宋 躍 楊 雷 楊 杰 張志堅

（東莞理工學(xué)院 電子工程學(xué)院，廣東東莞 523808）

電子信息工程專業(yè)實驗實踐體系的創(chuàng)新與實踐

宋 躍 楊 雷 楊 杰 張志堅

（東莞理工學(xué)院 電子工程學(xué)院，廣東東莞 523808）

為提高電子信息工程專業(yè)學(xué)生的實驗實踐能力，緊密圍繞學(xué)生使用集成電路的能力、系統(tǒng)設(shè)計能力、外圍綜合能力這一核心專業(yè)能力的培養(yǎng)，構(gòu)建“理論教學(xué)、實踐教學(xué)、科研創(chuàng)新”三位一體的教育模式，建設(shè)“基礎(chǔ)實驗+實訓(xùn)提高+課外創(chuàng)新+工程應(yīng)用”實驗教學(xué)體系，制定分層次分階段立體化的實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制，從而構(gòu)建較完善的理論教學(xué)、實驗實踐、科技創(chuàng)新三大平臺為支撐的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，實踐證明該建設(shè)是行之有效的，文中在講述改革目標設(shè)計、實施方法、實踐情況的同時，重點介紹實驗實踐教學(xué)改革的思想、方法及實踐過程。

實驗教學(xué)體系；培養(yǎng)方案；應(yīng)用型人才；電子信息工程

東莞理工學(xué)院位處珠三角制造業(yè)名城東莞，現(xiàn)有外資企業(yè)1.5萬多家，民營企業(yè)30多萬家，電子信息、電氣機械是其現(xiàn)代化工業(yè)體系的支柱產(chǎn)業(yè)，電類專業(yè)技術(shù)人才需求量極大，在其就業(yè)見工時，實踐創(chuàng)新能力是企業(yè)最為看重的綜合能力之一［1-4］。

1 研究背景

東莞理工學(xué)院電子學(xué)院現(xiàn)開設(shè)有電子信息工程、通信工程、電氣工程、自動化、光信息科學(xué)與技術(shù)5大專業(yè)，電子信息工程是最早開設(shè)的專業(yè)，近20余年來一直在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方面進行教學(xué)研究與改革，由于傳統(tǒng)教育的慣性，畢業(yè)生大部分是理論有余，動手不足，與企業(yè)需求存在差距，企業(yè)所需人才的素質(zhì)培養(yǎng)難以在教學(xué)過程中得以實現(xiàn)。究其原因主要有:

1）教育教學(xué)理念陳舊。重理論輕實踐，理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實踐創(chuàng)新“三張皮”，教學(xué)計劃、培養(yǎng)方案、教學(xué)過程與業(yè)界企業(yè)聯(lián)系少，教師的科研不能很好地反哺教學(xué)。

2）“三少”現(xiàn)象限制了人才培養(yǎng)質(zhì)量。學(xué)生實驗實踐與創(chuàng)新的平臺少，企業(yè)參與人才培養(yǎng)的合作機會少，學(xué)生在實驗、實習(xí)、實訓(xùn)、創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計、競賽培訓(xùn)的全過程與社會接觸少。

3）教學(xué)改革缺乏整體性和系統(tǒng)性。多年來的教學(xué)改革，多以課堂教學(xué)或課程改革為核心，點多面廣，各自為戰(zhàn)，研究成果不具全局性與系統(tǒng)性，教學(xué)資源利用率依舊不高，對全院的教育教學(xué)改革推動不大。

近10年來，以國家高等教學(xué)質(zhì)量工程精神為指導(dǎo)，開展了系列教育教學(xué)研究與改革，特別在電子專業(yè)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)上進行了研究與實踐，先后獲批國家特色專業(yè)（電子信息工程）、國家工程教育中心、省級電工電子實驗教學(xué)示范中心、（電子信息工程）教育部卓越工程師試點專業(yè)、省級精品課程等立項。

