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“一体两翼、四轮驱动”信息类专业创新型人才培养与实践

2023年10月18日 16:17  点击:[]

1、案例概况

1.1 案例背景

随着科技与社会的高速发展,当今世界经济正迎来以互联网+、人工智能、大数据等为特色的第四次工业革命。我国经济也面临从行业跟随的劳动密集型“中国制造”到行业引领的智慧密集型“中国智造”的转型、升级的机遇与挑战。当前,信息技术日益成为重塑世界竞争格局的重要力量,成为大国综合国力较量的制高点。信息技术的创新发展应注重人才培养,在推动产学研深度融合的过程中实现科技案例进一步转化和人才创新能力提升。培养满足未来需要的具备跨学科思维、批判性思维和创新能力与实践能力的高素质复合型“新工科”人才成为迫切要求。

近十年来,江西理工大学信息类专业的课程体系不断地完善和革新,引入了一些先进的教育科研案例,但是各课程基本上关注知识的传授,忽视价值引领;全员、全程、全课程育人格局没有有效形成;并且实践教学效果明显不足,学生参与创新实践的机会与锻炼较少,大部分学生在工作中解决实际问题的能力存在较大的局限性。与此同时,信息类专业相关课程设计趋于大众化,忽略为学校优势学科赋能,没有将地域特色甚至国家社会的发展趋势与需求有效融入教学中来,新工科背景下信息类本科生学术型创新能力明显不足。

1.2 案例简介

信息技术日益成为重塑世界竞争格局的重要力量,成为大国综合国力较量的制高点。为落实信息类本科生立德树人根本任务,努力培养全面发展的高素质学术型创新人才,基于新工科建设要求,以信息类本科生为主要研究对象,信息工程学院进行了10余年的探索和实践,坚持立足地方、面向行业、服务社会。以“立德树人,培养信息类全面发展的学术型创新人才”为主体目标(简称“一体”),以“分层次分方向培养”和“全方位综合实践教学”为辅助手段(简称“两翼”),课程建设平台、素质培养平台、创新实践平台、产学研协同平台为全面支撑(简称“四轮驱动”),构建信息工程学院本科教育教学“一体两翼、四轮驱动”的高素质学术型人才培养与实践特色示范案例(图1)。

图1 “一体两翼、四轮驱动”学术型本科人才培养

本特色示范案例包含逐级递进强化学术创新能力的三个层次:

(1)价值引领,分类培养。学院积极建设课程(思政)平台,打造省级一流课程和教学团队,根据大类招生、大类培养、专业分流、专业分方向修订人才培养方案,以课程体系改革为突破口带动人才培养改革与实践;

(2)平台支撑,强化实践。学院通过“以实践教学平台和实践创新平台”作为两翼之一强化实践,提升学生解决复杂工程问题的学术创新能力;

(3)协同驱动,创新发展。学院通过“科教协同、产教融合、校企合作”的产学研育人平台,开展融入式、协同性、多元化为一体的学术型创新人才培养,强化学生的创新思维和创新实践能力。

本特色示范案例有效解决了三个主要教学问题:

(1)信息类人才课程思政育人问题。人才培养过程中往往重视培养学生“成才”,相对忽视学生“成人”的教育;专业课程的育人功能不够彰显;课程思政由点到面、整体规划、彰显特色、形式多样等存在欠缺。

(2)学生学术创新能力相对薄弱问题。创新实践能力与企业需求严重不匹配,毕业生与人才岗位需求明显脱节,校企合作深度不够,学生实践成效不够明显。

(3)信息类专业人才培养特色化问题。信息类本科生按照统一模式进行培养,人才培养没有适配学生的专业方向与兴趣、职业规划和发展、个性特长、学生潜力以及相应的体制机制问题。

2、案例主要内容

2.1 课程思政引领,强化育人特色,夯实专业基础

学院积极修订人才培养方案,优化课程体系结构。新版人才培养方案贯彻了“夯实专业基础、加强立德树人教育、加强创新实践教育、加强跨学科教育”的教学改革工作思路,形成分类分方向的课程培养体系。

