“雙線驅(qū)動(dòng)、四段遞進(jìn)、五維協(xié)同”的電子信息類專業(yè)實(shí)踐體系建設(shè)與實(shí)踐

鄧洪峰，涂繼亮，劉 輝

（南昌航空大學(xué) 信息工程學(xué)院，南昌 330063）

引 言

在工程教育改革和新工科建設(shè)大背景下，高等學(xué)校必須主動(dòng)對(duì)接國(guó)家戰(zhàn)略，在培養(yǎng)理念、培養(yǎng)方案、培養(yǎng)機(jī)制、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面進(jìn)行改革，才能適應(yīng)國(guó)家對(duì)創(chuàng)新型工程人才的需求。因此，對(duì)我校電子信息類專業(yè)進(jìn)行全面系統(tǒng)改革，建立滿足新時(shí)代需求的人才培養(yǎng)模式，具有非常重要的意義[1-3]。

通過(guò)近年來(lái)我校大力實(shí)施本科教學(xué)質(zhì)量工程、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程培育等系列教學(xué)改革，學(xué)生實(shí)踐能力有了一定提高，但是，面對(duì)電子信息類專業(yè)的交叉融合、工程應(yīng)用性強(qiáng)特點(diǎn)，電子信息類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)依然面臨以下挑戰(zhàn)，這也是絕大多數(shù)地方高校電子信息類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)面臨的共性問題[4-9]。

1）傳統(tǒng)課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)的單一課程實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，不利于學(xué)科知識(shí)交叉融合和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的問題；

2）目前課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)踐互促融合不足的問題，諸如科技制作、學(xué)科競(jìng)賽、師生合作科研等課外實(shí)踐不能有序化和組織化；

3）市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下的校外實(shí)習(xí)以參觀為主等收效差和校外實(shí)踐教學(xué)難開展的問題。

為此，本文針對(duì)地方工科院校電子信息類實(shí)踐教學(xué)所面臨的問題，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)電子信息類專業(yè)創(chuàng)新型工程人才的需求，對(duì)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了系統(tǒng)改革，以創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為主線貫穿人才培養(yǎng)全程，通過(guò)構(gòu)建分層分類、互為促進(jìn)、不斷漸進(jìn)的“雙線驅(qū)動(dòng)、四段遞進(jìn)、五維協(xié)同”實(shí)踐教學(xué)體系，對(duì)本科生創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)的全局規(guī)劃和系統(tǒng)訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了貫穿主線，全程滲透，全員參與，全體受益[2-10]。

1 理念引領(lǐng)，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案

在工程教育改革和新工科建設(shè)的背景下，以工程教育認(rèn)證的“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”理念為指導(dǎo)，優(yōu)化了人才培養(yǎng)方案。從培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)踐體系、師資隊(duì)伍等方面不斷優(yōu)化與持續(xù)改進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)成才、達(dá)成預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)（如圖1）。

圖1 工程教育認(rèn)證下的教學(xué)體系

2 目標(biāo)導(dǎo)向，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系

以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向，針對(duì)實(shí)踐教學(xué)存在的問題，從頂層設(shè)計(jì)優(yōu)化與完善實(shí)踐教學(xué)體系。

首先，將課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)與課外實(shí)踐實(shí)訓(xùn)有機(jī)結(jié)合于一體，互促?gòu)?qiáng)化，如表1所示。

表1 課內(nèi)課外實(shí)踐教學(xué)四階段

其次，根據(jù)人的認(rèn)知規(guī)律及創(chuàng)新能力培養(yǎng)和工程素質(zhì)提升邏輯，由易到難、低級(jí)到高級(jí)區(qū)分四個(gè)階段優(yōu)化設(shè)置實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與環(huán)節(jié)，如表2所示。

表2 教學(xué)環(huán)節(jié)分解表

第三，按照“虛實(shí)融合、產(chǎn)教融合、科教融合”等教學(xué)策略，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、企業(yè)實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目以及教師科研項(xiàng)目引入實(shí)踐教學(xué)體系，拓展實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、增加綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新研究項(xiàng)目，助推創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)。構(gòu)建圖2所示的“雙線驅(qū)動(dòng)、四段遞進(jìn)”教學(xué)體系。

圖2 “雙線驅(qū)動(dòng)、四段遞進(jìn)”的實(shí)踐教學(xué)體系

3 支撐保障，搭建工程實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)

傳統(tǒng)的課外實(shí)踐教學(xué)以學(xué)科競(jìng)賽為主，課外實(shí)踐散亂且平臺(tái)欠缺。為支撐“雙線驅(qū)動(dòng)、四段遞進(jìn)”實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)施，提供課外實(shí)踐的工程認(rèn)知、工程實(shí)驗(yàn)、工程探究、工程設(shè)計(jì)等四階段的平臺(tái)保障，以原有的700平米的科技創(chuàng)客空間為主體，聯(lián)合大類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室、校企共建實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)實(shí)習(xí)基地等，優(yōu)化整合資源以及虛擬仿真與實(shí)體實(shí)驗(yàn)結(jié)合，搭建了圖3所示的“五維協(xié)同”工程實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)。

圖3 “五維協(xié)同”的工程實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)

