新工科背景下教學(xué)模式及人才培養(yǎng)探索
——以電子信息工程專業(yè)為例

羅大鵬,余蓓蓓,張祥莉,程 卓,黃田野

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 機(jī)械與電子信息學(xué)院,湖北 武漢 430074)

0 引言

電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)具備電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用能力、研發(fā)能力,能從事各類電子設(shè)備、信息系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的科研、設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用和管理的科研型人才、高級(jí)工程技術(shù)人才和管理人才。畢業(yè)生應(yīng)該具有較強(qiáng)的現(xiàn)代電子信息技術(shù),通信和信息系統(tǒng)的研發(fā)能力、應(yīng)用知識(shí)和技能,熟悉電子信息工程方面的新學(xué)科與新技術(shù),具有研發(fā)、設(shè)計(jì)、開發(fā)、管理、應(yīng)用集成電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的基本能力。中國(guó)的高等教育從大眾化教育階段過(guò)渡到了普及型教育階段,信息工程專業(yè)也概莫能外。早在幾年前,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)電子信息類專業(yè)實(shí)踐教研組(以下簡(jiǎn)稱“專業(yè)實(shí)踐教研組”),主動(dòng)對(duì)標(biāo)“新工科”建設(shè)要求,以“新工科”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式為引領(lǐng),探索以學(xué)生為中心的專業(yè)教學(xué)模式,歷經(jīng)多年的教學(xué)改革與探索,在實(shí)踐過(guò)程中形成了一套有效的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革思路——“普及型”精英科技競(jìng)賽培養(yǎng)教學(xué)模式[1]。

1 因材施教是調(diào)整教學(xué)模式及人才培養(yǎng)的晴雨表

就業(yè)前景相對(duì)較好的電子信息專業(yè),近年來(lái)受到越來(lái)越多家庭和青年學(xué)子的追捧,一直穩(wěn)居工科學(xué)生報(bào)考之熱門專業(yè)榜首。教師隊(duì)伍的人數(shù)發(fā)展相對(duì)滯后,教師的精力有限,無(wú)法對(duì)每一個(gè)學(xué)生實(shí)行精英化培養(yǎng)。在現(xiàn)有條件和資源下,既維持精英教育的發(fā)展,又同步落實(shí)好向大眾化教育的轉(zhuǎn)型,讓更多的學(xué)生能夠有效提升專業(yè)素養(yǎng),最終達(dá)到服務(wù)社會(huì)的基本要求,是“專業(yè)實(shí)踐教研組”探索和實(shí)踐的問(wèn)題之一。經(jīng)過(guò)多年探索,“專業(yè)實(shí)踐教研組”成員一致認(rèn)為,以人為本、因材施教是解題的關(guān)鍵所在,多年實(shí)踐磨合形成的“普及型”精英科技競(jìng)賽培養(yǎng)教學(xué)模式,能夠有效應(yīng)對(duì)當(dāng)前學(xué)情的變化,并有望進(jìn)一步助推轉(zhuǎn)型。

2 “普及型”精英科技競(jìng)賽教學(xué)模式及人才培養(yǎng)

2.1 關(guān)于“普及型”精英科技競(jìng)賽

要在教育資源有限的情況下,實(shí)現(xiàn)“普及型”精英教育,必須構(gòu)建一個(gè)完整的實(shí)踐教學(xué)體系,整合校內(nèi)指導(dǎo)老師、企業(yè)導(dǎo)師以及學(xué)生社團(tuán)三方面的力量,實(shí)現(xiàn)電子信息工程專業(yè)大多數(shù)學(xué)生的精英化培養(yǎng)。經(jīng)過(guò)多年的探索和實(shí)踐,“專業(yè)實(shí)踐教研組”的教師們探索出一套行之有效的“普及型”精英科技競(jìng)賽教學(xué)體系?！皩I(yè)實(shí)踐教研組”的教師們創(chuàng)建了“電信杯”電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,將企業(yè)真實(shí)的研發(fā)課題整理成賽題。這個(gè)賽事是在這個(gè)“普及型”精英科技競(jìng)賽教學(xué)體系中,非常重要的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。

