新工科背景下電子信息工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探究

高燕 王曉靜

摘 要：新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迫切需要具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力、富有創(chuàng)新精神和具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的新工科專業(yè)人才的支撐。傳統(tǒng)的工科教育存在著教學(xué)模式單一、教學(xué)資源滯后等問(wèn)題。為了培養(yǎng)出滿足新工科需求的復(fù)合型創(chuàng)新人才，必須從以下幾個(gè)方面努力：堅(jiān)持思維優(yōu)先，構(gòu)建創(chuàng)新思維體系；改革教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)；打造教、學(xué)、賽、產(chǎn)教學(xué)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)協(xié)同育人；開(kāi)展多元考核，突出創(chuàng)新實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：新工科；電子信息工程專業(yè)；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

基金項(xiàng)目：2022年許昌學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目“‘新工科背景下創(chuàng)新人才培養(yǎng)的應(yīng)用型課程建設(shè)”（編號(hào)：18）

作者簡(jiǎn)介：高燕（1982— ），女，許昌學(xué)院電氣與機(jī)械工程學(xué)院講師，研究方向?yàn)橥ㄐ排c信息系統(tǒng)；王曉靜（1976— ），女，河南輕工職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系副教授，研究方向?yàn)殡娮有畔⒓夹g(shù)與電氣控制。

隨著全球工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)、新模式的迅速發(fā)展，新一輪的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變革正在悄悄來(lái)臨。新技術(shù)的崛起和新學(xué)科的涌現(xiàn)，對(duì)工科院校的傳統(tǒng)工科教育產(chǎn)生了巨大影響，并帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。為了跟上時(shí)代以及世界科技創(chuàng)新的步伐，新的工程技術(shù)教育思想逐漸得到重視和發(fā)展。

新工科的“新”不是一個(gè)時(shí)代的概念，它是一種與時(shí)代相適應(yīng)的工程學(xué)科教學(xué)形式。首先，新工科“新”的實(shí)質(zhì)是既繼承了傳統(tǒng)工科教育的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)，又著眼于時(shí)代，不斷創(chuàng)新，如升華理念、創(chuàng)新體制和教學(xué)方法等。其次，“新”是指學(xué)科交叉融合后出現(xiàn)的新型工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式，新工科以學(xué)科交叉融合為人才培養(yǎng)模式的切入點(diǎn)。最后，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等方式，在“硅谷模式”和“科技園區(qū)”等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“創(chuàng)意—?jiǎng)?chuàng)新—實(shí)踐”的全鏈條式人才培養(yǎng)模式。

一、新工科背景下復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的必要性

當(dāng)前，全球技術(shù)和工業(yè)革命的迅猛發(fā)展使我們更加深刻地意識(shí)到，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是最重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著時(shí)代的發(fā)展及人才素質(zhì)的不斷提高，創(chuàng)新教育教學(xué)方法，探索多種人才培養(yǎng)方式，形成適應(yīng)科技發(fā)展和新工科背景下新的復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式顯得尤為重要。教育部在關(guān)于深入推進(jìn)“新工科”建設(shè)的文件中提到，要大力發(fā)展新工科，強(qiáng)調(diào)人工智能與其他專業(yè)教育的結(jié)合。電子信息工程專業(yè)以計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)為核心，其特殊性決定了它是新工科的重點(diǎn)。當(dāng)前，我國(guó)高校的人才培養(yǎng)模式較為單一，以應(yīng)用型為主導(dǎo)，注重應(yīng)用能力而忽視創(chuàng)新能力。在新工科領(lǐng)域，創(chuàng)新能力的欠缺，不僅會(huì)對(duì)學(xué)生發(fā)展造成很大影響，還會(huì)對(duì)畢業(yè)生的就業(yè)、職業(yè)發(fā)展乃至未來(lái)的科技發(fā)展造成巨大沖擊。高校要根據(jù)新工科的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)、學(xué)生情況和社會(huì)需要，探索一種兼具應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，以適應(yīng)新工科專業(yè)發(fā)展的需要。

