基于CDIO的電子信息工程課程體系的改革與探索

熊利祥++章科峰

摘 要：武漢華夏理工學(xué)院作為應(yīng)用型本科院校，致力于培養(yǎng)具有較扎實(shí)的基礎(chǔ)理論、較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才。為了能培養(yǎng)出能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和需要的應(yīng)用型技能型人才，該文以電子信息工程專業(yè)課程體系為對(duì)象，提出了基于CDIO理念的改革思路和實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：CDIO 實(shí)踐教學(xué) 課程體系 電子信息工程

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（a）-0158-02

電子信息工程專業(yè)是面向電子信息行業(yè)的寬口徑專業(yè)，該專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)需要的，具備現(xiàn)代電子信息技術(shù)理論，通曉電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與方法，具有較強(qiáng)的工程技術(shù)應(yīng)用能力，能在電子信息、通信、互聯(lián)網(wǎng)、軟件、廣播電視等行業(yè)從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和管理等工作的高級(jí)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。學(xué)生主要學(xué)習(xí)信號(hào)的獲取、傳輸、處理等基礎(chǔ)知識(shí)，電子設(shè)備與信息系統(tǒng)等方面的基本理論和基本技能，接受電子技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等專業(yè)應(yīng)用與創(chuàng)新能力的基本訓(xùn)練，具備設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)應(yīng)用和集成電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的職業(yè)能力和基本素質(zhì)。

傳統(tǒng)的工科教育模式已經(jīng)越來(lái)越跟不上時(shí)代發(fā)展的要求，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)工程師的工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、交流能力、理解能力與適應(yīng)能力提出了更高的要求，借鑒CDIO教育理念，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”，改革實(shí)踐教學(xué)體系，整合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，注重專業(yè)技能的培養(yǎng)，取得了良好的效果。

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”（Project based education and learing簡(jiǎn)稱PBL）的集中概括和抽象表達(dá)，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程?；贑DIO理念的培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力4個(gè)層面。

1 電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的構(gòu)成

人才培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)的綱領(lǐng)性文件，是組織教學(xué)過(guò)程、安排教學(xué)任務(wù)等教學(xué)管理工作的基本依據(jù)。信息工程學(xué)院信號(hào)處理教學(xué)團(tuán)隊(duì)主動(dòng)適應(yīng)區(qū)域、產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才的需要，不斷改革創(chuàng)新課程內(nèi)容、教學(xué)方法和手段，完善以“工學(xué)結(jié)合”為重點(diǎn)的“3+1、6+1+1”等特色多樣化人才培養(yǎng)模式，積極探索產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)新模式、新機(jī)制，突出應(yīng)用特色和行業(yè)區(qū)域特色，在原有人才培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)電子信息工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案作了優(yōu)化調(diào)整。

人才培養(yǎng)方案分為理論教學(xué)模塊、實(shí)踐教學(xué)模塊、個(gè)性發(fā)展模塊、素質(zhì)拓展與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模塊、職業(yè)技能模塊和綜合教育模塊等六大模塊。其中，理論教學(xué)模塊和實(shí)踐教學(xué)模塊是專業(yè)背景和技能訓(xùn)練的主要培養(yǎng)環(huán)節(jié)。

（1）理論教學(xué)模塊，包括公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課（含方向課和選修課）、素質(zhì)拓展課。

①公共基礎(chǔ)課。

包括概論、馬克思主義基本原理概論，中國(guó)近代史綱要、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、大學(xué)英語(yǔ)、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、大學(xué)體育、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、大學(xué)物理、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等課程。

②學(xué)科基礎(chǔ)課。

包括專業(yè)導(dǎo)論（電信）、電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、單片微機(jī)原理與接口技術(shù)、通信原理等課程。

③專業(yè)必修課。

包括Java應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、FPGA設(shè)計(jì)與應(yīng)用、傳感與檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、嵌入式技術(shù)、智能電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、Android應(yīng)用程序設(shè)計(jì)等課程。

④專業(yè)選修課。

包括電子線路仿真設(shè)計(jì)、射頻識(shí)別技術(shù)、ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)、DSP原理及應(yīng)用、電子信息工程專業(yè)英語(yǔ)、現(xiàn)代控制總線技術(shù)、圖像處理與模式識(shí)別等課程。

（2）實(shí)踐教學(xué)模塊，包括模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、單片微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)與信息系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)、FPGA設(shè)計(jì)與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)、ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)、嵌入式技術(shù)課程設(shè)計(jì)、自動(dòng)識(shí)別技術(shù)課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)、專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。

2 電子信息工程實(shí)踐課程體系的改革

實(shí)踐教學(xué)體系由課內(nèi)實(shí)踐、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、認(rèn)知實(shí)習(xí)、綜合實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)構(gòu)成。課內(nèi)實(shí)踐和課程實(shí)驗(yàn)為課程設(shè)計(jì)服務(wù)，課程設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù)，形成項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、多梯次、不斷線的實(shí)踐教學(xué)體系。認(rèn)知實(shí)習(xí)安排在第一學(xué)期，讓新生對(duì)電子信息行業(yè)最新的技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用，現(xiàn)代企業(yè)的管理方式，產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝等有一個(gè)全面感性的認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生對(duì)該專業(yè)的理解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)該專業(yè)知識(shí)的興趣。綜合實(shí)訓(xùn)安排在第七學(xué)期，讓學(xué)生在真實(shí)的企業(yè)研發(fā)中心鍛煉，全方位訓(xùn)練學(xué)生的方案設(shè)計(jì)能力、資源獲取能力、編程能力、調(diào)試能力、文檔編寫能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。