比賽課題通過(guò)一系列實(shí)踐探索后已經(jīng)具備了可行性研究方案,經(jīng)歷了企業(yè)導(dǎo)師和專業(yè)導(dǎo)師的共同指導(dǎo),通過(guò)電信杯和各種賽事的鍛煉,學(xué)生們將進(jìn)入本專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在各大比賽中參與過(guò)的賽題,經(jīng)過(guò)綜合熔煉很可能產(chǎn)生有價(jià)值的研究成果。這個(gè)時(shí)候指導(dǎo)老師也將轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目負(fù)責(zé)人,幫助學(xué)生們凝練科研成果,幫助企業(yè)完成產(chǎn)品升級(jí)改造,同時(shí)實(shí)現(xiàn)自己的科學(xué)研究計(jì)劃。筆者將整個(gè)的培養(yǎng)過(guò)程稱為大畢業(yè)設(shè)計(jì)周期。所謂大畢業(yè)設(shè)計(jì)周期就是前期參加科技競(jìng)賽的環(huán)節(jié),作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的積累階段,使學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì),更能有效創(chuàng)造價(jià)值。“普及型”精英科技競(jìng)賽培養(yǎng)教學(xué)模式以“普及型”精英科技競(jìng)賽教學(xué)體系為架構(gòu),秉承以學(xué)生為中心的教學(xué)理念,通過(guò)校企合作,最終達(dá)成良好結(jié)果[3]。

2.2 “普及型”精英科技競(jìng)賽對(duì)教學(xué)模式的建樹

2.2.1 踐行以“學(xué)生”為中心

在“普及型”精英科技競(jìng)賽培養(yǎng)教學(xué)模式中,“專業(yè)實(shí)踐教研組”非常重視以學(xué)生為中心展開教學(xué),創(chuàng)立“電信杯”的初衷,就是在普通學(xué)生和各大賽事之間搭建了一個(gè)過(guò)渡橋梁,讓更多的學(xué)生能夠脫穎而出。

為了吸納更多的學(xué)生參與其中得到鍛煉和成長(zhǎng),“專業(yè)實(shí)踐教研組”提出將電信杯比賽融入課程設(shè)計(jì)及各類實(shí)習(xí),例如電信杯比賽結(jié)果作為課程平時(shí)成績(jī)或者實(shí)習(xí)成績(jī)等。根據(jù)賽題的類型,進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)生參加各類全國(guó)性大型比賽。尤其是在企業(yè)導(dǎo)師的參與下,學(xué)生們更加具有優(yōu)勢(shì),沖擊“互聯(lián)網(wǎng)+”以及挑戰(zhàn)杯各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型比賽。

“電信杯”不僅讓學(xué)生們通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽,提前接觸到企業(yè)研發(fā)任務(wù),提高動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,而且競(jìng)賽中產(chǎn)生的優(yōu)秀方案對(duì)企業(yè)研發(fā)的幫助也很大,得到了合作企業(yè)的廣泛認(rèn)可,因此賽題也能夠獲得企業(yè)的資助,獲獎(jiǎng)的參賽團(tuán)隊(duì),會(huì)獲得企業(yè)設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)和獎(jiǎng)金,實(shí)現(xiàn)了大眾化的學(xué)生培養(yǎng)和行業(yè)需求的融合。

2.2.2 吸納企業(yè)參與教學(xué)

“普及型”精英科技競(jìng)賽培養(yǎng)教學(xué)模式旨在建立自備造血功能的新工科人才培養(yǎng)機(jī)制,形成產(chǎn)學(xué)研良性循環(huán),深化在學(xué)生培養(yǎng)和產(chǎn)品研發(fā)上的合作,實(shí)現(xiàn)校企雙贏。電信杯最大的特色就是賽題與企業(yè)需求緊密結(jié)合。由于“電信杯”的賽題來(lái)自于企業(yè)實(shí)際中遇到的技術(shù)難題,參賽學(xué)生沒(méi)有成熟的解決方案可以借鑒,必須先搜集可行的解決方案進(jìn)行嘗試,通過(guò)驗(yàn)證來(lái)確定哪條路徑真實(shí)可行。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),參賽的學(xué)生越多,針對(duì)實(shí)際問(wèn)題的解決方案也越多,企業(yè)便可以同時(shí)嘗試多種解決方案,降低了企業(yè)試錯(cuò)的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本。更重要的是“普及型”精英科技競(jìng)賽培養(yǎng)教學(xué)模式探索過(guò)程也讓更多的企業(yè)了解學(xué)校教育和學(xué)生能力,主動(dòng)愿意建立校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地,共建實(shí)踐育人環(huán)境。

2.3 “普及型”精英科技競(jìng)賽對(duì)人才培養(yǎng)的貢獻(xiàn)

