電子信息專業實踐及創新能力培養的探討

　　摘要：電子信息技術應用廣泛、更新速度快，是實踐性很強的學科。本文針對目前地方性高校電子信息類專業實踐教學環節中所存在的問題，提出了實驗、實踐教學環節改革的方法和思路，通過加強綜合性、設計性、創新性實驗，綜合課程設計、以及面向工程的畢業設計等方面改革，旨在培養出具有較強工程實踐能力和創新能力強的、符合社會需求的工程應用型技術人才。
　　關鍵詞：電子信息;創新能力;實驗實踐;教學改革
　　
　　21世紀是以信息科學為關鍵技術的知識經濟時代，信息產業是我國重點發展的產業，而電子信息工程專業是培養電子信息技術高級技術人才的主要專業之一[1][2]。地方性院校在電子信息專業人才培養方式上，既不同于清華大學等一流大學，也不同于深圳職業技術學院等國內一些優秀的職業技術學院，如何在缺乏政策、資金、地域優勢，教學手段相對落后的情況下，構建面向區域經濟、行業經濟的應用型、工程型人才培養體系是急需研究的問題。本文針對地方院校電子信息工程的一般性特點，探討了實驗、實踐教學環節改革在電子信息專業教學中的重要作用，培養學生成為具有扎實的專業理論基礎、并有較強的工程實踐能力及創新精神的、在某一專業方向具有技能專長的應用型和工程型技術人才。
　　
　　一、課程設置保基礎、重實踐、強能力
　　
　　如何培養當今社會所需要的工程應用型人才、工程教育如何適應市場經濟發展及地方與行業的需要，如何建立適應區域經濟需求的專業方向，課程的設置是解決這些問題的落腳點。地方院校電子信息專業在課程設置上應遵循：保基礎、重實踐、強能力，面向工程應用的原則。
　　課程設置主要有：基礎課程群、專業基礎課程群、專業必修課程群以及專業選修課程群。專業基礎課程力求保證學生具有較扎實的電子學科系統的基礎理論和知識；專業必修課程使學生在電路系統、軟件技術、信息處理、網絡與通信等幾個方面受到基本的、規范的專業教育；專業選修課課群則根據技術經濟發展不斷優化、更新，使學生能夠了解和跟蹤先進的電子信息技術。實踐教學環節改革旨在培養學生工程觀、系統觀、強化綜合實踐能力，使能從事電子與信息系統的設計、開發、應用。
　　
　　二、建立適應時代發展和適應區域經濟需求的實踐教學體系
　　
　　工科類專業的核心是要培養學生的實踐能力、創新能力和工程素養[3][4][5]。要達到這個目標就必須大力加強實踐教學，建立多層次、多類型的實踐教學體系。建設開放性實踐教學環節，主要通過增加開放性、綜合性、設計性、創新性實驗，進行多學科綜合課程設計，面向工程實際的畢業設計(論文)，開展豐富的大學生課外科技活動等培養學生分析問題、解決問題的實際能力，逐步培養創新精神和工程設計能力。
　　1.學科實驗課
　　實驗教學在高等工科教育中占有非常重要的地位，它不僅是對理論教學的論證、補充，更是培養學生理論聯系實際，增強動手能力和創新能力的重要手段。現在的綜合實驗臺，雖提高了實驗效率，但學生的失去了動手參與的機會，這樣的實驗激發不了學生的興趣，更談不上有什么創新性。實踐教學改革目標要求在實驗課中減少驗證性實驗項目，增加綜合性和設計性實驗項目。實際教學中在單片機應用、電子線路、C++編程等課程要求設計性、開發性試驗或編程題目達到80％以上，并要求每學生每門課程至少提出一個創新性題目，并進行方案設計，實驗室提供相應制作條件并計入學科成績，這對促進學生的積極性，加強工程實踐能力培養起到積極作用。
　　2.綜合課程設計
　　課程設計是實踐教學環節中非常重要的一個部分，學習某一專業學科基本分析、計算、設計方法的過程。但是縱觀現階段電子技術發展，電子系統越來越復雜，硬軟件結合緊密，學科知識綜合交叉，僅用一門學科知識很難完成實用性的設計；因此有必要對專業基礎課、必修課進行分門別類，組合成群，進行綜合性課程設計，才能加強課程設計的全面性、有效性。實際教學中我們把電子信息專業基礎平臺組成四個課群，開展四項綜合課設，促使學生綜合運用所學知識，了解各個學科相互聯系，理解電子系統的組，建立了系統工程觀念。
　　（1）電子技術綜合課程設計。電子技術基礎包括模擬電子和數字電子技術和通信電子技術，是電子信息技術類專業的重要專業基礎課，通過模擬、數字、數模混合電路的綜合設計，通過使用開發板、計算機仿真、實際制作相結合的手段，進一步使學生掌握、融合電子線路基本理論、方法。綜合性的電子技術課程設計題目主要有：數顯溫度計、電壓表、電流表的設計、超聲波測距系統的設計、簡易數字存儲示波器設計、數調信號發生器、數字頻率計、數碼功率放大器等等。
