拓寬專業(yè)口徑 擴大學生就業(yè)面

王曉飛

北京信息科技大學光電學院 北京 100192

2007年年初，教育部啟動了“高等學校本科教學質量與教學改革工程”[1]，提出要把高等教育重點放在提高質量上，特色專業(yè)建設點即是質量工程項目之一，目的是引導各級各類高等學校大力加強本科專業(yè)建設，發(fā)揮自身優(yōu)勢，努力辦出特色。我校電子信息工程專業(yè)于2007年年底被批準為教育部特色專業(yè)建設點，結合自身發(fā)展優(yōu)勢，突出專業(yè)特色，開辟了3個專業(yè)方向，分別側重于片上電子信息系統(tǒng)設計、嵌入式網絡多媒體通信、數字圖像和視頻處理，學生可根據自己的興趣進行選擇。其中，“片上電子信息系統(tǒng)設計”方向具有專業(yè)口徑寬、應用面廣的特點，學生通過專業(yè)課學習可掌握通用微處理器軟、硬件系統(tǒng)設計方法，初步具備實現信號采集、計算與處理、控制、顯示等工程實踐能力，拓寬了學生的就業(yè)面，增加了學生的就業(yè)機會。

1 電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案

專業(yè)培養(yǎng)方案是開展專業(yè)教學工作的依據，體現了專業(yè)教育理念和特色，必須適應技術發(fā)展和社會需求的變化。電子信息工程專業(yè)具有寬口徑的特征，其主干學科包括電子科學與技術、信息與通信工程、計算機科學與技術，這些學科領域技術發(fā)展十分迅速，并在一定程度上出現了相互融合的趨勢。盡管技術發(fā)展很快，但該專業(yè)基本理論和基礎知識還是相對穩(wěn)定的。按照教育部要求，高等學校尤其是國家重點建設高校要淡化專業(yè)意識，拓寬基礎，加強素質教育和能力培養(yǎng)。在考慮到就業(yè)需要的情況下，高等學?？梢栽趯捒趶綄I(yè)內靈活設置專業(yè)方向[2]。我校電子信息工程專業(yè)課程設置以培養(yǎng)目標和專業(yè)特色定位為依據，以專業(yè)主體知識為線索，將主要課程分別歸入幾個知識模塊之中，課程之間相互支撐與銜接，課程體系突出專業(yè)基礎，并設置技術應用方向，滿足應用型人才培養(yǎng)要求。該專業(yè)必修和限選課程體系結構如圖1所示。

圖1 電子信息工程專業(yè)課程體系結構圖

專業(yè)課程體系按照知識模塊和支撐關系可分為公共基礎、專業(yè)基礎和專業(yè)應用模塊。其中公共基礎模塊主要包括數理和人文知識基礎。專業(yè)基礎模塊是本專業(yè)知識的核心，分為4組課程群，分別是電路基礎、信號與信息處理、電磁場與通信和計算機基礎，由12門必修課程組成，課程群內以知識線索貫穿，課程群之間學生從三年級開始在教師指導下結合自身特點來選擇。未被其選中的限選課程可作為任選課，其中限選組一側重于嵌入式網絡多媒體通信，限選組二側重于片上電子信息系統(tǒng)設計，限選組三則側重于數字圖像和視頻處理，三個限選組分別以嵌入式系統(tǒng)、FPGA和DSP為技術應用平臺。由于承擔本專業(yè)課程的教師分布在全校多個學院，因此，以本專業(yè)教學進程教學為線索，建立了跨學院的教師協(xié)調與溝通機制，定期召開本專業(yè)授課教師交流研討會，使培養(yǎng)計劃的設計思想在教學實踐中得以貫徹[3]。

2 “片上電子信息系統(tǒng)設計”方向的專業(yè)課程設置與特色

圖2 “片上電子信息系統(tǒng)設計”方向的專業(yè)應用模塊

我們將電子信息工程專業(yè)設立了3個方向，專業(yè)課程體系按照知識模塊和支撐關系分為公共基礎模塊、專業(yè)基礎模塊和專業(yè)應用模塊，3個專業(yè)方向的公共基礎模塊和專業(yè)基礎模塊是一致的，主要區(qū)別在于專業(yè)應用模塊。學生通過公共基礎課和專業(yè)基礎課的學習后，進入第五學期，開始根據自己的興趣選擇學習方向?！捌想娮有畔⑾到y(tǒng)設計”方向的專業(yè)應用模塊限選組課程群的構成如圖2所示。從下到上代表專業(yè)課知識梯度的增加。將該方向所需的專業(yè)知識層次及結構逐步展開，箭頭右側為該課要求的先開課程。

傳感技術主要以模擬電路為基礎。為了解決信號的采集問題，介紹了各種典型傳感器的工作原理，每種傳感器均以應用實例來描述，不僅使學生了解傳感器的基本工作原理，還訓練學生具備初步設計傳感器的能力。我們采用自編教材并且全部實例均來自于教師的科研或生活實際，有助于提高學生的學習興趣。例如，講授電渦流式傳感器時，以給首鋼設計的板材厚度的實時監(jiān)控為例；講授壓磁式傳感器時，以電梯負荷測量為例；講授熱電式傳感器時，以科研課題貼片元器件封裝裝置設計中室溫自適應熱電偶溫度測試方法為例；講授光電式傳感器時，將教師科研課題“兒童視力保護器設計”中涉及的硅光電池和紅外發(fā)射接收對管的應用介紹給學生；在講授霍爾傳感器的應用，將北京站火車測速系統(tǒng)的工作原理教授給學生；在數字式傳感器一章，將應用在首鋼方坯連鑄機切割控制系統(tǒng)中的光電編碼器使用方法加以介紹……這樣極大地激發(fā)了學生的學習熱情。另外，我院有一支科研隊伍多年來一直致力于電氣安全性能測試技術的研究工作，其中有關絕緣電阻、接地電阻、泄漏電流等概念以及最新發(fā)布的IEC(International Electro-technical Commission—國際電工委員會)國際標準等內容會適度在緒論部分和傳感器一般特性中予以介紹，使學生能夠緊跟教師的科研進程并有可能參與其中。

