時間:2023-10-24 10:47:24
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近幾年來,電子信息工程專業是社會需求旺盛的熱門專業,其招生規模迅速擴大,在這種生源充足、社會需求旺盛的一派大好形勢下,我們清醒地認識到,電子信息技術發展日新月異,如果不能及時改革課程結構,更新教學內容,改善實驗手段,教學質量就無法保障。近幾年的教學實踐告訴我們,必須解決以下帶有根本性、戰略性的問題:(1)辦學規模與教學質量的問題;(2)專業雷同與辦學特色的問題;(3)專業寬口徑與人才多樣化的問題;(4)與上述相關的教學組織運行的問題。只有解決好上述問題,才能使高校的電子信息工程專業在人才市場的競爭中立于不敗之地。
二、在目前的電子信息工程專業的教學、實驗中,主要存在以下幾個方面的問題
1.理論課內容陳舊、授課手段單一,實踐內容少,與迅猛發展的現代電子技術嚴重脫節。大多以理論課講授為主,學生動手實踐機會較少。課程內容陳舊,主要是《模擬電子技術》和《數字電子技術》等課程,講課內容以模擬單元電路和中、小規模數字集成電路為主,與目前IT產業大規模集成電路器件高速發展和應用的趨勢嚴重脫節。講課效果較差,學生普遍感覺“學習的知識實踐中用不上,實踐中需要的知識沒學過”。
2.各門課授課內容之間缺乏有機聯系,缺乏一個統一明確的目標。有的課理論太多與現代技術聯系不緊密,有的課內容與其它課有重復,從總體來看,培養目的比較分散。
3.一方面授課的內容與最新發展的技術嚴重脫節,一方面教師尤其是青年教師的知識結構得不到優化和充實,易造成老師不敢多講,學生不愿多聽、動起手來什么都不會的惡性循環局面。
4.實踐環節內容手段比較單一,實踐環節只讓學生了解及掌握最基本的東西,在綜合能力培養方面、在實際問題解決方面、在創新性方面缺乏必要的內容。
在這種情況下,進行適應時代需要的電子信息工程專業建設,是培養現代電子專門人才迫在眉睫的需要。
三、教學改革的具體建議
(一)以提高技能水平為教學核心,采取多種實踐教學方法
實踐教學的教學方法要根據教學內容的不同而有所不同,不能采取一成不變的教學模式。我們把實踐課題分成不同的課程類型:項目中心類型、任務中心類型、問題中心類型、訓練中心類型、體驗中心類型、案例中心類型和復合類型等。例如單片機的實踐訓練就采取“任務中心”、“訓練中心”和“項目中心”相結合的復合型教學方法,以完成一個實際課題為中心,帶動訓練和項目,學習相關知識。電子產品工藝訓練則采取訓練中心的教學方法,從元器件的測量、元件的裝配、元件的焊接、電路的調試、電路的維修等工藝進行反復強化訓練,通過大量的實踐達到提高學生的技能水平和熟練程度。對實踐課程的考核方式也要相應改變,強調進行素質考核與技能考核,減少知識的記憶力考核。實踐類課程的筆試一律開卷考核,允許學生使用任何工具和儀器。有些實踐課程可以進行分段考核和實時考核。
(二)加強師資隊伍建設
為了更好地培養電子類應用型本科人才,師資隊伍建設是關鍵。沒有一支符合高等教育要求的師資隊伍,即使有好的教學計劃和一流的實驗實訓設備,也實現不了培養合格的學生的目標。打造一支教學效果好、科研能力強、實踐經驗足、師德高尚、結構合理的“雙師型”師資隊伍,是電子信息工程專業師資隊伍建設的重要任務。
(三)注重計算機技術和電子信息工程專業基礎知識的融合
計算機技術的發展已使得計算機技術成為各學科專業不可缺少的工具和重要組成部分,其中電子信息工程專業與計算機技術聯系最為緊密。電子信息工程是一門應用計算機等現代化技術進行電子信息控制和信息處理的學科,主要研究信息的獲取與處理,電子設備與信息系統的設計、開發、應用和集成,對學生使用計算機的能力、利用軟件和硬件技術開發應用計算機技術的綜合能力要求很高,其本科教育中計算機基礎教育的基本任務就是培養學生操作使用計算機的能力和開發應用計算機的軟件設計能力。因此,學生應具備較強計算機應用方面的理論知識和實踐能力,除了會使用已開發的軟件包外,還應對已有的軟件包進行二次開發或直接利用某種高級語言進行設計開發,也能從事控制電路、接口電路等方面的設計與調試工作。因此,電子信息工程專業計算機基礎尤為重要,學生的計算機能力關系到能否達到培養目標、能否適應電子信息產業對人才的需求。電子信息技術和計算機技術結合十分緊密,在電子信息工程專業的專業基礎課和專業課程的教學中,計算機的內容雖有獨立性,但在很多情況下已很難將計算機技術單獨分離出來,其和計算機技術結合十分緊密,并逐步走向融合。因此,在電子信息工程專業的課程設置和課程內容銜接中,必須注意到這種融合性,在專業基礎課和專業課的理論及實驗教學中多結合計算機技術。例如,在《信號與系統》、《數字信號處理》等課程實驗中可讓學生自己編程處理,只有這樣才能獲得很好的計算機教學效果。
(四)建立實驗教學質量的監控和評估機制,強化開放實驗教學的組織與管理,確保開放實驗教學質量。開放實驗教學管理的好壞直接影響最終的教學效果。在開放實驗教學過程,既堅持“以學生為本,自主學習”,滿足學生課內外的要求,又及時給學生提供正確的引導。對于課程內規定完成的實驗,要采用提前集中授課的方式,讓學生完成預習后,在網上預約實驗時間。計算機管理系統及時為學生排位,根據學生的實驗記錄各種相關信息,供教師和學生查詢。針對開放實驗后可能會存在學生抄襲實驗數據、實驗報告等問題,要建立實驗教學質量的監控和評估機制。具體構思為:學生進入實驗進行課內實驗時必須通過預習檢查(可通過預習檢查課件進行);基礎實驗教學過程實現網絡化管理;值班教師對學生的實驗質量進行隨機抽查;加大實驗報告的比重;采用答辯和集中進行操作考試相結合的考核方法,確保開放實驗教學的質量。
(五)以素質教育為核心,堅持可持續發展觀,大膽進行全面教學改革
可持續發展是一種新的發展觀,教育在可持續發展戰略中占據極其重要的地位。一方面,教育改革與發展的各種問題,從發展戰略、培養目標、專業設置到教學內容、課程體系、教學方法、教學管理,都可以從可持續發展的觀念和原則得到啟發;另一方面,在對大學生實施素質教育的過程中,必須把可持續發展的觀念、知識、能力、行為,作為文化素質教育的重要組成部分。從可持續發展的理念和原則與實施素質教育出發,高等教育和教學改革就可以在面臨和解決經濟體制轉變、高等教育大眾化到來的一系列問題時,少走彎路。在實踐教學改革中,可以給學生選擇學習的更大的自,使學生相對獨立地進行實踐,揚其所長;在改革傳統的考試方法時,以考評綜合實踐能力為主,用實驗操作、完成設計課題等方法考核學生,促使學生真正為提高能力而學。
參考文獻
摘要:人才培養應適應時展的要求,為了培養經濟社會發展所需要的電子信息類應用技術型人才,廣東白云學院將CDIO工程教育理念和“3+1”人才培養模式結合起來,從人才培養目標的定位與規格要求、專業課程體系的設置、實踐教學體系的設置、課外活動教學內容設置與企業實踐教學內容設置等幾個方面對電子信息工程專業人才培養方案進行重構。
關鍵詞 :CDIO;“3+1”;人才培養模式;電子信息工程
DOI:10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.03.002
中圖分類號:G640文獻標識碼:A文章編號:1671—1580(2015)03—0003—03
基金項目:廣東白云學院教研教改項目。
收稿日期:2014—10—07
作者簡介:龍諾春(1964— ),男,湖南邵陽人。廣東白云學院電氣與信息工程學院,高級工程師,研究方向:嵌入式系統,智能控制技術。
余麗紅(1985— ),女,湖北咸陽人。廣東白云學院電氣與信息工程學院,講師,研究方向:信息處理。
林春景(1963— ),男,福建普田人。廣東白云學院電氣與信息工程學院,教授,研究方向:教育教學方法。
科學技術的不斷發展進步使工程科學技術知識變得越來越豐富,結構體系變得越來越龐大,同時,時代進步和經濟社會發展對人才的要求也在不斷提高;另一方面,社會生產方式的變革及產業結構的調整必然要求高等教育機構對人才培養模式進行調整,以適應新形式下社會對人才的需要。從我國高校來看,“985”高校和“211”高校培養研究型人才、學術型人才,人才培養定位清晰,但大多數地方高校定位模糊,大多采用“985”高校和“211”高校的人才培養模式,沒有專業人才培養特色。一些地方高校辦學條件的不到位和師資力量的不足使得培養的學生很難適應新形式下的人才要求,導致出現生產一線人才緊缺和大學生就業難的問題,形成了用人難和就業難的兩難局面。
廣東白云學院電子信息工程專業教學團隊在原有人才培養模式的基礎上,采用CDIO工程教育理念和“3+1”人才培養模式相結合的方法,研究應用技術型人才培養模式,重構電子信息工程專業人才培養方案,以適應經濟社會發展對電子信息類人才的需求。
一、CDIO教育理念與“3+1”人才培養模式概述
(一)CDIO教育理念。CDIO(Conceive-構思、Design-設計、Implement-實現、Operate-運行)工程教育理念的核心內容主要包括三個方面:一個愿景、一個教學大綱和12條專業人才培養標準。CDIO的愿景是利用現代工業環境,以真實的產品或系統為載體,培養具有深厚專業技術知識和較強工程能力的高素質高級工程技術人才。CDIO的教學大綱反映了這個時代世界工程教育發展目標的主流要求,對工程師應該具備的知識和能力以逐級分別細化的方式表達出來,形成對學生和教師都具有重要指導意義的具體化、可觀測的目標體系。[1]CDIO的12條標準分別考察專業培養理念、課程計劃的制訂、設計實驗和實踐場所、教與學的方法、教師提高以及考核和評估等最根本的、體現CDIO工程教育特色的要求。[2]
