新工科背景下电子信息类专业学生科技创新能力培养模式

王立华，曾庆田，李 超

（山东科技大学，电子信息工程学院，山东 青岛 266590）

党的十九大报告明确指出：“创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑”。当前我国经济正进入新常态，创新驱动已成为点燃发展的新引擎[1]。但要从以“要素驱动”“投资驱动”为主，转变为以“创新驱动”为主的发展模式，还需要经历一个较长的过渡阶段[2]。一方面，在新形势下，迫切需要培养一大批高层次工程应用型人才，实现产业结构转型升级；另一方面，在国家加快发展“互联网+”和“中国制造2025”，全力推动供给侧改革和新旧动能转换的背景下，对高等院校创新型专业人才培养提出了新要求[3-4]。因此，在新的时代背景下，站在新的历史方位上，对于工程实践性和应用性较强的电子信息类专业来讲，创新驱动的第一动力如何体现，学生的科技创新能力如何培养，已成为新工科视域下高等院校相关专业研究的一项重要课题[5-7]。与传统行业相比，基于新工科的电子信息类专业人才培养具有鲜明的特征[8-12]。

（1）电子信息产业作为国民经济的4 大支柱产业之一，必须紧跟我国经济社会发展的新趋势及新动向，特别是要面向地方区域性经济的发展， 培养能够服务于当地经济建设的创新型电子信息类工程技术人才。

（2）必须紧跟电子信息科技发展的前沿，深化课程与教学改革的内容。随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的快速发展，新的器件和新的设计技术不断涌现，社会和企业对工程技术人才培养质量需求也不断提高，这些都对学生科技创新能力的培养提出了新的挑战。

（3）要适应新时代背景下学生的兴趣、价值取向等内在需求及特征，需要培养学生专业学习兴趣，激发内在学习动力，进而培养出专业基础扎实、知识结构全面，具有较强学习、研究和创新能力，能适应技术不断更新和终身学习需要，能掌握和运用专业知识和技能迎接新技术革命的挑战，具备较强创新思维的工程技术专业人才。

因此，在新工科背景下，高校特别是地方院校需要重新审视创新型工程人才培养的质量体系，在新的教育理念下，构建电子信息类专业人才培养模式，优化科技创新能力培养方案，全面调整和改革教学形式与教学手段，强化创新素质教育，不断丰富和提高学生的实践能力、创新能力和综合素质，从而缩小高校人才培养与社会经济发展需求之间的差距。

以我校电子信息类学生科技创新能力培养为例，介绍在推动学生科技创新、探索学生科技创新能力培养模式方面开展的主要工作。

1 构建电子信息类专业多方协同育人机制

以电子信息类专业学生协同创新实践能力的培养为基础，构建多方协同育人的支撑平台。该平台以电子信息工程国家级特色专业为龙头，辐射带动通信工程、电子信息科学与技术等电子信息类专业建设，面向“蓝（海洋）+黑（煤炭）”两个领域，突出电子信息类人才培养的行业特色。依托青岛市的区域优势，探索与相关行业企业、科研院所等优势互补的协同育人机制，建设集教育、培训、研发于一体的共享型实践平台。积极拓展学生专业知识的广度和深度，综合提高学生的工程实践创新能力。

（1）借助学校在青岛办学的地理优势，结合青岛在电子、信息技术、互联网+、大数据、云计算等方面的产业优势，主动对接地方经济、社会发展要求和企业技术创新需求，围绕学校“蓝（海洋）+黑（煤炭）”的发展战略，强化学生的工程实践能力培养，与企业、地方、相关高校和研究院所深度合作，创新电子信息类专业开放式办学模式。加强与青岛海信集团、青岛海尔集团、青岛澳柯玛集团等企业的合作，在人才需求、实习基地建设等方面发挥这些电子领域龙头企业的产业引领作用，推进人才培养与企业人才需求的耦合发展。

（2）以教育部新工科研究与实践项目、教育部产学合作协同育人项目和教育部ICT 产教融合创新基地建设项目等为依托，与物联网、智能家居、人工智能、虚拟现实、移动互联网络和设备等新一代信息技术行业企业共同制订人才培养方案；共同开展实践条件和实践基地建设；共同开展教学内容、课程体系和创新创业教育的改革；实现电子信息类专业链与新一代信息技术产业链、电子信息类专业课程内容与新一代信息技术标准、电子信息类专业教学与新一代信息技术生产过程对接，增强电子信息类专业服务经济社会发展的能力，密切学生所学知识与新经济和新兴产业需求的联系，强化学生工程实践能力的培养和综合素质的提高。

（3）利用学校科研团队在物联网、智能传感技术、大数据、跨媒体信息处理与识别、人工智能等方面的科研优势，加强科研促进教学。同时，加强与国家海洋局第一海洋研究所、山东省科学院海洋仪器仪表所、山东能源集团、兖矿集团、中国电子工业集团四十一所等科研院所的合作，利用其在海洋、煤炭、电子信息方面的科研实力和高新项目，将优质资源融入本科学生的培养体系。

2 优化“产—教—研”集成式电子信息类专业课程体系

进一步整合电子信息类专业的师资力量和校企合作资源，按照电子信息类专业知识、能力、素质结构的内在联系和专业教育教学规律，从公共基础课、专业基础课、专业课的三级结构分层次剖析学科知识点，确定不同专业知识交叉融合的接口，按照重点突出、衔接合理的原则，从专业覆盖范围和课程覆盖范围进行整体规划，构建电子信息类专业“产—教—研”集成式课程体系（见图1）。

