新工科背景下地方高校電子信息類專業實踐能力培養模式研究與探索

王 昕 華 臻 魏廣芬 王永強 劉延武 楊福剛

山東工商學院信息與電子工程學院 山東煙臺 264005

新一代信息技術迅猛發展，產業的升級和經濟的新型增長都需要具備突出的工程實踐能力、創新能力以及較強國際競爭力的高素質復合型新工科人才，這是我國工程教育發展面臨的首要問題[2]。以互聯網與工業智能為核心的新工科，更加強調實用性、交叉性和綜合性，因此新工科領域中的電子信息類專業人才實踐能力培養模式改革勢在必行。本文針對地方高校電子信息類專業優質教學資源未能充分利用、育人機制單一、學生創新意識不強、實踐能力薄弱等問題，以山東工商學院電子信息類專業人才培養體系建設過程為例，探索地方院校電子信息類人才工程實踐與創新能力培養模式。

1 地方高校電子信息類專業實踐能力培養存在的問題

1.1 增強新工科背景下電子信息類人才的核心競爭力

“中國制造2025”等重大戰略不斷有新突破、新成果，新一代信息技術與傳統產業深度融合，產業升級發展催生的人才訴求導致電子信息類專業高等教育發展面臨嚴峻挑戰，電子信息類專業課程設置如何緊密銜接基礎實驗平臺、專業實驗平臺以及開放創新實踐平臺，以增強學生的核心競爭力，應對產業需求，就成為當前高等學校電子信息類專業教學研究中的重要問題。

1.2 適應新工科背景下的工程實踐能力和創新能力培養需求

傳統電子信息類專業教學體系中重理論知識、輕實踐能力，學生的知識主要來源于課堂講授，屬于“慢”教學模式。當前信息化教育的普及，以“知識”為核心的培養模式已經無法滿足新工科背景下工程實踐能力的培養需求。因此必須克服傳統育人機制單一的問題，構建新型人才培養模式，以培養新經濟形勢下迫切需要的具備工程文化素養、系統工程知識、自主創新意識強烈、實踐能力突出等的創新實踐人才。

1.3 解決應用型本科院校實踐能力培養教學條件問題

相較于學術型大學，地方高校主要培養的是業界第一線需要的高等應用型人才，更應注重學生實踐動手能力的培養。實踐教學效果已成為決定畢業生職業能力和未來發展的關鍵性因素。切實提升實踐教學質量，建設一支實踐經驗豐富的教學師資隊伍必不可少，而優良的硬件設備、充足的實驗場地和實踐經費支持也是必須具備的條件。這對于經費“捉襟見肘”的應用型本科地方高校而言，也是一個難題。

山東工商學院電子信息類專業對上述問題開展了持續探索和研究，率先在山東高校中開展了新工科電子信息類專業實踐能力培養模式的研究與實踐，取得了實質性成果。

2 地方高校電子信息類專業實踐能力培養模式建立

2.1 頂層設計 構建電子信息類專業創新實踐人才培養新體系

2.1.1 構建人才實踐能力培養新體系

遵照卓越工程師教育培養倡導的“充分發揮院校自身學科特色在人才培養中的作用，時刻關注人才培養依據的行業企業背景，注重人才培養模式的創新改革”專業培養方案制訂原則[3]，采用靈活多樣的模塊化或“平臺+模塊”的結構，對原有課程體系和教學內容進行整合更新，重構課程體系[3]。同時在改進過程中參照“中國工程教育認證”提出的工科專業學生畢業能力要求[4]。

以能力為引導，設計系列學科基礎理論課程，著力培養學生的學習能力和思維能力；設計信號處理、通信、電子電路、嵌入式系統等工程驅動課程模塊，輔以實驗、實訓和課程設計，著力培養學生的工程實踐能力；學科導論—課程設計—實訓—畢業設計形成實踐訓練系列，專業素質拓展課程貫穿其中，著力培養學生的系統能力；設計創意創新實踐、物聯網設計、電子系統設計、智能車設計等課程，結合對應競賽，建立課賽結合的培養機制。新體系著力把工程項目的實施過程貫穿于整個大學期間，把基于項目的能力訓練、主動學習、體驗學習集成到系列模塊化專業課程中，融匯貫穿于學生培養的各個階段。

2.1.2 持續強化實踐教學學分比例 構建多樣化實踐教學模式

新體系通過我校電子信息類專業培養方案三次修訂，從2010年培養方案中實踐學分比例約占20%，提高到2017年的30%。實踐體系通過課內外及獨立實驗、實訓、課程設計等多種形式有機融合，形成多樣化實踐教學模式。工程類課程設計了邊講邊練互動式授課方式，將理論和實驗教學融為一體；設立了嵌入式系統等13門實訓課程，開發了創意創新專業實踐線上MOOC，每個專業設立不少于5門的課程設計，新增了創新創業訓練與競賽模塊課程。

2.1.3 著力精品課程建設 以課程建設帶動專業建設

依托我校電子信息類專業5門省級精品課程，帶動電子信息類專業課程體系建設。精品課程實行負責人制，以教研促教改，以教改促教學，使先進的教學經驗和教改成果及時融入課程建設；理論課程提倡主動學習與合作性學習相結合的研究式、探究式教學方法。以單片機原理精品課程建設為示范，建設同步互動的教學課堂，實施邊講邊練的互動式教學模式。采用教學實驗同步平臺，教做練創研都能完成，整合實驗教學內容，使學生運用理性思維并進行實踐。

