《基于创新人才培养的实践教学体系》
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摘 要：由于新时代对人才培养提出了更高的要求,创新成为高等学校实践教学改革的热点.在学生的培养过程中,各高校更加注重以创新思维和实践能力的培养作为核心目标.针对哈尔滨理工大学电子信息科学与技术专业实践教学环节存在的问题,该多元融合的层次化实践教学体系将以成果为导向对本专业的实践教学进行改革和重构,以学生的创新能力为目标,深度契合了工程教育专业认证和“新工科”建设的教育思想,符合国家创新驱动战略对人才的需求.经过探索和实践,该实践教学体系对创新人才培养行之有效,学生的创新和实践应用能力显著提高.
关键词：新工科;创新人才;电子信息科学与技术;实践教学
中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：2096-000X（2020）07-0027-04
Abstract： Since the new era puts forward higher requirements for talent cultivation, innovation has become a hot spot in the reform of practice teaching among colleges and universities. In the process of cultivating students, colleges and universities regard the cultivation of creative thinking and practical ability as the core goal. In terms of the problems existing in the practical teaching session of the electronic information science and technology majors of Harbin University of Science and Technology, the multi-integrated hierarchical practical teaching system will reform and reconstruct the practical teaching of the major with OBE （Outcome Based Education）, aiming at the students'innovative ability. This system also deeply fits the engineering education professional certification and the education idea of "new engineering" construction, which is in line with the demand for talents in the national innovation-driven strategy. After exploration and practice, the practical teaching system is effective for the cultivation of innovative talents, and the students' ability to innovate and apply practically is significantly improved.
Keywords： innovative talents; electronic information science and technology; practical teaching
引言
电子信息科学与技术进步快,学科交叉融合迅速是推动现代社会科技进步最重要的推手之一.随着微纳系统、工业互联网、智能可穿戴設备、人工智能等新一代信息技术的高速发展,电子信息行业对该专业毕业生的动手能力、创新能力和多学科交叉综合能力的要求不断提高,在新工科和工程认证的背景下,提高本专业学生的创新实践能力,已经成为本专业人才培养的重要工作.
实践教学作为电子信息科学与技术专业人才培养方案的关键教学环节,担负着专业创新人才培养的重要使命,其教学质量的优劣将直接影响到学生创新实践能力的培养质量.为了满足行业对人才的需求,以培养学生实践创新能力为目标,哈尔滨理工大学自动化学院电子信息科学与技术专业对现有创新人才培养体系进行梳理与总结,针对本专业学生在创新实践能力培养方面存在的教学问题和制约因素,通过深入研究大学生创新能力培养的各相关要素和环节,构建了多元融合、循序渐进的层次化实践教学体系,突出学生的主体地位,注重培养学生的实践能力和创新能力,推动创新能力培养的持续改进.在此基础上,形成了以成果为导向的电子信息科学与技术专业创新人才培养实践教学体系,深度契合了工程教育专业认证和“新工科”建设的教育思想,符合国家创新驱动战略对人才的需求.
一、电子信息科学与技术实践教学存在的问题
为实现电子信息科学与技术专业创新人才培养的目标,关键在于培养方案的制定要对标工程教育专业认证要求和契合“新工科”建设的教育思想,统筹规划教学和实践两个环节.在教学环节,需要系统设计专业的课程体系和教学环节.突出工程意识,强化通识教育,强调学生掌握专业知识点,提升学生解决工程问题的能力.实践环节上,通过搭建专业实践平台、大学生创新创业实践基地和创客空间,组织形式多样的实践训练项目,激发学生的创新思维和团队协作意识,提升学生的演讲表达能力和创新能力.
哈尔滨理工大学电子信息科学与技术专业按照培养方案的要求,大一与大二学期修读基础平台公共基础、学科基础课程和专业选修课程以及相应的学科实践环节,学生从第三学期开始,进入专业培养阶段,完成专业基础、专业平台课和专业选修课的学习.按照“实基础、适口径、重应用、强素质”的办学思路,采用通识课、基础平台课程及专业培养相结合的培养模式,基于“深广新”的理论教学理念,通过多学科交叉融合和专业知识拓展,拓展了学生的知识领域,提高了学生的专业理论水平.但在实践教学环节中仍存在不足之处,主要表现为：
（1）专业实践教学理念落后,实践教学体系不完善,缺乏规划系统、目标明确和循序渐进的实践教学体系.教学理念上以教师为中心,学生主动性不强,不利于学生自主实践能力的培养.
（2）实践项目拘泥于课堂教学内容,多以课程设计为为主,学生选择余地小,缺乏学生自主探究型和教师项目结合的综合性实践,没有充分体现以学生为中心的教学理念,不利于学生创新能力的培养.
