基于工程教育專業認證的電子信息類實踐教學體系研究

范文兵　王忠勇　張延彬　鄧計才

摘要：針對創新創業教育發展現狀，結合電子信息類工程教育專業認證標準與特點，以創新創業教育為核心，將個性化培養實踐教學體系引入實驗教學和實踐環節，構建“課堂實驗實踐教學、專業實驗實踐教學、工程訓練創新實踐”構成的多層次漸進遞進式實踐教學體系，改革了電子信息類專業實驗實踐教學考核方式，并將學科競賽與實踐課程體系相結合，創立了實踐教學與創新創業相互促進的開放個性化實踐教學人才培養模式。

關鍵詞：專業認證；個性化實踐教學；開放式實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）30-0126-03

一、引言

創新實踐教學是高校人才培養的重要組成部分，是培養學生創新思維和創新能力的重要教學環節，對培養學生理論聯系實際的專業實踐能力，全面提高人才培養目標的綜合素質具有不可替代的作用[1]。目前，工程教育專業認證目標之一就是加強和提高大學生創新實踐能力培養，探索創新實踐工程教育培養模式，同時也作為貫徹落實高等工程教育改革的重要舉措，有利于培養大學本科生工程素質和創新實踐能力，是走新型工業化道路，建設創新型國家目標的必然要求[2]。因此研究如何構建電子信息類個性化人才培養實驗實踐教學體系，實現與用人單位的對接，在電子信息類專業教育培養目標和培養方案計劃制定中尤顯重要[1]。

鄭州大學屬于“211工程”之中的高校，同時也是我國重點建設的高校。目前進入國家“雙一流”建設高校。本文就如何建立個性化多層次培養漸進遞進式的實踐教學體系，如何創立實踐與競賽相互促進的電子信息類專業創新人才培養模式進行探討。

二、個性化教學系統

1.個性化教學系統特征。國外提出的凱勒計劃[2]，即個體化教學系統與傳統教學模式不同，個性化教學模式給予學生在實踐過程中更多的選擇機會。凱勒計劃個體化教學系統有以下五個特征：一是學生可以自己擬定學習進度與速度；二是教學目標以知識和能力掌握為主；三是教師在實踐教學中起到引導作用；四是需要指定實驗教材、實踐任務或自編創新實踐教材，給學生以參考；五是開放必要的實驗環境，并安排學生助教。上述五個特征綜合起來可以看成一個完整的體系，其中知識和能力掌握是實踐教學追求的目標，另外的一些特征均是服務于該目標的。開展實驗實踐課程的具體過程中，要求學生應當能夠掌握相應的知識能力，確保所有的學生根據實踐任務和目標，結合自身情況，而自行地選擇具體實踐時間、地點和實踐流程等，同時制定相應的計劃。因為教師所擁有的精力有限，則應當安排學校助教或是安排一些高年級學生針對學生所開展的實踐活動加以指導。

2.個性化的教學模式。根據凱勒所提出的個性化教學模式，其通常將整個教學過程中劃分成三個不同部分，分別為實踐教學活動之前的準備工作、教學工作中學生自發學習過程以及效果評價等。[3]（1）實踐教學活動之前的準備工作。開展實踐個性化教學活動過程之中，實驗實踐環境準備是必不可少的，主要建立學生查閱資料、制定實踐方案的客觀環境，教師的主要任務是在實踐教學實施前幫助學生確定實驗實踐方案，提供必要的原材料和測試實驗工具，激發學生興趣，解答學生問題。（2）學生的自主學習實踐過程。工程創新實踐主要依靠學生自主性學習，發揮學生的主觀能動性，學習過程中遇到問題，可以請教教師或同學。實踐教學中教師對學生實踐進度不作硬性要求，學生根據各自情況，安排自己的學習地點、學習時間，教師對學生的唯一要求是要達到個性化實踐教學計劃中所規定的知識能力。（3）學生的實踐成績評價過程。學生實驗實踐結束后，要求對學生知識和能力進行評價。通過學生自主申請，安排單元測驗、綜合測試，考查學生對單元知識能力的掌握程度，考查解決實際問題的綜合能力。要是學生能夠滿足教學計劃過程中相關的標準要求，便能夠開展下一環節的學習工作，再進行實踐以及學習活動，最后確保學生可以滿足電子信息類專業知識能力掌握的具體要求。

