体，通过小组团队协作，逐层提升学生创新能力。以学生为中心的创新训练体系，关注学生个性成长与发展，强化教学过程中创新素养意识和素养能力的提升，为学生就业、职业成长打下坚实基础。

注重以成果为导向、融入教学理论的创新体系，通过加强教师对学生的指导，以成果为导向重构课程过程性评价机制。以电子信息工程专业为例，以创新训练成果为导向，依据四年本科为时间轴，制定完整的覆盖大一到大四的创新能力培养方案。通过重构课程体系，将课程划分为通识基础课、专业基础课、专业核心课、专业方向课、实践课程五部分，每学期会设置一门实践课程，通过实践课程、产学研合作加强学生的实践动手能力，培养工程意识，专业课程拓补图如图1所示。通过修订课程培养目标，设计课程教学模块、改建教学方式、搭建实践平台、积极的评价方式，从而达到构建“创新训练”的理论课程体系和实践教学体系的目的。

3.1 确立课程培养目标

专业课程对于学生能力的培训目标与创新训练体系的培养目标是一致的，创新训练更侧重于培养学生的创新意识，以及针对动手实践能力的培养。针对创新训练成果的设计，可以兼顾专业课程教学目标以及创新训练的创新型诉求。因此，结合区域位置毗邻长沙国家级高新技术开發区，具有得天独厚的地理位置与高新技术产业集群优势，提出学校电子信息工程专业立足长沙，面向全省，辐射全国，聚焦国家重大战略需求，服务区域社会经济发展，传承红色基因，坚持五育并举，培养“实基础、重应用、强能力、高素质”的具有社会责任感和较强创新创业精神，培养具有扎实的电子信息工程基础理论知识，系统的电子电路系统、信息通信技术和计算机应用等专业知识，掌握电子信息系统设计、基本应用开发技术和技能，具有创新意识、协作精神，以及开阔的专业学习视野，能在电子信息及相关领域从事科学研究、产品开发和系统管理等工作的复合型人才。

3.2 设计课程教学模块

“创新训练”课程的培养目标，主要引导学生通过创新训练中的交叉学科学习，除掌握基础专业知识外，再依据个人兴趣针对某一方向进行拓展，并通过针对性的创新成果训练夯实专业基础、提升专业技能。课程设计原则遵循注重多学科交叉；注重理论与实践的沟通、知识与技能的融合；注重对创新意识、创意思维等“创新训练“学习成果的支撑与引导。因此本体系将培训课程的模块分为三部分：交叉学科综合模块、拓展模块、案例分析模块。

1）交叉学科综合模块：“创新训练”以项目为载体，针对学生开展研究性学习。项目来自于真实企业项目，通过项目实践，需要学生具备扎实的数学、物理等基础学科知识以及专业知识，更需要具备对本专业的交叉学科具有较为系统、全面的学习和把握。例如开展以人工智能、智能制造、大数据研究方向的“创新训练"项目，以电子、通信、计算机、信息为专业基础，涉及从数学、物理、通信、机械、计算机到电子仪器仪表等多个学科领域，创新训练中多交叉学科知识的交互与相融，旨在培养学生能通过多视角、多维度去解决实际应用问题，培养学生提升创新思维能力、创新实践能力。

2）拓展模块：“创新训练”过程以学生自主的、个性化的开展科技创新活动为主，迫切需要遵循学生个体能力的差异性特点，充分尊重学生的选择，以提升学生学习兴趣为前提，最大程度、最大限度地激发学生创新潜能，以此获得最佳的学习成果。因此，在交叉学科综合模块课程的基础上开发几个方向的拓展模块课程如：智能工程小车、智慧工厂、智慧农业、无人飞机，课外项目均开设基础入门课程，其中涵盖“创新训练”平台选择、建模方法、数字图像处理及代码应用、策略选择等内容，让学生自主选择以此满足“创新训练"的个性化需求。

3）案例分析模块：此模块是对拓展模块的深入，通过案例分析模块，以具体案例分析，让学生收获感性的认识，扩大视野，充实经验。以具体的“创新训练”的真实项目案例，例如全国大学生电子竞赛、物联网竞赛、“互联网+大创赛“、RoboCom机器人开发者大赛、挑战杯等竞赛项目，通过具体案例分析过程，提升团队合作能力及个人成长力，获取专业最新的前沿知识、收获学习方法等，为学生提供全方位的感受与思考。

3.3 改进教学方式：情境化、基于案例教学

在“创新训练”中，学生不仅要掌握基础的专业概念和学科知识。其中，尤为重要的通过学习发现问题、分析问题和解决问题的方法，以及整合知识的能力、解决复杂工程问题能力等。因此，在电子信息专业“创新训练”教学中创造真实的教学情境，以真实地解决实际复杂工程问题为背景，促进学生提升学习兴趣，帮助学生形成高阶思维，更有利于知识迁移。

