電子信息工程專業學生自我知識結構培養

楊海馬 劉 瑾

1.上海理工大學 上海 200093 2.上海工程技術大學 上海 201620

電子信息工程專業學生自我知識結構培養

楊海馬1劉 瑾2

1.上海理工大學 上海 200093 2.上海工程技術大學 上海 201620

隨著高校擴招，師資不足和學生生源擴大導致高校教學過程中出現了很多新問題，與電子信息工程技術快速發展的現狀和對人才要求越來越高的趨勢不相符合。如何在現有教學環境下，提高學生的整體素質，使學生能夠進行自我知識結構的培養，成為本文討論的重點。通過對專業學科體系的分析，文章給出了電子信息工程專業的3個培養方向，闡述了各方向間的知識體系結構，為學生明確職業定位提供了參考。

知識結構；課程優化；電子工程師

隨著我國高等教育的飛速發展,高等教育已由精英教育發展到大眾化教育階段。2010年全國高等教育毛入學率達到24.2%,上海市高等教育毛入學率已達60%以上,全國大學生在校人數2979萬多，位居世界前列。預計到2020年全國高等教育平均毛入學率將達40%，屆時平均不到3個人中就有一名大學生。如此迅猛發展的高校擴招勢頭，如果高校不在教學硬件及軟件方面加強建設，將無可避免地導致教學質量的下降，而社會對于人才的要求卻越來越高，如何保證大學畢業生適應未來職業發展需求成為當前高等教育的難點。為解決這一矛盾，學校在加強高校師資、硬件投入的同時，提高大學生自我知識結構的構建能力成為一條重要的途徑。本文以電子信息工程專業為知識背景，以教學研究型高校學生為對象，闡述電子工程師在步入工作崗位前需要完成的專業知識結構的建立過程，對學校專業知識體系教育進行合理補充和提煉。

1 現有專業課程介紹

筆者所講的電子信息工程專業，涵蓋了電子信息工程、通信工程、測試計量技術與儀器3個專業，培養目標是培養具備電子技術和信息系統基礎知識，能夠從事各類電子設備和信息系統的研究、設計、制造、應用和開發的高級工程技術人才。

一般院校電子信息工程專業的課程包含了電子科學、信息科學和計算機科學，并結合高校自身的特點加入服務不同領域的專業知識，如：面向機械的、面向光學的、面向建筑的、面向管理的、面向材料的等等。專業課程大致可分為5類：(1)電子電路類，包括電路原理、模擬電子技術、數字電路技術、高頻電子線路、VHDL語言和FPGA設計、電路制板等課程，使學生掌握各種電子線路的分析計算和計算機輔助設計、仿真的方法；(2)信息處理類，包括信號與系統、數字信號處理、自動控制原理、通信原理、信息論與編碼等課程，使學生從數學的角度掌握連續與離散域系統的分析和建模方法，掌握控制和通信的基本原理；(3)計算機類，有微機原理、單片機技術、高級程序語言設計(C、C++)、計算機網絡、計算機圖形學、數據結構、DSP原理等課程，使學生掌握計算機的軟硬件知識和基本的編程、調試方法；(4)工具類，主要包括VB、VC、LabVIEW、Matlab等課程，使學生掌握至少一種程序設計開發語言；(5)學科方向類，如面向機械、儀器、通信、光學、建筑、汽車、電力、化工、計量、材料等方向的專業基礎課程，使學生明確就業的方向。課程體系結構總圖，如圖1所示。

圖1 電子信息工程專業課程體系

2 專業知識結構自我培養分析

在學生完成學校系統教育的過程中，考慮到學生臨近畢業時面臨的考研、就業壓力，有些核心課程的教學效果并不理想。如何在步入工作崗位或進一步深造前，快速建立起基本的知識體系，對上述復雜的專業課程結構進行剖析、精煉、取精，將具有相同知識內容的課程整合起來，使學生對相同的知識點融會貫通，建立起適合自己發展方向的知識結構。從3個方面闡述課程優化培養過程。

2.1 電子電路類

電子電路類課程是電子信息工程專業的基礎課程，工程性、實踐性非常強。根據內容特點將具有學科導引性質的電路原理與信息處理類課程合并。模擬電子(含高頻)和數字電子課程統稱電子線路，需結合最新的EDA仿真技術進行輔助。其中，模擬電子技術重點在分立器件、功能電路的理解上；高頻電子線路側重點在無線電通信領域，可通過Multisim，Pspice軟件仿真達到直觀感知的目的；數字電路技術側重點在數字器件的組成和原理上，可結合FPGA技術和QuartusII軟件實現對數字電路的強化。同時，利用Protel 99se或Protel DXP軟件設計一個簡單的模數混合電路，以加深對上述課程的理解，實現電子工程師應用素質的培養。

