張曉宇

(華北科技學(xué)院電子信息工程學(xué)院，北京東燕郊 101601)

0 引言

電子信息工程屬于實(shí)踐性極強(qiáng)的應(yīng)用型學(xué)科專業(yè)，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中，對能力卓越的電子信息工程專業(yè)人才需求極為旺盛。如何針對電子信息工程學(xué)科的特點(diǎn)制定合理的培養(yǎng)目標(biāo)優(yōu)化教學(xué)模式，特別是如何加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革和建設(shè)，培養(yǎng)出具有工程能力和創(chuàng)新能力的卓越電子信息工程師，是目前電子信息工程專業(yè)應(yīng)用型本科教育需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容［1～3］。作為應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)，必須與時(shí)俱進(jìn)制定新的實(shí)踐教學(xué)體系，對以往實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革，以滿足社會對畢業(yè)生多方面工程應(yīng)用能力需要［4－6］。

1 目前電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題

當(dāng)前電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系存在的主要問題有［10～12］:

第一，實(shí)驗(yàn)依附于理論課程的狀況沒有徹底改變，總體看仍是理論驗(yàn)證，沒有從學(xué)生動手實(shí)踐能力方面考慮。第二，相關(guān)課程之間的聯(lián)系被傳統(tǒng)教學(xué)分開，各門課程實(shí)踐環(huán)節(jié)比較獨(dú)立，缺乏相互銜接及綜合運(yùn)用環(huán)節(jié)。第三，重理論輕實(shí)踐的觀念仍客觀存在，體現(xiàn)為理論教學(xué)教師水平仍明顯高于實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師，實(shí)踐教學(xué)缺乏更科學(xué)的組織和考核。第四，對學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)重視不夠，學(xué)生的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力得不到有效培養(yǎng)。

目前電子信息工程專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有幾個(gè)方面感到困惑的問題:知識太抽象、課程復(fù)雜程度越來越高、專業(yè)綜合應(yīng)用少、實(shí)際創(chuàng)新機(jī)會少。

要解決好這些問題，為學(xué)生走上工作崗位或更高的學(xué)習(xí)階段打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，必須采用新的模式。為了達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型工程人才的目的，實(shí)踐教學(xué)體系應(yīng)考慮:1)在理論學(xué)習(xí)和教學(xué)能順利完成的同時(shí)，相應(yīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)應(yīng)能夠讓學(xué)生加深對所學(xué)理論的理解。2)通過集中性實(shí)踐教學(xué)的訓(xùn)練，學(xué)生能夠把各門專業(yè)理論知識融會貫通，在學(xué)生個(gè)體自身上形成與自身相適應(yīng)的技能體系。3)實(shí)踐教學(xué)還應(yīng)該能夠緊緊適應(yīng)市場需求，密切聯(lián)系工程實(shí)踐需要，使得學(xué)生在以后本專業(yè)領(lǐng)域工作中有較強(qiáng)的專業(yè)綜合技能和素質(zhì)，并且能擴(kuò)展專業(yè)知識以外的實(shí)踐知識。

實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)置應(yīng)該從系統(tǒng)工程的角度來考慮。我們通過對電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的教學(xué)改革和建設(shè)，進(jìn)行了很多有益的探索，形成了一種新型實(shí)踐教學(xué)體系，并且提供了相應(yīng)的工程訓(xùn)練樣本。

2 新型實(shí)踐教學(xué)體系基本架構(gòu)

根據(jù)各高校卓越電子信息工程師培養(yǎng)方案和目標(biāo)，在工程應(yīng)用能力方面總體上有以下要求［1，3］:(1)具備從事大型或復(fù)雜工程技術(shù)問題研究和系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的基本技能，系統(tǒng)深入地掌握了專工程技術(shù)知識和理論，了解本專業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢;(2)具備從復(fù)雜系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)并提取關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)而提出系統(tǒng)解決方案的能力、掌握采用最優(yōu)化技術(shù)路線和方法解決工程實(shí)際問題的能力;(3)初步具備參與項(xiàng)目及工程管理的能力和有效的溝通與交流能力。

本實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建的基本思路是以卓越電子信息工程師培養(yǎng)目標(biāo)為指導(dǎo)，針對目前實(shí)踐教學(xué)存在的問題，淡化理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的界限，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合，采取多層次系統(tǒng)訓(xùn)練方案，形成由單一課內(nèi)實(shí)驗(yàn)到綜合，由相對獨(dú)立到綜合工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力和自主創(chuàng)新精神。新實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建抓住“一個(gè)主題”，培養(yǎng)“兩個(gè)能力”，完成“三件作品”、涵蓋“四層訓(xùn)練”。簡而言之，稱之為“一二三四”體系。