2.3.1 促進(jìn)動(dòng)手實(shí)踐能力的發(fā)掘

工科專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐動(dòng)手能力非常強(qiáng)的專業(yè),學(xué)生需要有時(shí)間動(dòng)手的環(huán)境和經(jīng)歷,結(jié)合“電信杯”提出的“大畢業(yè)設(shè)計(jì)”概念,將學(xué)生四年的求學(xué)生涯和實(shí)踐動(dòng)手能力緊緊地結(jié)合在一起,讓學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)中能“知行合一”。各級(jí)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽能夠有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,各級(jí)比賽平臺(tái)能夠給學(xué)生提供充分的學(xué)習(xí)、交流、提高的機(jī)會(huì),促使學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化成能力,積淀成好的工程素養(yǎng)。眾多成績(jī)突出、專業(yè)能力廣受認(rèn)可的已畢業(yè)學(xué)生都有參加各級(jí)電賽的經(jīng)歷。

2.3.2 多重環(huán)境孕育潛在可能

“電信杯”的賽題圍繞著學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)置賽題,大部分的學(xué)生都能在資源有限的情況下,找到與自己實(shí)力相匹配的環(huán)境和空間,并經(jīng)歷不同的活動(dòng)得到錘煉與成長(zhǎng),從而發(fā)現(xiàn)自己從前不曾看到的“潛力”,使得自我培養(yǎng)成為可能。其中,“電信杯”的組織工作主要由學(xué)生社團(tuán)來(lái)完成,學(xué)生社團(tuán)在這個(gè)“普及型”精英科技競(jìng)賽教學(xué)體系中,負(fù)責(zé)專門組織比賽以及比賽的培訓(xùn)工作,為電信杯每年迭代發(fā)展收集和積累素材資料等。這些事務(wù)性工作的參與,客觀上鍛煉了有能力的同學(xué)統(tǒng)籌安排賽事和協(xié)調(diào)的能力。例如,該校電信系成立的電子信息研創(chuàng)會(huì),就是“普及型”精英科技競(jìng)賽教學(xué)體系中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),經(jīng)過(guò)一系列比賽磨煉后,學(xué)生的非專業(yè)知識(shí)能力和綜合素養(yǎng)都得到了提高。

3 “普及型”精英科技競(jìng)賽培養(yǎng)教學(xué)模式取得的成效

(1)學(xué)生創(chuàng)新能力顯著提高。近3年,本專業(yè)實(shí)踐教研組指導(dǎo)學(xué)生獲得“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽湖北省二等獎(jiǎng)1項(xiàng);“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽湖北省銅獎(jiǎng)2項(xiàng);全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲全國(guó)獎(jiǎng)3項(xiàng),省獎(jiǎng)4項(xiàng);全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽中獲全國(guó)獎(jiǎng)1項(xiàng),華南賽區(qū)獎(jiǎng)1項(xiàng);中國(guó)工程機(jī)器人大賽獲全國(guó)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)37項(xiàng);本科生發(fā)表學(xué)術(shù)論文5篇。

(2)建成多個(gè)產(chǎn)學(xué)研基地。教師團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)致力產(chǎn)學(xué)研用的深度融合,極大促進(jìn)了教學(xué)能力和社會(huì)服務(wù)能力的提升。2019年以來(lái),建立了湖北中地理華產(chǎn)業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)院校內(nèi)實(shí)習(xí)基地,海爾重點(diǎn)創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室,散料清潔輸送技術(shù)創(chuàng)新中心,智能地學(xué)儀器聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,“智能建造”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)產(chǎn)學(xué)研基地。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)適應(yīng)于新工科電子信息工程專業(yè)發(fā)展的“普及型”精英科技競(jìng)賽培養(yǎng)教學(xué)模式的探索,培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì),取得了一些成績(jī)。今后,要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)單位、科研部門及復(fù)合型人才專業(yè)需求的調(diào)查研究,并根據(jù)企業(yè)需求,擬定各類實(shí)踐類教改課題,對(duì)課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法、教材選擇等不斷進(jìn)行探索與改革;鼓勵(lì)教師積極參加企業(yè)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服務(wù)等工作,并將之轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提升改進(jìn)的依據(jù);鼓勵(lì)教師開展教改實(shí)踐,積極承擔(dān)教改項(xiàng)目,發(fā)表教改論文;鼓勵(lì)老師指導(dǎo)學(xué)生參加課外科研訓(xùn)練,以使學(xué)生具有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),較強(qiáng)的自學(xué)能力,獨(dú)立自主的實(shí)踐能力,從而適應(yīng)電子信息技術(shù)迅猛發(fā)展的形勢(shì)及社會(huì)對(duì)人才的需求。