劉志剛

摘要：針對(duì)理工科教育“重理論，輕實(shí)踐”培養(yǎng)方式，與產(chǎn)業(yè)界用人需求嚴(yán)重脫節(jié)的客觀情況，“以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，回歸工程實(shí)踐”成為國(guó)內(nèi)外工程教育轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志。以東北大學(xué)秦皇島分校為例，剖析電子信息工程實(shí)踐教學(xué)存在的一些問(wèn)題，提出構(gòu)建基于CDIO模式的電子信息工程實(shí)踐教學(xué)體系的一些建議。

Abstract： The training model of science and engineering education must pay attention to theory， but ignore practice， and this doesn't meet with the industry employment needs. Therefore， the reform in domestic and international engineering education is aiming at innovative talent cultivation， and regressing to engineering practice. From the realities in NEUQ， some questions about practical teaching in electronics and information engineering specialty are analyzed， and relative practical teaching system based on the CDIO framework is proposed.

關(guān)鍵詞：工程教育；CDIO模式；實(shí)踐教學(xué)體；電子信息工程

Key words： engineering education；CDIO framework；practical teaching system；electronics and information engineering specialty

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）36-0250-02

0 引言

世界范圍的工程教育經(jīng)過(guò)從“務(wù)實(shí)”到“務(wù)虛”階段，已經(jīng)跨進(jìn)新一輪“求實(shí)學(xué)”、 “重實(shí)際”、 “干實(shí)事”的階段，正在推動(dòng)工程教育的范式由“技術(shù)型”、 “科學(xué)型”向以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的“工程型”轉(zhuǎn)變，因此，當(dāng)前工程教育轉(zhuǎn)型的標(biāo)志為“回歸工程實(shí)踐”。美國(guó)歐林工學(xué)院是工程教育改革一個(gè)典范。它成立于1997年，是一所新興的工科院校，顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，把基于項(xiàng)目的體驗(yàn)式教學(xué)貫穿大學(xué)四年，重塑并實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科、重設(shè)計(jì)為特色，工程知識(shí)、技能和人品素質(zhì)相結(jié)合的工程教育理想[1-3]。

針對(duì)我國(guó)工科專(zhuān)業(yè)“重理論，輕實(shí)踐”培養(yǎng)方式，以及與產(chǎn)業(yè)界用人需求嚴(yán)重脫節(jié)的客觀情況，2011年1月我國(guó)教育部發(fā)布《關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見(jiàn)》，提出了面向工業(yè)界、面向世界、面向未來(lái)，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才，即卓越工程師計(jì)劃。東北大學(xué)作為第二批高校加入我國(guó)卓越工程師計(jì)劃。

1 東北大學(xué)秦皇島分校電子信息工程實(shí)踐教學(xué)體系現(xiàn)狀剖析

電子信息工程專(zhuān)業(yè)是電子與信息方面的寬口徑專(zhuān)業(yè)，是信息理論、電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的交叉學(xué)科，培養(yǎng)能夠掌握電子技術(shù)、信息處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互交叉融合的研究型人才和應(yīng)用型人才[4]。電子信息工程理論教育占主導(dǎo)地位，可以依次分為通識(shí)教育、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教育以及專(zhuān)業(yè)教育三部分，而實(shí)踐教育處于從屬地位，由實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等構(gòu)成，這也是工科教育中“重理論，輕實(shí)踐”本質(zhì)所在。因此工程教育的重點(diǎn)是以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，加強(qiáng)實(shí)踐教育，構(gòu)建多層次協(xié)同的工程實(shí)踐體系。

東北大學(xué)秦皇島分校電子信息工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教育是以教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)為載體，教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)有課內(nèi)實(shí)踐平臺(tái)、課外實(shí)踐平臺(tái)兩種類(lèi)型。課內(nèi)實(shí)踐平臺(tái)一般有實(shí)驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)、校外實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等；課外實(shí)踐平臺(tái)一般有學(xué)校、院系或?qū)I(yè)興趣小組活動(dòng)及創(chuàng)新實(shí)踐社團(tuán)活動(dòng)、各類(lèi)競(jìng)賽、課外科研開(kāi)發(fā)項(xiàng)目與學(xué)術(shù)研究活動(dòng)等多種形式，如表1所示。

