基于卓越工程師的電子信息工程計算機教育

梁快

摘要：計算機類知識體系是電子信息工程專業(yè)產(chǎn)生、發(fā)展與教育的重要基礎(chǔ)和主要內(nèi)容之一，計算機教育是推動電子信息工程專業(yè)“卓越工程師教育”的核心內(nèi)容。本文基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”大背景，結(jié)合電子信息工程學科現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃，詳細闡述了電子信息工程專業(yè)計算機課程體系建設(shè)及教學，系統(tǒng)地對人才培養(yǎng)體系進行全面優(yōu)化和提升，從而符合我國“卓越工程師”教育理念的電子信息工程專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；電子信息工程；計算機課程體系；核心課程群；教學及管理

中圖分類號：TN911 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）08-0121-03

Abstract： Computer knowledge system is one of the important foundations and the main contents of the produce， development and education of electronic information engineering specialty. Computer education is the core content of Outstanding Engineers Education on the electronic information engineering. Combined with the disciplines situation and development plan which bases on the background of the Plan for Educating and Training of Outstanding Engineers， the computer Course System and Teaching method is elaborated on electronic information engineering which systematically conduct a comprehensive training system optimization and upgrading. Accordingly it meets the needs of training High-quality applied talents on electronic information engineering which satisfied the idea of Outstanding Engineers Education in china.

Key words： Outstanding Engineers Education， Electronic Information Engineering， Computer Courses System， core curriculum group， teaching and management

1 引言

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是2010—2020年國家中長期教育改革和發(fā)展的重大改革項目，其目標是培養(yǎng)一大批具有工程實踐能力、科研創(chuàng)新能力、適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要的各類高素質(zhì)工程技術(shù)人才，為建設(shè)新型工業(yè)化、創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù).同時對高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才起促進十分重要的示范和引導(dǎo)作用，達到全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量的社會需求。

目前電子信息產(chǎn)業(yè)已成為我國重點發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有極為重要的地位。電子信息工程作為一門將電子技術(shù)、通信技術(shù)及計算機技術(shù)緊密結(jié)合的學科，計算機技術(shù)已成為推動電子信息科學發(fā)展的重要力量。為此，針對高校電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)目標、課程體系及教學內(nèi)容進行系統(tǒng)研究，在課程設(shè)置和教學內(nèi)容上緊跟學科和技術(shù)發(fā)展，加強計算機技術(shù)教學已為業(yè)界所共識。如何在擬定的總學時下，在現(xiàn)有電子信息工程課程體系內(nèi)合理安排計算機課程體系，培養(yǎng)出“寬口徑、厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、強能力”的新型卓越工程師人才培養(yǎng)模式是探索研究的重點和難點。

計算機知識體系是電子信息工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)知識之一，計算機課程體系結(jié)構(gòu)和教育方式會直接影響到電子信息工程專業(yè)的學生培養(yǎng)質(zhì)量和教學水平。如何在不影響學生牢固掌握專業(yè)知識的前提下提高電子信息工程專業(yè)學生的計算機綜合應(yīng)用能力，已成為電子信息工程專業(yè)教學改革工作中迫切要求解決的問題。在充分把握電子信息工程專業(yè)的學科的基礎(chǔ)上，平衡計算機課程在電子信息工程的比例結(jié)構(gòu)，力求在計算機課程教學方式上有所突破，才能真正提高電子信息工程專業(yè)學生工程技術(shù)綜合應(yīng)用能力。

2 構(gòu)建適于“卓越工程師教育”的模塊化計算機課程體系

課程體系是大學人才培養(yǎng)的主要載體，得以實現(xiàn)的橋梁。結(jié)合電子信息工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)課程體系的設(shè)計和構(gòu)建專業(yè)培養(yǎng)目標要求，遵循“以能力培養(yǎng)為主線，課內(nèi)外相結(jié)合，按類分層次、多模塊結(jié)合的計算機教學體系”基本思路，著力培養(yǎng)學生在信息獲取、信息處理、信息傳輸?shù)确矫婢哂袆?chuàng)新能力和實踐能力，因此，對應(yīng)上述層次計算機應(yīng)用能力，電子信息工程專業(yè)中計算機系列課程的開設(shè)也應(yīng)分為如下四個層次結(jié)構(gòu)[2] [3] [4]，如圖1所示。

