導(dǎo)語：電子信息類專業(yè)實踐教學(xué)改革研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的重要途徑。在“新工科”和工程教育專業(yè)認證等背景下，面向工程能力培養(yǎng)的實踐教學(xué)體系優(yōu)化與完善是當(dāng)前教學(xué)改革的重點和難點。南京郵電大學(xué)是以電子信息為鮮明特色的高校，已有多個電子信息類專業(yè)通過了專業(yè)認證并入選首批國家一流專業(yè)。結(jié)合工程教育專業(yè)認證和“雙一流”建設(shè)，以現(xiàn)代工程教育理念為指導(dǎo)，對電子信息類專業(yè)實踐教學(xué)體系中包括課內(nèi)實驗、綜合實踐、創(chuàng)新訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、管理模式等方面開展了教學(xué)改革與實踐。結(jié)果表明，實踐教學(xué)改革取得了良好的效果，有效提高了實踐教學(xué)在學(xué)生工程能力培養(yǎng)中的作用。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認證；新工科；電子信息；實踐教學(xué)改革；工程能力培養(yǎng)

近年來，我國推動了一系列工程教育改革重大舉措。2016年6月，中國正式加入《華盛頓協(xié)議》，表明我國的高等工程教育實現(xiàn)了國際實質(zhì)等效[1]。2017年，教育部啟動“新工科”建設(shè)，并先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”，主動布局未來科技領(lǐng)域人才培養(yǎng)[2−3]。2019年，教育部了《關(guān)于實施一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”的通知》，明確指出要全面振興本科教育，提高高校人才培養(yǎng)能力，實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展[4]?，F(xiàn)代工程教育強調(diào)教育目標(biāo)要圍繞學(xué)生工程能力培養(yǎng)。2015年開始，工程教育專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)中重點強調(diào)了復(fù)雜工程背景下培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的達成、可量化的評價機制、持續(xù)改進的措施等。2017年6月教育部主導(dǎo)審議通過的《新工科研究與實踐項目指南》進一步明確工程教育要結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求和技術(shù)發(fā)展、瞄準(zhǔn)國際前沿，并在此前提下推動教育教學(xué)改革[2]。在工程教育改革的大背景下，作為培養(yǎng)體系中的重要環(huán)節(jié)，實踐教學(xué)體系的不斷優(yōu)化與完善以及如何更好地支撐學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，成為當(dāng)前高校教學(xué)改革中關(guān)注的熱點[5−7]。南京郵電大學(xué)是國家“雙一流”建設(shè)高校，也是國內(nèi)較早開展工程教育專業(yè)認證工作的高校。通信工程等5個電子信息類專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認證（部分專業(yè)通過兩輪認證）。本文結(jié)合學(xué)校電子信息類專業(yè)工程認證和“雙一流”建設(shè)工作的具體實踐，介紹以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的電子信息類專業(yè)實踐教學(xué)體系內(nèi)涵建設(shè)的改革和探索。

1實踐教學(xué)體系建設(shè)現(xiàn)狀及改革目標(biāo)

