卓越工程师培养背景下的电子信息工程专业实践教学体系的构建

摘 要：实践教学作为卓越工程师培养的关键环节，其好坏直接影响着为社会输送工程技术人才的质量。如何培养具有工程实践能力和创新意识的应用型高素质工程技术人员，河北联合大学经过不断探索，在“1＋2＋1”的人才培养模式上整合教学资源，优化课程设置，进一步加大实践教学的比重，通过充分利用学校的实验中心资源、学科竞赛激励、深化校企合作育人等，最终形成了以工程实践能力和创新能力培养为核心的卓越工程师人才培养的实践教学体系。

文章编号：2095-2708（2015）03-096-04

收稿日期：2014-12-05修回日期：2015-01-15

基金项目：河北联合大学2013年教育教学改革研究项目：面向“卓越工程师培养计划”的电气控制与PLC课程探讨（项目编号：Y1354-24）

“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措 ［1］。2011年，河北联合大学成为教育部第二批实施“卓越工程师教育培养计划”的试点高校，其中电子信息工程专业（简称“电信专业”）为我校卓越工程师教育培养的两个试点专业之一。

为了切实增强学生的工程实践能力和创新能力，我校以实施教育部“卓越工程师教育培养计划”试点为契机，进一步深化校企合作，构建电信专业实践教学新体系。

实践教学是“卓越工程师培养计划”的重要教学环节，对于培养学生的创新意识和实践能力有着特殊的作用。“卓越工程师培养计划”的实施，是解决学生实践能力偏弱，创新能力不强的有效途径 ［2］。实践教学的目的在于通过工程实践，培养学生综合运用所学知识进行独立思考、独立操作的能力，正确地掌握专业技能和技巧。电信专业具有很强的技术性、工程性、实践性等特点，如果不重视实践教学，将直接影响培养人才的质量。因此，电信专业必须重视实践教学环节，将实践教学放在与理论教学同等重要的地位。

一、创新实践教学模式，全方位培养学生工程实践能力和创新能力

电子信息工程是一个实践性很强的学科，要培养学生的工程实践能力和创新能力，必须在传统实践教学的基础上进行开拓创新。

（一）创新课堂实验教学模式

借鉴国内外优秀的教育理念，结合工学教育实际，引入启发式、参与式、讨论式等教学方法，整合实验课教学内容，大幅增加设计性、综合性的实验比例，增加前沿技术、工程技术的应用性实验，并将相关较为成熟的科研成果引入实验内容中。专业基础课程实验中的设计性实验的比例达到25％～35％，专业课程实验中设计性实验的比例达到65％以上。进一步提高学生的主动性，注重学思结合、因材施教。

（二）创新课程设计模式

课程设计尽量与工程实际紧密结合。通过课程设计，训练学生的一些基本工程技能。通过调整，每个课程设计环节都变成由多个综合性、设计性的课题而组成，并且每个课题都要分基本要求和拓展要求，供不同层次的学生选用，每个学生可选择一个或多个课题选做。

（三）创新生产实习模式

传统生产实习普遍存在课时集中、学生数量大的问题，这种“一窝蜂式”见习方式时常造成实习基地拥挤，影响企业的正常工作秩序。同时，对学生进行实习带来了不小的困难，大大影响了见习效果。为了提高实习效果，电信专业的卓越班采用“化整为零、分批进行”的实习模式，以宿舍为单位分成若干小组，分批轮流进行。此外，在实习前学生需要提前做好实习准备，通过实习手册详细了解企业生产线的工作原理、应用技术和生产设备等内容，尽可能带着问题去实习，解决了生产实习时间相对较短、与企业工程师座谈时被动依赖等问题。建立生产实习考核机制，使学生进一步提高对生产实习这个实践环节重视程度。

（四）创新毕业设计模式

毕业设计（论文）是学生在专业学习四年知识的综合运用和检验，也是专业实践教学体系的最后一个环节。应当从毕业设计入手，提高学生综合素质，毕业设计（论文）选题来自于教师的研究项目，企业的开发项目和技术革新，切实做到与科学研究、技术开发结合，打破了过去过于注重理论、与企业生产实际相结合不紧密的传统模式。此外学生的毕业设计全程在企业完成，由企业导师严格把关，弥补了毕业设计资料缺乏、毕业设计与学生就业之间的不足。

二、整合实践教学资源，优化课程设置

（一）优化课程体系结构

以工程实践能力和创新能力培养为主线来设置课程，注重工程系统的思维训练，合作企业一同参与，充分考虑企业对人才培养的需求，体现针对性、实用性。在构建和设计卓越工程师培养课程体系时，根据模块化结构重新修订相应课程大纲，适度缩减理论教学学时数，加大实践教学环节的比重。例如，根据“卓越工程师教育培养计划”的人才培养方案及工程技术人才的培养特点，“电气控制与PLC”、“数字信号处理”、“单片机原理及应用”、“电子工程设计”、“信息监测与采集”等重点课程作了以下几方面修订：教学减少“理论性”，突出“做中学”的教学理念，以实现工程能力的培养；增设观摩教学环节，讲述基本原理后，通过教师上课所带的教仪作出现场演示；培养学生综合运用前面章节所学的基本原理和方法去设计实际的系统的能力和过程。教学课程采用大作业形式，通过团队协作、讨论等方式锻炼工程能力。

