電子信息類專業(yè)多技能綜合訓(xùn)練的實(shí)踐教育模式改革

劉勇 嚴(yán)炳輝 徐海濤 劉丹

摘? 要：結(jié)合電子信息類專業(yè)的特點(diǎn)，以培養(yǎng)創(chuàng)新、復(fù)合應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為平臺(tái)，采用網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)、虛擬仿真、建立創(chuàng)客空間、組建光電信息協(xié)會(huì)和設(shè)置創(chuàng)新DIY實(shí)驗(yàn)等手段，實(shí)現(xiàn)電子基本技能、學(xué)科專業(yè)技能、以及綜合設(shè)計(jì)技能等多技能的綜合協(xié)同訓(xùn)練，解決實(shí)驗(yàn)課內(nèi)技能訓(xùn)練時(shí)數(shù)少、多技能協(xié)同訓(xùn)練欠缺等問題，切實(shí)提高學(xué)生專業(yè)技能水平，取得較好的效果。

關(guān)鍵詞：電子信息;多技能綜合訓(xùn)練;DIY實(shí)驗(yàn);創(chuàng)客空間

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2020）16-0079-03

Abstract： Combining the characteristics of electronic information majors， aiming at cultivating innovative and compound application talents， using provincial experimental teaching demonstration center as a platform， adopting network-assisted teaching， virtual simulation， establishing maker space， forming photoelectric information association and setting up innovative DIY（do it yourself） experiments and other means to achieve multi-skill comprehensive training in electronic basic skills， subject professional skills， and comprehensive design skills， to solve problems such as less skill training hours in the experimental class and lack of multi-skill collaborative training， and effectively improve the professional skills of students with better results.

Keywords： electronic information; multi-skill comprehensive training; DIY experiments; maker space

近年來，隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子信息技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，各類新的創(chuàng)新性應(yīng)用場景層出不窮，社會(huì)對(duì)電子信息類專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)技能要求呈持續(xù)上升趨勢，這對(duì)高校人才培養(yǎng)理念以及人才培養(yǎng)模式提出新的要求。2012年，教育部教思政[2012]1號(hào)文件“關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高校實(shí)踐育人工作的若干意見”明確指出，實(shí)踐教學(xué)方法改革是推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)改革和人才培養(yǎng)模式改革的關(guān)鍵，各高校應(yīng)加強(qiáng)綜合性實(shí)踐科目的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，特別是支持學(xué)生的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)業(yè)模擬活動(dòng)。此外，為了應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展以及“中國制造 2025”等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月教育部召開綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)，提出我國高校要積極推進(jìn)新工科建設(shè)，并先后形成“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”，發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》、《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，著力探索具全球先進(jìn)水平的工程教育中國模式和中國經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國建設(shè)[1-4]。電子信息類專業(yè)綜合性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣闊，已滲透到科學(xué)技術(shù)的各領(lǐng)域，完全符合“新工科”建設(shè)和發(fā)展的需要。據(jù)2012年專業(yè)目錄和2015年本科專業(yè)備案與審批結(jié)果（2016年2月發(fā)布）中的新工科專業(yè)分布情況，電子信息類專業(yè)屬于新工科專業(yè)[5-6]。新工科的興起，使電子信息類專業(yè)的人才培養(yǎng)模式，從傳統(tǒng)的知識(shí)-技能型人才培養(yǎng)模式逐漸向復(fù)合應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)型。如何建立適合電子信息類專業(yè)的多技能綜合訓(xùn)練體系，以提高電子信息類專業(yè)人才的綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，是我國高校電子信息專業(yè)教學(xué)改革的難點(diǎn)與重點(diǎn)[7-13]。目前，實(shí)踐教學(xué)正向?qū)嶒?yàn)教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)化、內(nèi)容綜合化和前沿化，以及教學(xué)手段的現(xiàn)代化方向發(fā)展，學(xué)科之間交叉融合、協(xié)調(diào)發(fā)展的趨勢也十分明顯。電子信息類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)，引入網(wǎng)絡(luò)化輔助教學(xué)、虛擬仿真和類似創(chuàng)客創(chuàng)新的跨課程、跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)多技能協(xié)同訓(xùn)練已是大勢所趨，因此，進(jìn)行電子信息類多技能綜合訓(xùn)練的實(shí)踐教育模式創(chuàng)新改革十分必要。