CDIO工程教育理念主要面向工程技術人才的培養,它以現代工程實際為背景環境,以工程項目產品或系統從構思、設計、實現到運行(包括改良)乃至廢棄的生命周期全過程為載體,培養學生的科學和技術知識獲取能力、終身學習能力、交流溝通能力、團隊協作能力、開發創新能力和系統掌控能力等,促進學生知識、能力和素質的全面提高。
(二)“3+1”人才培養模式的特征。“3+1”人才培養模式的主要內容是:采用工學結合和校企合作模式,在學校內進行三年的基礎理論教育和基本技能訓練,在企業進行一年的實踐教學,進行工程能力和職業能力訓練,兩個教學環節相輔相成,有機結合,強調培養學生的技術應用能力、實踐動手能力、開發創新能力、系統管理能力和自主學習能力。
二、電子信息工程專業人才培養目標的定位與要求
人才培養模式是高等學校為學生構建的知識、能力、素質結構以及實現這種結構的方式,它從根本上規定了人才特征并集中體現了教育思想和教育觀念。[3]人才培養模式包含兩個方面的內容,一方面是人才培養應達到的目標和規格,即培養什么類型的人才;另一方面是實現這種人才培養目標和規格而構建的教學過程和運行機制,即以什么方式方法培養人才。因此,我們研究人才培養模式,首先就要明確定位人才培養目標及規格要求,然后構建與培養目標相符合的教學過程和運行機制。
(一)人才培養目標的定位。構建人才培養模式,人才培養目標定位是關鍵。地方高校應根據自身特點和地方區域優勢,將人才培養目標定位于立足地方,面向一線,為地方區域經濟社會發展需要培養生產、建設、管理、服務一線的應用型技術人才。廣東白云學院電子信息工程專業的人才培養目標定位是:立足廣東,面向珠三角地區電子信息行業一線,培養素質高、基礎扎實、實踐能力強、具有創新創業精神和團隊協作意識的能從事產品開發、工程設計、生產、管理、服務工作的電子信息類應用型技術人才。
(二)人才培養目標的要求。人才培養目標的制定以人才培養目標定位為前提,培養工程技術人才。一方面,要注重基礎知識和素質的培養,厚基礎、重素質;另一方面,要突出工程能力和創新意識的培養,即要培養學生運用專業技術知識解決實際問題的能力和創新能力。電子信息工程專業培養目標的要求主要包括以下幾個方面:
1.掌握本專業領域相關學科所必需的自然科學基礎理論知識,具有自主學習和終身學習的基本能力。
2.掌握本專業的基礎理論知識、必要的專業知識和實驗方法,具有專業知識基本應用能力和實踐操作技能。
3.掌握分析問題和解決問題的基本方法,熟悉電子工程項目和電子產品開發、設計、生產和管理流程,具有掌控和管理能力。
4.掌握文獻檢索、資料查詢的一般方法,了解電子信息領域的前沿技術和最新發展動態,具有創新和創業的基本能力。
5.熟悉人文社會科學知識,進行思想品德修養和素質修養,具有較好的團隊合作精神、人際交往能力,具有工程師的職業道德和責任感。
三、電子信息工程專業人才培養方案的構建
人才培養方案是人才培養的依據。廣東白云學院電子信息工程專業教學團隊在原有人才培養方案的基礎上,對電子信息工程專業的人才培養方案進行重構。
(一)專業課程體系設置。電子信息工程是以電子科學與技術學科為基礎,集計算機科學與技術、信息與通信工程兩門工程學科于一體的專業,涵蓋的知識面比較廣泛。課程體系是專業人才培養方案的核心內容,應根據專業特點確立本專業的課程體系。根據廣東白云學院的定位和電子信息工程專業的人才培養目標以及“能力本位,就業導向”的理念,基礎學科以“夠用為度”為原則設置,相關主干學科課程和專業技術課程以“能力為本”為原則設置,以“3+1”人才培養模式構建專業課程體系。課程體系共由五大模塊組成:
1.人文社會科學知識課程。思想政治理論、法律與德育、語言與寫作、體育與心身健康、形勢與政策、職業與修養等方面的課程。
2.自然科學知識課程。高等數學、工程數學、大學物理等基礎課程。
3.專業基礎知識課程。電路基礎、模擬電子線路、數字電子線路、高頻電子線路、信號與系統、通信原理、電磁場與電磁波、微處理器原理與應用、計算機應用基礎、C語言程序設計等課程。
4.專業技術知識課程。廣東白云學院電子信息工程專業以行業對人才的需求為依據,分電子工程和嵌入式系統兩個方向。專業技術知識課程按專業和專業方向進行設置。專業課程有電子工藝、感測技術、計算機網絡、嵌入式系統原理與應用等課程。電子工程方向有數字信號處理、DSP原理與應用、EDA技術與應用、微波技術與天線等課程。嵌入式系統方向有計算機操作系統、嵌入式程序設計、嵌入式系統開發、Android應用程序開發等課程。
5.公選平臺課程。主要包括文學、經濟、管理、藝術類方面的基本課程。
人文社會科學知識課程和自然科學知識課程屬公共基礎教育課程,旨在培養學生的基本科學素質,同時,為學科基礎知識和專業技術知識的學習打下基礎;學科基礎知識課程是專業技術知識課程學習的基礎,主要培養學生的基本專業素質;專業技術知識課程按專業方向進行設置,突出專業特色,培養電子信息工程專業學生的專業能力;公選平臺課程主要培養學生的綜合素質,使學生具有對工程項目和系統的掌控能力。同時,在設置課程體系時,根據課程性質要求設置必修課、限選課和公選課,選修課程主要促進學生的個性發展。
(二)專業實踐教學體系設置。電子信息工程的專業特征和行業需求表明工程性和實踐性是本專業的主要特點,而實踐教學是培養學生實踐能力和創新精神極其重要的教學環節。[4]在構建電子信息工程專業實踐教學體系時,應符合專業培養目標和人才培養規律。實踐教學體系可分為課程實驗與應用綜合訓練兩個教學環節。大多數課程有實驗教學環節,實驗學時按總分時的25%~50%分配,有些課程采用一體化教學。課程實驗按驗證性、設計性、綜合性三個層次進行設置,重點是設計性、綜合性內容教學。課程實驗要求學生掌握實驗原理、實驗過程和實驗基本操作方法。應用綜合訓練主要是對素質和能力的培養,應安排在適當的時段。電子信息工程專業的應用綜合訓練按訓練項目和開發項目分類。訓練項目主要有電工實訓、電子線路CAD訓練、程序設計綜合訓練等,培養學生的基本素質和基本專業能力;開發項目主要有模擬電子線路課程設計、數字電子線路課程設計、微處理器原理與應用課程設計、嵌入式系統原理與應用課程設計、電子系統綜合設計(電子工程方向)、嵌入式系統綜合設計(嵌入式系統方向),培養學生的小應用系統設計與系統調試等基本能力。
(三)專業課外活動教學項目設置。課外活動是教學過程中的重要環節,是人才培養模式的重要組成部分。電子信息專業應設置大學生課外活動項目,讓學生在課外環境下通過各種項目訓練激發學習的積極性和主動性,完善知識結構,拓展成才空間,促進其個性的發展。課外活動教學項目的設置應使實踐與理論相統一,賦予課外活動項目一定的學術含量和科技含量,同時,還應做到課外與課內相貫通,整合利用教學資源,既要考慮到課內向課外延伸的活動項目,又要考慮到充分利用校外的社會資源開展活動,真正實現“教”與“學”的相互促進和融合。課外活動教學項目以基本素質和能力的培養為目標,可以從語言溝通和交際能力、知識拓展和整合能力、團隊合作和協調能力、規劃運作和操控能力、創新創業能力等五個方面構建。
(四)企業實踐教學方案構建。企業實踐教學是應用技術技能人才培養的關鍵環節。企業實踐教學體現了在現代工程實際環境下,以產品或工程項目為載體的“做中學”的CDIO工程教育理念,同時,也符合工學結合、校企共同育人的“3+1”人才培養模式。企業實踐教學是學生在完成本專業通識教育課程、專業基礎課程和專業課程的學習,掌握足夠的基礎知識和專業知識,具備基本實踐能力的基礎上,在企業現場進行的實踐性教學活動。企業實踐教學的目標是培養學生的綜合素質和專業技能,使學生能快速、有效、創造性地解決實際工作中的問題,對新技術、新業務有較強的適應能力,具備可持續發展的潛力。[5]通過企業實踐教學,能夠使學生及時了解行業發展的動態,彌補校內教學的不足,拓展學生的綜合能力和職業能力,進一步完善學生向職業人過渡的知識能力結構,培養學生終身學習的能力。根據綜合素質和技能構成,企業實踐教學包括:行業、企業調研,職業能力拓展課程學習,職業品德教育,生產(專業)實習,畢業實習,畢業設計(論文)等六個環節。值得一提的是,畢業設計(論文)應按學生在企業實習的內容進行選題,真題真做。
為滿足廣東省特別是珠三角地區經濟發展對電子信息類人才的需求,廣東白云學院電子信息工程專業教學團隊根據CDIO工程教育理念,以“3+1”人才培養模式,從區域經濟發展和產業結構調整發展對人才的素質要求、知識結構要求、能力要求等方面分析、研究了電子信息工程專業的人才培養模式,確立了該專業的人才培養目標,重構了電子信息工程專業的人才培養方案。基于CDIO 理念的“3+1”電子信息工程人才培養模式是一種應用型人才培養模式,具有一定的實踐意義。
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參考文獻]
[1]徐武雄,鐘東.基于CDIO的電子信息工程人才培養模式研究[J].中國教育技術裝備,2013(18).
[2]顧佩華,陸小華.以設計為導向的 EIP-CDIO 創新型工程人才培養模式[J].中國高等教育,2009(3).
