电子信息工程专业海洋特色新工科建设研究

王 骥， 徐国保， 盛东亮， 任肖丽

(1．广东海洋大学 电子工程系， 广东 湛江 524088；2．清华大学出版社 电子电气分社， 北京 100084 )

0 引言

目前迅猛发展的大数据、物联网、人工智能、网络安全、大健康等新经济领域都出现人才供给不足现象，暴露出目前工程教育与新兴产业、经济的发展不同步[1]。

工程教育跟产业发展是紧密联系的，相互支撑的。工程教育改革如果滞后，产业的发展的后续能力就不足。新兴产业与经济发展对传统工程专业人才培养提出了挑战。所以急需发展“新工科3E(Emerging Engineering Education)”来支撑新经济发展的人才需要。基于此，2017年2月，在复旦大学举行的综合性高校工程教育发展战略研讨会达成了“新工科建设复旦共识”。随后，教育部发布《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》，启动“新工科研究与实践”项目。

3E人才相比传统“精英”，概括来说具备“双强能力+双高素质”的特点，也就是首先具有未来新兴战略技术与新产业经济亟需的“工程实践+创新”的国际核心竞争力的业界领军人物。这类人才既具有学科交叉融合特征的业务素质、专业知识广博的内涵，又能够利用新知识、新技术去解决未来工程中出现的不可预见的突发性问题，对新兴战略技术及其产业核心竞争力起到决定作用；同时兼具良好的人文素养，智商与情商双高[2～3]。

1 我校电子信息工程专业现状

海洋是人类维持生存繁衍与文明进步的重要基地。开发海洋、发展海洋经济是整个人类生存和社会发展极为现实的必由之路[4～5]。我校电子信息工程专业建设方向主要是构建智慧海洋—“海洋工业化+海洋信息化”深度融合的发展模式，也是“互联网+”时代的海洋发展模式与意识形态，更是日趋成熟的陆地智慧产业向海洋领域的拓展，即“海洋类新工科”[6]。

电子信息工程专业作为我校传统优势专业，从起源开始就融合在“人-海”战略中。从1985年开始本科招生，最早隶属于水产学院海洋渔业系电子电工教研室，至今有近30年本科办学历史。现有专业教师14人，其中博士6人，教学团队人员结构基本合理。现有广东省电子信息类教学指导委员会委员1人，专业首席教师1人。中国电子学会、计算机学会高级会员3人。研究基础雄厚。教学团队师资情况示于图1，目前团队研究主要涉及领域如图2所示。

本专业针对学校办学特色，打造海洋特色的电子信息工程新工科，有得天独厚的优势。

图1 教学团队师资情况

图2 教学团队主要研究领域

2 研究内容

我校电子信息工程专业为适应新工科建设，拟深入研究物联网与海洋科学之间关系的内涵机理，建立起互助互依的交叉融合的科研与教学平台，目的是利用新兴的物联网技术服务于海洋科学，建立起中间学科知识体系模式—“传感网+海洋”模式，立足这一热点技术，服务于地方经济与学生专业能力培养。具体打造学生知识建构模型如图3所示。

图3 本专业学生专业知识模型

按照图3所示模型，项目组打造海洋特色专业培养体系，研究方向、内容与实施方法具体如下：

(1)建立科学的电子信息工程海洋特色培养体系。面向海洋特色打造海洋传感网科研教研一体化平台与团队。重点放在利用地缘与学科优势建设“海洋物联网及海陆空一体化的数字南海半岛(雷州半岛)经济区”上，对南海海洋区域开展立体地毯式调查，进而实现长期、实时、动态的海洋交互式观测，为海洋管理及海洋经济活动提供多种实况数据资料，并结合“海陆空一体”的集成化、智能化技术手段，打通产学研结合的各个环节，致力于提升对各种海洋活动及现象的分析决策能力，为我校学科建设与相关政府管理部门决策层实现在丰富的信息共享基础上科学决策而作出贡献。专业教师团队的重点建设内容如图4所示。

图4 专业教师团队重点建设内容

(2)构建面向新工科特点的海洋特色电子信息工程人才培养体系。完成“基础理论+科研项目+专业竞赛”教学模式的构建与实践。本专业师生通过团队化结盟形式开展“理论+项目+竞赛”理实一体化教学活动。其核心就是将理论教学与实践内容任务化，以竞赛形式完成教育实践任务，如图5所示，即以总的教学任务为框架，细分“子任务”并作为支架，以竞赛活动为载体，使学生沿着“支架”“载体”逐步攀升。这样做打破了传统教学实践中师传生受的旧模式，变学生被动接受为主动参与。教师不断地激发学生的学习热情和实践兴趣，符合建构主义教学设计原则。通过主动实践，学生的质疑力、观察力、协同力、领导力等多种素质都能得到训练与提高，这使学生今后取得创新成果机率大为提升。

图5 人才培养体系核心

(3)提出海洋特色新工科创新型人才培养主动自适应学习模式。深入研究培养学生创新型主动学习能力的方法，致力于学生学术创新能力的提高。通过大学生参与科研活动而培养创新人才是最重要的途径。本专业从人才培养、教学过程、科研成果、学风建设与学科发展、服务社会建设等角度提出了促进大学生参与科研的自学习模式和实施方法，形成师生共同参与科研项目与撰写科研论文的学术风气。

(4)以专业竞赛为契机，打造“以赛代培”的卓越人才培养方向。每年举办全校学生的电子设计大赛、智能车大赛、航模大赛等专业赛事，使科技竞赛活动经常化和制度化。竞赛中给出的课题，来源于最新的教师科研资料或学校专业特色的工程项目。为了在竞赛中取得较好的成绩，引导和鼓励学生积极主动地查阅资料、相互讨论以达到操作规范、方法简练的目的，从而充分调动了学生理论学习与实践的主动性、积极性与成效性。通过专业搭建的主动实践竞赛平台，学生参加科技竞赛活动的气氛更浓、意识更强、成果更丰富。学生主动学习的积极性明显提高，改变了过去“被动接受”和“注重理论”的学习定位，使教学实践变得生动、活泼。