1.1實踐教學(xué)體系建設(shè)現(xiàn)狀?，F(xiàn)代工程應(yīng)用是涉及多個領(lǐng)域的知識集成系統(tǒng)，對從業(yè)者的理論知識、動手能力和工程素養(yǎng)有較高的要求。為培養(yǎng)滿足社會和行業(yè)需要的工程技術(shù)人才，學(xué)生工程能力的培養(yǎng)應(yīng)貫穿整個本科階段，其中實踐教學(xué)起到至關(guān)重要的作用。作為以電子信息為鮮明特色的工科高校，南京郵電大學(xué)在多年的教學(xué)實踐中，構(gòu)建了較為完整的多層次、立體化實踐教學(xué)體系[8]，如圖1所示。該體系在知識結(jié)構(gòu)上分為通識基礎(chǔ)教育、專業(yè)基礎(chǔ)教育及專業(yè)教育三個階段；在實踐能力培養(yǎng)上分基礎(chǔ)技能訓(xùn)練、綜合能力訓(xùn)練和創(chuàng)新能力訓(xùn)練三個層次；在實驗實踐空間上從校內(nèi)實驗實踐平臺延伸到校外實踐基地，基本覆蓋了電子信息類專業(yè)學(xué)生所需的實踐教學(xué)全過程。經(jīng)過多年實踐，該實踐教學(xué)體系取得了豐碩的成果，先后獲批了包括國家級教學(xué)成果獎、國家級教學(xué)平臺、國家級精品課程等成果，學(xué)生在各級各類學(xué)科競賽中也取得了優(yōu)異成績。1.2實踐教學(xué)中存在的問題。對照工程教育認證標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有實踐教學(xué)體系實施中仍存在不足之處，歸納為以下4點。1）部分工程基礎(chǔ)類課程（包括與之相關(guān)的實驗實踐環(huán)節(jié)）教學(xué)目標(biāo)與所支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)關(guān)聯(lián)度不夠緊密，缺乏相關(guān)專業(yè)的針對性內(nèi)容設(shè)置及教學(xué)方法的改革。2）個別實踐環(huán)節(jié)考核不夠細致，缺乏形成性評價，難以對學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程及其效果進行有效評估，也影響了相關(guān)畢業(yè)要求指標(biāo)點是否達成的準(zhǔn)確及定量判斷。3）個性化的實訓(xùn)環(huán)節(jié)偏少，學(xué)生綜合實踐的機會不足，不利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。4）復(fù)雜工程背景需求體現(xiàn)尚待加強，非技術(shù)因素畢業(yè)要求支撐偏弱，這對于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題所需的綜合能力形成了限制。1.3實踐教學(xué)體系內(nèi)涵建設(shè)目標(biāo)。針對現(xiàn)有實踐教學(xué)體系中存在的問題以及學(xué)?！靶鹿た啤焙汀半p一流”建設(shè)的新要求，近年來圍繞強化工程素養(yǎng)培養(yǎng)和復(fù)雜工程背景下實踐能力訓(xùn)練開展了一系列改革嘗試。主要建設(shè)內(nèi)容包括：1）深化基礎(chǔ)技術(shù)類課程群教學(xué)改革，加強學(xué)生基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用能力訓(xùn)練；2）改革綜合實踐環(huán)節(jié)教學(xué)模式，加強學(xué)生專業(yè)應(yīng)用能力訓(xùn)練；3）完善創(chuàng)新訓(xùn)練課程體系，加強學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)；4）強化畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革，加強學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。

2實踐教學(xué)體系內(nèi)涵建設(shè)實踐

2.1技術(shù)基礎(chǔ)類課程群教學(xué)改革。以嵌入式處理器及FPGA為代表的應(yīng)用技術(shù)是電子信息行業(yè)的主流應(yīng)用技術(shù)，相關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)類課程在培養(yǎng)學(xué)生解決工程問題的基本技能方面占有十分重要的地位[9−10]。我們根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)要求建立技術(shù)基礎(chǔ)類課程群，并對課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進行改革。以嵌入式系統(tǒng)系列課程為例，課程內(nèi)容選取力圖精煉，圍繞硬件系統(tǒng)設(shè)計、驅(qū)動程序開發(fā)、應(yīng)用軟件開發(fā)3個應(yīng)用方向的必備知識組織教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)設(shè)計力圖脈絡(luò)清晰，每個知識點的介紹講清楚“是什么”“為什么”“怎么用”。