關鍵詞:專業建設;電子信息工程;航空電子
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)13-0126-02
隨著電子信息技術滲透到社會生活的各個角落,電子信息產業獲得了飛速發展,國內外高新技術企業對具有綜合電子信息分析和設計能力的創新人才需求旺盛。沈陽航空航天大學是一所以航空宇航為特色,以工為主,工、理、文、經、管等學科協調發展的多科性高等院校,是教育部、中航工業集團公司與遼寧省三方共建高校,是國防科工局與遼寧省共建高校。根據學校的具體定位和辦學宗旨,我校電子信息工程專業以航空航天、國防企事業單位和東北老工業基地經濟建設為主要服務對象,以培養“航空電子”特色人才為目標,探索出了一條特色鮮明的專業建設道路。下面將從專業建設的人才培養方案改革、課程體系優化、學生工程實踐和創新能力培養三個方面進行闡述。
一、體現“航空電子”特色的專業人才培養方案
結合我校的總體發展目標與定位,對電子信息工程專業的培養目標與能力標準進行廣泛調研和討論,了解社會與行業需求,認真考慮用人單位的反饋意見,聘用企業、研究所等多單位的高級技術人員作為本專業兼職教師,參與培養計劃的制定。秉承“重視基礎、強化實踐、突出特色”的教育理念,從人才培養方案的頂層設計入手,制定了體現“航空電子”特色的電子信息工程專業人才培養方案。重視數理知識及學科基礎理論,依托學院優勢課程、實驗教學基地、科學研究平臺與師資隊伍,聯合航空航天和電子領域的企業,強化實踐教學體系。
以省級精品課、省級精品資源共享課和校級精品課為基礎,以質量工程建設為指引,探索以“工程認知―工程實驗―工程設計―工程實施”能力培養為主線,設計了“核心課程+專業模塊”的理論教學體系,設置了“航空電子”方向模塊,構建了“多層次,多類別”的實踐教學體系,制訂了相應的人才培養管理運行機制,構建了突出“航空電子”特色、通才與專才相結合、共性和個性相結合、個人發展與行業需求相結合的電子信息類工程創新型、應用型人才培養體系。
二、突出“航空電子”特色的課程體系優化整合
1.優化課程設置,加強核心課程群建設。授課內容緊跟新技術發展方向,定期組織教師討論教學大綱,去兄弟院校進行調研,保證培養出來的學生能夠緊跟社會發展的需求。結合電子類企業需求,歸納出所需知識點和相應的技能要求,在此基礎上組建相應課程群,目前確立了四大課程群:信號處理課程群、電子系統設計課程群、計算機類課程群、航空電子課程群。
2.與企業需求接軌,緊跟新技術發展開設課程。與用人單位密切聯系,認真研究電子信息領域的發展趨勢,增加了《嵌入式系統設計》、《虛擬儀器技術》、《電子信息工程專業導論》、《軟件開發綜合實訓》、《專業工程設計》、《專業工程實習》等產學研課程和課程設計,保證了課程內容與電子信息領域發展的一致。將電子技術類課程、單片機課程前移,確保學生盡早感知專業、步入專業。在專業教育選修平臺加入業務和前沿知識模塊,緊跟行業發展的趨勢及企業用人需求,確保學生就業后上手快。實踐教學環節采用先進的電子元器件、先進的實驗儀器設備和實驗裝置、先進的現代設計工具和設計方法,使學生在得到實踐鍛煉的同時,與新技術、社會需求和學科發展接軌。
3.設置“航空電子”方向模塊,突出“航空電子”特色。在保留原有信號處理方向的基礎上,新開設“航空電子”方向課程,開設“衛星導航原理與應用”、“雷達原理與系統”和“航空電子系統”等體現航空電子專業特色的課程。另外,電子信息工程專業本科生在大四開始可自主選擇專業方向。
作者簡介:徐達文(1981-),男,安徽安慶人,寧波工程學院電子與信息工程學院,講師。(浙江 寧波 315016)
基金項目:本文系寧波工程學院高教研究課題(NG12019)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0024-02
“卓越工程師教育培養計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。[1]
在國外,以德國為首的西方國家早在近一個世紀前就已開展了工程應用型人才培養的研究和實踐工作,形成了一整套的應用型人才培養理論和實踐體系。例如,德國應用科技大學已形成從辦學理念、培養目標到教學內容、課程設置都比較完善的應用型人才培養體系,對我國實施“卓越工程師培養計劃” 有很多值得借鑒的地方。[2]
由于我國工程教育所處的歷史階段與西方發達國家完全不同,我國工程教育面臨的國家使命與西方發達國家完全不同,只能走建設中國模式工程教育之路。文獻[3]指出保證卓越計劃應做好五個方面的工作:一是創立高校與行業企業聯合培養人才的新機制;二是創新工程教育的人才培養模式;三是建設高水平工程教育教師隊伍;四是擴大工程教育的對外開放;五是制定“卓越計劃”人才培養標準。課程體系和教學內容改革是成功進行卓越工程師培養必須完成的一項至關重要而又具有挑戰性的關鍵工作。文獻[4]面向卓越工程師的培養,分析和研究相應的課程體系和教學內容改革,提出采用模塊化結構進行卓越工程師培養課程體系的設計和構建,形成一個“厚基礎、寬專業、重實踐、強個性”的課程體系。文獻[5]研究了卓越工程師教育培養的教學模式,包括研究型專業課教學模式、研究型實踐教學模式、產學研結合教育模式。文獻[6]從課程體系、教學內容、方法與手段、企業實習等方面探討了電子信息類專業的教學改革。
2010年,寧波工程學院成為教育部首批實施“卓越工程師教育培養計劃”試點高校,其中“電子信息工程”為卓越工程師培養試點專業。為切實增強學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力,學校以實施教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點為契機,不斷深化校企合作的電子信息工程專業人才培養模式改革。本文結合本校的客觀實際,主要從課程體系和實踐教學兩方面探討電子信息工程專業卓越工程師培養的教學模式。
一、構建適于“卓越工程師”培養的模塊化課程體系
課程體系是大學人才培養的主要載體,是大學教育理念付諸實踐和人才培養目標得以實現的橋梁。[4]作為“卓越工程師”試點專業建設內容,通過對國內相關高校先進教學經驗調研的基礎上,對課程體系和教學內容進行相應的調整、充實和更新,同時與企業聯合開發課程和實踐環節,優化課程體系結構,突出電子信息類“卓越工程師”的知識交叉和復合型能力結構的培養,并有機地滲透到本科四年課程教學里。
課程教學體系實行模塊化設置,包括通識教育(30.5%)、工程基礎教育(35.2%)、工程專業教育(29.6%)、素質拓展教育(4.7%)等4個課程模塊,如表1所示。課程設置以工程實踐能力和創新能力培養為主線,注重工程系統的思維訓練,協同業界一同參與,充分考慮行業(企業)對人才培養的需求,體現針對性、實用性。在按照模塊化結構進行卓越工程師培養課程體系的設計和構建時重新修訂相應課程大綱,適度縮減理論教學學時數,加大實踐教學環節的比重。例如,根據“卓越計劃”的人才培養方案及工程人才的培養特點,“數字信號處理”課程作了以下幾方面修訂:教學減少“理論性”,突出“做中學”的教學理念,以實現工程能力的培養;增設了“數字聲效”章節,分析了混響、均衡、回聲等數字產生原理,培養學生綜合運用前面章節所學的數字信號處理的基本原理和方法去設計實際的信號系統的能力和過程。教學采用大作業形式,通過團隊協作、討論等方式鍛煉工程能力。目前,電子信息工程專業實踐教學環節的學分分配比例已達到33.1%。
二、構建全程步進式實踐教學體系
在實踐教學環節的學時得到加強的基礎上,為充分培養、拓展學生的專業實驗技能和綜合素質,學校構建了由各實踐環節層次推進、縱橫結合、環環相扣的立體化、層次化、開放的實踐教學體系。在縱向上由認知實習、驗證實驗、綜合型實驗、設計探索型實驗(開放實驗)、畢業設計等層次漸進,實現專業技能及設計、創新能力的由易及難、由簡單到綜合的訓練和培養,同時輔之以思維和方法的訓練。在橫向上由課程實驗、課程設計、企業實習、第二課堂等輔助拓展和強化知識點,達到與應用型本科電子信息類專業理論教學體系緊密結合的改革目標,確實培養學生的應用能力、設計能力和創新能力。
1.搭建豐富的實踐教學平臺
具體的實踐教學平臺由基礎實驗教學平臺(包括外語、計算機應用能力訓練、物理實驗和相關的基礎課程實驗等)、工程基礎訓練平臺(包括金工實習、電子實習、認識實習和電子設計工程師考證等)、綜合運用實踐平臺(包括畢業實習、綜合設計或學年論文、畢業設計、學生科技創新項目和科學研究訓練等)、素質拓展與社會實踐平臺(包括社會實踐、社團活動和參加各種知識技能競賽等)構成。
采用“3+1”培養模式,即3年在校學習+1年企業學習,培養過程中引入行業和企業的深度參與。在校內,加強校內公共基礎實驗室、實習實訓基地建設,加強公共共享的教學實驗配套設施建設,加大校內實驗、實習場所的開放力度。同時按照相關規范和行業標準,統籌考慮不同課程體系實驗教學和科研訓練的需要,積極推動與企業合作共建的專業實驗室,為學生核心應用技術能力培養創造更為真實的工程環境。目前,電子與信息工程學院已建成省級實驗教學示范中心(電子技術實驗中心、計算技術實驗中心)、市級重點實驗室以及校級工程實踐教育中心等。這些實踐教學基地教學設備完善、開放性好,已成為學生課程實驗、開放實驗、學年論文、部分課程設計等專業實習的主要場所,并能夠滿足專業實習教學要求。在校外,學院聯合行業企業建立工程實踐教育中心,已經選擇5~6家電子信息企業作為重點實習基地,每年選派試點專業本科生到企業進行實踐環節的培養,包括認識實習、生產實習、畢業實習和假期社會實踐等內容。
為促進學校工程教育國際化特色的形成,還實施“海外實習計劃”,通過多種形式組織學生接受海外工程教育,分批、分期組織學生赴國外境外實習。深化與現有國外簽約院校的合作,互派“專業實習團”等聯合培養工程技術人才。嘗試將試點專業“3+1”培養模式中的一年實習環節放在海外友好院校或國外企業進行,擴大對海外境外專業實習的宣傳力度,增強學生的海外境外專業實習意識。加強學生外語應用能力培訓,鼓勵試點專業開設“國際班”,培養卓越人才的國際化素質。
2.改革實踐教學模式
在實踐教學環節的設計上應與工程實際緊密結合。一是實驗課,整合實驗課教學內容,大幅增加設計性、綜合性的實驗比例,增加前沿技術、工程技術的應用性實驗,并將相關較為成熟的科研成果引入實驗內容中。專業基礎課程實驗中的設計性實驗的比例達到30%~40%,專業課程實驗中設計性實驗的比例達到60%以上。二是課程設計。通過課程設計,訓練學生的基本工程技能。通過改革,每個課程設計環節全部由多個綜合性、設計性的課題組成,每個課題分為基本要求和拓展要求,供不同層次學生選用,每個學生可選擇一個或多個課題選做。三是實習。通過生產一線的工程訓練增加學生接觸社會的經歷。四是畢業設計。畢業設計(論文)是學生在專業學習四年知識的綜合運用和檢驗,也是專業實踐教學體系的最后一個環節。畢業設計(論文)選題來自于教師的研究項目,企業的開發項目和技術革新,切實做到與科學研究、技術開發結合。五是課外實踐活動。通過產學研合作、參與教師科研項目及校園各種科技活動營造濃厚的工程實踐氛圍。實踐環節(含企業學習)采用“工程項目驅動”培養方式,通過一系列適合教學的典型工程項目強化培養學生的工程能力、設計能力和創新能力。
三、結論
