電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革探索

張禹

摘 要：本文首先闡述了我國(guó)高等院校電子信息工程專業(yè)的基本現(xiàn)狀與專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建情況。其次結(jié)合我國(guó)當(dāng)前高等教育的發(fā)展形勢(shì)，提出通過理念、制度與規(guī)劃創(chuàng)新，進(jìn)一步完善專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的論點(diǎn)。最后分別從CDIO工程人才培養(yǎng)模式、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合促進(jìn)師資水平提升、改革師資培養(yǎng)評(píng)價(jià)機(jī)制、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)與教學(xué)內(nèi)容整合與優(yōu)化等方面予以論證，并針對(duì)其中存在的典型問題做了深入分析。該研究為專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革的開展與決策提供了一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電子信息工程；實(shí)踐教學(xué)；改革

一、我國(guó)高等院校電子信息工程專業(yè)基本現(xiàn)狀

電子信息工程專業(yè)涵蓋電子科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)三大主干學(xué)科。在高校中，該專業(yè)一般歸屬于電子、通信、計(jì)算機(jī)以及電氣類二級(jí)教學(xué)單位。本專業(yè)培養(yǎng)具備現(xiàn)代電子技術(shù)理論，通曉電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，具有較高的計(jì)算機(jī)、外語、相應(yīng)工程技術(shù)應(yīng)用水平的能力，能在電子技術(shù)、光電技術(shù)、信息通信、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域和行政部門從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的科學(xué)研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制造、應(yīng)用開發(fā)和技術(shù)管理的復(fù)合性創(chuàng)新性應(yīng)用型電子信息技術(shù)工程人才。

二、以“重視實(shí)踐能力培養(yǎng)、緊密聯(lián)系產(chǎn)業(yè)實(shí)際”為特色的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系

電子信息工程專業(yè)是一個(gè)典型的工科專業(yè)，在實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建上，不僅需要考慮各高校的辦學(xué)特點(diǎn)，更需要兼顧工科的實(shí)踐要求以及專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。專業(yè)在實(shí)踐環(huán)節(jié)的安排上，應(yīng)講究“時(shí)間—空間—方向”三位一體。在時(shí)間維度上，按照學(xué)生在各個(gè)不同年級(jí)的知識(shí)儲(chǔ)備程度，由淺入深地合理安排不同的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容；在空間維度上，不僅包含校內(nèi)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，更應(yīng)注重學(xué)生在校外企業(yè)的實(shí)際鍛煉；在方向維度上，立足于不同省份、地區(qū)對(duì)各類型應(yīng)用人才的需求，緊跟市場(chǎng)發(fā)展步伐，基于各高?，F(xiàn)有師資隊(duì)伍的研究方向與實(shí)際條件，將專業(yè)劃分為多個(gè)培養(yǎng)方向，將傳統(tǒng)電子信息技術(shù)與新興的光電顯示技術(shù)、光伏、通信產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，以期培育學(xué)科專業(yè)發(fā)展的多樣性，擴(kuò)展本專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)面。

電子信息工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系大體可分為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)、課外素質(zhì)拓展、畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)實(shí)習(xí)這四個(gè)部分。

1.課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)又可分為學(xué)科基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)與專業(yè)課實(shí)驗(yàn)三類。

學(xué)科基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上在人才培養(yǎng)方案中有一部分整合在公共基礎(chǔ)課中，主要包括“C語言程序設(shè)計(jì)”課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、“電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”等課程。其對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)尤為重要，兩者分別是今后進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)的軟件和硬件基礎(chǔ)。在本專業(yè)教學(xué)進(jìn)度中前者可安排在大一上學(xué)期，后者可安排在大一下學(xué)期。

專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)，主要包括“模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”“數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”等課程。這一部分實(shí)驗(yàn)課程在專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程體系中起到了非常關(guān)鍵的承上啟下作用。對(duì)于部分實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方式，可以考慮將其從傳統(tǒng)的依賴實(shí)驗(yàn)箱完成實(shí)驗(yàn)的固定模式中脫離出來，將課程中的部分實(shí)驗(yàn)電路由學(xué)生自主設(shè)計(jì)、焊接。

專業(yè)課實(shí)驗(yàn)，主要分為統(tǒng)修實(shí)驗(yàn)課程和方向?qū)嶒?yàn)課程兩類。統(tǒng)修實(shí)驗(yàn)課程主要包括“單片機(jī)原理及應(yīng)用”“電子測(cè)量技術(shù)”“微型計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)”“通信原理”“數(shù)字信號(hào)處理”“光電子技術(shù)”等課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)部分。方向?qū)嶒?yàn)課程可以按照不同的專業(yè)方向進(jìn)行選擇，可以包括如電子系統(tǒng)開發(fā)類、光電技術(shù)類、通信類的一系列課程實(shí)驗(yàn)。專業(yè)方向課程與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展最為緊密，因而在課程設(shè)置中需及時(shí)跟上最新的技術(shù)方向，緊扣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，讓學(xué)生學(xué)到最實(shí)用的知識(shí)，有效實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)與企業(yè)人才需求的良好對(duì)接。

