電子信息工程優(yōu)勢特色專業(yè)實驗室建設(shè)方案*

李 莉 肖媛媛 （山東華宇工學院電子信息工程學院）

2019 年度，山東華宇工學院電子信息工程優(yōu)勢特色專業(yè)經(jīng)山東省教育廳批準立項為省民辦高校基礎(chǔ)能力建設(shè)工程項目。同年山東華宇工學院2019 年度教育教學改革研究項目“電子信息工程優(yōu)勢特色專業(yè)建設(shè)研究——以山東華宇工學院為例”(課題編號:2019JG24)立項成功。學校將以此項目為契機，經(jīng)過兩年的建設(shè)，形成更加科學完善的電子信息工程人才培養(yǎng)方案和課程體系，建立相對完善的實踐教學基地，使該專業(yè)初步形成地方行業(yè)特色和時代特色，人才培養(yǎng)質(zhì)量及其專業(yè)建設(shè)、管理水平和辦學水平達到山東省同類院校前列。

電子信息工程優(yōu)勢特色專業(yè)，建設(shè)項目預(yù)算資金400 萬元，其中省財政支持資金200 萬元，學校配套資金200 萬元。學校為項目資金分別建立了專門賬戶，確保資金專款專用。項目建設(shè)內(nèi)容主要包括三個方面，第一，實驗室建設(shè)；第二，課程資源建設(shè)；第三，師生實踐能力培養(yǎng)。其中實驗室建設(shè)的預(yù)算資金370 萬。

一、實驗室建設(shè)的指導思想

第一，對標省一流建設(shè)。電子信息工程專業(yè)的學生，從2015 級的29 人到現(xiàn)在在校生230 人，今年專升本的計劃180人，加上2020 級新生，在校生的規(guī)模將會達到450～500 人，專業(yè)的學生規(guī)模逐漸增加。本專業(yè)專任教師11 人，碩士以上8人，高職稱教師5 人，雙師教師4 人，教師隊伍不斷發(fā)展壯大。現(xiàn)有教材1 部，省級教科研項目2 項、科研成果1 項，本專業(yè)的內(nèi)涵建設(shè)成果不斷增加。以上數(shù)據(jù)充分說明該校電子信息工程專業(yè)是一個蓬勃發(fā)展中的專業(yè)，2020 年申報了省一流專業(yè)，借優(yōu)勢特色專業(yè)建設(shè)的契機，以《國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點推薦工作指導標準》《山東省一流本科專業(yè)建設(shè)實施方案》等有關(guān)文件精神為指導進行專業(yè)建設(shè)是整個建設(shè)方案的主要指導思想。

第二，突出特色培育。我校電子信息工程專業(yè)的學生參加學科競賽國賽獲獎4 項，省賽獲獎47 項；專利申報100 余項，授權(quán)2 項；各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目11 項。學生創(chuàng)新實踐能力強，已經(jīng)是電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)的優(yōu)勢點。項目的建設(shè)要更重視培養(yǎng)師生創(chuàng)新實踐能力，要更緊密與實際聯(lián)系在一起，在具體某個領(lǐng)域或方向做出成績，形成專業(yè)的特色優(yōu)勢。

第三，實驗室建設(shè)準確把握人才培養(yǎng)目標定位。實驗室的建設(shè)依據(jù)是專業(yè)人才培養(yǎng)方案和大綱。梳理現(xiàn)有專業(yè)人才培養(yǎng)方案的實驗室總需求，去掉已有實驗室，規(guī)劃改建和新建實驗室。

第四，實驗室按基本、創(chuàng)新、科研三個層次需求建設(shè)，突出實用性。該項目所建實驗室要兼顧物聯(lián)網(wǎng)工程和其他電子類專業(yè)教學的需要，要有廣泛的適用性。實驗室規(guī)劃首先滿足電子信息工程的專業(yè)基本教學，其次滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的基本教學需要，第三考慮電子信息工程專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，最后考慮科研需要。同時實驗室建設(shè)要統(tǒng)籌考慮設(shè)備數(shù)量、實驗室面積和布局。