我院針對(duì)課外實(shí)踐平臺(tái)建立學(xué)生創(chuàng)新與電子實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)室，以此創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)，鼓勵(lì)學(xué)生參與科技創(chuàng)新項(xiàng)目，如全國(guó)大學(xué)生科技競(jìng)賽、學(xué)校資助科創(chuàng)項(xiàng)目以及自選項(xiàng)目等，學(xué)生在校期間多次獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，申請(qǐng)專(zhuān)利多項(xiàng)，發(fā)表論文多篇，這是實(shí)踐教學(xué)的亮點(diǎn)，但也存在不足，如實(shí)驗(yàn)課多為驗(yàn)證性的，學(xué)生缺乏興趣；課程設(shè)計(jì)時(shí)間短，學(xué)生無(wú)法按時(shí)完成，即使完成也是拷貝往屆設(shè)計(jì)方案，由于缺乏必要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，出了問(wèn)題也不知道是何原因。畢業(yè)設(shè)計(jì)目標(biāo)不明確，參與的積極性比較低?？萍紕?chuàng)新項(xiàng)目雖然很好，但是惠及的學(xué)生較少。

2 基于CDIO模式的電子信息工程實(shí)踐教學(xué)體系優(yōu)化策略

2.1 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果[5-7]。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，目標(biāo)是讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，并以綜合培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

2.2 電子信息工程實(shí)踐教學(xué)體系優(yōu)化策略

根據(jù)CDIO工程教育規(guī)律，針對(duì)東北大學(xué)秦皇島分校電子信息工程專(zhuān)業(yè)工程教育存在的問(wèn)題，提出以下應(yīng)對(duì)建議：

①針對(duì)學(xué)生反映實(shí)驗(yàn)課多為驗(yàn)證性的，對(duì)此缺乏學(xué)習(xí)興趣的問(wèn)題，學(xué)院其實(shí)已經(jīng)要求院屬實(shí)驗(yàn)室提供一些開(kāi)放性、體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)題目，但是學(xué)生并不了解，建議學(xué)院在網(wǎng)上或者通過(guò)別的途徑告知學(xué)生，并告訴學(xué)生申請(qǐng)的流程，使學(xué)生能夠選擇自己感興趣的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。

②由于課程設(shè)計(jì)時(shí)間短，許多學(xué)生無(wú)法按時(shí)完成，即使完成也是拷貝往屆設(shè)計(jì)方案，當(dāng)電路出現(xiàn)問(wèn)題不會(huì)分析。而根據(jù)CDIO教育規(guī)律，課程設(shè)計(jì)由于缺乏必要的構(gòu)思、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，其工程訓(xùn)練的效果就不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，因此建議適當(dāng)延長(zhǎng)課程設(shè)計(jì)時(shí)間，或者提前要求學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的題目進(jìn)行構(gòu)思與設(shè)計(jì)。

③針對(duì)科技創(chuàng)新項(xiàng)目惠及面過(guò)窄的情況，學(xué)院其實(shí)已經(jīng)要求專(zhuān)業(yè)老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)同時(shí)提供兩個(gè)科創(chuàng)題目，但是仍然不能滿(mǎn)足要求。因此建議學(xué)生積極主動(dòng)和專(zhuān)業(yè)老師聯(lián)系，申請(qǐng)加入老師研究團(tuán)隊(duì)，不要總是等學(xué)院安排。

④針對(duì)畢業(yè)生大量參與東軟培訓(xùn)的情況，反映許多畢業(yè)生希望接受必要的工程訓(xùn)練，建議學(xué)院在院屬實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，籌建工程實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室，如可以將單片機(jī)、DSP、FPGA等實(shí)驗(yàn)室合并建成嵌入式實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室，將物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室建成物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室。而在校外可以海灣公司、康泰公司共建校外實(shí)訓(xùn)基地，為畢業(yè)生提供大量的實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)。

⑤畢業(yè)設(shè)計(jì)是工程教育的最后環(huán)節(jié)，集中反映了CDIO工程培養(yǎng)模式思路：學(xué)生首先根據(jù)自己興趣選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)題目填寫(xiě)選題表；其次根據(jù)課題任務(wù)要求，收集資料，給出可行的解決方案，填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；接著，完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，軟件編寫(xiě)，PCB的制作以及焊接等，撰寫(xiě)論文初稿；最后，進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，根據(jù)聯(lián)調(diào)中出現(xiàn)的問(wèn)題，完善系統(tǒng)方案，形成論文終稿。

3 結(jié)論

本文分析了國(guó)內(nèi)外工程教育現(xiàn)狀與趨勢(shì)，結(jié)合東北大學(xué)秦皇島分校實(shí)際情況，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，剖析電子信息工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的優(yōu)勢(shì)與不足，并針對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過(guò)多，課程設(shè)計(jì)過(guò)短以及畢業(yè)設(shè)計(jì)積極性比較低等問(wèn)題，按照CDIO工程教育規(guī)律，逐一地給出相關(guān)應(yīng)對(duì)措施，以期完善電子信息工程實(shí)踐教學(xué)體系。

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