電子信息產業是國家和各級地方政府重點發展的高技術產業,對于促進社會就業、拉動經濟增長、調整產業結構和轉變發展方式具有十分重要的作用。“卓越計劃”的啟動為電子信息類專業應用型人才培養提供了良好的機遇,為加速培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才奠定了基礎。結合電子信息工程專業的特點,對電子信息類的教學模式進行了探討和研究,構建適于卓越工程師培養的模塊化課程體系和全程步進式實踐教學體系,以滿足卓越工程師培養的需要。
參考文獻:
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中圖分類號:F407文獻標識碼: A
l 引言
集成電路的飛速發展使電子科學技術的面貌日新月異。電子產品在50年代以前是以電子管為核心器件,60-70年代逐步由晶體管代替,80-90年代則是以集成電路為主,并由全模擬電路轉為兼有模擬、數字信號電路且以數字信號電路為主的信號系統。計算機科學的興起及其廣泛應用深人到國民經濟的各個領域。計算機技術已成為實現現代化必不可少的手段,沒有哪個行業有電子工業這么快速的驚人變化。為適應科技高速發展的形勢,適應社會主義市場經濟的需要,必須轉變我們過去在計劃經濟休制下形成的教育思想,使教育真正面向社會主義市場經濟,面向世界,面向21世紀。
2 電子信息工程類大學本科生培養目標及必備的知識結構和基本素質
2.1 專業教育培養目標
面對當前這一新的形勢,新的教學改革大潮,世界上一些發達國家普遍認為大學生的工程教育不可能什么都學,也不可能學得太專,工程教育只能是基礎性教育,培養通用的適應能力強的人才。
國家教委結合我國實際情況,提出了高等教育要進一步拓寬專業面,加強基礎教育,加強計算機教學,加強實踐性環節教學的教學目標。我們認為電子信息工程類核心技術基礎課程的設置可以分為3大模塊,即:①電路理論、電磁場理論、信號與系統;②線性電子線路、非線性電子線路、數字邏輯電路;③計算機科學與工程。所涉及的內容是電工學、電子學技術中已經成熟的并帶有普遍意義的基本理論、基本分析方法和基本技能。它提供了電子信息工程類專業人員所必備的知識結構和基本素質,這些課程的內容是今后學習專業課的基本知識。
2.2.1 電路、電磁場與電磁波、信號與系統模塊
① 電路分析、信號與系統課程是電工類各專業的重要技術基礎課,它是核心技術的基礎與核心。電路分析基本內容是:電路與磁路、交流電路、動態電路的分析等。參考學時為90-100學時。
信號與系統基本內容是線性連續時間系統、線性離散時間系統分析、線性系統的狀態變量分析、隨機過程和信號處理等。參考學時為80-90學時。
② 電磁場與電磁波課程是核心技術課的組成部分,同時是一些新興邊緣學科的理論基礎,基本內容是:電磁場、電磁波、傳輸線和天線等。參考學時為80-100學時。
2.2.2 線性、非線性電子電路、數字邏樣電路模塊
線性、非線性電子電路、數字邏輯電路課程是電子信息工程教育中重要基礎課,是一門應用性很強的技術學科。線性、非線性電子電路課程的主要內容是:半導體器件、放大器、信號波形變換、功率電路、頻率變換等。參考學時為150-160學時。
數字邏輯電路課程的基本內容是:邏輯門電路、數字電子學理論基礎、組合邏輯與時序邏輯電路、大規模集成電路、模一數接口電路等。參考學時為70-80學時。
2.2.3 計算機科學與工程模塊
由于計算機科學的蓬勃發展及其廣泛應用,計算機系列課程是電子信息工程技術教育中的核心課程。根據中國計算機學會“93大綱”的規定,它包括9個領域、3個進程、12個基本概念,按照循序漸進的原則,我們認為包含以下基本內容:計算機數據錄入技術、編程語言和基本算法、數據結構與程序設計方法、計算機原理與體系結構、操作系統與軟件工程、人工智能、計算機網絡等。
2.3 實踐環節的改革在培養學生能力中的作用
實踐環節的重要性不僅在于加強對理論的理解,而且在學生的工程能力訓練和科研能力的培養方面有特別重要意義。實踐環節包括實驗課、綜合專題實習和畢業設計等。
實驗是實踐的主要環節之一,實驗課是綜合理論和實驗技術應用的聯合體,它為學生掌握知識和發展能力的統一提供了最佳條件,是全面培養學生的實踐能力(如動手能力、思維創造能力、自學能力、分析問題和解決問題的能力等)的基本環節。對培養學生的基本技能、探索精神、堅強毅力和求實作風等方面都有積極作用。綜合專題實習的主要任務是培養學生的工程設計能力,建立正確的工程設計觀點和經濟觀點。
畢業設計是對學生專業知識和能力的綜合實踐和考查,是學生在校期間受到的工程師素養和科學方法訓練的最重要的環節,根據我們的經驗,這一環節應當加強而不是削弱。
3 改革實踐環節的方案
3.1 基礎實驗教學應突出能力培養使學生達到如下要求:
① 熟悉常用的元器件的性能及使用。
② 熟悉各種常用電子儀器的使用及各種測試方法。
③ 能設計、組裝和調試常用電子電路, 檢查和排除常見故障。
④ 具有一定的工程設計能力, 建立正確的工程觀點和經濟觀點。
⑤ 能正確處理實驗數據, 進行誤差分析和撰寫科學實驗報告。
⑥ 能應用計算機進行工程設計和數據處理, 能利用計算機進行產品的輔助設計、分析等。
3.2 關于實驗教學課程體系的初步設想
3.2.1 體系結構框圖
根據原來按技術基礎課分別開設實驗課所存在的問題,為優化能力結構,設想將電路分析、信號與系統、電子線路、數字電路等課程的基礎實驗部分合并開設一門“基礎電工實驗”,內容安排由易到難,由簡單到綜合,覆蓋整個電子技術基礎學科的前兩個模塊。再開設一門課程設計性質的綜合實驗與綜合實習,突出培養工程設計能力。將計算機能力的訓練貫穿整個大學學習過程中,并與有關學科的教學環節相結合。考慮到計算機學科能為其它學科提供非常先進的工具,計算機學科的成果能為其它學科的發展創造前所未有的條件,因此在綜合實習階段和畢業設計階段要盡可能地運用計算機學科的成果。
3.2.2 關于各實驗模塊的說明
(1) 課程設計性質的電路綜合實驗
電路綜合實驗要求設計、安裝和調試一個電子電路或一個簡單裝置,檢查并排除實驗過程中出現的故障。設計題目有:多級放大器、OTL功放、直流穩壓電源、調制器、解調器、計數器、分頻器及數字鐘等。本實驗安排在3年級分段進行。參考學時為60-70學時。
(2) 綜合專題實習
綜合專題實習使學生得到工程設計中的方案論證、工程計算、安裝調試及撰寫論文等方面的基本訓練。綜合專題實習應是電子信息工程系統的一個分機,或一個較小的設備,在技術上已較成熟,在設計與調試方面有典型性與先進性。例如:電視機安裝與調試、音響系統安裝與調試、數字調諧器、各類報警系統、電子裁判系統、家用電器的電腦控制等。本實驗可安排在第7學期進行,可在校內進行,也可在工廠進行,可與生產實習、勤工儉學結合起來,實習期約為3-4周。
(3) 計算機能力訓練
計算機能力訓練包括計算機操作訓練、編程訓練、計算機輔助分析與設計、計算機接口實驗等。根據由淺入深的原則,全面貫徹中國計算機學會“93大綱”的要求,根據目前大多數高中畢業生的現狀,可在第一學期安排計算機操作訓練,然后是計算機編程訓練;在此基礎上可在數學、物理、電路與信號、電子線路等課程中應用計算機進行輔助分析和設計。另一方面,在電子電路、數字邏輯電路課程的基礎上可以進行計算機接口實驗,從而為利用計算機開發產品,進行綜合專題實習作好準備。
圍繞計算機學科的發展而進行的綜合專題實習應在計算機應用的典型系統選題,如數據庫管理系統、多路自動監測系統、綜合業務數字網(ISDN)通信系統、人工智能系統等。上機時數為150-200小時。
4 結束語
本文在東南大學教改的基礎上,根據學校的實際情況提出了實踐環節教改的實施方案它將國內外教改指導思想的先進性與國內的實際情況的可行性結合起來,可以為絕大多數院校所接受。寫作本文目的也在于拋磚引玉,以求加快教改的步伐。
近年來,電子信息工程專業的本科畢業生多數都應聘于電子信息行業的公司和企業,以及對應的研究機構。這些用人單位要求學生除了具有扎實的專業理論基礎和實踐綜合應用能力外,更要具有一定的創造性工作能力。教育改革的主導方向就是適應社會需求,實現培養目標,據此,學校在新培養計劃中增添了8個學分的創新創業教育平臺,該平臺設置了理論和實踐兩個方面內容與之相適應,同時在電子信息工程專業教學方面除了系統完成所需較寬口徑的專業基礎知識教學外,也有針對性地給出了培養創造性工作能力配置的課內外對應強化訓練項目。這是培養“知識+能力+創新”型實用專業人才的必然要求,同時也是學生求職就業發展的現實需要。因此,針對我校電子信息專業培養目標和現有資源條件,通過追求高素質教師隊伍、有效利用課內外各種實踐教學活動、合理設置相關內容,系統地、有目的地強化創造性工作能力培養的教學,針對培養途徑、內容及相關結構進行系統多方位、多角度的優化設計、合理調整和有效管理,并展開了一系列研究、探索及實踐活動。
一、建設高素質的教師隊伍
教師本身的素質和能力對學生的創造性工作能力培養起著至關重要的作用。為此我校通過走出去請進來等各種途徑刻意選拔或培養高素質和能力的教師,切實從科學研究、教學方法、教育理念和心理等方面提高教師素質和能力,建設開拓性(善于發現新知識、創立新技術)、普及性(善于總結前人知識和方法并消化整理傳授于學生)、全才性(前兩者兼備)完美結合的教師隊伍。
二、配置的課內實習實訓
1.認識實習
為期一周的認識實習一般安排在專業課即將開始的第二學期,通過參觀省內大中型企業的自動化生產過程、省內有關研究所或設計院管理和研發部門、科技城和電子市場,聽取工程技術人員或企業管理人員或專家有關技術和管理、新開發、新技術、新發展方面的報告,了解電子信息工程專業發展前沿的新技術、新產品、新應用情況,認識一些常用的電子元器件、設備及常用集成電路,并了解其應用情況;了解計算機和電子產品市場及本專業人才需求情況;使學生對本專業有關的企業生產管理、工業控制過程、各類電子設備的研究、設計、應用、制造、開發和電子行業的發展前景有一定的感性認識。明確學習目標、激發學習熱情、開闊專業視野,為今后的創造性工作能力培養奠定基礎。
2.教學實習實訓
教學實習實訓是我校電子信息專業教學培養計劃的一個重要的技術性工具使用及應用的實訓,兩方面內容包括:可視化開發工具――VB6.0設計應用方法和Protel99_Windows95/98環境下的EDA電子輔助設計應用方法。在教學過程中融入創造性工作的理念,采取學生自學制作為主、教師實時指導為輔的方式,根據實際工程需求,布置對應的制作課題,充分發揮學生自身多方面素質能力,不設標準結果,以完成制作的技術含量、質量、合理性、獨特性評價成績,很好地激發了學生的各自潛能,最大限度地培養了學生自學、掌控、總結、發揮和創新的工作能力,也更加充實了學生工程實踐能力培養內容。
3.生產實習實訓
生產實習實訓是電子信息專業教學計劃中綜合訓練工程實踐能力的重要實踐環節,是強化本科生創造性工作能力培養的另一個重要途徑,也是幫助培養“知識+能力+創新”型實用專業人才的一種十分重要的教學形式。在生產實習實訓中,學生能在綜合運用所學知識、解決本專業實際問題能力方面得到系統性的訓練和培養,同時獲得“設”“裝”“調”“校”“修”的技能和能力。我們根據各年度省和國家電子設計競賽題或聯系廠家的實際情況選取了導性生產實習內容或集中制作一批電子競賽制作中可能涉及的一些平臺或接口設備。通過完整的設計、制版、焊接、編程、組裝、校調、報告等系統工作以及在生產并維修一些用于實驗、課程設計和綜合實驗的實驗設備等具體工作過程中,強化了創意、組織、協作等各方面創造性工作能力的培養,同時也提高了教師的實踐組織能力和實踐教學水平。在學校本科評建期間展示的學生制作的多樣化產品深受全國評建專家的好評。