（3）实践教学师资力量缺乏,实践环节和理论教学脱节,没有需求导向,工程背景欠缺,多学科交叉融合度低,学生自主实践项目深度不够,自主创新性不强,难以激发学生的学习兴趣,无法解决复杂工程问题.
（4）生产实习企业与专业的契合度较弱,主要以参观为主,不能让学生进行深入的专业研究和锻炼,达不到产学研教深度融合的要求,难以用于学生创新能力培养的持续改进.
针对本专业实践教学体系存在的问题,需要改变实践教学理念,在新的实践教学理念的指导下,以学生为中心,以学为中心,以需求为中心,系统推进本校电子信息科学与技术专业创新人才培养实践教学改革,构建本专业“自主兴趣、自主学习和自主创新”的实践教学体系.
二、实践教学体系改革与构建
通过对行业企业的调研,与企业专家和高校专业教师座谈和对往届专业毕业学生的走访,充分分析社会、行业和学生的需求和期望.基于成果导向教育理念,深化和拓展传统实践教学的内涵和外延,结合电子信息科学与技术专业创新实践能力培养的需求,重新制定了本专业培养目标和毕业要求,构建了以培养学生创新能力为目标的实践教学体系.借鉴国内高校相关专业的实践教学体系改革经验,对本专业实践教学体系进行深化改革,提出“以教师为中心”到“以学生为中心”,“以教为中心”到“以学为中心”,“以供给为中心”到“以需求为中心”的三个转变为指导思想的实践教学改革措施并进行实施.
(一)建立层次实践教学平台
目前,电子信息行业的发展特点是学科交叉融合、技术不断创新和人工智能兼备,电子产品涵盖了电子信息类专业的技术应用,对学生多学科创新实践能力的要求越来越高.基于智能化、创新性和多学科交叉的电子信息产业特点,在本专业实践教学体系设置时,以本专业实践教学为主体的基础上,以其他交叉专业实践教学为辅.为了实现创新人才培养目标,电子信息科学与技术专业设置了层次化实践教学环节,以学生为中心,结合专业教师优势,培养具有较强创新实践能力的专业人才.按照循序渐进,分层次、个性化提升学生创新实践能力的原则,强调学生的创新实践能力等方面的培养和训练,构建了“三层次”专业实践教学平台,如图1所示.
专业实践教学平台划分为三个实践训练平台,分别为专业基础实践、专业综合实践和创新实践平台.专业基础实践平台为“课内外”实践平台,主要为课程实验和专业基础课相关实践,加强专业知识学习,提升学生跨专业获取知识的能力,完善科学知识体系,提倡多学科交叉的探究型实践项目,将理论与实践有机结合,训练学生创新意识和解决工程实际问题的能力.专业综合实践平台为“校内外”实践平台,主要为专业课相关综合实践,通过学术报告、生产实习和作品展示,旨在帮助学生接触学科专业前沿,以学生为中心结合教师的科研项目,完成专业综合实践.激发学生的创新思维,提升学生理论联系实际的能力,提高学生的综合实践能力.创新实践平台是在夯实前两个阶段实践平台训练的基础上,结合创新实践基地、创客空间和学科竞赛,积极推进创新型实践项目,在专业教师指导下,发挥学生自主性、自学性和创新性,将科学知识充分发挥,完成电子系统创新设计,学生的创新实践能力和工程能力显著提高.完成学科竞赛和毕业设计,以成果检验专业人才创新实践能力培养的实效,持续提升学生的创新实践能力.
(二)实施多元融合的创新实践教学模式
为了提高专业实践环节的教学质量,紧跟科技发展的前沿,本专业对专业实践环节进行改革,结合教师的科研和探究型项目,采用CDIO（Conceive Design Implement and Operate）模式,将构思、设计、实现和运作贯穿整个实践过程,采用多种形式进行实践课程教学方法改革.以具体项目为主线,专业教师进行全程跟踪指导,探索以学生为主体,以具体实践项目为载体的多元融合实践教学手段,建立以学习成果为核心的评价办法.以学生为中心,运用翻转式、思辨式、探究式、参与式、讨论时等多种实践教学手段,通过工程案例和创新实践模块等方式实现课堂教授的将理论知识与工程实际问题的有机结合,以学生和需求为中心,实施项目研究,提升学生的自主兴趣与自主实践的能力.学生经历项目申请、方案设计、开题答辩、实际调试、总结验收等科研全过程.通过头脑风暴,激发学生的创新思维,学生自主提出解决问题的思路和方法,在项目实施过程中进行探究及创新,全面提高学生综合运用学科知识和多学科交叉融合的能力.使學生从实验的“受体”转变为“主体”,培养学生学以致用、融会贯通和综合应用能力.
