以学生为中心的人才培养体系构建与实践

边 莉， 李海军， 张春晶， 刘 鑫， 王 娟

( 1．广东海洋大学 电子与信息工程学院，广东 湛江 524088;2．黑龙江科技大学 电子与信息工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022)

0 引言

电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。它以电路与系统、信号与信息处理、电磁场与微波等理论为基础，研究各种信息处理、交换及传输，在此基础上研究和发展各种电子与信息系统。1999年，黑龙江科技大学开设电子信息工程专业，专业确定办学指导思想，制定专业建设规划、师资队伍建设规划、实验室建设规划、实习基地建设规划、教材建设规划，多次修订本科人才培养方案和教学、实践及实验教学大纲，并按照规划的部署实施。专业建设工作阶段性进展，从校新办专业发展成校重点专业[1]。

随着“以学生为中心”的高等教育改革大时代的到来，黑龙江科技大学电子信息工程专业坚持“立足应用，精准育人”的教学理念，紧密结合学校应用型人才培养目标，突出学生“应用能力”培养，围绕人才培养目标及毕业要求之间关系，“三级知识平台”与“能力培养”相结合的课程体系改革和“导师制”人才培养等方面进行研究，并将其成果应用于实践，极大程度的提高了人才培养质量，得到了用人单位的认可。本文对专业建设进行总结，以便同行交流。

1 人才培养目标及毕业要求的关系

专业建设期间，结合我院的实际教学情况进行深入的专业调研。形成以学生为本，以市场需求为导向，以“教学服务”为主旨和特征，培养以“一高一强”为标志，具有一定创新精神的高级应用型人才的专业建设指导思想。依据指导思想，设定人才培养目标，制定人才培养方案，构建课程和教学内容体系。通过学校和企业结合，走师生与工程实践人员结合、理论与实践结合的人才培养途径，完成人才培养任务。

1.1 以学生为中心人才培养目标

专业培养现代电子信息工程领域德、智、体、美全面发展，爱国进取、创新思辨，厚基础、宽口径、重实践、精术业、高素质、能力强，具有全球化意识，从事各类电子设备和信息系统等的研究、开发、生产、管理和技术服务工作的应用型专业技术人才。专业学生在毕业后 5 年左右预期能够承担电子信息工程领域的研究与应用、设计与开发及系统的运行与维护等工作[2]。按照工程认证要求其目标分成5个具体内容。目标1(技术目标)：融会贯通工程数理基本知识和电子信息工程专业知识，负责完成一个中等规模的电子信息产品的测试和技术支持，进而成长为测试工程师、技术经理等。目标2(创新目标)：具备创新能力，负责完成一个以上产品关键技术的方案设计和研发工作，成长为研发工程师、产品设计师等。目标3(人文目标)：具备健康的身心和良好的人文素养，成为企业中层管理者。目标4：(素质目标)具备社会责任感，理解并坚守职业道德规范，综合考虑法律、环境与可持续性发展等因素影响，在工程实践中能坚持公众利益优先。目标5(持续发展目标)：具有全球化意识，拥有自主的、终生的学习习惯和能力，实现能力和技术水平的提升。

1.2 毕业要求

工程教育的认证标准中毕业要求包括12条：

(1)工程知识：具有从事电子信息类专业领域工程技术工作所需的相关数学、自然科学知识，具有基本的工程图学与工程数学知识，具有电路与电子线路、信号与系统分析、电磁场与电磁波、计算机技术及应用、通信工程等专业基础知识，能够将这些知识用于解决电子信息领域复杂工程问题。

(2)问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、描述和分析电子信息领域复杂工程问题并进行实验验证，以获得对相应复杂工程问题的深刻认识并得出有效结论。能通过文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息，提取、整理、分析和归纳资料，为问题分析过程提供有益参考。

(3)设计/开发解决方案：能够在分析现有问题的基础上，设计针对这些问题的解决方案和满足特定需求的单元(部件)、系统或工艺流程，并能通过设计性实践环节检验设计的合理性。同时，能够在设计环节中掌握基本的创新方法，体现创新意识，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

(4)研究：能够在分析现有问题、提出解决方案的基础上，基于科学原理并采用科学方法，对电子信息领域新的复杂工程问题进行提炼、归并处理和拓展，开展有针对性的建模、仿真与优化研究，设计创新性实验获取、分析处理与解释数据，探索付诸工程实施与检验，并通过对各种研究手段获取的信息进行综合，得到合理有效的结论。