4.專業綜合實驗
電子信息工程專業綜合實驗是綜合多門專業課并以多門基礎課、專業基礎課為基礎的實踐環節,是為解決本專業的核心知識應用問題而進行的綜合性實驗訓練,旨在提高學生在MCU及傳感器對外部過程參數進行測量、轉換、處理的硬、軟件設計和編程能力;以MCU為核心的嵌入式系統的設計能力;MATLAB等仿真技術在通信和信息處理等應用能力。
三、配置的課外實踐環節
1.開放實驗室項目
為適應教學改革和人才培養需要,切實強化學生的實踐能力、創新能力以及創造性工作能力,同時提高實驗室教學資源利用率,從組織形式、經費支持、開放實驗項目等方面給出了實驗室開放的具體安排。學生可以結合大學生創新實驗活動自行選擇或教師規定開放實驗室的實驗內容,并給出了完成形式,由學校組織統一驗收。
開放實驗室為專業課程設計的實訓二次開發創新奠定了必要的基礎,提供了良好的條件,能夠進一步強化動手能力和技能、鞏固理論知識,加深基本理論和基本概念的理解;真正提高發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力;激發學習、研發興趣,有效啟迪創造性思維;極大地給了學生發揮和創新的空間;親身體驗自身組織設計工作過程,提高綜合運用所學知識分析處理工程實際問題的能力;培養科學嚴謹的工作作風和協作精神,提升專業工作綜合素質,為學習后續專業課程以及電子信息專業的工程技術工作和科學研究奠定堅實的基礎。
2.創新創業教育平臺的理論和實踐配置
(1)電子設計競賽賽前的理論指導
學校在新培養計劃中增添了8個學分的創新創業教育平臺,該平臺設置了理論和實踐兩個方面內容,電子信息工程專業在創新創業教育理論平臺開設了電子設計競賽賽前指導理論部分課程,以實現電子設計競賽所涉及的專業知識,綜合運用集中針對性教學目標。
理論課程以全國大學生電子設計競賽賽前系統培訓為主,結合具體的全國大學生電子設計競賽歷年的題目和設計方案,內容涉及各類題目的分析方法、常用元器件及設備、開放設計軟件語言編程調試與使用、制版和制作、裝配及調試、重點單元功能電路的設計與應用、單片機最小系統設計制作及準備、可編程邏輯器件系統設計簡介、系統設計的綜合訓練、電子設計競賽設計與總結報告寫作、電子設計競賽過程及參賽演示應注意的問題。將競賽內容相關的課程內容有機結合并應用,講練結合,使學生在理論上具備設計開發制作電子系統的能力。
(2)電子設計競賽和創新創業大賽等競賽
電子設計競賽和創新創業大賽等競賽是強化培養學生各種實際能力尤其是創造性工作能力最有效的途徑。我校為此已將電子設計等競賽納入正式的課外教學實踐活動,并給出了競賽獎勵創新學分的機制。第六學期開展面向全校學生的校電子設計競賽(為期3周),也是省或國家參賽隊的遴選,第七學期或是省電子設計競賽或是全國電子競賽(都從暑假的后2周開始集訓至競賽結束),不僅加強訓練強度也為取得良好的競賽成績提供了必要保證。電子設計競賽和創新創業大賽作為培養學生實踐動手能力和創新能力的一個大平臺,教師和學生綜合素質、實踐技能、應變能力以及團隊協作精神得到了極大提高,由于參賽學生得到了社會選材的認可,成了搶手人才,因此參賽學生人數急劇增加,積極性日益提高。更由于競賽內容100%為綜合性和設計性實踐,學生通過參賽訓練的過程,在軟、硬件知識綜合應用,新技術、新元件應用,創新意識以及創新能力等方面都得到了實質性的提高,一批具有創造性工作能力、高專業素質的優秀學生脫穎而出。而且對于所有參賽的學生,無論獲獎與否,都在方案論證、系統設計與調試、新器件的選用及創新能力與協作精神等方面得到了全面提高。此外,培養學生撰寫科技論文也是強化培養學生創造性工作能力的一條很好途徑。競賽的過程和內容同時也為學生撰寫科技論文提供了很好素材,奠定了寫作科技論文的基礎。
總之,合理設置相關課程,有效利用開放實驗室、專業綜合實驗、各種實習實訓和及電子設計競賽等實踐環節,能夠有效強化培養電子信息工程專業學生的創造性工作能力,是適應當代電子信息類專業發展的需要,更是實現“知識+能力+創新”型實用專業人才培養目標的有效途徑。涉及心理品質+健康體質+廣博知識+創新才能的創造性工作能力培養任重而道遠。
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關鍵詞:
電子信息工程;應用型大學;理論教學;實踐教學
20世紀80年代以后,在高等教育方面,國際上出現了新的發展方向,即培養應用能力高、實踐技能強的大學生。因此,在這樣的大背景下,培養實踐能力強、創新能力高的學生成為了新的培養目標。應用型本科教育重在“應用”二字,以體現時代精神和社會發展要求的人才觀、質量觀和教育觀為先導,以新的高等教育形勢下構建滿足和適應經濟與社會發展需要的新的學科方向、專業結構、課程體系,更新教學內容、教學環節、教學方法和教學手段,全面提高教學水平,培養具有較強社會適應能力和競爭能力的高素質應用型人才。我校是全國獨立建制的8所高等職業技術師范院校之一,目前已步入應用型大學轉型進程。機電學院如何能夠在轉型初期跟上學校的步伐,甚至成為學校轉型中的成功案例,成為了機電學院每個老師的教學研究重點。
一、注重實踐教學
應用型大學是相對于研究型大學和教學研究型大學而言的,它是按照中國大學培養的特點,在中國經濟建設現代化和高等教育大眾化推動下產生的一種新類型的本科教育,它要求各專業緊密結合地方特色,注重學生實踐能力,培養應用型人才,從教學體系建設體現“應用”二字,其核心環節是實踐教學。電子信息工程專業旨在培養德、智、體全面發展,掌握電子信息工程專業基本理論和基本知識,具有創新、創業能力和專業基本技能,能夠在電子技術、信息處理、通訊工程等從事各類電子設備、通信工程的研究、設計、開發工作的國際化應用型高級工程技術人才。目前電子信息工程專業的課程設置存在理論課程偏多,實踐課程偏少的現象,而實踐教學是培養學生實踐能力和創新能力的重要環節,也是提高學生社會職業素養和就業競爭力的重要途徑。因此,適當增加實踐教學課程,能夠提高學生將理論知識應用于實踐的能力,增加學生動手機會,更加順應應用型大學的培養目標。
二、課程改革
在目前課程設置條件下,如何提高學生的實踐能力,課程改革迫在眉睫。1、理論課程改革1)課堂上使用計算機輔助教學軟件計算機輔助教學(ComputerAidedInstruction,簡稱CAI)是在計算機輔助下進行的各種教學活動,用計算機幫助或代替教師執行部分教學任務,向學生傳授知識和提供技能訓練的教學方式。有效的使用輔助教學軟件,可以提高學生學習的參與度,并在合作中提高學習興趣和學習效率[1]。如自動控制原理課程,通過課堂上使用輔助教學軟件MATLAB,不僅可以使學生更加直觀的理解知識點,而且可以提高學生的學習興趣,增加學生的學習積極性和主動性。2)實驗中展開綜合性實驗以往的驗證性實驗存在實驗知識點單一,難度低等問題,不足以提高學生的應用能力。因此,在基礎性實驗后,開展難度更高知識點更加全面的綜合性實驗是提高學生應用能力的有效方法。2、實踐教學改革1)專業綜合性實習的有效開展創新精神和實踐能力是對新時期高素質應用型人才的基本要求。專業綜合實習是在相應課程理論及實驗教學的基礎上,培養學生綜合運用所學專業知識,分析總結和解決實際問題的重要實踐性教學環節,是前期所學知識的一次全面綜合訓練[2]。使學生理論與實踐緊密結合、掌握所學專業的基礎理論和基本技能,熟悉企業單位現狀,面向實踐、拓寬視野、增強動手能力和社會適應能力。制定具體教學計劃,有針對性的開展實習,設置使學生感興趣的小項目,學生可以單獨或者小組完成,以使學生掌握實踐基本技能為目標。2)畢業設計的有力實施電子信息工程專業的培養目標是能從事應用電子技術、信息技術、通訊工程等領域內的軟、硬件設計,以及相關產品的開發、生產、銷售、技術管理、技術服務等方面的高級應用型人才。因此,打破以往畢業設計強調理論的思想,更注重學生的應用能力,提高學生的實際操作水平,是應用型大學轉型過程中關鍵的一環[3]。從畢業設計選題至學生組團、過程指導、論文寫作及答辯都應進行相應的改革,如設計題目可大可小,學生可以獨立完成也可以結組完成等,以每個學生都能參與并能有所收獲為目的。
三、結束語
在理論教學方面,通過引入教學輔助軟件可以更大程度提高學生的學習積極性,更好的掌握理論知識;實驗中加入綜合性實驗,提高學生的應用能力。在實踐教學方面,使專業綜合實習類實踐課程有效開展,學生切實完成每一個小項目并有所收獲;畢業設計有力實施,每一個學生均能根據所學專業知識完成課題。相信這一改革必定能使學生綜合運用所學知識解決實際問題,在應用型大學轉型的過程中起到良好的模范帶頭作用。
作者:王楓 包長春 劉艷東 單位:河北科技師范學院機電工程學院
參考文獻
中圖分類號:G623 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)08(b)-0000-00
Study of undergraduate practical teachingsystem
Lin Chen1, Ying Lyu1,2, Hongzhi Jia1 and Boqing Xu1
1. School of Optical-Electrical and
Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, 516 Jungong
Road, Shanghai 200093, People’s Republic of China
2. ESIGELEC, Rouen, France, 2015
AbstractPractice teaching method is an effective way to consolidate the theoretical knowledge deepen understanding of the theory knowledge,it’s an important part of cultivating high-quality engineers with a sense of innovation. It’s an important platform to improve students’ abilities of scientific methods’ usage and practical skills. It helps students form a positive attitude towards science. From the view of ElectronicsInformation Engineering, this article analyzes some disadvantages of traditional teaching method, puts forward a brand new teaching method that consists of three points which are “Put internship as a part of curriculum”, “Experimental teaching in each courses”,“Encourage designing experiments and series experiments ” which improves students’practical skills effectively.
