楊海馬 劉 瑾

1.上海理工大學(xué) 上海 200093 2.上海工程技術(shù)大學(xué) 上海 201620

電子信息工程專業(yè)學(xué)生自我知識(shí)結(jié)構(gòu)培養(yǎng)

楊海馬1劉 瑾2

1.上海理工大學(xué) 上海 200093 2.上海工程技術(shù)大學(xué) 上海 201620

隨著高校擴(kuò)招，師資不足和學(xué)生生源擴(kuò)大導(dǎo)致高校教學(xué)過程中出現(xiàn)了很多新問題，與電子信息工程技術(shù)快速發(fā)展的現(xiàn)狀和對(duì)人才要求越來越高的趨勢(shì)不相符合。如何在現(xiàn)有教學(xué)環(huán)境下，提高學(xué)生的整體素質(zhì)，使學(xué)生能夠進(jìn)行自我知識(shí)結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)，成為本文討論的重點(diǎn)。通過對(duì)專業(yè)學(xué)科體系的分析，文章給出了電子信息工程專業(yè)的3個(gè)培養(yǎng)方向，闡述了各方向間的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，為學(xué)生明確職業(yè)定位提供了參考。

知識(shí)結(jié)構(gòu)；課程優(yōu)化；電子工程師

隨著我國高等教育的飛速發(fā)展,高等教育已由精英教育發(fā)展到大眾化教育階段。2010年全國高等教育毛入學(xué)率達(dá)到24.2%,上海市高等教育毛入學(xué)率已達(dá)60%以上,全國大學(xué)生在校人數(shù)2979萬多，位居世界前列。預(yù)計(jì)到2020年全國高等教育平均毛入學(xué)率將達(dá)40%，屆時(shí)平均不到3個(gè)人中就有一名大學(xué)生。如此迅猛發(fā)展的高校擴(kuò)招勢(shì)頭，如果高校不在教學(xué)硬件及軟件方面加強(qiáng)建設(shè)，將無可避免地導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量的下降，而社會(huì)對(duì)于人才的要求卻越來越高，如何保證大學(xué)畢業(yè)生適應(yīng)未來職業(yè)發(fā)展需求成為當(dāng)前高等教育的難點(diǎn)。為解決這一矛盾，學(xué)校在加強(qiáng)高校師資、硬件投入的同時(shí)，提高大學(xué)生自我知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建能力成為一條重要的途徑。本文以電子信息工程專業(yè)為知識(shí)背景，以教學(xué)研究型高校學(xué)生為對(duì)象，闡述電子工程師在步入工作崗位前需要完成的專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的建立過程，對(duì)學(xué)校專業(yè)知識(shí)體系教育進(jìn)行合理補(bǔ)充和提煉。

1 現(xiàn)有專業(yè)課程介紹

筆者所講的電子信息工程專業(yè)，涵蓋了電子信息工程、通信工程、測(cè)試計(jì)量技術(shù)與儀器3個(gè)專業(yè)，培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備電子技術(shù)和信息系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)，能夠從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用和開發(fā)的高級(jí)工程技術(shù)人才。

一般院校電子信息工程專業(yè)的課程包含了電子科學(xué)、信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)，并結(jié)合高校自身的特點(diǎn)加入服務(wù)不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，如：面向機(jī)械的、面向光學(xué)的、面向建筑的、面向管理的、面向材料的等等。專業(yè)課程大致可分為5類：(1)電子電路類，包括電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、高頻電子線路、VHDL語言和FPGA設(shè)計(jì)、電路制板等課程，使學(xué)生掌握各種電子線路的分析計(jì)算和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、仿真的方法；(2)信息處理類，包括信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制原理、通信原理、信息論與編碼等課程，使學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度掌握連續(xù)與離散域系統(tǒng)的分析和建模方法，掌握控制和通信的基本原理；(3)計(jì)算機(jī)類，有微機(jī)原理、單片機(jī)技術(shù)、高級(jí)程序語言設(shè)計(jì)(C、C++)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、DSP原理等課程，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的軟硬件知識(shí)和基本的編程、調(diào)試方法；(4)工具類，主要包括VB、VC、LabVIEW、Matlab等課程，使學(xué)生掌握至少一種程序設(shè)計(jì)開發(fā)語言；(5)學(xué)科方向類，如面向機(jī)械、儀器、通信、光學(xué)、建筑、汽車、電力、化工、計(jì)量、材料等方向的專業(yè)基礎(chǔ)課程，使學(xué)生明確就業(yè)的方向。課程體系結(jié)構(gòu)總圖，如圖1所示。

