電子信息類工程應(yīng)用型和研究創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究與探索

賈建科

摘要：教育理念強(qiáng)調(diào)大學(xué)在人才培養(yǎng)過程中必須以社會(huì)需求和科學(xué)發(fā)展為導(dǎo)向，基于此，本文提出我校電子信息類人才分層培養(yǎng)模式，將人才分為工程應(yīng)用型和研究創(chuàng)新型，分析給出了分層培養(yǎng)的課程知識(shí)體系，與分層培養(yǎng)的相對(duì)應(yīng)的教學(xué)方法，討論了師資隊(duì)伍和教材的建設(shè)思路，最后給出了在該分層培養(yǎng)模式下所取得的初步成績(jī)。

關(guān)鍵詞：分層培養(yǎng)；工程應(yīng)用型；研究創(chuàng)新型

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）34-0124-02

當(dāng)今高等教育正在由專才教育向通才教育轉(zhuǎn)換，大學(xué)也由教學(xué)型向教學(xué)研究型大學(xué)轉(zhuǎn)變，面對(duì)新的教育理念，大學(xué)必須在人才培養(yǎng)過程中以社會(huì)需求和科學(xué)發(fā)展為導(dǎo)向，根據(jù)學(xué)生的興趣和特長(zhǎng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類培養(yǎng)，由學(xué)生自主選擇自己的培養(yǎng)目標(biāo)和發(fā)展方向。這也是解決人才培養(yǎng)模式與社會(huì)對(duì)大學(xué)生需求矛盾的有效途徑。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)部分高校已著手人才分類培養(yǎng)模式的嘗試。南京信息工程大學(xué)提出以“通識(shí)為基，工程為本”的理念，培養(yǎng)工程型人才；以“通識(shí)為基，創(chuàng)新為本”的理念，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才；以“通識(shí)為基，創(chuàng)業(yè)為本”的理念，培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)型人才的電子信息類本科生分類培養(yǎng)方案。安徽工程大學(xué)信息工程專業(yè)根據(jù)當(dāng)前我國(guó)電子信息人才創(chuàng)新能力不強(qiáng)這一問題，提出電子信息工程人才的創(chuàng)新培養(yǎng)模式。合肥師范學(xué)院根據(jù)地方發(fā)展需求和本地電子信息工程專業(yè)的布局，提出了錯(cuò)位發(fā)展并明確“會(huì)設(shè)計(jì)、會(huì)制作、會(huì)測(cè)試”的微波射頻工程師培養(yǎng)目標(biāo)、以學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線形成“全程化能力分層培養(yǎng)模式”，而且在學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)上已初見成效。目前，這些培養(yǎng)模式更多地強(qiáng)調(diào)電子信息專業(yè)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)方式，但學(xué)生研究創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式研究較少?；诖?，根據(jù)我校電子信息科學(xué)與技術(shù)及電子信息工程專業(yè)的人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，提出了分層次的培養(yǎng)模式，即根據(jù)學(xué)生的興趣和學(xué)生的意愿，分為工程應(yīng)用型和研究創(chuàng)新型的培養(yǎng)模式。本專業(yè)這種分層次的培養(yǎng)模式，既可滿足社會(huì)對(duì)電子信息類工程應(yīng)用型人才的需求，也可以培養(yǎng)更多的研究創(chuàng)新型人才，也能做到因材施教，使學(xué)生有更多的選擇。根據(jù)電子信息類工程應(yīng)用型和研究創(chuàng)新型的人才分層培養(yǎng)模式，提出了與之相應(yīng)的課程知識(shí)體系、教學(xué)方法、師資隊(duì)伍和教材建設(shè)。

一、電子信息類分層培養(yǎng)的課程知識(shí)體系

現(xiàn)階段的電子信息類課程知識(shí)體系是沿襲以前學(xué)術(shù)性本科生的培養(yǎng)目標(biāo)而提出的，知識(shí)體系比較完備。電子信息類知識(shí)體系主要包括自然科學(xué)、人文科學(xué)類、學(xué)科基礎(chǔ)課和學(xué)科專業(yè)課程及相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。自然科學(xué)類課程主要包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理及其實(shí)驗(yàn)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)。學(xué)科基礎(chǔ)課包括電路基礎(chǔ)、模擬電子線路、數(shù)字電路、高頻電子線路、微機(jī)原理、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、電磁場(chǎng)與電磁波、微波技術(shù)、通信原理和單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用等課程。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括課程設(shè)計(jì)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。相對(duì)學(xué)科基礎(chǔ)課程的教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱。依據(jù)學(xué)術(shù)型培養(yǎng)方案的課程知識(shí)體系制約了工程應(yīng)用型和研究創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，致使工程應(yīng)用型人才的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)較少，研究創(chuàng)新型人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足，因此需要根據(jù)培養(yǎng)要求，優(yōu)化相應(yīng)的知識(shí)體系。

