地方工科高校电子信息工程专业创新应用型人才实践教学体系的构建与实施

付 莉，付秀伟，于 军，侯凤艳，李佩玉，刘鸿章

(吉林化工学院 信息与控制工程学院，吉林 吉林 132022 )

随着科技不断发展、经济结构调整转型，在急需创新应用型人才的市场环境中，“深理论，浅实践，求全面，淡专业”的高校教育模式已无法满足社会需求。因此，如何培养优质的服务社会、服务行业、服务企业的应用型人才，是普通高校办学的培养方向，也是其立足之本[1]。

创新应用型人才的培养需要实践平台作为载体，而实践平台也是人才培养的具体实施部分[2]。目前，各专业理论课程体系相对完善有层次，但实践体系结构相对滞后。存在以下问题：实践教学体系方案不完善，基础、实训、设计、实习等各部分时间设置不科学；新生实践课程安排过少；课程实验内容较单一，层次性不够鲜明，并依附于理论验证；课程基础实验比重偏大，创新实验与科研、科技知识结合不够紧密；实践考核方式简单，综合评价不够细致；受到实验设备及资金困扰，综合创新实验内容实施困难；专业的开放式实践教学开展较少，导致学生在竞技竞赛中协作及操作能力不佳，创新意识薄弱。为培养创新应用型人才，综合上述实践问题，结合自身实践现状，本文对电子信息工程专业实践教学体系进行了构建与实践。通过近三年实践体系改革成果表明，该体系大大提升了专业学生的创新创业能力，为培养地方应用型人才做出了强有力的推动。

一、实践教学定位与目标

地方高校的办学水平直接关系到各地经济发展和城市建设。合理的定位是普通本科院校发展的基点。“十三五”期间，国家对地方高校做出了定位性的重要决策“推动具备条件的普通本科高校向应用型转变”。作为地方省属高校，吉林化工学院本着以质量、特色、改革、创新求发展，立足办学定位。随着信息技术深入金融、医疗、民生、教育等各行各业，经济转型决定了电信专业的培养目标[3]。我校电信专业教学目标是培养具有专业相关理论知识、分析解决实际工程问题、设计及维护电子信息产品能力的专业人才[4]。毕业生可从事计算机、电子、通信、信息系统等领域的相关工作，或攻读相关专业方向研究生。综合培养目标及教发【2020】6号文件，综合化、系统化、层次化、多元化的专业实践教学体系改革势在必行。

二、专业实验实践教学体系构建

电子信息工程专业是吉林化工学院老牌专业之一，为吉林省培养了众多电子信息领域的人才。在行业转型的驱动下，为使学生成为专业精通、职业升级的技术人才，对电信专业实践体系进行改革和构建。基于OBE理念，建立由浅入深、由易到难、由基本技能、方法到系统、创新的“两平台、三层次、多模块”的教学体系[5]。即以信息与通信工程为主体，信号与信息处理和通信与信息系统两方向为平台，三种实验等级，多元实践形式。专业实验实践教学体系如图1所示。

图1 实验实践教学体系

教学体系的改革根源在于专职教师的教育理念的改观，以学生为中心，细化专业教育是通过专业方向加强专业内涵，有侧重地、因地制宜的提升每位同学的专业能力；为优化专业实践课程，将横向每门实验内容逐级分类，层层深入，纵向实践内容与科研成果、企业实际生产过程直接关联。在具体实施“1234”学年实践体系中，通过独立学习、培训、实训、实习，对每个年级学生进行针对性的实践能力培养，强化竞技竞赛培养、校企联合、科研成果转化、学术平台开发等方面学科建设是实践体系的核心。通过主体学科建设，全面加快学科人才培养速度，使学生具有创新、创业和应用能力[6-7]，加快促进了电子信息工程专业成为省级品牌专业。

(一) 专业方向两平台建设

两平台实验课程体系是以本专业四年的实践课程为主体内容，按照专业方向划分的体系结构。专业方向合理分化和有侧重点培养，为专业学生今后就业方向、目标、深造做出指导性帮助。两平台实验课程体系结构图如图2所示。

图2 两平台实验课程体系

本体系分为两大部分，第一部分为基础实验，主要是电子信息工程学生初期基础技能部分，由于新生基础能力不足，实习环节不适用，专业基础课程实验部分对学生专业意识的了解和兴趣提升起着举足轻重的作用，教学大纲中开设了Matlab语言、C语言程序设计、电路理论等实验课程，使学生对专业基础知识逐渐沉淀，也为大三年级的专业方向培训做强有力的支持。第二部分是专业方向课程实验，基于前期专业基础课程实验，专业课程实验根据二级学科方向分为通信与信息处理、信号与信息处理。根据侧重点的不同，对专业实验进行分类。另外如：C++程序设计/Java程序设计、Simulink/Labview等实验实践环节可作为选修课程学习开设，实践课程同样尊重学生意向，根据兴趣方向自主选择，充分发挥自身优势以探究、学习专业知识，这也为打算深造学习的学生确定了方向。与此同时，利用专业学术骨干及专职教师人才将化工、控制与专业特色联合的科研项目成果，成功转化到课程实验中，分别优化两专业方向实验课程，创建特色精品实验课程，由系、院到校级课程组群层层分类，推进实验教学内容更新，也为提高创新应用人才培养质量增添了动力。

