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电子信息科学与技术专业多维实践教学模式探索

2018-05-11康辉夏洪洋王秀琴苏凤武刘付刚

科技视界 2018年6期
关键词:应用型

康辉 夏洪洋 王秀琴 苏凤武 刘付刚

【摘 要】本文针对应用型专业人才培养的目标,从课程实验、各种竞赛、课程设计、专业实训、实习和毕业设计等方面,探讨了本校电子信息科学与技术专业的多维实践教学体系的建立。

【关键词】应用型;专业实训;多维实践教学模式

中图分类号: F710-4;H319.3 文献标识码: A 文章编号:2095-2457(2018)06-0055-002

电子信息科学与技术专业是一门实践性很强的专业,大多数课程具有很强的实践性,学生需通过大量的实践活动,以培养适应社会发展需要的具有创新意识和实践能力的高素质才。特别是,随着电子科学技术的发展, 微电子集成电路技术、计算机技术、通信技术、测控技术互相渗透, 互相融合而形成了新兴的电子信息技术。在电子信息的科学研究和新产品开发过程中,不断涌现出新的设计思想和设计工具,新的开发手段和开发系统,新的测试理论方法和测试仪器系统,实验研究技术和手段日新月异。然而相比之下,电子信息科学与技术专业实践教学体系存在的问题:实践教学形式单一;实践教学与工程实际脱节;实验教学设备的集成化与智能化,使实践教学环境与工程实际环境相差较大;实践教学内容滞后于科学技术的发展和人才市场的需求;本课题针对上述诸多问题及本专业实际情况,力求从多维度培养学生的动手能力、认知能力、沟通协调能力,以及创新能力,提升学生的执业水平,探索出一种电子信息科学与技术专业新的实践教学模式。

1 专业定位与人才培养目标

黑龙江科技大学坚持应用型的办学定位,不断深化教育教学改革,科学构建符合经济社会发展需求的应用型人才培养体系。电子信息科学与技术专业的发展定位遵从学校总体部署,着眼于学生综合实践能力的培养,主动服务国家战略需求,抓住振兴东北契机,提高对区域发展的支撑和服务能力。

2 多维实践教学模式的构建

目前,多数企业为了节约開支,都希望招聘有工作经验的人,即很少对新的员工进行入职培训。因此,大多数毕业生竞争力如果不强的话,毕业即失业也是非常严峻的现实。

本课题针对电子信息科学与技术专业的特点和多年来对用人单位回访,我们获悉要开拓就业市场,就应该定制化地培养企业所需要的人才,而完善的实践教学体系是提升学生执业能力的可靠保障。为此,我校电子信息科学与技术专业以培养学生综合实践能力为核心,设计一种多维度全方位的实践教学模式,具体工作可通过如下几方面展现:

2.1 课程实验

实验内容是对课堂理论内容的检验与有效补充,本专业依据人才培养方案的要求在制订课程大纲时对理论性较强的课程如《通信原理》、《高频电子技术》、《数字信号处理》等课程开设了验证性实验,主要对课程内容涉及的原理及现象进行验证,巩固并加深理论内容的理解;对《微控制器原理》、《硬件描述语言》、《模拟集成电路设计》等设计性较强的课程开设了综合性实验,在教师的指导下,学生针对所学内容设计具体的实验项目,并自己动手完成,以提高学生的动手能力、分析问题及解决问题的能力。

实验环节是整个实践教学模式的起步阶段,对于实验的目标、任务的完成质量是后续各实践环节的基础。因此,在这一环节上我们特别强调各项要求:纪律方面要求守时、守纪、文明讨论,有序实验;实验报告要求独立、认真完成,杜绝抄袭应付了事。对于实验报告的书写规范由指导教师把关,强调文档结构与语言组织的严密性与科学性。

2.2 各种竞赛

实践证明,各种学科竞赛是培养学生创新能力的一种有效手段和途径。本专业在学生的入学教育阶段就大力宣传如大学生数学建模竞赛、飞思卡尔智能车竞赛、蓝桥杯嵌入式设计与开发竞赛,及大学生电子设计竞赛等全国范围的赛事。本专业以创新实践基地为依托,在人才培养过程中有针对性地选拔有兴趣、有特长的同学组成学习小组。这种小组打破年级限制,小组成员因为兴趣聚在一起积极准备并全程参赛。多年来,本专业学生在全国各项赛事中成绩斐然,成绩的取得离不开学校的顶层设计与学生的个人努力。通过竞赛学生的动手能力、创新精神,及团队意识得到了提高,而且对专业有了深入的了解,对未来的就业提供可靠保障。

竞赛环节是针对个别学生的专门定制,并不具有普适性。但这种坚持不懈的文化与勇于挑的意识值得所有人学习。本专业,常常以获奖学生为典范搞一些活动,借此平台给广大学生宣传,以吸引更多有才、有志的莘莘学子。引领一种学长带头的学习风气。

2.3 课程设计

为了使学生更好地巩固所学的专业内容,提高综合能力,本专业在第四、第五学期开设了课程设计的教学任务。从专业角度出发,分为控制系统设计与集成电路设计两项内容。控制系统设计主要是围绕学过的电子电路及微控制器原理等课程设计一个闭环控制系统,使学生建立系统的概念,从实用性考虑完成软件编程及硬件电路设计。集成电路设计包括数字与模拟集成电路设计两部分,其中数字集成电路设计主要基于FPGA开发板,并采用Verilog HDL语言完成,重点培养学生对软件的使用能力及程序设计思想,强化FPGA设计流程。模拟集成电路设计主要是在软件上调试一些常用模块,均采用全定制的正向设计方法,使学生熟练掌握软件的使用、模拟集成电路的设计流程,以及要达到的指定技术指标的调试。对这些内容的学习不仅能使学生掌握全定制的正向设计中前、后端的设计内容,更能够使学生知道集成电路从理论设计到工艺实现的过程,不仅巩固了学生的基础知识,还激发了学习兴趣,为更好的适应工作打下良好基础。