2. 專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程

本專業(yè)的專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程，一般可安排在四個(gè)學(xué)年的第2學(xué)期至第7學(xué)期，根據(jù)各高校的實(shí)驗(yàn)師資、硬件條件，大致有如下幾個(gè)實(shí)訓(xùn)課。

電子認(rèn)知實(shí)訓(xùn)（可安排在第2學(xué)期）：該課程主要引導(dǎo)學(xué)生專業(yè)入門，包括元器件基礎(chǔ)知識(shí)、電路板焊接、PCB軟件使用和IT企業(yè)參觀等環(huán)節(jié)。

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（可安排在第3學(xué)期）：該課程主要配合“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”這兩門專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程。在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，落實(shí)課本知識(shí)的實(shí)踐轉(zhuǎn)化，通過有實(shí)際功能的應(yīng)用電路，加深學(xué)生對(duì)枯燥電子電路理論的理解。

電子工藝實(shí)訓(xùn)（可安排在第4學(xué)期）：該課程主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)基本工藝流程的操作能力，通過電子工藝的加工設(shè)備，模擬生產(chǎn)流程做出實(shí)際產(chǎn)品。

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)（可安排在第5學(xué)期）：?jiǎn)纹瑱C(jī)是電子專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門開發(fā)技術(shù)。該課程面向“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程，通過若干個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，鍛煉學(xué)生利用單片機(jī)進(jìn)行軟硬件開發(fā)的能力。

電子創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)（可安排在第6學(xué)期）：該課程在所學(xué)專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生在面對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)需求時(shí)的創(chuàng)新意識(shí)。在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容上，課程可以將大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽選題為參考，對(duì)電路所要達(dá)到的指標(biāo)做更高的要求，要求學(xué)生做到精益求精。

電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)（可安排在第7學(xué)期）：這一實(shí)訓(xùn)課程在安排上要兼顧各專業(yè)方向的特色，這里僅以電子系統(tǒng)開發(fā)類方向?yàn)槔Ｔ陔娮酉到y(tǒng)開發(fā)類方向上設(shè)置該課程的主要目的是使學(xué)生綜合大學(xué)期間學(xué)習(xí)的所有專業(yè)技能，進(jìn)行中小規(guī)模電子系統(tǒng)的開發(fā)；在課程管理上，該實(shí)訓(xùn)建議采用企業(yè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的管理方式，由教師根據(jù)各個(gè)學(xué)生的技術(shù)特長(zhǎng)、實(shí)踐能力、組織溝通能力、專業(yè)核心課程成績(jī)等作為參考指標(biāo)進(jìn)行人員組合。

3.課外素質(zhì)拓展

課外素質(zhì)拓展環(huán)節(jié)分為普適型與提高型兩類。前者主要為專業(yè)所有學(xué)生參加的社會(huì)實(shí)踐。在寒暑假前，可由本專業(yè)的校外合作企業(yè)根據(jù)現(xiàn)有的短期實(shí)習(xí)崗位來校開展假期實(shí)習(xí)招聘，通過雙向選擇的方式確定錄用人員，其余學(xué)生可根據(jù)興趣，自主選擇其他校外電子企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)。

提高型主要通過選拔優(yōu)秀學(xué)生參加校內(nèi)外的各類學(xué)科競(jìng)賽，如國(guó)家級(jí)、省級(jí)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”以及其他各類專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽等。報(bào)名參賽可采用選拔機(jī)制，前期先舉辦校內(nèi)培訓(xùn)與競(jìng)賽，吸引專業(yè)學(xué)生積極參與，而后在校內(nèi)賽的基礎(chǔ)上選拔優(yōu)秀選手報(bào)名參加校外的正式比賽。

4.畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)實(shí)習(xí)

畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)實(shí)習(xí)是高等教育中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，是檢驗(yàn)學(xué)生大學(xué)四年學(xué)習(xí)效果的有效方式。對(duì)于電子信息工程這樣的工學(xué)專業(yè)，如何將二者有機(jī)地結(jié)合起來，做到相互促進(jìn)、相輔相成是一個(gè)值得思考的問題。專業(yè)在發(fā)展過程中應(yīng)注重與校外企業(yè)的聯(lián)系，尤其是在行業(yè)內(nèi)知名度較高、規(guī)模較大的企業(yè)單位。這類企業(yè)可提供高效、專業(yè)的實(shí)習(xí)環(huán)境，能夠通過企業(yè)自身的影響力，提高學(xué)生實(shí)習(xí)過程的含金量，在今后的就業(yè)過程中，容易得到同行業(yè)單位的認(rèn)可。

三、通過理念、制度與規(guī)劃創(chuàng)新，進(jìn)一步完善電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系

完善的教學(xué)體系離不開理念、制度、規(guī)劃等多方面的支持，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)高校與電子產(chǎn)業(yè)實(shí)際以及電子信息工程專業(yè)的特性，本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系改革在以下三個(gè)方面值得思考。

