电子信息工程专业卓越工程师实践教学改革研究

孟德军　徐伟　张诚　荣锋

摘 要： 本文针对电子信息工程专业学生实践教学培养方面存在的问题，根据“卓越工程师培养计划要求”，详细阐述了天津工业大学电子与信息工程学院在实践平台建设、实践课程设置及实践教学内容方面做出的改革。

关键词： 电子信息工程 卓越工程师教育培养计划 实践平台

一、引言

教育部在2009年推出了一项重大改革试点项目：“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的各类工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[1]。如何培养学生的实践能力、创新能力及理论联系实际的能力成为卓越工程师培养的主要目标。

随着社会信息化的深入，各行业大都需要电子信息工程专业（以下简称“电子专业”）的技术人才，而电子专业是一门知识密集，发展和更新十分迅速，具有很强工程应用背景的学科，既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力和解决生产实践问题的能力[2]。当前电子专业本科生普遍存在理论基础较好而动手能力较差、参与意识较强而工程素养不足、生搬硬套多而创新意识弱等现象。这反映出传统电子信息工程专业教学存在重理论、轻实践；重分析、轻综合；重个体、轻协作等缺点[3]。为了培养理论基础好、实践能力强、创新及解决实际问题能力突出、满足社会发展需要的电子专业工程技术人才，我校电信学院在2012年开始执行电子信息工程专业“卓越计划”，以下是我校电信学院为了实现培养目标所采取的一系列教学改革措施。

二、实践平台建设

1.综合开放性实验室

综合开放性实验室的建立主要是为学生自主实践提供一个平台，依托电子设计大赛等各类电子竞赛，达到培养学生基础实践实践能力的目的，该实验室主要立足于基础性实践。我校电信学院早在2005年就开设了“电子系统设计综合实验室”，并成立了“电子设计教学部”，专门负责学生自主学习和实践教学工作。

经过几年的发展，我校电信学院在实践教学培养方面取得了长足进步。例如，在2013年全国大学生电子设计竞赛中，我院学生获得了“国家一等奖”，填补了我校在该项赛事中“国家一等奖”的空白。

在以往的实践教学模式中，模拟电路、数字电路、单片机等专业实践课程都有专职的实验教学人员。这样，实验教师对所负责的这门实践课程比较熟悉，而对其他实践课程则比较陌生，从长远来看，不利于教师实践教学水平的提高，不利于学生学习能力的培养。开放性综合实验室的建立从一定程度上解决了上述问题。学生在实践过程中会出现各种各样的问题，还会涉及不同课程的知识。指导教师应在实践指导过程中扩大知识面，丰富实践经验，为进一步提高实践教学工作积累经验。总之，开放性实验室的建立对学生实践能力及教师指导能力的提高起促进作用。

2.卓越工程师实践基地

2011年，我校电信学院与飞思卡尔半导体公司成立了“飞思卡尔MCU/DSP及应用实验室”（又名“卓越工程师实践基地”）。与综合开放性实验室立足于基础实践教学不同，该实践基地主要立足于创新性实验，实践内容更加贴近社会需求，如汽车电子、物联网、工业机器人及物联网等方面的实践内容。在该实践基地，学生可根据自己的兴趣爱好及未来的职业规划选择合适的实践内容。通过近3年的发展，在该实践基地接受培养的学生在专业知识、实践能力及工程素养方面得到了显著提高。同时，该实践基地对提高教师的教学水平、创新能力、科研能力也有很大帮助。总之，实践基地的成立对提高学生的实践能力及教师的业务水平有着双重促进作用。

三、实践课程建设

1.课程设置

从电子专业课程来看，主要包括数字电子、模拟电子、电路、高频电子、可编程逻辑器件应用及单片机等。但是，各门课程比较独立，无法满足“卓越计划”解决实际工程问题及提高知识综合运用能力的要求。因此，开设串联各门课程的，综合性、应用应较强的课程尤为重要。我校电信学院在这方面做了尝试，为大学二年级学生开设了“电子系统设计与工程实践1”必修课程，为大三年级开设了“电子系统设计与工程实践2”必修课程。在“电子系统设计与工程实践1”课程中，为同学们介绍当今最先进的电子器件的应用、各类模拟电路的设计方法及不同专业知识实际的应用情况，将模拟电子、数字电子及高频电路等课程的知识内容与实际工程相结合。在“电子系统设计与工程实践2”课程中，不仅给学生详细讲解微控制器的理论基础，还列举微控制器在社会生产中的应用实例介绍微控制器在各个同领域的应用，开阔学生的视野。两门课程都给出了多个涉及不同应用领域的实践题目供学生练习。

2.教学内容

电子专业发展速度越来越快，几乎每天都有新技术、新应用出现。要想培养具有扎实理论基础、创新能力强、满足社会需要的新型人才，电子信息类专业教学内容必须与时俱进。例如，在单片机的教学中，过多地讲解51系列单片机内部资源、外围扩展及汇编语言等内容已不满足当前社会需要，许多资源更加丰富、功耗更低、价格更便宜、应用范围更广的单片机已称为市场主流。因此，我校电信学院从2012年起，已经将单片机课程中的51系列单片机改成了应用范围比较广的飞思卡尔HCS08内核单片机——MC9S08AW60。2012年市场上推出了ARMCortex-M0+处理器，该处理器的诞生意味着原来的8位、16位及32位单片机将走向末路。为了迎合市场需要，我校电信学院也计划尽快将单片机课程内容改成ARMCortex-M0+处理器。在2013年电子设计大赛培训期间，我校将单片机的培训内容由51系列单片机改为TI公司的430系列单片机。另外，在授课过程中，都是以实际应用为例介绍相关知识点[4]，这不仅可以吸引学生的注意力，提高教师教学水平，还可以让学生了解所学知识的应用领域。

四、结语

培养学生动手能力、创新能力是提高本科教育质量的重要方面，为了提高电子信息学生的工程实践能力，学校应从理论教学、实践教学、实验室建设等方面入手，为培养具有创新意识、创新思维和创新能力[5]，扎实的理论基础和较强的工程实践能力，具有快速准确获取新知识的能力及分析问题和解决问题的能力的专业人才打下坚实基础。

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参考文献：

[1]杨智，陈荣军，许清媛，苑俊英，陈海山.电子信息类卓越工程师培养模式探讨[J].武汉大学学报，2012.58（S2）：9-12.

[2]吴莉莉，曹晴，马斌强，袁超.基于“卓越工程师教育培养计划”的电子信息类专业教学改革研究[J].江西科学，2013.31（2）：253-256.

[3]章勇高，高彦丽.以电子设计大赛为契机，促进电子信息类专业教改[J].华东交通大学学报，2006（23）：67-69.

[4]林健.面向世界培养卓越工程师[J].高等工程教育研究，2012（2）：1-15.

[5]张安富，刘兴凤.实施卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究，2010（4）：56-59.endprint