（二）搭建实践教学平台

在增加实践教学环节的学时的基础上，为充分培养、拓展学生的专业实践技能和综合素质，学校搭建了丰富的实践教学平台。具体的实践教学平台由基础教学实验平台、工程基础实训平台、综合能力运用实践平台和个体素质拓展与社会实践平台构成。采用校企联合培养模式，培养过程中引入电子行业和企业的深度参与。在校内，加强校内公共课基础实验室和实习实训基地建设，加大校内实验、实习场所的开放力度。充分考虑不同课程实验教学和工程能力培养的需要，积极推动与合作企业共建专业实验室，为学生应用型技术能力的培养创造更接近于生产的工程环境。目前，信息工程学院已建成唐山市“信息化技术与控制工程”重点实验室，唐山智慧城市工程技术中心以及校级工程实践教育创新实验室2个。这些实践教学基地教学设备完善、开放性好，已成为学生课程实验、部分课程设计等专业实习的主要场所，并能够充分满足专业实习教学的要求。在校外，学院联合合作企业建立建立了工程实践教育中心，已经选择6家电子信息类企业作为重点实习基地，每年选派“卓越班”本科生到企业进行实践环节的培养，包括认识实习、生产实习、毕业实习和假期社会实践等内容。

（三）构建新型“1＋2＋1”培养模式，加大实践教学的学时比例

构建新型“1＋2＋1”培养模式，即1年基础理论课程学习＋2年卓越工程师专业知识学习＋1年在企业的学习和实践。也就是说，电系专业卓越工程师人才培养实行“1＋2＋1”的培养模式为第1-2学期进行在校的基础理论学习，第3-6学期在校进行有针对性的专业知识学习和实践、第7-8学期在企业进行学习、工程实践、完成毕业设计。增加了实践教学的学时比例，重视培养工科学生的实际动手能力，以满足卓越工程师的培养要求。

三、充分利用实验中心，强化校内工程技能培训

（一）优化实验室条件，保证实践教学顺利开展

河北联合大学信息工程学院实验中心实验用房面积达1100M 2，学校先后筹措800万元改善实验室整体环境并为实验室添置和更新设备，使教学环境和条件得到很大的提升。实验中心下设六个专业实验室：电子信息工程实验室、通信工程实验室、电子信息科学与技术实验室、计算机技术、网络实验室、海洋技术实验室和专用机房。具有现场总线控制系统、程控电话交换机等大型设备和其他设备，有国内领先的计算机网络实验室和完全模拟实际建设的现代通讯实验室，具备开设“PLC原理及应用”、“MCS-51单片机”、“PIC单片机原理及应用”、“EDA技术”、“数字图像处理技术”、“DSP技术”、“微波及卫星通信”、“移动通信”等近50门课程的400多个实验项目，实验中心的各实验室对学生实行全天候开放，并且配备相应指导教师，以满足学生利用业余时间进行练习的需要。

（二）充分利用实验资源，提高实践创新能力

为了提高学生的动手能力，使学生毕业后迅速进入工作角色，通过大学生创新项目的实施，训练学生的协作能力。以信息工程学院实验中心为平台，安排学生在4年本科学习中的第4、6两个学期进行基本工程技能培训。通过一个个项目，使学生自行组织团队，一起讨论设计方案、控制方法、加工工艺、调试装配工艺等工作，着重培养团队协作能力。作为一个团队成员，首先要学会清晰表达自己的观点意见和建议，同时也要学会倾听别人的想法和观点，领会别人的意图，然后再相互讨论，权衡利弊，相互分工合作。学校每年以中国大学生iCAN物联网创新创业大赛、博创杯全国大学生嵌入式物联网设计大赛、全国大学生电子信息类实践创新作品大赛等各级学科竞赛为载体强化实践创新能力训练，激发学生的学习兴趣，并将工程实践考核成绩合格作为学生毕业的必备条件之一，从而保证为社会输送应用型高素质工程技术人员。

四、推进校企共同培养

学院整合学科、科研、教学与产业资源，加强与国内外优秀企业的产学研合作关系，确定唐山开诚电控设备集团有限公司、唐山现代工控技术有限公司、唐山汇中仪表股份有限公司和唐山百川智能机器有限公司四家企业作为电信专业卓越工程师培养计划的联合培养单位，建立培养基地。根据企业的实际情况，紧密结合企业技术需求，制定相应的课程置换方案。在企业导师的指导下，由合作企业安排学生完整参与某一个项目或子项目的设计、施工、应用研究的全过程，并从各个环节加强学生工程实践能力和创新能力的培养。

学院选派优秀指导教师，企业选派工程技术人员或管理骨干，共同组成指导小组，对学生的专业教学、技能训练、实习和毕业设计环节进行指导，并纳入学生的专业教学计划。学生在企业和相关用人单位根据教学计划取得的课程学分和实践学分可以替代学院相关的专业课学分 ［3］。

五、总结

电子信息产业是国家和各级地方政府重点发展的高技术产业，对于促进社会就业、拉动经济增长、调整产业结构和转变发展方式具有十分重要的作用。“卓越计划”的启动为电子信息类专业应用型人才培养提供了良好的机遇，为加速培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才奠定了基础 ［4］。

河北联合大学电子信息工程专业以“卓越计划”为突破口，实施工程教育改革和创新，全面提高工程人才培养质量。基于案例的讨论式学习、基于项目的参与式学习等多种研究性学习方法，强调学生创新意识和创新精神的培养，加强学生创新能力的训练，要求本科生“真刀真枪”做毕业设计，从而有效地提高学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。2009级、2010级电信专业共25名“卓越班”毕业生就业率达100％，未来还会不断向社会输送创新和实践能力都过硬的卓越工程师。