電子信息工程專業(yè)“工程導(dǎo)論”探索與實(shí)踐

孫俊卿，華克強(qiáng)，魏 國

(中國民航大學(xué)工程技術(shù)訓(xùn)練中心，天津 300300)

我校電子信息工程專業(yè)主要培養(yǎng)航空電子設(shè)備制造、維修和檢測方面的工程技術(shù)人才。“工程導(dǎo)論”課程開設(shè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)未來工作崗位的認(rèn)識(shí)和大學(xué)四年課程體系的總體了解。

“工程導(dǎo)論”課程內(nèi)容涉及知識(shí)面寬，采用基于工程項(xiàng)目的教學(xué)，有利于學(xué)生初步認(rèn)識(shí)工程項(xiàng)目開發(fā)所需要的知識(shí)、能力和素質(zhì)要求、使他們親身體驗(yàn)工程項(xiàng)目開發(fā)的過程［1，2］。

1 課程的工程項(xiàng)目分析

“工程導(dǎo)論”是第一學(xué)期開設(shè)的必修課，本課程通過典型工程項(xiàng)目案例分析使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到:①現(xiàn)代工程師所從事的工作是從事產(chǎn)品、過程或系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行中的某個(gè)環(huán)節(jié)或全部過程;②在從產(chǎn)品、過程或系統(tǒng)構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改進(jìn)乃至終結(jié)廢棄的生命全過程中工程師需要具備工程科技基礎(chǔ)知識(shí)(數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)、控制理論、信號(hào)與信息處理等);③工程師必須具有設(shè)計(jì)和應(yīng)用、表達(dá)和交流、溝通協(xié)調(diào)和職業(yè)責(zé)任感等工程能力和素質(zhì)。

針對(duì)民航電子信息工程專業(yè)課程重點(diǎn)分析航空維修的任務(wù)和工程師的職責(zé)。學(xué)生經(jīng)過飛機(jī)的機(jī)型培訓(xùn)、飛機(jī)附件的修理培訓(xùn)、維修基礎(chǔ)理論和基本技能培訓(xùn)等，成為具有航空維修資質(zhì)的工程技術(shù)人員。

學(xué)生通過了解現(xiàn)代民航客機(jī)的通信系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)和儀表顯示系統(tǒng)等典型電子系統(tǒng)的功用和工作概況，知道一體化課程體系中核心課程的內(nèi)容和教學(xué)安排，使其建立大學(xué)四年所學(xué)課程的初步概念。

2 課程的工程項(xiàng)目內(nèi)容

學(xué)生通過典型工程項(xiàng)目案例介紹可以掌握項(xiàng)目論證書的編寫方法。項(xiàng)目內(nèi)容涉及:研究意義、研究內(nèi)容、研究思路、研究基礎(chǔ)和條件、經(jīng)費(fèi)預(yù)算、進(jìn)度安排和風(fēng)險(xiǎn)分析等;項(xiàng)目管理是圍繞項(xiàng)目目標(biāo)確定項(xiàng)目任務(wù)，進(jìn)行任務(wù)分解、安排任務(wù)進(jìn)度、編制完成任務(wù)所需的資源預(yù)算，從而保證項(xiàng)目能夠在合理的工期內(nèi)，用盡可能低的成本和盡可能好的質(zhì)量完成項(xiàng)目的各項(xiàng)任務(wù)。

通過工程項(xiàng)目案例，針對(duì)飛機(jī)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和航材庫存管理等部分，重點(diǎn)介紹電子信息相關(guān)的信息獲取、信息處理和信息應(yīng)用等內(nèi)容。使學(xué)生了解民航電子信息工程所涉及的內(nèi)容、技術(shù)與手段，初步掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)建模和仿真方法。

3 課程的工程項(xiàng)目實(shí)踐

在課程的最后部分安排了工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)練習(xí)，使學(xué)生練習(xí)項(xiàng)目說明書編制，項(xiàng)目計(jì)劃編制，項(xiàng)目組織實(shí)施，通過抽象出來的簡單項(xiàng)目練習(xí)，了解本專業(yè)需要的基礎(chǔ)知識(shí)。下面以“紅外電路故障診斷系統(tǒng)”工程項(xiàng)目為例介紹課程安排。

