電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系的創(chuàng)新與實(shí)踐

宋 躍 楊 雷 楊 杰 張志堅(jiān)

（東莞理工學(xué)院 電子工程學(xué)院，廣東東莞 523808）

電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系的創(chuàng)新與實(shí)踐

宋 躍 楊 雷 楊 杰 張志堅(jiān)

（東莞理工學(xué)院 電子工程學(xué)院，廣東東莞 523808）

為提高電子信息工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力，緊密圍繞學(xué)生使用集成電路的能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、外圍綜合能力這一核心專業(yè)能力的培養(yǎng)，構(gòu)建“理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、科研創(chuàng)新”三位一體的教育模式，建設(shè)“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)+實(shí)訓(xùn)提高+課外創(chuàng)新+工程應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，制定分層次分階段立體化的實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，從而構(gòu)建較完善的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、科技創(chuàng)新三大平臺(tái)為支撐的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，實(shí)踐證明該建設(shè)是行之有效的，文中在講述改革目標(biāo)設(shè)計(jì)、實(shí)施方法、實(shí)踐情況的同時(shí)，重點(diǎn)介紹實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革的思想、方法及實(shí)踐過程。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；培養(yǎng)方案；應(yīng)用型人才；電子信息工程

東莞理工學(xué)院位處珠三角制造業(yè)名城東莞，現(xiàn)有外資企業(yè)1.5萬多家，民營(yíng)企業(yè)30多萬家，電子信息、電氣機(jī)械是其現(xiàn)代化工業(yè)體系的支柱產(chǎn)業(yè)，電類專業(yè)技術(shù)人才需求量極大，在其就業(yè)見工時(shí)，實(shí)踐創(chuàng)新能力是企業(yè)最為看重的綜合能力之一［1-4］。

1 研究背景

東莞理工學(xué)院電子學(xué)院現(xiàn)開設(shè)有電子信息工程、通信工程、電氣工程、自動(dòng)化、光信息科學(xué)與技術(shù)5大專業(yè)，電子信息工程是最早開設(shè)的專業(yè)，近20余年來一直在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方面進(jìn)行教學(xué)研究與改革，由于傳統(tǒng)教育的慣性，畢業(yè)生大部分是理論有余，動(dòng)手不足，與企業(yè)需求存在差距，企業(yè)所需人才的素質(zhì)培養(yǎng)難以在教學(xué)過程中得以實(shí)現(xiàn)。究其原因主要有:

1）教育教學(xué)理念陳舊。重理論輕實(shí)踐，理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐創(chuàng)新“三張皮”，教學(xué)計(jì)劃、培養(yǎng)方案、教學(xué)過程與業(yè)界企業(yè)聯(lián)系少，教師的科研不能很好地反哺教學(xué)。

2）“三少”現(xiàn)象限制了人才培養(yǎng)質(zhì)量。學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐與創(chuàng)新的平臺(tái)少，企業(yè)參與人才培養(yǎng)的合作機(jī)會(huì)少，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計(jì)、競(jìng)賽培訓(xùn)的全過程與社會(huì)接觸少。

3）教學(xué)改革缺乏整體性和系統(tǒng)性。多年來的教學(xué)改革，多以課堂教學(xué)或課程改革為核心，點(diǎn)多面廣，各自為戰(zhàn)，研究成果不具全局性與系統(tǒng)性，教學(xué)資源利用率依舊不高，對(duì)全院的教育教學(xué)改革推動(dòng)不大。

近10年來，以國(guó)家高等教學(xué)質(zhì)量工程精神為指導(dǎo)，開展了系列教育教學(xué)研究與改革，特別在電子專業(yè)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)上進(jìn)行了研究與實(shí)踐，先后獲批國(guó)家特色專業(yè)（電子信息工程）、國(guó)家工程教育中心、省級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、（電子信息工程）教育部卓越工程師試點(diǎn)專業(yè)、省級(jí)精品課程等立項(xiàng)。

