电子信息类拔尖创新人才培养的探索实践——以西北工业大学为例

蒋 雯，耿 杰，邓鑫洋

（西北工业大学，陕西 西安 710129）

基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关。现代科学技术发展进入大科学时代，科学、技术、工程加速渗透与融合，科学研究的模式不断重构，学科交叉、跨界合作、产学研协同成为趋势。新形势下进一步加强基础研究，要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，尊重科学发展规律，突出目标导向，支持自由探索，优化总体布局，深化体制机制改革，创新支持方式，营造创新环境，提升原始创新能力，努力攀登世界科学高峰，为创新型国家和世界科技强国建设提供强大支撑[1]。

为适应现代电子信息技术的发展，加快建设高水平本科教育，全面提高人才培养质量，西北工业大学以培养电子信息类创新拔尖人才为目标，遵循“六卓越一拔尖”计划2.0 的新理念、新内涵、新要求，践行“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的培养理念，基础引领、科研赋能，培养学生的科研素养、创新精神、家国情怀、全球视野与持久竞争力；着眼于创新拔尖人才培养，构建了循序渐进式实践能力培育体系，制定基础科研引领下的创新能力培养方案，形成“教学+科研”闭环迭代式全过程育人模式，促进了电子信息类本科生在基础科研领域的发展，提升了电子信息类本科生的培养质量[2-3]。

一、拔尖创新人才培养中存在的主要问题

在新工科背景下，培养拔尖创新人才正在成为研究型、特色型大学的核心使命。教育教学模式改革是创新拔尖人才培养的有效途径。国内外高校在人才培养方面进行了长期多方面的改革，并取得了一定的进展和良好的效果[4]，但部分高校仍存在如下问题。

（一）创新实践能力不足，创新意识不强

由于长期受应试教育的影响，大学生普遍存在创新实践能力不足的问题。当前，参与科技创新和创新创业学生的数量有限，其主要原因是部分学生缺乏创新意识，创新实践能力较弱，限制了其参与创新实践活动。

（二）基础研究参与较少，缺乏基础理论科研素养

基础科研项目涉及的理论知识较为深入和系统，对本科生创新能力和专业知识有更高的要求，部分本科生因缺少参与的机会，导致缺乏基础理论科研素养，限制了本科生科研创新的热情，增大了对其培养难度。

（三）缺乏结合学生兴趣爱好的个性化科研训练

科研训练是提高大学生科研能力、创新意识、创新能力及综合素质的重要途经之一，是本科生人才培养的重要组成部分。但传统科研训练中更多的是“他人塑造”，而不是“自我塑造”，约束了学生的自我潜力、自主能动性的开拓。

（四）忽视了专业教育与思政教育的融合发展

高校教育应该明确培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题，使育人和育才在教育过程中相统一。但传统教育更注重专业能力的培养，即注重育才，育人方面更多是靠思政课程，而不是课程思政，忽视了专业教育与思政教育的融合发展。

二、拔尖创新人才培养实施方案

立足“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的人才培养指导方针，针对电子信息类本科生创新实践方面的问题，以“基础引领、科研赋能”为导向，以“夯实基础知识，激发学术潜能，构筑广博学识，赓续爱国情怀”为培养理念，开展电子信息类拔尖创新人才培养的探索实践。

（一）搭建创新平台，增强实践能力

为培育学生的创新实践能力，构建了“专业教育激励创新热情、基础实践培养工程意识、创新项目提升实践能力”的循序渐进式实践能力培育体系，提升了学生的动手能力、工程素养与实践能力。

1.引导学生参加各类创新训练项目和学科竞赛。搭建了多个创新与竞赛平台，激发学生热情，指导学生参加大学生创新训练项目、高峰体验计划项目、数学建模等学科竞赛。组织专题报告会，为参赛学生详细介绍比赛流程、项目分析方法、模型构建方法、报告撰写方法以及竞赛过程中的注意事项等；竞赛过程中对学生进行方法指导并提供必要的设备保障，为学生提供有力支撑。

2.定期组织编程技能、数学建模等各项培训。开设了数学建模、信号处理和编程实验培训课程，让学生从多角度了解相关的数学基础、信号处理基础，并且打好计算机编程基础。同时，指导学生如何使用相关专用软件，邀请数学建模、信号处理专家讲座授课，并在假期集训时组织开设研讨会，提升了学生对数学建模、信号处理、编程的兴趣，培养学生发现问题、运用理论及编程知识解决实际问题的能力。