2.4 专业实训

本专业对学生从第五学期至第七学期共安排四次专业实训,内容涵盖模拟电路设计及PCB制作、基于51单片机的控制系统设计、基于STM32的嵌入式系统设计、基于FPGA的数字综合系统设计等。

针对于传统的实验平台或设备智能化、集成化较高现实状况,基于此学生的动手能力与创造力得不到充分发挥。因此,本专业在制订实训大纲时就从全局角度考虑将前两项实训内容统一起来,自行设计并开发实验基板及配套的外设板。学生在老师的带领下全程参与从元器件的识别到学习仿真软件,再到腐蚀PCB板,最后到原型机的设计与验证。将开发为自我服务的实验原型机作为实训内容是本专业在多维实践教学模式中探索出的一条新路子。这个过程将不留死角地调动每个学生的参与性与积极性,培养学生树立工程意识。

本专业实训的后两项内容则本着开放的原则,即具体题目学生自拟,但总体目标与要求要符合专业实训大纲的规定。这个过程强调设计的完整性与实用性,并以周边常用的电子产品为例仔细剖析,学习产品设计开发的流程及注意事项。与前两项内容相比,该阶段的实训是综合能力提高的过程,学生能够建立需求分析的概念,并且明确了实验原型机与产品的区别。为日后走向工作岗位奠定了基础。通过分阶段、渐近式的开设专业实训,本专业学生的动手能力与专业技能得到充分的锻炼。

2.5 实习与毕业设计

生产实习的安排主要是邀請企业和学校的卖家对学科的发展和工作需求进行讲解,增加学生对专业意识和就业方向的了解。同时,要求学生深入实习基地进行现场实习。

毕业设计,是大学阶段最后一个教学环节,是学生对所学知识的概括、总结和综合运用的过程。本专业从实际出发在第七学期就把毕业设计题目及任务书下达给学生,毕业设计题目符合专业培养方向且贴近工程实际。这样,保证学生有充足的时间准备毕业设计。为保证该项工作顺利进行,本专业组织教师按照时间进度要求对学生的设计分阶段验收,以督促进度较慢的同学。整个毕业设计过程中要求学生专业知识之外的诸如:查问文献、外文资料的翻译、与导师的沟通、文字组织、办公软件的使用等能力的掌握,对于学生今后走向工作岗位是非常有益的。

3 多维实践教学的实施

本专业在实践教学的改革过程中探索出上述多维度并举的模式,该项目将依托电子信息科学与技术专业基地,对本专业11~15级本科生的实践教学全面实施该模式。基地现有的教学资源和实验条件能够满足教改所需相关项目的开发和制作。为保证其顺利实施,特采取如下措施:

3.1 开放实验室,为学生创造学习条件

现阶段,我们本着服务学生的理念出发,将本专业的实验室对学生开放,专业安排负责老师,但由学生自主管理实验室和仪器设备,极大地提高实验室的利用率。学生在实验室环境熏陶下自然会明确学习目标与努力方向。另外,大家还可以相互交流共同进步。此项举措受到了学生的认可与广大同行的赞誉。

3.2 教师轮流进修,提高指导能力

教师的业务水平直接影响培养学生的质量,因此本专业按计划每学期都派老师去往各知名高校访学,或者深入企业顶岗锻炼。几年来,本专业的老师均在理论水平和专业技能方面得到很大的提升,为本专业的实践教学提供了可靠保障。

3.3 广泛联系企业,按需培养

多年来学校一直与本专业相关的企业合作,经常邀请企业专家进校组织培训或者讲座。同时,也组织学生进入企业实习,学习企业管理文化和产品开发过程中应注意的事项。并有目的的在实践教学中灌输生产理念,帮助学生明确就业导向。同时,把企业的动态需求及时融入到教学当中,为企业提供定制化的专门人才。

3.4 网络平台,自助学习

本专业的学习网站是联系师生最有效的平台,里面共享了丰富的学习资料,学生可以自助式的学习。同时,利用网络远程教学的交互性,老师布置设计任务,学生全员参与、课上课下联动。因此,这种模式能够有效增进教学的活力,提高学生的综合能力。

4 结束语

经过几年的专业建设,我校的电子信息科学与技术专业已经建立了较为完善实践教学体系,教师的业务能力也得到了显著的提升。在实践教学环节取得了一些成绩,同时也积累了一定的经验。为谋求专业的可持续发展,满足当今社会对高技能、高素质人才的需求,本专业将投入更大的努力,为社会培养更多的应用型人才。同时,也期望该模式对于其它专业的实践教学具有一定的参考价值。

【参考文献】

[1]张晓宇.一种应用型本科电子信息工程专业新型实践教学体系[J].华北科技学院学报,2014,11(4):88-91.

[2]潘丹青,杨小劲.应用型本科电子信息工程专业实践教学体系建设研究[J].教育观察,2015,4(21):113-115.

[3]曲强,杨永辉,迟涛基于创新创业能力培养的电子信息工程专业实践教学体系研究教育教学论坛2011,1:137-138.

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