王 波,焦文潭,布 挺,張 剛,董紅政

(洛陽理工學院 電氣工程與自動化學院,河南 洛陽 471023)

隨著電子信息產品消費市場和需求的不斷增長,電子信息產業(yè)成為我國實施創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略、推進供給側結構性改革的關鍵力量[1-2].中國制造2025、“互聯(lián)網+”、制造業(yè)與互聯(lián)網融合等一系列國家重大戰(zhàn)略的深入實施,標志著我國電子信息產業(yè)發(fā)展進入由大變強、由跟隨并跑向并跑領跑轉變的重要戰(zhàn)略節(jié)點.電子信息類專業(yè)具有較強的工程性和強調解決復雜問題能力.因此,培養(yǎng)具備較強創(chuàng)新精神和工程應用能力的復合型人才,是應用型本科電子信息類專業(yè)亟待解決的共性問題[3-5].為適應人才培養(yǎng)需要,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育已成為應用型本科高校復合型人才培養(yǎng)模式的新路徑之一[6-7].

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐是應用型本科電子信息類專業(yè)提升學生專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié).改進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的教學設計、教學方法以及考評方式[8-9],加強對學生技術創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)實踐能力培養(yǎng),是新形勢的必然要求.因此,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程應以服務社會為理念,以工程項目和競賽項目為載體,以解決工程技術問題與技術創(chuàng)新為抓手,突出培養(yǎng)學生解決復雜問題的能力和項目管理的能力,重點提升團隊協(xié)作意識和社會服務意識.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育必須找準定位、瞄準目標,積極改進課程教學方法和考評方式,以“2個能力”和“2個意識”為課程目標開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學改革與探索.

1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程體系構建

結合電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)目標和行業(yè)需求,圍繞培養(yǎng)“2個能力”和提升“2個意識”,強化應用型人才培養(yǎng).課程改革采用應用技術型人才培養(yǎng)的CDIO層次化教學體系[10-11].課程體系的構建解決2個重點問題:1)構建并完善基于成果導向的CDIO教學體系.依托創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程項目案例為專業(yè)課提供項目、案例,供專業(yè)課組織教學,在專業(yè)課完成“構思”“設計”的基礎上,實現(xiàn)課程的“實施”與“運行”.2)吸收工程認證理念設計、實施過程教學.確定課程目標,重構教學內容,以成果為導向構建多元化考核方式,實現(xiàn)以學生為中心的轉變,淬煉吃苦耐勞、頑強拼搏的意志和品質,落實不忘初心、服務社會的思政建設要求,貫徹“五育并舉”理念.

應用型本科電子信息類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程體系可采用三級題目方式,如圖1所示.

圖1 基于CDIO的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程體系

一級題目是畢業(yè)設計課題.該級題目的具體實施和運作由學科競賽、項目研發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、服務社會等環(huán)節(jié)組成,主要針對企業(yè)實際項目完成嵌入式產品研發(fā)、智能裝備控制和系統(tǒng)集成等環(huán)節(jié).該級題目主要考查學生科技創(chuàng)新能力,通過挑戰(zhàn)杯、電子競賽、智能車等學科競賽最大限度為學生參與科研項目創(chuàng)造良好條件,并積極營造服務社會的良好氛圍,增強學生科技創(chuàng)新的積極性.

二級題目是設計過程的分解.該級題目通過電子工程設計和嵌入式應用,以及運動控制系統(tǒng)、電氣控制與PLC、智能控制技術、網絡與自動化系統(tǒng)集成等綜合設計,培養(yǎng)學生在設計過程中提出問題、解決問題的能力.該級題目的實施,可以提升學生從方案選取和設計、軟硬件設計與調試、故障診斷與解決等方面的能力,使學生具備良好的工程素養(yǎng).

