教育教学论文:多元驱动的电子信息类硕士培养模式探索与实践
陈达 刘一剑 苗永平 刘维慧
[摘 要] 研究生教育肩负着高层次人才培养和创新创造的重要使命,是国家发展、社会进步的重要基石,是应对全球人才竞争的基础布局。在新工科和工程专业学位调整的背景下,针对电子信息专业学位研究生培养中普遍存在的创新能力和企业服务能力不足的问题,从课程体系保障、科研项目推进、校企协同育人和文化氛围引领等方面探讨了“课程—项目—基地—文化”四维驱动的电子信息专业硕士研究生产教融合培养模式。通过探索和实践,有效地提高了专业学位研究生的创新能力和企业服务能力。
[关键词] 电子信息;专业研究生;培养模式;项目管理
[基金项目] 2019年度山东省教育厅泰山学者建设工程(tsqn201812066);2019年度山东省教育厅高等学校青创科技计划项目(2019KJN020);2020年度山东省教育厅研究生教育优质课程项目(SDYKC20057)
[作者简介] 陈 达(1980—),男,山东济南人,工学博士,山东科技大学电子信息工程学院院长,教授,博士生导师,山东省泰山学者青年专家,电子科学与技术学科带头人,主要从事柔性电子技术和微机电系统器件研究;刘一剑(1987—),男,山东单县人,工学博士,山东科技大学电子信息工程学院讲师,主要从事体声波谐振器与柔性电子技术研究。
[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2021)21-0105-04 [收稿日期] 2020-11-17
研究生教育肩负着高层次人才培养和创新创造的重要使命,是国家发展、社会进步的重要基石,是应对全球人才竞争的基础布局[1]。我国自1997年起设置工程专业学位研究生教育,通过持续扩大招生规模、不断增加专业学位类别,专业学位研究生教育已经成为研究生教育体系的重要组成部分,形成了完善的工程科技人才培养体系和模式,培养了大批高层次、应用型、复合式工程技术人才,为我国经济社会发展作出了巨大贡献。21世纪以来,随着新一轮科技革命和产业变革对全球创新版图、经济结构、竞争格局的重构,我国提出了“中国制造2025”“互联网+”“人工智能+”“新基建”等创新驱动战略。为了服务国家科技创新与产业发展,教育部启动了新工科计划,国务院学位委员会也将原工程专业学位调整为电子信息等8个独立专业学位类别。
2020年9月教育部印发的《关于加快新时代研究生教育改革发展的意见》中明确提出:要加强对专业学位研究生实践创新能力的培养,强化产教融合育人机制。近年来,许多培养单位围绕新工科和产教融合,就专业学位硕士研究生教育进行了探索和实践。例如,清华大学的汪全报等人基于培养目标导向的特色化建设,提出构建多立体协同的产教融合模式[2];国防科技大学的余同普等人基于一流学科提出五位一体的人才培养模式,在基础学科专业学位研究生培养方面具有较强的借鉴意义[3];南京财经大学的程永波等人提出了全程双元化培养路径[4];中国石油大学的吴春雷等人提出了“一体化设计、三阶段培养、多平台支撑、过程化监控”的培养体系,探索并实践了行业特色研究生的差异化培养方式,具有较好的示范作用[5]。
电子信息是最具创新灵魂的技术领域,近年来以智能为核心的技术和应用在多个领域取得了突破性技术创新,并持续快速演进。但是作为高层次人才供给侧的高等学校,现有的对专业学位研究生的培养长期偏重“学术化”,与产业需求侧的实践与创新需求存在矛盾,面临人才培养与工程应用和区域发展脱节,研究生综合能力无法适应企业需求等问题。因此,在电子信息领域进入以迭代创新、大众创新、跨界融合为突出特征的历史时期,高校特别是地方院校需要主动适应区域经济和行业发展需求,创新专业学位研究生的培养模式。山东科技大学在电子信息专业硕士研究生教育实践中,把人才培养放在山东省“八大战略”“十强产业”,以及将青岛建设成为国家沿海重要中心城市的布局下,提出了“一个目標、两个服务、三个强调、四维驱动”的产教融合理念,即树立面向新一代电子信息技术前沿和领军企业,培养高水平、研发型、创新型、应用型人才的培养目标;服务电子信息行业,服务区域经济发展;强调数理基础扎实,工程原理理解透彻,专业实践能力突出;融合课程体系保障、科研项目推进、校企协同育人和文化氛围引领,形成“课程—项目—基地—文化”四维驱动的电子信息专业硕士研究生产教融合培养模式,如图1所示。
