“互联网+”多层次跨学科的电子技术创新人才培养模式构建

魏永涛 赵勇 张淑梅 高原 孙文义 张玥

摘要：对于电子类专业缺乏专门的本科创新人才培养体系的现状，本文研究以实验班模式为主导，应用“互联网+”思维开发基础设施，跨学科建设电子技术创新实验班，进行电子技术创新人才多层次培养模式探索与构建的思路与举措，同时加强科创活动和科技竞赛的组织工作，以实际成果检验所培养学生的实践能力、创新能力、创新意识和创造潜力。

关键词：创新创业教育；实验班；电子技术；“互联网+”

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）17-0031-02

2015年教育部《关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》（以下简称《意见》）中指出“要在专业教育基础上，以转变教育思想、更新教育观念为先导，以提升学生的社会责任感、创新精神、创业意识和创业能力为核心，以改革人才培养模式和课程体系为重点，大力推进高等学校创新创业教育工作，不断提高人才培养质量。”在上述《意见》的指导下，我校以科创实验班模式为主导，进行跨学科创新人才培养体系的构建，同时还进行多层次电子技术教学与实践方案的探索。基于“互联网+”思维进行实验室管理和实践教学环节的改革，加强科创活动和科技竞赛的组织工作。本文主要介绍了我校应用“互联网+”思维开发的基础设施、跨学科建设电子技术创新实验班，进行电子技术创新人才多层次培养模式探索与构建的思路与举措，并以实际成果检验所培养学生的实践能力、创新能力、创新意识和创造潜力。

一、以创新实验班模式主导建立创新人才培养体系

以创新实验班为载体探索跨学科培养模式，解决了电子类专业缺乏专门的本科创新人才培养体系的情况，并根据产业界的技术发展动向，形成常变常新的创新课程内容，从不同学科中挑选工程与创新经验丰富的教师，遴选优秀学生，组建了电子技术创新实验班；采用多层次项目教学法，按照分阶段、递进式的教学改革思路，成体系的培养电子设计创新人才。

通过三段式的训练，由项目模块的程序设计到项目电路设计调试，最终学生能根据不同控制对象选择处理器及方案进行系统设计、制板、选型、焊接、调试，项目由简单到复杂、由单一到综合，学生经过这三个阶段项目的实施，综合开发和创新能力有了较大程度的提升。（1）基础阶段的主要特点是将课堂教学改为实验室教学，教师讲授一部分知识，学生实验一部分，边学边做。通过实践强化电子技术基础知识，掌握单片机等微处理器的工作原理。实验内容就是项目中的知识点、子模块或子程序。（2）应用阶段。在单片机原理及应用等课程实验训练的基础上，学生利用在基础阶段实现的模块或者子程序进入集中实践环节，组成应用系统。（3）创新阶段。通过基础阶段与应用阶段的单片机应用系统设计与调试的全过程训练，学生已具备单片机应用系统的设计、制作和调试能力，进行创新项目练习。此外，在学生中建立了可持续发展机制，由参加过竞赛的有经验的优秀学生指导新参赛的学生，起到了傳帮带的作用。

二、构建多层次层级式的电子应用系统设计项目

对电子技术教学与实践方案进行了内容创新，解决原有的电子技术、单片机、嵌入式等课程模块内部、相关课程之间自成体系的课程“孤岛”问题。通过项目化教学方式的实施，使得学生将相关课程模块的主要内容相互衔接与融合。

1.电子技术、单片机原理及应用课程的课堂与实验室全方位相融合教学。电子技术创新实验班自第三学期开始设电子技术、EDA技术和单片机技术创新课程，首先将课程内容融合在一起，把课堂教学安排在创新实验室进行，在课堂上每讲授一个知识点就进行与课程相对应的实验练习，提供给学生一套电路板和原理图，学生根据原理图结合理论教学的进度分析、理解和实验。课内不能全部完成的课外继续进行。

2.以单片机为核心的应用系统多模块综合应用训练。教师给出若干练习项目，需用单片机结合多个模块实现。实验班在单片机课程开始时将课题以项目的形式分配给学生，每3人一组。在课程讲授过程中给学生讲解单片机应用系统设计，在技术实习中让学生设计PCB，利用课外时间按课题进行分组讨论，讲述课题的设计方案、设计难点，同学之间相互讨论，教师进行点评指导，期末时对学生的课题进行集中指导和验收。此举既让学生充分利用课外时间进行自主学习，又改革了课程设计、实习类综合实践环节的考核，使得实践环节的考核更加注重过程，注重学习效果。

