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摘要：随着新工业革命和新经济形态的变革，以往的高校工科专业培养模式已不能满足现代科技和经济发展对人才培养的要求，新工科的提出正是针对新的要求提出的一场教育革命。本文针对地方高校电子信息工程专业建设，根据目前新形势、新环境、新需求，通过对目前培养现状的分析，从明确定位培养目标建立新工科的目标体系，建立科学合理的新课程体系，教学模式改革与方法，提升教师素质和实践能力确保学生创新能力的培养等方面提出了电子信息工程专业新的人才培养模式。
关键词：新工科；电子信息工程；人才培养模式
本文引用格式：张洁寒,等.基于新工科理念的电子信息工程专业人才培养模式探究与实践[J].教育现代化,2019,6(18):28-31,35.
Research and Practice on the Training Mode of Electronic Information Engineering Talents Based on the New Engineering Concept
ZHANG Jie-han，ZHANG Yu
(College of Electronic and Electrical Engineering,Henan Normal University,Xinxiang Henan China)
Abstract:With the changes of the new industrial revolution and the new economic form,the previous training model of college engineering can’t meet the requirements of modern science and technology and economic development for talent training.The new engineering project is proposed for a new requirement about educational revolution.This paper proposes a new talent training mode for electronic information engineering.As following aspects:clarify the current new situation,new environment,new needs,analyze the current situation of training,clear the target the training objectives and establish a new engineering target system,establish a scientific and rational new curriculum system,teaching model reform and methods,improve teachers’quality and practical ability to ensure students Cultivation of innovation ability.
Key words:New engineering;Electronic information engineering;Talent training model
一 引言
