電子信息科學與技術專業多維實踐教學模式探索

康輝　夏洪洋　王秀琴　蘇鳳武　劉付剛

【摘 要】本文針對應用型專業人才培養的目標，從課程實驗、各種競賽、課程設計、專業實訓、實習和畢業設計等方面，探討了本校電子信息科學與技術專業的多維實踐教學體系的建立。

【關鍵詞】應用型；專業實訓；多維實踐教學模式

中圖分類號： F710-4；H319.3 文獻標識碼： A 文章編號：2095-2457（2018）06-0055-002

電子信息科學與技術專業是一門實踐性很強的專業，大多數課程具有很強的實踐性，學生需通過大量的實踐活動，以培養適應社會發展需要的具有創新意識和實踐能力的高素質才。特別是，隨著電子科學技術的發展， 微電子集成電路技術、計算機技術、通信技術、測控技術互相滲透， 互相融合而形成了新興的電子信息技術。在電子信息的科學研究和新產品開發過程中，不斷涌現出新的設計思想和設計工具，新的開發手段和開發系統，新的測試理論方法和測試儀器系統，實驗研究技術和手段日新月異。然而相比之下，電子信息科學與技術專業實踐教學體系存在的問題：實踐教學形式單一；實踐教學與工程實際脫節；實驗教學設備的集成化與智能化，使實踐教學環境與工程實際環境相差較大；實踐教學內容滯后于科學技術的發展和人才市場的需求；本課題針對上述諸多問題及本專業實際情況，力求從多維度培養學生的動手能力、認知能力、溝通協調能力，以及創新能力，提升學生的執業水平，探索出一種電子信息科學與技術專業新的實踐教學模式。

1 專業定位與人才培養目標

黑龍江科技大學堅持應用型的辦學定位，不斷深化教育教學改革，科學構建符合經濟社會發展需求的應用型人才培養體系。電子信息科學與技術專業的發展定位遵從學校總體部署，著眼于學生綜合實踐能力的培養，主動服務國家戰略需求，抓住振興東北契機，提高對區域發展的支撐和服務能力。

2 多維實踐教學模式的構建

目前，多數企業為了節約開支，都希望招聘有工作經驗的人，即很少對新的員工進行入職培訓。因此，大多數畢業生競爭力如果不強的話，畢業即失業也是非常嚴峻的現實。

本課題針對電子信息科學與技術專業的特點和多年來對用人單位回訪，我們獲悉要開拓就業市場，就應該定制化地培養企業所需要的人才，而完善的實踐教學體系是提升學生執業能力的可靠保障。為此，我校電子信息科學與技術專業以培養學生綜合實踐能力為核心，設計一種多維度全方位的實踐教學模式，具體工作可通過如下幾方面展現：

2.1 課程實驗

實驗內容是對課堂理論內容的檢驗與有效補充，本專業依據人才培養方案的要求在制訂課程大綱時對理論性較強的課程如《通信原理》、《高頻電子技術》、《數字信號處理》等課程開設了驗證性實驗，主要對課程內容涉及的原理及現象進行驗證，鞏固并加深理論內容的理解；對《微控制器原理》、《硬件描述語言》、《模擬集成電路設計》等設計性較強的課程開設了綜合性實驗，在教師的指導下，學生針對所學內容設計具體的實驗項目，并自己動手完成，以提高學生的動手能力、分析問題及解決問題的能力。

實驗環節是整個實踐教學模式的起步階段，對于實驗的目標、任務的完成質量是后續各實踐環節的基礎。因此，在這一環節上我們特別強調各項要求：紀律方面要求守時、守紀、文明討論，有序實驗；實驗報告要求獨立、認真完成，杜絕抄襲應付了事。對于實驗報告的書寫規范由指導教師把關，強調文檔結構與語言組織的嚴密性與科學性。

2.2 各種競賽

實踐證明，各種學科競賽是培養學生創新能力的一種有效手段和途徑。本專業在學生的入學教育階段就大力宣傳如大學生數學建模競賽、飛思卡爾智能車競賽、藍橋杯嵌入式設計與開發競賽，及大學生電子設計競賽等全國范圍的賽事。本專業以創新實踐基地為依托，在人才培養過程中有針對性地選拔有興趣、有特長的同學組成學習小組。這種小組打破年級限制，小組成員因為興趣聚在一起積極準備并全程參賽。多年來，本專業學生在全國各項賽事中成績斐然，成績的取得離不開學校的頂層設計與學生的個人努力。通過競賽學生的動手能力、創新精神，及團隊意識得到了提高，而且對專業有了深入的了解，對未來的就業提供可靠保障。

競賽環節是針對個別學生的專門定制，并不具有普適性。但這種堅持不懈的文化與勇于挑的意識值得所有人學習。本專業，常常以獲獎學生為典范搞一些活動，借此平臺給廣大學生宣傳，以吸引更多有才、有志的莘莘學子。引領一種學長帶頭的學習風氣。

