基于CDIO的電子信息工程課程體系的改革與探索

熊利祥++章科峰

摘 要：武漢華夏理工學院作為應用型本科院校，致力于培養具有較扎實的基礎理論、較強的專業知識和實踐能力、創新精神的應用型人才。為了能培養出能適應社會發展和需要的應用型技能型人才，該文以電子信息工程專業課程體系為對象，提出了基于CDIO理念的改革思路和實施方案。

關鍵詞：CDIO 實踐教學 課程體系 電子信息工程

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0158-02

電子信息工程專業是面向電子信息行業的寬口徑專業，該專業培養適應區域經濟發展和社會需要的，具備現代電子信息技術理論，通曉電子信息系統設計原理與方法，具有較強的工程技術應用能力，能在電子信息、通信、互聯網、軟件、廣播電視等行業從事各類電子設備和信息系統的設計、開發、制造、運營、維護和管理等工作的高級應用型工程技術人才。學生主要學習信號的獲取、傳輸、處理等基礎知識，電子設備與信息系統等方面的基本理論和基本技能，接受電子技術、信息技術、計算機技術等專業應用與創新能力的基本訓練，具備設計、開發應用和集成電子設備和信息系統的職業能力和基本素質。

傳統的工科教育模式已經越來越跟不上時代發展的要求，現代社會對工程師的工程實踐能力、團隊協作能力、交流能力、理解能力與適應能力提出了更高的要求，借鑒CDIO教育理念，強調“做中學”，改革實踐教學體系，整合實踐教學內容，實施項目化教學，充分發揮學生的主體作用，注重專業技能的培養，取得了良好的效果。

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），是“做中學”和“基于項目的教育和學習”（Project based education and learing簡稱PBL）的集中概括和抽象表達，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。基于CDIO理念的培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力4個層面。

1 電子信息工程專業人才培養方案的構成

人才培養方案是人才培養的綱領性文件，是組織教學過程、安排教學任務等教學管理工作的基本依據。信息工程學院信號處理教學團隊主動適應區域、產業發展對人才的需要，不斷改革創新課程內容、教學方法和手段，完善以“工學結合”為重點的“3+1、6+1+1”等特色多樣化人才培養模式，積極探索產教融合、協同育人的人才培養新模式、新機制，突出應用特色和行業區域特色，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作了優化調整。

人才培養方案分為理論教學模塊、實踐教學模塊、個性發展模塊、素質拓展與創新創業模塊、職業技能模塊和綜合教育模塊等六大模塊。其中，理論教學模塊和實踐教學模塊是專業背景和技能訓練的主要培養環節。

（1）理論教學模塊，包括公共基礎課、學科基礎課、專業課（含方向課和選修課）、素質拓展課。

①公共基礎課。

包括概論、馬克思主義基本原理概論，中國近代史綱要、思想道德修養與法律基礎、大學英語、大學計算機基礎、大學體育、高等數學、線性代數、概率論與數理統計、復變函數與積分變換、大學物理、C語言程序設計等課程。

②學科基礎課。

包括專業導論（電信）、電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術、信號與系統、數字信號處理、單片微機原理與接口技術、通信原理等課程。

③專業必修課。

包括Java應用程序設計、數據庫技術、計算機網絡、FPGA設計與應用、傳感與檢測技術、自動識別技術、嵌入式技術、智能電子信息系統設計、Android應用程序設計等課程。

④專業選修課。

包括電子線路仿真設計、射頻識別技術、ZigBee無線傳感網技術、DSP原理及應用、電子信息工程專業英語、現代控制總線技術、圖像處理與模式識別等課程。

（2）實踐教學模塊，包括模擬電子技術課程設計、數字電子技術課程設計、單片微機原理與接口技術課程設計、數據庫與信息系統課程設計、計算機網絡課程設計、數字信號處理課程設計、FPGA設計與應用課程設計、ZigBee無線傳感網技術課程設計、嵌入式技術課程設計、自動識別技術課程設計、綜合實訓、專業認知實習、畢業設計等。