新一轮科技革命和产业变革在当前的世界上正在加速进行，以互联网、新能源、新材料、人工智能、大数据、云计算等作为典型的先进技术手段正在逐渐进入到社会经济以及社会上的方方面面，快速的推动新的工业革命往前进步。为此我国实施了国家创新驱动发展、一带一路战略、互联网+等重大战略举措，推动着以新的生产模式、新型的产业链、新的生产技术为特征的新经济逐步发展。产业发展需要与相应的工程教育紧密联系，两者之间相互撑，因此改革现有工科的工程教育模式，建立适应现阶段以及今后产业发展的新工科已成为教育部门的共识。我国在2016年6月2日正式成为《华盛顿协议》成员国，因此相应的高等工程教育改革的要求也相应提高。“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”等在2017年上半年相继形成，这一系列活动的出现显现出了中国高等教育改革的远大前景，活动中提出的“新工科”理念又为我们国家从工程教育大国向工程教育强国的强势跨越指明了建设与发展路径[1,2]。
传统“工科”主要是用来解决社会发展中的工程实际的理论支撑和技术途径问题，它主要依托于传统的机械、电子、材料等相关学科，以及近几十年间涌现出来的计算机和网络技术等。随着大数据、人工智能、互联网的出现，以及对产业和商业体系框架的变革，迫切需要具有更多的具有跨界整合能力的高素质复合型人才，这样，传统的解决实际工程问题的工科人才培养模式已不能适应现代社会。“新工科”就是针对新形势、新环境、新需求，培养新型的工科学生。它是对于工科学科建设的优化再造和内容升级，是对未来工科学生培养目标、培养方式、培养内容的改革[3,4]。
建设“新工科”，主要分为两类，一类是培养和提出一批新出现又热门的工科专业，第二类是优化现在有的工科专业。“新工科”的建设和发展要展现出“新体系”、“新结构”、“新理念”、“新质量”、“新模式”，就是要锻造出一批可以主动适应新产业、新技术、新经济发展的卓越工程技术人才。不同的高校根据自身的实际情况，制定相应的建设措施和方向。对于综合性高校，要进行宽口径、厚基础、综合性、复合型人才培养，实现跨学科、跨领域、跨行业的“复合交叉”。对于工科优势高校，进行主辅贯通、本硕贯通的“多元多样”人才培养。针对一些地方高校，进行精准性培养，使学校学习内容与产业的发展前景完美适配[5]。
作为地方高校电子信息工程专业，其最重要的职责在于为区域经济发展和产业转型升级提供支撑，因此不能局限于原来的工科培养模式，需要根据河南省的经济发展和人才需要，以及郑洛新国家战略的需要，在原专业电子信息、通信工程等的基础上，建设的电子信息专业相关的新工科专业，应适应新形势发展。因地制宜，根据当地的产业的需求，建设相关专业，专业的对接要做到随着情况的变化机灵机动地应对，企业应秉承积极开放的态度，跟有关的一些专业进行深入交流，通过对市场化力量的运用，一步一步的推动生产跟教育的融合。真正做到知行合一的完美结合，日常的教育工作着重点放在提升学生实践动手能力以及头脑创新能力。作为地方工科院校，应充分发挥工程教育的优势，在实践平台、行业协助、师资力量等方面充分利用，更大程度地实现学校与地方经济社会发展的“同频共振”，从而确定自身的价值取向和目标定位。本文主要针对我省高校电子信息工程专业现状，提出适应现代经济和社会发展的电子信息工程新工科的人才培养新模式，并选择部分学生团队进行实践。
二 现状分析
工科本科生现今的培养方案，全国各学校对工科生的培养方案相对固定，第一年学习通识教育，主要学习政治、法律、道德、数学、英语等课程，为学生的人生观、价值观等奠定基础；二年级为一般基础知识的学习，为下一步学习专业奠定基础；三年级为专业基础知识的学习，使学生对本专业的方向和知识有更加深入的认识和掌握；四年级为学习专业课程和完成毕业设计和论文。这种培养模式具有系统的传授知识，完备的教学计划体系，教学要求严格，刺激学生学习的积极性，使其拥有扎实的基础知识储备。但知识面狭窄、知识交叉融合性差的缺点，在知识能力素质上相对明显，由于新时期对复合型人才的需求，导致适应能力较差；在教学实践中，存在重理论轻实践、重继承轻创新、重知识轻能力的缺陷，在学生的创新能力的培养过程中，存在严重不足，不利于培养[6]。不足方面如下：
1.知识面不宽，学科交叉性弱，不能适应产业发展要求具备的综合素质。工程学科与基础学科结合不紧密，不能相互促进。实践与生活的相互结合很少，创新性教育少。
