“雙線驅動、四段遞進、五維協同”的電子信息類專業實踐體系建設與實踐

鄧洪峰，涂繼亮，劉 輝

（南昌航空大學 信息工程學院，南昌 330063）

引 言

在工程教育改革和新工科建設大背景下，高等學校必須主動對接國家戰略，在培養理念、培養方案、培養機制、實驗室建設等方面進行改革，才能適應國家對創新型工程人才的需求。因此，對我校電子信息類專業進行全面系統改革，建立滿足新時代需求的人才培養模式，具有非常重要的意義[1-3]。

通過近年來我校大力實施本科教學質量工程、創新創業課程培育等系列教學改革，學生實踐能力有了一定提高，但是，面對電子信息類專業的交叉融合、工程應用性強特點，電子信息類專業實踐教學依然面臨以下挑戰，這也是絕大多數地方高校電子信息類專業實踐教學面臨的共性問題[4-9]。

1）傳統課內實踐教學的單一課程實驗、驗證性實驗為主，不利于學科知識交叉融合和創新能力培養的問題；

2）目前課內實驗與課外實踐互促融合不足的問題，諸如科技制作、學科競賽、師生合作科研等課外實踐不能有序化和組織化；

3）市場經濟下的校外實習以參觀為主等收效差和校外實踐教學難開展的問題。

為此，本文針對地方工科院校電子信息類實踐教學所面臨的問題，結合地方經濟建設對電子信息類專業創新型工程人才的需求，對實踐教學體系進行了系統改革，以創新能力和工程素質培養為主線貫穿人才培養全程，通過構建分層分類、互為促進、不斷漸進的“雙線驅動、四段遞進、五維協同”實踐教學體系，對本科生創新能力和工程素質培養的全局規劃和系統訓練，實現了貫穿主線，全程滲透，全員參與，全體受益[2-10]。

1 理念引領，優化人才培養方案

在工程教育改革和新工科建設的背景下，以工程教育認證的“學生中心、產出導向、持續改進”理念為指導，優化了人才培養方案。從培養目標、畢業要求、課程體系、教學環節、實踐體系、師資隊伍等方面不斷優化與持續改進，促進學生成長成才、達成預期培養目標（如圖1）。

圖1 工程教育認證下的教學體系

2 目標導向，構建實踐教學體系

以培養目標和畢業要求為導向，針對實踐教學存在的問題，從頂層設計優化與完善實踐教學體系。

首先，將課內實踐教學與課外實踐實訓有機結合于一體，互促強化，如表1所示。

表1 課內課外實踐教學四階段

其次，根據人的認知規律及創新能力培養和工程素質提升邏輯，由易到難、低級到高級區分四個階段優化設置實踐教學內容與環節，如表2所示。

表2 教學環節分解表

第三，按照“虛實融合、產教融合、科教融合”等教學策略，將虛擬仿真實驗、企業實戰項目以及教師科研項目引入實踐教學體系，拓展實踐教學內容、激發學習興趣、增加綜合設計和創新研究項目，助推創新素質培養。構建圖2所示的“雙線驅動、四段遞進”教學體系。

圖2 “雙線驅動、四段遞進”的實踐教學體系

3 支撐保障，搭建工程實踐創新平臺

傳統的課外實踐教學以學科競賽為主，課外實踐散亂且平臺欠缺。為支撐“雙線驅動、四段遞進”實踐教學體系實施，提供課外實踐的工程認知、工程實驗、工程探究、工程設計等四階段的平臺保障，以原有的700平米的科技創客空間為主體，聯合大類基礎實驗室、專業綜合實驗室、校企共建實驗室、企業實習基地等，優化整合資源以及虛擬仿真與實體實驗結合，搭建了圖3所示的“五維協同”工程實踐創新平臺。

圖3 “五維協同”的工程實踐創新平臺

4 產教融合，形成校企協同育人機制

根據專業的辦學定位、目標和企業的使命愿景價值觀、層次等的匹配程度來甄選企業，重點針對優秀校友所在企業，以產業科技創新需求為導向，找準協同點。1）通過校企對接，將企業需求與愿景融入實踐教學的培養目標，提高培養目標的適應度；2）通過校企共商，將主流技術、工程規范融入實踐教學的培養方案，提高實踐教學的匹配度；3）通過校企互動，將技術、產品、規范等融入培養過程，提高培養過程的有效度；4）通過校企互補，將平臺與師資融入培養條件與資源建設，提高培養條件與資源的保障度；5）通過校企互通，促進校企協同各環節的持續改進，提升教學質量的滿意度。由此建立圖4所示的校企協同育人新機制。

圖4 校企協同育人新機制

2017年以來，按上述機制分別與長園運泰利自動化設備有限公司、廣東利楊芯片測試有限公司、南京熊貓電子有限公司開展校企深度合作，以“3 + 1”的形式對“卓越工程師班”和“企業定制班”進行為期十個月的聯合培養，具體如表3所示。

表3 近4年校企合作班級

5 創新實踐體系的推廣應用效果

經過近10年的電子信息類專業實踐體系建設的研究與實踐，在專業建設、人才培養、教師發展、校企合作等方面取得了一系列的改革成果。

1）促進了專業建設。

自動化專業獲“國家一流專業”，電子信息工程專業獲江西省“一流特色專業”；電子信息工程、計算機科學與技術、自動化、網絡工程4個本科專業獲江西省“一流專業”，且4個專業均進行了工程教育專業認證，2個專業已經受理；3門課程獲江西省“一流課程”。

2）提升了人才培養質量。

學院電子信息類專業3000余名學生經過本體系的實踐訓練，其創新能力、工程素質、科學素養都大幅增強，在學科競賽、專利申請、論文發表等方面均有良好表現。學生積極參加“挑戰杯”、“大學生電子競賽”、“恩智浦智能車”、“西門子智能制造”、“機器人大賽”等各類全國科技類競賽和其它各類科技活動。近3年來，學生獲省部級以上競賽獎勵224項，國獎38項；專利申請17項；論文46篇，SCI論文1篇，上述表現強力支撐了我校在2016~2020年間高校學科競賽排行榜排名第77位，為學校獲得了榮譽；學生就業質量穩居學校前列。

3）助推了教師發展。

本實踐體系改革的實施，激發了全院教師的教育教學改革的積極性，不斷探索教學規律，提升教學質量。近3年來，獲省級教育規劃和教改13項，獲批教育部協同育人項目19項，教育部人文社科項目1項、校級創新創業課程33項；獲得省防疫優質課程三等獎4項、省教育科學三等獎2項、校級教學成果一等獎7項、二等獎6項；出版教材15部，發表教改論文12篇，有效推進了電子信息類專業創新人才培養探索、改革與實踐。

4）深化了校企合作、產教融合。

與南京熊貓電子、珠海長園運泰利、廣東利揚芯片測試等20多家電子信息企業和航空科研院所簽訂戰略合作協議，設定企業獎學金，共同制定人才培養方案、開展教學研究，讓企業深度貫穿實踐教學全過程。

6 總 結

歷經了近10年的電子信息類專業實踐體系建設探索，取得了一系列的實踐教學改革成果，形成了具有新工科教育特色的“雙線驅動、四段遞進、五維協同”的電子信息類專業實踐體系，得到了北航、哈工大等高校專家的好評，多所兄弟院校來校觀摩并得到推廣應用。