1)給定任務(wù)，明確分工

我們要求學(xué)生利用紅外熱成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖象信號(hào)處理技術(shù)和電子技術(shù)，設(shè)計(jì)一非接觸式電路故障診斷系統(tǒng)。通過將被測電路與正常工作電路熱像圖比較，實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)范電路進(jìn)行元件級(jí)故障診斷。給定的主要指標(biāo)為:電路板尺寸為 120mm×180mm;采集電路工作時(shí)的熱像圖，并對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)膱D象處理;通過實(shí)驗(yàn)確定故障的信息偏差閾值;考慮對(duì)環(huán)境條件的補(bǔ)償;按實(shí)驗(yàn)室條件考慮經(jīng)費(fèi)預(yù)算。

我們建議四人組成的團(tuán)隊(duì)分工安排為:①全體參加系統(tǒng)方案制定;②一人完成系統(tǒng)集成及環(huán)境、裝置設(shè)計(jì)安裝;③一人完成電源、激勵(lì)信號(hào)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集和設(shè)備安裝調(diào)試;④一人完成數(shù)據(jù)處理軟件制作和樣本模板庫;⑤一人完成被測電路制作及故障電路制作。

2)獨(dú)立設(shè)計(jì)，適時(shí)指導(dǎo)

學(xué)生針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)，需要學(xué)習(xí)有關(guān)的專業(yè)知識(shí)與技能，收集整理有關(guān)的技術(shù)資料，構(gòu)思設(shè)計(jì)方案。教師在這個(gè)過程中主要是組織協(xié)調(diào)小組活動(dòng)，監(jiān)控活動(dòng)的內(nèi)容、進(jìn)度和效果，及時(shí)提供資源、技術(shù)和方法上的幫助，以保證各項(xiàng)工作按期完成。教師還需要引導(dǎo)不同小組在不同的約束條件下采取不同的工程設(shè)計(jì)方案。

3)正確引導(dǎo)，綜合評(píng)價(jià)

項(xiàng)目完成后要求學(xué)生提交的技術(shù)資料包括:編寫任務(wù)書和項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃，文獻(xiàn)檢索和查詢資料，方案比較和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定，電路參數(shù)和元部件選擇，系統(tǒng)、機(jī)械和電路等設(shè)計(jì)圖紙和元器件清單，成本核算，系統(tǒng)建模仿真及分析討論等。學(xué)生最終利用PPT演講5分鐘，內(nèi)容包括項(xiàng)目簡要描述、主要研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)、研究目標(biāo)和成果形式、技術(shù)路線、進(jìn)度安排、分工和經(jīng)費(fèi)。最后答辯3分鐘。

4 結(jié)語

“工程導(dǎo)論”是理論與實(shí)踐相結(jié)合的代表性課程之一。教師自身的工程知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)歷，教學(xué)內(nèi)容和訓(xùn)練項(xiàng)目的合理安排，教學(xué)資源的建立和利用，各種教學(xué)方法和手段的合理運(yùn)用，教學(xué)過程的有效組織實(shí)施，學(xué)生工程知識(shí)的學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的正確引導(dǎo)等都會(huì)對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生直接影響。

課程目前為36學(xué)時(shí)，尚無現(xiàn)成的教材。為此，教師制作了PPT、課件和錄像等資料用于教學(xué)。課堂教學(xué)中每次圍繞一個(gè)主題，通過啟發(fā)式、討論式教學(xué)調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)、主動(dòng)思考的積極性。

本課程所涉及的問題大多沒有唯一答案。我們在課堂教學(xué)中適當(dāng)安排提問和討論，課后讓學(xué)生自己查閱與講授主題相關(guān)的資料，并整理總結(jié)。通過這些環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生查閱參考文獻(xiàn)的能力和自學(xué)能力。

［1］ 陳宮，牛秦州.基于項(xiàng)目開發(fā)的教學(xué)模式的探索與應(yīng)用［J］.長春:長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版).2011(9)126-128

［2］ 6.蔣興加.基于項(xiàng)目教學(xué)法工程素質(zhì)培養(yǎng)探討［J］.北京:中國電力教育.2011(89)64-65.