2.在培养方法上，教师以大面积在课堂上传授课本知识为主，较少结合现阶段工程实际问题，也很少讲授专业前沿课题。学生以学习知识、掌握知识为主要目的，很少能够通过其他方式加强、加深对知识的理解、消化以及运用。因为学校的课时安排，教学方式的单一，研究讨论、深入探究、组内互动等等一些新颖有效的教学方式很少，或难以大面积推广，以及学生的创新能力和实际工程应用能力的培养没有得到充分的发展。在最终的考核手段上，学生对于每门课掌握程度主要依靠最终的学期末考试分数以及学生的知识能力来评定，这种评价方式一是使得学生只能在教材上下工夫，掌握教材内的有关知识，对教材外的相关知识很少去了解、学习，不利于发挥学生的积极主动性，不利于学生广泛学习更多的相关知识，以解决实际工程问题。二是不利于学生深入思考所学知识的本质和利用知识解决实际问题，不能采用批判、质疑的方式加深对知识的理解和应用，不利于学生创新能力的培养。
3.在整体学业课程安排方面，由于课程整体趋于同步，留给学生自主选择的空间很小。目前学分制被大部分的工科院校所采用，分为必修课程与选修课程的学分，但是必修课程较多，可供学生选修的课程较少。较多的必修课程由于大都是考试课程，学生会对本门课程用大量的时间进行学习，占用学生较多的时间，没有充足的时间进行相关知识的课外学习。尽管有较少的选修课程，但是由于选修课程开设的较少，无法满足学生的兴趣，并且选修课的学分往往较少，没有办法激起学生的学习激情和调动学生的学生兴趣，进一步造成很难培养学生的自主创造以及解决在实践中遇到的工程问题的能力。
4.在实践环节上，多以验证性实验为主，不能很好地培养学生创新能力。目前课堂实验和毕业设计为大部分高校的实践课程体系。对于没写原理的物理现象，总是使用一些固定的方法、步骤去进行一些验证是目前很多数课堂实验的内容，具有较少的研究性、探索性、开放式的实验内容。由于这类实验的局限性，尽管提高了学生的基本实验技能，但是，学生的实践能力并没有得到提高。作为本科生实践教育的重要环节，毕业设计是一种有效途径，可以培养工科学生实践和创新能力，要求学生利用所学的知识去分析和解决实际问题。但是，大多数的毕业设计选题不够合理，没有针对解决实际问题，创新性很少。一是有的题目太大，毕业设计只能给出初步的方法，没有实践结果，不能证明所提方法的正确性或实用性；二是有的题目太小或太旧，只是针对某一具体知识的应用，不能体现学生对知识的掌握，学生的综合和创新能力和创新能力也没有得到体现。又毕业设计的过程管理疏松，考核答辩过于形式，不够严谨。由于诸多因素，造成了毕业设计达不到原有的目的，学生的培养能力和素质并没有得到提高。
二 人才培养模式
确立综合化、创新型、全周期工程教育新理念是全新的人才培育形式。针对目前电子信息工程专业过窄过细、工程人才培养与我省社会、经济产业发展实际需求脱节，新经济、前沿交叉学科、未来技术领域人才短缺等问题，构建电子信息工程专业的新工科和传统工科相结合的新结构，在建立中国特色工程教育的新体系中，探索电子信息工程教育人才培养的新模式。根据技术发展修改教学内容，根据学生志趣改革教学方法，根据内外资源创造实践条件，全面树立学生正确的价值观，培养社会责任感，提高实践和创新能力，使得电子信息工程教育的质量和水平显著提高，增强国际竞争力。
主要解决几个关键问题：(1)科学合理的课程体系建立；(2)课程教学内容的改革；(3)适合新工科人才培养的教学方法；(4)提高教师的素质和实践能力的标准，带动学生，培养他们的创新动手能力。
（一）精准明确的提出培养目标，建立新工科的目标体系
按照“复旦共识”中对“新工科”建设的分级分类办学特征，作为地方高校“新工科”，充分发挥其支撑作用，加快所处区域的经济提升和产业化转型。应对变化，提出未来建设的新想法，作为各地方高校电子信息专业的“新工科”建设内涵；培养多元化、创新型、实用型卓越工程人才作为的新要求；通过创新与继承、共享与协调以及交叉与融合的新途径，培养新工科人才。通过对国际主流工程教育标准的参考与利用，结合智力与非智力等因素，设置的规格要求，涵盖知识、能力、素质三个维度，充分利用交叉学科领域知识的储备、跨学科合作精神培养与多学科研究能力，培养具有多学科思维、复合知识能力与素质的人才，最终建立未来电子信息工程专业新工科人才的目标体系。