3 建设成果

课题组以海洋特色的信息科学现代教育理念为指导，在理论教学中坚持做强信息科学基础理论，增强海洋特色应用的专业建设方向；在实践教学中运用“专业特色+科研项目+竞赛”的实践教学模式，充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。以竞赛活动为载体，构建了变学生被动实践为主动参与的实践模式。课题组从2012年开始，重点从校内和校外两个层面、多种渠道对大学生主动学习能力培养模式进行了研究与实践，取得了优异成绩。

3.1 科研项目成果

近几年来，本学科专业建设结合广东海洋大学海洋领域优势学科，开展电子信息工程专业在临港工业、船舶电气、海洋科学、海洋渔业等学科领域的应用科学研究，专业建设面向海洋特色成绩显著。主持国家基金项目2项(含合作主持1)，省自然科学基金项目4项(含合作主持1)。

同时，实行科研导师负责制，将团队科研成果转化为教学能力的抓手。鼓励大学生参加导师的科研项目研究，锻炼科研能力，效果明显。经过各种科技竞赛的锤炼，学生主动实践的能力大大提高。在他们走上工作岗位后，主动实践能力得到充分彰显。

3.2 教研成果

电子信息工程专业，近五年教研成果如表1所示。

表1 近五年教研成果

依托教研成果，教学实践成果如下：

依托创新实验室，师生合作申请大学生创新创业类项目。以大学生创新创业项目申报与实施过程为龙头，多项举措并举，做好组织工作。具体措施与过程如下：制订了《电子创新设计中心新实验室开放性管理条例》，探索实验室的管理模式，将集中式、指导性的学生创新活动，转化为分散式、自主式的创新项目，为培养学生的主动实践能力提供了内外部环境；积极引导大学生参加科技活动，提高他们主动实践的意识和能力。实行科研导师负责制，鼓励学生参加导师的科研项目研究，培育科研能力，效果明显。成果如下：

(1)大学生的创新创业项目。近五年，电子信息工程专业教师带领学生团队获多项国家级、省级以及校级大学生创新训练计划科研立项，获得经费近29万元。

(2)海之帆“挑战杯”培育计划项目。近三年，获得重点项目2项一般项目3项。多年努力，获得挑战杯省二三等奖多项，特别是2017年挑战杯成绩优异，获广东省一等奖1项(国赛3等奖)，二等奖2项，三等奖2项。

3.3 人才培养质量

近几年，通过系统培养和实践训练，本专业学生综合素质大幅提高，动手能力增强。

从学术角度，本专业学生都有与教师合作开展科研与发表论文的经历。在《传感技术学报》、《单片机与嵌入式系统》、《计算机应用研究》、《海洋技术学报》等专业期刊发表过电子设计及海洋信息领域高质量研究性论文；从实践能力方面，学生近三年通过参加挑战杯、毕昇杯全国电子创新设计大赛、大学生数学建模大赛、全国生物医学电子创新设计竞赛等权威赛事获得国家级一等奖三项、二等奖1 项，三等奖5项；获得全国电子设计大赛、飞思卡尔大赛等省级奖励50多项；另外，每年都有考取到北京大学、中山大学、北京邮电大学、华南理工大学、中南大学等知名高校的电子信息类研究生。特别是，从合并后的湛江海洋大学第一届本科毕业生(2002届)至今，电子信息工程专业诞生了多名广东省知名企业家，具体信息如表2所示，其企业年产值的纯利润均超过5千万。

表2 企业家校友信息

本专业一直致力于打造“精品团”师资队伍与“提高学生综合素质和专业能力”的教改探索与实践。通过卓有成效的教研工作，在粤西地区有很大影响。不仅有效提高了教学质量，而且培养了一批科研与教学实力强的中青年教师。特别是团队以海洋特色的信息科学现代教育理念为指导，在理论教学中坚持做强信息科学基础理论，增强海洋特色应用的专业建设方向，在实践教学中运用“专业特色+科研项目+竞赛”实践教学模式，充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。以竞赛活动为载体，构建了变学生被动实践为主动参与的实践模式。课题组重点从校内和校外两个层面、多种渠道对大学生主动学习能力培养模式进行了研究与实践，取得了良好的效果。

4 结语

我校电子信息工程专业目前针对新工科与“物联网+海洋特色”对传统的教学模式进行了全方位的研究并进行了相应的教学改革活动。在实践过程中，提出了培养学生主动学习能力的措施如下：

(1)改善科研条件，通过整合有效资源，建立相关配套制度，为学生主动学习提供必要的条件。

(2)从细微处入手，狠抓学生基本功。教师深入到学生当中，从细微处入手，深入地了解学生的真实水平，对症下药，既不否定学生的能力，也不高估学生的水平。

(3)引导学生，增强协作精神与综合素质训练。学生以团队形式多参与科技竞赛，在竞赛大环境中培养和磨练自己，培养团队协作精神；综合素质对学生成长至关重要，实践证明：本专业成长起来的企业家都是综合素质过硬的工程人才。

“新工科”对应的是新兴产业。打造“新工科”，首先针对新兴产业的专业，如人工智能、智能制造、机器人、云计算等，当然也包括传统工科专业的升级改造。电子信息工程专业今后继续在尊重教育生命规律同时深入探索、锐意进取，将学生培养质量提高到满足社会亟需的新工科层面的高科技水平，真正将学生培养成专业能力强、综合素质高的卓越工程师人才。