基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索研究①

[摘 要] 針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域所需人才的增加，結(jié)合市場需求，制定電子信息專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、優(yōu)化課程體系和加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，對教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革進(jìn)行了探討。

[關(guān) 鍵 詞] 物聯(lián)網(wǎng)；電子信息工程；課程體系；實踐教學(xué)

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）10-0034-02

物聯(lián)網(wǎng)是信息領(lǐng)域的一次重大發(fā)展和變革，我國在“十二五”規(guī)劃中將物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。針對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才的迫切要求，結(jié)合電子信息專業(yè)自身特點，對人才培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)整、重構(gòu)課程體系，主動適應(yīng)地方經(jīng)濟發(fā)展的需要，在兼顧電子信息專業(yè)已有知識體系的同時，合理地開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)方向特色課程，在課程內(nèi)容與實踐環(huán)境設(shè)置上發(fā)揮優(yōu)勢，創(chuàng)造教育特色和學(xué)生能力培養(yǎng)特色，增強學(xué)生的就業(yè)競爭力。

一、人才培養(yǎng)目標(biāo)

隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的更新、進(jìn)步，電子信息專業(yè)的內(nèi)涵在不斷變化，在制定培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案時，應(yīng)緊貼當(dāng)前熱點技術(shù)，以促進(jìn)學(xué)生就業(yè)為目標(biāo)，在專業(yè)基礎(chǔ)課不發(fā)生大的變化的前提下，增開一些新的必修課程或調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，強調(diào)專業(yè)技能的培養(yǎng)。電子信息專業(yè)培養(yǎng)具備電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)以及信號處理、信息傳輸?shù)裙こ碳夹g(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，能從事各類電子產(chǎn)品、含有計算機的系統(tǒng)、通信設(shè)備、信號處理系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、計算機測控系統(tǒng)的研究、設(shè)計、制造、應(yīng)用、維護和管理的高級專門人才。

二、課程體系建設(shè)

（一）課程體系的結(jié)構(gòu)

課程體系分為：通識教育與基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課程。通識教育與基礎(chǔ)課程，主要進(jìn)行人文素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)、通用能力、道德規(guī)范等培養(yǎng)，體現(xiàn)德、智、體、美的全面發(fā)展。學(xué)科基礎(chǔ)課，主要是從事本專業(yè)必須的基本理論知識，為以后的不同專業(yè)方向的學(xué)習(xí)、知識擴展以及個性的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。專業(yè)課程是學(xué)生以后從事的專業(yè)方向，主要根據(jù)目前信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和社會需求，掌握電子電路、通信設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)組成和計算機通信系統(tǒng)的基本理論和應(yīng)用技術(shù)。

（二）物聯(lián)網(wǎng)與電子信息專業(yè)的課程體系對應(yīng)關(guān)系

物聯(lián)網(wǎng)是傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和智能服務(wù)的綜合體，從整體上，它可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個層次。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和短距離數(shù)據(jù)傳輸兩部分；網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)把來自感知層的數(shù)據(jù)通過基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)用層；應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)把感知和傳輸來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，做出正確的控制決策。電子信息工程專業(yè)知識體系涉及感知層和網(wǎng)絡(luò)層的大部分知識，因此，針對開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)方向特色課程進(jìn)行探討綜合考慮，在原來電子信息專業(yè)課的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)增加和替換，就能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用人才培養(yǎng)的需求。如在電子信息專業(yè)導(dǎo)論中加入物聯(lián)網(wǎng)概述的內(nèi)容，向?qū)W生介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，初步了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方法。新增的微機原理及嵌入式系統(tǒng)課程是在原有的微機原理及接口技術(shù)課程基礎(chǔ)上，通過修改課程大綱，更新知識結(jié)構(gòu)，加入了嵌入式系統(tǒng)等新內(nèi)容，使學(xué)生掌握微型機和嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尤其是8位8051單片機和32位單片機的基本原理，掌握設(shè)計單片機系統(tǒng)的基本能力。增加物聯(lián)網(wǎng)原理及應(yīng)用課程，其內(nèi)容涵蓋了射頻識別技術(shù)、ZigBee組網(wǎng)技術(shù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用案例等內(nèi)容，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)尤其是傳感器、RFID等感知層技術(shù)的基本原理，熟悉網(wǎng)絡(luò)層組成及工作原理，以及應(yīng)用層的熱門技術(shù)。在隨后的物聯(lián)網(wǎng)原理及應(yīng)用課程設(shè)計中要求學(xué)生做一些物聯(lián)網(wǎng)智能家居、物聯(lián)網(wǎng)智能交通和智能物流等典型應(yīng)用設(shè)計。

