新工科背景下应用型电子信息类专业人才培养研究

姜沛 曾景芳 惠明 张萌 海涛

关键词：新工科；电子信息类专业；应用型人才；产教融合

0 引言

习近平总书记指出，“进入21世纪以来，全球科技创新进入空前密集活跃的时期，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构”。为主动应对这一轮科技革命和产业变革，我国加快转变经济发展方式， 实施“中国制造2025”“人工智能2.0”等重大战略。为积极响应国家战略需求，支撑以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济蓬勃发展，突破核心关键技术，急需培养大批新兴工程科技人才，新工科建设被提上日程。新工科建设是我国高等工程教育对未来发展的崭新思维和深度思考，是深化高等工程教育改革的必然路径[1]。相比传统工科，新工科更重视强化学生实践动手能力，更注重应用型人才培养。

自2017年2月以来，教育部积极促进建设新工科，全国高校亦主动担当，形成了新工科“三部曲”：复旦共识、天大行动和北京指南。教育部通过每年立项两批产学合作协同育人项目，率先践行高等教育改革。众多高校纷纷通过教育培养“卓越工程师”、立项新工科教学改革项目等方式促进新工科发展。新工科建设所引发的教育模式改革、学科交叉融合、专业建设与升级、教学方法创新、产学研协同育人等已成为我国高等教育改革的焦点[2]。

作为新工科的典型代表，电子信息类专业涉及到通信工程、电子信息工程和计算机科学与技术等专业知识，属多种知识交叉融合专业。信息化智能化数字化社会的快速发展，迫切需求电子信息类专业人才，但高校毕业生和企业的用工需求不匹配导致企业用工荒与大学生找不到理想工作这一矛盾日益凸显。如何在应用型本科院校中将电子信息类专业学生培养成为社会急需的创新型和应用型人才，已经成为迫切需要解决的问题。

本文基于学科交叉，利用產教融合，对标新兴产业，贯彻新工科的创新发展理念，优化课程建设、教学体系，改进实践教学，积极探索和创新实践新工科背景下应用型电子信息类专业人才培养模式，探索出了提升电子信息类应用型人才培养质量的可行路径。

1 应用型电子信息类专业人才培养现状及存在问题

1.1 人才培养方案应用型特色弱

由于应用型本科设置时间较晚，很多相关专业的教学计划和课程体系从学术型本科照搬而来。然而应用型与学术型的培养目标及方向大相径庭，应用型本科旨在培养能把成熟的技术和理论应用到实际生产、生活中的技能型人才，需要结合本专业的就业方向规划培养目标，个性化培养应用型特色。部分应用型本科高校受限于传统理念，人才培养过程中存在思想站位不高、追求卓越的工匠精神缺乏、所学知识综合运用能力欠缺、服务地方经济能力欠缺等问题[3]。有些高校积极制定了补救措施如实行选课制，以提高学生自主权，但由于流于形式，实际效果不佳。

1.2 产出人才创新能力薄弱

新兴技术、新兴产业和经济发展无不对新工科人才的创新能力有强烈需求，但高校产出的人才创新能力不适应社会需求。一方面，学生忽略了创新能力的培养，大学期间其思维未能及时转变，大部分时间用于上课拿学分取得毕业证书及考取研究生。倘若缺乏引导，他们几乎不会主动去培养创新创业能力，比如主动参加“大学生创新创业训练项目”“互联网+大学生创新创业大赛”和“挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛”等比赛，即便有的学生参加了比赛，很可能耗费了时间却收效甚微，并不能起到锻炼创新能力的作用。

1.3 教学模式单一，理论与实践结合不足

教师将授课重点放在推导理论和阐释原理层面，学生则是被动学习和应试，难以结合实际熟练应用所学知识。虽然部分课程配套了相应的实验课程，但受传统实验室配套条件的限制，往往较为注重传授理论知识而轻视了设计与指导学生的实践环节。演示性、验证性实验较多，综合性、设计性实验比较缺乏，学生自主研究能力难以得到锻炼。此外，在传统教学模式中学科间交叉融合缺少，授课内容局限于单专业、单学科内，也限制了学生创新能力的提升[4]。部分高校创新创业课程融入专业教学不深入，与各学科间的渗透与交叉达不到效果，这些都影响着适应社会需求的应用型新工科人才的培养。