(二) 实验实践三层次体系建设

三层次实验实践平台是对每一门实验实践课程进行层次化建设[8-9]。分为基础验证实验平台、综合设计实验平台、工程应用实验平台。其体系结构图如图3所示。

图3 三层次实验实践课程体系

基础实验是让学生理解、熟悉原理，掌握软平台使用和硬件操作等基本技能[10]。综合设计是基于基础操作，初步认知设计理念，建立设计思想，独立完成设计要求的过程。综合设计过程中，学生根据课题的设计要求、教师的引导，需要自行查阅资料，建立模型、设计实施、系统调试、查找问题、优化设计，逐步养成了自主学习的习惯。工程应用实践平台引入竞技竞赛、工程项目、研发知识等子模块。另外，加强课程纵向联系，避免工程实验重合。改善内容单一、无层次、较陈旧的弊端，完善单一、多门实验体系，提升学习兴趣、强化实践、引导思维发散。

针对层次性实验平台，对教学手段、教学方法加大改进与优化[11]。由于本校学生基础相对薄弱，为了达到培养目标，覆盖全体专业实验课程，融合多种教学方法(讲授、PI、项目驱动、产研竞融合)，结合多种教学手段(软硬结合)。要求学生掌握仿真与实物相结合的系统设计方法。例如软平台的Matlab、Mulitisim、Keil、Quartus II、Labview、Altium Designer等，硬平台的实验台接线、实验箱调试、电路板设计、开发板研发。以软促硬，以硬促新，降低耗材损失同时，提升设计意识，提高科研产品开发速度。充分利用信息化网络教学，调动学生对新事物的兴趣和积极性，让学生多了解、多方法、多实践、多交流、多探究地实现三层次实验内容及设计要求，实时反馈学生的学习效果。

(三) 应用型人才多模块体系建设

多模块实践体系诠释了基础操作、专业技能、科技实践能力再到创新应用能力具体培养过程的实践课程建设。其体系结构图如图4所示。通过数学建模实验、电路理论实验、电子技术实验、C语言课程设计和自主学习掌握元件识别与检测、仪器仪表使用、仿真平台使用、电子电路故障检测等基本技能[12]。主要激发新学对专业知识学习兴趣，提升学生对知识的渴求。专业技能模块为其余三年逐步开展的各种实践课程设计，包括校内的电子技术课程设计、工程实训、硬件课程设计和专业综合设计。也包括校外的创新船也综合设计、企业文化实习、生产实习，均匀分布于每学期，大范围的技能培训有利于整体提升学生专业技能。利用重重设计及培训，通过全国相关专业的各类大赛，例如：全国电子设计大赛、嵌入式系统大赛、智能机器人大赛等验证核实学生真实的工程实践能力。对于拔尖优秀学生，鼓励他们申报大学生创新创业项目、参加电子商务创业大赛、创新创业大赛。经历各类大赛，学生不仅提升了专业技能、创新应用能力，体会到了团队协作的重要性，也具备了清晰表述设计项目、独自竞技时的心理抗压的能力[13]。通过大赛获得的荣誉、取得的成就感催化学生更加深入钻研课题，增强了学生对本专业、行业的热爱度。

图4 多模块实践教学体系

三、体系改革成果

自2018年以来，电子信息工程专业受到院领导的极大支持与帮助，专业内部全体教师共同奋进努力强化学生的工程实践能力，在创新人才的培养模式下，近三年每届专业80人中，进入实验室学习人数比高达2/3，在全国电子设计大赛中，学生参与组数及比赛成绩逐年上升，总体人数由20人升至40人，已达到专业人数的一半，专业学生获得省级奖项20余项，省级一等奖由无变有，再到平稳上升，近三年省级电子竞赛获奖组数示意图如图5所示。实践证明，专业实践课程建设已取得了一定的成果，具有可行性。

图5 近三年电子竞赛获奖情况

四、结 语

本文以新型教学理念，多元教学手段，多重教学方法，划分横纵实践内容，建立“一体化、二平台、三层次、多模块”的电信专业实践教学体系。体系内容贯穿了专业四年的培养过程，扎实基础、适于操作、重于应用、立于创新。实践成果表明，该体系极大地提升了专业学生的竞技水平和创新能力。