電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)多維實(shí)踐教學(xué)模式探索

康輝　夏洪洋　王秀琴　蘇鳳武　劉付剛

【摘 要】本文針對應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，從課程實(shí)驗(yàn)、各種競賽、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等方面，探討了本校電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的多維實(shí)踐教學(xué)體系的建立。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用型；專業(yè)實(shí)訓(xùn)；多維實(shí)踐教學(xué)模式

中圖分類號： F710-4；H319.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2457（2018）06-0055-002

電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，大多數(shù)課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，學(xué)生需通過大量的實(shí)踐活動(dòng)，以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的具有創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的高素質(zhì)才。特別是，隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 微電子集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、測控技術(shù)互相滲透， 互相融合而形成了新興的電子信息技術(shù)。在電子信息的科學(xué)研究和新產(chǎn)品開發(fā)過程中，不斷涌現(xiàn)出新的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)工具，新的開發(fā)手段和開發(fā)系統(tǒng)，新的測試?yán)碚摲椒ê蜏y試儀器系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)和手段日新月異。然而相比之下，電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系存在的問題：實(shí)踐教學(xué)形式單一；實(shí)踐教學(xué)與工程實(shí)際脫節(jié)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的集成化與智能化，使實(shí)踐教學(xué)環(huán)境與工程實(shí)際環(huán)境相差較大；實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容滯后于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人才市場的需求；本課題針對上述諸多問題及本專業(yè)實(shí)際情況，力求從多維度培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、認(rèn)知能力、溝通協(xié)調(diào)能力，以及創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的執(zhí)業(yè)水平，探索出一種電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)新的實(shí)踐教學(xué)模式。

1 專業(yè)定位與人才培養(yǎng)目標(biāo)

黑龍江科技大學(xué)堅(jiān)持應(yīng)用型的辦學(xué)定位，不斷深化教育教學(xué)改革，科學(xué)構(gòu)建符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系。電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的發(fā)展定位遵從學(xué)?？傮w部署，著眼于學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)，主動(dòng)服務(wù)國家戰(zhàn)略需求，抓住振興東北契機(jī)，提高對區(qū)域發(fā)展的支撐和服務(wù)能力。

2 多維實(shí)踐教學(xué)模式的構(gòu)建

目前，多數(shù)企業(yè)為了節(jié)約開支，都希望招聘有工作經(jīng)驗(yàn)的人，即很少對新的員工進(jìn)行入職培訓(xùn)。因此，大多數(shù)畢業(yè)生競爭力如果不強(qiáng)的話，畢業(yè)即失業(yè)也是非常嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)。

本課題針對電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)和多年來對用人單位回訪，我們獲悉要開拓就業(yè)市場，就應(yīng)該定制化地培養(yǎng)企業(yè)所需要的人才，而完善的實(shí)踐教學(xué)體系是提升學(xué)生執(zhí)業(yè)能力的可靠保障。為此，我校電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力為核心，設(shè)計(jì)一種多維度全方位的實(shí)踐教學(xué)模式，具體工作可通過如下幾方面展現(xiàn)：

2.1 課程實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是對課堂理論內(nèi)容的檢驗(yàn)與有效補(bǔ)充，本專業(yè)依據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求在制訂課程大綱時(shí)對理論性較強(qiáng)的課程如《通信原理》、《高頻電子技術(shù)》、《數(shù)字信號處理》等課程開設(shè)了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要對課程內(nèi)容涉及的原理及現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證，鞏固并加深理論內(nèi)容的理解；對《微控制器原理》、《硬件描述語言》、《模擬集成電路設(shè)計(jì)》等設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的課程開設(shè)了綜合性實(shí)驗(yàn)，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生針對所學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并自己動(dòng)手完成，以提高學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問題及解決問題的能力。

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是整個(gè)實(shí)踐教學(xué)模式的起步階段，對于實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)、任務(wù)的完成質(zhì)量是后續(xù)各實(shí)踐環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)。因此，在這一環(huán)節(jié)上我們特別強(qiáng)調(diào)各項(xiàng)要求：紀(jì)律方面要求守時(shí)、守紀(jì)、文明討論，有序?qū)嶒?yàn)；實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求獨(dú)立、認(rèn)真完成，杜絕抄襲應(yīng)付了事。對于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫規(guī)范由指導(dǎo)教師把關(guān)，強(qiáng)調(diào)文檔結(jié)構(gòu)與語言組織的嚴(yán)密性與科學(xué)性。