(5)使用现代工具：能够针对电子信息领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，进行问题分析、设计开发解决方案及开展研究。能够理解各种现代工具在测量、模拟和预测复杂工程问题方面各自的优势和不足。

(6)工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

(7)环境和可持续发展：了解电子信息领域有关环境保护和可持续发展等方面方针、政策和法律、法规，能够理解和评价针对电子信息类复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

(8)职业规范：具有人文社会科学素养和社会责任感，了解国家与电子信息领域相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发的法律、法规，以及国内外相关的标准、规范和技术变化，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

(9)个人和团队：能够在多学科背景下的项目团队下，以及在相关工程实践中承担个体、团队成员以及负责人的角色，并开展有效工作。

(10)沟通：能够就电子信息领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。具备一定全球化意识，能够在跨文化背景下进行专业技术领域沟通和交流、竞争与合作。

(11)项目管理：理解并掌握电子信息工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

(12)终身学习：对电子信息领域理论和技术发展规律有明确的认识，并进而对自主学习和终身学习有正确认识，有不断主动学习和适应发展的能力。

毕业要求分为四个维度。维度一为运用知识要求(第1条)；维度二为解决工程问题技能集(第2、3、4条)；维度三为通用能力集(第5、9、10、11条)；维度四为(第6、7、8、12条)。毕业要求与培养目标的关系，如表1所示。专业最终确立明确、公开、可衡量的毕业要求指标点用以衡量毕业生解决复杂工程问题的能力。

2 三级平台与能力培养相结合的课程体系

根据人才培养目标及毕业要求，课程体系按照“平台+课程模块+课程性质”三级知识平台构建，一级平台包括：通识教育平台、学科基础教育平台、专业教育平台和素质能力教育平台。其中通识教育平台包括国防与安全教育、思想政治教育、体育与健康教育、工程教育、数理教育和外语教育六个课程模块；学科基础教育平台包括学科基础课程、专业核心课程、专业实践课程三个课程模块；一级平台中前三项对应必修课程，后两项对应选修课。知识平台与能力培养相对应关系，如表2所示。

表1 毕业要求与培养目标的支撑关系矩阵图

表2 知识平台与能力培养相对应关系

主要核心课程包括“电路分析基础”、“信号与系统”、“模拟电子技术”、“电磁场与电磁波”、“高频电子线路”等10门课程，使学生接受电子工程、信息工程、计算机辅助设计实践的基本训练，掌握电子设计、信息处理、应用开发和集成电子设备及信息系统的基本能力，可以成为各类电子设备和信息系统的产品设计、应用开发和管理的中高级应用型人才。

充分调研企事业单位，与用人单位对接，充分吸纳社会意见，引入新科技前沿课程，切实重视课程的前瞻性、先进性和实用性。深入企业调研后，对人才培养方案进行修订，对部分课程教学内容进行了更新。采用专业核心课程负责制，从课堂教学33门课程增调至54门，选修课做到1:3的选修比例，4门课程增设实验课。采取以学生为中心，规范实践类课程，特别针对专业实训按照两个方向制定具体方案，进一步完善认识实习、生产实习和毕业实习。

3 以学生为中心的人才培养模式的实践

3.1 利用维导图培养创新人才的探索与实践

思维导图是英国心理学家, 脑力开发专家东尼-博赞于20世纪70年代发明和提出的一种有效使用大脑的思考方法，一种调动全脑的思维组织性工具，其创作过程模拟人脑神经网络放射结构，以图解形式和网状结构来存储、组织和输出信息[3]。思维导图运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接。国内外专家皆认为：思维导图为人类提供了有效思维的图形工具，能够开启人类大脑无限潜能。

2014年起，先后利用思维导图针对“硬件描述语言”、“微机原理及接口技术”、“自控原理”三门专业主干课程进行教学改革。每次教案思维构建都需要花费很长时间，备课到深夜。学生以前接触的一行行板书，过渡到以中心主题、分支、关键词为核心的多种颜色搭配的多媒体图形，触发学生好奇心的大门，调动了学生学习积极性，极大程度地提高了教学质量。此项教学方法改革获得2017年黑龙江科技大学教学改革项目1项，发表相关教研论文2篇。通过三年的教学改革和学生的反馈，充分体现该教学方法的优越性。并且有个别学生将其应用到考研和工作招聘中，收益很大。