以上過程教會學(xué)生“應(yīng)該怎么做”，而通過問題導(dǎo)向則可幫助學(xué)生學(xué)會“我怎么做”[11]。結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的典型應(yīng)用設(shè)計一些小型課題，讓學(xué)生帶著任務(wù)學(xué)習(xí)，隨著課程學(xué)習(xí)的深入逐步形成課題的解決方案。教師通過組織討論、主動質(zhì)詢等方式，引導(dǎo)學(xué)生注重相關(guān)領(lǐng)域的知識貫通，了解不同技術(shù)或方法的應(yīng)用場合及局限性。表1給出了部分典型課題示例。技術(shù)基礎(chǔ)類課程群的教學(xué)改革提高了課程的教學(xué)效果，在幫助學(xué)生建立系統(tǒng)設(shè)計概念、培養(yǎng)基本工程素養(yǎng)等方面起到了重要作用。2.2改革綜合實踐環(huán)節(jié)教學(xué)模式。根據(jù)培養(yǎng)方案，學(xué)生在完成部分專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程學(xué)習(xí)后會安排兩門綜合實踐課程的學(xué)習(xí)，一門是軟件設(shè)計，另一門是課程設(shè)計。綜合實踐課程要求學(xué)生將專業(yè)理論知識和具體的實現(xiàn)技術(shù)結(jié)合起來，使學(xué)生得到較全面的工程實踐訓(xùn)練[12−13]。為了提高教學(xué)效果，我們在教學(xué)內(nèi)容、師資隊伍建設(shè)和教學(xué)管理等方面開展教學(xué)改革。1）豐富教學(xué)內(nèi)容，建立立體式培養(yǎng)路線兩個實踐環(huán)節(jié)中，軟件設(shè)計注重編程能力和軟件仿真能力訓(xùn)練，課程設(shè)計側(cè)重軟硬件結(jié)合的工程能力培養(yǎng)或針對專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用仿真能力培養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容既涵蓋當(dāng)前電子信息領(lǐng)域的主流技術(shù)，又充分體現(xiàn)技術(shù)及知識應(yīng)用的完整性。為此，我們設(shè)置了包括通信系統(tǒng)設(shè)計仿真、數(shù)字信號處理、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計、移動應(yīng)用設(shè)計、數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用等多個教學(xué)模塊供學(xué)生選擇學(xué)習(xí)。此外，盡可能使軟、硬兩條主線的模塊設(shè)置在內(nèi)容上具有延續(xù)性，使學(xué)生通過兩個實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練全面掌握相關(guān)技術(shù)的運用。表2給出了綜合實踐課程教學(xué)內(nèi)容及層次關(guān)系。2）優(yōu)化師資、管理和評價機制綜合實踐教學(xué)不僅涉及專業(yè)理論還涉及應(yīng)用技術(shù)，其中最重要的是指導(dǎo)教師及團隊建設(shè)[14]。為了提供有效的指導(dǎo)，每個模塊的教學(xué)由3~5名專業(yè)理論教師和實驗技術(shù)教師共同組成的教學(xué)團隊承擔(dān)，其中至少有1名教師具有工程實踐背景（具有企業(yè)工作經(jīng)歷或在企業(yè)完成完整工程培訓(xùn)、企業(yè)掛職1年以上等）。學(xué)生以小組為單位完成規(guī)定課題的設(shè)計。設(shè)計課題既要體現(xiàn)知識綜合，也要反映技術(shù)發(fā)展趨勢。具體任務(wù)要求則需考慮學(xué)生的水平差異，設(shè)置基本要求、提高要求和發(fā)揮要求，以提高成績的區(qū)分度。在教學(xué)過程管理上，通過細化評價機制調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。學(xué)生完成設(shè)計后，教師現(xiàn)場驗收設(shè)計結(jié)果，并根據(jù)方案的合理性、課題的完成度及設(shè)計的創(chuàng)新點等對學(xué)生的工作進行評價。經(jīng)過幾年的改革實踐，每學(xué)年課題的更新率保持在10%。學(xué)生在現(xiàn)代信息技術(shù)工具使用、解決工程問題的方法、團隊合作、溝通交流及報告撰寫等方面的能力得到了較好的訓(xùn)練。