面向新工科的電子信息工程專業實踐教學體系的構建

王瑞瑛

【摘要】高校要提高學生的應用能力，關鍵因素在于實踐教學。目前，電子信息工程專業實踐教學體系存在一系列的問題，本文結合電子信息工程專業實踐教學的改革經驗，詳細闡述了嵌入式方向的“項目驅動”實踐教學，探究了新工科背景下的電子信息工程專業人才實踐教學體系的構建。

【關鍵詞】新工科;電子信息工程;實踐教學

引言

為推動工程教育改革創新，教育部綜合性高校工程教育發展戰略研討會提出我國高校要加快建設和發展新工科。新工科以新經濟、新產業為背景，新工科的建設，一方面要設置和發展一批新興工科專業，另一方面要推動現有工科專業的改革創新。“新工科”對應的是新興產業，首先是指針對新興產業的專業，如人工智能、智能制造、機器人、云計算等，也包括傳統工科專業的升級改造。

我國工程教育改革的目標是建立符合國際工程教育共識的課程體系，包括項目的構思、設計、開發和實施能力，以及較強的自學、組織溝通和協調能力。新工科強調工程教育，電子信息工程專業實踐教學體系存在以下問題：一是實踐教學理念比較陳舊;二是實踐教學內容不夠完善;三是實踐教學方法單一，難以激發學生的學習興趣和創新精神;四是校企融合度不深。在這樣的背景下，電子信息工程專業必須要從概念轉變、內容更新和方法改革等方面進行探索，建立面向新工科的實踐教學體系。

一、電子信息工程專業實踐教學體系的構建

（一）“項目驅動”實踐教學體系的構建

電子信息工程嵌入式方向課程體系包含《c語言程序設計》《單片機技術及其應用》《嵌入式技術》《傳感器技術》《汽車電子技術》等課程。由于傳統教學理念、方法、手段以及體系結構的滯后，導致學生在學習時有一定的困難，不能很好地提高學生實踐動手能力和創新能力。項目驅動教學法是以實踐應用為根本目標，學生為主體，教師為主導，圍繞具體的項目構建教學內容體系，通過師生共同參與完成一個具體的項目而展開的教學活動。在項目的實施教學過程中，學生按需學習，親身實踐，學習成為一個參與的創造實踐過程。學生在實踐的過程中，理解知識、掌握技能，培養分析問題和解決問題的能力。

在以往的《單片機技術及其應用課程設計》《嵌入式與多核技術課程設計》等課程中，我們讓同學們選擇合適的課題來自己查找資料，完成設計，取得較好的效果，不過這都只是單門課程的設計，缺少課程間的交融。

智能小車是利用各種傳感技術獲取車體自身和車外環境的狀態信息，通過智能算法對其進行分析、融合，再由單片機或者ARM處理器進行數據的傳輸并發出控制信號。在智能小車運行過程中，在保證車子的靈活性和穩定性的前提下，要獲得最佳的機械性能，機械結構的安裝和調試也是非常重要的一環，這就需要使用汽車電子的知識來進行調整?？梢娭悄苄≤嚨脑O計融合了多門課程，我們以智能小車為項目，使用項目驅動法把智能小車設計涉及的課程整合起來，包括：《單片機技術及其應用》《嵌入式技術》《傳感器技術》《汽車電子技術》《c語言程序設計》等。

（二）實踐教學體系目標

一是完善并強化課程管理：組合課程教學模塊、設計課程能力訓練、收集課程活動訓練素材是關鍵;二是改進教學方式和方法：即破除“以講為主、先講后練、講練分離”的傳統方法，切實突出學生的主體地位，切實突出項目訓練;三是改進并完善學習評價體系：教學過程控制和課程考核設計等方面要進行創新和發展，體現專業和課程特色，并具體規定課程考核成績的項目、內容、時間、方式等;四是加強信息技術與課程的整合：在整合課程內容時注意課程間的銜接，注意知識的更新和新知識、新技術、新工藝的補充;五是強化教師培訓與考核，促進教師專業發展。

（三）實踐教學體系內容建設

構建嵌入式方向課程“項目驅動”實踐教學體系的目的，是從教學理念、教學內容、教學方式等方面對實踐教學進行革新，推動實踐教學的內涵式發展，建立面向新工科的電子信息工程專業實踐教學體系。

