電子信息工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的研究與探索

陳華敏+任立民

摘要：實踐教學(xué)模式和實踐教學(xué)體系對學(xué)生綜合和創(chuàng)新能力培養(yǎng)起著關(guān)鍵的作用。電子信息工程專業(yè)必須制訂適應(yīng)時代發(fā)展要求的實踐教學(xué)體系，對電子信息工程專業(yè)的實驗課程、工程實踐、課程設(shè)計、電子設(shè)計競賽、學(xué)生電子科技活動等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行改革和創(chuàng)新，構(gòu)建合理的實踐平臺，才能確保培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，提高學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：實踐教學(xué)模式；實踐教學(xué)體系；改革；交叉訓(xùn)練；創(chuàng)新能力

0引言

實踐教學(xué)是高等學(xué)校培養(yǎng)人才這一系統(tǒng)工程中的一個重要環(huán)節(jié)，它是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法和提高動手能力的重要平臺。為了培養(yǎng)電子信息工程專業(yè)具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型工程技術(shù)人才，必須構(gòu)建科學(xué)合理的實踐教學(xué)體系。

1根據(jù)OBE理念構(gòu)建科學(xué)的實踐教學(xué)模式

為了適應(yīng)用人單位對大學(xué)生的要求，高校培養(yǎng)的大學(xué)生不僅需要具有比較扎實的基礎(chǔ)理論知識和系統(tǒng)的專業(yè)知識，還應(yīng)該具備較強的動手能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)南陽理工學(xué)院應(yīng)用型工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)，電子信息工程應(yīng)用型本科專業(yè)的實踐教學(xué)體系由基礎(chǔ)實驗層、提高設(shè)計層、實際應(yīng)用層、科技活動層四個部分組成。

1.1基礎(chǔ)實驗層

包括：模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電子技術(shù)實驗、電子CAD實驗、信號與系統(tǒng)實驗、通信原理實驗、單片機技術(shù)實驗等?；A(chǔ)實驗層我們的做法是：①專業(yè)基礎(chǔ)課必須開設(shè)實驗課；②去掉部分簡單驗證性的實驗，多做一些設(shè)計性的實驗，通過實驗來幫助理解和記憶理論知識。③一些比較重要的理論課程必須開設(shè)實驗，如《通信原理》，如果不具備通信實驗室，可以采用仿真來幫助學(xué)生理解晦澀難懂的理論知識。

1.2提高設(shè)計層

包括：電子設(shè)計自動化實驗、傳感與檢測技術(shù)實驗、嵌入式系統(tǒng)實驗、DSP技術(shù)及應(yīng)用實驗等。提高設(shè)計層的實驗主要在校內(nèi)實驗中心完成。這一層次的實驗可以讓學(xué)生了解如何設(shè)計電子產(chǎn)品，可以通過哪些計算機輔助方法來設(shè)計，如何進行測試等內(nèi)容。

1.3實際應(yīng)用層

實際應(yīng)用層主要通過校外實習(xí)基地來完成。應(yīng)用型本科專業(yè)的學(xué)生通過校外實習(xí)基地的實際接觸，可以發(fā)現(xiàn)書本知識的局限性，理論知識如何應(yīng)用于實踐，在進行電子產(chǎn)品的設(shè)計時實物大小的限制，實際工作中各種規(guī)章制度的限制等等。目前，與該院開展人才培養(yǎng)合作的單位與南陽信利佳光電有限公司、許昌瑞信電子有限公司、南陽中光廠等公司。

1.4科技活動層

①為了培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，對主要專業(yè)基礎(chǔ)課程及專業(yè)核心課程設(shè)立相應(yīng)的課程設(shè)計來夯實學(xué)生的基本技能，提高學(xué)生的設(shè)計、制作能力，并不斷優(yōu)化完善課程設(shè)計模式。

比如在《電子設(shè)計自動化課程設(shè)計》中，實行“一翻、二圖、三編、四調(diào)”，即“一翻”，翻譯相關(guān)的英文資料：“二圖”，利用計算機設(shè)計開發(fā)板的原理圖和PCB圖：“三編”，編寫VHDL程序：“四調(diào)”，調(diào)試VHDL程序，調(diào)試整機使整體功能實現(xiàn)。這種課程設(shè)計的模式既鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作能力，提高了學(xué)生的動手能力?！峨娮釉O(shè)計自動化課程設(shè)計》的流程如圖l所示。

