黎海生, 夏海英, 宋樹祥

(廣西師范大學(xué) 電子工程學(xué)院, 廣西 桂林 541004)

“新工科”是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向[1-4]。為滿足國家戰(zhàn)略和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,培養(yǎng)具有全球視野、創(chuàng)新精神和實踐能力的復(fù)合型人才,促進多學(xué)科交叉融合的新型工程技術(shù)學(xué)科建設(shè)尤為重要。2017年2月18日,教育部在復(fù)旦大學(xué)召開高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會,形成“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識[5]。會議提出,我國高校要加快建設(shè)和發(fā)展新工科。新工科建設(shè)和發(fā)展要構(gòu)建新興工科和傳統(tǒng)工科相結(jié)合的學(xué)科專業(yè)“新結(jié)構(gòu)”,探索實施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”,使我國從工程教育大國走向工程教育強國。

我校電子信息類專業(yè)以“電子信息特色專業(yè)群”為發(fā)展契機,進行了專業(yè)課程教學(xué)實踐教學(xué)模式的改革,取得了較好的教學(xué)效果。在此基礎(chǔ)上,本文結(jié)合“新工科”建設(shè)中的學(xué)科專業(yè)“新結(jié)構(gòu)”和工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”要求,探討了基于“新工科”的電子信息類專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式,是培養(yǎng)學(xué)科基礎(chǔ)厚、工程能力強、綜合素質(zhì)高人才的一次具體實踐。

1 學(xué)科專業(yè)課程體系建設(shè)

基于“新工科建設(shè)”對課程體系的要求,緊密結(jié)合科學(xué)創(chuàng)新和工程實踐,探索和建立電子信息工程類專業(yè)新的專業(yè)課程體系。電子信息類課程體系設(shè)計首先要滿足普通高等學(xué)校本科電子信息類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標準[6],例如,對于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè),教學(xué)質(zhì)量國家標準給出了3個示例,在綜合考慮本校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標和教學(xué)軟硬件條件的前提下,可以選擇示例3中的核心課程,包括電路分析基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電磁場理論與電磁波、固體物理、半導(dǎo)體模擬集成電路等。其次,電子信息類課程體系設(shè)計還要包括由電子信息類專業(yè)與其他學(xué)科交叉融合而產(chǎn)生的新學(xué)科專業(yè)課程,例如,電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生或研究生,可以開設(shè)計算機科學(xué)與量子力學(xué)的交叉學(xué)科——量子計算基礎(chǔ)的選修課程。

2 實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)教學(xué)方法的改進

“互聯(lián)網(wǎng)+”為教學(xué)手段的改革與提高帶來了新的可能與新的方向?；诖?本文將探索如何將項目教學(xué)法融入到課堂理論教學(xué)中,讓學(xué)生充分感受到實踐能力的重要性,如何結(jié)合“理論—實踐—創(chuàng)新”這一學(xué)生學(xué)習(xí)的認知規(guī)律,在實踐教學(xué)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,以及讓學(xué)生認識到團隊精神的重要性,從而使課程教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)緊密結(jié)合,為學(xué)生創(chuàng)新能力提升打好基礎(chǔ)。圖1給出了本院電子信息類專業(yè)課程實踐教學(xué)模式[7-8]。

圖1 多元化的專業(yè)課程實踐教學(xué)模式

如何培養(yǎng)符合“新工科”建設(shè)要求的創(chuàng)新能力,尤其是如何提升研究生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)水平,進而促進其科研創(chuàng)新能力的提高,是當(dāng)前要面對和解決的緊迫問題[9]。本文在圖1的專業(yè)課程實踐教學(xué)模式基礎(chǔ)上,引入交叉學(xué)科建設(shè)機制,加強電子信息類專業(yè)人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。交叉學(xué)科研究的是具有復(fù)雜性、綜合性、跨學(xué)科性的科研難題,并有重要的實際應(yīng)用,不但可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,還可推進學(xué)科持續(xù)發(fā)展。交叉學(xué)科在很多國家的高等教育教學(xué)中受到重視[10-13]。本文將交叉學(xué)科、科研團隊和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)融合在一起,研究了交叉學(xué)科建設(shè)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)機制,如圖2所示。

圖2 交叉學(xué)科建設(shè)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)機制

從圖2中可以看出,學(xué)科交叉融合是整個研究的核心。我們將學(xué)科交叉融合分為3個層次:研究團隊中不同學(xué)科人員相互學(xué)習(xí)、協(xié)同工作,實現(xiàn)知識的交流與分享; 交叉學(xué)科由于不同的理論、技術(shù)和思想方式,在實現(xiàn)知識的交流與分享后,容易引發(fā)思想的碰撞; 這種碰撞有利于激發(fā)研究人員和研究生的創(chuàng)新能力,從而提出交叉性的科研問題。實現(xiàn)學(xué)科交叉融合的3大舉措為:交叉學(xué)科科研團隊的建設(shè)、交叉性科學(xué)問題基礎(chǔ)知識的培養(yǎng)以及學(xué)生項目負責(zé)制建設(shè)。在學(xué)生項目負責(zé)制建設(shè)中,學(xué)生參與企業(yè)的項目研究非常重要,校企合作是高等院校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一條有效途徑[14-15]。以具體項目為驅(qū)動,學(xué)生負責(zé)制下的項目管理,不僅可以充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情,還可以培養(yǎng)學(xué)生獨立解決專業(yè)技術(shù)問題的能力。

3 基于新工科的電子信息類專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式實施方案

在多元化的專業(yè)課程實踐教學(xué)模式和交叉學(xué)科建設(shè)機制實施中,難點是如何將人才培養(yǎng)的多個元素有機結(jié)合起來。本文提出的實施方案如圖3所示。

圖3 創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的實施方案

創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式實施方案中的主要元素包括:培養(yǎng)方案、專業(yè)導(dǎo)師、任課教師、輔導(dǎo)員、學(xué)生、校內(nèi)創(chuàng)新基地和合作企業(yè)。圍繞這7個元素,通過學(xué)科交叉融合,處理好他們之間的關(guān)系,從而實現(xiàn)創(chuàng)新人才的多元協(xié)同培養(yǎng)。例如,任課教師與學(xué)生之間的教學(xué)關(guān)系,是以項目教學(xué)法為依托的，具體包括:組建面向不同層次學(xué)生的電子信息工程專業(yè)課程學(xué)習(xí)團隊; 發(fā)揮團隊協(xié)作精神,并借助“互聯(lián)網(wǎng)+”下的教學(xué)資源優(yōu)勢,整合現(xiàn)有的專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容; 分析關(guān)鍵知識點,補充實踐內(nèi)容,并根據(jù)社會發(fā)展需求,更新專業(yè)課程案例，從而達到增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,全方位促進學(xué)生實踐創(chuàng)新能力提升的目的。

4 總結(jié)

在建立電子信息類專業(yè)課程培養(yǎng)體系時,除了滿足普通高等學(xué)校本科電子信息類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標準外,還需考慮電子信息類專業(yè)與其他學(xué)科交叉融合而產(chǎn)生的新學(xué)科專業(yè)課程,以便培養(yǎng)滿足“新工科”建設(shè)要求的專業(yè)人才。通過學(xué)科交叉融合,將傳統(tǒng)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣獏f(xié)同合作的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。