三級題目是應用實踐.該級題目在整個課程體系中處于基礎知識應用的構思環(huán)節(jié),其通過單片機原理及應用和微機原理、自動控制原理和現(xiàn)代控制理論、電機拖動、電力電子技術、自動化儀表等課程的實踐教學,培養(yǎng)學生使用所學過的基本理論知識來構思如何解決實際問題的能力,使學生建立起完整的工程理念.

2 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程內容設置與實施方法

2.1 課程設置情況

按競速、電子產品設計、項目研發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等項目類別,開設課程導學、智能車、機器人、電子設計、PID控制、電機應用、挑戰(zhàn)杯、“互聯(lián)網+”、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列(1-8)等16個教學專題,如圖2所示.競速和電子產品設計項目,設置電子設計競賽、智能車競賽、機器人競賽、PID控制基礎和電機應用基礎等5個專題,選取智能車、電子設計、工業(yè)機器人應用和機器視覺4個教學資源庫,可在智能車基地、科協(xié)、物聯(lián)網制作基地、家電維修和機器人實驗室等實踐基地開展,著重培養(yǎng)學生解決復雜問題的能力.項目開發(fā)環(huán)節(jié),設置創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列專題(1-3),選用網絡與自動化系統(tǒng)集成教學資源庫,在創(chuàng)新實驗室、工程訓練中心、電子創(chuàng)新工廠、AI云創(chuàng)空間以及合作企業(yè)等基地開展,使學生具備良好的項目管理能力.最后一個項目是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)節(jié),該項目設置挑戰(zhàn)杯、“互聯(lián)網+”、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列專題(4-8)和課程導學等8個專題,采用學科前沿、國家政策、法律法規(guī)、工程倫理和創(chuàng)業(yè)等教學資源庫,在千度創(chuàng)客空間、炎黃科技園創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地和大學科技園進行,為學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供良好的設施氛圍和項目,并安排企業(yè)導師,培養(yǎng)學生的社會服務意識.

圖2 課程內容與資源

16個教學專題的實施,全面提升了學生在解決復雜問題、項目管理、社會服務等方面的能力,使學生具備較好的團隊合作意識.

2.2 組織實施情況

1-7學期,課程教學設計以分散方式實施(如圖3所示).第1-2學期是認識環(huán)節(jié),集中講授“課程導學”專題,進行職業(yè)生涯規(guī)劃和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育;第3-6學期是實踐環(huán)節(jié),集中講授“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之項目設計流程篇”專題,同時在項目實施過程中通過講授其他專題,指導學生參加競賽、參與教師項目,組織學生節(jié)在假日(含寒暑假)進行志愿服務活動.

圖3 課程實施教學設計

第7學期是學分認定和成果輸出環(huán)節(jié).經雙選,學生進入企業(yè)學習或創(chuàng)業(yè),完善、運營項目.在課程實踐具體組織實施環(huán)節(jié),依托家電、智能車、智能裝備、科學與技術、機器人等協(xié)會實施教學,其組織、實施流程,如圖4所示.學生自發(fā)組建項目團隊,通過社會實踐和企業(yè)實習調研,自主選擇真實項目.在實踐基地中,教師指導學生實現(xiàn)項目全過程.學生在“學中做、做中學”,先后歷經構思與選題、方案論證、設計制作、項目測試、質疑與辯論等過程.學生參加競速、電子產品設計、互聯(lián)網+、挑戰(zhàn)杯等各類競賽,并深入社區(qū)、中小學、企業(yè),進行維修、支教、展示、項目研發(fā)等服務.

圖4 課程組織實施過程

2.3 課程成績評定與課程評價

競速類、電子產品設計類考核分別在每學期前、后半程舉辦,成績排名前30%通過考核.項目研發(fā)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類每學期末集中考核1次.在第7學期,各類項目指導教師,對通過考核的學生按如下方式集中進行成績評定:1)前期項目測試、質疑與辯論成績分別占比50%、30%;2)學生提交設計報告,占比20%.其中,解決方案、工程倫理(服務社會)和報告規(guī)范性分別占該環(huán)節(jié)的50%、30%和20%.