　　(2)單片機及應用課程設計。單片機在電子系統中的應用極為廣泛，其難度適中、應用開發成本低，設計過程具有創造性，與其他學科結合緊密，特別適于地方院校電子信息專業學生學習和應用。在完成電子技術基礎、通信線路、單片機、傳感檢測等課程后，學生已具備了較多的電子方面的知識，選擇一個與單片機應用相關的項目，設計出進而完成一個實際產品的設計，可培養學生的電子系統觀、工程意識，使課程設計更接近實際產品設計。采用的單片機以51為主，兼顧其他如6805系列，PIC單片機、AVR單片機、MSP430單片機等。電子信息專業中，信號處理課程是主要的專業課程（包括數字信號處理、數字圖像處理、語音信號處理等），但是由于課程的概念比較抽象，許多理論是基于較為繁瑣的數學理論和數學推導，容易使學生感到乏味很難與實際結合起來，達不到預期的效果。考慮實際硬件制作的難度和成本，根據我校學生的實際情況，主要采用軟件Matlab等進行仿真的方法進行課程設計。本課程的教學重點并不在于提高學生的軟件編程能力，而是要求學生掌握信號處理課程的基本概念、基本方法和基本技能及基本應用。因此，我們采用仿真軟件來滿足“信號處理”課的教學的需要。如： FIR數字濾波器的設計、數字圖像處理算法、語音信號的編碼、合成、識別等都可通過Matlab仿真實現。
　　（3）應用軟件編程的課程設計。電子信息專業軟件類課程有基礎層次的《面向對象程序設計》、《軟件技術基礎》、《數據庫原理》和專業選修課《C++與可視化程序設計》、《JAVA語言》等課程。眾所周知，計算機語言系列的課程是實踐性非常強，為此在綜合設計中突出實用性，需用所學的一門以上的語言對一些小型項目進行模擬開發，目的在于訓練學生綜合應用所學程序設計知識，獨立完成項目設計問題、加深軟件系統理解，提高編程水平，實際教學中題目主要包括：信息管理系統設計、可視化工控程序設計、開發網絡小游戲、網頁制作等。
　　3． 畢業設計
　　畢業設計是培養學生理論聯系實際、綜合分析解決實際問題能力的重要實踐教學環節，是對學生在校四年學業中的基礎理論知識、運用工具知識、實際動手能力、知識創新等綜合知識能力的綜合訓練，對培養工程實踐能力具有重要意義。對此，畢業設計的選題要盡量來源于生產實踐實際和科研課題，做到“真題真做”。實際課題有助于學生主動學習，激勵學生的獨創精神，培養學生的創新能力。此外為調動了學生學習的積極性和創造性，鼓勵學生根據自己的就業意向、興趣、社會需求自擬畢業設計課題。面向工程實踐畢業設計題目類型主要有：①硬件設計部分，以各類單片機為主的系統設計；以DSP為主的信號處理硬件設計；儀器儀表信號采集處理的電路設計，通信系統設計等，智能建筑弱電系統設計；面向工控的PLC應用系統設計等。②軟件部分：管理數據庫設計；網絡通信編程；基于Vis）ual C++的工控軟件、組太設計；語音、數字圖像處理與仿真；此外畢業設計嚴格做到一人一體，要求使用當前先進理論和技術，選擇流行的硬件芯片、軟件和開發工具，是畢業設計過程與企業人才需求接軌。
　　
　　三、豐富大學生課外活動、組織學生參加各級各類電子競賽
　　
　　建立學生創新中心，參加電子設計競賽。為了豐富大學生生活，增強學生實踐能力，我們由專業教師組建了大學生創新中心，還邀請企業的工程師作為兼職輔導老師，我院地處河北，緊鄰京津，創新中心根據這一區域經濟發展和技術要求，設立了不同的產品設計和研究課題學生還可以根據自己的興趣、愛好進行一些小制作、小發明。我們還積極開展第二課堂活動，激發學生興趣，積極參加全國、全省的電子設計競賽，學校和院系也可以經常組織一些中小型的競賽活動，如、無線電通訊比賽、網絡設計比賽、網頁制作等。
　　定期進行專題講座。定期開展學術講座，內容涉及到《智能信息處理》、《高速DSP技術及其應用》、《ARM嵌入式系統設計》、《無線通信系統開發》、《虛擬儀器及其應用》、《電子設計自動化》等技術，使學生普遍獲得了較大的信息量，更加深人地了解了電子信息技術。
　　建立健全校外實踐基地，加強產學研合作。高素質人才的培養離不開優越的條件和優良的環境，在完善基礎實驗設施的基礎上，建立健全校外實踐基地，建立與企業和科研單位的廣泛的聯系，共同承擔人才培養、有計劃地組織參學生參觀、實習和生產勞動，擴大學生的視野，增加他們與社會接觸的機會，了解科學技術的最新發展動態。
　　作者單位：河北建筑工程學院
　　
　　參考文獻:
　　[1]陳小虎，劉化君，朱曉春等.電氣信息與電子信息類應用型人才培養體系的創新與實踐[J] .中國大學教育，2006，(4)：55-56.
　　[2] 趙華君，程正富，朱家富等. 電子信息科學與技術專業應用型人才培養模式的探索與實踐[J] .重慶文理學院學報（自然科學版），2007，26（1）：73-75.
　　[3]