1）探究式：教师通过创设真实教学情境，指导学生提出问题、分析问题，从而提出解决问题的方法。探究式学习方法，尊重学生在学习过程中的独立性，促进学生学习主动性的充分发挥，培养学生的观察力、思维力、想象力以及创造力，培养探究过程中的质疑、辨别和分析有效数据的能力。

2）导学式：教师通过提出问题，引导学生通过细致的分析过程，通过导入问题，引导学生积极思考解决问题的办法，在解决问题的过程中，培养解决问题的能力和素养；并通过合理学习规划，引导学生养成自主学习的习惯。

3）研討式：针对核心问题，教师通过构设研究与讨论教学环节，将二者有机结合起来，并将研究和讨论贯穿于教学全过程；通过教研互动、引导学生建立协同学习过程，并将培养学生创新性解决问题的意识和能力重视起来，帮助学生独立开展研究学习，把握前沿发展方向，以此达到“授之以渔”的教学效果。

4）小组协作与师生互动：通过创设情景化教学过程，以真实项目为载体，搭建师生相互沟通机制，激发学生学习内驱力，激励并促进学生开展探究式学习并及时进行学习反思，助推学生进入创新性学习的最佳状态。

5）动手实践：借助相应的开发工具和平台，通过引导学生找寻技术创新点、创意点，激励学生从初步模型到技术原型的跨越，实现将技术创意点向技术创新设计的过程，动手实践无疑是验证这一过程可行性的唯一途径。

3.4 建设实践平台

近年来一直致力于培养学生实践能力为宗旨，通过搭建实践平台、建设实践基地建、参加各类学科竞赛等方式，来提升学生的创新能力。

1）实验平台建设。新建校内创新创业基地及工程中心2000余平，建有电子电工实训中心、人工智能实验室、电工实验室、大数据与数学创客、网络工程实验室、物联网实验室、嵌入式系统与DSP实验室、智能机器人实验、STEAM教学与智创平台实验室等。投入相关学科、专业、实验室建设经费2000多万元。

2）产学合作和协同育人平台建设。近三年，学校和广东粤嵌通信科技有限公司、广东风华高新科技签订校企协同育人协议，主要为学生开展科技创新活动提供了良好的实践教学平台。

3）实习实践基地建设。积极与国内知名IT企业开展深度合作，先后与三一重卡、威胜集团、湖南科创信息、广州朗国、华为、中软国际、诚迈科技、广东风华高新科技和广州粤嵌等20余家企业建立了长期稳定的实践教学基地，并不断吸收企业中具有丰富工程技术经验的高层次人员作为兼职教师，以卓越工程师的工程技术能力和创新能力为标准共建校企合作模式，并以此推动数学优化为基础的人工智能，计算机科学与技术、新一代信息技术等行业的深度结合，促进产业转型升级与融合发展。

4）鼓励学生参加各类学科竞赛。为进一步提升学生的科技创新能力，通过建立校级竞赛选拔机制激励学生参加挑战杯创业计划竞赛、全国大学生电子设计竞赛、物联网竞赛、“互联网+大创赛”、RoboCom机器人开发者大赛、挑战杯和国家级、省级、校级“大学生创新创业训练计划”等各类学科竞赛，以赛促练、以赛促学，多方位提升学生创新实践能力和水平。

3.5 积极的评价方式

从课程考核、评价持续改进，注重过程性评价，重视从学生获得成果情况进行评价。

1）课程考核体系。课程采用过程性考核评价方式，针对平时表现、学习成果和答辩过程的综合考核体系，按照学生成果（60%）+平时成绩（40%）给出课程最终总评成绩。平时成绩采取过程性考核方式，平时成绩（100%）=线上测试（20%）+期中考试（20%）+平时作业（30%）+学习笔记（10%）+学习小论文（10%）+小组学习（10%）。

线上测试：学完每一讲后，对学生的知识技能掌握情况进行线上测试，依据学生的答卷，依照评分细则进行成绩评定。

期中考试：依据学生线下期中考试的试卷答题情况按照评分细则进行成绩评定。

平时作业：依据学生完成作业的进度、作业解答的正确率、完成作业的态度、书写是否工整和格式是否规范进行平时作业的评定。

学习笔记：依据学生的学习笔记的整洁度，内容是否充实，是否有计划与总结等进行评定。

学习小论文：依据文章观点是否正确、论据是否充分、结构条理是否清晰、语言表达是否流畅、行文格式以及篇幅等进行评定。

小组学习：依据学生在小组学习中的表现情况（包括贡献、共享、倾听、协作、决策和问题解决等）进行评定。

2）课程评价。基于OBE以成果为导向的理念，在课程完成后开展课程评价，检验创新训练是否达成既定培养目标，并通过分析评价优缺点，对创新训练过程进行迭代和持续改进。评价主要采取教师评价、学生自我评价和间接评价。