課程評價[12-14]采用課程評教、學生獲獎、項目引進經費數、校友企業(yè)反饋等多種方式進行.課程組根據教學任務完成度,依照學校評教題目,通過“問卷星”平臺發(fā)布課程評教問卷.近三年來,該課程學生平均評教得分在97分以上.課程同行評價得分96分以上;學生獲學科省級以上獎項200余項;項目研發(fā)經費逐年攀升,課程團隊累計引進經費900余萬元.校友企業(yè)積極回報母校,與學校共建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程[9],聯(lián)合培養(yǎng)學生,平衡學生就業(yè)與企業(yè)需求關系,真正實現(xiàn)“校中有企、企中有?！钡纳疃热诤?

2.4 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程改革特色與創(chuàng)新

2.4.1 校企共育,激勵創(chuàng)新

所有工程項目類的課題全部來自企業(yè),由企業(yè)指導教師和校內指導教師共同指導完成.合作企業(yè)設立獎學金,鼓勵學生創(chuàng)新.

2.4.2 學科競賽,淬煉身心

經過層層選拔,學生以頑強的意志迎難而上,在學科競賽中既提升科技創(chuàng)新能力,又淬煉意志、品質.近三年,學科競賽碩果累累.全國大學生智能汽車競賽、全國大學生電子設計競賽、機器人大賽分別獲國獎3項、3項和44項,省獎14項、30項和28項.2019年,全國大學生電子設計競賽獲國獎3項,省獎23項,數量、質量均取得突破.

2.4.3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè),初見成效

經過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程學習的學生,獲創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類大賽省獎8項.其中,河南省“互聯(lián)網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽省獎2項,落地企業(yè)3家,獲專項扶持資金5萬元.

2.4.4 奉獻社會,不忘初心

在課程實踐過程中,定期組織學生利用寒暑假、小長假開展科技下鄉(xiāng)等社會服務,同時植入德育、智育、美譽等五育理念.先后獲評2項省級以上志愿活動榮譽.

隨著課程改革的實施,各協(xié)會以各種方式深入基層,到社區(qū)、中小學奉獻愛心,真正體現(xiàn)了奉獻、友愛、互助、進步的志愿者精神.

3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程改進方向

3.1 持續(xù)完善計劃

1)依據專業(yè)特點,逐步拓展賽事類型,滿足不同專業(yè)、不同特點學生的職業(yè)發(fā)展需求.

2)持續(xù)豐富教學案例庫和教學專題,編寫配套講義或教材,保持教學資源與教學內容的技術先進性.

3)與企業(yè)深度合作,共同提升學生解決工程技術問題與技術創(chuàng)新能力.

4)完善線上教學資源管理平臺,為學生提供便捷的學習資源獲取通道.

3.2 需要進一步解決的問題

1)強化數學思維和數學方法,提升學生解決復雜工程問題的能力.

2)實現(xiàn)課程質量跟蹤調查,不斷優(yōu)化教學設計與實施過程,提高教學質量.

3.3 改革方向和改進措施

1)引入全國大學生數學建模競賽,參照競速類組織實施教學活動.

2)制定課程質量調查問卷,面向應屆畢業(yè)生和畢業(yè)5年后的學生進行調研,基于調查結果,分析、查找不足之處,提出改進措施,持續(xù)改進.

4 結語

以CDIO理念深度構建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程體系,高質量推進各環(huán)節(jié)實施,提升學生技術創(chuàng)新和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力.在實踐過程中實現(xiàn)學生奉獻意識、工匠精神等綜合素養(yǎng)提升,貫徹人才培養(yǎng)的“五育并舉”.依托現(xiàn)有改革成效,在建立專題、充實教學案例、豐富賽事類型及線上資源建設等后續(xù)建設過程中,強化數學思維和數學方法,重視課程質量調查問卷,扎實推進持續(xù)改進,進一步提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實效.