图2 信息类专业课程模块体系

育人:学院强化课程思政育人功能,以省级课程思政教学研究示范中心、省级课程思政示范课程、省级高水平本科教学团队、省级一流课程建设以及大学生艺术中心等素质培养平台为主要载体,对标新工科建设对人才素养的要求。信息工程学院努力建设一批核心课程和核心教材,破解课程思政“表面化”、“片面化”和“硬融入”等问题,结合专业特点分类推进课程思政建设。目前学院在学校课程思政建设方面已经形成一些品牌课程、产生示范效应,促使信息类本科生深入理解信息产业服务国家创新驱动发展战略、区域发展初心使命,深耕信息类理论,厚实矿冶基因的电子信息产业报国情怀。

图3 学院“课程思政”改革得到中国教育新闻网和CCTV-1新闻联播报道

强基:学院优化课程体系,通过开设大类课程,强化了数学、物理、信息理论等专业类基础课占比,不断提升信息类本科生的基础学科能力,支撑学生学术创新能力培养。

拓面:学院在专业方向课增设了人工智能导论、工程伦理、新生导论等交叉学科课程,深入拓展信息类本科生交叉学科知识面。

2.2 平台支撑,“四轮驱动”,强化创新实践教学

信息工程学院对信息类专业建设方面通过采用课程置换、卓越计划改革、“3+1”实验班、创新工作室、企业工程师进课堂等多种形式提升信息类本科生学术创新实践能力。

课程置换是将人才培养方案中的部分课程由企业来完成授课任务,学院采用项目开发方式与企业协商课程置换方案,课程置换从2016级学生开始实行,学生申请、学院审批,占比总学生数的15%。学院与海康威视、泰豪集团、南方数码等20余家公司签订了课程置换协议。学院不断强化工程实践与创新能力培养,课程置换考核以企方导师评分为主,校内教师评分为

图4 信息工程学院多维协同育人框图

卓越计划改革以培养卓越工程师为目标,学院聘请企业工程师为学生授课,大四课程以企业实习实践为主,信息类学生参与项目研发并完成相应学分。卓越计划改革相关企业有南昌泰豪、南昌中兴等,该项改革学校以信息类工程等专业为试点,覆盖相应专业全体学生。

“3+1”实验班前3年在学校学习,后1年在企业实训(包括毕业实习、工程实训、毕业设计等课程)。信息类学生通过双向选择实习单位就业,该项改革约占总学生人数的20%;与宏晶微电子科技股份有限公司等6家企业实施“3+1”实验班。

企业导师进课堂聘期企业导师为学生进行实践类课程讲座和行业前沿报告。学院每年聘请10余家公司开展大约120场次的报告,以期实现就业能力与用人单位无缝对接。

2.3 立足行业区域,协同驱动,增强学生“敢想会创”素质

信息工程学院通过校企协同、产教融合等方式推动校企合作模式,搭建协同育人平台。创新人才培养计划,分层分类形成了从“基础能力→分层设计→分方向培养”的一体化培养过程,实现“教学→科研→产业→创新→实践”高阶互动。

图5 信息工程学院全方位创新实践

学院服务学校优势学科和区域产业的需要,积极组织学生参与各类学科竞赛、科技论文撰写、专利申报、企业研发,尊重学生个性化选择,信息类本科生创新案例可参加学科竞赛、科技案例转化、论文发表、专利申请和著作权申请,形成系统性案例。学院分层次分方向的课程体系有利于培养高素质、特色型的学术型创新人才,增强学生“敢想会创”素质能力。