2 電子信息工程實踐課程體系的改革

實踐教學體系由課內實踐、課內實驗、課程設計、認知實習、綜合實訓和畢業設計構成。課內實踐和課程實驗為課程設計服務，課程設計為畢業設計服務，形成項目驅動式、多梯次、不斷線的實踐教學體系。認知實習安排在第一學期，讓新生對電子信息行業最新的技術、產品和應用，現代企業的管理方式，產品的生產工藝等有一個全面感性的認識，加深學生對該專業的理解，提高學生學習該專業知識的興趣。綜合實訓安排在第七學期，讓學生在真實的企業研發中心鍛煉，全方位訓練學生的方案設計能力、資源獲取能力、編程能力、調試能力、文檔編寫能力和團隊協作能力等。

課內實踐和課內實驗為課程教學服務，課內實踐采用理實一體，邊講、邊操作的模式，讓學生在課堂上及時消化教學案例和提高專業技能。課內實驗以設計性實驗和綜合性實驗為主，要求學生根據實驗指導書的要求完成整體方案、硬件電路和程序的設計。

課程設計針對技術型和應用性較強的課程開設，其內容可針對一門或若干們課程，其難度高于課內實驗。為電子信息系統集成與應用和信號檢測、識別與處理兩個課程鏈服務，促進學生對課程知識點的理解，全面提高學生學習的興趣，專業技能和應用能力。

認知實習是實踐教學環節中的重要組成部分，是實現本專業應用型人才培養的重要手段之一。通過認知實習，培養學生理論聯系實際、調查研究、觀察問題、分析問題以及解決問題的能力和方法，使學生對電子信息類企業的現代化生產方式、先進制造技術和管理知識、最新的產品和行業應用有一個全面、感性的認識，進而提高學生學習本專業知識的積極性和主動性，并為后續專業課程的學習打下基礎。通過參觀光電子博覽會，讓學生對行業最新的產品和應用有一個感性的認識，通過集中觀看電子工藝視頻讓學生對電子產品的生產（手工焊、浸焊、波峰焊、SMT貼片焊接和裝配），現代企業的管理方式有個全面的了解。

綜合實訓采用校企合作的方式，在企業研發中心進行。實訓按照企業方式管理，要求學生佩戴吊牌，設有指紋考勤、視頻監控。內容以項目為核心，以小組為單位，以研發為崗位，全方位訓練學生的方案設計能力、資源獲取能力、編程能力、調試能力、文檔編寫能力、團隊協作能力、職業化素養等。同時融入企業新晉員工職業化訓練的相關課程，讓學生在真實的企業環境中實訓。實訓采用全方位考核機制，包括指紋考勤、現場紀律、項目完成情況、文檔、答辯（理論和實踐的掌握情況）等5個維度。實訓考核成績合格者頒發實習結業證書，成績優秀者頒發優秀實習生榮譽證書。

畢業設計是實踐教學環節的重要組成部分，是對學生4年學習情況的一次全面檢驗和綜合訓練。課程設計選題以軟硬結合的題目為主，融入教師的科研項目，應用性較強，應具有一定的實用價值。實施過程中，加強對指導老師和學生的管理。要求指導老師對學生每周至少安排一次畢業設計的檢查和指導工作，要求學生主動和指導老師聯系，切實提高畢業設計的質量。

3 提升教師隊伍的CDIO能力，以科研促教學

教師的工程實踐能力和教學能力是實施CDIO成敗的關鍵。很多教師在理論知識方面是專家，但實際工程的經驗卻非常有限。學校通過內部培養和外部引進相結合的措施，全面提升教師的工程素質。

（1）選派中青年教師到企業掛職鍛煉，壯大雙師雙能型教師隊伍。

（2）鼓勵中青年教師積極申報科研項目，將科研項目的研究成果設計成教學案例，應用到實踐教學中。

（3）把工程經驗作為聘用和提升教師的考核條件。

（4）聘請具有豐富工程經驗的企業一線工程師到校兼職任教。

通過這些措施，不僅提高了中青年教師的工程經驗和科學素養，也使學生真正接觸到企業一線工程師，從他們那里感受到企業文化，學習實際的工程經驗和能力。

4 結語

從現代企業對電子信息工程人才需求出發，確定了電子信息工程專業人才培養目標，確定了注重素質教育，重視學生創新能力和團隊精神培養的理念，構成了以CDIO工程教育培養模式的電子信息工程課程體系，形成了項目驅動式、多梯次、不斷線的實踐教學體系。這一系列的改革與探索，增強了學生的工程應用能力和專業技能。

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