一、電子信息類專業(yè)技能訓(xùn)練的現(xiàn)狀

（一）普通高校電子信息類專業(yè)技能培養(yǎng)的一般模式

電子信息類專業(yè)學(xué)生的能力培養(yǎng)主要包括：基礎(chǔ)學(xué)科技能培養(yǎng)，綜合設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)，以及創(chuàng)新能力培養(yǎng)[2]。其中，基礎(chǔ)學(xué)科技能的培養(yǎng)就包括通用基本技能訓(xùn)練（例如：儀器的使用、電子工藝實(shí)習(xí)等），以及專業(yè)基本技能訓(xùn)練（例如：各專業(yè)課程涉及的實(shí)驗(yàn)），主要體現(xiàn)為專業(yè)課程實(shí)驗(yàn);綜合設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)主要包含通用基本技能和專業(yè)基本技能的綜合協(xié)同訓(xùn)練，主要體現(xiàn)為課程設(shè)計(jì)、綜合設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等;創(chuàng)新能力培養(yǎng)包含通用基本技能、電子信息專業(yè)基本技能以及其它專業(yè)技能的綜合協(xié)同訓(xùn)練，主要體現(xiàn)在創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)活動(dòng)和學(xué)科競賽等。普通高校電子信息類專業(yè)能力培養(yǎng)和技能訓(xùn)練的一般模式如圖1所示。

（二）現(xiàn)有能力培養(yǎng)和技能訓(xùn)練模式存在的問題

現(xiàn)有的普通高校電子信息類專業(yè)能力培養(yǎng)和技能訓(xùn)練的一般模式，在學(xué)生的能力培養(yǎng)和專業(yè)技能訓(xùn)練上是行之有效的，是一個(gè)比較成熟的模式。然而隨著社會(huì)和技術(shù)的發(fā)展，這種模式逐漸顯現(xiàn)出一些問題，需要改革和完善。

現(xiàn)有的能力培養(yǎng)和技能訓(xùn)練模式存在的問題主要有：

1. 實(shí)驗(yàn)課的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)常常只能紙上談兵，實(shí)驗(yàn)前同學(xué)們進(jìn)不了實(shí)驗(yàn)室，看不到儀器，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器沒有感性的認(rèn)識(shí)，很多時(shí)候看不太懂實(shí)驗(yàn)講義;在實(shí)驗(yàn)后又無法面對(duì)儀器復(fù)習(xí)和回想，更不用說進(jìn)行深入的實(shí)驗(yàn)探索;另外，由于課時(shí)的限制，老師只能在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)進(jìn)行儀器操作的簡單介紹，儀器的很多功能和注意事項(xiàng)學(xué)生并不了解，這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)儀器設(shè)備的性能、操作和應(yīng)用一知半解，儀器設(shè)備的使用技能較差，容易造成設(shè)備的損壞。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備方面技能訓(xùn)練的缺失，制約了學(xué)生進(jìn)一步的創(chuàng)新發(fā)展，也使學(xué)生在就業(yè)時(shí)，難以滿足社會(huì)的需求。

2. 受限于課內(nèi)的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)，教師無法進(jìn)行合理的引導(dǎo)和拓展，學(xué)生基本上一門心思趕測數(shù)據(jù)應(yīng)付實(shí)驗(yàn)報(bào)告，作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)課程，沒有進(jìn)行反復(fù)操作和探索的余地，是很難達(dá)到教學(xué)的基本要求。

3. 普通電子線路實(shí)驗(yàn)多數(shù)是通過對(duì)電子線路的簡單搭建和測試而完成，形式比較簡單呆板，專業(yè)技能訓(xùn)練單一，難以提起學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索的興趣。同時(shí)，由于缺少虛擬仿真技能的專門訓(xùn)練，因此，學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代工具實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)技能和能力有所欠缺。

4. 課程設(shè)計(jì)和綜合設(shè)計(jì)等綜合實(shí)驗(yàn)課程往往只強(qiáng)調(diào)電路功能的實(shí)現(xiàn)，不注重設(shè)計(jì)過程中的多技能協(xié)同訓(xùn)練，不要求學(xué)生嚴(yán)格按電子工藝和電子設(shè)計(jì)的規(guī)范進(jìn)行，學(xué)生所設(shè)計(jì)的電路往往排列雜亂無章，連接線亂拉，只要實(shí)現(xiàn)了所要求的功能即被認(rèn)可，學(xué)生通用基本技能（包括PCB設(shè)計(jì)、電子工藝制作等），以及專業(yè)基本技能（包括虛擬仿真設(shè)計(jì)等）得不到系統(tǒng)性的協(xié)同訓(xùn)練。

5. 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的覆蓋面局限性明顯，往往只面向少數(shù)獲得創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目或者參加學(xué)科競賽的學(xué)生，跨課程、跨學(xué)科的實(shí)驗(yàn)比較欠缺，無法引領(lǐng)大多數(shù)學(xué)生在更廣的視野和更多的維度上進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，以提高創(chuàng)新和就業(yè)的技能，加強(qiáng)綜合設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

二、電子信息類專業(yè)多技能綜合訓(xùn)練的實(shí)踐教育模式改革

針對(duì)電子信息類專業(yè)專業(yè)能力培養(yǎng)和技能訓(xùn)練存在的問題，提出了圖2所示的多技能綜合訓(xùn)練的實(shí)踐教育新模式，分別在專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)、綜合性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范、創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)以及加強(qiáng)校企合作，籌建校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等方面進(jìn)行改善。