1)“一個(gè)主題”是工程化培養(yǎng)。工程化培養(yǎng)貫穿于理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)始終。理論教學(xué)側(cè)重于基本理論、基本概念和基本方法的闡述，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生工程化思維能力和學(xué)習(xí)應(yīng)用能力的培養(yǎng);實(shí)踐教學(xué)則側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生在工程中綜合應(yīng)用所學(xué)知識來分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際中獨(dú)立思考、研究的創(chuàng)新意識。在各專業(yè)理論課程教學(xué)過程中，要求教師務(wù)必體現(xiàn)基本理論的工程概念和應(yīng)用;在實(shí)踐教學(xué)中，則要求從認(rèn)識實(shí)習(xí)、電子技能基本訓(xùn)練、電子技能專業(yè)訓(xùn)練到大四的綜合工程訓(xùn)練實(shí)習(xí)都務(wù)必采用工程化教學(xué)程序。這樣整體教學(xué)體系中均貫穿工程化培養(yǎng)的一個(gè)主題。

2)“兩個(gè)能力”是基礎(chǔ)動手能力和工程應(yīng)用能力?；A(chǔ)動手能力訓(xùn)練是第一、二層次，針對某一專業(yè)技術(shù)進(jìn)行的基本技能訓(xùn)練。其功能是了解、認(rèn)識、描述電子信息工程產(chǎn)品、元部件的功能要求，內(nèi)部結(jié)構(gòu)。包括認(rèn)識實(shí)習(xí)、我校特色實(shí)踐課程:《電氣實(shí)驗(yàn)技術(shù)》、《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》兩課的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等。工程應(yīng)用能力訓(xùn)練是第三、四層次，針對某一專業(yè)技術(shù)方向開展能力訓(xùn)練。其功能是掌握電子元件材料性能、結(jié)構(gòu)、使用技巧。包括兩個(gè)學(xué)期的電子技能訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)。在四層實(shí)踐教學(xué)中，兩個(gè)能力的培養(yǎng)必須教會學(xué)生如何利用各項(xiàng)課程知識分析、解決工程實(shí)際問題;真正鍛煉學(xué)生工程實(shí)踐能力，通過訓(xùn)練獨(dú)立、開放、外向型和創(chuàng)新意識以及專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生卓越電子信息工程師能力的目的。

3)“三件作品”是指學(xué)生必須完成電子技能訓(xùn)練作品、工程訓(xùn)練作品、畢業(yè)設(shè)計(jì)作品，貫穿學(xué)生大三大四的各個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，構(gòu)成實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生必須修習(xí)完成的目標(biāo)?！叭髌贰钡膶哟尾煌?，針對性不同，訓(xùn)練目標(biāo)也不同。(1)電子技能訓(xùn)練作品，涵蓋了第一、二層次。第一層次主要針對專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)操作如焊接技能、專業(yè)基礎(chǔ)認(rèn)識如元器件認(rèn)識、電子產(chǎn)品PCB板的初步認(rèn)識等，訓(xùn)練目標(biāo)達(dá)到會焊接、會認(rèn)識(元件)、會畫圖(照畫原理圖和PCB圖)。第二層次針對專業(yè)技術(shù)初步如分析電路、專業(yè)技能初步如調(diào)試電路。訓(xùn)練目標(biāo)是達(dá)到會分析、會調(diào)試、會原理(電路工作原理)。(2)工程訓(xùn)練作品，涵蓋了第三層次。主要針對專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力，訓(xùn)練目標(biāo)要求達(dá)到會設(shè)計(jì)、會改進(jìn)、會畫圖(自己畫原理圖和PCB)。(3)畢業(yè)設(shè)計(jì)作品，涵蓋了第四層次。主要鞏固專業(yè)工程應(yīng)用能力針對專業(yè)創(chuàng)新能力繼續(xù)培養(yǎng)。訓(xùn)練目標(biāo)要求達(dá)到會開發(fā)、會借鑒、會創(chuàng)新。以上三件作品，第一件重點(diǎn)集中于基礎(chǔ)動手能力，后兩件集中于工程應(yīng)用能力，但又一直融合在一起。

4)“四層訓(xùn)練”即四個(gè)層次的工程訓(xùn)練，包括:

(1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層－必修課

近些年這個(gè)層面的教學(xué)體系已逐漸完善，國內(nèi)各高校都已成熟。繼續(xù)加強(qiáng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)建設(shè)，提高學(xué)生的基礎(chǔ)動手能力。在我校中，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)大綱進(jìn)行了重新修訂，使電類基礎(chǔ)課，尤其是《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》兩課課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，為后續(xù)層次實(shí)踐教學(xué)服務(wù)。大綱中明確提出后續(xù)層次實(shí)踐教學(xué)的要求。

(2)初級應(yīng)用層－必修與選修相結(jié)合

在這部分中，我們研究了在專業(yè)系統(tǒng)級，特別是大三，大四的專業(yè)課程學(xué)習(xí)中，結(jié)合實(shí)踐平臺來進(jìn)行小項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)模式，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生在功能性實(shí)驗(yàn)階段以小的項(xiàng)目化方式接觸專業(yè)層面，培養(yǎng)了學(xué)生的工程習(xí)慣和思維。

(3)工程訓(xùn)練層－實(shí)踐環(huán)節(jié)