2 新工科背景下应用型电子信息类专业人才培养改革思考

2.1 构建以创新能力为导向的人才培养体系

2.1.1 持续改进人才培养模式

按照卓越工程师教育培养提倡的原则“充分发挥院校自身学科特色，时刻关注行业企业背景，注重人才培养模式的创新改革”，持续改进专业培养方案[5]，如图1所示。

学校把相关联的工科当作一盘棋，从顶层设计出发，打破院系之间的壁垒，围绕主干学科构建学科体系，发挥整体优势。先后建立了生态安全与水资源保护河南省特色骨干学科（群）、光电信息与智能制造河南省特需急需特色骨干学科群，大大促进了电子信息类等学科间的交叉融合。

为了能使学生掌握最前沿的电子信息类专业知识，由行业企业和学校联合构建组合式模块化课程体系。优化整合专业课程，增设融合前沿技术的课程，使课程体系呈现层次化、模块化、交叉融合化且能适应社会最新需求。设计基础理论课程模块，重点培养学生的学习及思维能力；设计工程驱动课程模块，以实验、实训及课程设计为辅助，重点培养学生的工程实践能力；设计实践训练模块，重点培养学生的系统能力；设计创意创新实践、学科竞赛实训系列、集成电路设计等课程，结合有关竞赛，构建课赛融合的培养机制。

2.1.2 建立多样化的实践教学模式

主要措施是提高实践性教学学分的比例，提升学生的创新创业能力，全面培养新工科要求学生具备的多项工程能力。南阳师范学院对电子信息类专业的培养方案共进行了3次修订，实践学分占比由15%提升至30%。通过单独开设实验课程、实训及课程设计等形式实现实践体系有机融合，构建多样化的实践教学模式。设立了单片机综合案例设计等10门实训课程，开设了大学生创新实践活动，设立了多于15项的课程设计，新增了电子创新实践和竞赛模块课程。

2.1.3 建设精品课程示范工程

通过实施一般课、重点课、优等课、精品课的划分体系，着力开展电子信息类专业各层次课程建设。按照基本要求和建设目标，制定规划和实施方案。通过严格的评价标准和科学的评审机制，遴选高质量的精品课程，提高电子信息类专业课程的整体水平。精品课程落实负责人制，以教学研究促进教学改革，以教学改革提高教学质量，使最新的教改成果能够快速融入课程建设。对标单片机原理及应用精品课程，采取边讲边练的方式，使课堂同步互动，教做练创研贯穿其中，使学生在实践的同时锻炼思维能力。

2.2 基于“课程+项目+竞赛”驱动学生创新创业能力的培养

通过“课程+项目+竞赛”的形式，使科研项目和学科竞赛共同促进教和学，使理论与实践的结合完美展現。在“新工科”理念的指引下，随着新一代电子信息技术的进步，产生了许多相关的创新创业训练、学科竞赛项目，诸如“大学生创新创业训练项目”“互联网+ 大学生创新创业大赛”“挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛”“全国大学生电子设计竞赛”和“蓝桥杯大赛”等。这些竞赛的赛题都与相关领域的热点和前沿关联紧密，既有实用性和竞技性，又有趣味性和激励性，能够调动学生的学习主动性，大大提升学生创新意识及创新能力。这正是“新工科”所提倡的，既能开阔学生的眼界，又能培养其团队精神，还能磨炼其意志和心理素质。

学校教务处、团委和各学院广泛组织，确保了竞赛体系的可持续性。物理与电子工程学院开设通信协会、电工协会、自动控制协会等，从学生进校就开始招收新人，使其尽早接触竞赛。少数学生先“强”起来，而后带动周边同学兴趣，共同提高。这种培养方式很有针对性，培养的学生创新能力远强于普通学生。