（一）加強(qiáng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

首先，引入網(wǎng)絡(luò)化輔助教學(xué)，強(qiáng)化各種儀器設(shè)備的使用技能培養(yǎng)，把各種先進(jìn)儀器的詳細(xì)功能與應(yīng)用操作，通過視頻的方式，讓學(xué)生在課外就能對(duì)各種先進(jìn)的儀器設(shè)備進(jìn)行了解，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室開放和實(shí)驗(yàn)課的講解，進(jìn)一步提高學(xué)生駕馭先進(jìn)儀器設(shè)備的能力;其次，引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代工具實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的能力。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生仿真設(shè)計(jì)技能，以及通用基本技能（例如PCB設(shè)計(jì)）的訓(xùn)練;最后，通過虛擬仿真及實(shí)驗(yàn)室開放，加大各種技能的訓(xùn)練時(shí)數(shù)，把專業(yè)技能的訓(xùn)練從課內(nèi)延伸到課外。

（二）完善技能訓(xùn)練的評(píng)價(jià)體系，規(guī)范綜合性實(shí)驗(yàn)的考核標(biāo)準(zhǔn)

課程設(shè)計(jì)、綜合設(shè)計(jì)等綜合性實(shí)驗(yàn)的考核，不能只看電路系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的情況，綜合性實(shí)驗(yàn)的考核必須涵蓋從電子線路仿真設(shè)計(jì)、線路板設(shè)計(jì)制作到系統(tǒng)電路調(diào)試等各環(huán)節(jié)，以保證達(dá)到多技能協(xié)同訓(xùn)練的目的和效果。

（三）組建新的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

一般的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基本從屬于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，往往只面向少數(shù)獲得創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目或者參加學(xué)科競賽的學(xué)生，覆蓋面的局限性比較明顯，沒有固定和系統(tǒng)性的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)安排，跨課程、跨學(xué)科的實(shí)驗(yàn)比較欠缺，無法引領(lǐng)大多數(shù)學(xué)生在更廣的視野和更多的維度上進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，以提高創(chuàng)新和就業(yè)的技能，加強(qiáng)綜合設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

建立新的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)——組建光電信息協(xié)會(huì)，形成學(xué)習(xí)和實(shí)踐的共同體，一方面可系統(tǒng)地定期組織各種專業(yè)技能培訓(xùn)，充分發(fā)揮高年級(jí)對(duì)低年級(jí)同學(xué)的“傳、幫、帶”作用;另一方面通過邀請(qǐng)從事光電信息行業(yè)工作的往屆優(yōu)秀畢業(yè)生擔(dān)任協(xié)會(huì)的顧問，建立創(chuàng)客空間，特別是設(shè)置磁懸浮擺件、語音控制機(jī)器人和基于RFID的智能手表等一系列的創(chuàng)新DIY實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)大多數(shù)的學(xué)生以DIY的方式進(jìn)行多技能綜合協(xié)同訓(xùn)練，積極參與創(chuàng)新活動(dòng)。

（四）加強(qiáng)校企合作，籌建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室

加強(qiáng)校企合作，籌建校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，引入企業(yè)導(dǎo)師，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合市場需求進(jìn)行創(chuàng)新開發(fā)，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生多技能綜合協(xié)同訓(xùn)練的力度，提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。

三、結(jié)束語

結(jié)合電子信息類專業(yè)的特點(diǎn)，以培養(yǎng)創(chuàng)新、復(fù)合應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為平臺(tái)，通過加強(qiáng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，完善技能訓(xùn)練的評(píng)價(jià)體系，規(guī)范綜合性實(shí)驗(yàn)的考核標(biāo)準(zhǔn)，組建新的創(chuàng)新平臺(tái)等措施，強(qiáng)化了電子基本技能、學(xué)科專業(yè)技能、以及綜合設(shè)計(jì)技能等多技能的協(xié)同訓(xùn)練，解決實(shí)驗(yàn)課內(nèi)技能訓(xùn)練時(shí)數(shù)少、多技能協(xié)同訓(xùn)練欠缺等問題，所帶的試驗(yàn)班60%以上的同學(xué)拿到獎(jiǎng)學(xué)金，其中2人分別被清華大學(xué)和華南理工大學(xué)免試錄取為碩士研究生，在學(xué)科競賽中也拿到國家級(jí)二等獎(jiǎng)等好成績。學(xué)生的專業(yè)技能水平得到切實(shí)的提高，取得較好的效果。

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基金項(xiàng)目：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目“電子信息類專業(yè)多技能綜合訓(xùn)練的實(shí)踐教育模式改革”（編號(hào)：JG17073）

作者簡介：劉勇（1967-），男，漢族，廣東順德人，博士，高級(jí)工程師，省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心副主任，研究方向：電子技術(shù)。