摘要:電子信息技術(shù)應(yīng)用廣泛、更新速度快,是實踐性很強的學科。本文針對目前地方性高校電子信息類專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)中所存在的問題,提出了實驗、實踐教學環(huán)節(jié)改革的方法和思路,通過加強綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗,綜合課程設(shè)計、以及面向工程的畢業(yè)設(shè)計等方面改革,旨在培養(yǎng)出具有較強工程實踐能力和創(chuàng)新能力強的、符合社會需求的工程應(yīng)用型技術(shù)人才。
關(guān)鍵詞:電子信息;創(chuàng)新能力;實驗實踐;教學改革
21世紀是以信息科學為關(guān)鍵技術(shù)的知識經(jīng)濟時代,信息產(chǎn)業(yè)是我國重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè),而電子信息工程專業(yè)是培養(yǎng)電子信息技術(shù)高級技術(shù)人才的主要專業(yè)之一[1][2]。地方性院校在電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)方式上,既不同于清華大學等一流大學,也不同于深圳職業(yè)技術(shù)學院等國內(nèi)一些優(yōu)秀的職業(yè)技術(shù)學院,如何在缺乏政策、資金、地域優(yōu)勢,教學手段相對落后的情況下,構(gòu)建面向區(qū)域經(jīng)濟、行業(yè)經(jīng)濟的應(yīng)用型、工程型人才培養(yǎng)體系是急需研究的問題。本文針對地方院校電子信息工程的一般性特點,探討了實驗、實踐教學環(huán)節(jié)改革在電子信息專業(yè)教學中的重要作用,培養(yǎng)學生成為具有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)、并有較強的工程實踐能力及創(chuàng)新精神的、在某一專業(yè)方向具有技能專長的應(yīng)用型和工程型技術(shù)人才。
一、課程設(shè)置保基礎(chǔ)、重實踐、強能力
如何培養(yǎng)當今社會所需要的工程應(yīng)用型人才、工程教育如何適應(yīng)市場經(jīng)濟發(fā)展及地方與行業(yè)的需要,如何建立適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟需求的專業(yè)方向,課程的設(shè)置是解決這些問題的落腳點。地方院校電子信息專業(yè)在課程設(shè)置上應(yīng)遵循:?;A(chǔ)、重實踐、強能力,面向工程應(yīng)用的原則。
課程設(shè)置主要有:基礎(chǔ)課程群、專業(yè)基礎(chǔ)課程群、專業(yè)必修課程群以及專業(yè)選修課程群。專業(yè)基礎(chǔ)課程力求保證學生具有較扎實的電子學科系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和知識;專業(yè)必修課程使學生在電路系統(tǒng)、軟件技術(shù)、信息處理、網(wǎng)絡(luò)與通信等幾個方面受到基本的、規(guī)范的專業(yè)教育;專業(yè)選修課課群則根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展不斷優(yōu)化、更新,使學生能夠了解和跟蹤先進的電子信息技術(shù)。實踐教學環(huán)節(jié)改革旨在培養(yǎng)學生工程觀、系統(tǒng)觀、強化綜合實踐能力,使能從事電子與信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用。
二、建立適應(yīng)時代發(fā)展和適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟需求的實踐教學體系
工科類專業(yè)的核心是要培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和工程素養(yǎng)[3][4][5]。要達到這個目標就必須大力加強實踐教學,建立多層次、多類型的實踐教學體系。建設(shè)開放性實踐教學環(huán)節(jié),主要通過增加開放性、綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗,進行多學科綜合課程設(shè)計,面向工程實際的畢業(yè)設(shè)計(論文),開展豐富的大學生課外科技活動等培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的實際能力,逐步培養(yǎng)創(chuàng)新精神和工程設(shè)計能力。
