孟德軍 徐偉 張誠(chéng) 榮鋒
摘 要: 本文針對(duì)電子信息工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)方面存在的問(wèn)題,根據(jù)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃要求”,詳細(xì)闡述了天津工業(yè)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院在實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)、實(shí)踐課程設(shè)置及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容方面做出的改革。
關(guān)鍵詞: 電子信息工程 卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃 實(shí)踐平臺(tái)
一、引言
教育部在2009年推出了一項(xiàng)重大改革試點(diǎn)項(xiàng)目:“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”)。該計(jì)劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的各類工程技術(shù)人才,為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)[1]。如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及理論聯(lián)系實(shí)際的能力成為卓越工程師培養(yǎng)的主要目標(biāo)。
隨著社會(huì)信息化的深入,各行業(yè)大都需要電子信息工程專業(yè)(以下簡(jiǎn)稱“電子專業(yè)”)的技術(shù)人才,而電子專業(yè)是一門知識(shí)密集,發(fā)展和更新十分迅速,具有很強(qiáng)工程應(yīng)用背景的學(xué)科,既強(qiáng)調(diào)知識(shí)的綜合性、實(shí)用性,又強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力和解決生產(chǎn)實(shí)踐問(wèn)題的能力[2]。當(dāng)前電子專業(yè)本科生普遍存在理論基礎(chǔ)較好而動(dòng)手能力較差、參與意識(shí)較強(qiáng)而工程素養(yǎng)不足、生搬硬套多而創(chuàng)新意識(shí)弱等現(xiàn)象。這反映出傳統(tǒng)電子信息工程專業(yè)教學(xué)存在重理論、輕實(shí)踐;重分析、輕綜合;重個(gè)體、輕協(xié)作等缺點(diǎn)[3]。為了培養(yǎng)理論基礎(chǔ)好、實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新及解決實(shí)際問(wèn)題能力突出、滿足社會(huì)發(fā)展需要的電子專業(yè)工程技術(shù)人才,我校電信學(xué)院在2012年開(kāi)始執(zhí)行電子信息工程專業(yè)“卓越計(jì)劃”,以下是我校電信學(xué)院為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)所采取的一系列教學(xué)改革措施。
二、實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)
1.綜合開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室
綜合開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室的建立主要是為學(xué)生自主實(shí)踐提供一個(gè)平臺(tái),依托電子設(shè)計(jì)大賽等各類電子競(jìng)賽,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)踐實(shí)踐能力的目的,該實(shí)驗(yàn)室主要立足于基礎(chǔ)性實(shí)踐。我校電信學(xué)院早在2005年就開(kāi)設(shè)了“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)室”,并成立了“電子設(shè)計(jì)教學(xué)部”,專門負(fù)責(zé)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐教學(xué)工作。
經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展,我校電信學(xué)院在實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。例如,在2013年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中,我院學(xué)生獲得了“國(guó)家一等獎(jiǎng)”,填補(bǔ)了我校在該項(xiàng)賽事中“國(guó)家一等獎(jiǎng)”的空白。
在以往的實(shí)踐教學(xué)模式中,模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)等專業(yè)實(shí)踐課程都有專職的實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員。這樣,實(shí)驗(yàn)教師對(duì)所負(fù)責(zé)的這門實(shí)踐課程比較熟悉,而對(duì)其他實(shí)踐課程則比較陌生,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,不利于教師實(shí)踐教學(xué)水平的提高,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。開(kāi)放性綜合實(shí)驗(yàn)室的建立從一定程度上解決了上述問(wèn)題。學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題,還會(huì)涉及不同課程的知識(shí)。指導(dǎo)教師應(yīng)在實(shí)踐指導(dǎo)過(guò)程中擴(kuò)大知識(shí)面,豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為進(jìn)一步提高實(shí)踐教學(xué)工作積累經(jīng)驗(yàn)。總之,開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室的建立對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力及教師指導(dǎo)能力的提高起促進(jìn)作用。
2.卓越工程師實(shí)踐基地