一、产教融合为校企协同育人和工程实践教学提供保障
根据学校所在青岛地区在新一代电子信息方面的产业优势和企业技术需求,围绕学校“一蓝(海洋)一黑(煤炭)”发展定位,与政府、企业和相关高校科研院所多方深度合作,把产学研基地建在产业最前端,把人才培养放在产业最前沿。
1.以教育部新工科研究与实践项目、教育部产学合作协同育人项目和教育部ICT产教融合创新基地建设项目等为依托,与海信集团、海尔集团、澳柯玛集团,以及中电集团、中国移动、中国电信等电子信息领军企业、研究所,共同研究制定人才培养方案和学位标准,共同开展实践基地建设,以增强解决问题能力为核心,共同开展课程体系重构、教学内容更新和创新创业教育。
2.加强应用型导师队伍建设,发挥校外企业导师的作用。以工程实践经验和企业服务经历为标准,综合考虑承担横向课题、企业研发、工程管理等因素,严格制定专业学位点导师遴选标准,从源头上保障研究生的培养质量。
3.构建“平台+体系+师资+考评”的校内外互补实践和创新平台。与十余个电子信息领军企业、二十余个研发型中小型企业共同建立了研究生联合培养基地。其中与教育部和中兴通讯共建ICT产教融合创新基地,与海信、山东晨辉、深圳科卫泰等企业共建了三个省级产教融合专业研究生培养基地。出台相关制度鼓励支持学生到企业进行中长期实习,参加创新竞赛活动和申报科研项目,形成了专业学位研究生三年逐次渐进式的培养机制,即一年级以学理论练技能为基础;二年级以工程项目课题为依托,校内外导师共同指导;三年级以学位论文为重心,强化综合实践创新能力和科研能力。培养方案中的实践环节由问题驱动,以有利于校企合作,保持目标柔性与利益兼顾,并能动态调整为原则。
二、分层递进的核心课程体系为工程创新能力培养奠定了基础
专业学位研究生的课程体系设置必须紧密结合企业的生产实践,才能形成解决实际问题的动手能力。同时,必须紧跟信息技术发展前沿,基于新器件、新技术、新应用开展课程体系和教学内容的改革。研究生的能力和知识结构,要符合行业和企业的需求,能够推动甚至引领区域的创新发展。具体实施方式如下。
1.强化专业基础,注重研究方向的交叉扩展。将“矩阵理论”和“应用统计学”作为我校电子信息专业硕士研究生必选的数学基础课程,将“通信原理与通信网”“现代信号处理”“微电子学导论”作为不同研究方向的专业基础课进行建设。另外,设置七类专业方向课程,满足光电检测、智能传感器、机器视觉、天线与模块、通信网络运营维护、物联网技术、集成电路设计等不同研究方向的需要。实行“双导师”制,强调个性培养,企业导师与校内导师共同为每一位研究生量身定制培养计划。
2.着力建设在线课程和优质课程,丰富教学内容。加强研究生在线开放课程建设,推动优质课程资源共享。先后建设“数字图像处理”“多媒体信息安全”在线课程,“现代信号处理”“物联网技术”“虚拟现实技术”等四门省级研究生优质课程,以及十余门校级优质课程,形成了丰富的课程网络资源和在线开放资源。采用线上教学视频、翻转课堂、慕课、微视频、在线答疑反馈等形式的密切结合,有效补充线下课堂教学内容,取得了良好的教学效果。同时通过“TRIZ发明理论”创新指导课、专利辅导讲座、开设工程管理课程等方式开展创新和管理教育,进一步完善研究生知识的内化和创新能力的提高。
3.通过校企合作建设专业实训案例库。在企业应用开发项目驱动下,由教师与企业工程技术人员合作討论,抽取共性和较普遍的技术问题,并以这些问题为源,通过分解、细化和延伸转化为与研究生教育层次相匹配的专业实训案例库资源。采用项目驱动、手把手实训或在线合作的形式,研究生根据各自研究方向进行分组,围绕某一特定主题,每1~2周深入探究一个案例,实训过程中强调学习者自治和社会网络学习。案例库内容实行“一年一小调,两年一大调”,体现企业需求、技术发展和行业新标准,突出经典性和前沿性的结合。目前已经建设了“智能传感器设计”“网络编程训练”“物联网工程综合训练”“移动应用开发训练”4个综合实训案例库,包括“射频滤波器设计”“环境传感模块设计”“电磁兼容”“安卓界面开发”等来自企业产品研发的入库案例58个,其中3个案例库列入省级研究生教育质量提升计划并进行建设。
三、工程类科研项目与学科平台培养提供动力和资源
