新工科电子信息专业实践能力育人模式

新工科电子信息专业实践能力育人模式

摘要:在建设“新工科”背景下,针对目前农业院校电子信息专业实践教学中存在的问题,我校电信专业围绕培养“适应新工科需求的电信人才”的实践教学目标,“以学生为主体”着力培养学生“素养、基础、综合、创新”的综合实践能力,通过产学融合将企业力量引入各级实践教学环节中,建立“校企双师模式”,形成了以课内实践教学为主干,课外实践活动促优的实践培养模式,为新时代新经济的发展培养更符合社会需求的专业人才。

关键词:新工科;电子信息类;产学结合;实践教学

0引言

随着云计算、大数据、人工智能的快速发展,新一轮的技术革命、产业革新也在加速进行,国家提出了“大众创业,万众创新”和《中国制造2025》实现制造强国的战略目标。工科教育再次被重新审视,教育部提出了“新工科”的概念。新工科专业是以智能制造、云计算、人工智能、机器人等用于传统工科专业的升级改造,相对于传统的工科人才,未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[1-3]。

1现状分析

目前,在新经济、新技术驱动的经济转型中,我国企业对电子信息类人才需求巨大。电子信息行业对人才的职业素养及实践创新能力提出了更高的要求。然而,传统工科育人模式下学生的实践能力难以满足行业要求,主要存在以下不足:①学生实践能力不足,创新意识不强,学生对电信行业实践工作存在畏惧情绪。在对我校2017—2018年大四学生教学观察中发现,在毕业选题时,不少学生们乐于选择难度较低的选题,畏惧挑战。撰写论文时,不少同学存在文字、语言表达能力不足等问题,写作、表达、质疑、检索等基本科学素养不佳;②教学模式陈旧,实践教学开展不足,大多数高校的人才培育工作,仍带有传统工科育人观念的色彩。表现为注重理论教学,关注学生专业知识体系的建立,忽视实践教学环节,课程配套的验证性实验比较充分,综合设计类实践开展不足。一些实验由于场地和硬件条件不足,并未给专业实践教学提供充足的教育资源、条件、制度支持。近年来,为了顺应行业发展电信专业培养计划进行了数次调整,减少了理论课学时,增加了实践课时。但是电信专业课程要求具有较高的数学、物理基础,涉及到多学科知识,课程内容较为抽象枯燥,传统的课堂教学方式是灌输式的,学生在课堂上被动地接受知识,学生课上学习积极性不高,对知识的理解不够深入,影响了实践课效果。在有限的学时内,传统的课堂教学难以兼顾教学内容和实践教学效果;③工程技术教育薄弱,工程设计和实践教育不足。教师和学生对企业实践中新技能、实践环境、实践方法缺乏了解,实践教学远离企业需求,犹如无源之水。面对新工科的育人要求,我校电信专业亟需探索改革教学模式,创新教育方式与手段,更专业、更深入的了解学习企业需求,在专业实践教学环节引入企业实训,弥补学校教育的不足,增进校企合作,促进学生与社会联系、融合的自觉性和主动性,从而培养集实践能力、创新能力于一体的合格的科技人才或工程领袖,使学生能真正适应社会发展。

2产学融合,构建“四位一体”实践能力培养模式

面对新工科的育人要求,我校电信专业自2018年开始展开探索电信专业新结构,更新专业人才知识体系,创新教育方式与手段,在各级实践环节结合企业实训,产学融合,建立“校企双师模式”的实践教学形式,围绕培养学生“科学素养-基础能力-综合能力-创新能力”的综合实践能力,逐步建立和完善“以学生为主,教师、学校、企业为支撑”的四位一体的人才培养模式(如图1所示),形成“理论课程与实践教学融合贯穿,实践与行业实景相印证,实践能力逐层加强”的递进式实践教学模式。

2.1系统、分层、创新地设计实验教学内容,构建实践教学的知识图式

改革实践环节,围绕培养学生“科学素养-基础能力-综合能力-创新能力”层进式地培养模式,加强实验教学内容配置。100%专业课课程配备课程实验,以验证性实验为主,对90%以上专业核心课程开设综合设计实验,要求70%以上的毕业设计题目具有工程应用背景,形成“基础实验-综合设计实践-独立创作性实践”的实践培养路径。在所有的实践活动,学生撰写报告、答辩,学习以口头、文稿、图表等形式与同行和社会公众进行有效沟通和交流,并回应质疑,不断强化科学素养。培养科学探索的精神。

