新工科形式下应用型高校电子类人才培养探讨实践

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:“新工科”是新的历史条件下,对传统工科的一个突破和创新,新工科是新兴产业催生出来的产物,针对新兴起的专业,如传统计算智能化,传统制造行业智能化,机器人的仿生和仿真,基于云架构的部署、存储、运算,5G/6G通信等,特别是如何在新形势下,继续发挥传统电子行业的既有优势,并能适应现代科技的高速发展,使之焕发第二次生命。四川大学锦城电子信息学院既有对传统电子专业的继承,又在新工科大环境下,发扬并拓展了相关专业,从电子专业到物联网专业,从人才培养模式创新,到专业整体技术框架,以及对学生动手能力的提升和工程师素养的培育,从课程体系的优化,再到教师队伍的建设,以及新兴科技教学成果转化和落地等方面,为高校深化教育改革方面进行了有益的摸索和践行,对此进行疏理并提供有益参考。

  关键词:新工科;创新;智能化;人才培养模式;教育改革;应用型;课程体系;

  随着我国制造业实施战略转型,互联网升级,教育改革全面向纵深发展,以及知识产权自主发展观念的日益深化,创业、创新的提出和全面落实,日新月异的新技术、新方法深切改变着人们生活的方方面面。在前所未有之大变局、大背景下,传统的工科专业,譬如电子类专业,在新的历史条件和机遇下,也逐渐向突出实用、学科交叉、学科融合方向发展。

  “新工科”[1]在信息化技术、通信领域、电子集成、工业控制、智能制造、软件研发等方面,与传统技术交相辉映,紧密发展,正加快互相融合的步伐。

  作为一所应用型全日制大学,四川大学锦城学院云集了大批四川大学的教学名师,又荟萃了众多双师型的行业佼佼者,形成一支教学经验丰富、从业技术精湛,知名学者和业界精英相结合,专兼职相结合,老中青三代相结合的师资队伍。近年来,在人才培养[2]方案制订、实践型课程创新、寒暑假见习、学生就业、双师型师资培养与引进、科研合作等方面不断加强,对新形势下全面提高学校的教育质量、扩大学生的就业创业、配合国家转型升级、发展创新具有重要意义。

1 新形势下电子专业人才培养模式

  四川大学锦城学院电子信息学院(下简称电子学院)按照国务院《新一代人工智能发展规划》[3]要求,并以此为依据,在优化课程体系、改进课程之间的衔接、卓越工程师培养计划以及加强校企融合等方面开展了一系列有益的探索,推动 “新工科” 人才培养。

  电子学院与多家企事业单位和研究机构签订战略合作关系,推动5G实验室建设、物联网实验室建设、人工智能实习实践教学基地建设。学校成立 “虚拟人工智能学院” 和“人工智能研究所”,为今后培养相关的研发人才打下坚实的基础。其中电子学院与华西医院合作的人工智能项目,基于深度学习的情绪相关障碍辅助精准诊疗的研究与应用已取得初步成果。

  电子学院立足于“工程实践”与“动手能力”,创新电子信息工程专业[4]培养新模式,体现“应用型、多科性、国际化”的办学定位,建设“应用型技术大学”[5]的目标,更好地满足了学生就业的需求。学院电子类专业培养模式整体技术框架如图1所示。

  学院通过岗位调研、外部反馈,适时进行教学反思,持续改进,为学生提供安心学习的良好环境。通过学生满意度调查结果,定期对教职员工、教辅、行政等相关人员进行考核、评分,通过学生的反馈,改进学院的教学质量。

  在培养模式上,打破原有的条条框框,首先满足应用型教学的实际需求,对学生的培养满足工程化和实用型,适应新形势技术发展要求,培养社会最急需的应用型人才,同时关注行业技术发展、变革的前沿,不断优化培养模式,制定符合电子学科的制度,以此巩固培养模式的坚实基础。

2 着力“卓越工程师”的建设

  电子学院引入无线通信、电子设计、工业控制、软件设计等行业的企业,按企业的通行标准联合定制培养计划,深度参与学生的培养,做到有的放矢,并且与新技术紧密结合,以企业的用人要求来平衡教学计划,包括企业主人翁意识、工匠精神、创新能力等内容。

  强化学生的工程能力[6],引导学生参加省内外举办的竞赛,参加科技创新创业大赛,“互联网+”大赛等与教学密切相关的赛事,培养学生解决实际问题的能力和提升学生的主观能动性,并从比赛中取得实际工程经验,并由此自我定位今后的发展目标。

  强化学生的创新意识,在日常学习、生活中,有意识地培养学生的自主独立思考能力。教学活动中,能有效激起学生求知欲和探索思维,培养学生批判接收新知识的能力。注重知识体系的重建与优化,做到基础知识和实践相结合,最终做到知行合一。