現代電子技術及應用將模擬電路和數字電路中的內容進行綜合運用，實現了信號的放大、濾波、隔離、電平轉換、電流/電壓轉換、阻抗匹配等，解決了傳感器信號調理的問題。

可編程邏輯器件設計采用自編教材《復雜可編程邏輯器件及數字系統(tǒng)應用》，講授了各類基本組合邏輯電路模塊、時序邏輯電路模塊的設計，以及數字系統(tǒng)的設計方法與技巧。該課程授課時間占整個課時的1/2，絕大部分內容講解應用實例，甚至涉及科研中遇到的問題及解決方法、結果等。該課程最大亮點在于將科研成果引入綜合設計實例，例如，在科研“晶體頻率標定系統(tǒng)設計”中利用FPGA(Field Programmable Gate Array—現場可編程門陣列)設計了計數比較電路；在北京分析儀器廠設備國產化改造中，利用CPLD(Complex Programmable Logic Device—復雜可編程邏輯器件)替代了標準集成電路芯片，既提高了設備的可靠性又降低了成本；在科研調試中發(fā)現開發(fā)軟件中有關三態(tài)門的仿真存在缺陷，與廠家溝通促進了軟件的完善等。這些實例極大地調動了學生的學習興趣。該課程實用性強，與諸多電子公司數碼產品的研制技術直接掛鉤，每年都有學生以此為特長進入工作單位。

片上電子信息系統(tǒng)以單片機原理及應用和可編程邏輯器件設計為基礎，目的是實現數字系統(tǒng)的單片化集成，為實現設備的小型化奠定基礎。

3 通用微處理器系統(tǒng)設計理念的建立

開設上述專業(yè)應用課程，目的是為學生建立硬件系統(tǒng)設計基礎。圖3所示為通用微處理器(測—控—信號處理)硬件系統(tǒng)的構成，利用傳感器將被測量信號轉換成可用電信號(傳感技術一課所講授的內容)，通過信號調理電路(現代電子技術及應用所解決的問題)將電信號轉換成A/D轉換器所能采集的信號，再進入微處理器(很多微處理器內都會集成A/D)。微處理器包括PC機(微機原理及應用專業(yè)基礎課、必修)、CPU(單片機原理及應用專業(yè)基礎課、選修)、PLC(可編程邏輯控制器原理及應用專業(yè)基礎課、選修)、ARM(嵌入式信息系統(tǒng)專業(yè)應用課、選修)、DSP(DSP原理及應用專業(yè)應用課、選修)，數字邏輯全部集成在FPGA中(可編程邏輯器件設計所學習的內容)，程序存儲在存儲器中，存儲器既包括常規(guī)的數據存儲器和程序存儲器，也包括Flash，再加上輸入輸出設備即構成了通用的微處理器硬件系統(tǒng)。通過C語言、VHDL語言等的支撐，該系統(tǒng)可實現測、控、信號處理等各種功能。

圖3 通用微處理器硬件系統(tǒng)構成

我們要求學生至少精通一種微處理器，并以此奠定就業(yè)方向。例如，有些學生對PLC掌握較好，其就業(yè)途徑為工業(yè)控制類企業(yè)或公司；有些學生對DSP感興趣，就業(yè)于數碼產品研制單位；有些學生喜歡FPGA，最終成為FPGA工程師；有些學生精通單片機，去了華為等著名大公司；有些學生對ARM情有獨鐘，具有更大的就業(yè)空間。

4 畢業(yè)設計題目注重與實際項目相結合

學生在完成全部課程學習(包括課程設計和專業(yè)綜合實踐環(huán)節(jié))后，進入大學的最后一個教學環(huán)節(jié)—畢業(yè)設計。在該階段，我們讓學生深入教師科研(教師根據所進行的科研項目擬定畢設題目)或進入公司課題(學生進入公司實習，完成符合畢設要求的實際項目)，并最終提交調試通過的軟硬件系統(tǒng)。每年都有一定數量的學生參加畢業(yè)設計成果展覽，展示自己的作品。

每年都有部分學生在相關單位做畢業(yè)設計并最終就業(yè)，這些單位有些是教師推薦的，大部分是學生自己應聘的，畢業(yè)設計期間他們在教師指導下動手能力在短期內獲得較大提升并被用人單位認可。由于從專業(yè)應用課程到畢業(yè)設計，我們始終堅持訓練學生掌握通用微處理器系統(tǒng)的設計方法，所以學生的畢業(yè)去向非常廣闊，在大學生就業(yè)形勢嚴峻的現狀下獨樹一幟。

[1]教育部.教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見[Z].教高(2007)1號,2007.

[2]教育部.關于做好普通高等學校本科學科專業(yè)結構調整工作的若干原則意見[Z].教高(2001)5號,2001.

[3]周金和.電子信息工程特色專業(yè)建設的實踐探索[C].全國高等學校電子信息科學與工程類專業(yè)教學協(xié)作委員會.2009年會論文集.2009.