2.2改革教学模式,构建线上线下教学双结合的混合式教学模式

电信专业要求具有较高的数学、物理基础,专业课程往往涉及到多学科知识,具有一定难度,专业课内容比较抽象枯燥,传统的课堂教学方式是灌输式的,学生在课堂上被动地接受知识。在有限的学时内,传统的课堂教学难以兼顾教学内容和实践教学效果。在此次改革中将课堂延伸到互联网,以课堂教学为主线,线上课堂为支撑,将线上-线下教学有机结合,既丰富了教学环节,又增强了学生的体验感和新鲜感。利用超星网络平台,将线上教学与课堂授课进度和知识点的讲解紧密结合。教师根据数据库课程教学大纲、授课计划,以项目为载体,融合每章、每节的核心知识点,设计每节课的任务点,课堂完成课前预习、课后训练以及学习效果的评估和反馈。在整个学习的过程中,定期利用网站工具对学生的学习情况进行分析统计,有针对性地对学生进行辅导。线下课程专注于课程重点内容的理解,以学生为学习主体,采取“翻转课堂”“项目教学”等方式,根据课程教学大纲要求将各类知识点巧妙地融入到项目中,引导学生发现问题,解决问题,使学生在完成项目的同时,巩固了相关知识点,并锻炼、提升了专业基本素养。线上线下双结合的教学模式更加注重学生在学习过程中的参与度,让学生从学习的被动者转变成学习的主动者,增强了对专业的理解,也实现了随时随地、有针对性、个性化的教学。

2.3产学研一体化育人,构建“校企双师模式”的实践教学形式

高等学校对学生能力培养的教育目标不能偏离实际生产需求。为学生配置校内“专业导师”,并聘请企业工程师介入高年级实践环节担任“企业导师”,由企业讲师和任课教师共同完成教学过程,实现“校企双师制”,各自在教学上各有侧重,又相互协作。在实践创新训练中,从二年级开始,给每一位学生配备“专业导师”,指导学生制定选课计划,引导学生加入导师的科研项目中,参与到导师团队的交流、研究工作中实实在在地用专业知识解决实际生产问题,从而开拓学生眼界,培养学生创新能力。邀请企业工程师担任“企业导师”,参与“DSP技术”等课程设计、电子设计大赛、毕业设计等专业综合实践能力要求较高的活动的指导工作。学生在企业导师的指导下,了解企业产品设计的方式、流程及解决问题的思路,促使学生更好地理解和适应行业。

2.4积极支持学生参与高水平课外实践,探索以赛促优的培养模式

大力组织和指导学生参加“全国大学生电子设计大赛”“广东省大学生电子设计大赛”等高水平赛事;指导学生参与“大学生创新创业计划项目”“邦普杯”等企业杯赛项目。支持学生创立管理“单片机协会”“农业航空协会”“实验室技术及管理协会”等与专业实践技能相关的学生社团,鼓励并指导这些社团定期举行专业相关赛事,吸引更多学生参与实践,以赛促学。探索以竞赛促进技能人才不断提优的培养模式,缩短学校培养的人才与企业要求的人才之间的差距,实现学校和企业之间人才知识能力结构的紧密链接,满足社会需求。

2.5疫情防控常态化背景下,产学结合,实践能力培养模式探索

2020年新冠疫情爆发。为了广大师生的安全,我校自疫情爆发以来一直采取封闭管控的防疫政策。在此背景下,本项目选择“DSP技术与应用”课程作为“企业入课”的试点,邀请“广州创龙电子科技有限公司”企业工程师以线上教学方式参与实践教学工作,完成线上线下结合的实践教学模式。利用超星网络平台等多媒体平台,建设“DSP技术与应用”课程网站(如图2所示),将线上教学与课堂授课进度和知识点的讲解紧密结合。教师根据“DSP技术与应用”教学大纲、授课计划,融合每章、每节的核心知识点,设计每节课的任务点。学生上课堂完成课前预习、课后训练以及学习效果的评估和反馈。在整个学习的过程中,定期利用网站工具对学生的学习情况进行分析统计,有针对性的对学生进行辅导。线下课程专注于课程重点内容的理解,以学生为学习主体,采取“翻转课堂”“项目教学”等方式,根据课程教学大纲要求将各类知识点巧妙地融入到项目中,引导学生发现问题,解决问题,使学生在完成项目的同时,巩固相关知识点,提高课堂效率。线上线下双结合的教学模式更加注重学生在学习过程中的参与度,让学生从学习的被动者到学习的主动者,增强了对专业的理解,也实现了随时随地、有针对性、个性化的教学。在实验教学环节,企业讲师和任课教师共同制定教学实践大纲,任课教师负责完成验证性实验教学,企业讲师讲解企业生产开发中使用的DSP开发板实验,实践过程企业讲师以录制视频等线上方式讲解完成实践,任课教师将其内容融入教学计划安排并辅助学生完成实验,便于学生反复琢磨实验操作,深刻理解实践内容。期间企业导师和任课教师通过“微信群”等线上方式与学生交流答疑。在教学过程中发现,大部分学生都能更好地理解,更长时间地记住课程知识体系。也收到较好的反馈(如图3所示)。接近90%的同学认为对自己的学习有帮助。

3结语

在新经济、新技术驱动的经济转型中,我国信息行业对培育高实践能力的电信专业人才提出了更高的要求。我校电信专业围绕培养“适应新工科需求的电信人才”的实践教学目标,强调“以学生为主体”,在实践教学的各环节中结合企业需求,进行实践教学改革,建立“校企双师模式”,形成了以课内实践教学为主干,课外实践活动为促优的实践培养模式,对学生的实践能力提升起到促进作用,对基于提高学生实践能力目标的产学融合育人培养方式进行了有益探索。

作者:徐梅宣 孙道宗 代芬 单位:华南农业大学电子工程学院/人工智能学院