2.2 信息處理類

信息處理類課程主要是通過數學的方法，將實際的物理現象抽象成模型，從理論的角度揭示物理現象背后的關聯，并指出改造現有系統的途徑和方法。對于電子信息工程專業的學生，首先通過電路原理了解本專業的基礎知識，掌握基本電路的分析方法；之后，以信號與系統課程為藍本，理解系統的時域、頻域變換，掌握連續系統與離散系統的區別，熟練使用三大變換：傅立葉變換、拉普拉斯變換、Z變換，建立起理論分析問題的框架；最后，通過數字信號處理、自動控制原理課程詳細的了解數字系統信息處理過程和不同控制系統的特性、特征，全面的實現電子工程師理論素質的培養。

2.3 計算機工具類

計算機工具類優化，涉及課程體系中計算機類、工具類和學科方向類課程3個部分。經過大學前兩年的通識教育和后兩年(亦可認為是一年半)的專業培養，學生應該已經具備一定的計算機能力。通過加強軟、硬件的學習，增加軟件編程和硬件設計的實踐環節，可以實現電子工程師實踐能力的培養。

根據學生未來就業領域的定位，可以將實踐能力在專業領域內細分為：硬件電子工程師、軟件電子工程師、嵌入式系統工程師3個發展方向。

(1)硬件電子工程師

硬件電子工程師根據想要從事的行業要求再分為模擬電子工程師和數字電子工程師。因為使用MCS-51、PIC、AVR、MSP430等單片機的工程師主要解決的對象是底層電路的控制和通信，所以將使用低檔單片機的電子工程師劃入模擬電子工程師之類；而將使用DSP處理器和特種數字芯片完成特定變換、濾波、控制和通信算法的工程師稱為數字電子工程師。模擬和數字工程師知識結構的建立過程可以相互交叉，各有側重，如圖2所示。

圖2 硬件電子工程師專業知識參考

(2)軟件電子工程師

軟件電子工程師主要是為用戶開發針對硬件使用的PC機程序的電子工程師。由于涉及開發環境的使用、用戶使用心理等知識，需要此類工程師在知識培養中，加寬計算機類科學的培養，建立過程，如圖3所示。

圖3 軟件電子工程師專業知識參考

(3)嵌入式系統工程師

嵌入式技術的發展日新月異，這里所指的嵌入式系統是指“以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁減，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統”。

由于嵌入式技術屬于交叉學科，也是電子信息工程專業發展中不可回避的發展方向，所以成為許多高校學科建設的重點。作為教研型的學校，可以對有興趣的學生進行專門培養。以學生的角度給出一種面向嵌入式系統工程師方向發展的培養方法，側重點在開源操作系統下的開源應用程序的開發，培養過程，如圖4所示。

圖4 嵌入式系統工程師專業知識參考

3 結束語

電子信息工程專業學生自我知識結構的培養過程是學生自發與教師引導相結合的過程，需要學校有意識、有目的開展相應的教育，最佳的時段是在大三上學期末、學生正式進入專業方向類課程學習之前進行學科知識體系建立方面的講座，使學生明白自己怎樣去建立適合自己未來發展的學科體系，引起學生對專業培養目標的關注、吸引學生對重點課程的興趣、提高學生主觀能動性、激發學生實踐環節的參與熱情、提高教師教學質量，培養出更多具有創新精神、較強動手能力、基礎扎實的電子工程師人才，為我國電子事業的快速發展提供保障。

[1] 張煒.中美兩國高等教育學生規模的比較與思考[J].高等教育研究，2008,8:104～109

[2] 肖閩進.電子信息工程專業學生的知識結構與創新能力培養[J].常州工學院學報,2005，6:73～75

[3] 孫祥娥,劉益成,李永全，等.關于電子與信息工程專業信號與信息處理類課程體系設置的研究[J].電子與電氣教學學報,2004,6:27～29

[4] 梅開鄉.應用型本科電子信息工程專業建設的研究[J].黃石理工學院學報,2008，1:53～56

[5] 田澤.嵌入式系統開發與應用[M].北京:北京航空航天大學出版社,2005

Research on the knowledge confi guration of students in electronic and information profession

Yang Haima1, Liu Jin2
1.University of Shanghai for science and technology, Shanghai, 200093, China 2.Shanghai university of engineering science, Shanghai, 201620, China

Nowadays the outcome of expansion at universities has lots of new questions. During process of teaching the lack of qualifi ed teacher and increase the number of students is not suit the tendency to the requirement of the trade development of electronic and information technology. How to improve the students’ability to build a well knowledge confi guration by themselves is the emphasis of this article.Through the analysis of the professional courses three directions are shown in this paper. So students can make a reference for their careers by the help of the confi guration.

knowledge confi guration; optimized courses; engineer of electronic and information

2010-11-29 稿件編號：1011144

楊海馬，碩士，講師。