3.形成“高带低”“先带后”的培养模式。对学生不仅要有关爱，也要有要求，教会学生做人做事的道理以及扎实过硬的本领是教师的基本责任与义务。通过在不同的研究方向建立学习小组，全方面考虑学生科研志趣、创新能力等因素，形成“高带低”“先带后”的优良传统。

（二）基础科研引领，学术前沿创新

为增强学生的基础研究能力，教师结合多年科研成果，制定基础科研引领下的创新能力培养方案，提升学生的基础理论科研素养和能力。

1.制定创新能力培养方案，培养基础理论素养。基础研究是具有重大战略意义的国家资源，加强基础研究是提高我国原始性创新能力的重要途径与根本动力。为了在本科生教育中加强信息素质、基础理论素养与创新能力的协同培养，从基础算法介绍、科研思路讲解、创新思维拓展、撰文撰写实践等环节，加强学生信息化知识，拓宽电子信息类学科内容，形成了系列基础理论素养培养体系。

首先，进行基础理论与算法介绍，推荐学生阅读相关入门文献与基础代码，引导学生对证据理论、信息融合、深度学习等理论与算法基础的深入学习。其次，进行科研思路讲解，详细介绍科学研究方法，培养学生基本的科研素养。再次，进一步引导启发学生的创新思维，在已有研究的基础上不断探索，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。最后，讲授论文撰写的方法与技巧，将创新思维拓展为实践与应用。

通过这些环节的培养，强化“提出问题、分析问题、解决问题”的思路，让学生在基础科研引领下深入理解电子信息类专业知识，以问题为导向加强学生的学习主动性与创新主动性，并进一步锻炼学生分析问题、解决问题的能力，学会科学研究的方法。通过这些举措，指导学生形成在复杂网络、多准则决策、证据理论等方面的系列研究，学生第一作者发表20 余篇高水平论文，并在2019“挑战杯”中获自然科学类全国特别一等奖（系所在学科学历分类小组的最高奖次）及陕西省特等奖。

2.加强学术交流与研讨。科研创新的过程是发现新领域、互相交流的过程，因此，师生之间、学生之间、教师之间的交流是思维碰撞的过程，也是创新的过程，对此，采用以下形式加强学术交流与研讨。（1）定期举行学术报告研讨会，鼓励学生、教师之间互相交流相关领域最新进展，注重原创意识培养。（2）不定期与学生深入讨论相关研究课题，鼓励学生在某一领域深入研究，激发创新灵感，注重研究广度与深度齐头并进。（3）带领年轻教师参与学生指导工作，培养学生协同创新能力，实现学生创新能力的可持续发展。

（三）聚焦科研志趣，激发优势潜能

为激发学生的科研潜力，结合学生的兴趣与能力因材施教，制定不同层次的科研训练。引导学生将兴趣爱好、发展志向与相关课题联系起来，激发创新动力。聚焦电子信息类学科特色，促进学生个性化知识构成，实现个性化的科研能力培育[5]。

1.促进学生个性化知识构成。“兴趣是最好的老师”，当代大学生越来越趋于多极化，不同特长、不同特点的学生随处可见。将学生兴趣爱好与科研选题有效结合，充分发挥其聪明才智、积极性与主观能动性，激发优势潜能。然而，科研选题的深度与广度也与学生的知识基础息息相关，知识构成的厚度决定了科研发展的高度，引导学生好学、乐学、思学、会学，夯实基础知识，构筑广博学识，为学生的个性发展提供更加多样化发展空间。紧跟学术前沿，不断丰富学生核心知识体系，定期向学生推送领域前沿进展，为学生推荐专业书籍等，夯实核心知识基础。此外，不局限于某个小领域，拓宽辅助知识体系，支持学生构建跨领域、交叉复合的知识结构，促进交叉型、复合型人才培养。

2.开拓学生学术视野。开阔的学术视野可以拓宽科研的广度与深度，对启迪创新思维具有重要影响。实验室邀请了英国曼彻斯特大学教授、知名期刊主编、优秀青年学者等相关学术专家作学术报告，帮助学生了解领域相关前沿进展；开设学术大牛暑期课堂，在巩固学生基础知识的同时，还给学生提供了与大牛交流的机会，为学生进行解惑与指导等。此外，资助本科生参加学术会议，为本科生创造与相关领域国内外专家交流的机会，多方式、多途径开拓学生学术视野，激发学生的个性化发展潜能。

（四）探索思政教育，践行全过程育人

以习近平新时代中国特色社会主义思想统领人才培养，践行“教学+科研”闭环迭代式全过程育人，发挥思政教育的价值引领作用，提升学科基础课程思想内涵，开设与国家重大战略需求密切相关的基础课题，培育学生的家国情怀、人文情怀、世界胸怀。

