教育大模型背景下多链融合协同育人模式探究

[关键词]教育大模型；高校电子信息类专业；多链融合；产学研协同育人[基金项目」2024年度陕西省科技厅创新能力计划软科学一般项目“大数据视域下‘四链’融合校企开放创新生态构建研究”（2024ZC-YBXM-201）；2023年度咸阳市科技局软科学研究计划项目“多链融合背景下咸阳市开放创新生态图谱构建研究（L2023-RKX-SJ-034）

[作者简介]（1976—），女，山东长山人，硕士，西安航空学院电子工程学院副教授，主要从事创新创业教育和硅基光子器件设计研究。

[中图分类号]G642.0 [文献标识码］A [文章编号]1674-9324（2025）14-0013-04 [收稿日期］2024-12-23

在全球经济与科技竞争格局中，电子信息行业占据着核心地位，是推动经济增长和科技进步的关键力量。随着行业的迅速发展，亟须探索适应行业变革的育人新模式，电子信息类专业教育中产学研协同育人模式的重要性不言而喻。对于学生而言，参加企业实际项目，能在真实的工作环境中锻炼操作技能，熟悉企业运营和行业需求，还能够接触到行业前沿课题，在导师的指导下进行创新研究，进而提升学员的就业竞争力。

在产学研协同方面，教育大模型优化了信息交流与沟通机制。高校、企业和科研机构可借助此模型，快速共享人才需求、科研成果等信息，并依据多方需求，智能匹配合作对象和资源，提升合作的精准度。

整合多方资源的产业学院共建模式，通常是由大学、政府联合数家企业共同搭建。此模式以培养适应产业需求的人才为目标，紧扣产业需求构建课程体系，达成了教育与产业的深度对接。但在建设过程中，面临着协调各方利益难度大、管理机制繁杂等挑战。

企业定制化人才培养模式依据企业特定岗位需求制定教学内容。其优势在于所培养的学生能够精准适配企业岗位，就业适应性良好。但容易导致学生知识结构单一，缺乏跨领域创新能力。

由于专业知识的复杂性与前沿性，教育大模型在电子信息类专业中，在理解专业知识语义以及提供精准实践指导等方面存在难点。

一、教育大模型概述

（一）教育大模型的概念与技术基础

教育大模型（educationgrandmodel）是一类借助大规模的数据训练而形成的人工智能模型，具有卓越的理解和生成自然语言的能力，并且集成了丰富多样、极具针对性的教育功能。

教育大模型主要是基于Transformer架构及其变体构建而成[1-2]。Transformer架构通过复杂的神经网络操作，对提取到的特征进行深度整合与处理，进而构建出一套完备且能动态更新的知识表达系统，这使得教育大模型能够像人类一样对知识进行分类、关联和理解。在教育情境中，它能够对人类教师的教学思维过程进行高度模拟，能够与学生进行自然流畅的对话和交流，对学科知识疑难问题进行解答，还能为学生提供学习方法的指导和建议等。

（二）教育大模型在电子信息类专业教育中的功能与应用形式

1.教育大模型提供个性化学习支持。模型深入分析学生在电子信息类专业学习中的各种数据，包括学习过程、作业成绩和课堂表现等方面。根据这些数据，为每名学生量身打造个性化学习计划。以电路原理分析这类复杂问题为例，学生在学习过程中经常会遇到此类难题。当学生对某一电路的工作原理产生疑惑时，教育大模型能以自然语言对话的形式与学生展开互动。模型可对电流的走向、电压分布、各元件作用等进行详细讲解，使学生在学习过程中不再因为疑难问题而卡顿。

2.优化拓展教学资源提供教育大模型。教师可借助教育大模型，对电子信息类专业教学资源进行高效整合。以教学目标和大纲为基准，利用模型筛选优质教材、课件等资源，挖掘电子信息前沿知识，并对教材、资料等进行分类整理。以芯片设计过程为例，在教学中融人最新的极紫外光刻技术和芯片架构创新等前沿内容。在图像识别、图像增强等方面引人人工智能算法在图像处理课程中的应用案例，让教学内容与时代同频，激发学生探索新技术、开展创新的意愿。

