信息类学科本科实践教学中导师制的实施探讨

邓健志　程小辉　陈超泉　沈卓君　蒋存波

【摘 要】阐述信息类学科本科实践教学存在的问题与导师制的适用性，阐明导师制的实施对象，论述导师制的具体实施，包括实施准备、实施流程和日程安排、实施范例，并对实施效果进行分析和总结。

【关键词】信息类学科 本科 实践教学 导师制 实施

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）01C-0139-03

一、信息类学科本科实践教学存在的问题与导师制的适用性

在信息类学科本科教学中，课程设计是一个很重要的实践教学环节，是学生把理论课堂学到的理论知识应用到实践中，以设计、制作等方式巩固理论知识、提高动手能力的桥梁。然而在日常教学中，这个实践教学环节存在着以下几个问题：一是有些学生理论课程学习成绩较好，而在实践教学环节的动手能力却较差，这个情况在女生中较为明显；二是有些学生不大会使用测量仪器，也没有掌握测试方法，在作品出问题时，不知如何调试，只好重做；三是有些今后需要面向硬件设计开发的学生，大学学习了几年却连一些常用的元器件及其封装都不认识，典型表现为：毕业设计采购元件，被问起所需元件的封装、外观、额定电流电压、功率功耗等参数时，一脸茫然；四是一些学生比较自我，不善于沟通交流，缺乏团队合作的意识。以上问题，究其原因，与当前所采用的教学方式方法密切相关。传统模式下设置的实践环节，有不少是全体统一题目，给出了具体实施方案、材料和器件选型，统一派发元件材料，学生照做就可以完成。很多实习中，设计题目几乎就是现成的，学生的所谓设计都是“傻瓜式”的。也就是说，实习的设计不够合理，缺少对学生综合能力的培养。为了改变现有的实践教学的弊端，笔者在所任教的学校进行了导师制的课程实习的尝试，并在两个信息类专业的课程实习中进行了实践。

导师制是一种教育教学制度，在导师制中师生关系密切，导师根据学生的个性差异，兴趣不同，因材施教，有针对性地指导学生的思想、学习与生活。导师制从制度上规定教师具有育人的责任，使教师在从事教学科研以外，将对学生进行思想、学习、心理等方面的教育和指导作为其工作的一部分。可见，导师制对于信息类学科本科实践教学具有适用性。在本科毕业设计、毕业论文中，我们通常会采用导师制，由指导老师负责在整个毕业设计期间指导学生查阅资料、选题开题、方案制定、软硬件设计和测试、系统调试、论文撰写、毕业答辩等工作。

二、导师制的实施对象

笔者2012年开始在桂林理工大学信息科学与工程学院的电子信息工程、通信工程两个专业实践导师制的课程实习教学方法。本文拟以此为例进行论述。

桂林理工大学信息科学与工程学院电子信息工程、通信工程这两个本科专业，先后成立于1999年和2003年。电子信息工程专业是一门以计算机技术为基础的理工类交叉学科，旨在培养具备电子技术、信息技术和信息系统相关的专业理论知识、工程实践能力，毕业后能够从事电子设备和信息系统的研究、设计、开发等方面的高级工程技术人才。学生应在4年的时间里，系统地掌握电子线路设计、信息的采集和处理、网络通信技术、仪器仪表应用的基础理论、实验技术和学科前沿，毕业后能够从事各类行业的电子设备、小微型计算机、嵌入式系统的开发设计、安装测试、系统集成等方面的技术工作。通信工程专业则是国外电信工程专业，与国内的电子信息工程专业属于相近专业，是电子信息类的子专业。该专业通过对通信技术、系统、网络等方面的知识的学习，掌握通信过程中信息传输、信号处理的原理和应用。学生的学习侧重于通信天线信号处理、信源信道编解码、信息调制、信息加密，要求毕业后可在通信领域从事涉及音视频和数据的有线和无线通信的大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术领域的设计和研究，以及通信工程的研究、设计、技术引进和技术开发工作。在这两个专业的培养大纲里，设置了认知型、验证型、设计型、综合型等几类课程实习。我们从这两个专业中，各选取了两个设计型的实习作为导师制的教学试点课程。其中，电子信息工程专业选取智能电子仪器设备设计与实践、先进电子制造实践课程；通信工程专业选取计算机辅助设计综合实习、电子系统设计创新与实践课程。

