人工智能赋能电子信息类实习实训教学改革探究

一、引言

党的二十大报告提出，推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。中共中央总书记习近平在二十届中央政治局第五次集体学习时强调“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口”。随着人工智能技术的广泛应用，人工智能赋能教育、助力教育改革已经成为大势所趋。

随着智能时代到来，全球顶尖高校积极应对，发布指南，人工智能成为世界高校争先占领的新高地[1]。哈佛大学《计算机科学概论》课程引入人工智能辅助教学，由 AI 教师提供代码纠错、程序设计意见反馈、个性化解答等，旨在引导学生开展自主学习，提升学习效果。麻省理工学院（MIT）生成式人工智能周（Generative AI Week）于 2023 年 11 月 28 日举行，重点探讨生成式 AI 的潜力与挑战，讨论机器人学、艺术与 AI 的交集，旨在促进对生成式 AI 的深入理解和对话。国内也有很多高校利用人工智能赋能教学的实践案例。如清华大学的“无线多媒体通信”课程，结合人工智能领域的新技术和应用，研究了“无线多媒体通信”课程教学的改革方法，将人工智能技术和应用引入到“无线多媒体通信”课程教学中，着重培养学生在人工智能环境下发现和提出问题的能力，培养学生学科交叉的思维方式，提高学生工程实践的能力[2]。浙江大学的老师将人工智能相关内容引入嵌入式系统课程，提出包括更新传统嵌入式系统课程教学内容、引入项目驱动教学方式、建立重视过程学习的课程评价体系等方面的课程改革方案[3]。本文将探索 AI 技术如何重构电子信息类实习实训教学模式，提升学生复杂工程问题解决能力。

二、电子信息类实习实训教学的现状

“新工科”强调学科的实用性、交叉性与综合性，要求培养的人才具有较高的实践能力和创新能力。目前的实习实训主要是学生到实践基地，通过参观、讲座、培训、在企业导师指导下完成指定工作。这种实习方式有以下问题：实践内容单一、缺乏针对性和多样性；教师对学生的个性化指导不足，缺乏针对不同学生的个性化教学方案；部分实习内容与电子信息行业实际需求脱节；缺乏对学生创新意识的培养；缺乏与人工智能等相关学科的跨学科整合，无法将最新的人工智能技术应用到电子信息类专业的实践教学中。实习实训作为电子信息类专业本科教育的重要实践环节之一，利用数字技术赋能，将人工智能等先进技术融入实践基地建设，搭建智能实践平台，对推动先进技术融入教育教学、虚拟仿真资源建设、校企协同育人等都具有重要意义。

三、人工智能赋能实习实训教学的改革路径

1.深入了解当前人工智能技术的发展趋势和电子信息专业的实际需求和发展趋势，确定实习实训教学的定位和目标，提升学生的实践能力和创新思维，促进教育与产业的紧密结合。

通过分析现有的研究文献，了解当前实践教育改革的趋势和人工智能在教育中的应用，并问卷等形式，向电子信息科研机构、电子信息行业企业、电子信息行业协会、电子信息行业专家等发放，掌握行业对电子信息专业人才的技能要求、理论素养以及社会责任感等方面的期望。邀请电子信息领域的专业人士、企业管理者或相关机构代表进行深入访谈，获取他们对电子信息专业人才需求的详细见解和建议。查阅现有的电子信息行业发展报告，分析行业趋势，了解未来人才需求的变化和发展方向。实践课程设置方面，邀请电子信息领域专家、企业相关负责人等对实践课程进行评估，从行业需求角度给出建议和意见。通过学生问卷调查或小组讨论，获取学生对实习实训课程的认知和期望。综合以上调研信息，用统计分析方法对产业需求和实习实训课程的设置进行数据整合和综合分析，找出需求与课程之间的差距和契合点，确定实习实训教学的定位和目标。

2.结合电子信息专业的核心课程和人工智能技术发展，设计前瞻性和

实用性的实习实训课程。

实习实训课程旨在通过工程项目实践操作，培养学生在电子信息领域应用人工智能技术的能力。学生将深入学习人工智能在电子信息领域的最新技术创新和工程实践场景，并通过真实工程项目实践，掌握相关前沿技能和实践方法，提升解决工程实践问题的能力。

3.与企业合作，共建共享先进的实践教学基地，力争开发虚拟实验室和仿真软件。

企业在了解需求后，选择合适的开发平台，确定使用的技术栈，设计符合学生实习实践需求的虚拟工程实践场景，利用 3D 建模软件或现有资源库，创建各种设备和物体的虚拟模型，并考虑其与人工智能算法的交互。开发虚拟实验室和仿真软件的核心功能，包括数据获取、数据清洗、数据分析、算法设计/模型选型、模型训练、模型测试、模型调优、模型部署等，实现算法模型对工程实践核心功能的支持。为学生提供详细的使用说明文档，关注界面设计和交互体验，以便学生能够快速上手并充分利用软件功能。通过标准的测试流程和严格的质量管控手段，确保系统的稳定性、可靠性和安全性，减少学生在操作过程中的问题。

四、实习实训改革探索

1.确定实习实训教学的定位和目标

四川大学作为国家“双一流”建设的核心载体，我院实习实训教学定位于服务国家重大战略需求、引领科技前沿创新、培养高层次复合型工程人才。其核心是通过深度对接新一代信息技术的产业变革，构建“基础研究-技术攻关-产业应用”全链条实践育人体系，重点解决“卡脖子”技术难题，推动产学研用协同创新。实习实训不仅是理论知识的应用场景，更是培养原始创新能力、复杂工程问题解决能力、跨学科协作能力的关键环节，旨在塑造兼具科学家思维与工程师素养的领军人才。通过实习实训，旨在培养学生掌握电子信息领域核心技能，夯实工程实践根基；推动校企共建“从实验室到生产线”的实训生态。

2.采用项目驱动式教学

学院联合企业，以“学科交叉、产教融合、虚实联动”为核心理念，围绕电子信息核心课程，融入 AI 技术，设定与人工智能和电子信息结合的实际项目，如智慧光伏项目和智慧服务项目。学生分组协作，从需求分析、数据收集与处理、系统集成与部署，以及持续改进与维护等项目实施环节，综合运用电子信息知识与人工智能技术。在此过程中，校内导师和企业导师给予引导与支持，培养学生解决实际问题的能力。同时，利用线上学习平台，提供丰富的人工智能学习资源，让学生自主学习前沿技术，拓宽知识面。

结语

人工智能赋能电子信息实训教学，通过确定实习实训教学的定位和目标、设计前瞻性和实用性的实习实训课程、建设 AI+电子融合虚拟实验平台，破解传统教学瓶颈，显著提升学生工程实践与创新能力。未来需深化技术迭代与伦理机制建设，为产教融合提供可持续范式。

参考文献

1.盖.麦克莱恩.罗杰斯，大势所趋：ChatGPT 与英美高等教育[J].教育国际交流，2023(06)：23-25.

2.陶晓明等，人工智能环境下的“无线多媒体通信”课程教学改革研究[J].工业和信息化教育，2020(02)：5-8

3.陆玲霞等，“人工智能 +X^' ”背景下的嵌入式系统课程教学改革[J].科教文汇，2023(06)：111-115.

课题名称：四川大学“人工智能赋能创新型实践教育综合改革研究专项”，项目名称：人工智能赋能电子信息类专业实践教学改革