教师评价主要针对学生的平时表现、学习成果（各类报告）和答辩情况对课程目标的达成进行评价，发现问题。授课教师对学生的专业课程学习成绩进行考核，并将各类课程学习成果按照课程目标划分到不同的课程目标上，根据评价结果汇总，分析学生课程质量达成情况。

授课教师根据课程大纲设计课程调查问卷，设计与课程目标相关的问题，由学生采用自评方式对课程学习质量展开评价，由专业负责人对问卷合理性进行审核，在问卷完成后收集并分析调查问卷；经由授课教师发放问卷。学生根据个人情况填写课程问卷。任课教师将问卷的结果进行统计，并分析学生对课程的掌握情况。

课程质量间接评价主要通过督导部门、专业负责人等不同评价主体对课程教学内容、教学环节、教学方法、评价及考核方式等进行间接评价。

3）课程持续改进。课程质量经过教师评价、学生自我评价、课程间接评价后，对三种评价结果进行归纳、汇总并分析，查找问题原因，将分析结论反作用于课程内容优化、教学方法调整、评价机制调整等多个方面，授课教师根据评价结果持续改进教学设计、优化教学过程，不断提升课程教学质量。

4 取得的成果

通过“创新训练”体系构建、“创新训练”实践实施，对实训培养目标定位、教学目标设定、教学实施内容、教学过程设计、课程考核评价以及课程持续改进机制等方面开展了深入研究和实践，并取得了一定的成果，创新训练体系在电子信息工程、通信工程、计算机专业、信息与计算科学等专业学生中进行了实施，效果良好。

4.1 学生参加学科竞赛、获奖人数稳步上升

经过创新训练体系培养的学生，本专业学生学习、创新热情高涨，积极参加各类竞赛。学生在全国大学生数学建模竞赛、全国大学生电子设计竞赛、ACM程序设计大赛、RoboCom机器人开发者大赛、“互联网+”“挑战杯”“数学建模”等学科竞赛中，获得国家级奖10余项，省级奖70 余项；立项国家级大学生创新创业训练计划项目6项，省级12项。

4.2 学生就业率和就业质量明显提高

专业按照“OBE”理念，以“四创”目标为导向，着重学生创新创业知识、能力、和素质的培养，毕业生就业率和就业质量显著提高。毕业生入职华为、大疆、中软国际、阿凡达科技、风华高科等知名企业，平均就业率为92%，专业对口率平均为 83%。“创新训练“体系的构建与实施的人才培养模式，极大的提高了学生创新、创业和实践能力。

4.3 教师教育教学能力和科研能力显著提高

近年来，本专业引领教师不断进行专业建设和教学改革，学院新建校内创新创业基地及工程实训中心2000余平，校外实习实训基地平台众多，学生成才途径广泛。获省级教学成果二等奖2项，三等奖1项。近三年承担省部级教学改革项目5项、教育部产学合作协同育人项目2项；省级一流课程2门，省部级教学竞赛奖励1项。专业老师立项省级课题5项，横向项目进校经费158万元。

4.4 师资队伍建设

近年来专业采取引进和培养相结合的方式加强师资队伍建设。先后有2名老师在985在职攻读相近专业博士学位，通过学校引进名牌大学博士毕业生15人（其中8人具有企业工作经历）。在学校“双百工程“的政策支持下，电子信息学院有9人全职或兼职方式参与企业研发、生产经营活动，为企业提供技术咨询、技术开发、参与企业培训、工程实践等工作，为产学研合作奠定基础。

5 结语

以人为中心的“创新训练”体系构建，突破传统的以学科为中心理念，以促进和培养创新意识、创新能力及创新精神为目标，以促进学生能力全方面发展作为“创新训练”的成果，以此为基础，梳理“创新训练”与培养计划、教学大纲、课程结构与内容之间的关系；尊重学生个人兴趣发展需求，尊重学生个人能力发展需要，对教与学开展创新性训练变革，构建起覆盖过程与成果、认知与行为的持续性评估体系，多元化、多方位激发学生兴趣与主动性，建立系统性的、科学的“创新训练”闭环培养体系。通过建立有效运转的机制，培养学生的创新、实践能力，提高高校教师的实践教学能力，有针对性建立高效“创新训练”体系，科学有效的提高学生的创新、实践能力，打造出一支高素质、高水平的高校教师队伍，具有较好的学术价值和应用价值。

参考文献

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【通联编辑：朱寶贵】