電子信息類專業構建學科交叉課程體系的研究與實踐

摘要：根據社會對電子信息類專業人才的需求分析，針對電子信息類專業的特點及目前高校培養計劃制訂的現狀，提出了構建學科交叉課程體系的思路，并以自動化專業為例重點闡述了具體的實施措施，以期滿足社會經濟建設和技術發展對電子信息類專業高素質創新型人才的需求。

關鍵詞：學科交叉；創新型人才；課程體系

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0025-02

學科交叉是指不同學科（或分支學科）相互聯系、相互作用、彼此融合滲透的過程。學科交叉是學科際或跨學科研究活動，其結果導致的知識體系構成了交叉科學。

自然界的各種現象之間本來就是一個相互聯系的有機整體，人類社會也是自然界的一部分，因而人類對于自然界的認識所形成的科學知識體系也必然就具有整體化的特征。雷達研制在美國能取得巨大的成功，最根本的原因就是多學科領域的科學家、工程師等人之間進行有效的跨學科研究。[1]當今社會經濟發展中不斷出現的各類綜合性問題，僅僅依靠單一學科的基礎研究顯然是難以勝任的，多學科交叉是創新的源泉。

自20世紀60年代，國際上學科交叉研究日趨頻繁。1980年國際跨學科協會正式成立，迄今為止已經成功地組織了多次跨學科國際學術研討會。[2]國外的一些研究型大學也積極開展學科交叉研究，探索出了學科交叉研究發展的多種模式。[3]在我國，1985年4月中國科學技術培訓中心會同中國科學技術協會，召開了全國首屆交叉科學學術討論會，提出了“迎接交叉科學的新時代”的口號。[4]2006年4月4日北京大學“前沿交叉學科研究院”成立大會隆重舉行。國內的許多知名學校，如清華大學、浙江大學、大連理工大學、蘭州大等也都成立了大范圍或小范圍的學科交叉組織。

電子信息產業被人們譽為“朝陽產業”，是當今科技發展的趨勢所在。現在的大專院校大都設有電子信息類專業，其中包括電子信息工程、電子科學與技術、通信工程、自動化、微電子科學與工程、計算機科學與技術等專業。這些專業均以電子科學與技術、信息與通信工程、計算機科學與技術、控制科學與工程等為主干學科，各專業之間互相滲透，關系密切。由于在電子信息方面較大型的生產企業不多，更多的用人單位需要的是在通信、控制、計算機等方面具有一定基礎知識和應用能力的多學科交叉的創新型人才。

高等學校的根本任務是培養人才。創新型人才的培養應當聚焦國家戰略，融入地方經濟，主動納入到滿足社會日益增長的對優質教育資源的迫切需求之中；納入到社會主義市場經濟競爭之中。如何將電子信息類專業學生打造成在自動化、網絡化、信息化電氣工程領域具有電氣工程與信息技術學科交叉優勢的工程技術人才，是當前擺在教育工作者面前的一個重大問題。

一、電子信息類專業課程設置的現狀

遵循教育部頒布的《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》中有關電子信息類專業對人才培養目標的要求，目前我國高校電子信息類專業設置的主要必修課程大多是：電路原理、電子技術基礎、計算機原理及應用、計算機軟件技術基礎、自動控制理論、信號與系統分析、過程檢測及儀表、計算機網絡、通信原理等等。明顯可見各專業之間課程是互相滲透的。但是我國現行的學科專業目錄沒有設置專門的交叉學科門類，也沒有在目錄代碼和名稱中為新興學科、交叉學科留出發展空間。目前我國大學中的專業是一個實體組織，各專業各自為政，各自制訂培養計劃，沒有建立起一個學科交叉的平臺，其封閉性和僵化性阻滯了學生知識結構的合理建構。