2 總體研究思路

以國家高等教育質(zhì)量工程精神為導(dǎo)向，依托省級電工電子實驗示范中心的“平臺”、“基地”、“窗口”、“試點”的建設(shè)，開展各類教育教學(xué)研究改革，邊研究邊實踐，緊密圍繞學(xué)生使用集成電路的能力、系統(tǒng)設(shè)計能力、外圍綜合能力［1，5-7］這一核心專業(yè)能力的培養(yǎng)，構(gòu)建“理論教學(xué)、實踐教學(xué)、科研創(chuàng)新”三位一體的教育模式，建設(shè)“基礎(chǔ)實驗+實訓(xùn)提高+課外創(chuàng)新+工程應(yīng)用”實驗教學(xué)體系，制定分層次分階段立體化的實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制，從而構(gòu)建較完善的理論教學(xué)、實驗實踐、科技創(chuàng)新三大平臺為支撐的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案。

3 人才培養(yǎng)目標研究

3.1 定位專業(yè)核心能力［1，8-10］

1）使用集成電路的能力，是指以微處理器/控制器為中心，構(gòu)建各種實際應(yīng)用系統(tǒng)，并能編程指揮系統(tǒng)工作的能力。

2）系統(tǒng)設(shè)計能力，是指能夠進行各種實際應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能協(xié)調(diào)使其工作并能進行優(yōu)化，以求得最高性價比的能力。

3）外圍綜合能力，是指傳感、通信、計算機等技術(shù)綜合應(yīng)用與創(chuàng)新能力。

3.2 確立“基礎(chǔ)實驗+實訓(xùn)提高+課外創(chuàng)新+工程應(yīng)用”互補的實驗教學(xué)體系

1）基礎(chǔ)實驗:驗證型基本實驗、綜合型設(shè)計型實驗。

2）實訓(xùn)提高:電工實訓(xùn)、電子工藝實習(xí)、OA實訓(xùn)等

3）課外創(chuàng)新:以“學(xué)生為主，教師指導(dǎo)，師生互動，綜合提高”為理念的電子產(chǎn)品制作活動。

4）工程應(yīng)用:學(xué)生參與企業(yè)、教師的實際應(yīng)用課題。

在課程實驗中對實驗項目分基本型、綜合型、設(shè)計型、實習(xí)實訓(xùn)型、研究創(chuàng)新型5個層次，前4個層次在“第一課堂”安排，研究創(chuàng)新型項目則需要在“第二課堂”進行。

3.3 應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)進程

1）實踐技能層:重點針對電子、電工方面的工程訓(xùn)練，使學(xué)生掌握元器件的辨識與使用，一些基本電子和電工設(shè)備的安裝、調(diào)試、測試方法等基本技能。

2）基礎(chǔ)-提高層:以電路、電子技術(shù)、單片機課程實驗為主，重點提高學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力；理解理想模型與實際物體差異的能力以及將所學(xué)的不同知識綜合運用，解決復(fù)雜工程問題的能力。

3）綜合-創(chuàng)新層:以課程設(shè)計和創(chuàng)新實驗為主。根據(jù)不同的專業(yè)，通過課程設(shè)計或創(chuàng)新實踐課程，對學(xué)生進行更深入的培養(yǎng)和訓(xùn)練。幫助學(xué)生由淺入深，逐步掌握系統(tǒng)設(shè)計的基本知識及開發(fā)部分功能模塊的能力。

4）科技研究層:組織學(xué)生參加企業(yè)項目、電子科技協(xié)會、實驗室建設(shè)、大學(xué)生研究項目（PRP）、科技創(chuàng)新課程實踐、挑戰(zhàn)杯、ACM大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽等，培養(yǎng)了他們研究創(chuàng)新的綜合能力。

前3個層次在“第一課堂”實現(xiàn)，科技研究層需在科技創(chuàng)新平臺由專任教師與企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)來完成。

3.4 課外分階段培養(yǎng)進程

大一:重點培養(yǎng)基本動手能力，如電子產(chǎn)品維修（如收音機、電視機、電腦硬件等）、電子小作品制作、電腦軟件維護等。

大二:主要掌握電子與計算機技術(shù)使用的基本技能培養(yǎng)，如電子儀器儀表的使用、計算機軟件操作等，養(yǎng)成科學(xué)、規(guī)范的研究習(xí)慣與方法。

大三:實現(xiàn)學(xué)以致用的過渡，鼓勵參加各類科研活動和專業(yè)競賽，學(xué)習(xí)各種現(xiàn)代開發(fā)技術(shù)，如單片機、CPLD/FPGA、ARM、DSP等，以具體科研課題為切入點，結(jié)合“電子設(shè)計競賽”、“挑戰(zhàn)杯”等競賽，開展實踐創(chuàng)新訓(xùn)練，專任教師指導(dǎo)為主，企業(yè)專家指導(dǎo)為輔。