三、导师制的具体实施

（一）实施准备

在桂林理工大学信息科学与工程学院，电子信息工程、通信工程这两个专业通常招生80-120人，按每班40人编为2-3个班。在实习安排的时候，通常会根据学生的总人数分配指导教师的数量。通常，每个教师人均指导15-20名学生。在进行实习时，通常采取两人一组的方式实施。

在开学初，由实习队长负责根据实习大纲向各位实习指导教师征集实习题目，每个指导教师根据自己的专业特长给出2-3个题目，并提供题目相关的重要参考文献资料、技术文档、参考代码、实验例程，以及实习题目的解析，包括难点、重点、关键技术解析等。实习队长将题目以及上述资料和文档汇总后，连同实习安排和实习要求一起，整理编制成实习指导书，并报请实验中心主任和二级学院分管领导审核。实习指导书给出实习大纲、时间进程、实习纪律和要求以及实习选题目录等。对于每个实习题目，给出题目的任务、参考设计方案、基本要求、发挥和提高要求、实习报告撰写要求等。实习考核成绩包括三个部分：20%的考勤和课堂表现，40%的实习作品制作，40%的实习报告。其中，根据每个题目的难度不同，作品成绩部分根据难度系数进行加权。

（二）实施流程和日程安排

为了较为简洁、清晰地说明整个实施过程，笔者将实习开始的第一周称为第T周，实习第二周称为第T+1周，而实习前一周为第T-1周，依此类推。实习过程有三个主要的角色：实习队长（兼导师）、导师、学生；实习进程分预实习、实习、后实习三个实施阶段。以下为导师制课程实习的具体实施流程和日程安排。

1.预实习阶段。第T-4、T-3、T-2、T-1周为预实习阶段。T-4到T-1周为实习前的一个月，在这个月，学生与导师主要采取分散式学习指导方式。其中：

第T-4周，实习队长的任务为：在实习开始的T-4周，即在实习前一个月完成实习指导书的印制，准备实习所用的元件、材料和模块等。同时，将实习指导书下发给学生，提供15-20个题目，这些题目涉及重要参考文献资料、技术文档、参考代码、实验例程，并向学生公布各位指导老师的联系方式。为了平衡每位指导老师的工作量，避免容易的题目学生扎堆选题，难做的题目无人问津，每个题目限定必须有一组选做，同时每个题目选做组数不超过3组。

第T-4、T-3周。学生的任务为：学生在拿到题目和资料后的第T-4周和第T-3周的两周里，首先进行自由组队，并根据自己对题目的理解，结合自己的爱好，利用课余时间，阅读这些资料。同时，可以联系指导老师，了解题目的立义和实施关键，在T-2周之初，完成选题并提交实习队长。导师的任务为：导师在这两周，为有选题意向的学生，简要介绍题目的意义和思路，让学生对题目有个初步的认知，方便学生选题。

第T-2、T-1周。实习队长的任务为：汇总整理学生的选题情况，与各位导师协调实习期间排班指导时间，并将选题表和实习排班表公布给导师和学生。学生的任务为：在实习的第T-2和第T-1周，根据所选的题目要求，进一步学习消化选题的技术文档、参考例程，自己探索设计，拟定初步的设计方案。导师的任务为：接受学生的咨询，整理学生所提问的各个问题，提炼共性问题。

2.实习阶段。第T、T+1、T+2周为实习阶段。其中：

第T周，实习将从本周正式开始，实习的实施环节分为集中辅导和自由制作两个部分。学生的任务为：在导师值班期间，接受集中辅导，其余时间自由安排设计场地实习。于本周末前完成方案设计，完成电路原理图和PCB的设计，提交导师审核元件清单。同时，软件部分开始进行模块的软件功能调试，开始系统软件设计。导师的任务为：给学生进行集中辅导，分解剖析题目要求，并结合第T-2和第T-1周学生提出的一些共性问题，深入讲解设计的方法、思路重难点；指导学生修改完善设计方案，并在第T周周末前，确定设计方案，审核元件清单。实习队长的任务为：在本周一组织并主持实习动员会，介绍导师，布置实习任务，领取实习材料，再次向学生强调实习安排、实习纪律等，落实实习场地、工具、测试仪器、耗材等，并向学生登记借用。

第T+1周，从本周开始，学生正式进入作品的设计制作阶段，在第T+1周周四前完成PCB制版、元件焊接、模块安装以及硬件电路的上电调试等。同时，软件部分完成硬件电路的软件功能测试以及题目的系统功能软件设计。

