摘"要:電子信息工程專業屬于一門寬領域的專業,專業研究方向多,專業課程方向性寬泛,導致出現學生專業課程學習不具有方向性、學習主動性降低的問題。本文分析了電子信息類不同專業方向的課程設置,指出依托科研團隊,引入企業真實項目可幫助學生明確專業學習方向,激發了學生的學習動力,增強了學生的科研創新能力,提高了學生的畢業設計質量,有效培養了學生的思想政治素養。
關鍵詞:工程教育;電子信息;人才;企業項目
當前電子科技產品日新月異,新一代電子信息技術與其他學科領域交叉越來越緊密,如微電子、光電子、電子計算機、網絡通信等領域[12]。寬領域的應用必然要求電子信息工程專業屬于一門綜合性多學科結合的專業,專業課從軟件到硬件、電子到光電子、器件到電路、信號到通信等都涉及。同時由于該專業研究方向較多,專業骨干課程方向性較寬泛,導致相當多的學生感興趣的專業課程與院校開設的課程不一致;又由于專業課程學習不具有方向性,造成了學生學習主動性降低,過分牽扯學生精力。本文提出建設不同研究方向科研團隊,引入企業真實項目,學生按照興趣分組進入團隊參與項目研發。這有利于提高學生主動學習的能力,提高了學習效率,學習目標更加明確。同時參與項目過程,可以培養學生創新能力、團隊合作能力和實踐能力。本文相關研究符合工程教育專業認證以學生為中心的教育理念,為培養新時代復合應用型電子信息人才提供參考。
1"電子信息類專業方向分析
電子信息技術產業涉及通信、數字化、集成電路、計算機、軟件開發、硬件設備等技術。從潛艇到宇宙飛船,從汽車、輪船、無人機到宇宙空間站等,它們的操作系統、控制電路、信號檢測等功能都屬于電子信息應用的領域。我們日常生活中的手機通信、醫療檢測、自動化生產設備等方方面面都涉及電子信息工程技術,其就業崗位也多種多樣。當前普通本科院校立足地方需求,建立了特色專業方向,電子信息類專業方向主要包括以下方面。
1.1"微電子方向
電子信息類專業在微電子方向主要以設計芯片電路為主,根據處理信號的不同,芯片設計包括模擬芯片電路設計和數字芯片電路設計。該方向畢業的學生應掌握電路基本理論、集成電路設計基本技能,學會運用集成電路設計的EDA工具,熟悉電子電路、計算機、信號處理等相關系統知識,具備一定的集成電路基礎設計能力。如果從事集成電路研究、設計、開發及應用的學生,還應具有一定創新能力,適應當前社會需要[3]。
1.2"光電子方向
電子信息類專業在光電子方向主要以光通信、光電檢測為主,以光電信息的產生、傳感、采集、傳輸、探測、控制、存儲、成像、處理、顯示和應用為研究對象,著重培養學生在光電子器件、光電子系統及前沿應用領域的創新能力與實踐能力。學生畢業以后可從事激光技術與產品、光通信技術與產品、光電技術與產品、激光光刻技術與芯片制造的科研、開發和市場營銷工作[4]。
1.3"物聯網
物聯網,顧名思義就是通過現代傳感和通信技術將所有物品與互聯網聯系起來,涉及軟件技術、電子通信技術、云計算和傳感器技術等。要求學生具備物聯網系統集成、軟件編程測試以及軟件開發的能力;具有扎實的電子技術基礎和計算機基礎理論知識,掌握現代傳感技術、有線和無線網絡通信理論和技術、物聯網相關的硬件和軟件設計理論基礎;同時掌握物聯網系統的傳感層、傳輸層和應用層的專門知識和技能,具備在本專業領域跟蹤新理論、新知識、新技術的能力以及較強的創新實踐能力[5]。
1.4"信號檢測與信息處理