图6 校企联合实验室

3、案例特色

3.1 价值引领、学术创新,科学构建课程体系——通过课程改革为突破口带动人才培养模式改革

信息工程学院重视课程育人成效,结合专业特点分类推进课程思政建设,强化课程思政教学闭环。

图7 课程思政教学闭环设计

学院积极探索综合性课程、面向工程实际问题的多视角课程、交叉学科研讨课程,以学科前沿、产业和技术的最新发展推动教学内容更新和升级。实践课程教学强化工程教育理念,以工程项目为载体,坚持学术创新理念贯穿始终。以项目形式和从科研项目选题开展毕业设计,从现场调研、方案设计、项目开发到毕业设计答辩的全过程,着重培养学生工程管理能力、沟通与合作等核心能力和素质。目前获批2项省级课程思政示范课程,参与1个省级课程思政示范研究中心,获批1个学校课程思政示范中心。

3.2 重视学术能力培养,搭建多元实践平台——通过“深化实践”强化学生高阶能力和工程学术能力培养 

学院依据人才培养目标,有效整合校内实践平台和资源,将教学实验室-创新工作室-学科竞赛和企业相结合,构建教学、科研与生产实践紧密结合的产学合作协同育人实践平台,重点推行基于问题、基于项目、基于企业案例的实践教学,将课堂搬到企业现场,强化信息类本科生高阶能力和学术创新能力。

3.3 深化创新创业教育,培养“敢闯会创”能力——以产业需求为导向,促进产教深度融合提升学生创新思维和创新实践能力 

学院为实现行业、企业、学会、学校等多主体协同育人的目标,学院和合作企业签订协议,共建“3+1”实验班、卓越工程师培养实验区等模式的协同育人教育平台,促进产学合作、产教融合,整合校内外资源,强化实践训练,纵深推进创新创业教学改革,引导学生关注国家经济社会发展和重大战略需求。基于多主体协同育人平台,学生前3年以在学校学习为主,最后1年到合作企业学习和实践,做到个性化选择、实战化训练、前沿性引领、品质化培养。参与华为智慧矿山项目实训等方式,积极参与到矿山绿色发展、智慧化建设、智能化改造等方面学术应用研究,形成矿冶特色信息类人才培养。

4、典型案例推广应用效果

4.1 立德树人,学生培养质量稳步提升、创新创业能力不断增强

学院信息类本科生创新实践能力提升明显,各类学科竞赛获全国一等奖和二等奖100多项,竞赛覆盖面和竞赛成绩逐年提升,其中2022年大学生学科竞赛国家级一等奖9项、二等奖11项、三等奖32项,省内“信息学科竞赛品牌”雏形初现。学生课程思政调研报告获全国调研大赛三等奖;学生主持获批国家级大学生创新创业项目12项,发表学术论文32篇,学生5人次受邀参加教育部主办的创新创业年会并做报告;学生开发的“红色记忆”APP被CCTV新闻联播报道;就业能力显著增强,20%左右的学生在校企合作单位实习并就业;升学率继续攀升,2022年升学率达到34%,2023年各专业上线率平均超过45%。学风建设得到“中国校园在线”等媒体报道。

图8 中国校园在线报道学院学风建设成效

学院留赣就业人数大幅增加,服务了江西电子信息类主导产业,部分毕业生成长为行业的中坚力量。毕业生受到用人单位和继续深造高校的欢迎,创业典型人物不断涌现。深圳智尚视讯科技有限公司董事长曾剑勇为信息类专业毕业生,先后为学校和学院捐赠奖学金80万元,回母校招聘毕业生42人。浙江大学计算机科学与技术学院教授、博士生导师张克俊为计算机专业校友,积极回校参加联合人才培养,助力母校发展。

图9 信息类本科生入选教育部官方主办的创新创业年会

图10 信息类本科生参加学科竞赛

4.2 实践体系特色鲜明、平台交叉融合、学生受益面广

学院开设实验课中,创新性、综合型设计项目占40%以上。实验内容覆盖面广、服务学院5个专业,年均受益学生700余人次。学院和宏晶微电子、海康威视、南方数码深度共建“创新创业实习基地”。专业学生多次参加各级各类大赛等并取得了优异的成绩,升学率、就业率、就业质量等不断提升并达到了同类院校领先水平。牵头建设了赣州市5G研究院,合作共建了朝阳聚声泰、宏晶微电子、海康威视、南昌泰豪等36个学生创新实践基地。