第一層：學生入學后，在大一和大二接受“公共基礎(chǔ)類計算機課程”培訓(xùn)，主要由“計算機基礎(chǔ)”、“程序設(shè)計基礎(chǔ)”課程模塊構(gòu)成。第二層：專業(yè)基礎(chǔ)類計算機課程，專業(yè)學習階段，學生主要完成“微機原理及應(yīng)用”、“單片機原理及應(yīng)用”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程等，并根據(jù)不同專業(yè)的方向設(shè)置了不同的實驗課程選修模塊。第三層：應(yīng)用基礎(chǔ)類計算機課程，由“MATLAB高級編程及應(yīng)用”、“DSP技術(shù)”、“EDA技術(shù)”、“可編程片上系統(tǒng)”和“計算機通信網(wǎng)”等必修和選修課程模塊構(gòu)成。第四層：學科新技術(shù)計算機課程。與計算機技術(shù)緊密相關(guān)的電子信息新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，目前可開設(shè)虛擬儀器、軟件無線電、FPGA及片上系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開發(fā)等課程。學生根據(jù)自身發(fā)展需要或結(jié)合導(dǎo)師科研，在教師指導(dǎo)下自主選擇該類課程，或為申報學生科研課題和創(chuàng)新基金項目打下基礎(chǔ)。

通過公共基礎(chǔ)類計算機課程和專業(yè)基礎(chǔ)類計算機課程學習，形成必備的本專業(yè)計算機基礎(chǔ)知識體系。通過應(yīng)用基礎(chǔ)類計算機課程和科技創(chuàng)新活動，形成具有電子信息工程特色的計算機綜合應(yīng)用能力。計算機課程教學體系在實施中，應(yīng)注重“三結(jié)合”，即理論與實踐相結(jié)合、虛擬仿真與硬件實驗相結(jié)合、理論教學與工程實訓(xùn)相結(jié)合，充分運用計算機仿真，豐富實驗內(nèi)容和手段，同時加強校內(nèi)外工程實訓(xùn)，提高學生工程素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新能力。

3 構(gòu)建適于“卓越工程師教育”的計算機課程建設(shè)與管理

作為培養(yǎng)“卓越工程師”高層次應(yīng)用型人才的應(yīng)用型本科院校，電子信息工程專業(yè)應(yīng)重視本專業(yè)計算機課程教學規(guī)律，針對應(yīng)用型本科專業(yè)特點，科學地組織課程及安排教學內(nèi)容，促進本專業(yè)學生工程應(yīng)用能力全面發(fā)展，應(yīng)對構(gòu)建適于“卓越工程師”的計算機課程建設(shè)與管理，具體分述如下。

3.1 計算機核心課程群建設(shè)

重慶理工大學電子信息工程專業(yè)打造有圍繞精品課程和優(yōu)質(zhì)課程為主體的“‘信號與信息處理專業(yè)核心課程群”結(jié)合專業(yè)信號與信息處理核心課程群，及滿足電子信息工程“卓越工程師”的建設(shè)需要，在整個電子信息工程計算機課程體系內(nèi)的設(shè)立了五門核心計算機課程，即“程序設(shè)計基礎(chǔ)”、“微機原理及應(yīng)用”、“DSP技術(shù)”和“MATLAB高級編程及應(yīng)用”和“EDA技術(shù)”。

“程序設(shè)計基礎(chǔ)”培養(yǎng)計算機思維方式，掌握計算機基本操作技能，同時學生的程序設(shè)計、工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)；“微機原理及應(yīng)用” 熟悉計算機的組成和工作原理，掌握計算機軟硬件設(shè)計方法，掌握各種計算機接口及使用方法，為信息獲取、信息處理和傳輸打下基礎(chǔ)；“DSP技術(shù)”主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)、語音、視像信號的高速數(shù)學運算和實時處理方面的一種功能強大的特種微處理器，將在未來電子、控制、通信領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用；“MATLAB高級編程及應(yīng)用” 廣泛地應(yīng)用于數(shù)學分析、計算、自動控制、系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號處理、圖像處理、數(shù)理統(tǒng)計、人工智能、通信工程和金融系統(tǒng)等領(lǐng)域；“EDA技術(shù)”指以PLD為設(shè)計載體，以HDL為系統(tǒng)邏輯描述的主要方式，以計算機、開發(fā)軟件、開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計工具，通過相關(guān)的開發(fā)軟件，自動完成將用軟件方式設(shè)計的電子系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成硬件電路。