三、創新實踐教學模式的具體實現

凱勒計劃個性化創新實踐教學模式，就目前國內高等院校所擁有的資源和學生多層次這樣的狀況，在開展專業實驗課程以及實踐教學課程的過程中，必須根據現有的教學資源和學生的個性化差異以及學生的興趣愛好，制定出切實可行的方法，根據專業課程學生培養能力要求，對原有的實驗實踐教學模式進行改革和完善，改革實驗內容，增加綜合型工程性實驗實踐內容，進一步擴大工科實驗室的開放程度，讓學生能夠更多地參與到實驗實踐活動之中，從而確保學生的實踐能力以及動手能力得以顯著提升。同時改變實踐教學理念，結合實際，加強與企業的聯合，對實驗教學資源應當進一步優化配置，尤其是針對工程專業相關的實驗室，要不斷增加實驗室具體功能，確保將實驗室構建成為學習以及創新實踐的重要平臺，讓實驗室擁有更多功能。

1.個性化培養計劃。要全面地了解企業現階段對于人才的真實需求情況，掌握目前學生就業狀況，另外，還要依照學校學院的師資情況和實驗室，特別是工程實踐類實驗室配置具體現狀，編制科學與合理的實踐教學與培訓方案，加設不同專業方向理論課程教學內容，同時還要安排與之相互對應的實踐教學活動，并且進一步對具體實踐內容加以優化。學生剛入學之后，學校應當將小班作為一個單位，對每一個單位均配備班主任以及專業的教師，設置專業導論教學課程，讓這些剛入學的學生能夠對自身所需專業有更為深入與系統的認識。當學生完成了基礎課程的學習之后，要讓學生進行自主選擇，在班主任或者專業教師的有效指引之下，依照自身的特長、愛好以及能力，挑選和自身情況更為契合的專業模塊，并且編制出個性化的計劃，確保每一個學生的實踐能力均可以得到培養與提升。

2.實踐教學改革。對于實踐教學工作來說，其中專業課程的實驗教學以及工程實習活動均是非常重要的組成內容，傳統模式之下，學校會要求每一位學生均要在特定時間之內通過同樣的方法開展同樣實踐活動，并非是依照學生自身的優勢以及主觀能動性，而開展實驗活動以及實踐活動。另外，在開展專業實驗工作時，很多情況下是進行驗證性的試驗，這些內容和實際的工程存在非常大差別，所以，采用這種方式會導致學生所擁有的能力與企業真實人才需求存在相對大差異。所以，我們應當針對實驗教學具體內容以及具體形式加以改革與創新[4，5]。（1）要針對實踐教學具體的內容進行改革。針對具體的實踐教學內容，需要從淺至深設置不同層次的實驗內容，同時我們加強了具有工程背景的課程設計訓練。唯有如此，才可以讓學生了解自己應當設計怎樣的產品，而且不同的產品具體是由什么模塊所構成的，不同的模塊又是怎樣實現以及具體調試的，還能更加清晰地了解到今后該產品具體的市場定位與前景，學生自己必須進行產品前期調研和預期的效益情況調研，產品形成后開展產品交易會，交流心得。在實驗環節中設置單片機、CPLD以及DSP應用等不同的實訓內容，并且讓學生能夠充分了解未來需要掌握的一些設計工具軟件。（2）實踐教學模式的改革。增加實驗室開放時間，學生的實驗采取個性化定制教學實驗內容，依照上述具體的內容，學生便可以結合自身具體情況，同時參照網絡管理系統具體要求與規定，合理地安排時間以及產品具體設計方案等。如此，可以有效地對學生進行個性化教育，針對一些擁有較差基礎的學生，則應當安排較多的內容開展基礎能力訓練，而針對一些基礎較好的學生，則可以在開展必要實驗內容之后，培養他們的鉆研精神和創新能力，提供一些工程實例培訓，提高學生的競爭力和學習效率。