1.在實(shí)踐課程教學(xué)實(shí)施過程中引入先進(jìn)工程教育創(chuàng)新理念

眾所周知，大學(xué)工學(xué)教育的任務(wù)是教育學(xué)生成為有能力的合格工程師，能夠參與并最終領(lǐng)導(dǎo)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行系統(tǒng)、產(chǎn)品、過程或者項(xiàng)目。近十年以來，國(guó)內(nèi)外陸續(xù)出現(xiàn)了許多工程師人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式，其中的一個(gè)典型代表是CDIO工程教育培養(yǎng)模式。該模式的理念最早由麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等四所理工類高校提出，并最終成立了以 CDIO命名的國(guó)際合作組織。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。

這一教學(xué)模式的創(chuàng)新理念對(duì)于電子信息工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)來說，無疑能夠得到良好的傳承。在課程體系中，可以由專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系中的若干個(gè)課程環(huán)節(jié)來完成一個(gè)CDIO項(xiàng)目的實(shí)施。比如，在專業(yè)學(xué)習(xí)早期的“電子認(rèn)知實(shí)訓(xùn)”中，抽出專門的學(xué)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生，在參觀學(xué)習(xí)之后結(jié)合自身的認(rèn)識(shí)，構(gòu)思出一個(gè)具有創(chuàng)新意義的產(chǎn)品的雛形，形成一個(gè)初步的產(chǎn)品需求方案。而后通過技術(shù)課程的深入學(xué)習(xí)，在“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”“單片機(jī)課程設(shè)計(jì)”“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)”等實(shí)訓(xùn)課程中予以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)并完善。最后利用課外實(shí)踐環(huán)節(jié)中諸如“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽這樣的平臺(tái)，與其他專業(yè)學(xué)生合作，形成產(chǎn)品的市場(chǎng)化營(yíng)銷方案。在這個(gè)過程中，學(xué)生就能夠深刻地體會(huì)到工程項(xiàng)目從最初的構(gòu)思到最終創(chuàng)造價(jià)值的全過程，真正領(lǐng)悟到專業(yè)實(shí)踐的精髓。

2.通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，提升實(shí)踐教學(xué)師資水平，改革師資培養(yǎng)與評(píng)價(jià)機(jī)制

目前我國(guó)的高校中，能夠做到將專業(yè)教學(xué)與生產(chǎn)研究實(shí)踐相結(jié)合的、具有工程背景的工科教師數(shù)量嚴(yán)重匱乏，造成了學(xué)生所學(xué)內(nèi)容與社會(huì)生產(chǎn)有較大脫節(jié)，而教師自身的發(fā)展也受到了較大的限制。要解決這些問題，就需要在教師考核制度上進(jìn)行改革，鼓勵(lì)現(xiàn)有師資積極參加開展技術(shù)學(xué)習(xí)與研究活動(dòng)。同時(shí)，對(duì)于工學(xué)類專業(yè)教師，在項(xiàng)目申報(bào)上，學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)其向橫向課題傾斜，加大教師與校外合作企業(yè)在橫向課題申報(bào)、項(xiàng)目聯(lián)合開發(fā)等方面工作的支持與獎(jiǎng)勵(lì)力度，讓校企之間的技術(shù)研究與交流，能夠?qū)嵸|(zhì)性地開展。

3.做好相近專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的整合與優(yōu)化

實(shí)踐教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，它是工科專業(yè)建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。電子信息工程專業(yè)需要建設(shè)有效、涉及多學(xué)科的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及知識(shí)應(yīng)用能力。目前國(guó)內(nèi)的應(yīng)用型本科高校，有600多所是2000年后新建的，大都面臨著實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地不足等多方面的問題。因而，我們需要認(rèn)真研究如何實(shí)現(xiàn)有限資源的合理配置，在學(xué)校范圍內(nèi)將相近專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室有機(jī)結(jié)合起來，節(jié)省開支，提高利用率。

四、結(jié)束語

實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的重要一環(huán)，如何有效地結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、先進(jìn)的工程人才培養(yǎng)模式以及學(xué)校與專業(yè)實(shí)際不斷完善實(shí)踐教學(xué)體系的結(jié)構(gòu)，是一個(gè)貫穿電子信息工程專業(yè)辦學(xué)全過程的問題。正因?yàn)槿绱?，需要我們從事高等教育的管理者與專業(yè)教師潛下心來，從一個(gè)個(gè)最基本的細(xì)節(jié)做起，多多地思考，不斷改進(jìn)，唯有這樣才能夠真正把我們的高等教育做成“面向世界、面向未來、面向現(xiàn)代化”。

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[2]Edward F.Crawley，Johan Malmqvist，Doris R.Brodeur，et al.Rethinking Engineering Edcation-The CDIO Approach[M].Heidelberg：Springer-Verlag，2007.

（作者單位：福建江夏學(xué)院電子信息科學(xué)學(xué)院）