以大連海洋大學（以下簡稱“我校”）的自動化專業為例。自動化專業是強電（電氣工程）與弱電（自動控制、信息技術）相結合，軟件與硬件相結合，涉及如通信、計算機、控制、網絡、人工智能、管理等現代科學的各個領域，其鮮明的特點就是學科交叉。我校自動化專業設有船舶電氣自動化和過程控制自動化兩個方向。培養方案的指導思想是既要寬口徑，又要重特色。在兼顧自動化專業本身教學規律的同時，結合我校現有資源和社會需求，在船舶、海洋等領域突出特色。課程設置立足于“培養應用型創新性人才”的基本思路，突出學生的素質和能力的培養，為此我校以前也曾多次對自動化專業課程體系進行了完善，在精選必修課的同時，增加選修課的比例，將許多特色性及學科交叉性的課程設置在選修課中。但是選修課增多，給學生創造了更多選擇機會的同時，也會導致學生的意愿分散，每門選修課程的人數減少的問題。而選修課程的人數不達到一定的數量就不能開課，所以教師需要引導學生去集中選擇一些課程，這樣難以滿足部分同學的求知欲望，使得增加選修課程的門數也沒有多少實際意義。因而學科交叉不是一個專業能夠實現的，它需要打破專業界限，實現多學科的合作。

我校的信息工程學院包括了電子信息類專業中的四個專業：電子信息工程、通信工程、自動化及計算機科學與技術，各專業各自制訂課程體系。某個專業考慮到專業特色、學科發展以及學生就業等所設置的一些選修課程，在其他專業中有的是必修課，有的也是選修課。如果能打破專業界限，通過學科交叉，合理地整體優化必修課及選修課程，那么各個專業間就能相鋪相成。因而電子信息類專業構建學科交叉的課程體系是刻不容緩的研究課題。它是社會發展的需要，它的研究成果必將給電子信息類專業帶來巨大的生命力，它還將為學生就業及考取研究生提供更廣闊的空間。

二、構建學科交叉課程體系的思路

在制訂培養計劃時要強調知識是能力和素質的載體，重點放在構建合理的專業教育內容和知識體系上，應采取“基本要求+X”的模式。其中，“基本要求”指能充分體現學科自身內涵，各專業本科學生應該學習的基本理論、基本知識和基本技能，也即要遵循教育部頒布的《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》中對各專業的人才培養目標、培養要求。“X”是指不同層次和背景的學校在基本要求的基礎上體現本校的辦學定位和特色。

學校教育是為社會發展服務的，因而社會需求就是學校培養人才的方向。高校的培養計劃是學校對社會及學生的承諾，培養計劃若脫離社會需求，無異于“閉門造車”。那么社會需要什么樣的人才，高校目前的現狀能否滿足社會的需要，是教育工作者必須要面對的問題。除了通過各種媒體等進行間接的了解之外，課題組成員還腳踏實地地分5個方面分別進行了認真的調研工作：目前高校學科交叉的狀況調查；畢業生對目前培養方案的意見；在校學生自我期望調查；用人單位對電子信息類專業畢業生的能力期望調查；目前高校電子信息類專業培養方案的實施現狀及存在的問題。

通過調研，明確了制訂培養計劃的指導思想：以“寬口徑、厚基礎、精專業、強實踐、重特色、求創新”為特點。專業定位：為區域經濟和行業服務，是立足之本。培養目標：復合型應用型人才培養，提高學生綜合素質、創新能力；提高學生的擇業、就業、考研等方面的競爭力。

交叉學科是培養創新人才的土壤，課程體系是培養目標的具體體現。構建學科交叉的課程體系可以為創新人才成長提供良好的學科環境，而交叉學科環境的缺失必然制約著創新人才的脫穎而出。構建學科交叉的課程體系可以營造濃厚的交叉學科學習的文化氛圍，這種氛圍可以潛移默化地影響學生的思維方式，促使學生自覺地進行多學科交叉學習和交流，提高創新能力。為了實現復合型創新型人才培養目標，必須進行課程體系的改革和完善，具體思路是：加強學科交叉；加強實踐環節教學；強化突出學校特色及區域特色的課程；重視選修課的作用，增大選修課的比例。

三、構建學科交叉課程體系的具體措施

1.加強學科交叉，全面提高學生綜合素質

注重素質教育。將學生的思想道德素質、文化素質、業務素質、身體心理素質等培養學生綜合素質的課程落實到學生的培養計劃中。通過開設計算機類課程培養學生的信息處理能力；通過開設綜合科技類課程使學生具備一定的科學知識和探索科學的方法和能力；通過開設經濟管理類課程使學生了解經濟和管理科學方面的基本理論，適應現代經濟社會發展需要；通過開設涉海涉水課程使學生了解海洋、崇尚自然、彰顯我校海洋特色；通過開設創新創業類課程培養學生創造性思維能力和創業實踐意識。