构建了校外实践平台,实现“校内外”的结合.和科研院所、电子信息业界名企合作建立“长时间实习”基地,实现产学研深度融合,形成产学研用一体化.使学生真正参与企业的实际项目,融入工程,在高水平研究人员指导下,在实战中锻炼成长,实现实践教学与工程应用紧密结合.毕业设计开展为期半年的长时间实习,让学生“走出去”结合实际项目“真刀”做毕业设计,全程参与电子产品的设计、制造、调试和检测流程,解决了以往生产实习参观为主,学生走马观花的问题,提升学生的工程实践能力.
(三)构建多元化创新实践教学培养体系
新工科建设和工程认证都特别强调培养学生的创新实践能力,其目标是实现50%以上的学生参与“大学生创新创业训练项目”至少参加一项本专业的学科竞赛.根据学生特点,以个性化培养为目标,建立多元化融合创新实践教学培养体系,如图2所示.实现课内与课外有机接合,互补前进,实现专业创新人才实践能力培养体系的深度融合,完成从创新意识培养到创新能力整合提高贯穿实践教学培养体系全过程.
图2 多元化实践教学培养体系
构建了导师式、大学生创新创业基地、开放实验室式、创客空间和学科竞赛等多种培养体系,提倡学生自主探究和教师指导相结合,完成自主创新实践项目或参加学科竞赛.构建“导师-研究生-本科生”实践指导模式,多对多深度互动,引导学生接触学科前沿,鼓励学生早进实验室、创新基地和参加科研活动,实现课外传帮带和同伴学习,有效提升学生的创新实践能力.要求大二学生通过自主研究,积极申报和参与“校级-省级-国家”三层次大学生创新创业训练计划项目,帮助学生了解学科前沿和拓展工程知识.鼓励大三学生参加教师科研团队和进行学科竞赛.大四学生完成与生产实习和教师科研项目相关的毕业设计.形成了大学生创新实践能力培养从“学习-思辨-实践-研发”的良性循环机制,以学生产出成果（如学科竞赛获奖、参加科研项目、发表专业论文或专利成果等）最终考核指标,激发学生创新,完善专业创新实践教学培养体系.
通过学科竞赛,可以夯实学生的学科基础知识和接触学科的前沿科技,培养大学生的创新精神、协作精神及理论和实践相结合的自觉意识,全面提高学生素质.学生参与学科竞赛能够有效提升实践与创新创业能力已成为普遍共识.几年来,加大对学生科技创新活动和学科竞赛的支持力度,建立第二课堂.实现了专业实验室通过全面开放,建立创新创业中心、iCAN社团和中国大学生ICAN创新创业实践教育基地,成立大学生科技创新团队,组织开展假期科技实践培训活动等.大力开展第二课堂活动,鼓励学生参加各类学科竞赛和科技创作,实现第一课堂与第二课堂的深度融合,通过师生共建,实现了同伴学习和传帮带,全面提升本专业学生的综合素质.培养了一批专业理论扎实和实践经验丰富青年教师队伍,实现本专业学生创新能力培养的可持续发展.促进了电子信息科学与技术专业课程改革和实践教学体系的不断完善,提升了青年教师实践能力和综合素质.在数学建模竞赛、全国大学生电子设计竞赛、中国大学生ICAN创新创业大赛、中国（国际）传感器創新设计大赛、中国高校智能机器人创意大赛、“互联网+”创新创业大赛、中国TRIZ杯大学生创新方法大赛、挑战杯和共享杯大学生科技资源共享服务创新竞赛等大学生科技赛事中,专业的学生均取得优异成绩,参加人数超过70%.
三、结束语
电子信息科学与技术专业通过以上的实践教学改革,构建了多元融合“三层次”实践教学训练平台,完善实践教学体系,建立多种实践培养方式.实现“以教师为中心”到“以学生为中心”、“以教为中心”到“以学为中心”、“以供给为中心”到“以需求为中心”的三个转变,系统推进创新创业人才培养实践教学改革与创新.实施本专业实践教学改革以来取得良好的改革效果,学生的创新实践能力得到显著提高,50%以上的学生参与国家级、省级和校级大学生创新创业训练计划项目,70%以上的学生参加专业学科竞赛,三年来共获得国家学科竞赛二等奖和三等奖20余人,获得省级和校级学科竞赛奖励人数50余人,达到创新能力培养目标的成果.
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实践教学引用文献:
[1] 新颖的实践教学论文题目 实践教学论文标题如何定
[2] 实践教学改革论文题目集 实践教学改革专业论文题目怎样拟
[3] 比较好写的小学综合实践教学论文选题 小学综合实践教学论文题目哪个好