大四:綜合能力提高階段，實質(zhì)性的創(chuàng)新與參加各類競賽階段，培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)合作、聯(lián)合攻關(guān)的精神和能力，專任教師與企業(yè)專家共同指導(dǎo)。

4 實施方法

4.1 實施數(shù)字化教學(xué)，拓展實驗教學(xué)時間與空間

1）引入并試用MI虛擬儀器。

2）引入并開發(fā)了電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)虛擬實驗室，使學(xué)生在網(wǎng)上進行虛擬實驗，能進行網(wǎng)上管理，實現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)約實驗、上傳實驗報告、成績查詢等。

3）在模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機與接口技術(shù)等精品課程的網(wǎng)上，能夠進行實驗自學(xué)、解惑答疑等功能。

4）自制適用儀器設(shè)備拓展學(xué)生實驗的“時空”。如:電工實訓(xùn)裝置，“便攜式數(shù)字電子技術(shù)實驗箱”2種近200套，“單片機系列實驗開發(fā)板”2代3大系列200余套［2］等，突破了傳統(tǒng)實驗室的“時間”、“空間”限制，有效運用于學(xué)生的實踐創(chuàng)新活動，學(xué)生滿意度高。

5）實施“無實驗講義的實驗”試點。所謂“無實驗講義的實驗”，指對于驗證性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗，沒有實驗講義，只有任務(wù)書，學(xué)生自行查資料，自己編排實驗，自己利用實驗室設(shè)備或自制的便攜設(shè)備自主進行實驗，教師負責(zé)答疑和結(jié)果考核。在數(shù)字電路實驗中，電子工程學(xué)院進行了嘗試。經(jīng)過3次調(diào)查，學(xué)生認為很好的比例分別是:97.47%、92%、97.3%。

4.2 著力構(gòu)建學(xué)生實踐創(chuàng)新平臺

在校內(nèi)創(chuàng)建“電子工程學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新中心”1個（全天候開放）、開放性專業(yè)實驗室16個、與企業(yè)共建的“大學(xué)生創(chuàng)新基地”3個（全天候開放）、校外國家工程實踐教育中心1個（與合作企業(yè)聯(lián)合申報獲批），校內(nèi)1 700萬元的教學(xué)儀器+2 400萬元的科研設(shè)備（學(xué)校近3年學(xué)科建設(shè)投入）投入應(yīng)用，初步構(gòu)成學(xué)生課外實踐創(chuàng)新的硬件平臺。

4.3 化校企合作，切實開展與企業(yè)的教育與技術(shù)合作

利用東莞特有的IT環(huán)境優(yōu)勢，近5年聘請24位企業(yè)導(dǎo)師來校任教，企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計51人次、為學(xué)生開設(shè)講座12次，在企業(yè)建設(shè)有15個穩(wěn)定的校外實習(xí)基地，校企合作實現(xiàn)雙贏，以本文作者為限統(tǒng)計有2人聘為省部企業(yè)科技特派員，“產(chǎn)學(xué)研”合作立項5項，完成“產(chǎn)學(xué)研”科技成果鑒定1項，合作企業(yè)“東莞龍昌數(shù)碼科技有限公司”獲批為國家工程實踐教育中心。

5 應(yīng)用情況

在“基礎(chǔ)實驗+實訓(xùn)提高+課外創(chuàng)新+工程應(yīng)用”的實踐教學(xué)體系下，形成了由“教學(xué)計劃+素質(zhì)拓展計劃+輔修計劃+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)計劃”的電子信息工程這一國家特色專業(yè)人才培養(yǎng)方案，并已推廣到電子工程學(xué)院其它專業(yè)。

以實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)為特色的電子信息工程專業(yè)獲批第四批國家特色專業(yè)建設(shè)點、教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施專業(yè)，獲批國家工程實踐教育中心1個，《單片機與接口技術(shù)》獲省精品課程立項。

學(xué)生科技創(chuàng)新活動已蔚然成風(fēng)，本文作者指導(dǎo)的學(xué)生2008年來已取得的科研成果如下:

1）申請省級大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目5項；

2）獲全國行業(yè)比賽全國一等獎7項，二等獎7項，三等獎5項，省級學(xué)科專業(yè)競賽一等獎1項、二等獎1項、三等獎3項；專業(yè)競賽省級一等獎2項、二等獎7項、三等獎5項；

3）學(xué)生排名1獲實用新型專利授權(quán)6項、軟件版權(quán)1項；

4）學(xué)生排名1公開發(fā)表科研論文14篇（其中中文核心6篇，3大索引2篇）。

6 總結(jié)

通過改革，獲得了明顯的教學(xué)效益:

1）建立起良好的電子專業(yè)現(xiàn)代教育教學(xué)理念及其實踐基礎(chǔ)，以為社會和經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)為宗旨，完善實踐教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建實踐教學(xué)體系，構(gòu)建科學(xué)合理的實踐創(chuàng)新型人才培養(yǎng)課程體系。

2）整合教育資源，構(gòu)建多樣化的實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式，與企業(yè)建立起互利互惠、共贏發(fā)展的良好關(guān)系，初步建立起電子專業(yè)實驗、實習(xí)、實訓(xùn)、創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計、競賽培訓(xùn)體系，搭建起學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的平臺，有力夯實了基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、工程綜合3大實踐教學(xué)平臺。

3）學(xué)生綜合能力明顯提高，畢業(yè)生深受用人單位歡迎，畢業(yè)生就業(yè)率高，生源充裕質(zhì)量優(yōu)良，學(xué)院人才培養(yǎng)實現(xiàn)良性循環(huán)。

4）培養(yǎng)出了一批“實踐”“創(chuàng)新”型的高素質(zhì)教學(xué)科研人才隊伍。

但還存在很多問題，如卓越工程師班學(xué)生的特色培養(yǎng)、第八學(xué)期畢業(yè)設(shè)計與找工作之間的矛盾，有待繼續(xù)研究。

［1］ 譚會生，朱曉青，易吉良.電子技術(shù)學(xué)科創(chuàng)建思索［EB/OL］.www.baywatch.cn.

［2］ 宋躍，余熾業(yè)，張志堅.單片機精品課程的實踐教學(xué)改革［J］.實驗室研究與探索，2009，28（3）:83-85，95.

［3］ 王浩全，王明泉.電子信息工程特色專業(yè)建設(shè)的研究與實踐［J］.安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版，2009（4）:120-122.

［4］ 邱捷，胡增存.國外著名大學(xué)電氣信息類專業(yè)教育剖析［J］.高等工程教育研究，2004（6）:76-79.

［5］ 熊慶國.深化改革，創(chuàng)建電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)新模式［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報，2007（9）:81-83.

［6］ 王明泉，王浩全.信息類系列課程教學(xué)改革與實踐［J］.中北大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版，2006，22（3）:76-78.

［7］ 熊慶國，陳和平，吳謹，等.電子信息工程專業(yè)建設(shè)探索與實踐［J］.武漢科技大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版，2008（2）:69-72.

［8］ 林訓(xùn)超.淺談電子信息技術(shù)專業(yè)建設(shè)改革特色［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報，2007，29（2）:102-106.

［9］ 熊慶國.深化改革，創(chuàng)建電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)新模式［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報，2007（9）:81-83.

［10］ 蒙樹森.培養(yǎng)電子信息工程技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新型人才的探索與實踐［J］.中國電力教育，2008（6）:110-111.

Innovation and Practice on Experimental Practice System of Electronic and In formation Engineering

SONG Yue YANG Lei YANG Jie ZHANG Zhi.jian
（College of Electronics Engineering，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，China）

It is proved to be effective to improve experimental and practical capacity for students of electronic and Information engineering，to construct education model and experimental teaching system，to deploy training mechanism of three-dimensional practical and creative talents，and to establish application-oriented personnel training programs.This paper describes the reform objectives design，implementation methods and practices，focusing on ideas，methods and practice of experimental practice teaching reform.

experimental teaching system；training program；application-oriented talents；electronic and information engineering

G642.0

A

1009-0312（2014）01-0095-04

2013-07-15

廣東省2010年高校精品課程建設(shè)項目；教育部財政部第四批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點項目TS11659；東莞理工學(xué)院2012年教學(xué)研究與改革項目。

宋躍（1963—），男，湖南邵陽人，教授，碩士，主要從事電路與系統(tǒng)、電子測量與儀器、電子教學(xué)論研究。