2.1.4 以碩帶本 項目驅動 增強學生的主動學習能力以碩帶本，依托山東省省級電子與通信工程專業學位碩士研究生聯合培養基地，以工程碩士人才培養引領本科人才培養，注重課程設置的可持續性。本科生創新訓練中引入研究生參加和指導，吸納優秀本科生進入科研隊伍，實現了研究生帶本科生、優秀本科生促進研究生培養的新局面。

2.2 通過校企深度合作 深化產教融合協同育人機制

我校與地方知名企業緊密聯系，共同尋求人才培養的合作渠道，集合院校、研究院所、龍頭企業等資源優勢，緩解院校內部教育功能不足，教學資源緊缺的狀況[5]。校企深度合作，建立“工學結合，共建共享共贏”的產教融合協同育人機制[5]。

(1)山東省教育廳于2014年批準我校與青島軟件園人力資源服務有限公司共建校企合作集成電路設計專業，采取“2.5+1.5”培養模式，依托教育部2016年第一批產學合作協同育人項目，雙方共同制訂人才培養方案，互派教師管理，共享實驗平臺，共建課程資源。

(2)選送教師到凌陽電子(北京)、青軟實訓等企業培訓，培養“雙師型”教師多人；聘任企業優秀專業技術人才作為兼職教師，引入行業先進理念和最新技術；全方位合作進一步促進科研成果轉化。

(3)與ALTERA公司、煙臺東方電子等企業共建了5個校企聯合共建實驗室和13個校外教學實踐基地。通過企業真實項目訓練，讓學生感受企業工作氛圍，提高應用能力、團隊能力和培養協作精神，積累工作經驗。

(4)與企業合作開發集成電路版圖設計等開放式課程，增加工程管理方面的通識課程，引入企業職業素養與職業道德訓練課程，促進校園文化與企業文化對接與交融。

2.3 基于體系工程理論 構建多維度立體化工程實踐創新平臺

我校電子信息類專業創新教育實踐工作結合體系工程理論，深入探討創新教育體系構建的基本內容和環節，為推進創新實踐教育的科學發展提供新的研究范式和實踐框架。

(1)多維度工程實踐平臺構建基于復合實踐課程、工程實踐實訓、企業授課、現場實習等實際內容，促使工程素質全面提升。遵循課內外、企業、“教學內計劃+學生自主創新實踐”“培養計劃設定+個人發展”的全方位需求，學校各級分管及實施部門、院系、教師通力協作，搭建學生實習實訓和創新實踐活動平臺。

(2)基于共青團“第二課堂成績單”試點建設，設立第二課堂學分制，強化第二課堂成績單制度建設，規范第二課堂活動，協同第一課堂，逐步構建起專業教育、創新教育與創業教育融合的多維度立體化工程實踐創新平臺。

(3)集聚優質教學實踐資源，創造良好育人環境。從2003年至今，實踐教學基地以先進精良的設備條件、整潔舒適的教學環境、科學嚴謹的管理方式為實踐教學改革提供了豐富的平臺支撐和技術支持。共建成5個中央與地方共建教學實驗中心和4個山東省高等學校骨干學科教學實驗中心，擁有電子資源數據庫32個，圖書資料9.6萬冊，5萬元以上大型儀器設備80余臺，擁有專職實驗教(職)工12人。

2.4 完善政策制度 保障教改落實到位

(1)實踐教學起保障作用，同時按高比例劃撥專項教學經費，支持教學改革。

(2)第二課堂成績單、“以賽促學、以賽代考”的考核制度、企業實訓與專業課學分置換、校企聯合實踐基地等實踐教學組織的多樣化和實踐教學基地建設得到學校的大力支持。

(3)建立實踐教學過程考核機制，通過實驗課開設記錄、實驗指導書、學生實驗報告批改記錄以及平時成績記錄等實驗文檔建設，強化實習實訓課程、課程設計等實踐課的監管和考核，保障學生在實驗中獲得實踐能力的提升。

(4)學校各級領導高度重視，充分認識到工科人才實踐能力的重要性和必要性，帶頭立項研究與實踐，認真細致地監督各項工作的落實。

3 結語

我校電子信息類專業以扎實培養本科生綜合實踐創新能力為目標，提出了“以產業和經濟發展需求為導向，以新工科技術發展為引領，推進校企深度合作培養工程應用型人才新機制，構建以工程實踐與創新能力培養為核心的人才培養體系，探索互動式課賽結合的多元化實踐教學模式，造就實踐能力強、有創新性和主動學習能力的工程應用型人才”的改革思路，持續深入探索和實踐，促使學生熟練掌握新工科背景下的電子信息技術發展和融合應用機制，漸進提升其綜合運用多種知識和技術解決復雜工程問題的實踐能力、創新能力、主動學習能力和團隊協作能力，為當前新舊動能轉換催生的新經濟發展背景下的新工科人才培養提供了可行依據。