②為了讓畢業(yè)設(shè)計工作能真正發(fā)揮其應(yīng)有作用，我們對每個關(guān)鍵環(huán)節(jié)做好把關(guān)工作，對畢業(yè)設(shè)計的題目教研室開展論證工作討論其可行性和難易程度，對畢業(yè)設(shè)計過程我們通過有效的監(jiān)管措施來保證學(xué)生的工作量飽滿，對畢業(yè)設(shè)計論文我們采取指導(dǎo)老師分組進行互相盲審，學(xué)生修改到審閱教師認為可以答辯才參加答辯。

③在三、四年級階段積極開展實踐創(chuàng)新活動。利用該院單片機實驗室、EDA實驗室、創(chuàng)新實驗室等良好的實驗條件，引導(dǎo)和鼓勵優(yōu)秀學(xué)生參加科技制作活動。在取得多項全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獎項的基礎(chǔ)上，進一步加強學(xué)生科技創(chuàng)新活動，著力培養(yǎng)大學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

2課程設(shè)計內(nèi)容相互交叉訓(xùn)練

為了提高學(xué)生對所學(xué)知識綜合應(yīng)用能力，我們提出了課程設(shè)計相互交叉訓(xùn)練方法，盡可能地要求課程設(shè)計題目涉及的內(nèi)容是一個課程群而非單一的一門課程。表1是課程設(shè)計相互交叉訓(xùn)練內(nèi)容說明。

3狠抓電子競賽。促進教學(xué)改革

電子設(shè)計競賽不是一項單純目的、一賽了事的大學(xué)生學(xué)科競賽，它已經(jīng)納入教改實踐，推動高等工程教育教學(xué)內(nèi)容的改革，尤其是給高等學(xué)校的實踐教學(xué)課程體系、實驗內(nèi)容的改革、實驗室建設(shè)工作帶來實在的推動，因此我們狠抓電子競賽，促進教學(xué)改革。

從前幾屆電子設(shè)計競賽的試題來看，可以歸納成2大類，即：功能題和指標(biāo)題。試題的特點是：實用性強、綜合性強、技術(shù)水平發(fā)揮余地大，競賽命題內(nèi)容緊扣當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)環(huán)節(jié)。競賽的命題既強調(diào)理論聯(lián)系實際又注意基礎(chǔ)知識與綜合能力的結(jié)合、設(shè)計計算與制作測試的結(jié)合、電子技術(shù)基本內(nèi)容與多專業(yè)內(nèi)容的結(jié)合、傳統(tǒng)器件與新型器件應(yīng)用的結(jié)合。所涉及的電子信息類專業(yè)課程涵蓋面廣：可選用的器件種類豐富等；設(shè)計手段多種多樣，既可以采用傳統(tǒng)的電路設(shè)計方法，也可以采用現(xiàn)代電子設(shè)計工具，如用VHDL或者Verilog-HDL通過FPGA/CPLD編程實現(xiàn)等。

我們在進行實踐教學(xué)內(nèi)容的改革時也考慮了這些特點，完善實驗室建設(shè)，改革實踐教學(xué)模式，對有潛力的學(xué)生，想學(xué)的學(xué)生創(chuàng)造機會，提供固定的實驗室便于他們進行電子設(shè)計，每年暑假安排動手能力強的老師對這部分學(xué)生進行集中培訓(xùn)。這使我院相當(dāng)一部分學(xué)生的知識和能力達到電子設(shè)計大賽的水平，并在電子設(shè)計大賽中屢創(chuàng)佳績。

4開放學(xué)生思維。充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力

通過把許多實際項目中的精華和核心部分經(jīng)過總結(jié)，再結(jié)合當(dāng)今電子界最高檔的微型貼片元件，經(jīng)過成本的預(yù)算和壓縮，我們研制出了一塊結(jié)合當(dāng)今最新技術(shù)的FPGA開發(fā)板，我們大膽嘗試，讓學(xué)生親自去做這個系統(tǒng)，讓他們扮演實際工程師的角色，在整個過程中再給予指導(dǎo)，使學(xué)生學(xué)到了多方面的知識，并且也大大強化了以前所學(xué)的知識，從硬件到軟件完全自己設(shè)計，完成之后相當(dāng)于給自己制作了一個功能非常強大的開發(fā)系統(tǒng)，北京煒煌公司老總陳新對我們能設(shè)計出這么高檔次的開發(fā)系統(tǒng)稱贊說：“想不到你們理工學(xué)院的學(xué)生開發(fā)水平這么高，沒畢業(yè)就已經(jīng)達到了在公司里才具備的開發(fā)能力”。這個開發(fā)系統(tǒng)將伴隨學(xué)生走上社會，在以后找工作和搞科研的過程中發(fā)揮很大的作用：經(jīng)過實驗，從很多學(xué)生帶著感激的反饋信息和開發(fā)出的產(chǎn)品來看，效果超乎想象；并且我們也和很多高校在一起深入探討過我們的方案，我們的方案得到了北京理工大學(xué)教授張忠蒹教授和上海交通大學(xué)劉中元教授的高度評價，并要求來該?？疾?。這些教學(xué)效果的取得一方面得益于我們的課程建設(shè)，一方面取決于教師、學(xué)生的共同努力。圖2為采用SMT元件設(shè)計的功能強大的FPGA開發(fā)系統(tǒng)。endprint