1.工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程知識(shí)體系。工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。對(duì)自然、人文科學(xué)類知識(shí)體系不需要做調(diào)整，而在專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)課程的教學(xué)上，需要加大工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。如在信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、電磁場(chǎng)與電磁波、微波技術(shù)、通信原理等專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)中，更多地突出其工程應(yīng)用背景，在掌握基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，增加工程應(yīng)用的實(shí)踐。如在微波技術(shù)的教學(xué)中，引進(jìn)射頻仿真軟件HFSS、ADS等軟件，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行射頻微波電路的仿真設(shè)計(jì)。在專業(yè)模塊課的安排上，應(yīng)重工程應(yīng)用，增加電子測(cè)量、電子制作、PCB設(shè)計(jì)、射頻電路設(shè)計(jì)和單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程的課時(shí)，并開設(shè)與之相對(duì)應(yīng)的課程設(shè)計(jì)，提高工程應(yīng)用能力。

2.研究創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的課程知識(shí)體系。研究創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)應(yīng)在加強(qiáng)自然科學(xué)類知識(shí)的基礎(chǔ)上，夯實(shí)電子信息科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，圍繞電子信息科學(xué)發(fā)展前沿知識(shí)，在專業(yè)模塊課程中增加工程創(chuàng)新能力課程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。為了拓展學(xué)生的知識(shí)面，開設(shè)與電子信息科學(xué)交叉的學(xué)科。實(shí)行本科生導(dǎo)師制，鼓勵(lì)本科生參與教師科研，進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)。組建相應(yīng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和校園創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，吸引更多的學(xué)生加入到創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，定期舉辦校園創(chuàng)新大賽。

二、電子信息類分層培養(yǎng)的教學(xué)方法

針對(duì)工程應(yīng)用型和研究創(chuàng)新型兩種不同的培養(yǎng)模式，其相應(yīng)的教學(xué)方法應(yīng)各有側(cè)重，工程應(yīng)用型培養(yǎng)模式在教學(xué)上側(cè)重學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，而研究創(chuàng)新型的培養(yǎng)模式側(cè)重理論知識(shí)教學(xué)的同時(shí)，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科研和學(xué)術(shù)研究，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

1.工程應(yīng)用型培養(yǎng)模式的教學(xué)方法。①改變教育理念，側(cè)重工程應(yīng)用意識(shí)的培養(yǎng)。在專業(yè)知識(shí)的教學(xué)中，強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)講解的同時(shí)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。如在電路基礎(chǔ)、模擬電子線路、數(shù)字電路和高頻電子線路的教學(xué)中，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路的分析和應(yīng)用能力，通過大量的實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基本常用電路的分析和應(yīng)用能力。在課堂講授的同時(shí)，留出部分時(shí)間讓學(xué)生設(shè)計(jì)并分析基本電路，課后利用仿真軟件驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，并借助面包板或焊接電路對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行硬件測(cè)試。這不僅使學(xué)生熟悉了常用的電子元器件，也掌握了電子儀器儀表的使用。在信號(hào)與系統(tǒng)，數(shù)字信號(hào)處理和電磁場(chǎng)與電磁波、通信原理的教學(xué)中，加大工程應(yīng)用背景的引入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生利用C語(yǔ)言或者matlab語(yǔ)言對(duì)課程中相應(yīng)問題進(jìn)行求解。如編程求解系統(tǒng)的響應(yīng)函數(shù)和曲線函數(shù)，電磁波比較抽象，可以根據(jù)波動(dòng)方程的解，編程繪制電磁波行波、駐波的波形。提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)興趣。在微波技術(shù)及微波射頻電路的教學(xué)中，引入射頻微波仿真軟件HFSS和ADS等仿真軟件，進(jìn)行微波射頻電路的仿真設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)許多從事微波射頻領(lǐng)域的公司和研究院所都使用微波仿真軟件進(jìn)行微波射頻電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。②優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出工程應(yīng)用背景。根據(jù)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，通過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)一步了解專業(yè)知識(shí)在各領(lǐng)域中的工程背景與實(shí)際應(yīng)用。因此，在教學(xué)內(nèi)容中注重工程背景的引入、設(shè)計(jì)應(yīng)用及工程實(shí)例的詳細(xì)講解。如在單片機(jī)原理及應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等應(yīng)用性比較強(qiáng)的課程中應(yīng)多引入工程設(shè)計(jì)實(shí)例，讓學(xué)生在實(shí)踐中主動(dòng)學(xué)習(xí)。同時(shí)應(yīng)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，在模擬電子線路、數(shù)字電路，高頻電子線路和DSP技術(shù)等實(shí)踐性強(qiáng)的課程中，應(yīng)增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的課時(shí)，根據(jù)課程發(fā)展要求修改課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)修改實(shí)踐教學(xué)的考核方法，實(shí)行實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)考核，提高學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的主動(dòng)性。