3 优化重建培养方案

  电子学院电子类专业培养计划,基于电子信息类整体要求,设置专业基础课,围绕硬件层与接口层展开,涉及硬件、软硬件接口、软件电子、系统等。

  对于电子类底层技术,从工程实践和应用开发角度入手,将整个教学体系框架进行细化,将传统的面向理论的教学体系,逐步过渡到面向应用的体系。同时,整合核心基础知识,结合学科特点及新型电子类专业的实际需求,加强应用实践内容的份量。随着国家产业升级需求不断推进,持续加入智能化应用处理相关内容。

  做好岗位调查工作,充分调研行业需求,优化培养目标,结合自身特点,制定科学合理、满足实际需求的培养方案。广泛采纳行业通用标准,充分听取具有学术影响力的建议、建言,听取专业人员、教职员工的意见,广泛征集,充分论证。将核心理论知识集中优化,提炼核心内容,并尽量融入到易于学生掌握的案例和应用场景中。

4 优化课程体系

  根据电子类专业的人才培养目标[7]和学生应该具备的基本能力,除必修的公共课外,还有和专业相关的基础课、专业必修课和专业综合能力课程,是培养电子类专业人才必不可少的三类课程体系。

  注重与专业相关的基础课程[8]的培养,包括数理类基础课程的学习,有高数、线代、概率统计等,是其他课程的数学基础以及逻辑思维的构建过程,还包括大学物理、电子电路、硬件基础等专业入门课程的学习,是通往电子类专业学习的必经之路,在课程设置上要有所取舍,突出重点。

  加强专业必修课程的建设,加强传统的信号、通信、数电、模电等经典课程之间的衔接,梳理课程之间的关联性,并对各课程相关章节进行取舍和调优,做到既保证重点内容的完整,又有所删减。

  专业综合能力课[9]突出学生动手能力的培养,增加设计型、综合型的比重,增加开放内容,充分调动学生的积极参与热情,鼓励学生课内课外的研究、创新活动,增加学生实际操作和亲自动手的内容,增加驱动程序设计基础项目实训、电路板设计项目实训、ARM实验平台开发与设计、项目实训电子软件设计等。专业综合能力课程,可以根据学生专业兴趣和培养模式,安排在大二下期开始,学生可以根据自身发展方向进行着重训练。

  在学生实践过程中,采取循环推进、梯次分配的培养模式。在必/选修课的基础上,提供更多的选项,拓展学生视野,培养学生一专多能。从大二开始,专业课程的实践课和理论课同时进行,每个期末安排2~3周的独立实践,6~7学期安排综合实践;鼓励学生参加专业竞赛,推荐优秀学生参与实验室开放项目,申报校级创新创业项目。

5 教师队伍建设迈向“双师、双能、双高”

  教师是人才培养的实施者,如何提高应用型人才质量,很大程度取决于教师对行业、产业的熟悉程度。作为一所应用型大学,四川大学锦城学院长期坚持双向进修制度,双师型教师队伍建设常抓不懈。自2016年至今,学校提出“双向进修”和“双师型”[10]教师的全覆盖。鼓励教师通过考证和进修等方式,提高双能水平。本年度,学校支出培训、进修、交流等教职员工培养经费较去年翻了一倍以上。人事处定期组织开展双师型教师申请认定工作,目前,学校双师型教师占专职教师比例已经达到75%左右。不少专业配备了学科应用带头人。全校53个专业中已有17个专业配备了学科应用带头人22人。师资结构继续朝“双高”(高职称、高学历)发展。外引高层次人才(博士或副高及以上职称)同期平均增幅为15%~20%。内培教师申报省评副高和正高人数也呈逐年递增态势,专任教师中副高及以上职称占专任教师总数比例达35%。在校教职工提升学历热情正盛。教师取得硕士、博士学位,以及正在攻读博士学位的人数,也是每年都呈现增长态势。

6 “以赛促学”推进新工科的教学成果落地

  鼓励学生参加全国性的电子类设计大赛[11],以赛促学,鼓励学生技术创新、项目创业,既深化了高校和企业的联系,也推动了教学成果的落地。

  全校在第五届中国“互联网+” 大学生创新创业大赛中,项目“××××特种工业机器人及机器人 5G 大数据诊断系统” 荣获四川赛区金奖。又如“复合新能源概念车”斩获全国3DDS大赛工业工程设计方向一等奖。同时,电子学院与机械学院强强联合,在“四川省机器人大赛”中,以机器人“锦小月”的强劲表现,挫败了省内三支一本院校强队,荣获全省亚军(一等奖)。通过系列比赛,促使教师进一步修订教案,增加前沿的技术,淘汰落后过时的技术,学生通过一系列的比赛,也确立了今后就业的奋斗方向和学习努力目标。