3.虚拟实践教学高效培养学生的创新能力。为电子信息类专业学生提供现实平台的是由教育大模型构建的虚拟实验环境。

二、高校电子信息类专业多链融合的内涵与构成

（一）产业链视角下的电子信息专业人才需求分析

电子信息产业链上游是基础材料与元器件制造，这构成了整个产业链的基石。半导体材料的研发与制造，对电子信息产业的发展起着至关重要的作用。目前，全球主要的芯片制造企业集中分布在少数几个国家和地区，其产业布局呈现出高度集中化的趋势，并且随着技术的不断演进，芯片制造正朝着更小制程、更高集成度的方向发展。上游环节对人才专业知识要求极高，且需要人才具有跨学科知识融合与创新能力。

产业链中游负责将各类元器件组合成具有特定功能的电子设备与产品。企业在电子设备组装生产线上大量采用自动化设备，产业布局多靠近劳动力资源丰富且配套设施完善的地区。中游环节要求人才具备扎实的电子电路设计功底，能够根据产品功能设计电路原理图、PCB版图等。

下游直接面向消费者和企业用户，产业布局范围广泛。该环节需要持续根据用户需求进行数据分析工作，通过对用户行为数据的剖析来优化产品功能并推动产品更新迭代。下游环节需要跨学科的复合型人才，这类人才需熟练掌握多种编程语言，具备数据分析能力，同时了解市场需求等。

（二）创新链与电子信息专业教育的联动机制和反哺机制

在电子信息领域，创新链的构成要素主要包括科研机构、高校以及企业等核心主体。各创新主体之间相互协作、紧密配合，形成了有机的创新链运行模式。

科研机构具备深厚的科研底蕴和专业人才方面的优势；高校具备众多学科交叉融合的优势以及丰富的学术资源；企业则侧重于科研成果转化和对市场需求的把握。科研机构与高校常通过合作开展科研项目、共享科研设施等方式实现资源互补，共同攻克基础研究难题。企业与科研机构、高校建立产学研合作关系，一方面从高校和科研机构获取前沿技术支持，另一方面将市场信息传递给高校和科研机构，引导其研究方向更贴合实际需求，以此推动创新链的持续运转。

专业教育是创新链获得人才与知识支撑的重要源泉。通过引导学生接触跨学科知识，激发学生创新思维，鼓励学生参与教师的科研课题，培养严谨的科研态度和创新实践能力，从而为创新链输送具有创新意识、掌握扎实专业知识的高素质创新型人才。

高校自身所取得的科研成果和知识创新也意义重大。教师团队在电子信息各细分领域的研究成果，能够为创新链奠定坚实的理论基础，助力企业研发部门突破技术瓶颈，为行业技术迭代升级提供强有力的支撑，进而推动创新链不断向前发展。

创新链对电子信息类专业教育有着积极的反哺效应。企业的实践经验以及新的应用成果会以多种形式反馈到专业教育中。企业将研发成果、行业新技术以实际项目案例的形式引入课堂教学环节，深度参与课程设计以及教材编写工作，将行业前沿的技术规范、实践要点融人教学内容体系，从而确保专业教育能够紧跟行业技术创新步伐，实现教育与产业之间的良性互动。

（三）教育链的核心要素与电子信息专业教育体系的构建

教育链的核心要素在于教育体系的构建、升级、优化与转型。电子信息类专业课程体系的构建，需立足本学科核心知识，并融合多学科交叉内容。一方面，借助电路原理、信号与系统等课程筑牢专业根基；另一方面，引入人工智能科学、计算机科学、数学、物理学等多学科知识，设置如人工智能与电子信息、大数据处理在电子信息中的应用等前沿交叉课程，让学生能够紧跟行业融合发展趋势。

三、产学研协同育人模式的构建策略

（一）基于教育大模型的课程体系优化策略

课程内容动态优化更新机制是教育大模型信息监测优势的体现。它能实时捕捉行业动态、追踪技术发展前沿、把握企业需求变化，同时建立反馈与评估机制。作为信息收集的中枢，教育大模型广泛收集学生的学习感受、教师的教学体验以及企业专家的专业意见。通过定期对课程内容进行评估，并根据分析结果加以优化，使课程内容能够紧密贴合行业需求的变化。