圖1 電子信息工程專業(yè)課程體系

2 專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)自我培養(yǎng)分析

在學(xué)生完成學(xué)校系統(tǒng)教育的過程中，考慮到學(xué)生臨近畢業(yè)時(shí)面臨的考研、就業(yè)壓力，有些核心課程的教學(xué)效果并不理想。如何在步入工作崗位或進(jìn)一步深造前，快速建立起基本的知識(shí)體系，對(duì)上述復(fù)雜的專業(yè)課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析、精煉、取精，將具有相同知識(shí)內(nèi)容的課程整合起來，使學(xué)生對(duì)相同的知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通，建立起適合自己發(fā)展方向的知識(shí)結(jié)構(gòu)。從3個(gè)方面闡述課程優(yōu)化培養(yǎng)過程。

2.1 電子電路類

電子電路類課程是電子信息工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，工程性、實(shí)踐性非常強(qiáng)。根據(jù)內(nèi)容特點(diǎn)將具有學(xué)科導(dǎo)引性質(zhì)的電路原理與信息處理類課程合并。模擬電子(含高頻)和數(shù)字電子課程統(tǒng)稱電子線路，需結(jié)合最新的EDA仿真技術(shù)進(jìn)行輔助。其中，模擬電子技術(shù)重點(diǎn)在分立器件、功能電路的理解上；高頻電子線路側(cè)重點(diǎn)在無線電通信領(lǐng)域，可通過Multisim，Pspice軟件仿真達(dá)到直觀感知的目的；數(shù)字電路技術(shù)側(cè)重點(diǎn)在數(shù)字器件的組成和原理上，可結(jié)合FPGA技術(shù)和QuartusII軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字電路的強(qiáng)化。同時(shí)，利用Protel 99se或Protel DXP軟件設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的模數(shù)混合電路，以加深對(duì)上述課程的理解，實(shí)現(xiàn)電子工程師應(yīng)用素質(zhì)的培養(yǎng)。

2.2 信息處理類

信息處理類課程主要是通過數(shù)學(xué)的方法，將實(shí)際的物理現(xiàn)象抽象成模型，從理論的角度揭示物理現(xiàn)象背后的關(guān)聯(lián)，并指出改造現(xiàn)有系統(tǒng)的途徑和方法。對(duì)于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生，首先通過電路原理了解本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握基本電路的分析方法；之后，以信號(hào)與系統(tǒng)課程為藍(lán)本，理解系統(tǒng)的時(shí)域、頻域變換，掌握連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的區(qū)別，熟練使用三大變換：傅立葉變換、拉普拉斯變換、Z變換，建立起理論分析問題的框架；最后，通過數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制原理課程詳細(xì)的了解數(shù)字系統(tǒng)信息處理過程和不同控制系統(tǒng)的特性、特征，全面的實(shí)現(xiàn)電子工程師理論素質(zhì)的培養(yǎng)。

2.3 計(jì)算機(jī)工具類

計(jì)算機(jī)工具類優(yōu)化，涉及課程體系中計(jì)算機(jī)類、工具類和學(xué)科方向類課程3個(gè)部分。經(jīng)過大學(xué)前兩年的通識(shí)教育和后兩年(亦可認(rèn)為是一年半)的專業(yè)培養(yǎng)，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)具備一定的計(jì)算機(jī)能力。通過加強(qiáng)軟、硬件的學(xué)習(xí)，增加軟件編程和硬件設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)電子工程師實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

根據(jù)學(xué)生未來就業(yè)領(lǐng)域的定位，可以將實(shí)踐能力在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)細(xì)分為：硬件電子工程師、軟件電子工程師、嵌入式系統(tǒng)工程師3個(gè)發(fā)展方向。