1.實踐教學理念的革新

教學模式強調學生在教學過程中的參與度，調換角色發揮學生主體作用。采用項目任務驅動教學，讓學生在“學中做，做中練”，使項目教學進一步深化。在課前精心設計項目實訓任務書，就是讓學生在一個項目中完成一個個小任務，每個任務都包含了教學目標所需求的知識點、操作方法和技巧。這樣可以引導學生循序漸進地完成一個項目，讓學生在“做”中得到清晰的思路和方法，在“練”中得到鍛煉和總結，使“學、做、練”得到完美結合。不僅培養了學生的實際操作能力，還培養了學生人際交往能力、協同工作能力等。

2.實踐教學內容的調整

教學理念的革新必然伴隨著教學內容的調整，新的實踐教學內容也應該遵循相關性、復雜性、新穎性、高投入、關聯性、分享性、可獲得性和充足的時間等原則修改完善。“飛思卡爾”杯全國大學生智能車大賽要求參賽隊伍制作一個能夠自主識別路線的智能車，在專門的跑道上自動識別道路行駛。其專業知識涉及控制、模式識別、傳感技術、汽車電子、電氣、計算機、機械等諸多學科，對學生的知識融合和動手能力的培養，具有良好的推動作用。可以把智能小車的制作作為實踐教學的內容之一。

3.實踐教學方式的改革

原來的實踐教學中，指導教師遵循傳統的“教師講一學生做”模式，已經無法滿足當前學生的需求，在嵌入式課程體系實踐教學中，應破除“以講為主、先講后練、講練分離”的傳統方法，切實突出學生的主體地位，切實突出項目訓練。

在教學過程中，采用智能小車作為項目來教學，讓學生有計劃和目的地學習。在智能小車的設計制作過程中，打破了傳統授課方式，合理利用了各種教學手段。把整個項目分成若干個階段任務，讓學生明確在智能小車制作過程中所需要完成的工作和所需要掌握的技能。實踐任務由簡到難，層層深入，讓學生有計劃、有目的地去做，能提高學生自覺學習的能力，在每個階段性任務完成的過程中，學生還會不斷地獲得成就感，提高教學質量，使項目教學真正走進課堂。因為每個任務里面都包括目的、重點、難點、方法和操作技能，最后還要對學生進行分組比賽并評分，看哪組完成的速度又快質量又好，當然每個組都有差一點的學生，需要基礎好的、反應快的學生去幫助差一點的學生，這樣也培養了學生的團隊精神和享受互相幫助的過程，調動了學生的學習積極性、主動性，每位學生都學得很充實，使得越來越多的學生參與到學習中。

教師走下講臺和學生們共同學習、共同討論、共同進步，從而發揮學生的主體作用。再經過教師的評價，對錯誤的地方進行講解并進行改進，從而使教師的主導作用也得到充分體現。

（四）實踐教學師資隊伍建設

實踐教學要能夠真正滿足人才培養的需要，要求教師實踐方面的水平和能力進一步提升，必須加強實踐教學師資隊伍的建設。首先，不同專業教師多途徑合作，拓寬視野激發創意，并且經常查閱國內外最新科技文獻，了解科技前沿的發展動態，積累大量的材料，擴展視野，這些最新的東西都可以在教學過程中以例證的形式與學生進行交流。這樣既及時更新了相關的教學內容，又改進了教學方法，而不是一味只局限于書本;其次，構建與企業合作的平臺，發展教師的實踐能力，要求實踐教學老師必須下企業掛職鍛煉至少半年，以企業科研項目培養實踐教學師資隊伍;最后，鼓勵教師向“雙師型”轉變，形成教師學術共同體，鼓勵教師積極開展科研，以科研能力提高促進實踐教學能力提升。

結語

本文面向新工科建設，針對電子信息工程專業人才的培養需求，以提高學生實踐能力和創新能力為目標，構建了電子信息工程專業嵌入式方向課程“項目驅動”實踐教學體系。從教學理念、教學內容、教學方式等方面對實踐教學進行革新，推動了實踐教學的內涵式發展，從根本上轉變教學的思想，推動“任務式教學”向“興趣式教學”邁進，有效地提高了學生的工程實踐能力和創新能力。