学校还积极尝试让学生以多种方式参与科研项目，以提高学生的创新能力。从2005年起，学校设立大学生实践教学活动创新（SPCP） 项目，按“自由申请、择优资助、严格验收”的原则，每年资助200个项目，每个项目提供600～800元的经费资助，让学生尽早参与科学研究、技术开发和社会实践等创新活动。遴选科研成绩显著的教师开放其创新实验室，吸引学生熟悉、了解老师的科研成果，参与老师的科研项目，促进老师的教与学生的学，促进学生创新能力的提高。

2.3 基于新工科背景加强教师教育能力的培养

新工科强调知识交叉融合，主张打破学科壁垒，培养多元创新的工程师，所以必须加强教师自身能力培养。“双师型”教师是指既有丰富的理论授课经验，又有专业的技能实践能力，还有创新的工程能力的教师。新工科急需“双师型”教师。学校应加强教师培养，多制订并实行相关的政策，组织各类培训，督促教师不断学习进步，鼓励教师到企业、兄弟院校、国外名校学习与深造，使其掌握前沿的工程知识，全面提升教育能力，达到“双师型”教师的标准，这势必能够提高学生的创新实践能力。

新工科背景下加强教师教育能力的培养，还需创新教学方法。实行多样化的学习形式，如立足工程项目的探索性教学法、立足真实案例的讨论性教学法、立足企业项目的实践性教学法、立足VR及仿真技术的研究性教学法等，锻炼学生科学思维、分析问题和工程实践的能力。在应用型电子信息类人才培养过程中，创新性地引入时兴技术如VR、仿真技术和人工智能等，利用VR、大数据等新技术使学生进行研究性学习。引导学生建立学习研究小组，互相激励，共同研究，共同进步。把最新的技术有机融入传统课堂，使学生可以很快适应新技术，使教师更加深刻地理解和应用新技术，提升教师的教育能力。

2.4 基于校企深度合作，深化应用型专业人才素质的培养

南阳师范学院紧密联系地方知名企业，汇聚院校和一流企业的优势资源，围绕专业对应岗位的知识能力素质要求，共同探寻合作培养人才的渠道，联合制定优化应用型人才培养方案，建立“工学结合，共建共享共赢”的产教融合协同育人机制[6]。

1） 以职业和岗位需求为导向，充分利用校内外不同的教育环境和资源，把以课堂教学为主的学校教育和直接获取实践经验的校外工作有机结合，实施“2.5+1.5”的培养模式。学校和企业共同编制专业人才培养方案，编制生产实习、毕业设计等教学大纲；制定完善的实习实训体系和创新创业指导模式，利用生产现场的资源开展项目式、案例式等教学改革。

2） 选派教师到深圳信盈达科技有限公司郑州分公司、郑州蓝鸥科技有限公司、南阳防爆电气研究所等企业培训，新增“双师型”教师30余人；以兼职教师的形式聘任企业优秀技术人员，全程参与教学环节如制订人才培养方案、专业见习、实践教学等，带给学生行业先进理念及最新技术，加强学生创新实践能力的培养，全面促进学生综合素质的提高。

3） 与河南天冠企业集团有限公司、江苏传智播客教育科技股份有限公司、洛阳牡丹通讯股份有限公司等企业建立多个南阳师范学院新工科专业实习基地、河南省本科高校大学生校外实践教育基地。学生通过对企业生产和操作流程的现场观摩与学习、实地参与相关工作、亲自动手制作产品以及参与产品管理，较为系统地掌握了岗位工作知识，有效增强了协作意识、就业意识和社会适应能力，持续提升了自身实践能力、创新精神和综合素质。

4） 与企业协作开设“基于STM32的电路系统设计”等公开课，增设工程管理通识课，选设企业员工职业素养与职业道德课，促进校企文化融合及应用型人才培养。

3 结束语

本文探索了新工科背景下应用型电子信息类专业的人才培养，针对应用型电子信息类专业人才培养现状及存在问题，顺应新工科背景下人才培养需求，从四个方面给出详细改革方案，持续深入探索和实践。学生的实践创新能力倍增，在学习中发挥主观能动性，积极学习、开拓思维，工程思维能力大大提升，实现了学以致用，必将为国家社会发展提供大批新兴工程科技人才。这些探索为提升电子信息类应用型人才培养质量提供了较好的经验和可行路径。