工程訓(xùn)練實(shí)踐環(huán)節(jié)主要有:電子技能訓(xùn)練(1)，對電子基本工藝有初步認(rèn)識;電子技能訓(xùn)練(2)－(3)，對高頻電路、功能性電子信息電路有設(shè)計(jì)和制作訓(xùn)練;專業(yè)綜合工程訓(xùn)練(生產(chǎn)實(shí)習(xí))，通過一個(gè)中型項(xiàng)目的具體實(shí)施訓(xùn)練，使學(xué)生對工程項(xiàng)目的各個(gè)方面有訓(xùn)練;畢業(yè)實(shí)習(xí)，通過校外實(shí)習(xí)基地的實(shí)際接觸，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)書本知識的局限性，進(jìn)一步擴(kuò)展專業(yè)面。

本實(shí)踐教學(xué)體系重點(diǎn)針對工程訓(xùn)練層的具體訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，得出了具體的訓(xùn)練體系和方法，并提供了制作每個(gè)實(shí)習(xí)訓(xùn)練的平臺。

(4)制作創(chuàng)新層

學(xué)生經(jīng)過理論學(xué)習(xí)，配合實(shí)驗(yàn)、工程訓(xùn)練及實(shí)習(xí)等培養(yǎng)，已有了基本的系統(tǒng)知識，但要能滿足用人單位多方面要求，還需要自主性的錘煉。方式是多種多樣的，主要是:設(shè)立以基本技能和初步設(shè)計(jì)、制作能力為主的課程設(shè)計(jì)等，對模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)、C程序設(shè)計(jì)等課程給出一定的設(shè)計(jì)和制作安排;在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，能認(rèn)真做好理論設(shè)計(jì)與實(shí)物制作;開展各類的實(shí)踐創(chuàng)新活動，鼓勵(lì)學(xué)生在大三、大四年級參加各類競賽、科技創(chuàng)新活動。專業(yè)教研室也應(yīng)配合舉辦制作活動。本課題將探索制作創(chuàng)新層面與專業(yè)課設(shè)、實(shí)習(xí)、訓(xùn)練等的結(jié)合。

新構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系的成功實(shí)施必須依靠相應(yīng)教學(xué)改革、實(shí)踐教學(xué)條件的提升配套，其中首要因素是教師資源。教師必須能夠懂實(shí)踐、會實(shí)踐;懂操作、會操作;才能保證實(shí)踐教學(xué)能成功達(dá)到目標(biāo)。其次，實(shí)踐基地的建設(shè)是必要的硬件條件。必須在硬件設(shè)施方面予以保證各實(shí)踐教學(xué)的開展，尤其是電子技能訓(xùn)練、工程訓(xùn)練實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)，需要學(xué)校投入專用場地、耗材及一定資金。另外，與企業(yè)聯(lián)合開展校外實(shí)踐教學(xué)基地，也是開拓學(xué)生視野，提高學(xué)生水平的必須內(nèi)容。

3 實(shí)踐教學(xué)體系的運(yùn)行實(shí)施

為了確保該實(shí)踐教學(xué)體系的順利運(yùn)行，完善相應(yīng)配套教學(xué)改革工作，一是建設(shè)各層教學(xué)教師隊(duì)伍;二是采用校企合作模式與中航高科長城瑞賽測控技術(shù)有限公司、北京達(dá)盛科技有限公司等企業(yè)建立長期實(shí)習(xí)基地合作關(guān)系;三是實(shí)驗(yàn)室電子信息工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行改革，采用開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。四是鼓勵(lì)、加強(qiáng)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，加強(qiáng)國家大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目的申請和管理，用好國家的錢，促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新教學(xué)的規(guī)范和提高等。

通過研究和實(shí)踐上述“一二三四”實(shí)踐教學(xué)體系，電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量有了明顯提高。2013年應(yīng)屆畢業(yè)生考研中，有36名學(xué)生上線，專業(yè)上線率18.9%。學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力強(qiáng)，在全國電子設(shè)計(jì)大賽、“飛思卡爾”智能車大賽中，連續(xù)多年獲國家二、三等獎，2012年曾突破性獲一次全國特等獎。連續(xù)多年畢業(yè)生就業(yè)率均在90%以上。

4 結(jié)論

應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)的“一二三四”實(shí)踐教學(xué)體系架構(gòu)，是根據(jù)當(dāng)前信息時(shí)代電子軟硬件工程師工程素質(zhì)的要求優(yōu)化培養(yǎng)方案、合理配置教學(xué)資源，系統(tǒng)地培養(yǎng)相應(yīng)特色的卓越電子信息工程師，進(jìn)行教學(xué)改革的成果。眾所周知，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程應(yīng)用能力對電子信息工程從業(yè)者非常重要。電子信息工程專業(yè)是培養(yǎng)電子軟硬件工程師的搖籃，必須才能達(dá)到社會需要，才符合應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo)。因此，“一二三四”實(shí)踐教學(xué)體系從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面深入進(jìn)行了改革和建設(shè)，經(jīng)過應(yīng)用檢驗(yàn)，是一種能適應(yīng)培養(yǎng)卓越電子信息工程師的新型實(shí)踐教學(xué)體系。

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