2.3完善創(chuàng)新訓(xùn)練課程體系。為了解決個性化實訓(xùn)環(huán)節(jié)偏少的問題，設(shè)計開發(fā)了創(chuàng)新實訓(xùn)課程體系，陸續(xù)開設(shè)了包括電子設(shè)計基礎(chǔ)能力訓(xùn)練、通信電路模塊設(shè)計與實訓(xùn)、微處理器應(yīng)用設(shè)計與實訓(xùn)、傳感器應(yīng)用設(shè)計與實訓(xùn)、綜合通信系統(tǒng)設(shè)計與實訓(xùn)等10余門創(chuàng)新類實訓(xùn)課程。這類課程按任選課設(shè)置，授課對象不受年級限制，授課形式以動手實踐為主。課程訓(xùn)練內(nèi)容由模擬電路到數(shù)字電路，由基本應(yīng)用單元設(shè)計到綜合系統(tǒng)應(yīng)用，由簡單功能實現(xiàn)到復(fù)雜電路聯(lián)調(diào)。從一年級的基礎(chǔ)認知和實操訓(xùn)練，到創(chuàng)新冬令營集訓(xùn)、電子信息類小制作為代表的創(chuàng)新綜合設(shè)計、創(chuàng)新夏令營、學(xué)院電子設(shè)計競賽、各級學(xué)科競賽訓(xùn)練營等多種形式，構(gòu)建了4年不間斷的創(chuàng)新實訓(xùn)體系，營造了濃厚的創(chuàng)新氛圍，開拓了學(xué)生的視野，達到了提高能力、樹立自信、鼓勵創(chuàng)新的目的。如表3所示，競賽結(jié)果從側(cè)面反映出創(chuàng)新實訓(xùn)課對強化學(xué)生動手能力、培養(yǎng)團隊合作精神及創(chuàng)新意識起到了很大作用。近年來學(xué)生在各類電子設(shè)計競賽中也取得了較好成績。2018和2019兩年通信工程與電子信息工程專業(yè)參賽學(xué)生獲國家一等獎2人、國家二等獎3人、省一等獎19人、省二等獎50人。2.4改革畢業(yè)設(shè)計管理模式。畢業(yè)設(shè)計是本科階段實踐性教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識和技能解決實際工程問題的能力[15−18]。為了充分發(fā)揮人才培養(yǎng)最后一個實踐環(huán)節(jié)在工程能力培養(yǎng)中的作用，結(jié)合多個專業(yè)第二輪認證工作，一方面拓寬思路引入團隊畢業(yè)設(shè)計、校企聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計等創(chuàng)新模式，另一方面以工程教育專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)對畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的要求為基本導(dǎo)向，對畢業(yè)設(shè)計管理與質(zhì)量監(jiān)控進行持續(xù)改進。1）把關(guān)課題質(zhì)量，強調(diào)復(fù)雜工程問題要素采取系、院、校三級審核方式共同把關(guān)課題質(zhì)量，保證畢業(yè)設(shè)計課題具有電子信息類專業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的基本要素。課題以工程設(shè)計、技術(shù)（學(xué)術(shù)）研究和軟件設(shè)計三大類為主。工程設(shè)計類課題要求與經(jīng)濟建設(shè)和生產(chǎn)實際中的問題緊密結(jié)合，以將技術(shù)原理轉(zhuǎn)化為技術(shù)現(xiàn)實，或者為將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力創(chuàng)造基礎(chǔ)為設(shè)計目標(biāo)；技術(shù)（學(xué)術(shù)）研究類課題要求涉及專業(yè)領(lǐng)域的熱點問題，重在探索新方法、新技術(shù)、新理論以及新設(shè)備的研制方向等；軟件設(shè)計類課題主要包括編制應(yīng)用工程軟件，根據(jù)已有硬件功能編寫硬件控制、信息交換、管理或顯示程序等。為了保證畢業(yè)設(shè)計更符合工程能力培養(yǎng)的要求，規(guī)定工程實踐和產(chǎn)品開發(fā)類課題不少于50%，鼓勵教師結(jié)合科研、工程和實驗室建設(shè)確定畢業(yè)設(shè)計課題。近3年電子信息類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計課題類型占比統(tǒng)計如圖2所示。2）調(diào)動學(xué)生潛能，培養(yǎng)獨立思考能力學(xué)生選題后，給學(xué)生充裕的時間進行調(diào)研和開題準(zhǔn)備。