感知層與課程體系中的數(shù)字信號處理（理論+實驗）、物聯(lián)網(wǎng)原理及應(yīng)用（理論+實驗+課程設(shè)計）、傳感器與測試技術(shù)（理論+實驗）和微機原理及嵌入式系統(tǒng)（理論+實驗+課程設(shè)計）等課程相對應(yīng)。

網(wǎng)絡(luò)層與專業(yè)課程體系中的通信網(wǎng)基礎(chǔ)、通信原理（理論+實驗）、信息論與編碼、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（理論+實驗）、微波與天線、現(xiàn)代交換技術(shù)（理論+實驗）和移動通信（理論+實驗）等課程相對應(yīng)。這些課程為網(wǎng)絡(luò)層提供了理論支撐。

在課程體系中新增了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫（理論+實驗+課程設(shè)計）、JAVA程序設(shè)計（理論+實驗）、嵌入式操作系統(tǒng)（理論+實驗）和Android系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)（理論+實驗+課程設(shè)計）等課程與應(yīng)用層相對應(yīng)。

三、實踐教學(xué)體系建設(shè)

為了培養(yǎng)學(xué)生的實踐和動手能力，實踐教學(xué)主要內(nèi)容有實驗（驗證性、綜合性、設(shè)計性），課程設(shè)計，實習(xí)與實訓(xùn)等，使學(xué)生接受基本技能訓(xùn)練，培養(yǎng)工程設(shè)計和解決具體工程問題的能力。

（一）實踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)

學(xué)科專業(yè)課程實驗包括本專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的課程實驗。學(xué)科基礎(chǔ)課程實驗包括電路分析基礎(chǔ)實驗、模擬電子技術(shù)實驗、信號與系統(tǒng)實驗、數(shù)字電子技術(shù)實驗、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫實驗、JAVA程序設(shè)計實驗、MATLAB仿真技術(shù)實驗和虛擬儀器技術(shù)實驗等，重點培養(yǎng)學(xué)生的基本技能，使學(xué)生掌握元器件的辨別與使用、基本儀器使用和基本電子電路的組成、性能及其參數(shù)測試方法等基本技能，熟悉中小規(guī)模常用模擬和數(shù)字器件的選擇原則和工作原理等。同時通過學(xué)習(xí)一些工具軟件如：matlab、java和labview等，掌握軟件基本的應(yīng)用，為后續(xù)專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。

專業(yè)課程實驗包括高頻電子線路實驗、通信原理實驗、數(shù)字信號處理實驗、EDA技術(shù)實驗、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗、微機原理及嵌入式系統(tǒng)實驗、物聯(lián)網(wǎng)原理及實驗、Android系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)實驗、DSP原理與應(yīng)用實驗等，重點提高學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，使學(xué)生掌握相關(guān)電子系統(tǒng)的設(shè)計，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生基本工程素質(zhì)、分析和處理問題的能力。

通過參加各種實習(xí)教學(xué)和社會實踐活動，鞏固和加強了學(xué)生的理論應(yīng)用能力，使學(xué)生獲得一定的實踐經(jīng)驗。實習(xí)主要包括課程設(shè)計和實習(xí)實訓(xùn)等。課程設(shè)計包括：模擬電子技術(shù)課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計、通信原理課程設(shè)計、計算機輔助制圖技能訓(xùn)練、EDA技術(shù)課程設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)原理及應(yīng)用課程設(shè)計和Android系統(tǒng)課程設(shè)計等，主要是在電子通信系統(tǒng)設(shè)計能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、團隊合作能力以及創(chuàng)新意識。入學(xué)教育、軍訓(xùn)、社會實踐和畢業(yè)教育等主要是人文社科等綜合素質(zhì)的教育訓(xùn)練。認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計主要是對學(xué)生進(jìn)行更深入的培養(yǎng)與訓(xùn)練，幫助學(xué)生深入地掌握電子系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用開發(fā)的能力。