課內(nèi)實(shí)踐和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)為課程教學(xué)服務(wù)，課內(nèi)實(shí)踐采用理實(shí)一體，邊講、邊操作的模式，讓學(xué)生在課堂上及時(shí)消化教學(xué)案例和提高專業(yè)技能。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)為主，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的要求完成整體方案、硬件電路和程序的設(shè)計(jì)。

課程設(shè)計(jì)針對(duì)技術(shù)型和應(yīng)用性較強(qiáng)的課程開(kāi)設(shè)，其內(nèi)容可針對(duì)一門或若干們課程，其難度高于課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。為電子信息系統(tǒng)集成與應(yīng)用和信號(hào)檢測(cè)、識(shí)別與處理兩個(gè)課程鏈服務(wù)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的理解，全面提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，專業(yè)技能和應(yīng)用能力。

認(rèn)知實(shí)習(xí)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)本專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要手段之一。通過(guò)認(rèn)知實(shí)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、調(diào)查研究、觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力和方法，使學(xué)生對(duì)電子信息類企業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)方式、先進(jìn)制造技術(shù)和管理知識(shí)、最新的產(chǎn)品和行業(yè)應(yīng)用有一個(gè)全面、感性的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí)的積極性和主動(dòng)性，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。通過(guò)參觀光電子博覽會(huì)，讓學(xué)生對(duì)行業(yè)最新的產(chǎn)品和應(yīng)用有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，通過(guò)集中觀看電子工藝視頻讓學(xué)生對(duì)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)（手工焊、浸焊、波峰焊、SMT貼片焊接和裝配），現(xiàn)代企業(yè)的管理方式有個(gè)全面的了解。

綜合實(shí)訓(xùn)采用校企合作的方式，在企業(yè)研發(fā)中心進(jìn)行。實(shí)訓(xùn)按照企業(yè)方式管理，要求學(xué)生佩戴吊牌，設(shè)有指紋考勤、視頻監(jiān)控。內(nèi)容以項(xiàng)目為核心，以小組為單位，以研發(fā)為崗位，全方位訓(xùn)練學(xué)生的方案設(shè)計(jì)能力、資源獲取能力、編程能力、調(diào)試能力、文檔編寫能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、職業(yè)化素養(yǎng)等。同時(shí)融入企業(yè)新晉員工職業(yè)化訓(xùn)練的相關(guān)課程，讓學(xué)生在真實(shí)的企業(yè)環(huán)境中實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)采用全方位考核機(jī)制，包括指紋考勤、現(xiàn)場(chǎng)紀(jì)律、項(xiàng)目完成情況、文檔、答辯（理論和實(shí)踐的掌握情況）等5個(gè)維度。實(shí)訓(xùn)考核成績(jī)合格者頒發(fā)實(shí)習(xí)結(jié)業(yè)證書(shū)，成績(jī)優(yōu)秀者頒發(fā)優(yōu)秀實(shí)習(xí)生榮譽(yù)證書(shū)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，是對(duì)學(xué)生4年學(xué)習(xí)情況的一次全面檢驗(yàn)和綜合訓(xùn)練。課程設(shè)計(jì)選題以軟硬結(jié)合的題目為主，融入教師的科研項(xiàng)目，應(yīng)用性較強(qiáng)，應(yīng)具有一定的實(shí)用價(jià)值。實(shí)施過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)指導(dǎo)老師和學(xué)生的管理。要求指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生每周至少安排一次畢業(yè)設(shè)計(jì)的檢查和指導(dǎo)工作，要求學(xué)生主動(dòng)和指導(dǎo)老師聯(lián)系，切實(shí)提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3 提升教師隊(duì)伍的CDIO能力，以科研促教學(xué)

教師的工程實(shí)踐能力和教學(xué)能力是實(shí)施CDIO成敗的關(guān)鍵。很多教師在理論知識(shí)方面是專家，但實(shí)際工程的經(jīng)驗(yàn)卻非常有限。學(xué)校通過(guò)內(nèi)部培養(yǎng)和外部引進(jìn)相結(jié)合的措施，全面提升教師的工程素質(zhì)。

（1）選派中青年教師到企業(yè)掛職鍛煉，壯大雙師雙能型教師隊(duì)伍。

（2）鼓勵(lì)中青年教師積極申報(bào)科研項(xiàng)目，將科研項(xiàng)目的研究成果設(shè)計(jì)成教學(xué)案例，應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中。

（3）把工程經(jīng)驗(yàn)作為聘用和提升教師的考核條件。

（4）聘請(qǐng)具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)一線工程師到校兼職任教。

通過(guò)這些措施，不僅提高了中青年教師的工程經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)素養(yǎng)，也使學(xué)生真正接觸到企業(yè)一線工程師，從他們那里感受到企業(yè)文化，學(xué)習(xí)實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)和能力。

4 結(jié)語(yǔ)

從現(xiàn)代企業(yè)對(duì)電子信息工程人才需求出發(fā)，確定了電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，確定了注重素質(zhì)教育，重視學(xué)生創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神培養(yǎng)的理念，構(gòu)成了以CDIO工程教育培養(yǎng)模式的電子信息工程課程體系，形成了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、多梯次、不斷線的實(shí)踐教學(xué)體系。這一系列的改革與探索，增強(qiáng)了學(xué)生的工程應(yīng)用能力和專業(yè)技能。

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