第五，突出先進性。電子信息工程優(yōu)勢特色專業(yè)建設(shè)要關(guān)注電子信息行業(yè)發(fā)展的動向，要有一定的先進性。設(shè)備配置水平要以保證基本訓練要求為目的，但是要有一定數(shù)量的創(chuàng)新和科研實驗設(shè)備，要關(guān)注設(shè)備的先進性、開放性、兼容性和二次開發(fā)功能。

二、人才培養(yǎng)方案和實驗室需求分析

電子信息工程專業(yè)課程類型包括通識課程、學科基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、通識選修課程、專業(yè)拓展選修課程和集中實踐課程。作為專業(yè)實驗室建設(shè)面向的對象課程是專業(yè)核心課程、專業(yè)拓展選修課程和集中實踐課程。

專業(yè)核心課程平臺包括：電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子線路、信號與系統(tǒng)、傳感器原理及應(yīng)用、單片機原理及應(yīng)用、通信原理、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用、數(shù)字信號處理。從專業(yè)設(shè)立以來，學校重視基本實驗室建設(shè)，基本實驗室的配置比較充足，以上課程的實驗室條件均能滿足基本教學需要。從創(chuàng)新和科研的角度分析，可以增加機器視覺和人工智能控制類的實驗室，拔高“嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用”課程的綜合性、設(shè)計性實驗教學的水平。

專業(yè)拓展選修課程包括：電子創(chuàng)新工程實踐、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、微機原理與接口技術(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、VHDL 數(shù)字電路設(shè)計、人工智能、LabVIEW 虛擬仿真、數(shù)字圖像處理、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算與虛擬技術(shù)。梳理現(xiàn)有實驗室后，發(fā)現(xiàn)還需要再建電子創(chuàng)新工程實踐實驗室、可編程邏輯陣列實驗室、智能控制實驗室、機器視覺實驗室、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用設(shè)計實驗室。

集中實踐課程包括電工實習、電子工藝實訓、電子技術(shù)實訓、Protel 實訓、單片機原理及應(yīng)用實訓、MATLAB 仿真實訓、RFID 技術(shù)應(yīng)用實訓、電子系統(tǒng)設(shè)計綜合實踐。結(jié)合現(xiàn)有實驗室條件，再建設(shè)電子系統(tǒng)設(shè)計綜合實驗室可以滿足所有課程需求。

通過梳理分析，電子信息工程專業(yè)開設(shè)實驗的課程共有29 門，現(xiàn)有實驗室可滿足其中22 門課程的基本實驗教學。“可編程邏輯陣列實驗室”電腦陳舊，不能滿足現(xiàn)有基本教學所需，需要更新電腦。另外再建設(shè)“電子創(chuàng)新工程實踐實驗室”“物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用設(shè)計實驗室”“電子系統(tǒng)設(shè)計綜合實驗室”“智能控制實驗室”“機器視覺實驗室”五個實驗室。以上實驗室建成后，除了可以滿足本專業(yè)所有課程的基本實踐教學需要，同時提供6 個創(chuàng)新類實驗室，4 個科研類實驗室。電子信息工程專業(yè)的整體實驗實訓條件可以達到全省同類院校前列。

三、實驗室建設(shè)方案

按照實驗室的需求分析，實驗室建設(shè)包括改建可編程邏輯陣列實驗室，新建電子系統(tǒng)設(shè)計綜合實驗室、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用設(shè)計實驗室、電子創(chuàng)新工程實踐實驗室、機器視覺實驗室、智能控制實驗室等六個實驗室。

第一，可編程邏輯陣列實驗室。該實驗室可以滿足學生掌握EDA 與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計、電子線路CAD、面向?qū)ο缶幊陶n程設(shè)計、系統(tǒng)仿真等實驗方法以及設(shè)計編程、性能測試等功能需求。培養(yǎng)學生在EDA 與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計等方向的工程意識和基本實驗技能。本實驗室可提供數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)等課程的電路仿真實驗，以及“VHDL 數(shù)字電路設(shè)計”的集中實踐教學；也可用于電子信息類專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學生完成畢業(yè)設(shè)計。