二、電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

（一）教學(xué)模式單一

傳統(tǒng)教學(xué)模式主要以教師課堂講授為主，單向灌輸造成學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)。電子信息工程專業(yè)的理論知識(shí)深?yuàn)W難懂，公式計(jì)算復(fù)雜，易造成學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。此外，傳統(tǒng)的電子信息工程專業(yè)課程教學(xué)往往只注重理論概念、公式的講解，而忽略了實(shí)際工程思維的訓(xùn)練和實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致理論知識(shí)與實(shí)際工程應(yīng)用脫節(jié)，進(jìn)而讓學(xué)生陷入只會(huì)理論計(jì)算而不會(huì)實(shí)際應(yīng)用的困境。

（二）教學(xué)資源滯后

在科技飛速發(fā)展的今天，電子信息工程技術(shù)得到了飛速發(fā)展，但是教材內(nèi)容卻沒(méi)有及時(shí)更新。教育資源的相對(duì)滯后，再加上教師對(duì)一線新工藝、新技術(shù)認(rèn)識(shí)的缺乏，使高校原有的人才培養(yǎng)模式與現(xiàn)實(shí)需求脫節(jié)。

三、培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的途徑

（一）堅(jiān)持思維優(yōu)先，構(gòu)建創(chuàng)新思維體系

為了培養(yǎng)出滿足新工科需求的復(fù)合型創(chuàng)新人才，必須將最新的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和行業(yè)對(duì)人才的最新要求，及時(shí)添加到教學(xué)內(nèi)容中去，但即使這樣也難以確保這些知識(shí)和技術(shù)不會(huì)被更新的知識(shí)和技術(shù)替代。所以，在新工科課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，應(yīng)從傳統(tǒng)的“知識(shí)更新”轉(zhuǎn)向注重學(xué)生的創(chuàng)造性思維方式的培養(yǎng)與建構(gòu)。

具體而言，培養(yǎng)新型工程技術(shù)復(fù)合型創(chuàng)新人才最根本的思路包括四種宏觀創(chuàng)新思維和八種微觀創(chuàng)新方法，它們構(gòu)成了“四梁八柱”的創(chuàng)新思維系統(tǒng)。其中，“四梁”是指具有宏觀指導(dǎo)意義的四種思維，即系統(tǒng)思維、歷史思維、批判思維和邏輯思維。“八柱”是指具有微觀可操作性的工程創(chuàng)新方法，即分析、綜合、歸納、演繹、類比、聯(lián)想、發(fā)散、收斂等八種方法。這八個(gè)類別包括八種常見(jiàn)的方法，它們?cè)趯?shí)施特定的工程實(shí)例時(shí)具有實(shí)用性。熟練運(yùn)用以上四種宏觀的創(chuàng)新思維以及八種微觀的創(chuàng)新方法，可以有效提高大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

（二）改革教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

目前，新技術(shù)革命已成為工程技術(shù)發(fā)展的主流，技術(shù)革新的程度和速度都比以前有了很大的提高，新知識(shí)和新技術(shù)也日新月異。所以，在新工科教學(xué)方法的應(yīng)用上，要拓寬目前以增加實(shí)踐性為主的改革思路，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主性。當(dāng)今，已形成了許多較為成熟的“以人為本”的教學(xué)模式，如案例教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、體驗(yàn)教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)等。在諸多新型教學(xué)手段中，探索式教學(xué)法、研討式教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法與傳統(tǒng)的講授式教學(xué)法相結(jié)合，形成了“四輪驅(qū)動(dòng)”，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提升。