在项目法实施过程中做到“以学生为主”，从文献查阅、方案制订、可行性分析、设计、仿真、实验调试、总结等方面组织学生独立开展工作，充分发挥学生的主动性和积极性，分析解决实际设计与调试过程中遇到的问题，培养创新意识和能力。培养以创新、实践为基础的科学精神和严谨的科学态度，不断提高自主学习、团结协作和组织实施能力。

三、建立“互联网+”开放性实验室

自主研发部署了实验室仪器设备自助借用系统，基于云端资源和物联网技术建立开放性实验室，以最低成本解决了实验室无法24小时开放、设备利用率低、学生借用仪器难的问题。提高仪器的使用效率，并采用项目化方式对学生入驻进行管理，锻炼学生系统设计和创新能力，将教学、实践与创新进行无缝连接。建立开放性实验室能够在根本上解决学校资源分配的矛盾，其中心作用是以最大的效率为学生们的课外电子制作与相关设计培训任务提供实验条件的支持，让学生能够随时到实验室动手实现自己的想法，而不用受限于教师是否值班，增加了学生们对实验学习的主观能动性，提升动手能力，为学生们提供一个良好的实践平台。此外，还在网上搭建了电子设计创新实验班技术论坛，为学生交流提供了渠道，并形成了学习资料的保留和传承。

四、建立学生科技竞赛指导长效机制

学生科技竞赛指导长效机制要求学生进行综合性的项目设计。通过学生自制作品，参加电子类学科竞赛，检验学习效果，检验实践创新能力，开展以强化学生创新能力和实践能力、提高教学质量为宗旨的学科竞赛活动，建立了层级管理机制，形成了课堂内外结合、学科相互渗透的机制，实现了教学、竞赛、研究三位一体机制等，加强学科竞赛的指导、服务与管理，在学校和学院的支持下，落实制度、师资、经费保障，完善网络、后勤、资料服务，不断提高电子竞赛、智能车大赛等学科竞赛的实效性和竞赛水平，积极推进教育教学改革，取得了显著成效。

五、引导学生进行创新性研究

训练学生进行创新性的研究并就研究项目发表申请专利和各种创新创业项目，将创新实践能力进行升华。这一阶段学生可以自行设计项目，自行组合团队进行设计开发，项目开发的具体步骤分为需求分析、结构设计、软硬件设计、系统集成、系统测试几个部分。项目开发进程中采取团队成员分工实践、定时总结汇报、提问互动交流的方式，使得全体学生除了各自负责的内容外，还要了解项目的每个环节。

本文所述培养模式的创新之处就是结合基于“互联网+”理念，建立以课程定位、知识重构为驱动，以面向工程实践为课程建设导向，以融入专业、服务于专业为最终目标的电子技术创新人才培养模式，解决了教学工作中存在的一系列问题。以上述培养模式为依托，获批2017年河北省高等学校创新创业教育教学改革研究与实践项目1项、2017—2018年度河北省高等教育教学改革研究与实践项目1项。实验班学生连续三年获批教育部产学合作协同育人创新创业联合基金项目4项、东北大学本科生重大科研项目1项、秦皇岛市大学生创新创业专项资金资助项目1项，获授权专利5项，软件著作权2项。学生在学科竞赛中获得国家一等奖28人次，在2018年“创青春”网络信息经济专项赛中获全国银奖。

参考文献：

[1]贾棋，王祎，许真珍，田琳琳，徐秀娟.以大学生科技竞赛为牵引的创新实验班建设[J].实验技术与管理，2015，（04）：29-32.

[2]许录艳.浅析创新实验班学生非知识性能力培养[J].中国校外教育，2018，（09）：85-86.

[3]李晓华，袁晓萍，王晓凤.学生主导的实践教学模式在创新型工程人才培养中的应用——以河北科技大学航模创新实验班为例[J].河北科技大学学报（社会科学版），2016，（03）：96-101.