3.2 导师制背景下，学生科研团队的构建

在导师制背景下，组建了学生科研团队并开展活动。他们将混沌理论与“互联网+”和“移动通信”两大应用寻求结合，探索出信息安全和超宽带通信两个研究领域，考虑如何服务地方、符合煤炭背景和发展专业特色等因素，最终确立了混沌分组密码和超宽带混沌作为自己的学术研究方向。在导师制人才培养中，基于导师专长和学生兴趣形成三个培养平台，并按学期对学生实行以下五个培养流程[4]：

(1)选择研究方向，引导学生从中了解专业前沿和工程实际；

(2)确定设计方案，锻炼学生查阅文献的能力、培养学生的创新思维；

(3)完成设计课题，提高学生的知识运用能力和工程实践能力；

(4)测试性能指标，促进学生形成团队协作的意识、具备总结分析的能力和抗挫能力；

(5)撰写毕业论文，培养学生科技协作的能力，给予学生交流展示的平台。

通过师生互动和年级之间的传、帮、带，使“混沌之路”学生创新团队初具规模，取得较为丰硕成果。近三年，团队中考研率和入名企率均已达到10%，团队成员申报大学生科研立项15项并已结题8项，发表论文4篇、申报专利2项。

3.3 一体化特色人才培养模式探讨

为增强学生的工程实践和创新能力，实现校企双方的深度融合[5]，从第7学期理论课结束至8学期毕业设计期间，开展“实践+实习+毕业设计+就业”一体化特色人才培养。

通过学生申请，专业选拔，确定符合条件学生实施“实践、实习、毕业设计”一体化人才培养。实习期间，校内指导教师对几家企业进行走访，实习企业对我校“实践、实习、毕业设计”一体化人才培养模式非常认可，并对我校学生的实习表现给予肯定。2017年5月，WannaCry病毒爆发，学院派出经过一体化锻炼培养的三名同学，协助安天实验室技术人员，为黑龙江省工信委办公用机进行配置和补丁更新，三名同学这组，完成的又快又好，受到相关领导和专家的好评。

在毕业设计环节，由校外和校内导师共同考核后，确定实习期间与公司项目有更好地结合的学生，留在企业继续进行毕业设计。毕业设计中期检查期间，结合学生实际情况，对毕业设计说明书内容进行修订，学生提交毕业设计验收报告，并要求学生公开答辩，展示其在公司完成的项目情况。

3.4 校企合作协同育人,服务区域经济发展

积极开展校企合作协同育人，立足于服务经济社会，紧扣黑龙江省地方经济发展需要，充分发挥人才培养和技术服务职能。选派专家积极配合黑龙江省工信委开展省工业信息安全检查和调研工作，并撰写调研报告；与黑龙江省工信委签订了《黑龙江省工业控制网络安全人才培养基地战略合作框架协议》，共同建设黑龙江省工业控制网络安全人才培养基地，实施人才培养计划。(边 莉等文)

同时参与拟定《黑龙江省工业信息安全管理条例》和《黑龙江省工业信息安全人才培养规划》等文件。专业教师受省工信委邀请，到齐齐哈尔、大庆等地市为省内重点骨干企业，开展工控信息安全讲座3次。2016年11月和2017年9月，参加省工信委“黑龙江省工业信息现场检查”工作，共检查企业38家，通达检查，充分了解了省内大型企业的工业信息安全现状和企业信息安全方面的人才需求。

4 结语

经过三轮专业建设和专业认证立项建设，人才培养体系构建基本完成，人才培养取得了显著的成果。但这个过程中也存在一些问题：

(1)教师队伍建设方面，缺少科研团队，没有学术领军人物；

(2)实践教学方面，专业实习特色不鲜明，实践内容体系不够细致；

(3)条件建设方面，优质网络课程建设较少；

(4)人才培养方面，强调“应用型”人才培养，忽视“精英型”人才培养等。

针对以上不足，可以采取对个别教师采取适合其特点的发展规划，让培养学术领军人物，推动专业发展；加大学生实践课周数，确定系统设计和微波电路设计两个方向的实践课程，突出专业特色，完善体系；积极倡导MOOC(SPOC)及优质网络公开课建设，积极开展“线上”+“线下”混合式教学改革；以学生为中心，制定针对不同背景学生的培养模式，提高学生学习的能力，培养适合市场需求、符合专业培养目标的合格人才。