信號檢測與信息處理方向的學生主要針對信號與信息的獲取,能夠處理信號并進行有效編碼和傳輸。同時要求學生掌握信號檢測、控制、識別、理解、顯示等理論和技術,具備電子技術和信息系統的基礎知識、基本理論和基本技能,能從事各類電子設備和信號系統的研究、設計、開發、制造和應用。信號檢測與信息處理主要研究領域有高性能視頻處理與編碼、智能信息處理與系統、新型顯示系統與內容生成、多媒體內容安全、計算機視覺與模式識別、通信信號處理等。
表1詳細列出了電子信息類不同專業方向的課程設置,從表1中可以看出,不同方向所學的專業基礎課大致相同,但專業骨干課程差別巨大。隨著新一代電子信息技術的發展,電子信息與汽車電子、海洋信息、生物醫療、機械電子等專業交叉融合,涌現出一批新的專業方向。同時,人工智能、云計算、大數據等相關課程的加入使得電子信息類專業骨干課程方向性更加寬泛。如何解決由于專業骨干課程方向性寬泛造成的學生學習方向不明確,學習主動性降低,過分牽扯學生精力的問題,是新時代工程教育專業認證背景下的電子信息類專業辦學需要解決的問題。
2"基于企業真實項目的電子信息類人才培養方式
2.1"建立不同專業方向科研團隊
近幾年隨著生活水平的不斷提高,電子科技產品需要不斷改進創新,由于資金原因,中小企業無法建立科研團隊,因此,需要尋找高校博士參與研發。同時,高校為了加強校企合作,出臺相關政策鼓勵教師參與企業項目,因此企業橫向科研項目顯著增加。為了維持校企持久有效地合作,高校在建設電子信息類相關專業時,根據自己的學科優勢組建了不同研究方向的科研團隊。以江蘇海洋大學電子工程學院為例,學院圍繞共同科研目標組建了10個不同研究方向的科研團隊,團隊成員由3—6人組成,涉及光電檢測與現代傳感技術、海洋信息處理技術、智能裝備與測控技術等方向,表2詳細列出了不同科研團隊及科研方向。
2.2"學生分組參與企業真實項目
學生第四學期掌握數學與自然科學類課程、工程基礎知識類課程和部分專業基礎課程之后,組織學生按照自己的職業方向、興趣愛好及自身條件選擇性分組進入科研團隊。分組前要求向學生介紹科研團隊成員及科研方向,利于學生正確選擇專業方向。科研團隊中的每位教師可以指導2—4名學生,根據學生的能力或者自我舉薦選出小組長,負責平時工作安排。各位教師也有自己的項目任務,為此需要明確一個具體的企業項目。前期教師通過用帶學生到企業調研、報告講解等方式,讓學生盡快掌握項目研究主要研發內容、技術指標及需要解決的關鍵問題。另外,每個學生的興趣愛好不同,有的偏硬件,有的偏軟件,為此教師應該掌握不同學生的學習能力和接受程度,把項目任務分成多個子任務,然后分派給各個學生。團隊教學科研活動以小組形式進行,由小組成員定時定點進行項目探討,發表自己的意見和建議,明確各自任務的實施方案。
3"基于企業真實項目的電子信息類人才培養方式的優勢
3.1"明確專業學習方向,激發學習動力
前面提到電子信息類專業方向眾多,不同方向專業骨干課程差別巨大,相當多的學生不能按照自己感興趣的專業方向學習,使得學習主動性下降。目前電子信息類專業不同方向的網絡課程已建立,通過網絡教學平臺等渠道可獲得相關學習視頻。但是由于專業學習方向不明確,學生學習主動性降低,課余時間利用率較低。對于電子信息類本科生的教育,學生按照自己的職業方向、興趣愛好依托科研團隊參與到企業真實項目中,按照分配好的項目任務,利用課余時間有目的地去學習相關課程,提高了學習效率。同時在解決問題的過程中還要求學生主動查找資料并掌握特定的專業背景知識,通過團隊交流展示自我價值,進一步激發學習動力。通過相關課程的學習以及專業背景知識的積累,學生對該專業方向的認識更加深入,未來職業規劃更加合理科學,專業課程的學習和就業崗位更加明確。
3.2"增強科研創新能力,提高科學素養
