電子信息工程專業卓越工程師實踐教學改革研究

孟德軍　徐偉　張誠　榮鋒

摘 要： 本文針對電子信息工程專業學生實踐教學培養方面存在的問題，根據“卓越工程師培養計劃要求”，詳細闡述了天津工業大學電子與信息工程學院在實踐平臺建設、實踐課程設置及實踐教學內容方面做出的改革。

關鍵詞： 電子信息工程 卓越工程師教育培養計劃 實踐平臺

一、引言

教育部在2009年推出了一項重大改革試點項目：“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應我國經濟社會發展需要的各類工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務[1]。如何培養學生的實踐能力、創新能力及理論聯系實際的能力成為卓越工程師培養的主要目標。

隨著社會信息化的深入，各行業大都需要電子信息工程專業（以下簡稱“電子專業”）的技術人才，而電子專業是一門知識密集，發展和更新十分迅速，具有很強工程應用背景的學科，既強調知識的綜合性、實用性，又強調創新能力和解決生產實踐問題的能力[2]。當前電子專業本科生普遍存在理論基礎較好而動手能力較差、參與意識較強而工程素養不足、生搬硬套多而創新意識弱等現象。這反映出傳統電子信息工程專業教學存在重理論、輕實踐；重分析、輕綜合；重個體、輕協作等缺點[3]。為了培養理論基礎好、實踐能力強、創新及解決實際問題能力突出、滿足社會發展需要的電子專業工程技術人才，我校電信學院在2012年開始執行電子信息工程專業“卓越計劃”，以下是我校電信學院為了實現培養目標所采取的一系列教學改革措施。

二、實踐平臺建設

1.綜合開放性實驗室

綜合開放性實驗室的建立主要是為學生自主實踐提供一個平臺，依托電子設計大賽等各類電子競賽，達到培養學生基礎實踐實踐能力的目的，該實驗室主要立足于基礎性實踐。我校電信學院早在2005年就開設了“電子系統設計綜合實驗室”，并成立了“電子設計教學部”，專門負責學生自主學習和實踐教學工作。

經過幾年的發展，我校電信學院在實踐教學培養方面取得了長足進步。例如，在2013年全國大學生電子設計競賽中，我院學生獲得了“國家一等獎”，填補了我校在該項賽事中“國家一等獎”的空白。

在以往的實踐教學模式中，模擬電路、數字電路、單片機等專業實踐課程都有專職的實驗教學人員。這樣，實驗教師對所負責的這門實踐課程比較熟悉，而對其他實踐課程則比較陌生，從長遠來看，不利于教師實踐教學水平的提高，不利于學生學習能力的培養。開放性綜合實驗室的建立從一定程度上解決了上述問題。學生在實踐過程中會出現各種各樣的問題，還會涉及不同課程的知識。指導教師應在實踐指導過程中擴大知識面，豐富實踐經驗，為進一步提高實踐教學工作積累經驗。總之，開放性實驗室的建立對學生實踐能力及教師指導能力的提高起促進作用。

2.卓越工程師實踐基地

2011年，我校電信學院與飛思卡爾半導體公司成立了“飛思卡爾MCU/DSP及應用實驗室”（又名“卓越工程師實踐基地”）。與綜合開放性實驗室立足于基礎實踐教學不同，該實踐基地主要立足于創新性實驗，實踐內容更加貼近社會需求，如汽車電子、物聯網、工業機器人及物聯網等方面的實踐內容。在該實踐基地，學生可根據自己的興趣愛好及未來的職業規劃選擇合適的實踐內容。通過近3年的發展，在該實踐基地接受培養的學生在專業知識、實踐能力及工程素養方面得到了顯著提高。同時，該實踐基地對提高教師的教學水平、創新能力、科研能力也有很大幫助。總之，實踐基地的成立對提高學生的實踐能力及教師的業務水平有著雙重促進作用。

三、實踐課程建設

1.課程設置

從電子專業課程來看，主要包括數字電子、模擬電子、電路、高頻電子、可編程邏輯器件應用及單片機等。但是，各門課程比較獨立，無法滿足“卓越計劃”解決實際工程問題及提高知識綜合運用能力的要求。因此，開設串聯各門課程的，綜合性、應用應較強的課程尤為重要。我校電信學院在這方面做了嘗試，為大學二年級學生開設了“電子系統設計與工程實踐1”必修課程，為大三年級開設了“電子系統設計與工程實踐2”必修課程。在“電子系統設計與工程實踐1”課程中，為同學們介紹當今最先進的電子器件的應用、各類模擬電路的設計方法及不同專業知識實際的應用情況，將模擬電子、數字電子及高頻電路等課程的知識內容與實際工程相結合。在“電子系統設計與工程實踐2”課程中，不僅給學生詳細講解微控制器的理論基礎，還列舉微控制器在社會生產中的應用實例介紹微控制器在各個同領域的應用，開闊學生的視野。兩門課程都給出了多個涉及不同應用領域的實踐題目供學生練習。

2.教學內容

電子專業發展速度越來越快，幾乎每天都有新技術、新應用出現。要想培養具有扎實理論基礎、創新能力強、滿足社會需要的新型人才，電子信息類專業教學內容必須與時俱進。例如，在單片機的教學中，過多地講解51系列單片機內部資源、外圍擴展及匯編語言等內容已不滿足當前社會需要，許多資源更加豐富、功耗更低、價格更便宜、應用范圍更廣的單片機已稱為市場主流。因此，我校電信學院從2012年起，已經將單片機課程中的51系列單片機改成了應用范圍比較廣的飛思卡爾HCS08內核單片機——MC9S08AW60。2012年市場上推出了ARMCortex-M0+處理器，該處理器的誕生意味著原來的8位、16位及32位單片機將走向末路。為了迎合市場需要，我校電信學院也計劃盡快將單片機課程內容改成ARMCortex-M0+處理器。在2013年電子設計大賽培訓期間，我校將單片機的培訓內容由51系列單片機改為TI公司的430系列單片機。另外，在授課過程中，都是以實際應用為例介紹相關知識點[4]，這不僅可以吸引學生的注意力，提高教師教學水平，還可以讓學生了解所學知識的應用領域。

四、結語

培養學生動手能力、創新能力是提高本科教育質量的重要方面，為了提高電子信息學生的工程實踐能力，學校應從理論教學、實踐教學、實驗室建設等方面入手，為培養具有創新意識、創新思維和創新能力[5]，扎實的理論基礎和較強的工程實踐能力，具有快速準確獲取新知識的能力及分析問題和解決問題的能力的專業人才打下堅實基礎。

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參考文獻：

[1]楊智，陳榮軍，許清媛，苑俊英，陳海山.電子信息類卓越工程師培養模式探討[J].武漢大學學報，2012.58（S2）：9-12.

[2]吳莉莉，曹晴，馬斌強，袁超.基于“卓越工程師教育培養計劃”的電子信息類專業教學改革研究[J].江西科學，2013.31（2）：253-256.

[3]章勇高，高彥麗.以電子設計大賽為契機，促進電子信息類專業教改[J].華東交通大學學報，2006（23）：67-69.

[4]林健.面向世界培養卓越工程師[J].高等工程教育研究，2012（2）：1-15.

[5]張安富，劉興鳳.實施卓越工程師教育培養計劃”的思考[J].高等工程教育研究，2010（4）：56-59.endprint