5利用橫向科研項目后盾，真題真做

枯燥的理論難以引起學(xué)生的興趣。對于學(xué)生來說，不只局限于所學(xué)的內(nèi)容是什么也想知道為什么和怎么用。因此我們讓科研項目走進課堂，通過科研項目揭示隱藏在課程內(nèi)容背后的概念本質(zhì)，提煉滲透在知識鏈中的邏輯規(guī)律以及相應(yīng)知識的應(yīng)用，既能充實教學(xué)內(nèi)容，又理論聯(lián)系實際，使得課堂變得生動有趣，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，促進應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的形成。

在指導(dǎo)畢業(yè)生畢業(yè)實踐教學(xué)過程中，我們緊緊圍繞培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才目標(biāo)的要求，對教學(xué)內(nèi)容進行大膽改革和探索，采用真題真做的方案，讓學(xué)生也去面對實際項目，通過這些工廠里的工程技術(shù)難題來提高自己的能力，磨練出真正的本事。學(xué)生真真切切地認識到實際的科研項目的開發(fā)流程和艱辛，磨練學(xué)生的意志；這樣的綜合課題即便對于研究生也有很大難度，但是，我們清楚地認識到，只有好的方法還不夠，實踐才是檢測理論的唯一方法，要在這樣的基礎(chǔ)上付出更大的努力才能獲得豐碩的成果。經(jīng)過總結(jié)分析以及實踐效果的比較，證明對學(xué)生的能力培養(yǎng)有明顯提高。

通過真題真做，學(xué)生本專業(yè)對口崗位就業(yè)率明顯提高，并且得到了用人單位的良好評價，給該院帶來了很高的社會聲譽。

6通過教改項目推動實踐教學(xué)

近幾年，依托一批教改項目進一步推動了該系的實踐教學(xué)，這其中包括《我國高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究》、《電子信息工程專業(yè)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的研究與實踐》、《將模塊化、應(yīng)用型案例教學(xué)引入單片機課程教學(xué)的研究》、《電子設(shè)計自動化核心課程改革》、《電子設(shè)計自動化精品課程建設(shè)》等教改項目。

例如在教改項目《將模塊化、應(yīng)用型案例教學(xué)引入單片機課程教學(xué)的研究》的研究過程中，單片機技術(shù)的模塊化案例教學(xué)已經(jīng)在2013級、2014級和2015級電子信息工程專業(yè)本科教學(xué)中實行了教學(xué)改革，教學(xué)內(nèi)容的選取針對應(yīng)用型本科的教學(xué)要求和教學(xué)實際來選?。簯?yīng)用多媒體教學(xué)手段和PROTEUS仿真軟件，使得復(fù)雜問題簡單化、抽象問題形象化，收到了良好的教學(xué)效果，學(xué)生分析問題、解決問題的能力及動手能力得到了進一步的提高。2016年《電子設(shè)計自動化》核心課程改革項目立項，2017年在2014級電子信息工程專業(yè)本科的《電子設(shè)計自動化》教學(xué)中進行了教學(xué)改革，將項目教學(xué)法應(yīng)用于該課程的教學(xué)中，通過具體的項目設(shè)計，實施“項目教學(xué)法”，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，從項目入手，在好奇心的驅(qū)動下，對理論知識進行學(xué)習(xí)，對項目任務(wù)進行設(shè)計，對實踐操作進行實施，在“做中學(xué)”，在“學(xué)中做”，對培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新思維能力具有積極的促進作用。圖3為學(xué)生在進行《電子設(shè)計自動化》的項目設(shè)計和調(diào)試的圖片。

7結(jié)束語

電子信息工程專業(yè)實踐教學(xué)體系通過這兩年的實踐，學(xué)生的專業(yè)興趣得到了顯著提高；對本專業(yè)的認識加強：創(chuàng)新成果比以前有了顯著的提升。目前還有部分項目需要進一步完善。要進一步調(diào)整基礎(chǔ)理論課程的相關(guān)實驗項目，讓有限的實驗項目能夠發(fā)揮更大的作用；進一步加強對外合作，拓展實習(xí)基地，開闊學(xué)生的視野；增加開放實驗室項目數(shù)量，讓學(xué)有余力的學(xué)生增強自身動手能力。endprint