電子信息類專業的骨干課程一般知識點多、難度高、課時少。相比較其他專業,課堂教學比較枯燥,以理論灌輸為主,學生學習較被動,主動思考能力和創新思維能力未能得到鍛煉。通過參與企業真實項目,學生需要通過多種途徑去查找、歸類、總結各種學習資料,這就提高了學生自主學習的能力。
學生在方案實施的過程中不斷發現問題,提出問題,進一步提出方案并解決問題,這可以使學生學會使用科學合理的研究方法;學生在解決問題過程中不斷查找、歸類、分析、總結,掌握的專業背景知識和信息更加全面,看問題的角度更加深入,提出解決問題的關鍵知識和關鍵能力更加專業;最重要的是在項目研究過程中需要開組會,會上要求學生做報告,進
行問
題的
分
析,
交流
意見,這使學生的溝通能力得到了加強,也培養了學生的團隊精神;另外,學生參與項目需要撰寫報告發表論文,要求學生掌握論文檢索能力,了解論文撰寫格式、論文發表途徑以及論文分類等,這提高了學生的科學素養。
3.3"提高畢業設計質量選題來源于項目
基于企業真實項目的電子信息類人才培養方式可使學生畢業設計選題源于企業真實項目,由于前期通過參與企業真實項目,學生科研創新能力和科學素養都得到了顯著提高,保障了畢業設計任務高質量地完成。同時,教師延續了企業項目作為畢業選題,起到了事半功倍的效果。
3.4"有效培養思想政治素養
當前電子信息類專業的思政元素主要體現在課程體系中,缺乏感召力和時代性,學生感受不深刻。參與企業真實項目的過程能夠有效培養具有家國情懷和使命擔當的電子信息領軍人才。例如,學生參與集成電路設計方向,在實施相關項目的過程中,可了解國內集成電路設計水平與國際集成電路設計水平的差距。要想提高中國集成電路設計水平需要培養學生的擔當意識,兼具中國情懷與國際視野。另外,學生在設計集成電路過程中發現相關電路設計EDA軟件價格昂貴,部分功能受制于歐美發達國家,切實感受到技術壁壘的存在,這使學生們認識到核心技術必須要靠自己奮斗來解決問題,從而提高憂患意識和自強意識。最后通過學習了解華為5G芯片等成果,學生認識到國家正在一步一步變強,從而提高學生民族自信心。
結語
依托科研團隊,學生參與企業真實項目可幫助學生明確專業學習方向和就業方向,按照分配好的項目任務,有目的地去學習,提高了學習效率。學生在完成項目的過程中使用科學合理的研究方法,能夠顯著提高科研創新能力和科學素養,從而保障了畢業設計任務高質量完成。基于企業真實項目可了解國內外最新技術的研究現狀,掌握核心技術發展動態,能夠有效培養具有家國情懷和使命擔當的電子信息領軍人才。
參考文獻:
[1]方亞麗.電子信息產業快步邁向“增芯強屏”[J].當代貴州,2023(35):4849.
[2]卞成.推動家電及電子信息產業發展打造國內一流新型工業化示范基地[J].新型工業化,2023,13(05):1925.
[3]呂輝,王國裕,徐鵬,等.微電子學科專業的重新界定和培養方向的再思考[J].集成電路應用,2021,38(04):3032.
[4]李雷,劉海,張勝,等.從光電子方向談弱勢學科的專業課程結構設置[J].教育教學論壇,2017(20):9293.
[5]林鋒,劉思雨.物聯網技術在工業自動化控制中的應用[J].產業創新研究,2023(22):9092.
項目來源:江蘇海洋大學2022年本科教育教學改革項目,課題編號:JGX2022011;江蘇省高校“青藍工程”優秀青年骨干教師項目資助;2024年江蘇省學位與研究生教育教學改革課題;江蘇省高等教育教改研究項目,課題編號:2023JSJG357;江蘇高等教育“電子信息類專業建設、課程建設、教學研究”課題
作者簡介:欒曉東(1988—"),男,漢族,山東龍口人,博士研究生,副教授,研究方向:電子信息類教育。