（二）加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

加強實踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。對于專業(yè)課實驗，壓縮驗證性實驗，多開設(shè)一些設(shè)計性和綜合性的實驗項目。在實驗課和課程設(shè)計上先把任務(wù)提前布置給學(xué)生，要求學(xué)生自主查閱學(xué)習(xí)了解實驗相關(guān)信息資料，設(shè)計實驗方案，有問題可以詢問，實驗完成后，老師驗收提出問題，學(xué)生負(fù)責(zé)解釋說明和演示。

將科研成果引入教學(xué)和實踐過程中，利用科研項目自主開發(fā)了一系列創(chuàng)新性、設(shè)計性實驗，引導(dǎo)學(xué)生在研究與實踐中學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和科研能力。通過各種方式來充實專業(yè)實踐教學(xué)，如選拔優(yōu)秀學(xué)生參與教師的科研項目，培養(yǎng)了學(xué)生實踐技能和科研基本素質(zhì)；積極組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計競賽（IT杯）、挑戰(zhàn)杯競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、大學(xué)生科技活動等，培養(yǎng)了學(xué)生綜合設(shè)計能力、團隊合作能力以及創(chuàng)新pi82kyfp9ki268neixAbA0W5W9unZPHvPOU+blYQm0s=意識。

實驗室除了正常的實驗時間外，對學(xué)生全面開放，學(xué)生可較自由地安排時間進(jìn)行實驗和創(chuàng)造性項目的學(xué)習(xí)，為其個性發(fā)展創(chuàng)造了必要條件。

四、教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革

大力推進(jìn)教學(xué)方法改革，確保課堂教學(xué)方法的適用性和有效性。要建立一種民主的師生關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生積極思考和參與，鼓勵學(xué)生勇于質(zhì)疑，在各個教學(xué)環(huán)節(jié)中都注意發(fā)揮學(xué)生的主體作用，給學(xué)生更多自學(xué)、研究和自由發(fā)展的余地，以便有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。教師在課程的教學(xué)過程中要貫徹“應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)模式，在教學(xué)過程中注重提高學(xué)生解決實際問題的能力，可以結(jié)合目前社會上需要解決的具體問題，布置學(xué)生解決一些問題。教師應(yīng)結(jié)合個人的科研，做到教學(xué)科研相互促進(jìn)，水平不斷提高，保證了科研成果快速反映到教學(xué)中，形成新的教學(xué)內(nèi)容和實驗內(nèi)容。

在教學(xué)過程中，針對不同課程特點，教師自覺運用啟發(fā)式、研討式、互動式、網(wǎng)上互動式等教學(xué)方法組織教學(xué)。建立課程QQ群，給學(xué)生提供了以章節(jié)為單位的課程資源，學(xué)生和教師可通過在線討論、答疑，促進(jìn)了師生間的交流，取得較好的教學(xué)效果。專業(yè)任課教師要多和學(xué)生談心，主動詢問學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)和需求，幫助他們樹立信心，引導(dǎo)他們掌握有效的學(xué)習(xí)方法，變被動為主動，逐步建立學(xué)生比學(xué)習(xí)的良好學(xué)風(fēng)。由博士教師擔(dān)任專業(yè)班主任，對學(xué)生的專業(yè)、課程和職業(yè)生涯規(guī)劃等進(jìn)行指導(dǎo)。

五、結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境給電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)帶來了機遇和挑戰(zhàn)，以市場需求為導(dǎo)向，對人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系進(jìn)行實時調(diào)整，對教學(xué)手段和教學(xué)方法進(jìn)行相應(yīng)的改革，注重學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變重知識輕能力、重分?jǐn)?shù)輕素質(zhì)的觀念，以大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)，培養(yǎng)企業(yè)需要的具有一定創(chuàng)新精神和較高職業(yè)素養(yǎng)的人才。

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