4 產(chǎn)教融合，形成校企協(xié)同育人機(jī)制

根據(jù)專業(yè)的辦學(xué)定位、目標(biāo)和企業(yè)的使命愿景價(jià)值觀、層次等的匹配程度來(lái)甄選企業(yè)，重點(diǎn)針對(duì)優(yōu)秀校友所在企業(yè)，以產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新需求為導(dǎo)向，找準(zhǔn)協(xié)同點(diǎn)。1）通過(guò)校企對(duì)接，將企業(yè)需求與愿景融入實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，提高培養(yǎng)目標(biāo)的適應(yīng)度；2）通過(guò)校企共商，將主流技術(shù)、工程規(guī)范融入實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)方案，提高實(shí)踐教學(xué)的匹配度；3）通過(guò)校企互動(dòng)，將技術(shù)、產(chǎn)品、規(guī)范等融入培養(yǎng)過(guò)程，提高培養(yǎng)過(guò)程的有效度；4）通過(guò)校企互補(bǔ)，將平臺(tái)與師資融入培養(yǎng)條件與資源建設(shè)，提高培養(yǎng)條件與資源的保障度；5）通過(guò)校企互通，促進(jìn)校企協(xié)同各環(huán)節(jié)的持續(xù)改進(jìn)，提升教學(xué)質(zhì)量的滿意度。由此建立圖4所示的校企協(xié)同育人新機(jī)制。

圖4 校企協(xié)同育人新機(jī)制

2017年以來(lái)，按上述機(jī)制分別與長(zhǎng)園運(yùn)泰利自動(dòng)化設(shè)備有限公司、廣東利楊芯片測(cè)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(duì)“卓越工程師班”和“企業(yè)定制班”進(jìn)行為期十個(gè)月的聯(lián)合培養(yǎng)，具體如表3所示。

表3 近4年校企合作班級(jí)

5 創(chuàng)新實(shí)踐體系的推廣應(yīng)用效果

經(jīng)過(guò)近10年的電子信息類專業(yè)實(shí)踐體系建設(shè)的研究與實(shí)踐，在專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)、教師發(fā)展、校企合作等方面取得了一系列的改革成果。

1）促進(jìn)了專業(yè)建設(shè)。

自動(dòng)化專業(yè)獲“國(guó)家一流專業(yè)”，電子信息工程專業(yè)獲江西省“一流特色專業(yè)”；電子信息工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)工程4個(gè)本科專業(yè)獲江西省“一流專業(yè)”，且4個(gè)專業(yè)均進(jìn)行了工程教育專業(yè)認(rèn)證，2個(gè)專業(yè)已經(jīng)受理；3門課程獲江西省“一流課程”。

2）提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

學(xué)院電子信息類專業(yè)3000余名學(xué)生經(jīng)過(guò)本體系的實(shí)踐訓(xùn)練，其創(chuàng)新能力、工程素質(zhì)、科學(xué)素養(yǎng)都大幅增強(qiáng)，在學(xué)科競(jìng)賽、專利申請(qǐng)、論文發(fā)表等方面均有良好表現(xiàn)。學(xué)生積極參加“挑戰(zhàn)杯”、“大學(xué)生電子競(jìng)賽”、“恩智浦智能車”、“西門子智能制造”、“機(jī)器人大賽”等各類全國(guó)科技類競(jìng)賽和其它各類科技活動(dòng)。近3年來(lái)，學(xué)生獲省部級(jí)以上競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)224項(xiàng)，國(guó)獎(jiǎng)38項(xiàng)；專利申請(qǐng)17項(xiàng)；論文46篇，SCI論文1篇，上述表現(xiàn)強(qiáng)力支撐了我校在2016~2020年間高校學(xué)科競(jìng)賽排行榜排名第77位，為學(xué)校獲得了榮譽(yù)；學(xué)生就業(yè)質(zhì)量穩(wěn)居學(xué)校前列。

3）助推了教師發(fā)展。

本實(shí)踐體系改革的實(shí)施，激發(fā)了全院教師的教育教學(xué)改革的積極性，不斷探索教學(xué)規(guī)律，提升教學(xué)質(zhì)量。近3年來(lái)，獲省級(jí)教育規(guī)劃和教改13項(xiàng)，獲批教育部協(xié)同育人項(xiàng)目19項(xiàng)，教育部人文社科項(xiàng)目1項(xiàng)、校級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程33項(xiàng)；獲得省防疫優(yōu)質(zhì)課程三等獎(jiǎng)4項(xiàng)、省教育科學(xué)三等獎(jiǎng)2項(xiàng)、校級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)7項(xiàng)、二等獎(jiǎng)6項(xiàng)；出版教材15部，發(fā)表教改論文12篇，有效推進(jìn)了電子信息類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)探索、改革與實(shí)踐。

4）深化了校企合作、產(chǎn)教融合。

與南京熊貓電子、珠海長(zhǎng)園運(yùn)泰利、廣東利揚(yáng)芯片測(cè)試等20多家電子信息企業(yè)和航空科研院所簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，設(shè)定企業(yè)獎(jiǎng)學(xué)金，共同制定人才培養(yǎng)方案、開展教學(xué)研究，讓企業(yè)深度貫穿實(shí)踐教學(xué)全過(guò)程。

6 總 結(jié)

歷經(jīng)了近10年的電子信息類專業(yè)實(shí)踐體系建設(shè)探索，取得了一系列的實(shí)踐教學(xué)改革成果，形成了具有新工科教育特色的“雙線驅(qū)動(dòng)、四段遞進(jìn)、五維協(xié)同”的電子信息類專業(yè)實(shí)踐體系，得到了北航、哈工大等高校專家的好評(píng)，多所兄弟院校來(lái)校觀摩并得到推廣應(yīng)用。