2.研究創(chuàng)新型培養(yǎng)模式的教學(xué)方法。①扎實(shí)基礎(chǔ)，開創(chuàng)研究探討式教學(xué)。研究創(chuàng)新型人才不僅需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還需要敢于大膽地設(shè)想并具備一定的開創(chuàng)性。因此對(duì)研究創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，在教學(xué)上應(yīng)該扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，課堂上應(yīng)講透講深專業(yè)基礎(chǔ)課程知識(shí)，為研究創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)在課堂教學(xué)中，教師努力開創(chuàng)研究探討的教學(xué)方法，使學(xué)生充當(dāng)學(xué)習(xí)的主體，提出自己的見解和方法。如在信號(hào)與系統(tǒng)、電磁場(chǎng)與電磁波和通信原理的教學(xué)過程中，使學(xué)生充分掌握這幾門課程的基本內(nèi)容，并能理解該內(nèi)容，定期圍繞相關(guān)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課堂討論，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。課堂上講解主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，加大知識(shí)點(diǎn)的引申，可以大作業(yè)的形式讓學(xué)生寫對(duì)主要知識(shí)的理解和新的認(rèn)識(shí)。為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。②理論聯(lián)系工程實(shí)踐，豐富實(shí)踐教學(xué)。在研究創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)中，突出理論聯(lián)系工程實(shí)踐，從開始的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，過渡到啟發(fā)學(xué)生利用理論知識(shí)和現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并實(shí)施該設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，把該設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上，增加學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和課時(shí)。在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，鼓勵(lì)學(xué)生使用新的電子元件和軟件平臺(tái)。舉辦科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生的研究創(chuàng)新能力得到鍛煉和培養(yǎng)。

三、與分層培養(yǎng)相對(duì)應(yīng)的師資隊(duì)伍、教材的建設(shè)

為了順利實(shí)施分層培養(yǎng)，必須加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)。建設(shè)工程應(yīng)用型師資隊(duì)伍和研究創(chuàng)新型的師資隊(duì)伍。在教師隊(duì)伍的建設(shè)上，堅(jiān)持走出去和引進(jìn)來(lái)的策略，鼓勵(lì)教師進(jìn)修學(xué)習(xí)，提高自身的工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力，從科研院所聘用工程技能過硬和研究創(chuàng)新能力較強(qiáng)的專家學(xué)者擔(dān)任兼職教師，講授技術(shù)性和工程創(chuàng)新性的課程。教材建設(shè)應(yīng)適應(yīng)電子信息類人才分層培養(yǎng)的需要，對(duì)工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，應(yīng)選擇工程應(yīng)用實(shí)例比較多的教材，同時(shí)組織教師根據(jù)自身的工程實(shí)例編寫教材，使教師的科研成果滲透到教學(xué)中；對(duì)研究創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，應(yīng)選擇理論知識(shí)比較系統(tǒng)的教材，引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四、電子信息類人才分層培養(yǎng)工作正在推進(jìn)

在學(xué)校的支持下，我院電子科學(xué)與技術(shù)和電子信息工程專業(yè)已著手人才分層培養(yǎng)的前期準(zhǔn)備，包括課程知識(shí)體系的確定、教學(xué)方法的討論、相應(yīng)教材和師資隊(duì)伍建設(shè)。在電子信息類人才分層培養(yǎng)目標(biāo)的引領(lǐng)下，初步取得了效果，部分同學(xué)走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，在電子競(jìng)賽和挑戰(zhàn)杯中取得了較好的成績(jī)，學(xué)生的工程應(yīng)用能力和研究創(chuàng)新能力得到了提高。

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