第二，電子系統(tǒng)設(shè)計綜合實驗室主要服務(wù)“電子系統(tǒng)設(shè)計”課程需要。該課程是近幾年電子信息工程專業(yè)普遍開設(shè)的主打課程之一，電子系統(tǒng)設(shè)計實驗室的建設(shè)規(guī)模遠遠超過其他實驗實訓室，其中最重要的原因在于教育部主導的全國大學生電子設(shè)計競賽影響越來越大，具有一定電子系統(tǒng)設(shè)計實踐能力的畢業(yè)生供不應(yīng)求。由于該實驗室儀器多、功能全、上手快、開放時間長、利用率高，可以短平快地出成績出人才，深受相應(yīng)專業(yè)學生歡迎。實驗室可用于電子信息類相關(guān)專業(yè)“電子系統(tǒng)設(shè)計綜合實踐”“電子工藝實訓”“電子技術(shù)實訓”等5 門課程實驗教學；可完成75 個實驗項目；同時又是培訓學生參加國內(nèi)外各類競賽的大本營，對提升學生電子系統(tǒng)、工程設(shè)計能力，促進學生獲得高級別競賽名次、擴大學校在省內(nèi)外的知名度有著舉足輕重的作用，還是學生畢業(yè)設(shè)計的最佳實驗場所和實踐基地。

第三，物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用設(shè)計實驗室緊密結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)教學與科研，能全面滿足師生在學習和研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的需求，提升專業(yè)課程的實踐水平，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享。該實驗室可為電子信息工程和物聯(lián)網(wǎng)工程2 個本科專業(yè)“物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)”“物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計”“物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用設(shè)計實訓”“微機原理與單片機接口技術(shù)”“傳感器應(yīng)用技術(shù)”“嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)”等6 門課程提供教學實驗室，可開出65 個實驗項目。

第四，電子創(chuàng)新工程實踐實驗室主要服務(wù)“電子創(chuàng)新工程實踐”課程，該課程是教育部重點倡導，由北大、清華、山大、哈工大等知名大學組織，北大張海霞、山大邢建平、美籍華人院士王中林等國內(nèi)外眾多知名教授授課的線上課程，課程的宗旨在于促進學生的創(chuàng)新實踐和工程意識。學校電子信息工程專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)均將該課程列入人才培養(yǎng)方案。該實驗室提供電子信息工程、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)“電子創(chuàng)新工程實踐”“傳感器應(yīng)用技術(shù)”等課程的40 個教學實驗項目，可支撐全國大學生電子設(shè)計競賽、中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽等多種學科競賽。可作為學校電子信息類專業(yè)師生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)客空間與就業(yè)培訓的基地。

第五，電子系統(tǒng)的發(fā)展目標是人工智能，電子信息工程專業(yè)師生必須掌握電子識別技術(shù)，和工業(yè)PLC 控制技術(shù)不同的是電子信息類專業(yè)控制技術(shù)是機器學習、人機對話的高級算法，建立該實驗室充分考慮了電子信息行業(yè)的發(fā)展。該實驗室可作為電子、網(wǎng)絡(luò)、軟件、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的“人工智能”“Python 程序設(shè)計”“嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)”等課程的教學實驗室，可完成50個實驗項目，可支撐多種學科競賽，涵蓋原理驗證、綜合應(yīng)用、創(chuàng)新實踐、科學研究多層次實驗體系。

第六，智能控制是自動控制發(fā)展的高級階段，是人工智能、控制論、系統(tǒng)論和信息論等多種學科的高度綜合與集成。由于各種實際工程系統(tǒng)的規(guī)模越來越大、復雜性越來越高，常規(guī)控制的理論和技術(shù)已無法滿足工程上對提高自動化水平和擴大自動化范圍的要求。建立該實驗室充分考慮了電子信息行業(yè)的發(fā)展。該實驗室可作為電子、網(wǎng)絡(luò)、軟件、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的“人工智能”“Python 程序設(shè)計”“嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)”等課程的教學實驗室，可完成35 個實驗項目，可支撐多種學科競賽。

按照以上實驗室建設(shè)規(guī)劃，2020 年電子信息工程專業(yè)將建成完整的實驗室體系，實驗實訓條件達到全省同類院校前列并保持領(lǐng)先水平。