學(xué)生對課題有充分的理解、能提出較詳細的設(shè)計方案才是完成設(shè)計的基本保障，所以允許學(xué)生根據(jù)自身的能力對課題要求提出修改意見，確定合適的設(shè)計目標(biāo)。在畢業(yè)設(shè)計進行過程中也允許對設(shè)計目標(biāo)作適當(dāng)調(diào)整，從而充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，培養(yǎng)獨立思考能力。3）加強過程管理，保證教學(xué)質(zhì)量采取有效措施加強過程管理：一是抓住開題、中期和答辯3個重點環(huán)節(jié)，采用自查、互查、抽查、督查等多種形式督導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計進程；二是注重論文評閱和答辯工作的質(zhì)量檢查。學(xué)院和學(xué)校每年按畢業(yè)生總數(shù)10%~15%的比例隨機抽檢論文質(zhì)量，近3年共抽檢252份畢業(yè)論文。來自學(xué)校、學(xué)院和指導(dǎo)教師的嚴格要求使得畢業(yè)設(shè)計教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提升。在江蘇省普通高校本科畢業(yè)設(shè)計評選中，通信工程和電子信息工程專業(yè)近3年共有13人及3個畢業(yè)設(shè)計團隊評為優(yōu)秀（學(xué)院按4%比例推優(yōu)至學(xué)校，再由學(xué)校評選，推優(yōu)至江蘇?。?/p>

3結(jié)束語

結(jié)合工程教育專業(yè)認證和“雙一流”建設(shè)工作實踐，南京郵電大學(xué)主動適應(yīng)工程教育面臨的新形勢和新需求，對電子信息類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)類課程教學(xué)、綜合實踐教學(xué)、創(chuàng)新能力實訓(xùn)以及畢業(yè)設(shè)計等與工程能力培養(yǎng)密切相關(guān)的教學(xué)環(huán)節(jié)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、管理模式、教師隊伍建設(shè)等方面開展改革探索與實踐。具體方法行之有效，具有較強的實用性和可操作性。實踐教學(xué)改革提升了實踐教學(xué)水平，保證了全體學(xué)生獲得有效的工程實踐能力鍛煉，有力地支撐了人才培養(yǎng)目標(biāo)的達成。近年來的就業(yè)統(tǒng)計表明，南京郵電大學(xué)電子信息類專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)率保持在97.69%~100%的高水平，用人單位對學(xué)校電子信息類畢業(yè)生反映良好，尤其是畢業(yè)生與工程素養(yǎng)相關(guān)的如敬業(yè)精神、實踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作能力、組織管理能力、文字及口頭表達能力、工作業(yè)績等均獲得了較高評價[17]。通信工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)等電子信息類專業(yè)均以優(yōu)異成績通過了第二輪專業(yè)認證，2020年通信工程等4個電子信息類專業(yè)入選首批國家一流專業(yè)，在國內(nèi)多個排行榜中居于領(lǐng)先地位?，F(xiàn)代工程教育理念強調(diào)的以產(chǎn)出為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心，持續(xù)改進的思想要真正落實到教育實踐中還需要一個較長的過程，特別是課堂教學(xué)和實踐教學(xué)具體實施的微觀層面。因此，圍繞實踐教學(xué)體系內(nèi)涵建設(shè)的教學(xué)改革將是一項長期的工作。后續(xù)，結(jié)合“新工科”建設(shè)要求，著眼于學(xué)生工程能力培養(yǎng)，針對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、評價機制、師資建設(shè)等仍將進行持續(xù)改進，以適應(yīng)國家對高素質(zhì)工程專業(yè)人才的需求。

作者:王奇1 范山崗 戴海鴻 趙海濤 沈建華1,2單位:1.南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院 2.南京郵電大學(xué)信息與通信工程國家級實驗教學(xué)示范中心