2.加強學科滲透，注重專業之間的聯系

優化學科專業結構，樹立學科專業一體化思想。搭建學科專業一體化建設平臺，打破同一學科背景下各相關專業之間的壁壘。統一了電子信息類相關專業的“數字電子技術”“微機原理與應用”“單片機原理與接口技術”“C++高級語言程序設計”“嵌入式系統開發技術”等課程。這些課程當中，有的是學科基礎課，有的是某個專業的必修課同時卻是另一專業的選修課。這樣可以解決的選修課比較多，學生的意愿分散，使某個專業選修課程的人數不達到一定的數量就不能開課的問題得到解決。同時有利于允許學生在完成本專業的學科基礎課及專業必修課的同時，跨專業選修其他專業的課程。即本專業的必修課可作為其他專業的選修課，其他專業的學生也可與本專業的學生共同上課，并得到相應的選修課學分。以這些相同的學科基礎課為背景，學生可以有目的地再選擇一些專業課程來成功地實現專業的轉型。

3.強化實踐教學，加強創新創業教育

大力開展實踐教學改革，增加學科交叉的實驗內容，進一步增加實踐教學比重，優化實驗課程體系，加強實驗室、實習實訓基地和實踐教學共享平臺建設，全面構建本科生創新性實踐教學體系。改革實驗教學內容，最大限度減少驗證性實驗，增加設計性、綜合性和創新性實驗。

實驗課是培養學生動手能力的最基本的操作，也是檢驗學生理論學習效果的一種手段。因此，自動化專業的每門專業課幾乎都配以實驗，實驗中強調科學態度，采用啟發式教學方式，注重對學生分析能力的培養。課程設計是綜合運用某一門課程知識的集中實踐環節。根據專業培養目標，有針對性地對實踐性較強的課程開設相應的課程設計。例如自動化專業開設了模擬電子技術課程設計、數字電子技術課程設計、微機原理及應用課程設計、自動控制原理課程設計、單片機與接口技術課程設計、電器與PLC控制技術課程設計等。這些課程設計題目要求學生通過自學、思考、獨立地完成一個實驗過程，并對現象及結果進行分析和總結，有利于提高學生運用知識、分析問題及解決問題的能力。實習和畢業設計是學生在大學期間所進行的綜合性較強的實踐環節。自動化專業設置了電力電子技術課程實習、船舶電氣設備與系統課程實習、自動化專業綜合等。在集中實踐教學環節中加強學科交叉內容，例如綜合實習中加入了嵌入式內容，畢業設計題目中有意識地加入涉海、涉水內容等。另外努力加強校企合作，提高學生了解實際，提出問題和綜合解決問題的能力。

4.加強特色建設

以大連海洋大學為依托，構建以面向國家海洋事業、面向區域經濟建設發展的多學科協調發展的專業體系。在兼顧各專業本身培養目標和教學規律的同時，結合學校現有資源和地方經濟發展需求，在船舶、海洋、水產等領域突出特色。設置涉海、涉水的專業課程，在主干課程中增加涉海、涉水專業內容等。例如設置了船舶電氣設備與系統、輪機自動化、船用通導設備等課程；在運動控制系統 、電器與PLC控制技術、計算機控制技術、現代控制理論、自動化專業專業英語等課程中融入自動控制技術在水產養殖、船舶控制等方面的應用內容，彰顯我校海洋特色與藍色文化。

5.為學生自主學習提供空間

選修課是基于社會對復合型人才的迫切需要，旨在滿足不同興趣需求，拓寬學生知識，對優化學生的知識結構、提高學生的綜合素質、培養學生的創新能力起著至關重要的作用，是實現素質教育的有效方式。適當減少必修課，提高選修課程比例，為學生自主學習、創新能力培養提供更大空間。

四、結論

隨著社會信息化的深入，電子信息類專業人才備受歡迎。但由于電子信息方面較大型的生產企業不多，更多用人單位需要的是集電子、通信、控制、計算機等知識為一身的多學科交叉人才。高等院校打破傳統的單一縱向的校、院、系、專業的體制格局，構架縱橫交叉的現代大學矩陣式體制是科學自身發展與外部需求的必然。通過對電子信息類專業構建學科交叉課程體系的研究與實踐，以期推動教育理念、課程體系、教學過程和形式、實踐環節以及配套的教學運行和管理機制的綜合改革，形成多元化的人才培養特色，滿足社會經濟建設和技術發展對電子信息類專業高素質創新型人才的需求。

參考文獻：

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（責任編輯：王意琴）