Key word:practical teaching; practical ability;traditional teaching; new teaching
1.引言
電子信息工程目前在眾多領域得到廣泛應用,是一門應用計算機等現代化技術進行電子信息控制和信息處理的學科,主要研究信息的獲取與處理,電子設備與信息系統的設計、開發、應用和集成。電子信息工程已經涵蓋了社會的諸多方面。電子信息工程專業是集現代電子技術、信息技術、通信技術于一體的專業。
法國ESIGELEC擁有1900人(員工、學生與教授)。五個部門包括:信息技術、電信和電子、電氣工程與能源、嵌入式系統、人文,語言和管理以及八個自動化實驗室。16個雙學位課程。在40多個國家和地區的90份與大學或工程學校的協議進行了簽署:包括歐洲國家,中東國家,非洲國家,北美國家南美洲國家和亞洲國家。學生總人數:工程計劃占34%的是國際學生其中包括30名交流學生。3000個公司與ESIGELEC建立網絡關系,其中有350個法國境外公司(他們可以提供境外實習機會)。有大部分相關課程在IRSEEM實驗室完成,為更多的學生提供了實踐的平臺。
接下來,本文就電子信息工程專業的教學作為例子,深究法國魯昂高等工程師學院是如何針對學生所學的知識從而提高他們的實踐能力和創新能力。學校課程安排突出表現了較強的理論性與工程性、實踐性,著重培養學生分析問題和解決問題的能力,切實提高動手的實踐能力,為經后從事電子開發,嵌入式工程設計,電路設計以及軟件開發等綜合性研發的工作打下堅實的基礎[1]。
2.傳統實踐教學中存在的問題
與國外理論結合實踐的教育理念相比,傳統教學過程中存在的問題主要表現如下:
2.1 課堂氣氛不夠活躍
當前,我國的大學課堂教學很大程度上還是沿襲中學的填鴨式教學方式,即老師教,學生就被動學和接受,學生缺乏相應的主觀能動性,并不能將所學知識做到真正的融合貫通。
2.2 理論與實踐的比重不合理
由于資源的限制,我國的教學主要以上課為主,實驗為輔,學生剛剛開始動手,實驗課就結束了,而且除了在實驗課程時間可以進入實驗室,其他時間學生不被允許進入實驗室復習。追其原因,是因為實驗室有限,電路板有限,學校無法保證資源的合理分配。由于已完成焊接的電路板價格普遍比較昂貴,學生沒有經濟能力和沒有實驗任務的壓力下,無法保證自覺購買電路板進行長期性的實驗[2-3]。
2.3 學生眾多
國內的課堂,假設班級有50位同學,老師講課的時候,如果同學有問題,老師不太可能在上課時間解決這個問題,而是在課間時找老師詢問進行解答,原因是學生不太會在老師講課的時候打斷老師,進行詢問。一方面原因是由于考慮到班里同學太多了,耽誤其他同學;另一方面原因是考慮到老師的講課效率,妨礙老師的授課進度。
2.4 筆試成績比重大
中國的課堂,期末筆試一向占有很高的比重,很多同學在上課時睡覺,卻在期末中仍然可以考出好成績。這是為什么呢?因為作為考試的基礎是用書本中的知識,學生只需要認真記憶書本上的知識即可。但讓人遺憾的是,這種記憶是短暫的,根本沒有通過實踐來加深印象的過程和途徑。最后導致學生什么都不記得,掌握知識的程度并不全面。
3. 國外可借鑒的實踐教學方法
3.1大四上學期企業實習
在國內教學中是很多老師不允許的。但是在國外的教學中,工程師學院要求學生在每個暑假進行兩個月的實習,而大四上半學期進行四個到六個月的實習,算作課標的一部分。這樣切身體會作為一個工程師,到工作環境中應該具備如何的工作狀態,讓他們在實習結束之后對自己未來的工作有更加切實清晰的方向安排。
學生自己尋找實習的過程中,可以參加學校組織的招聘會或者網上投簡歷,有很大的選擇空間。工程師學院的前兩年可以選擇做與專業相關性不大的暑假實習;之后強制性在暑期做與本專業相關的實習;最后一年上學期實習為4到6個月,最后要以實習報告進行期末答辯。在實習期間,學校實習輔導導師會到公司進行考察,跟公司的公司實習導師 (mentor)了解實習情況。
校園中的學習和工作有一定的脫節,所以要靠實習來充分理解掌握所學知識。從這個角度來講,實習不僅僅是一個橋梁,更是讓學生提早適應社會的關鍵性一步。實習結束后,運用實習報告在學校進行畢業答辯。這有很好的意義。因為公司招聘實習生,一般來講是讓實習生做整個團隊一年或者兩年之后將要做的事情。例如在開發團隊不確定電路板能否在一個新的軟件環境下運行,公司團隊會讓實習生用半年的時間來探究。對公司而言,當團隊進行到這一模塊的時候,就會有可參照的資料(實習生論文),同時也可以知道一些已經出現的問題,幫助整個團隊節約了時間和成本。
對于實習生而言,在工作中得到充分的歷練,熟練了學校所學知識,了解了一個公司的工作情況,同時完成了屬于自己的小項目。對于學校而言,提高了學生的綜合能力。在實習報告中通常會介紹大量新的產品和新的軟件環境,學校可以根據學生在實習期間探究的項目,更加有針對性的培養學生的知識與實踐結合掌握的能力。
3.2每門課都開設實驗
3.2.1理論聯系實踐
以電子信息工程專業課程中Labview為例,學生上課是在實驗室,老師先使用PPT進行講解Labview的用途,如何打開界面和每個模塊的作用等等。然后在兩個小時中同學必須完成實驗一的前提下,有步驟教學生如何進行操作。通過這一環節,學生基本了解如何使用Labview環境中的器件和程序的功能。接下來完成練習一,這個練習沒有任何實驗指導,只有題目要求,完全需要學生自己思考設計電路圖。在實驗課過程中,學生可以隨意問老師問題。無論是實驗步驟,還是調試問題,老師都很熱心的幫助同學解答。由于課堂氣氛異常活躍,很多同學都有各種各樣的問題。四個小時后,絕大部分同學已經熟練掌握了幾個器件的使用。并且在兩周之后,部分同學已經可以自己編寫計算器的程序。
3.2.2 小組形式實驗教學
在國外的課堂中,小組活動是十分普遍的。一般由兩到三個人一組,比如在C語言的課程中,每個小組分配一塊電路板進行實驗。這樣做的目的,一方面讓學生不同的思路進行碰撞,互相學習;另一方面,也提高了學生之間的團隊合作能力。因為今后我們在科研工作中,團隊成員相互信任,協調合作,能事半功倍,加快研發效率,才能創造科研奇跡。
3.2.3合理規劃成績評定
在課程實驗設置中,基本上考試成績只占總成績的百分之五十到百分之六十。實驗課程占百分之三十到四十,出勤率占百分之十。基于這樣的考核比例,學生在平時非常重視實驗課,甚至在課后也會花時間和精力進行復習和研究。
3.3鼓勵設計性實驗及系列實驗
在法國魯昂高等工程師學院里,IRSEEM實驗室為公司提供技術,如:電子產品,自動化系統,數據處理,微處理器等。同時為學生或畢業生提供國家的最先進的技術進行項目研發,鼓勵他們創新,并且為企業創造收益。因此在學期結束大程序設計時,同學們就利用由公司提供的電路板和資料進行綜合的設計性實驗。課程要求用到給定的電路板,進行自我設計,語言編程,實現一定的功能。這不僅考驗了學生的動手實踐能力,更加考驗其創新能力和團隊合作能力。通過這樣綜合性的設計性實驗,讓學生將所學知識融會貫通,發揮長處的同時,又能激發學生興趣,完成他們的一個小作品[4-7]。
4.結論
學生畢業后基本都是到企業單位工作,很少有學生選擇讀博士搞學術研究。因此實踐變成是教學的重要的一個環節。電子信息工程主要面向已經掌握基礎的電路知識和電子知識的同學們,所以一定是學習和實踐相結合,是學以致用的。通過老師的講解和自己的動手實驗,就成了對所學有更深入的理解的目的。由于學校IRSEEM實驗室有長期與公司合作的項目,所以可以讓有興趣參與的同學有更加實際的操作和體會,為培養更強的動手能力的學生奠定了良好的基礎。
學校要培養的是有創新性和實踐性強的電子工程師們,而不是一味談論書本知識的“呆子學生”。只有切實提高自身的動手能力和創新能力,使得讓學生在工作中學以致用,在學生時代過去之后便開始的職業生涯,才能走得更加自信,更加順暢。
參考文獻
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作者簡介:林樂平(1980-),女,廣西桂平人,桂林電子科技大學信息與通信學院,講師;歐陽寧(1972-),男,湖南寧遠人,桂林電子科技大學信息與通信學院副院長,教授。(廣西 桂林 541004)
基金項目:本文系廣西區“電子信息類人才培養模式創新實驗區”、“電子信息工程特色專業與課程一體化”建設項目的研究成果。
中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)34-0022-02
