电子信息新工科人才培养体系构建

2022-09-21 16:46:01 来源:写作指导

摘要:新经济、新产业和新业态给电子信息类新工科人才提出了新的能力要求,也给高校的人才培养体系提出了新的要求。文章介绍了新工科人才所处的经济社会背景,分析了电子信息类新工科人才应当具备的能力,探讨了现有人才培养体系中存在的问题,以及电子信息类新工科人才培养路径。

关键词:新工科;新经济;跨界整合;学科交叉;人才培养体系

互联网、人工智能、机器人技术等高新技术催生了第四次工业革命,也触发了高校的新工科建设。为了确保我国在核心科技领域掌握话语权,赢得未来科技竞争,必须大力开展新工科建设,竭力培养创新能力强的科技人才,实现我国从制造大国走向“智慧”强国。新工科是一种新型的工程教育理念,面向新经济,依靠新技术,服务新产业和新业态,强调培养具有全球视野、跨界整合能力、技术创新能力和应用实践能力的综合性、复合型工程科技人才。

一、新工科人才所处的社会背景

(一)新经济

新经济是指在经济全球化背景下,以大数据、云计算、物联网和人工智能等现代信息技术为支撑,以高新产业为龙头的经济现象,其主要形式有知识型经济、创新型经济、数字化经济、共享型经济和开放型经济等。新经济是推动我国社会发展的新动能,并逐步成为新工科人才的主战场。日益发达的新经济呼唤高校工程教育新变革,促使高校积极开展新工科建设,努力培养适应新经济的高端工程技术人才和产业大军,提升高校服务地方新经济、适应经济发展新常态的能力。

(二)新产业

新产业通常指运用最新科研成果和技术工艺,产生或延伸出一定规模的新型经济活动。新产业不是旧产业的简单升级,是将新成果、新工艺、新理念、新模式与传统产业领域融合的结果。比如机器视觉、人工智能和物联网等新一代信息技术与现代制造业结合而形成的无人化、智能化的智能制造业;互联网技术与现代服务业相结合而形成的电子商务、远程医疗、在线教育和互联网金融等。电子信息类专业是人工智能、物联网和智能硬件等现代信息技术的重要基础,是新产业持续、健康、稳定发展的人才支撑和智力保障。高校必须响应时代需求,顺应产业发展,改变传统电子信息类人才培养体系,大力开展新工科建设,增强电子信息类专业人才服务新产业的能力。

(三)新业态

新业态主要指顺应人们对产品和服务个性需求,借助现代信息技术、互联网技术、大数据技术以及智能技术,将不同产业融合、不同行业整合所形成的新型企业、商业、产业的组织形态,是信息、技术、服务、经济活动各要素相互融合的结果,是一种高质量、创新型经济运行模式[1]。如共享单车、智慧物流、无人超市、智慧旅游、外卖等新经济业态。新业态下,“软硬结合智能化、网络互联云端化”正逐渐成为产品的主要构成,其支撑性技术主要包括传感器技术、嵌入式系统技术、计算机视觉和机器学习等,这些正是电子信息类新工科人才需要掌握的重要内容。

(四)全球化

新经济是一种开放型经济,具有人才流动全球化、生产技术全球化、交易市场全球化和金融资本全球化等基本特征。在新经济环境下,中国制造、中国智慧、中国方案正借“一带一路”历史机遇,加紧走向世界[2]。融入全球、走向世界是电子信息类新工科人才必须面对的社会现实。电子信息类新工科人才在科技研发、技术转移、专利申请和产品贸易等各环节都应当站在全球的高度全域思考,要谙熟国际规则,并具备良好的跨文化沟通能力;要充分利用国际组织、贸易规则和专利保护规则,在全球化竞争中把握机遇、寻求合作,抢占科技创新、贸易发展的制高点。

二、社会对电子信息类新工科人才的新要求

(一)突出跨界整合能力

新经济之“新”,在于其具备跨行业、跨领域的典型特征。新经济背景下,产业和体制的既定格局被重构,传统的学科隔阂与技术壁垒被打破,经济发展进入跨界融合时代。比如,将电子终端设备、嵌入式系统与农业整合,形成智慧农业,与医疗行业整合,形成智慧医疗,与汽车整合,形成自动驾驶,将电子信息、机械、人工智能融合,形成人工智能机器人等;将电子信息产品与银行业务融合,形成手机银行、移动支付等。新经济背景下,电子信息类人才不仅要掌握本专业的具体知识,而且要有新思维、新视野,具备跨领域性、跨行业的跨界思维能力和跨界整合能力。

(二)突出国际交流能力

新经济是一种全球化的经济模式,高度发达的现代电子信息技术是新经济的重要支撑,电子信息相关行业、产业对新经济的影响最直接、最深远。在经济布局全球化、信息传输极速化、网络覆盖社区化、智能设备大众化的背景下,电子信息类新工科人才需要走出国门,开拓视野,与国际同行交流学习,并及时跟踪技术前沿。只有具备国际视野、能跨文化交流的新工科人才,才能在飞速发展的现代电子信息技术行业里,及时嗅探到技术亮点,并面向全球迅速抢占客户资源。