个性化课程推荐与学习路径规划是教育大模型目前颇具特色的功能。该模型基于学生的兴趣爱好、学习基础以及学习过程数据等，为学生量身定制课程体系与学习路径，提供详尽的个性化学习计划，内容涵盖学习顺序、时间分配，还会推荐专项辅导资料、讲解视频等。对于学有余力的学生，模型则推荐拓展性学习内容，如前沿研究论文、具有挑战性的实践项目等，真正实现个性化教学，满足不同学生的学习需求，助力学生在学习过程中少走弯路，提高学习效率。

（二）多链融合的实践教学平台建设策略

1.强化利用虚拟实验环境。教育大模型能够构建出高度逼真的虚拟实验环境，用于模拟复杂电路实验、通信系统仿真等各种电子信息实验场景。学生可先在虚拟环境下进行实验操作练习，借此熟悉实验流程，掌握操作技巧，进而减少对昂贵的实体装置的依赖，降低其损耗。通过虚拟实验，学生能够在实际操作前评估实验方案的可行性，有效降低了失误率，从而节省因实验失败而产生的设备维护、材料损耗等成本。

2.智能设备维护与管理。在教育大模型数据分析预测功能的帮助下，可以开展实验室装备的智能维护管理工作。教育大模型能够对设备运行数据进行实时监控，提前发现潜在的故障隐患，并及时安排维修，避免因设备故障导致高额维修费用或更换费用而造成的设备突发严重故障。同时，根据设备的使用次数、寿命周期等数据资料，模型可以对设备使用任务进行合理分配，还能根据设备的使用频率、年限等信息，合理规划设备的使用时间，从而延长设备的使用年限，减少设备更新方面的经费投入。

3.推进不同课程间的资源协同利用。利用教育大模型搭建校内实验室资源共享平台，能够打破实验室之间的资源壁垒，实现设备、仪器仪表的共享共用。该平台可促进教师间的合作，助力他们共同开发综合实验项目，减少单个实验室单独购置大量设备用于开展复杂项目的资金压力。同时，平台还能进一步促进教师之间的协作，共同开发综合性实验项目。

4.在线实验教学拓展。基于教育大模型开展在线实验教学，能够拓展实践教学的时空范围。通过开发在线实验课程，学生可远程访问虚拟实验平台进行实验操作，从而降低了对实验室建设规模和设备配置数量的需求，节省了场地建设和设备购置的资金。同时，在线教学过程中可录制实验教学视频，这些视频可供学生反复观看学习，有效提高了教学资源的利用率，减少了因重复教学而产生的人力和设备的使用成本。

5.实验室管理智能化。教育大模型为实验室管理带来了智能化的变革。在安排实验时，该模型能根据各班级的课程安排以及设备空闲时段，自动生成最优化的实验时间表，有效避免设备出现闲置情况或产生使用冲突，显著提升了实验室的管理效率。

6.校外产学研合作实践基地建设与管理。与龙头企业和科研机构开展合作，能拓宽学生实践视野。在此过程中，需要签订产学研协议以明确权责。

（三）师资队伍协同建设机制构建策略

打造复合型师资队伍，须建立高校教师与企业工程师双向交流机制。一方面，鼓励教师定期到企业挂职，深入企业参与实践锻炼，了解企业实际，提升工程实践能力，并将实践经验融人教学工作中。另一方面，邀请企业工程师走进学校，借助教育大模型平台，促进教学与企业需求精准对接，提升协同创新能力。在课程教学、实践指导、毕业设计指导等环节中，企业工程师可向师生传授技术细节与实践经验。

四、产学研协同育人模式的实践路径

（一）项目驱动式人才培养实践

企业项目引人教学，借助教育大模型实现这一目标，需要从项目筛选与匹配、教学融合与实施、项目评估与反馈等方面着手。首先，通过教育大模型收集分析企业项自信息，建立资源库，进而精准匹配教学需求。其次，教育大模型能够为教师生成包含多方面内容的项目教学方案，包括提供技术难题解决思路、推荐相关资料、进行操作演示及团队协作指导等。同时，教育大模型还协助学院构建评估体系，从多个维度对学生进行评价，并收集反馈教学信息，以此形成教学相长的良性循环，提升教学效果。