2.2 各種競賽

實(shí)踐證明，各種學(xué)科競賽是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一種有效手段和途徑。本專業(yè)在學(xué)生的入學(xué)教育階段就大力宣傳如大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、飛思卡爾智能車競賽、藍(lán)橋杯嵌入式設(shè)計(jì)與開發(fā)競賽，及大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽等全國范圍的賽事。本專業(yè)以創(chuàng)新實(shí)踐基地為依托，在人才培養(yǎng)過程中有針對性地選拔有興趣、有特長的同學(xué)組成學(xué)習(xí)小組。這種小組打破年級限制，小組成員因?yàn)榕d趣聚在一起積極準(zhǔn)備并全程參賽。多年來，本專業(yè)學(xué)生在全國各項(xiàng)賽事中成績斐然，成績的取得離不開學(xué)校的頂層設(shè)計(jì)與學(xué)生的個(gè)人努力。通過競賽學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新精神，及團(tuán)隊(duì)意識得到了提高，而且對專業(yè)有了深入的了解，對未來的就業(yè)提供可靠保障。

競賽環(huán)節(jié)是針對個(gè)別學(xué)生的專門定制，并不具有普適性。但這種堅(jiān)持不懈的文化與勇于挑的意識值得所有人學(xué)習(xí)。本專業(yè)，常常以獲獎(jiǎng)學(xué)生為典范搞一些活動(dòng)，借此平臺給廣大學(xué)生宣傳，以吸引更多有才、有志的莘莘學(xué)子。引領(lǐng)一種學(xué)長帶頭的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。

2.3 課程設(shè)計(jì)

為了使學(xué)生更好地鞏固所學(xué)的專業(yè)內(nèi)容，提高綜合能力，本專業(yè)在第四、第五學(xué)期開設(shè)了課程設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)。從專業(yè)角度出發(fā)，分為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成電路設(shè)計(jì)兩項(xiàng)內(nèi)容?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)主要是圍繞學(xué)過的電子電路及微控制器原理等課程設(shè)計(jì)一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，使學(xué)生建立系統(tǒng)的概念，從實(shí)用性考慮完成軟件編程及硬件電路設(shè)計(jì)。集成電路設(shè)計(jì)包括數(shù)字與模擬集成電路設(shè)計(jì)兩部分，其中數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)主要基于FPGA開發(fā)板，并采用Verilog HDL語言完成，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對軟件的使用能力及程序設(shè)計(jì)思想，強(qiáng)化FPGA設(shè)計(jì)流程。模擬集成電路設(shè)計(jì)主要是在軟件上調(diào)試一些常用模塊，均采用全定制的正向設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生熟練掌握軟件的使用、模擬集成電路的設(shè)計(jì)流程，以及要達(dá)到的指定技術(shù)指標(biāo)的調(diào)試。對這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)不僅能使學(xué)生掌握全定制的正向設(shè)計(jì)中前、后端的設(shè)計(jì)內(nèi)容，更能夠使學(xué)生知道集成電路從理論設(shè)計(jì)到工藝實(shí)現(xiàn)的過程，不僅鞏固了學(xué)生的基礎(chǔ)知識，還激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，為更好的適應(yīng)工作打下良好基礎(chǔ)。

2.4 專業(yè)實(shí)訓(xùn)

本專業(yè)對學(xué)生從第五學(xué)期至第七學(xué)期共安排四次專業(yè)實(shí)訓(xùn)，內(nèi)容涵蓋模擬電路設(shè)計(jì)及PCB制作、基于51單片機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于STM32的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于FPGA的數(shù)字綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

針對于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺或設(shè)備智能化、集成化較高現(xiàn)實(shí)狀況，基于此學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)造力得不到充分發(fā)揮。因此，本專業(yè)在制訂實(shí)訓(xùn)大綱時(shí)就從全局角度考慮將前兩項(xiàng)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容統(tǒng)一起來，自行設(shè)計(jì)并開發(fā)實(shí)驗(yàn)基板及配套的外設(shè)板。學(xué)生在老師的帶領(lǐng)下全程參與從元器件的識別到學(xué)習(xí)仿真軟件，再到腐蝕PCB板，最后到原型機(jī)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。將開發(fā)為自我服務(wù)的實(shí)驗(yàn)原型機(jī)作為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容是本專業(yè)在多維實(shí)踐教學(xué)模式中探索出的一條新路子。這個(gè)過程將不留死角地調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生的參與性與積極性，培養(yǎng)學(xué)生樹立工程意識。

本專業(yè)實(shí)訓(xùn)的后兩項(xiàng)內(nèi)容則本著開放的原則，即具體題目學(xué)生自擬，但總體目標(biāo)與要求要符合專業(yè)實(shí)訓(xùn)大綱的規(guī)定。這個(gè)過程強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的完整性與實(shí)用性，并以周邊常用的電子產(chǎn)品為例仔細(xì)剖析，學(xué)習(xí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的流程及注意事項(xiàng)。與前兩項(xiàng)內(nèi)容相比，該階段的實(shí)訓(xùn)是綜合能力提高的過程，學(xué)生能夠建立需求分析的概念，并且明確了實(shí)驗(yàn)原型機(jī)與產(chǎn)品的區(qū)別。為日后走向工作崗位奠定了基礎(chǔ)。通過分階段、漸近式的開設(shè)專業(yè)實(shí)訓(xùn)，本專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力與專業(yè)技能得到充分的鍛煉。