3.實踐教學的實施。多層次漸進遞進式開放實踐教學課程的主要內容由“課堂實驗實踐教學、專業實驗實踐教學、工程訓練創新實踐”構成，具體實施過程安排如下：（1）課堂實驗實踐教學的實施依托教學計劃中電路類、信號類、磁場類、計算機類等基礎理論課的具體教學內容，而開展實驗教學活動是在相應的實驗室之中完成的。開展實驗教學時間、相關計劃和對應課程相互銜接，并且和基礎理論課程是同步開展的，應當進一步地強化對實踐課程的考核。在實驗課程進行過程中，指導教師需要由理論課程教師以及實驗課程教師一起擔任。（2）專業實踐實驗課程教學。電子信息類專業實踐教學分為：生產實習、專業實訓、電裝實習、課程設計、工程設計、畢業設計等，分布在四年大學1—8學期，其中生產現場實習活動是按照學院進行組織，統一安排學生對信息產業類企業進行參觀與學習，掌握企業的具體運行狀況，了解企業真實的生產情況，并且撰寫實習報告。所開展的專業實踐包含有電子制作實訓內容、單片機設計內容等等，要求學生獨立利用PCB完成相關設備的制作工作；單片機系統的實訓工作最為主要的目的便是培養學生的實際動手操作能力，讓學生能夠按照自己的思路去完成設計，設計出一整套的單片機系統，完成基本的輸入輸出控制，通過編寫手機APP進行控制和訪問如：煙霧報警控制、燈光控制等。課程以及工程設計實踐的主要內容為：讓學生設計出功能全面的智能檢測以及控制系統，例如，設計數字溫度控制、人體紅外檢測控制、數字電子時鐘等；工程設計實行導師制，借助指導老師的科研項目和自擬題目，按照嚴格的管理流程，10人一組，模擬公司運作模式，開發完成能商品化的電子產品或軟件系統。（3）創新競賽實踐活動。創新競賽實踐安排在教學計劃中，可以按學分計算，目的是提倡學生主動地參與到知識競賽、創新活動之中。學生通過大量的實驗室開放項目，將從電源、信號產生、功率放大、單片機應用、高頻電路等多個方面鍛煉和提高自身的實踐動手能力，同時為學生參加電子設計大賽提供了很好的積累，很多東西在電子設計大賽時稍作修改可以拿來使用。針對專業競賽種類繁多的問題，組織二、三年級的大學生參加各類機器人創新大賽、電子設計競賽、物聯網大賽、ACM軟件設計大賽，通過創新學分鼓勵學生參加學科競賽，加強專業知識掌握能力和實踐動手能力。

4.實踐教學網站建設。在互聯網普及的今天，建設有效的網絡化創新實驗室管理，構建功能齊全的實驗室管理教學網站，能夠為實驗教學活動提供可靠的保障，其中網站系統應當含有以下模塊：（1）創新的管理系統。學生利用自己的學生卡號，通過校園內部的互聯網系統，登錄后便能夠在線實時地對不同實驗室具體開放時間以及儀器使用情況等進行查詢，依照所制定的計劃對實驗進行預約，當管理系統確認了以后，學生便能夠獲得自己結合自身實際情況而設定的時間表。（2）網絡課堂管理系統工科實踐內容為符合實踐需求，需要不斷更新，教師可以借助實驗網絡課堂平臺，準備不同的創新實驗教學內容，定期更新網絡實踐內容課程。增加實驗內容設置的靈活性和自主性，不斷實踐和調整豐富模擬系統、數字系統等方面一些實例和往年舉辦的電子設計科技競賽相關題目，讓學生開展相關訓練活動。（3）實驗成績管理與評價系統。網絡成績評價系統的功能是對學生目前參與的一些課程以及實踐活動進行記錄，并且積累一定的創新學分，其中還包含有相關實踐活動的成績，以評價學生的創新實踐能力，也可以作為實驗實踐內容修訂和個性化培養計劃修訂的依據。

四、結束語

目前，企業更加希望高等院校所培養的學生在畢業之時便擁有相應的專長，所以，個性化創新能力培養以及實驗實踐教學體系建設與實施，與日常的實驗課教學相比，兩者可以互相補充，互相促進，建設一個訓練本科生綜合性實驗實踐平臺，使用人單位和高校兩者對學生培養的目標差距能夠進一步縮小，就電子信息工科的學生來說，通過大學階段的學習，在教師耐心的指導之下，對自身專長以及職業規劃均有了較為全面的了解，并且學生參與到自身實踐活動的規劃之中，可以極大地提升學生學習積極性，學生在不斷學習中，為將來走向社會打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]潘丹青，楊小勁.應用型本科電子信息工程專業實踐教學體系建設研究[J].教育觀察，2015，4（21）：113-115.

[2]楊智，陳榮軍，許清媛，等.電子信息類卓越工程師培養模式探討[J].武漢大學學報：理學版，2012，（S2）：9-12.

[3]趙華君，程正富，朱家富，等.電子信息科學與技術專業應用型人才培養模式探索與實踐[J].重慶文理學院學報，2007，26（1）：73-75.

[4]曲強，楊永輝，遲濤.基于創新創業能力培養的電子信息工程專業實踐教學體系研究[J].教育教學論壇，2017，1（2）：137-138.

[5]江海峰，陳岱，王冠軍，等.電子信息科學與技術“卓越工程師”實踐教學體系研究與實踐[J].教改教法，2017，（3）：67-69.