1.學科實驗課
實驗教學在高等工科教育中占有非常重要的地位,它不僅是對理論教學的論證、補充,更是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際,增強動手能力和創(chuàng)新能力的重要手段?,F(xiàn)在的綜合實驗臺,雖提高了實驗效率,但學生的失去了動手參與的機會,這樣的實驗激發(fā)不了學生的興趣,更談不上有什么創(chuàng)新性。實踐教學改革目標要求在實驗課中減少驗證性實驗項目,增加綜合性和設(shè)計性實驗項目。實際教學中在單片機應(yīng)用、電子線路、C++編程等課程要求設(shè)計性、開發(fā)性試驗或編程題目達到80%以上,并要求每學生每門課程至少提出一個創(chuàng)新性題目,并進行方案設(shè)計,實驗室提供相應(yīng)制作條件并計入學科成績,這對促進學生的積極性,加強工程實踐能力培養(yǎng)起到積極作用。
2.綜合課程設(shè)計
課程設(shè)計是實踐教學環(huán)節(jié)中非常重要的一個部分,學習某一專業(yè)學科基本分析、計算、設(shè)計方法的過程。但是縱觀現(xiàn)階段電子技術(shù)發(fā)展,電子系統(tǒng)越來越復(fù)雜,硬軟件結(jié)合緊密,學科知識綜合交叉,僅用一門學科知識很難完成實用性的設(shè)計;因此有必要對專業(yè)基礎(chǔ)課、必修課進行分門別類,組合成群,進行綜合性課程設(shè)計,才能加強課程設(shè)計的全面性、有效性。實際教學中我們把電子信息專業(yè)基礎(chǔ)平臺組成四個課群,開展四項綜合課設(shè),促使學生綜合運用所學知識,了解各個學科相互聯(lián)系,理解電子系統(tǒng)的組,建立了系統(tǒng)工程觀念。
?。?)電子技術(shù)綜合課程設(shè)計。電子技術(shù)基礎(chǔ)包括模擬電子和數(shù)字電子技術(shù)和通信電子技術(shù),是電子信息技術(shù)類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,通過模擬、數(shù)字、數(shù)模混合電路的綜合設(shè)計,通過使用開發(fā)板、計算機仿真、實際制作相結(jié)合的手段,進一步使學生掌握、融合電子線路基本理論、方法。綜合性的電子技術(shù)課程設(shè)計題目主要有:數(shù)顯溫度計、電壓表、電流表的設(shè)計、超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計、簡易數(shù)字存儲示波器設(shè)計、數(shù)調(diào)信號發(fā)生器、數(shù)字頻率計、數(shù)碼功率放大器等等。
(2)單片機及應(yīng)用課程設(shè)計。單片機在電子系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛,其難度適中、應(yīng)用開發(fā)成本低,設(shè)計過程具有創(chuàng)造性,與其他學科結(jié)合緊密,特別適于地方院校電子信息專業(yè)學生學習和應(yīng)用。在完成電子技術(shù)基礎(chǔ)、通信線路、單片機、傳感檢測等課程后,學生已具備了較多的電子方面的知識,選擇一個與單片機應(yīng)用相關(guān)的項目,設(shè)計出進而完成一個實際產(chǎn)品的設(shè)計,可培養(yǎng)學生的電子系統(tǒng)觀、工程意識,使課程設(shè)計更接近實際產(chǎn)品設(shè)計。采用的單片機以51為主,兼顧其他如6805系列,PIC單片機、AVR單片機、MSP430單片機等。電子信息專業(yè)中,信號處理課程是主要的專業(yè)課程(包括數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、語音信號處理等),但是由于課程的概念比較抽象,許多理論是基于較為繁瑣的數(shù)學理論和數(shù)學推導,容易使學生感到乏味很難與實際結(jié)合起來,達不到預(yù)期的效果??紤]實際硬件制作的難度和成本,根據(jù)我校學生的實際情況,主要采用軟件Matlab等進行仿真的方法進行課程設(shè)計。本課程的教學重點并不在于提高學生的軟件編程能力,而是要求學生掌握信號處理課程的基本概念、基本方法和基本技能及基本應(yīng)用。因此,我們采用仿真軟件來滿足“信號處理”課的教學的需要。如: FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計、數(shù)字圖像處理算法、語音信號的編碼、合成、識別等都可通過Matlab仿真實現(xiàn)。