信息技術是當今世界經濟社會發展的重要驅動力。信息化也是當今世界發展的大趨勢,是推動經濟社會變革的重要力量。隨著電子信息技術的高速發展,促進了現代科學技術與產業結構的調整。我國對電子信息行業高水平人才的需求極為旺盛,從而構筑了社會對電子信息工程創新人才培養的巨大需求。目前我國工程教育規模位居世界第一,高級工程技術人才總量達到1400多萬人。在規模迅猛發展的同時,如何探索一條適應可持續發展的高素質工程創新人才培養之路,為國家培養一批工程領域的領軍人物、一大批適應社會經濟發展需要的卓越工程師,真正夯實我國的核心競爭力、提升我國工程人才的國際競爭力,已成為國家中長期發展的大事要事。
學科建設與專業建設均是高校的基本建設內容。雖然,二者存在著建設目標與側重點不同、內涵要素不同、建設成果的標準不同等諸多差異,但是二者之間也存在著密切的聯系。學科是專業發展的基礎,專業是學科承擔人才培養的基地。
桂林電子科技大學電子信息工程專業圍繞國家和廣西戰略性新興產業的發展,發揮學科優勢,拓展人才培養新領域,建設成為學科建設、科學研究與人才培養基地,為電子信息戰略性新興產業、國民經濟建設提供更多的科技人才和有力的技術支撐。
一、“三過程一環境”的創新人才培養體系
工程創新人才要求綜合素質高、能力強、知識結構合理、全面發展。“三過程一環境”的工程創新人才培養體系如圖1所示。
其中,“三過程”是指理論知識傳授學習過程、實踐能力訓練培養過程和工程素質拓展提升過程。按照“理論知識傳授學習實踐能力訓練培養工程素質拓展提升”的三個過程,按階段、按層次逐步培養和提升學生的工程應用能力、工程素質和創新精神,使之成為基礎知識厚、工程能力強的人才。在理論傳授學習過程中,主要依靠理論課程課堂講授為主的上課形式,著重傳授給學生最基本的知識,打牢基礎;在實踐能力訓練培養過程中,主要依靠與理論課程配套的實驗課、課程設計等完成,訓練和培養學生具備一定的實踐能力;在工程素質拓展提升階段主要通過校內工程實訓、課外制作、導師科研項目訓練及校外企業實習實踐來實施,逐步拓展和提升學生的工程素質和工程實踐能力。
“一環境”是指學科促進教學的支撐環境,它主要圍繞“三個過程”服務,以專業建設、課程體系、教學團隊為基礎,以課內課外、校內校外教學培養為方法,以課程實驗實訓、課外制作訓練、科研項目訓練和企業實習實踐為手段,共同為工程創新人才培養提供強有力的保障。
在此“三過程一環境”的工程創新人才培養體系中,環境的建設是人才培養成敗的關鍵。本文就桂林電子科技大學信息通信學院電子信息工程專業創新人才培養體系中“學科促進教學支撐環境”的建設作一些探討。
二、學科促進教學支撐環境建設工作
桂林電子科技大學信息與通信學院針對電子信息工程創新人才培養目標,在專業建設、課程體系建設、教學團隊建設、科研項目和平臺提升學生創新能力、校內校外創新人才培養實踐基地建設等幾個方面開展的探索與實踐取得了較好成果。
1.立足學科優勢,促進專業建設
學科建設與專業建設均是高校的基本建設內容。雖然二者存在著建設目標與側重點不同、內涵要素不同、建設成果的標準不同等諸多差異。但是二者之間也存在著密切的聯系。要堅持將專業建設融入學科發展,將學科優勢轉化為專業優勢,為創新人才培養構建優秀的平臺與基地。
電子信息工程依托于信號與信息處理學科。該學科在隱藏目標的自適應探測技術研究、子空間自適應估計理論與跟蹤技術、多維數據自適應處理技術、北斗衛星導航、藍綠激光對潛通信和智能視頻監控等方面特色鮮明,承擔大量國家、國防和省部級重大項目,具有很好的學科優勢。同時,瞄準《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》“高端設備制造”中衛星產業發展和海洋工程裝備等新產業,適時推出了“導航及應用技術”和“海洋電子信息工程”兩個專業新方向。并且,梳理細化原電子信息工程專業培養方案,分解出“信息處理技術”、“應用電子技術”和“嵌入式應用技術”三個專業方向,形成了五個目標明確的專業方向,使得電子信息工程既做到寬口徑又有很鮮明的特色。
2.圍繞學科特色,改革課程體系
課程是教學內容的載體,直接關系到人才培養的質量。利用學科建設成果,提煉出新課程或課程新內容,落實對學生創新能力的培養,以滿足行業對工程人才質量的要求。
在導航及應用技術專業方向上新增了“多系統融合技術”、“慣性導航原理及應用”、“航天器軌道動力學”和“天線與電波傳播”專業課程。在海洋電子信息工程方向上新增了“水聲技術”、“海洋探測與數據處理”、“海洋通信”、“水下激光成像”、“海洋遙感技術”、“海洋技術概論”、“聲學測量”和“藍綠激光和紫外光在海洋通信中的應用”等專業課程。在其他三個方向上整合了原來的課程,結合電子技術發展前沿,增加了“傳感器技術及應用”、信號與系統及處理”、“電子測量與智能儀器”等專業課程。
課程體系改革以課程群建設為抓手,形成了專業特色鮮明的三個核心課程群:
(1)以數字信號處理為核心,構建了信號處理課程群。該課程群中的基礎課程側重于研究信號與信息的獲取、基本分析方法等,為應用課程打下基礎。應用課程側重于信號與信息的處理技術手段和應用,包括圖像、聲音、視頻。該課程群分層次教育,通過開設“信號與系統及處理”、“多系統融合技術”,讓學生掌握現代信號處理的新應用。
(2)以“通信原理”為核心,構建了導航及應用課程群。“通信原理”課程是電子信息工程專業的主要專業基礎必修課。在此基礎上形成的導航及應用課程群能讓學生掌握導航的原理和基礎、測量捕獲和定位的方法、技術及其在軍事、交通運輸等行業中的應用。
(3)以“微機原理及接口技術”為核心,構建嵌入式應用課程群。“微機原理與接口技術”課程是電子信息工程專業的主要專業基礎必修課,是大學計算機基礎教學中的核心課程。由“微機原理與接口技術”、“單片機原理及應用”、“ARM原理及應用”、“DSP原理及應用”和“FPGA技術及應用”等構成的嵌入式課程群為信號與信息處理、導航及應用技術、海洋信息工程提供了堅實的硬件平臺,是電子信息工程專業的重要課程群之一。
同時,將學科科研成果引入教材。教材是聯系學生(學)和教師(教)的橋梁。將學科最新動態和成果引入教材,使科研成果發揮了廣泛的影響作用。與上海豐寶電子科技有限公司合作過程中,開發研制LPC系列嵌入式系統平臺,利用這些項目成果編寫了《ARM嵌入式系統——基于LPC2400和IAR開發環境》和《基于LPC3250的嵌入式Linux系統開發》兩部教材,并應用于課程教學。
3.依托科研團隊,提高教師教學水平
科學研究團隊是青年教師成長的沃土。良好的科學研究氛圍激勵和影響著每一位老師不斷在專業理論水平和實踐能力的提升上孜孜以求。通過參與科研項目,教師從選題、申報書和開題報告的撰寫、項目的開展和實施、難點的突破、中期報告的撰寫、科學總結的匯報、論文的發表、項目的驗收和結題等各個環節得到了全面的鍛煉,逐漸成為能獨立承擔科學研究項目的負責人和教學骨干。如青年老師王國富承擔了國家自然科學基金項目“基于UWB信號的隱藏活動目標自適應檢測技術研究”,肖海林老師承擔了廣西重點自然科學基金項目“認知無線電MIMO廣播信道功率控制與分配算法研究與實現”等。另一方面,將科研積累用于課程教學有利于開拓學生的視野,激發學生的學習熱情。多名老師深受學生的歡迎。
科研團隊與教學團隊初步融合,由學科帶頭人任教學團隊負責人,負責指導和培養本團隊的青年教師。
在寬帶與智能信息處理科研團隊中,團隊帶頭人歐陽繕教授是全國模范教師,在科學研究和教學活動中充分發揮傳幫帶作用,負責指導了9名青年教師。廣西區教學名師黃冰教授指導了5名青年教師。
4.依托科研項目,提升學生的創新實踐能力
學生參與教師的科研工作可以使其掌握科研設計工作的思路及方法步驟,同時通過科研工作了解所學知識的應用領域。教師通過學生參與科研工作的體會,了解學生掌握實踐知識的難點及共性,以便在教學工作中強化這些知識點的教學。[4]豐富的科研訓練可以培養學生的創新實踐能力,成效明顯。
教師結合自身實際,堅持實踐教學與科學研究、課外科技文化活動“兩結合”的原則,充分發揮重點實驗室、項目課題組在科學研究、技術裝備以及師資隊伍等方面的優勢,通過鼓勵和吸引大學生直接參與科研項目或科研訓練項目、科研課題相結合的設計競賽或畢業設計等多種形式,提升學生創新實踐能力。省部級和區高校重點實驗室、校內研究機構面向優秀本科生開放,成為高年級本科生進行專業實驗、科技創新和畢業設計的重要基地。
廣西區重點自然科學基金“光纖聲傳感器陣列的語音技術研究”項目中吸引了3位2008級本科生負責小信號放大電路、數據采集兩個模塊的制作,幫助該項目順利結題。在“基于智能視頻監控系統”項目中,將項目分解成多個科研實訓模塊,選拔學生進行項目培訓。學生參與研制的“高動態北斗/GPS衛星信號模擬器”獲得了2011年第五屆“挑戰杯”廣西大學生課外學術科技作品競賽一等獎。
5.發揮科研優勢,構建校內校外創新人才培養實踐基地
科研成果促進實驗平臺建設,實現實驗設備升級換代。實驗教學是整個實踐教學的重要組成部分。實驗室的建設直接關系到實驗教學的質量水平。利用上海豐寶電子科技有限公司橫向項目開發研制LPC2410嵌入式實驗平臺和Cortex M3實驗平臺,已在相關實驗課程中使用。