（二）建立科学合理的新的课程体系
创建特色课程体质。在原有的基础上，使经典教材与多学科的知识技术相互融合，利用“知识地图”，利用不同的视角，优化课程内容；制定核心课程和多学科相结合的课程开设机制，敢于创新，打破常规，通过发现的问题，建设新课程模式，通过交叉学科专业课程群的利用，可以覆盖更多的跨学科专业课程。
设置合理的课程体系，对学生进行系统性、综合性、全方面性的培养。以“夯实基础、拓宽知识、强化能力、提高素质、发展个性、激发潜能、促进创新”作为课程体系建设所坚持的原则，提高学生的学习能力、知识与素质相结合能力，协调好知识学习、技能掌握、技能坚实、应用实际、创新思维和能力厚实之间的关系。
采用以相关知识为基础，组建几个课程群，以应对实践能力培养的要求。它主要由公共基础课程（为学生奠定扎实的数理基础和必要的人文素质）、专业基础课程（强调专业基础，让学生能够深层次理解、掌握电子信息工程专业的理论基础）、专业核心课程（强调专业核心技术，让学生能够理解、掌握电子信息工程专业的核心技术理论）、专业特色课程（强调精专业，拟分为“路”和“场”两个专业方向，学生可按兴趣有选择偏重）、专业拓展课程（覆盖面广泛，扩展知识面、学习和掌握新技术）和自主教育课程（强调个性化培养，涵盖多个强化模块，涵盖提升学历、课外活动、各类竞赛等涉及的知识和理论基础）组成。课程设置时强调各门课之间的相互联系，利用基础课程与专业课程相结合，构成组成知识整体，各门课之间相互联系紧密，覆盖范围大。
培养具有强实践和创新能力的高素质本科生，坚实的理论作为基础，拥有宽广的知识面和视野，注重各相关学科知识的学习，因此更加重视拓展课程设置。举办关于各相关专业前沿发展动态的学术会议、知识论坛和讨论会，鼓励学生选修学习多学科，开阔学生的视野，扩大知识范围，为提高学生创新能力打下良好的基础。通过参加国内外高水平科学家作学会报告和学术会议，学生可以了解更多相关方面的最新进展和动态，提高学生的学习兴趣，启迪创新思维。
利用实践课程促进学生能力的培养，在减小课程验证性实验的基础上，大力加强创新型实践课程，增加电子电路类、电磁场与波类、信号处理类、自动控制类等课程设计。结合已开展的CDIO实践项目，进一步增加综合性、设计性、创新性设计实践课程。
更加注重融入创新创业元素，打造完整新型人才培养模式链条：“创意-创新-创业”。从上游激发学生创意，从中游创新实践计划，从下游服务学生创业。
（三）教学模式改革与方法
实现各学科之间交叉融合。实现不同学科专业间的融合教学，帮助学生建立宽厚的知识基础，拓展立交桥型复合类专业培养机制。
在教学方法实现方法的转变，从原先的以教师为主体、课程为中心的教学方法转为以学生为主体和中心。对专业基础课和专业课，运用案例式、项目引导式、推演式等教学模式，使学生的学习方式发生转变，由过去的被动适应性学习实现向主动探索性学习的转变，使课堂教学方法发生转变，传授对象由知识变为方法。结合教师承担的项目、大学生创新项目、企业委托项目等，尽量创造条件开展参与式、研讨式、探索式教学，鼓励学生组成科研团队自行搜集资料、发表观点、展开辩论，最总形成优化方案等，从而可大大激发学生的学习热情、参与热情和攻关热情。
重视实践教学，改革实践环节。为了加强学生实际工程能力的培养，对现有的实践教学进行改革。将实验教学由传统的验证性实验为主向综合性、设计性、探索性、创新性实验为主转变。如增设电子电路、电磁场与波、信号与信息处理、自动控制等几个模块的课程设计，鼓励兴趣相近的学生自由结合成学习小组，以团队的形式在专业老师的配合下开展研究性实验。每一个模块选择几个有代表性的实际工程项目让由3到5个学生组成的团队进行选择。在教师的指导下，每个团队从项目的思考、讨论、设计、完成等各个阶段都进行全方位的研究，这样不仅培养学生的信息搜集能力、知识应用能力、基本实验技能训练和实践动手能力，而且也能够增加学生的学习兴趣和团队协作能力，更能够使得学生对于工程项目在全过程的处理中得到锻炼，为今后的工作奠定坚实的基础。通过对工程项目的参与，在此基础上开展形式多样的实践性教学，如课程拓展学习、实验检验、知识应用、专利撰写、技能掌握、课题研究、论文撰写等。