2.5 實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)

生產(chǎn)實(shí)習(xí)的安排主要是邀請企業(yè)和學(xué)校的賣家對學(xué)科的發(fā)展和工作需求進(jìn)行講解，增加學(xué)生對專業(yè)意識和就業(yè)方向的了解。同時(shí)，要求學(xué)生深入實(shí)習(xí)基地進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)習(xí)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)，是大學(xué)階段最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生對所學(xué)知識的概括、總結(jié)和綜合運(yùn)用的過程。本專業(yè)從實(shí)際出發(fā)在第七學(xué)期就把畢業(yè)設(shè)計(jì)題目及任務(wù)書下達(dá)給學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計(jì)題目符合專業(yè)培養(yǎng)方向且貼近工程實(shí)際。這樣，保證學(xué)生有充足的時(shí)間準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)。為保證該項(xiàng)工作順利進(jìn)行，本專業(yè)組織教師按照時(shí)間進(jìn)度要求對學(xué)生的設(shè)計(jì)分階段驗(yàn)收，以督促進(jìn)度較慢的同學(xué)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中要求學(xué)生專業(yè)知識之外的諸如：查問文獻(xiàn)、外文資料的翻譯、與導(dǎo)師的溝通、文字組織、辦公軟件的使用等能力的掌握，對于學(xué)生今后走向工作崗位是非常有益的。

3 多維實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施

本專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)的改革過程中探索出上述多維度并舉的模式，該項(xiàng)目將依托電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)基地，對本專業(yè)11～15級本科生的實(shí)踐教學(xué)全面實(shí)施該模式?；噩F(xiàn)有的教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)條件能夠滿足教改所需相關(guān)項(xiàng)目的開發(fā)和制作。為保證其順利實(shí)施，特采取如下措施：

3.1 開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生創(chuàng)造學(xué)習(xí)條件

現(xiàn)階段，我們本著服務(wù)學(xué)生的理念出發(fā)，將本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生開放，專業(yè)安排負(fù)責(zé)老師，但由學(xué)生自主管理實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備，極大地提高實(shí)驗(yàn)室的利用率。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境熏陶下自然會(huì)明確學(xué)習(xí)目標(biāo)與努力方向。另外，大家還可以相互交流共同進(jìn)步。此項(xiàng)舉措受到了學(xué)生的認(rèn)可與廣大同行的贊譽(yù)。

3.2 教師輪流進(jìn)修，提高指導(dǎo)能力

教師的業(yè)務(wù)水平直接影響培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量，因此本專業(yè)按計(jì)劃每學(xué)期都派老師去往各知名高校訪學(xué)，或者深入企業(yè)頂崗鍛煉。幾年來，本專業(yè)的老師均在理論水平和專業(yè)技能方面得到很大的提升，為本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)提供了可靠保障。

3.3 廣泛聯(lián)系企業(yè)，按需培養(yǎng)

多年來學(xué)校一直與本專業(yè)相關(guān)的企業(yè)合作，經(jīng)常邀請企業(yè)專家進(jìn)校組織培訓(xùn)或者講座。同時(shí)，也組織學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)，學(xué)習(xí)企業(yè)管理文化和產(chǎn)品開發(fā)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。并有目的的在實(shí)踐教學(xué)中灌輸生產(chǎn)理念，幫助學(xué)生明確就業(yè)導(dǎo)向。同時(shí)，把企業(yè)的動(dòng)態(tài)需求及時(shí)融入到教學(xué)當(dāng)中，為企業(yè)提供定制化的專門人才。

3.4 網(wǎng)絡(luò)平臺，自助學(xué)習(xí)

本專業(yè)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站是聯(lián)系師生最有效的平臺，里面共享了豐富的學(xué)習(xí)資料，學(xué)生可以自助式的學(xué)習(xí)。同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)的交互性，老師布置設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生全員參與、課上課下聯(lián)動(dòng)。因此，這種模式能夠有效增進(jìn)教學(xué)的活力，提高學(xué)生的綜合能力。

4 結(jié)束語

經(jīng)過幾年的專業(yè)建設(shè)，我校的電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)已經(jīng)建立了較為完善實(shí)踐教學(xué)體系，教師的業(yè)務(wù)能力也得到了顯著的提升。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)取得了一些成績，同時(shí)也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。為謀求專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，滿足當(dāng)今社會(huì)對高技能、高素質(zhì)人才的需求，本專業(yè)將投入更大的努力，為社會(huì)培養(yǎng)更多的應(yīng)用型人才。同時(shí)，也期望該模式對于其它專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)具有一定的參考價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張曉宇.一種應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)新型實(shí)踐教學(xué)體系[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，11（4）：88-91.

[2]潘丹青，楊小勁.應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)研究[J].教育觀察，2015，4（21）：113-115.

[3]曲強(qiáng)，楊永輝，遲濤基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究教育教學(xué)論壇2011，1：137-138.