2 總體研究思路

以國(guó)家高等教育質(zhì)量工程精神為導(dǎo)向，依托省級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)示范中心的“平臺(tái)”、“基地”、“窗口”、“試點(diǎn)”的建設(shè)，開展各類教育教學(xué)研究改革，邊研究邊實(shí)踐，緊密圍繞學(xué)生使用集成電路的能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、外圍綜合能力［1，5-7］這一核心專業(yè)能力的培養(yǎng)，構(gòu)建“理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、科研創(chuàng)新”三位一體的教育模式，建設(shè)“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)+實(shí)訓(xùn)提高+課外創(chuàng)新+工程應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，制定分層次分階段立體化的實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，從而構(gòu)建較完善的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、科技創(chuàng)新三大平臺(tái)為支撐的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案。

3 人才培養(yǎng)目標(biāo)研究

3.1 定位專業(yè)核心能力［1，8-10］

1）使用集成電路的能力，是指以微處理器/控制器為中心，構(gòu)建各種實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，并能編程指揮系統(tǒng)工作的能力。

2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，是指能夠進(jìn)行各種實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能協(xié)調(diào)使其工作并能進(jìn)行優(yōu)化，以求得最高性價(jià)比的能力。

3）外圍綜合能力，是指?jìng)鞲小⑼ㄐ?、?jì)算機(jī)等技術(shù)綜合應(yīng)用與創(chuàng)新能力。

3.2 確立“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)+實(shí)訓(xùn)提高+課外創(chuàng)新+工程應(yīng)用”互補(bǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證型基本實(shí)驗(yàn)、綜合型設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。

2）實(shí)訓(xùn)提高:電工實(shí)訓(xùn)、電子工藝實(shí)習(xí)、OA實(shí)訓(xùn)等

3）課外創(chuàng)新:以“學(xué)生為主，教師指導(dǎo)，師生互動(dòng)，綜合提高”為理念的電子產(chǎn)品制作活動(dòng)。

4）工程應(yīng)用:學(xué)生參與企業(yè)、教師的實(shí)際應(yīng)用課題。

在課程實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分基本型、綜合型、設(shè)計(jì)型、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)型、研究創(chuàng)新型5個(gè)層次，前4個(gè)層次在“第一課堂”安排，研究創(chuàng)新型項(xiàng)目則需要在“第二課堂”進(jìn)行。

3.3 應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)進(jìn)程

1）實(shí)踐技能層:重點(diǎn)針對(duì)電子、電工方面的工程訓(xùn)練，使學(xué)生掌握元器件的辨識(shí)與使用，一些基本電子和電工設(shè)備的安裝、調(diào)試、測(cè)試方法等基本技能。

2）基礎(chǔ)-提高層:以電路、電子技術(shù)、單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)為主，重點(diǎn)提高學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力；理解理想模型與實(shí)際物體差異的能力以及將所學(xué)的不同知識(shí)綜合運(yùn)用，解決復(fù)雜工程問題的能力。

3）綜合-創(chuàng)新層:以課程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為主。根據(jù)不同的專業(yè)，通過課程設(shè)計(jì)或創(chuàng)新實(shí)踐課程，對(duì)學(xué)生進(jìn)行更深入的培養(yǎng)和訓(xùn)練。幫助學(xué)生由淺入深，逐步掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)及開發(fā)部分功能模塊的能力。

4）科技研究層:組織學(xué)生參加企業(yè)項(xiàng)目、電子科技協(xié)會(huì)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、大學(xué)生研究項(xiàng)目（PRP）、科技創(chuàng)新課程實(shí)踐、挑戰(zhàn)杯、ACM大賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽等，培養(yǎng)了他們研究創(chuàng)新的綜合能力。

前3個(gè)層次在“第一課堂”實(shí)現(xiàn)，科技研究層需在科技創(chuàng)新平臺(tái)由專任教師與企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)來完成。

3.4 課外分階段培養(yǎng)進(jìn)程

大一:重點(diǎn)培養(yǎng)基本動(dòng)手能力，如電子產(chǎn)品維修（如收音機(jī)、電視機(jī)、電腦硬件等）、電子小作品制作、電腦軟件維護(hù)等。