具體而言，探索式教學(xué)是一種引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)起探索的過(guò)程，就像科學(xué)家們最初發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的探索過(guò)程。在研討式教學(xué)中，學(xué)生先對(duì)學(xué)習(xí)目的進(jìn)行調(diào)研，再進(jìn)行分組討論。在課堂教學(xué)中，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，使他們能夠從不同的方向、層次上進(jìn)行拓展。啟發(fā)式教學(xué)是指教師根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，靈活運(yùn)用各種啟發(fā)方式，正確、巧妙地提出問(wèn)題。由于學(xué)生的知識(shí)積累往往不足以支持教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行探索式、研討式教學(xué)，因此，在實(shí)踐中要結(jié)合傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，形成“四輪驅(qū)動(dòng)”，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

（三）打造教、學(xué)、賽、產(chǎn)教學(xué)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)協(xié)同育人

新工科創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)與育人環(huán)境、教學(xué)過(guò)程息息相關(guān)，應(yīng)打破原有固化的教學(xué)過(guò)程，使育人主體更加多元、教學(xué)形式更加多樣。只有結(jié)合當(dāng)前行業(yè)的最新發(fā)展趨勢(shì)，圍繞行業(yè)需求，才能提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)效性。教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)積極引入實(shí)踐項(xiàng)目，通過(guò)與企業(yè)合作，開(kāi)展產(chǎn)教融合探索，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加學(xué)科競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽等實(shí)現(xiàn)賽教融合，優(yōu)化整合校內(nèi)外教學(xué)資源，打造閉環(huán)協(xié)同育人環(huán)境。

通過(guò)校地、校企等多主體合作加強(qiáng)產(chǎn)教融合，健全教師與企業(yè)工程師雙向流動(dòng)機(jī)制。在提高教師自身實(shí)踐能力的同時(shí)，將企業(yè)工程實(shí)踐以模擬化形式帶入課堂，不僅能豐富師資隊(duì)伍建設(shè)，而且可使人才培養(yǎng)更具實(shí)用性。通過(guò)開(kāi)展以項(xiàng)目為牽引的創(chuàng)新教學(xué)，更好地服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展。

構(gòu)建以專業(yè)實(shí)訓(xùn)室為實(shí)踐基地，以眾創(chuàng)空間、專業(yè)工作室為創(chuàng)新拓展基地，以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽為依托的多維度創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。鼓勵(lì)教師指導(dǎo)學(xué)生積極申報(bào)各級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。通過(guò)一系列的制度保障，激勵(lì)教師指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等各類學(xué)生科技創(chuàng)新競(jìng)賽，從而使學(xué)生專業(yè)理論水平與創(chuàng)新能力同步提升。

（四）開(kāi)展多元考核，突出創(chuàng)新實(shí)踐能力

未來(lái)電子信息工程技術(shù)人員面臨的工程問(wèn)題需要從環(huán)境、成本、法律等方面綜合考慮。所以，在教學(xué)成效評(píng)估中，應(yīng)改變過(guò)去以知識(shí)理解與運(yùn)用為基準(zhǔn)的評(píng)估方式，轉(zhuǎn)向注重綜合素質(zhì)發(fā)展的評(píng)判考核。新工科復(fù)合型創(chuàng)新人才的核心能力是數(shù)據(jù)收集和分析、問(wèn)題建模和推理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手能力、口頭表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和管理能力。

具體而言，在處理一個(gè)復(fù)雜的工程問(wèn)題時(shí)，首先，必須學(xué)習(xí)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、圖書(shū)館等多種資源，對(duì)收集的信息進(jìn)行整理分析；其次，善于運(yùn)用數(shù)理知識(shí)，對(duì)研究的工程問(wèn)題進(jìn)行抽象建模；再次，通過(guò)建立真實(shí)的軟件或硬件平臺(tái)，對(duì)所選方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證；最后，對(duì)以上三個(gè)階段的理論與實(shí)踐成果進(jìn)行全面總結(jié)分析，并以口頭或書(shū)面的形式進(jìn)行匯報(bào)，從而檢驗(yàn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和管理能力。

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責(zé)編：揚(yáng) 帆