學科優勢吸引企業參與教學,在校內設立校企共建實驗室,在校外成立聯合培養基地。學校加入德州儀器公司(TI)的大學計劃,共建數字信號處理方案實驗室,參與TI公司舉辦DSP大賽(2010年蔡曉東博士指導的作品獲得了三等獎),并與北京錦鴻希電信息技術股份有限公司、天津通信廣播集團有限公司等企業合作建立了培養基地。
三、結束語
“三過程一環境”的工程創新人才培養體系研究成果已在兩個年級電子信息工程專業實施,涉及學生達到600余人。以科研資源和平臺為載體,開展分層次的本科生創新實踐能力訓練,探索一條適合本專業的高素質人才培養之路。學生在許多國家級、廣西區的各類重大比賽,例如全國電子設計大賽、“挑戰杯”大賽、大學生英語競賽等競賽中獲得一、二、三等獎14次。先進技術的引入使得學生的應用開發能力得到了全面的訓練。在當前本科畢業生就業壓力較大的情況下,學生就業前景依然看好,畢業生一次就業率一直保持在90%以上。學生就業主要分布在廣東、廣西、沿海及全國各地電信部門、高校、科研機構以及電子信息相關企業,受到了用人單位的普遍好評。
該培養體系的研究成果也在區內、區外部分院校進行推廣,近兩年內共有7所區內外院校到我院調研電子信息工程專業建設方案和實施情況。
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[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)24-0042-02
一、研究背景
沈陽航空航天大學電子信息工程學院“電子信息工程”專業是遼寧省較早開設的電子信息類專業之一,主要為航空企事業單位培養無線電、電子工程、信息工程應用方面的人才,90年代后,及時調整面向地方經濟建設。本專業具有較強的航空航天行業背景,面向國防建設和遼寧省地方經濟建設主戰場,幾十年來為航空部門、地方等行業和部門培養了大批電子信息工程類應用型高級技術人才。“電子信息工程”專業2009年被評為遼寧省普通高等學校本科示范性專業,2010年被評為普通高等學校國家級本科特色專業。
但一直以來,與培養航空電子工程師后備人才所需條件、要求相比較[1],本專業還存在一些亟待改革和完善的地方,如專業教學內容體系的學科化傾向較重;行業背景特別是航空電子方向課程設置相對滯后;學生工程學習與工程實踐所需實際環境條件不足;工程型教師隊伍建設與管理機制創新不足。
以上種種問題導致培養出的學生上崗適應慢,動手能力差,缺乏團隊精神,缺乏創新能力及敬業精神等問題,不能適應新形勢下航空電子產業的需求。本文針對應用型卓越工程師,從課程體系設置、實踐教學改革等方面介紹本專業目前的教學改革成果,以期為卓越工程師這項計劃的推進做出一份貢獻。
二、厚基礎、寬口徑的課程體系調整
航空電子涉及的面非常廣,為了厚基礎、寬口徑[2],提高學生的就業點,本專業的基礎課、學科基礎課占了絕大部分,學生掌握這部分知識后,可以在較寬的范圍內擇業,從事信息處理、傳輸、變換等方面的研究工作和電子設備與系統的研制開發與應用、計算機技術應用與開發等方面的工作。到2009年,基礎課和學科基礎課在理論教學中的比例分別達到了42.5%和33.7%。2012年重修修訂的課程計劃中二者的比重達到了77.74%。
以“大工程觀”為指導,整合、重組課程體系。[3]著力改變單純以學科的系統性為標準構建課程體系的觀念,密切結合現代工程技術發展和企業需要,以提高學生的創新能力、職業素養、工程實踐能力和工程素質為目標的設計課程體系。壓縮課堂講授學時,為學生課外自主學習和企業學習留出更多時間和空間。減少必修課學時,增加選修課學時;精簡課堂講授內容,開闊學生的課外學習和思考空間,把學習的主動權、自還給學生。專業基礎課與專業課設置思路如下:
(一)工程實踐基礎
1.電路分析與模擬電子線路的初步設計能力。2.數字邏輯與數字系統的初步設計能力。3.微處理器與DSP系統應用的初步設計能力。4.信號、系統與信號處理的初步設計能力。
(二)電子信息工程方向專業理論與實踐能力
1.掌握電子信息系統的基本概念、基本理論以及基本的分析方法。2.掌握現代通信系統的基本概念、基本理論以及基本的分析方法。3.熟悉通信系統的組成和工作原理,如無線通信系統、光通信系統等。4.了解電子對抗技術的基本原理與方法。5.熟悉數字圖像處理的基本原理與方法。6.熟悉航電系統信號檢測與估計的理論與方法。7.了解雷達系統的工作原理與方法。8.掌握嵌入式系統的設計技術。9.了解航電系統的綜合設計及實現方法。
在通識教育課程建設方面[4],有針對性地加強職業道德、人文關懷和社會倫理責任的教育,加強寫作、表達與計算機應用等基本技能的訓練,加強團隊合作精神和人際溝通交流能力的培養。在學科基礎課程建設方面,強化數學、物理、化學知識在工程中的應用,同時拓寬學生在組織管理、工程經濟學和財務等方面的知識面。
在專業課程建設方面,適當加強多學科交叉的綜合性課程建設,同時要特別強化面向工程實際構建課程體系、改革教學內容和編制課程標準。同時,試點專業根據工程人才培養國際化的必要性和可能性,通過模塊化的教學安排,實現產學合作教育的國際化。
三、實踐教學的多層面、階梯式設置
(一)多層面創新實踐平臺搭建
結合工程實際,進一步完善“以實驗與工藝基本操作技能訓練為基礎,以設計為主線,以提高學生的學習能力、工程實踐能力、系統思考和研究能力、團隊合作能力、交流能力為目標”的實踐教學體系。在校內實踐教學過程中,積極開展研究型、項目型學習和設計性、綜合性、創新性實驗,幫助學生發現、發展各自的志趣、潛力和特長。
開設多種實驗課程,計算機綜合訓練、工程訓練、電子工藝實習、電子認識實習、電子設計應用軟件訓練、專業教學實習、生產實習、課程設計、畢業設計等實踐教學環節,做到8個學期實踐環節不斷線,在每個學期均有相應的實踐教學環節。2012年實踐性教學環節學時已達44周。加大綜合性課程設計和畢業設計的考核力度,將理論教學與實踐教學相結合,完成從選題、方案論證、理論設計、器件選擇、實際制作、指標測試、結果分析、論文寫作、市場調研等一系列工作,培養學生的綜合實踐能力。
通過推進實驗教學體系的改革,構建一個模塊化、分層次的實驗教學體系,不僅滿足電類專業人才培養的需求,而且也強化對非電類工科專業電工電子實踐教學,既要保證知識結構的完整性又要體現不同專業的不同需求。構建課內外教學互動的“結構化、多層次、開放式”實驗教學課程體系。通過推進實驗教學內容的改革,優化驗證性實驗,加強綜合性、設計性和創新性實驗,融入趣味性實驗,強化學生工程實踐能力和創新能力的培養,并在教學內容上突出實驗多元化和系統性。協調實驗內容“虛(仿真)”、“實(動手)”的結合。
(二)校企合作新機制
采取切實措施,加強校外實踐教學過程管理,確保學生累計在企業學習一年時間的質量。各試點專業畢業設計環節與相關實習環節統籌安排。一部分實習實踐環節利用寒暑假時間進行,重要的實習利用整個學期。
本專業本科階段實行“2.5+0.5(企)+0.5+0.5(企)”模式,強調與企業的聯合培養。前5個學期為基礎課和部分專業基礎課實施階段,第6學期為校企聯合培養第一環節,第7學期為專業課實施階段,第8學期為校企聯合培養第二環節(含畢業設計)。其中,第6學期在企業實施8學分的課程,主要由企業教師承擔,課程教學與實踐內容著力發揮企業的技術和設施優勢,其他時間為企業實習,目的主要是使學生體驗企業實際環境和基本要求,明確自己的專業發展目標,實習結束為每位學生出具一份職業素質評估報告,協助學生確定自己的職業發展規劃。
有計劃地建設具有一定工程經歷的高水平專、兼職師資隊伍。專職教師要具備工程實踐經歷,有計劃地參與企業實際工程項目或研發項目,并與自己的教改教研項目相融合;兼職教師從企業聘請具有豐富工程實踐經驗的工程技術人員擔任。遵循先易后難的原則,校企合作開展課程建設和教材建設,首先對學生在企業實習的課程及其教材進行改革和創新,最終實現由企業界全面參與課程體系和教學內容等方面的改革工作。
(三)學科競賽與教學相輔相成
專題社會實踐、學科競賽或科技實驗項目等是教學的必要和有益補充[5],學院大力倡導此類“第二課堂”活動的開展,進行了合理規劃和有效實施。學院多次承辦學校電子設計大賽、飛思卡爾智能汽車大賽、電子鼠競賽等學科競賽,調動了廣大學生參與科研活動的積極性,鍛煉了學生的能力和素質,并為參加全國大學生電子科技大賽打下堅實基礎。還組織了電子設計創新協會,現有會員500余人,該協會不定期地舉辦各種經驗交流、比賽、講座等活動。這些活動的舉辦既豐富學生業余文化生活,又鍛煉學生的能力,提高綜合素質。
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