大二:主要掌握電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)使用的基本技能培養(yǎng)，如電子儀器儀表的使用、計(jì)算機(jī)軟件操作等，養(yǎng)成科學(xué)、規(guī)范的研究習(xí)慣與方法。

大三:實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的過渡，鼓勵(lì)參加各類科研活動(dòng)和專業(yè)競(jìng)賽，學(xué)習(xí)各種現(xiàn)代開發(fā)技術(shù)，如單片機(jī)、CPLD/FPGA、ARM、DSP等，以具體科研課題為切入點(diǎn)，結(jié)合“電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”、“挑戰(zhàn)杯”等競(jìng)賽，開展實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練，專任教師指導(dǎo)為主，企業(yè)專家指導(dǎo)為輔。

大四:綜合能力提高階段，實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新與參加各類競(jìng)賽階段，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、聯(lián)合攻關(guān)的精神和能力，專任教師與企業(yè)專家共同指導(dǎo)。

4 實(shí)施方法

4.1 實(shí)施數(shù)字化教學(xué)，拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間與空間

1）引入并試用MI虛擬儀器。

2）引入并開發(fā)了電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生在網(wǎng)上進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，能進(jìn)行網(wǎng)上管理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)、上傳實(shí)驗(yàn)報(bào)告、成績(jī)查詢等。

3）在模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)與接口技術(shù)等精品課程的網(wǎng)上，能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)自學(xué)、解惑答疑等功能。

4）自制適用儀器設(shè)備拓展學(xué)生實(shí)驗(yàn)的“時(shí)空”。如:電工實(shí)訓(xùn)裝置，“便攜式數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱”2種近200套，“單片機(jī)系列實(shí)驗(yàn)開發(fā)板”2代3大系列200余套［2］等，突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的“時(shí)間”、“空間”限制，有效運(yùn)用于學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)，學(xué)生滿意度高。

5）實(shí)施“無實(shí)驗(yàn)講義的實(shí)驗(yàn)”試點(diǎn)。所謂“無實(shí)驗(yàn)講義的實(shí)驗(yàn)”，指對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，沒有實(shí)驗(yàn)講義，只有任務(wù)書，學(xué)生自行查資料，自己編排實(shí)驗(yàn)，自己利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備或自制的便攜設(shè)備自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師負(fù)責(zé)答疑和結(jié)果考核。在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，電子工程學(xué)院進(jìn)行了嘗試。經(jīng)過3次調(diào)查，學(xué)生認(rèn)為很好的比例分別是:97.47%、92%、97.3%。

4.2 著力構(gòu)建學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)

在校內(nèi)創(chuàng)建“電子工程學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新中心”1個(gè)（全天候開放）、開放性專業(yè)實(shí)驗(yàn)室16個(gè)、與企業(yè)共建的“大學(xué)生創(chuàng)新基地”3個(gè)（全天候開放）、校外國(guó)家工程實(shí)踐教育中心1個(gè)（與合作企業(yè)聯(lián)合申報(bào)獲批），校內(nèi)1 700萬元的教學(xué)儀器+2 400萬元的科研設(shè)備（學(xué)校近3年學(xué)科建設(shè)投入）投入應(yīng)用，初步構(gòu)成學(xué)生課外實(shí)踐創(chuàng)新的硬件平臺(tái)。

4.3 化校企合作，切實(shí)開展與企業(yè)的教育與技術(shù)合作

利用東莞特有的IT環(huán)境優(yōu)勢(shì)，近5年聘請(qǐng)24位企業(yè)導(dǎo)師來校任教，企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)51人次、為學(xué)生開設(shè)講座12次，在企業(yè)建設(shè)有15個(gè)穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地，校企合作實(shí)現(xiàn)雙贏，以本文作者為限統(tǒng)計(jì)有2人聘為省部企業(yè)科技特派員，“產(chǎn)學(xué)研”合作立項(xiàng)5項(xiàng)，完成“產(chǎn)學(xué)研”科技成果鑒定1項(xiàng)，合作企業(yè)“東莞龍昌數(shù)碼科技有限公司”獲批為國(guó)家工程實(shí)踐教育中心。