重视毕业设计环节，全过程认真落实本科教学最重要的环节之一的毕业设计。在毕业设计的选题上，首先要求学生根据自己的特长、兴趣爱好和个人偏向自主确定研究方向和题目，再由教师指导小组一起对每个学生的题目进行把关，指导教师小组与学生一起对课题进行分析、答疑，指明具体的目标和方法，从而改变了以往的题目由老师设计，学生选择自由度弱的模式。通过方式，充分利用学生的自主思考能力，激发学生的创造能力和创新能力。在毕业设计过程中，让学生自由自主的充分发挥，课题研究方法、实验方案和技术路线等都由学生自主给出，教师对学生毕业设计中出现的问题要及时与学生讨论和引导，最终使得学生自行进行修改和优化。在毕业设计答辩中，应更加注重学生对课题的设计思路、课题理解、研究方法、实验方案、研究成果的正确性、实用性和创新性评价，更加注重毕业设计过程中学生表现出来的实践能力和创新能力评价。
在电子信息工程专业“新工科”教育培养方案中有机地融入创新创业教育要素，创新创业课程与专业课程相结合，创新性思维训练与创新创业实践能力培养相结合，创新创业训练的空间，通过借助大学生创业园和地方研究院所和相关企业等拓展。
（四）提高教师素质和实践能力的标准，带动学生，培养其创新能力
教学活动的灵魂是教师，是具体实施者，教师本身的素质和能力直接影响着培养的人才素质。当前高校对教师的评价主要有两个方面，一是具有较好的教学能力，能够将承担的课程讲清楚，能将课本知识较好地传授给学生，使得学生能够较好地理解和掌握好所学的知识。二是具有一定的指导实验能力，能够将实验中的仪器操作、实验方法、实验步骤、实验数据处理等过程讲清楚和实施具体实验。只具有这种能力对于基础课教师是合适的，但是对于培养学生创新思维和创新能力的教师具有这种能力还远远不够。一个创造性不强、实践能力弱、思维不开放的教师是无法开拓学生思维、培养学生创造力的，甚至会影响学生创新能力的开发。
教师实践能力和创新能力只能从高水平的科研实践中来。目前高校教师大都会从事一定的科研工作，要将教学和科研很好地统一起来，教学由科研支撑。为了提高教师的实践能力和创新能力，首先要求教师一定要有相关领域的前沿研究课题，只有对该领域进行了较深的研究，才能提升教师的实践能力和创新能力；其次教师应承担相关的工程项目或课题，对工程项目的全过程具有深刻的掌握；在次是具有实际的工程项目研究经历，具有双师资质。
另外，学科应提供条件让专业课老师定期参加国际学术会议和学术交流，跟踪本学科领域的研究动态。只有通过各种手段对教师进行培养才能切实提高教师的学术水平和创新能力，才能促进创新型工科人才的培养。
三 结语
作为地方高等院校中的电子信息工程专业，根据新工科理念建立了初步的人才培养模式。通过两年的探索与实践，我校电子信息工程专业教师在人才培养过程中承担了10项省级课题项目研究，出版了1部教材，发表了6篇教改论文和56篇科研论文，授权了9项国家发明专利，3为教师获的奖励。受众的200余人学生中参加了各种学生科技竞赛，获奖10次，承担大学生创新项目12项，发表相关论文6篇，授权发明专利2项，实用新型专利67项。在新工科理念的引领下，创建了具有新工科特色的人才培养新模式，使得教师融入了新工科的建设发展中，使得学生在综合知识应用能力、解决实际工程问题能力、创新能力等方面得到了较好的发展。
参考文献
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[5]张海生.我国高校“新工科”建设的实践探索与分类发展[J].重庆高教研究,2018,6(1):41-54.
[6]陆必应,张汉华.工科新型人才培养模式研究[J].中国电力教育,2013,(13):19-20.
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