7 以“智慧校园”为契机,体会新工科下的智慧生活

  7.1 宿舍热水系统试用手机app, 受到同学好评

  在全校宿舍东区等四栋学生宿舍试用“智慧app蓝牙水控系统”。该系统综合利用了移动互联、蓝牙、移动支付等技术。同学们在手机上下载安装app以后,就可以完成热水充值、扫码消费、消费查询等功能,不需再去充值点排队交费,省时省力,不担心掉卡。同时配合软件的使用,热水厂家将宿舍寝室水表更换为蓝牙智能水控,使用手机app扫码就可以开关水阀。热水app使用的方便快捷,在得到试用同学们好评的同时,也让同学们切身感受了“智慧校园”的实际效果,以及科技对实际生活的巨大影响和改变[12]。

  7.2 智慧校园门户微信版投入使用

  为增强四川大学锦城学院智慧科学进校园活动,使学校师生能切身体会到智慧校园的便捷,在智慧校园门户电脑版和app版的使用基础上,推出智慧校园的微信版。用手机微信扫描二维码,输入本人的智慧校园门户账号、密码,通过身份认证以后,就可以访问智慧校园微信版。智慧校园微信版以腾讯微信的企业微信系统为平台,融合了学校智慧校园系统的多项应用功能,包括使用OA系统、移动图书馆、掌上学工、锦城支付,一卡通校园卡充值和消费查询,查询本人监考信息、课表信息以及本人的学校edu邮箱账号信息等。

  7.3 中国移动在学校安装5G设备,并开通5G信号

  国家提出加快推进5G应用后,中国移动成都高新西区分公司经过申请,为学校争取到了一批4G和5G兼用的信号设备。经学校领导批准,并办理施工手续后,中国移动成都高新西区分公司于2021年3月开始在校内33栋学生宿舍全面建设5G室内分布覆盖工程,成为国内首家在学校安装5G设备的营运商。

8 结语

  随着更多前沿高科技的更新和发展,高校相应专业的课程设计和教学改革也会不停地随着科技的进步而进步,让传统的专业,在新的形式下,发挥出更加强大的效应,培养出复合型、应用型[13]人才,是国家主导的应用型人才的人才培养发展方向,也是符合行业企业人才实际需求的重要举措,必将受到学生、高校、企业等方面的认可。

参考文献

  [1] 孟二从,余亚琳,伞磊,等.基于“互联网+”的工科课程混合式教学模式探索与实践[J].大学教育,2020(8):59-61.

  [2] 郑巧彦,范延滨.嵌入式系统本科人才培养体系的建设与实践[J].高教学刊,2020(23):156-159.

  [3] 江丰光,熊博龙,张超.我国人工智能如何实现战略突破——基于中美4份人工智能发展报告的比较与解读[J].现代远程教育研究,2020,32(1):3-11.

  [4] 杨腾.电子信息类人才工程实践能力培养探析——基于工程教育专业认证的视角[J].机电技术,2020(3):111-114.

  [5] 杜鹤民,李立全.应用技术型高校工业设计专业人才培养体系建设研究[J].设计,2020,33(15):113-115.

  [6] 陈克东,王筱莉,阎瑞霞,等.新工科背景下地方高校传统专业建设的思考与实践[J].电脑知识与技术,2020,16(9):152-153.

  [7] 陈艳,钱叶旺,刘茹茹.电子信息科学与技术专业核心课程项目化教学的探索与实践[J].河北水利电力学院学报,2018(3):80-82.

  [8] 罗春娅,李丹,马智超,等.以问题为导向的高效课堂的研究——以中美合作办学的电子类专业基础课为例[J].湖北第二师范学院学报,2020,37(2):89-91.

  [9] 柴远波,李伟.电子信息工程专业教学综合实习的改革探讨[J].科技风,2019(26):106+109.

  [10] 陈慧,康艳,商新娜,等.应用型大学“双师型”教师建设的多维分析及优化研究——以北京联合大学为例[J].北京联合大学学报,2020,34(3):57-62.

  [11] 刘首含.以赛促学模式探索:“互联网+”创业大赛融入高职院校品牌设计课程教学实践[J].艺术教育,2020(6):171-174.

  [12] 宋苏轩,杨现民,宋子强.智能时代高校数据中心的新内涵及其体系架构[J].现代教育技术,2020,30(7):81-88.

  [13] 周梅.新工科背景下应用型本科物联网专业培养模式研究[J].软件导刊,2019,18(11):161-164.

作者:马磊 李丽华 陈虹君 李瑶 谭向军 单位:四川大学锦城学院 中航工业成都凯天电子股份有限公司

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