上述5門課程以提高學生計算機能力為主線，從基礎(chǔ)計算機理論到計算機廣泛應(yīng)用，由淺入深，相輔相成，互為一體，與其它計算機課程相結(jié)合，構(gòu)建了提高學生計算機綜合應(yīng)用能力，為電子信息工程專業(yè)學生成為一名“卓越工程師”的堅實計算機理論及實踐知識基礎(chǔ)。

3.2 加強計算機體系教材與教學資源建設(shè)

加大教材建設(shè)和選用優(yōu)秀教材的力度，實現(xiàn)以“選”為主，保證優(yōu)秀教材進課堂。其中優(yōu)先選用國家出版的優(yōu)秀教材和編寫與本專業(yè)實際情況吻合的特色教材。并根據(jù)專業(yè)（課程）建設(shè)的需要，編寫核心課程教材，同時修訂與核心課程配套的輔助教材，如實驗指導(dǎo)書、課程設(shè)計指導(dǎo)書、試題庫等。本專業(yè)在國內(nèi)著名出版社公開出版或即將出版“微機原理及應(yīng)用”、“DSP技術(shù)”和“EDA技術(shù)”等相關(guān)教材。

根據(jù)課程特點和教學需求，合理采用科學、先進的現(xiàn)代教育技術(shù)手段，開發(fā)高質(zhì)量、高水平的多媒體課件，建立網(wǎng)絡(luò)綜合教學平臺，逐步發(fā)展和實現(xiàn)豐富多樣的計算機網(wǎng)絡(luò)教學或網(wǎng)上輔助教學手段，進一步加強視頻公開課程、資源共享課程的建設(shè)。

3.3 教學內(nèi)容與課程體系改革措施

依托“兩江國際學院”，通過國際交流與合作，結(jié)合“電子信息工程專業(yè)”中韓聯(lián)合辦學的優(yōu)勢，引進國際先進計算機課程體系教育理念和實踐課程資源，研究和解決計算機課程體系教學內(nèi)容改革的核心問題，交流和推廣計算機課程群建設(shè)經(jīng)驗。

進一步總結(jié)與企業(yè)集團開展的產(chǎn)學研一體化合作教育的成功經(jīng)驗，建立“厚基礎(chǔ)，寬口徑，重應(yīng)用”的大工程觀念下電子信息工程專業(yè)的新型計算機課程體系。并根據(jù)電子信息工程專業(yè)課程的特點和專業(yè)的教學要求，在學科基礎(chǔ)平臺層面強化計算機基礎(chǔ)類課程教學。

精選計算機課程傳統(tǒng)經(jīng)典內(nèi)容，注重基本概念深化與升華，為引進計算機新內(nèi)容體系創(chuàng)造條件，并注入本專業(yè)相關(guān)的計算機學科最新科技成果，拓寬學生的知識體系，增加學生的綜合適應(yīng)能力。

加強電子信息工程專業(yè)緊密相關(guān)的計算機選修課程建設(shè)，使計算機選修課程系列化。把電子信息工程前沿技術(shù)進展、體現(xiàn)文理交叉和滲透、深受學生喜愛的與電子信息工程專業(yè)相關(guān)的計算機課程列為全校性的公共選修課程；并圍繞教師科研課題或國內(nèi)、市級大型競賽開設(shè)相關(guān)的、利于培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新精神的電子信息專業(yè)相關(guān)的計算機創(chuàng)新型選修課程。

4 結(jié)論

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”對于促進學生就業(yè)、調(diào)整社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和拉動國家經(jīng)濟快速增長具有極其重要的作用，為電子信息類專業(yè)培養(yǎng)綜合應(yīng)用型人才提供了廣闊的前景和良好的機遇。結(jié)合電子信息類專業(yè)特點，以電子信息工程專業(yè)計算機課程體系及其教學改革為切入點，以點帶面，逐步達成對電子信息工程專業(yè)課程體系及教學模式進行全面探討和研究，構(gòu)建適用于“卓越工程師”培養(yǎng)的電子信息工程課程理論和實踐教學體系，以達到“卓越工程師”綜合性工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。

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