電子信息工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)置與實(shí)踐

李義豐+褚御芝+朱曉梅+包亞萍

（南京工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211800）

摘要：本文根據(jù)電子信息工程專業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，介紹了該專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)與實(shí)施情況，重點(diǎn)講述了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的設(shè)置思路、內(nèi)容、方法，實(shí)施過(guò)程及效果。

關(guān)鍵詞：電子信息工程；實(shí)踐教學(xué)；課程設(shè)計(jì)；創(chuàng)新應(yīng)用型人才

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）21-0110-02

一、引言

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，信息產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起著越來(lái)越重要的作用，與人們的生活變得越來(lái)越息息相關(guān)。與此同時(shí)，企業(yè)及社會(huì)對(duì)電子信息類人才的需求在不斷加大，且對(duì)電子信息類人才的培養(yǎng)提出了新的要求和標(biāo)準(zhǔn)。具有良好的理論基礎(chǔ)，能夠融會(huì)貫通，實(shí)踐及動(dòng)手能力優(yōu)秀的應(yīng)用型、復(fù)合型及創(chuàng)新型人才越來(lái)越能得到企業(yè)的青睞和社會(huì)的認(rèn)可。然而，長(zhǎng)期以來(lái)由于受教育理念、管理模式、教學(xué)方法等因素的影響，在我國(guó)的高等教育中，往往對(duì)大學(xué)生動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不足，大學(xué)實(shí)踐教學(xué)一直是我國(guó)高等教育的薄弱環(huán)節(jié)。這種傳統(tǒng)的培養(yǎng)方式和模式已經(jīng)不能適應(yīng)國(guó)家提出的大眾創(chuàng)業(yè)和萬(wàn)眾創(chuàng)新的發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)人才的要求，因此對(duì)電子信息工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)變得更加重要和緊迫，對(duì)該專業(yè)實(shí)踐課程體系建設(shè)的探討和研究有著非常重要的意義。

二、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)現(xiàn)狀

電子信息工程專業(yè)是我國(guó)高等教育中普遍開(kāi)設(shè)的重要本科專業(yè)，其主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要，在電子信息領(lǐng)域掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論和基本技能；具有兼顧軟硬件基礎(chǔ)、較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力；具有在信號(hào)與信息處理、信息獲取與檢測(cè)等領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的能力。但是，由于傳統(tǒng)教育教學(xué)的慣性，畢業(yè)生大部分都是理論有余，實(shí)踐動(dòng)手能力不足，工程應(yīng)用能力欠缺，企業(yè)所需人才的素質(zhì)培養(yǎng)難以在教學(xué)過(guò)程中得以完成和實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)階段，在電子信息工程專業(yè)的教學(xué)中普遍存在以下幾方面問(wèn)題。

1.教育教學(xué)理念陳舊，重理論輕實(shí)踐。教學(xué)過(guò)程中，無(wú)論是培養(yǎng)方案的制定，教學(xué)計(jì)劃的落實(shí)，還是教學(xué)過(guò)程的開(kāi)展，都過(guò)度強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的重要性，而對(duì)相應(yīng)課程的實(shí)踐教學(xué)重視不足。

2.專業(yè)知識(shí)內(nèi)容更新較慢，與企業(yè)需求脫節(jié)。當(dāng)今，電子信息行業(yè)正在飛速發(fā)展，知識(shí)更新?lián)Q代的步伐也在加快。然而教學(xué)過(guò)程中相關(guān)專業(yè)課程的知識(shí)內(nèi)容陳舊，講授內(nèi)容更新較慢，且相關(guān)課程教師與業(yè)界企業(yè)聯(lián)系較少，對(duì)企業(yè)對(duì)人才需求的認(rèn)知不足，導(dǎo)致人才的培養(yǎng)與企業(yè)對(duì)人才的需求脫節(jié)。

3.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱，不能做到多課程知識(shí)內(nèi)容相融合。由于硬件平臺(tái)更新速度和信息技術(shù)發(fā)展速度不匹配，導(dǎo)致在實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)置上應(yīng)用性不強(qiáng)，與企業(yè)所需技術(shù)及技能相脫離。

三、課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在實(shí)踐教學(xué)體系中的強(qiáng)化

針對(duì)電子信息工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和教育教學(xué)現(xiàn)狀，不同的高校也都在采取相應(yīng)的措施來(lái)改進(jìn)教學(xué)、改進(jìn)人才培養(yǎng)的模式，力爭(zhēng)人才培養(yǎng)最大可能地滿足企業(yè)及社會(huì)對(duì)人才的需求。同時(shí)，不同高校也都在改進(jìn)、優(yōu)化自己的實(shí)踐教學(xué)體系，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)過(guò)程中的作用，以期取得最好的人才培養(yǎng)效果。結(jié)合本校的發(fā)展定位及電子信息工程專業(yè)的教學(xué)特點(diǎn)和人才培養(yǎng)定位，在應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下，我們?cè)谌瞬排囵B(yǎng)的過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力及工程實(shí)訓(xùn)能力的培養(yǎng)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革以構(gòu)建多元化的實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)踐教學(xué)改革的關(guān)鍵是教學(xué)內(nèi)容的改革，在實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)的過(guò)程中，結(jié)合本校的特點(diǎn)，并汲取和愛(ài)爾蘭塔拉理工學(xué)院合作辦學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，電子信息工程專業(yè)對(duì)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行了強(qiáng)化，加強(qiáng)其在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中的作用，提升其在實(shí)踐教學(xué)體系中的重要性，進(jìn)而優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系的建構(gòu)。課程設(shè)計(jì)共包括四個(gè)，分別在第四至七學(xué)期進(jìn)行，具體每個(gè)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、要求、側(cè)重點(diǎn)、涉及課程等分別如下。