发挥科研平台的支撑作用,以科研项目为驱动,将提升学位论文作为保证培养质量的主要抓手。以矿山安全检测技术与自动化装备国家地方联合工程研究中心、矿山生产安全检测技术与设备教育部工程技术研究中心、智能光电感知与信息处理山东省工程研究中心、太赫兹技术山东省重点实验室等多个学科平台为依托,突出扁平化培养特点。同时,充分发挥国家级实验教学示范中心、中央与地方共建基础实验室、中央与地方共建特色优势学科实验室等平台在提升研究生动手能力中的作用,为科研训练提供良好的支撑条件。利用学位点科研团队在物联网、智能传感技术、图像处理、移动通信网、天线设计等方面的科研优势,通过高水平科研过程促进研究生培养。
学位点与海信、澳柯玛、歌尔等重点企业建立了实质性合作关系,参与了海信洗衣机事业部“暖男”洗烘一体机研发项目,解决了项目中烘干风道优化设计的关键问题,提升了产品的竞争力。与澳柯玛集团合作,依托学校在传感器、网络通信,以及企业在信息处理、数据挖掘、流程管理方面的技术优势,共同开发冷链设备智能化信息系统。与深圳科卫泰合作,解决了复杂环境无人机视频传输的问题,并参与了企业在大兴安岭、秦岭等地区的防火监控现场试验。与深圳拓扑精膜科技有限公司在纳米多孔氧化铝膜的大面积低成本可控制备、拉曼检测基片制造等方面开展产学研协同创新。另外,部分教师和研究生参与了东莞蚂蚁三维科技有限公司的筹建,成为生物相容性材料、柔性微纳加工技术等关键技术研发的主力军,研发了基于皮肤电子学的可穿戴心电监测器件,有望作为移动医疗物联网的核心传感器件。
从校企合作研究项目中提炼学位论文选题,保障了选题的创新性和可行性。通过企业横向科研项目的实施,用电子通信产业的前沿需求推动教育教学改革,将企业产品研发优质资源内化为研究生培养要素。研究生在项目研究中,不但要汇报试验过程和结果,还要进行方案计划和执行情况的评估,甚至包括财务预算的差异分析。
四、创新文化为工程教育提供人文素养和工程创新意识氛围
创新型人才的培养需要创新文化环境作为依托。我校积极构建以创新意识和精神为核心的文化氛围,营造有利于人才脱颖而出的文化环境,由内而外地建立起鼓励创新、引导创新的教育体制,不断推动创新人才培养工作向前发展。学位点实施了“电子e+”引航工程,提出了研究生培养的“五个一”理念。
“电子e+”引航工程包括“e+茶座”“e+讲堂”“e+求真论坛”“e+引航员培育”“e+优秀成果展”五个模块,以引领研究生学术诚信,培养创新精神和创新创业素质为目的,打造鼓励创新、人人创新的系列创新文化阵地。“e+茶座”以“追寻过去、感悟现在、思考未来”为主旨,邀请嘉宾与研究生分享自己的人生经历和励志故事,畅谈校园生活,规划人生未来。“e+讲堂”以“培育科学精神,提升人文素养”为主旨,邀请知名学者、社会贤达来“e+讲堂”讲学,开阔视野,启迪智慧,提升素质。“e+求真论坛”以“求真知、探真理、究真谛、存真率、做真人”为主旨,就自己的研究、思考、感悟,学生之间进行交流、学习、辩论,共同提升。“e+引航员培育”形成学院培育“引航员”,“引航员”引领身边同学的有序链条,实现榜样引领,共同成长,通过启迪思想、确立目标、实践锻炼三个环节,培养成为“有思想的行动者”,引领带动身边同目标、同追求、同爱好的同学共同成长。“e+优秀成果展”以“十大优秀研究生”“十大优秀研究生创新团队”评选为重点,从学术造诣、创新创业、社会实践等方面涌现出的优秀学生、优秀组织、优秀“e+引航员”中挖掘典型,注重宣传,发挥榜样示范带动作用。
“五個一”理念,即每学期听一次讲座、主讲一次学术论坛、参加一次生产实践,在校期间参加一次科技竞赛、参加一次国际或国内学术会议,将文化氛围建设进行量化,以具体行动培育学生的工程创新意识。
五、结语
结合我校电子信息专业学位研究生教育实践,以产教融合为核心,融合课程体系保障、科研项目推进、校企协同育人和创新团队文化氛围引领,逐步建立了一套比较完善的专业学位研究生培养体系。研究生在科研训练、创新能力、工程实践能力等方面都有较大程度的提高,体现出较好的实践应用效果。
近三年专业学位研究生获得省级优秀学位论文4篇,省级创新成果获奖17项,参加各类高水平竞赛获得国家级奖励86项,获专利及软件著作权66项。专业学位研究生一次性就业率为97.2%,入职电子信息领域企业的学生占27.3%。用人单位和学生的满意度连续三年均超过96%。约三分之一的毕业生三年内担任中层技术管理岗位或技术专家。这一多元驱动的电子信息专业学位硕士研究生培养模式获得2018年山东省第八届高等教育省级教学成果二等奖。