(三)突出实践创新能力

新经济以技术创新为前提,技术创新催生了新模式、新业态、新产业,进而促使高校大力开展新工科教育,培育新工科人才。对于电子信息类新工科人才来说,只有掌握了核心技术,并不断地创新,突破原有技术和工艺壁垒,才能抢占全球科技创新生态系统的制高点,创生更多速度快、功耗低、性能稳、智能化、网络化的新器件、新设备、新终端[3];只有不断提升电子信息类新工科人才的实践创新能力,才能培养出更多的电子信息高端人才。

三、现有人才培养体系存在的问题

(一)不重视跨界整合能力

培养跨界整合就是将完全不同的思维方式和学科知识在一个具体的人身上,实现更高程度的共融和结合。现有的人才培养体系在工程人才培养中,主要侧重于专业内的工程教育,更关注专业教育与某些具体职业岗位的对接,人才培养方案以专业课程和专业方向课程为主[4]。虽然部分高校在课程设置上,会在不同学科、不同专业中选取一些课程,形成学科交叉教学计划,但是各门课程仍独立教学,课程内容关联性小。在此类整合过程中,既缺乏教学过程整合,又缺乏教学内容融合,处理问题时,仍然沿袭固有的思维方式和解决措施,对各个问题单独击破,缺乏全域视觉和整体思维。此类人才培养体系难以让学生在思维方式上形成跨界思维的习惯,所培养的复合型人才也仅仅是技能的多样化,跨界整合能力薄弱。

(二)不重视国际交流能力

培养现阶段我国电子信息类专业人才培养体系对国际交流能力的培养没有给予足够的重视,简单将国际交流能力等同于语言交流能力。在教学内容上,仅仅靠公共“大学英语”和“专业英语”课程作为支撑。其中,“大学英语”课程内容单一,往往只从语言学角度进行词汇、短语和长难句教学,缺乏对他国历史、文化、礼仪等的深入理解,学生在国际交流中不能很好地解决文化冲突,容易弄巧成拙。“专业英语”课程内容陈旧,不能紧跟技术发展和科技前沿,无法对接新产业、新业态。在教学方式上,大多采用课堂教学,缺乏实际语境,缺乏交流平台和应用途径。

(三)不重视科技创新能力

培养新经济的“新”在于其模式新、业态新、产业新、产品新,创新是促使新经济持续高质量发展的关键所在。然而,创新能力的培养需要多学科知识储备,需要思维碰撞。现有人才培养体系在教学内容上过于追求课程体系的系统性和完整性,忽略了课程设置的丰富性和多样性,未能将跨学科、跨领域知识关联、整合;在教学方式上,仍采用传统的教学方式,没有给予学生更多的思维碰撞、讨论学习、应用实践、发现问题、感悟提升的机会,难以产生思维的火花、顿悟或灵感,无法培养学生创新能力,教师在陈旧、单一的学科知识里,采用传统的教育方式,创新能力培养缺乏行之有效的课程体系、教学模式、教育实践和实现路径。

四、人才培养体系构建

(一)以市场需求为导向,服务地方

新经济新经济以互联网、大数据、人工智能和信息处理等技术为支撑,具有鲜明的电子信息特色,培养更多电子信息类新工科人才是新经济持续、平稳发展的重要保障。在人才培养过程中,要围绕市场需求,对接区域产业,突出地方特色,着眼于当前和未来电子信息类新工科人才核心素养和能力,重构电子信息领域人才培养体系,以有效服务地方新经济。为此,重庆邮电大学移通学院依据重庆市大力开展以电子信息、物联网、智能硬件为基础的“新基建”战略决策,就电子信息类专业的教学内容进行了如下安排:增加“传感器技术”“无线传感器网络”“现代信息网网络”“微处理器与嵌入式系统设计”的教学学时;同时,由于“互联网+”的新模式、新业态不断发展,软件编程人才需求愈发旺盛,重庆邮电大学移通学院在电子信息类专业加大“C程序设计”“JAVA程序设计”“Python编程”“Android程序设计”等课程设置和学时安排,提升学生服务地方新经济能力。

(二)以校企合作为桥梁,融入地方

新产业为了让人才培养与地方新产业发展有机融合,重庆邮电大学广泛开展校企合作、产教融合,积极推进校企协同育人。近年来,重庆邮电大学移通学院与中国移动、中国联通、中兴通讯、中合博芯、成都纵横智控等企业广泛开展合作,开设企业定制班,安排学生进入企业进行课程实践、毕业实习、毕业设计等。除此之外,重庆邮电大学移通学院还邀请企业专家到学校教学;邀请企业管理人员参与人才培养方案的修订;邀请地方政府官员介绍产业布局和发展规划,并作为中间人,协调学校与企业建立合作关系,帮助学校将人才培养有机地融入地方产业。