1.課程設(shè)計(jì)I

面向人群：二年級(jí)第二學(xué)期的學(xué)生。

題目：（a）音響放大器的設(shè)計(jì)；（b）增益可自動(dòng)變換的放大器設(shè)計(jì)。

本課程設(shè)計(jì)題目及功能要求可根據(jù)指導(dǎo)教師的要求適當(dāng)做調(diào)整，學(xué)生根據(jù)自己的興趣從兩個(gè)題目中選擇一個(gè)。本課程設(shè)計(jì)在第四學(xué)期開(kāi)設(shè)，要求學(xué)生運(yùn)用分立元件及集成芯片實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)題目所要求的功能，其主要側(cè)重于對(duì)電路分析、數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行資料查閱、電路設(shè)計(jì)、電路調(diào)試及報(bào)告撰寫(xiě)等方面的能力。

2.課程設(shè)計(jì)II

面向人群：三年級(jí)第一學(xué)期的學(xué)生。

題目：（a）溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（b）高效率DC-DC開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)；（c）四旋翼飛行器設(shè)計(jì)。

同課程設(shè)計(jì)I一樣，題目及功能要求可根據(jù)指導(dǎo)老師的要求適當(dāng)調(diào)整，兩個(gè)題目學(xué)生二選一來(lái)完成。本設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)習(xí)完單片機(jī)原理及應(yīng)用這門課程之后開(kāi)設(shè)的，主要是側(cè)重于帶控制器（單片機(jī)）的小型電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真以及系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，旨在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)控制器硬件資源的應(yīng)用及外圍輔助電路的設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)對(duì)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)以及軟硬件系統(tǒng)的協(xié)同調(diào)試能力的訓(xùn)練。

3.課程設(shè)計(jì)III

面向人群：三年級(jí)第二學(xué)期的學(xué)生。

題目：（a）基于Hi3516C的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（b）基于單片機(jī)的六自由度機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（c）基于WIFI模塊的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（d）電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

本課程設(shè)計(jì)是在單片機(jī)原理及應(yīng)用、DSP原理及應(yīng)用及EDA技術(shù)等課程均講授完后，在第六學(xué)期開(kāi)設(shè)，設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況自行選擇所應(yīng)用的控制器（單片機(jī)、DSP或FPGA）。課程設(shè)計(jì)題目朝多樣化和趣味化演變，能夠更好地激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣和學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好以及將來(lái)的發(fā)展方向選擇設(shè)計(jì)題目，同時(shí)對(duì)某些難度大且功能多的設(shè)計(jì)題目允許學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)來(lái)完成設(shè)計(jì)工作，這可有效促進(jìn)學(xué)生集思廣益、取長(zhǎng)補(bǔ)短、互助進(jìn)步，并有效鍛煉學(xué)生的溝通協(xié)調(diào)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

4.課程設(shè)計(jì)IV

面向人群：四年級(jí)第一學(xué)期的學(xué)生。

該課程設(shè)計(jì)是在完成所有專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)理論課程及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程后在第7學(xué)期所開(kāi)設(shè)的，該階段不再采用統(tǒng)一布置設(shè)計(jì)題目集中指導(dǎo)的方式，而是把每位學(xué)生都分配給一位專業(yè)指導(dǎo)老師，設(shè)計(jì)題目由指導(dǎo)老師和學(xué)生共同協(xié)商確定，并要求其有一定的難度和綜合性。該階段的課程設(shè)計(jì)主要側(cè)重于對(duì)學(xué)生所學(xué)專業(yè)課程的整體掌握能力、所學(xué)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力和獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作能力的培養(yǎng)。從選題、設(shè)計(jì)方案確定到具體軟硬件功能實(shí)現(xiàn)等環(huán)節(jié)，都需要學(xué)生自行查閱資料進(jìn)行學(xué)習(xí)、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)來(lái)完成。

以上四個(gè)課程設(shè)計(jì)由易到難、由簡(jiǎn)到繁、逐步遞階，由專業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)的運(yùn)用逐步過(guò)渡到專業(yè)課知識(shí)的綜合運(yùn)用，由基于分離元件的簡(jiǎn)單系統(tǒng)設(shè)計(jì)逐步過(guò)渡到基于控制器的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這極大地鍛煉了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，有效優(yōu)化了電子信息工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系結(jié)構(gòu)的重要組成部分。

四、總結(jié)

課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的開(kāi)展，將專業(yè)理論授課與實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，且將不同課程知識(shí)的應(yīng)用串聯(lián)起來(lái)，做到了課內(nèi)多知識(shí)點(diǎn)融合，跨課程知識(shí)綜合，并逐漸構(gòu)建了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)體系層次與結(jié)構(gòu)，為專業(yè)知識(shí)的綜合掌握及應(yīng)用創(chuàng)造了條件，為應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供了保證。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我校電子信息工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系已經(jīng)逐漸完善起來(lái)，取得了良好的教學(xué)效果，人才培養(yǎng)質(zhì)量得到大幅度的提高，越來(lái)越得到用人企業(yè)及社會(huì)的認(rèn)可。

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收稿日期：2016-12-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（61571222）資助；南京工業(yè)大學(xué)課程改革研究項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介：李義豐（1976-），男，吉林松原人，博士，副教授，主要從事電路分析、聲學(xué)信號(hào)處理方面的教學(xué)與研究工作。