第T+2周，本周四前，学生进行系统的软硬件联调，完善软硬件设计。同时，整理设计文件、测试数据，撰写实习设计报告。周五进行实习作品验收。导师通过作品功能测试、设计作品的提问等方式考核学生对课题的理解认识、对相关技术的掌握情况。实习队长负责回收实习作品、工具等。

3.后实习阶段。第T+3、T+4周为后实习阶段。在这两周里，对于部分题目难度较大、实习作品制作进度较慢的学生，放宽1-2周的时间，鼓励学生尽量完成。

（三）实施范例

1.实验组。第一个范例实施时间为2013年春，通信工程专业2010级，在读第六学期，学生人数83人，实习名称“电子系统设计创新与实践”，为期3周，实习前的已修课程包括数电、模电、单片机、通信原理等。题目举例：其一，简易无线电收发机，要求自制无线电发射机和收发机，自行制作天线，自选调制方式，实现对4个LED的亮灭控制，难度系数为1.2。其二，简易红外温度检测装置，要求采用传感器检测采集温度信息，并采用非集成一体化的红外收发管，实现主从机之间的温度传输，难度系数为1.1。

第二个范例实施时间为2014年春，电子信息工程专业2010级，在读第六学期，学生人数121人，实习名称“先进电子制造实践”，为期3周，实习前已修课程有数电、模电、单片机、微机原理、传感器技术等。题目举例：其一，简易频率检测仪设计，要求制作一个频率检测仪，能够测试频率在0-1MHz范围内的正弦波、三角波、方波等规则信号频率，难度系数为1。其二，简易二极管性能检测仪，要求制作一个二极管参数检测仪，能够自动测试二极管的好坏和相关参数，能够通过采集到的检测的二极管电流、电压信息还原成二极管的V-A特性曲线，难度系数为1.4。

2.对照组。考虑到每年的生源会有一定的差异，而同一年的电信、通信专业差别不大，因此，对照组选用同届未采用该方法的电信或者通信专业，采用非导师制的传统实习方式。

四、效果分析和总结

通过两届学生的实践，我们取得了一些成效，也有了一些心得。主要体现在：首先，在实习中，两人一组，学生可以根据各自在软硬件方面的特长、兴趣，自由地组队。采用组队的方式，可以有效地发挥学生的特长，促使他们各司其职、优势互补，还可以培养学生的团队合作能力。其次，每个题目共有3-4个组选做，对于同一个选题的几组学生来说，又可以一同讨论选题的技术重点难点，相互借鉴优化设计等，实习形成了一定的讨论氛围，激发了学生的积极性。最后，题目完成后，要求作品必须能够上电工作，所以为了完成设计，学生不能简单应付了事，必须看资料、做东西。题目设置了基本要求和提高、发挥要求，让基础或者动手能力较弱的学生也可以完成部分功能，也让学有余力的学生能够脱颖而出，为学校选拔学科竞赛参赛学生提供了一定的参考人选。

总体而言，导师制的优点可以归纳为以下几点：一是激发了理论基础较好但动手能力不强的学生的积极性，在实践环节加强动手训练，把理论知识应用在实习中；二是使动手能力强理论基础不够的积极性高的学生，能够发挥自己的特长，同时也在实践中回到课本里找答案，制作出更好的作品；三是通过组队，让学生能够尝试理论和实践的“优势互补”，软件和硬件的“强强联合”；同时，通过提高评价标准，“倒逼”那些懒惰的学生参与到实习中来；四是引导学生从项目、工程的角度看问题，逐步建立工程思维方式，而不只是简单地完成一个作业。然而，在实践中，我们也发现了一些问题和不足：其一，由于同一个题目有3-4组学生选做，允许学生共同讨论，因而容易出现雷同的现象，一些学习态度不够积极的学生就会抄袭别组的作品；其二，部分学生对资料的理解消化不够透彻，完全照搬文献中的技术方案，照搬网上资料；其三，学生对测量仪器的使用、软硬件测试方法掌握不够。

由上述的实施流程和效果分析可以看到，导师制的实习指导方式能够一定程度上调动学生动手实践的主动性，督促学生多动手、多思考、打基础，锻炼了学生的沟通能力和团队意识，对老师和学生而言，利大于弊，值得不断研究和改进，并在今后的教学中继续实施。

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