2011年,我校電信學(xué)院與飛思卡爾半導(dǎo)體公司成立了“飛思卡爾MCU/DSP及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室”(又名“卓越工程師實(shí)踐基地”)。與綜合開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室立足于基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)不同,該實(shí)踐基地主要立足于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),實(shí)踐內(nèi)容更加貼近社會(huì)需求,如汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)機(jī)器人及物聯(lián)網(wǎng)等方面的實(shí)踐內(nèi)容。在該實(shí)踐基地,學(xué)生可根據(jù)自己的興趣愛(ài)好及未來(lái)的職業(yè)規(guī)劃選擇合適的實(shí)踐內(nèi)容。通過(guò)近3年的發(fā)展,在該實(shí)踐基地接受培養(yǎng)的學(xué)生在專業(yè)知識(shí)、實(shí)踐能力及工程素養(yǎng)方面得到了顯著提高。同時(shí),該實(shí)踐基地對(duì)提高教師的教學(xué)水平、創(chuàng)新能力、科研能力也有很大幫助??傊?,實(shí)踐基地的成立對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐能力及教師的業(yè)務(wù)水平有著雙重促進(jìn)作用。
三、實(shí)踐課程建設(shè)
1.課程設(shè)置
從電子專業(yè)課程來(lái)看,主要包括數(shù)字電子、模擬電子、電路、高頻電子、可編程邏輯器件應(yīng)用及單片機(jī)等。但是,各門課程比較獨(dú)立,無(wú)法滿足“卓越計(jì)劃”解決實(shí)際工程問(wèn)題及提高知識(shí)綜合運(yùn)用能力的要求。因此,開(kāi)設(shè)串聯(lián)各門課程的,綜合性、應(yīng)用應(yīng)較強(qiáng)的課程尤為重要。我校電信學(xué)院在這方面做了嘗試,為大學(xué)二年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)了“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐1”必修課程,為大三年級(jí)開(kāi)設(shè)了“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐2”必修課程。在“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐1”課程中,為同學(xué)們介紹當(dāng)今最先進(jìn)的電子器件的應(yīng)用、各類模擬電路的設(shè)計(jì)方法及不同專業(yè)知識(shí)實(shí)際的應(yīng)用情況,將模擬電子、數(shù)字電子及高頻電路等課程的知識(shí)內(nèi)容與實(shí)際工程相結(jié)合。在“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐2”課程中,不僅給學(xué)生詳細(xì)講解微控制器的理論基礎(chǔ),還列舉微控制器在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例介紹微控制器在各個(gè)同領(lǐng)域的應(yīng)用,開(kāi)闊學(xué)生的視野。兩門課程都給出了多個(gè)涉及不同應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)踐題目供學(xué)生練習(xí)。
2.教學(xué)內(nèi)容
電子專業(yè)發(fā)展速度越來(lái)越快,幾乎每天都有新技術(shù)、新應(yīng)用出現(xiàn)。要想培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、滿足社會(huì)需要的新型人才,電子信息類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容必須與時(shí)俱進(jìn)。例如,在單片機(jī)的教學(xué)中,過(guò)多地講解51系列單片機(jī)內(nèi)部資源、外圍擴(kuò)展及匯編語(yǔ)言等內(nèi)容已不滿足當(dāng)前社會(huì)需要,許多資源更加豐富、功耗更低、價(jià)格更便宜、應(yīng)用范圍更廣的單片機(jī)已稱為市場(chǎng)主流。因此,我校電信學(xué)院從2012年起,已經(jīng)將單片機(jī)課程中的51系列單片機(jī)改成了應(yīng)用范圍比較廣的飛思卡爾HCS08內(nèi)核單片機(jī)——MC9S08AW60。2012年市場(chǎng)上推出了ARMCortex-M0+處理器,該處理器的誕生意味著原來(lái)的8位、16位及32位單片機(jī)將走向末路。為了迎合市場(chǎng)需要,我校電信學(xué)院也計(jì)劃盡快將單片機(jī)課程內(nèi)容改成ARMCortex-M0+處理器。在2013年電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)期間,我校將單片機(jī)的培訓(xùn)內(nèi)容由51系列單片機(jī)改為TI公司的430系列單片機(jī)。另外,在授課過(guò)程中,都是以實(shí)際應(yīng)用為例介紹相關(guān)知識(shí)點(diǎn)[4],這不僅可以吸引學(xué)生的注意力,提高教師教學(xué)水平,還可以讓學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域。
四、結(jié)語(yǔ)
培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力是提高本科教育質(zhì)量的重要方面,為了提高電子信息學(xué)生的工程實(shí)踐能力,學(xué)校應(yīng)從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面入手,為培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力[5],扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力,具有快速準(zhǔn)確獲取新知識(shí)的能力及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力的專業(yè)人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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