图1 电子信息类专业“产—教—研”集成式课程体系

具体实施方式如下：

（1）强化理论基础，注重学科交叉融合。针对电子信息类专业学生所必备的共同基础知识和基本技能，将“传感器原理与检测技术”“单片机原理与接口技术”“信号与系统”“数字信号处理”“通信原理”作为学院平台课程进行重点建设。针对电子信息类专业群中的电子信息工程、通信工程和电子信息科学与技术3 个专业，以创新实践能力培养为目标，构建“分层递进”的模块化课程，在掌握扎实的专业理论及核心技能的基础上，根据各专业的拓展通用能力，确定顶层互选课程，使学生的专业能力得到进一步延伸、扩展和提升。

（2）加强校企合作、产教融合，优化培养方案和培养模式。将物联网信息服务系统、图像处理与模式识别、智能仪器及监控系统、网络信息安全、集成电路设计等前沿技术、产业最新科技成果和行业发展最新要求，引入电子信息类专业课程内容或教学过程，实现电子信息类专业教学内容的及时更新与优化。将企业教学资源引入高级语言程序设计实训、单片机应用系统实训、创新创业实训等实践教学环节，采用项目驱动式和手把手式的实训形式，细化知识点衔接，分期逐级提高学生的实践动手能力。

（3）依托我校高水平教学团队建设和精品课程建设，结合师资的科研优势，积极推动信息化课程教学。加强电子信息类专业在线开放课程建设，推动优质专业课程资源共享。以数字图像处理国家级精品课程、单片机原理及应用国家级双语教学示范课、通信原理和随机信号处理教育部来华留学英语授课品牌课程等为龙头，带动数字信号处理、传感器原理与检测技术、“计算机程序设计：C 语言”等课程的网络资源和在线开放资源建设。目前已经以教学视频、慕课、微视频、在线答疑、教学反馈等形式推广，取得了良好的教学效果。

3 构建电子信息类专业学生科技创新体系

（1）制定大学生科技创新培训计划。在电子信息类专业培养方案中设立创新实践课程，将学生课外科技实践活动、学科竞赛、专题讲座、职业素养培训和企业实习实践等整合成学生科技创新培训计划。同时，成立专门的学生科技创新指导教师团队，负责指导和培训学生的创新实践培训计划的各项活动。整个创新培训计划按照整体结构设计，分项分类分别实施的方式，贯穿学生4 年专业学习的全过程，多个学期依次滚动实施。力求通过第一课堂与第二课堂有机结合，把科学精神、创新思维、创造能力和社会责任感教育贯穿电子信息类专业人才培养全过程。

（2）搭建电子信息类专业共享的竞赛实践平台。充分利用国家级电工电子实验教学示范中心、大学生创新创业实验室、嵌入式和单片机实验室、FPGA 实验室、传感器与硬件设计实验室等，为学生科技创新活动具体实施提供良好的软硬件实践环境，并以电子信息类专业科技创新指导教师团队为依托，以培养学生自主分析问题和解决问题的能力为出发点，以培养学生创新精神和实践动手能力为目标，在系统的教学模式指导下，全面提升学生的创新能力和科学素养。

（3）设置创新学分机制，并在学生综合评价、评定奖学金等方面予以政策倾斜，对于科技创新活动成绩突出的学生，设立专门的创新“保研”渠道，以鼓励学生积极参与创新实践活动。学校还设立专项创新活动经费，用于支持学生科技创新活动。

（4）营造浓厚的科技创新的氛围。每学期举办多层次的创新实践讲座——电子e+论坛，邀请知名企业、科研院所的专家进行科技创新相关的讲座、报告等活动；与华为公司、深圳市科卫泰公司等相关科技企业合作，每年定期举办山东科技大学大学生电子设计竞赛、物理创新大赛和飞行器创新大赛；承办每年的“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛等专业赛事，举办学生科技创新优秀作品展（比赛获奖作品、参赛学生比赛总结、科技论文）等，营造了良好的校园科技创新氛围。

4 实践效果

目前，电子信息类专业常年参加科技创新实践活动的学生达300 余人。在大学4 年期间，电子信息类专业90%以上的学生参加过各类科技竞赛和实践活动。课余时间经常会出现实验室的场地一桌难求的局面，也涌现出了一大批具有较高创新实践能力的学生和优秀科技作品。表1 为2014—2019 年我校电子设计竞赛参赛队伍数、参赛人数以及在省级比赛和国家级比赛中的获奖情况，从表1 中可以清楚地看到参与科技竞赛的学生人数逐年增多，获奖队伍数量也呈明显的上升趋势。

表1 2014—2019 年电子设计竞赛参赛队伍数/人数及省级比赛和国家级比赛获奖情况

5 结语

结合我校电子信息类学科特色及专业实际情况，以电子信息类学生科技创新能力的提高为核心，经过5 年多不断地摸索实践，逐步建立了一套比较完善的学生科技创新能力培养体系。通过该培养体系的建设，近3 年来电子信息类专业学生共获得17 项国家级大学生创新创业训练项目，在省级以上科技竞赛项目中获奖517 项，其中在2017 年全国大学生电子设计竞赛中获全国一等奖3 项，取得了我校历史最好成绩。学生在科研训练、创新能力、工程实践能力等方面，都有较大程度的提高，体现出较好的实践应用效果；这一培养模式获得了2018 年山东省第八届高等教育省级教学成果一等奖。