(1)硬件電子工程師

硬件電子工程師根據(jù)想要從事的行業(yè)要求再分為模擬電子工程師和數(shù)字電子工程師。因?yàn)槭褂肕CS-51、PIC、AVR、MSP430等單片機(jī)的工程師主要解決的對(duì)象是底層電路的控制和通信，所以將使用低檔單片機(jī)的電子工程師劃入模擬電子工程師之類；而將使用DSP處理器和特種數(shù)字芯片完成特定變換、濾波、控制和通信算法的工程師稱為數(shù)字電子工程師。模擬和數(shù)字工程師知識(shí)結(jié)構(gòu)的建立過程可以相互交叉，各有側(cè)重，如圖2所示。

圖2 硬件電子工程師專業(yè)知識(shí)參考

(2)軟件電子工程師

軟件電子工程師主要是為用戶開發(fā)針對(duì)硬件使用的PC機(jī)程序的電子工程師。由于涉及開發(fā)環(huán)境的使用、用戶使用心理等知識(shí)，需要此類工程師在知識(shí)培養(yǎng)中，加寬計(jì)算機(jī)類科學(xué)的培養(yǎng)，建立過程，如圖3所示。

圖3 軟件電子工程師專業(yè)知識(shí)參考

(3)嵌入式系統(tǒng)工程師

嵌入式技術(shù)的發(fā)展日新月異，這里所指的嵌入式系統(tǒng)是指“以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。

由于嵌入式技術(shù)屬于交叉學(xué)科，也是電子信息工程專業(yè)發(fā)展中不可回避的發(fā)展方向，所以成為許多高校學(xué)科建設(shè)的重點(diǎn)。作為教研型的學(xué)校，可以對(duì)有興趣的學(xué)生進(jìn)行專門培養(yǎng)。以學(xué)生的角度給出一種面向嵌入式系統(tǒng)工程師方向發(fā)展的培養(yǎng)方法，側(cè)重點(diǎn)在開源操作系統(tǒng)下的開源應(yīng)用程序的開發(fā)，培養(yǎng)過程，如圖4所示。

圖4 嵌入式系統(tǒng)工程師專業(yè)知識(shí)參考

3 結(jié)束語

電子信息工程專業(yè)學(xué)生自我知識(shí)結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)過程是學(xué)生自發(fā)與教師引導(dǎo)相結(jié)合的過程，需要學(xué)校有意識(shí)、有目的開展相應(yīng)的教育，最佳的時(shí)段是在大三上學(xué)期末、學(xué)生正式進(jìn)入專業(yè)方向類課程學(xué)習(xí)之前進(jìn)行學(xué)科知識(shí)體系建立方面的講座，使學(xué)生明白自己怎樣去建立適合自己未來發(fā)展的學(xué)科體系，引起學(xué)生對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)注、吸引學(xué)生對(duì)重點(diǎn)課程的興趣、提高學(xué)生主觀能動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的參與熱情、提高教師教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新精神、較強(qiáng)動(dòng)手能力、基礎(chǔ)扎實(shí)的電子工程師人才，為我國電子事業(yè)的快速發(fā)展提供保障。

[1] 張煒.中美兩國高等教育學(xué)生規(guī)模的比較與思考[J].高等教育研究，2008,8:104～109

[2] 肖閩進(jìn).電子信息工程專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào),2005，6:73～75

[3] 孫祥娥,劉益成,李永全，等.關(guān)于電子與信息工程專業(yè)信號(hào)與信息處理類課程體系設(shè)置的研究[J].電子與電氣教學(xué)學(xué)報(bào),2004,6:27～29

[4] 梅開鄉(xiāng).應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)建設(shè)的研究[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào),2008，1:53～56

[5] 田澤.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005

Research on the knowledge confi guration of students in electronic and information profession

Yang Haima1, Liu Jin2
1.University of Shanghai for science and technology, Shanghai, 200093, China 2.Shanghai university of engineering science, Shanghai, 201620, China

Nowadays the outcome of expansion at universities has lots of new questions. During process of teaching the lack of qualifi ed teacher and increase the number of students is not suit the tendency to the requirement of the trade development of electronic and information technology. How to improve the students’ability to build a well knowledge confi guration by themselves is the emphasis of this article.Through the analysis of the professional courses three directions are shown in this paper. So students can make a reference for their careers by the help of the confi guration.

knowledge confi guration; optimized courses; engineer of electronic and information

2010-11-29 稿件編號(hào)：1011144

楊海馬，碩士，講師。