参考文献
[1]教育部 国家发展改革委员会 财政部关于加快新时代研究生教育改革发展的意见[EB/OL].(2020-09-21)[2020-11-01].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/2020
09/t20200921_489271.html
[2]汪全报,卜春梅.专业学位研究生教育的产教融合——基于目标导向的特色化策略[J].学位与研究生教育,2019(3):24-29.
[3]余同普,邵福球,银燕,等.基础学科“FIRST”五位一体人才培养体系的构建与实践[J].学位与研究生教育,2019(8):42-46.
[4]程永波,欧亚.全程双元化:专业学位硕士研究生培养的路径选择[J].学位与研究生教育,2018(8):46-52.
[5]吴春雷,李克文,俞继先,等.行业特色高校信息学科专业硕士研究生培养模式改革与实践[J].学位与研究生教育,2018(4):45-49.
Exploration and Practice of the Multi-Factors Driven Training Model for Electronic Information Graduate Students
CHEN Da, LIU Yi-jian, MIAO Yong-ping, LIU Wei-hui
(College of Electronic and Information Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China)
Abstract: Postgraduate education undertakes the important mission of high-level personnel training and innovation, is an important cornerstone of national development and social progress, and is the basic layout to deal with the global talent competition. Under the background of emerging engineering education and the adjustment of engineering master degrees, insufficient innovation and enterprise service capability have become a challenge for electronic information major graduate students. Recently, we have proposed and studied the four-dimensional driving training model of “curriculum-project-base-culture” for electronic information graduate students based on the integration of guarantee of curriculum system, promotion of research projects, school-enterprise cooperation, and cultural atmosphere leading. Our practice has demonstrated that the proposed training model can effectively improve the innovation and service capacities of the electronic information graduate students.
Key words: electronic information; professional postgraduates; training model; project management
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