5 應(yīng)用情況

在“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)+實(shí)訓(xùn)提高+課外創(chuàng)新+工程應(yīng)用”的實(shí)踐教學(xué)體系下，形成了由“教學(xué)計(jì)劃+素質(zhì)拓展計(jì)劃+輔修計(jì)劃+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)計(jì)劃”的電子信息工程這一國(guó)家特色專業(yè)人才培養(yǎng)方案，并已推廣到電子工程學(xué)院其它專業(yè)。

以實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)為特色的電子信息工程專業(yè)獲批第四批國(guó)家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)、教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”實(shí)施專業(yè)，獲批國(guó)家工程實(shí)踐教育中心1個(gè)，《單片機(jī)與接口技術(shù)》獲省精品課程立項(xiàng)。

學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)已蔚然成風(fēng)，本文作者指導(dǎo)的學(xué)生2008年來已取得的科研成果如下:

1）申請(qǐng)省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目5項(xiàng)；

2）獲全國(guó)行業(yè)比賽全國(guó)一等獎(jiǎng)7項(xiàng)，二等獎(jiǎng)7項(xiàng)，三等獎(jiǎng)5項(xiàng)，省級(jí)學(xué)科專業(yè)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)；專業(yè)競(jìng)賽省級(jí)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)7項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)；

3）學(xué)生排名1獲實(shí)用新型專利授權(quán)6項(xiàng)、軟件版權(quán)1項(xiàng)；

4）學(xué)生排名1公開發(fā)表科研論文14篇（其中中文核心6篇，3大索引2篇）。

6 總結(jié)

通過改革，獲得了明顯的教學(xué)效益:

1）建立起良好的電子專業(yè)現(xiàn)代教育教學(xué)理念及其實(shí)踐基礎(chǔ)，以為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)為宗旨，完善實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐創(chuàng)新型人才培養(yǎng)課程體系。

2）整合教育資源，構(gòu)建多樣化的實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式，與企業(yè)建立起互利互惠、共贏發(fā)展的良好關(guān)系，初步建立起電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計(jì)、競(jìng)賽培訓(xùn)體系，搭建起學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的平臺(tái)，有力夯實(shí)了基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、工程綜合3大實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。

3）學(xué)生綜合能力明顯提高，畢業(yè)生深受用人單位歡迎，畢業(yè)生就業(yè)率高，生源充裕質(zhì)量?jī)?yōu)良，學(xué)院人才培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。

4）培養(yǎng)出了一批“實(shí)踐”“創(chuàng)新”型的高素質(zhì)教學(xué)科研人才隊(duì)伍。

但還存在很多問題，如卓越工程師班學(xué)生的特色培養(yǎng)、第八學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)與找工作之間的矛盾，有待繼續(xù)研究。

［1］ 譚會(huì)生，朱曉青，易吉良.電子技術(shù)學(xué)科創(chuàng)建思索［EB/OL］.www.baywatch.cn.

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Innovation and Practice on Experimental Practice System of Electronic and In formation Engineering

SONG Yue YANG Lei YANG Jie ZHANG Zhi.jian
（College of Electronics Engineering，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，China）

It is proved to be effective to improve experimental and practical capacity for students of electronic and Information engineering，to construct education model and experimental teaching system，to deploy training mechanism of three-dimensional practical and creative talents，and to establish application-oriented personnel training programs.This paper describes the reform objectives design，implementation methods and practices，focusing on ideas，methods and practice of experimental practice teaching reform.

experimental teaching system；training program；application-oriented talents；electronic and information engineering

G642.0

A

1009-0312（2014）01-0095-04

2013-07-15

廣東省2010年高校精品課程建設(shè)項(xiàng)目；教育部財(cái)政部第四批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)項(xiàng)目TS11659；東莞理工學(xué)院2012年教學(xué)研究與改革項(xiàng)目。

宋躍（1963—），男，湖南邵陽人，教授，碩士，主要從事電路與系統(tǒng)、電子測(cè)量與儀器、電子教學(xué)論研究。