1.引入科学发现与科学家事迹介绍。在讲授基础理论的同时，对其研究背景、发现由来、发现过程、学者生平等进行简单的介绍，使抽象的理论知识变得鲜活生动，激发学生的学习兴趣。通过著名科学家的个人事迹、研究范例，培养学生优秀的人格素质、爱国奉献的高尚情操、追求真理的科学精神。

2.开设与国家重大战略需求密切相关的基础课题。借助当前人工智能发展的重大战略机遇，构筑人工智能发展的先发优势，指导本科生开展基于深度学习的图像分类、目标识别、行人检测等研究，培养本科生具有智能信息分析处理的技能，鼓励学生聚焦国家战略发展需求，树立科技报国之志。

3.强化领导力意识与训练。在全球和国际背景下，引导学生担负起代表中国发声、携手世界其他国家共同前进的历史重任。突出西北工业大学“三实一新”精神，提升学生的国际眼光、全球视野，在科研实践中增加能力提升与组织创新环节，增强学生领导力意识，强化学生领导力训练，加强拔尖创新人才培养。

三、拔尖创新人才培养方案特色

西北工业大学电子信息类拔尖创新人才培养的特色可归纳总结为以下三个方面。

（一）构建了循序渐进式实践能力培育体系

以培养追求卓越、引领未来的拔尖人才为目标，构建了“专业教育激励创新热情、基础实践培养工程意识、创新项目提升实践能力”的循序渐进式实践能力培育体系，使学生具备良好的工程素养与实践能力，能够通过深造或自我学习持续发展，具备在电子信息领域的持久竞争力。组织基础实践培训，夯实学生的专业技能；引导学生参加创新训练项目和学科竞赛，建立创新实践小组，形成“高带低”“先带后”的培养模式。

（二）制定了基础科研引领下的创新能力培养方案

以培养基础扎实、勇于创新的拔尖人才为目标，制定了基础科研引领下的创新能力培养方案，系统性地提升学生的基础理论科研能力，为未来在电子信息领域从事科学研究与应用开发打下扎实基础。制定包括基础算法介绍、科研思路讲解、创新思维拓展、论文撰写实践等环节的创新能力培养方案，引导学生关注学术前沿，把握研究课题发展脉络，鼓励学生探索性研究，增强原创意识。实施个性化的科研指导，激发学生创新灵感，指导学生发表高水平学术论文，全面提升综合创新能力和科研能力。

（三）形成了“教学+ 科研”闭环迭代式全过程育人模式

以培养广博学识、家国情怀的拔尖人才为目标，形成了“教学+科研”闭环迭代式全过程育人模式，通过教学带动科研，再通过科研促进教学，塑造学生正确的价值观，培养学生具有社会责任感、人文素养、家国情怀。“教学+科研”在思想政治教育的价值引领下，提炼课程教学所蕴含的思政元素，加强科研课题与国家战略需求密切联系，增加基本理论由来和科学家生平事迹介绍，对学生的价值观起到了潜移默化的作用。开设学术大牛暑期学堂、资助本科生参加学术会议，为本科生融入国际一流学术群体创造条件，提升学生的学术视野、国际眼光。

四、结论

在教学改革项目和创新团队建设项目的支持下，以“基础引领、科研赋能”为导向，针对电子信息类拔尖创新人才培养进行了初步的探索与实践，并取得了以下改革成效。

1.立足电子信息类基础前沿问题，指导本科生开展基础科学研究，取得丰硕的学术成果。指导本科生以第一作者发表SCI 论文22 篇，其中中科院1 区6 篇、2 区6 篇。

2.指导本科生参加各类竞赛，并取得了优异的成绩。2019 年第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛获全国特别一等奖（系所在学科学历分类小组的最高奖次）和陕西省特等奖，指导本科生获得美国大学生数学建模竞赛特等奖候选提名奖1 项，一等奖4 项，二等奖9 项。

3.本科生在复杂网络、多准则决策等领域形成了系列研究。毕业生质量大幅提高，优秀本科生多人保送至北京大学、上海交通大学、浙江大学直博，获得加州大学圣塔芭芭拉分校等高校全额博士奖学金。

4.成立了导学团队师生联合党支部，积极开展思政育人、实践育人活动，将党建与育人相结合。承担学校学生思想政治工作研究课题，将思想政治教育贯穿人才培养全过程。

电子信息类拔尖创新人才培养之路任重而道远，只有通过不断的探索、实践和总结，才能建立更为合理有效的培养模式，构建促进人才成长的生态环境，培养出能够逐步跻身于国际一流科学家队伍的人才。