2.3 課程設計

為了使學生更好地鞏固所學的專業內容，提高綜合能力，本專業在第四、第五學期開設了課程設計的教學任務。從專業角度出發，分為控制系統設計與集成電路設計兩項內容。控制系統設計主要是圍繞學過的電子電路及微控制器原理等課程設計一個閉環控制系統，使學生建立系統的概念，從實用性考慮完成軟件編程及硬件電路設計。集成電路設計包括數字與模擬集成電路設計兩部分，其中數字集成電路設計主要基于FPGA開發板，并采用Verilog HDL語言完成，重點培養學生對軟件的使用能力及程序設計思想，強化FPGA設計流程。模擬集成電路設計主要是在軟件上調試一些常用模塊，均采用全定制的正向設計方法，使學生熟練掌握軟件的使用、模擬集成電路的設計流程，以及要達到的指定技術指標的調試。對這些內容的學習不僅能使學生掌握全定制的正向設計中前、后端的設計內容，更能夠使學生知道集成電路從理論設計到工藝實現的過程，不僅鞏固了學生的基礎知識，還激發了學習興趣，為更好的適應工作打下良好基礎。

2.4 專業實訓

本專業對學生從第五學期至第七學期共安排四次專業實訓，內容涵蓋模擬電路設計及PCB制作、基于51單片機的控制系統設計、基于STM32的嵌入式系統設計、基于FPGA的數字綜合系統設計等。

針對于傳統的實驗平臺或設備智能化、集成化較高現實狀況，基于此學生的動手能力與創造力得不到充分發揮。因此，本專業在制訂實訓大綱時就從全局角度考慮將前兩項實訓內容統一起來，自行設計并開發實驗基板及配套的外設板。學生在老師的帶領下全程參與從元器件的識別到學習仿真軟件，再到腐蝕PCB板，最后到原型機的設計與驗證。將開發為自我服務的實驗原型機作為實訓內容是本專業在多維實踐教學模式中探索出的一條新路子。這個過程將不留死角地調動每個學生的參與性與積極性，培養學生樹立工程意識。

本專業實訓的后兩項內容則本著開放的原則，即具體題目學生自擬，但總體目標與要求要符合專業實訓大綱的規定。這個過程強調設計的完整性與實用性，并以周邊常用的電子產品為例仔細剖析，學習產品設計開發的流程及注意事項。與前兩項內容相比，該階段的實訓是綜合能力提高的過程，學生能夠建立需求分析的概念，并且明確了實驗原型機與產品的區別。為日后走向工作崗位奠定了基礎。通過分階段、漸近式的開設專業實訓，本專業學生的動手能力與專業技能得到充分的鍛煉。

2.5 實習與畢業設計

生產實習的安排主要是邀請企業和學校的賣家對學科的發展和工作需求進行講解，增加學生對專業意識和就業方向的了解。同時，要求學生深入實習基地進行現場實習。

畢業設計，是大學階段最后一個教學環節，是學生對所學知識的概括、總結和綜合運用的過程。本專業從實際出發在第七學期就把畢業設計題目及任務書下達給學生，畢業設計題目符合專業培養方向且貼近工程實際。這樣，保證學生有充足的時間準備畢業設計。為保證該項工作順利進行，本專業組織教師按照時間進度要求對學生的設計分階段驗收，以督促進度較慢的同學。整個畢業設計過程中要求學生專業知識之外的諸如：查問文獻、外文資料的翻譯、與導師的溝通、文字組織、辦公軟件的使用等能力的掌握，對于學生今后走向工作崗位是非常有益的。

3 多維實踐教學的實施

本專業在實踐教學的改革過程中探索出上述多維度并舉的模式，該項目將依托電子信息科學與技術專業基地，對本專業11～15級本科生的實踐教學全面實施該模式。基地現有的教學資源和實驗條件能夠滿足教改所需相關項目的開發和制作。為保證其順利實施，特采取如下措施：

3.1 開放實驗室，為學生創造學習條件

現階段，我們本著服務學生的理念出發，將本專業的實驗室對學生開放，專業安排負責老師，但由學生自主管理實驗室和儀器設備，極大地提高實驗室的利用率。學生在實驗室環境熏陶下自然會明確學習目標與努力方向。另外，大家還可以相互交流共同進步。此項舉措受到了學生的認可與廣大同行的贊譽。

3.2 教師輪流進修，提高指導能力

教師的業務水平直接影響培養學生的質量，因此本專業按計劃每學期都派老師去往各知名高校訪學，或者深入企業頂崗鍛煉。幾年來，本專業的老師均在理論水平和專業技能方面得到很大的提升，為本專業的實踐教學提供了可靠保障。

3.3 廣泛聯系企業，按需培養

多年來學校一直與本專業相關的企業合作，經常邀請企業專家進校組織培訓或者講座。同時，也組織學生進入企業實習，學習企業管理文化和產品開發過程中應注意的事項。并有目的的在實踐教學中灌輸生產理念，幫助學生明確就業導向。同時，把企業的動態需求及時融入到教學當中，為企業提供定制化的專門人才。

3.4 網絡平臺，自助學習

本專業的學習網站是聯系師生最有效的平臺，里面共享了豐富的學習資料，學生可以自助式的學習。同時，利用網絡遠程教學的交互性，老師布置設計任務，學生全員參與、課上課下聯動。因此，這種模式能夠有效增進教學的活力，提高學生的綜合能力。

4 結束語

經過幾年的專業建設，我校的電子信息科學與技術專業已經建立了較為完善實踐教學體系，教師的業務能力也得到了顯著的提升。在實踐教學環節取得了一些成績，同時也積累了一定的經驗。為謀求專業的可持續發展，滿足當今社會對高技能、高素質人才的需求，本專業將投入更大的努力，為社會培養更多的應用型人才。同時，也期望該模式對于其它專業的實踐教學具有一定的參考價值。

【參考文獻】

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