赴宏晶微电子公司与3+1学生代表座谈

图11 实践体系构建

4.3 建成一批优质教学资源,优化教学资源供给

学院通过教学改革,教学中心地位凸显,教学资源质量提升。在教学团队、教学课程与项目、实践基地、教材应用、优秀师资等方面为学生成长成才提供优质的教学资源。

全国优秀教师、全国宝钢优秀教师、江西省金牌教师、江西省课程思政教学名师、江西省新时代学生心中的好老师、江西省赣鄱先锋、学校教师创新大赛一等奖等提升了师资教书育人能力。

学院获批了2个江西省高水平本科教学团队、2项江西省课程思政教学团队;团队共建成省级一流课程、省级优质课程、省级资源共享课程10余门次,获批江西省教学改革项目(含重点)11项,获批江西省教育科研项目1项,获批教育部产学协同育人项目15项。为学生培养提供优质的课程和创新实践环境。

图12 公开课和课程思政交流推广

学院正在建设的计算机科学与技术专业获批国家一流专业建设点、电子信息工程专业获批江西省一流专业建设点、信息安全专业位列江西省专业综合评价第一、人工智能专业为全国首批35所、江西省当年唯一获批的专业。

学院出版信息类系列教材8部,《Android Studio移动应用开发从入门到实践》获评计算机学科组“十四五”规划教材,10余所高校采用,被清华大学出版社“最受高校欢迎图书奖”和江西理工大学教材建设一等奖,截至2021年,累计销售图书达两万余册,对信息类课程教学改革起到了辐射和示范作用。学院联合省内外高校13所,依托国家一流专业,联合申报计算机专业虚拟教研室。

图13 部分老师在全国、全省所获荣誉举例

4.4 教学改革案例在校内外产生社会影响,人才培养模式得到有效推广

近十年,学院本科教研团队与北京理工大学、南昌航空大学、内蒙古科技大学、赣南师范大学、内蒙古师范大学、江西应用技术职业学院等15所高校同行、企业专家进行了案例交流。CCTV1新闻联播、中国教育新闻网、江西教育网、江西卫视报道了我们的教学改革与实践经验,江西省教育工委主办的《思政前沿》全文刊发团队的“课程思政”改革经验。学生王冠超开发 “红色记忆”APP在CCTV1新闻联播报道,并被校内外学生广泛使用;培养的学生在考研、学风建设等方面得到中国校园在线等媒体报道。

图14 思政引领改革形成辐射效应

5、典型案例反思与展望

信息工程学院经过六年的教改改革和四年的教学实践,本典型特色案例已经初步形成可复制、可推广、可应用的信息类专业学术型创新人才培养探索与实践培养体系,产生了一定的社会影响,案例得到了多所高校的积极借鉴和良好评价。然后,学院也在改革和实践当中遇到了很多困难,改革成效仍然是非常关键的突破点,一直在思考信息类本科生培养深入改革的方向。

5.1 培养实践方面

(1)学院协同各方的积极性仍有待加强,部分企业在人才招聘方面如果长期留不住人,协同育人积极性难以持续保证。

(2)校企合作基地的需要拓展,虽然已经建立了部分深入合作的企业,但是企业覆盖面和专业方向的拓展,还有待加强。

(3)学校与政府合作的研究院需要进一步投入,需要考虑如何用贡献求得地方政府的政策和资金更大支持。

(4)学校对团队的老师教学评价和考核体系有待改进,以进一步释放教师创新活力和干事创业的积极性。

5.2 案例展望

学院目前在与相关行业院校成立联盟、建立虚拟教研室、实验室方面还有些滞后,也还欠缺本科生在全国学科竞赛上获得更多高层次竞赛获奖、创新创业案例转化方面还需要更多突破。参与全国信息类创新创业名校高峰对话并做主旨报告,主办和承办信息类类高等教育论坛活动,在全国甚至全球发出我们的声音还偏弱,十四五期间,争取扩大人才培养的对外交流和应用,尤其是在数字矿山方面能形成标志性案例。

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