(三)以交叉融合为补充,培养跨界整合能力

近年来,重庆邮电大学移通学院以“解决复杂工程问题”为切入点,积极探索,努力培养学生交叉融合、跨界整合能力。在“智慧物联网”实训环节,让学生通过传感器、无线通信网络、计算机等设备实现数据采集、信息传输和控制执行,实现农业、交通的智慧管理及智能控制;在“传感器技术”课程中借助心率监测小项目,将传感器、微处理器、嵌入式操作系统、C程序设计等内容与生物医学技术融合,培养学生跨学科整合能力。此外,重庆邮电大学移通学院还确立了“专业教育+商科教育+通识教育+完满教育”“四位一体”的人才培养体系,在电子信息类专业开设“财务管理”“人力资源管理”“移动商务时代的品牌与营销管理”“组织行为学”“职场关键能力”“创意与写作”“艺术休养与实践”等课程,使传统单一的工程教育带有更多的人文色彩,让工程科学与艺术、人文、经济、管理交叉融合,帮助学生理解工程中的商业环境,培养他们的科学精神与人文素养,引导学生思考不同文化背景下人们的消费习惯,以及电子信息技术与文化、商业的融合可能会产生的技术变革和随之而来的商业蓝海。

(四)以学科竞赛为载体,培养科技创新能力

学科竞赛是对理论教学的验证、补充和拓展,是人才培养体系中最综合、最能锻炼和培养学生实践创新能力的实践教学活动,是专业知识教育与创新能力培养相互支撑、相互融合的重要载体。角逐各类学科竞赛能有效帮助学生内化创新意识、提高实践技能、增强协作精神,培养学生科学思维以及发现和解决问题的能力,通过不断实践检验、技术改进,最终推陈出新。近年来,重庆邮电大学移通学院充分利用部级、省级、校级三个层次的学科竞赛,鼓励学生按照自己的实际情况,由浅入深地参与校级电子大赛、重庆市合泰杯单片机大赛、全国蓝桥杯电子设计大赛、全国大学生电子设计大赛等各级各类竞赛活动。在竞赛活动中,坚持打破院系界限、学科壁垒,进行跨专业组队、跨学科合作。竞赛过程由学生自主管理、合作学习。各小组大胆提出新奇想法,通过构思、设计、实现和运作等环节,最后自主设计、完成自己独特的作品。学校充分利用学科竞赛,加大对电子信息类新工科人才创新能力的培养和塑造。

(五)广泛开展国际交流,增强跨文化胜任力

跨文化胜任力是指个体与异文化背景的人们交流应具备的处理文化差异、矛盾冲突等问题的能力。电子信息类新工科人才不仅要掌握专业知识,而且要具备国际视野,能进行国际交流和跨文化沟通[5]。为了增强新工科人才的跨文化胜任能力,重庆邮电大学移通学院在课程中增加国际化内容,“信号与系统”课程使用英语+中文的双语教学;对接国际课程标准,建立高质量国际化课程。2019年9月,重庆邮电大学移通学院通信工程、物联网工程等电子信息类专业通过了德国ASIIN认证[6],为了给更多师生提供获得国际教育的机会,重庆邮电大学移通学院积极开展国际学术交流与合作,先后选派师生前往南洋理工大学、美国北伊利诺伊大学、美国哥伦比亚大学、美国加州大学伯克利分校进行为期4~6周的学习[7]。同时,重庆邮电大学移通学院与德国安哈尔特应用技术大学合作成立中德学院,开设通信技术、计算机应用技术、电气工程等专业的中德国际班,并互派教师,共同开发教学课程[8]。此外,重庆邮电大学移通学院分别于2013年10月、2016年10月、2019年10月成功举办了三届中德重庆国际教育论坛。上述交流合作大大增强了重庆邮电大学移通学院学生的跨文化胜任能力。

(六)以持续改进为方向,顺应科技发展趋势

新经济的“新”是一个动态的、相对的概念,随着技术变革和社会发展,现在“新”的也会逐渐过时、落后。对于以现代电子信息技术为支撑的新经济来说,更是如此,其“新”与“旧”的迭代速度极快。为了紧跟技术前沿,服务社会经济,电子信息类新工科人才培养要回应时代需求,着眼于当前和未来,对教学内容进行持续改进、优化和升级,对人才培养体系及时进行革新和重构,要将最新研究成果、最新工艺流程、最新应用技术和最新运营模式等及时纳入课堂、融入教学。只有立足当前,面向未来,持续改进,建立起新工科动态培养机制,培养的电子信息类新工科人才才能适应不断涌现的新产业,才能更好地服务新经济。

作者:王玮 高飞 单位:重庆邮电大学移通学院