?。?)應(yīng)用軟件編程的課程設(shè)計。電子信息專業(yè)軟件類課程有基礎(chǔ)層次的《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》、《軟件技術(shù)基礎(chǔ)》、《數(shù)據(jù)庫原理》和專業(yè)選修課《C++與可視化程序設(shè)計》、《JAVA語言》等課程。眾所周知,計算機語言系列的課程是實踐性非常強,為此在綜合設(shè)計中突出實用性,需用所學的一門以上的語言對一些小型項目進行模擬開發(fā),目的在于訓練學生綜合應(yīng)用所學程序設(shè)計知識,獨立完成項目設(shè)計問題、加深軟件系統(tǒng)理解,提高編程水平,實際教學中題目主要包括:信息管理系統(tǒng)設(shè)計、可視化工控程序設(shè)計、開發(fā)網(wǎng)絡(luò)小游戲、網(wǎng)頁制作等。
3. 畢業(yè)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、綜合分析解決實際問題能力的重要實踐教學環(huán)節(jié),是對學生在校四年學業(yè)中的基礎(chǔ)理論知識、運用工具知識、實際動手能力、知識創(chuàng)新等綜合知識能力的綜合訓練,對培養(yǎng)工程實踐能力具有重要意義。對此,畢業(yè)設(shè)計的選題要盡量來源于生產(chǎn)實踐實際和科研課題,做到“真題真做”。實際課題有助于學生主動學習,激勵學生的獨創(chuàng)精神,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。此外為調(diào)動了學生學習的積極性和創(chuàng)造性,鼓勵學生根據(jù)自己的就業(yè)意向、興趣、社會需求自擬畢業(yè)設(shè)計課題。面向工程實踐畢業(yè)設(shè)計題目類型主要有:①硬件設(shè)計部分,以各類單片機為主的系統(tǒng)設(shè)計;以DSP為主的信號處理硬件設(shè)計;儀器儀表信號采集處理的電路設(shè)計,通信系統(tǒng)設(shè)計等,智能建筑弱電系統(tǒng)設(shè)計;面向工控的PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計等。②軟件部分:管理數(shù)據(jù)庫設(shè)計;網(wǎng)絡(luò)通信編程;基于Vis)ual C++的工控軟件、組太設(shè)計;語音、數(shù)字圖像處理與仿真;此外畢業(yè)設(shè)計嚴格做到一人一體,要求使用當前先進理論和技術(shù),選擇流行的硬件芯片、軟件和開發(fā)工具,是畢業(yè)設(shè)計過程與企業(yè)人才需求接軌。
三、豐富大學生課外活動、組織學生參加各級各類電子競賽
建立學生創(chuàng)新中心,參加電子設(shè)計競賽。為了豐富大學生生活,增強學生實踐能力,我們由專業(yè)教師組建了大學生創(chuàng)新中心,還邀請企業(yè)的工程師作為兼職輔導老師,我院地處河北,緊鄰京津,創(chuàng)新中心根據(jù)這一區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)要求,設(shè)立了不同的產(chǎn)品設(shè)計和研究課題學生還可以根據(jù)自己的興趣、愛好進行一些小制作、小發(fā)明。我們還積極開展第二課堂活動,激發(fā)學生興趣,積極參加全國、全省的電子設(shè)計競賽,學校和院系也可以經(jīng)常組織一些中小型的競賽活動,如、無線電通訊比賽、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計比賽、網(wǎng)頁制作等。
定期進行專題講座。定期開展學術(shù)講座,內(nèi)容涉及到《智能信息處理》、《高速DSP技術(shù)及其應(yīng)用》、《ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計》、《無線通信系統(tǒng)開發(fā)》、《虛擬儀器及其應(yīng)用》、《電子設(shè)計自動化》等技術(shù),使學生普遍獲得了較大的信息量,更加深人地了解了電子信息技術(shù)。
建立健全校外實踐基地,加強產(chǎn)學研合作。高素質(zhì)人才的培養(yǎng)離不開優(yōu)越的條件和優(yōu)良的環(huán)境,在完善基礎(chǔ)實驗設(shè)施的基礎(chǔ)上,建立健全校外實踐基地,建立與企業(yè)和科研單位的廣泛的聯(lián)系,共同承擔人才培養(yǎng)、有計劃地組織參學生參觀、實習和生產(chǎn)勞動,擴大學生的視野,增加他們與社會接觸的機會,了解科學技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)。
作者單位:河北建筑工程學院
參考文獻:
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