师范院校电子科学与技术专业立体化实践教学体系研究——以湖南第一师范学院为例

李新国，郑明才

（湖南第一师范学院信息科学与工程系，湖南长沙410205）

湖南第一师范学院是一所以培养小学教师为主的本科师范院校，师范专业少学生多，非师范专业多学生少是学校的一大特点。如何使师范专业与非师范专业协调发展，是学校迫切需要解决的问题。电子科学与技术专业（注：以下简称“电子专业”）是我校2009年申本的本科专业，怎样进行专业的定位，使这一工科专业既不同于一般工科院校，也不同于职业技术学院，能办出专业的特色，是我们进行专业建设必需面临的问题。在进行专业建设的过程中，加强实践教学环节，使理论与实践有机结合非常重要。如何让理论与实践进行有机结合，培养好学生的电子工程能力，是我校电子专业教学改革的重点。

一、师范院校电子专业实践教学改革的误区

电子专业是实践性很强的应用型专业，毕业生属于应用型工程技术人才，所以实践教学在人才培养过程中起着至关重要的作用。但是，当前师范院校电子专业实践教学改革存在一些误区。这些误区主要表现为：

1.人才培养目标不符合经济建设与社会发展的需要，培养规格和课程体系不符合专业培养目标。许多高校在制订电子专业人才培养方案时，其培养目标是培养能适应经济建设需要的高素质的电子工程师，但培养什么样的工程师，怎样才是高素质的电子工程师，其概念非常模糊，学校制订的有关实践教学改革方案缺乏明确目标，摆脱不了“工程实践教育科学化”的困境。浪费了教育教学经费，降低了教育办学效率[1]。

2.重视课程内教学改革，忽视实践教学师资队伍建设。目前，许多高校非常重视电子专业的实践教学内容改革，对实践教学课程体系进行了整合，对实践教学的内容进行了优化，购买了大量的仪器设备，制订了实践教学改革的规章制度，在实践教学改革中取得了一定成绩。但忽略了实践教学的师资队伍建设。许多高校没有专职实验教师，缺少电子工程能力强的专业实习指导教师，这给电子专业的实践教学带来许多问题。教师自己都不能很好地设计与制作一个电子产品，又怎能去指导学生进行电子产品的设计与制作？又怎能带领学生进行各种类型的电子竞赛？由于一些实践教师缺乏工程能力，在实践教学过程中仍然采取“科学模式”而不是“工程模式”，学生的实践能力和创新意识就得不到有效培养[1]。

3.缺乏实用完整的电子专业的实践教学体系。目前，许多高校的电子专业的实践教学缺乏一个综合衡量的、起指导作用的实践教学体系，仅仅承担简单的职业技能培养，没有考虑培养学生的人文素养与就业能力的培养，反过来，这种观点也影响了实践教学内容的深化，从而影响了职业技能培养效果。

是什么原因产生上述误区呢？我们认为，其根源在于我们对实践教学及其改革缺乏系统的理解和认识。长期以来，人们认为电子专业实践教学仅仅是培养学生的实践技能，没有形成立体化的实践教学体系。

二、师范院校电子专业的人才培养定位与课程体系

师范院校工科教育既不同于一般传统工科技术科学型人才的培养，也不同于高等职业教育工程应用型人才的培养。要培养创新性的应用型工程人才，师范院校的工科专业首先必须根据区域经济和学校发展定位其人才培养的目标。我校电子专业的定位是培养复合型应用人才，即培养具有电子产品研发与维护的相关理论和专业知识，受到严格的电子科学实验和工程实践训练，能在电子行业从事EDA设计、嵌入式系统开发、产品检测、仪器设备维护、生产管理等工作的高级工程技术人才。专业的建设应该突出“工程应用”，既要遵循一般本科人才培养的规律，又要突出实践，强化应用，注意学生电子基础理论的培养和学生工程能力培养相结合，把应用性环节渗透到教学的全过程，突出电子理论教学和电子实践应用的相互渗透和融合，坚持电子工程科学教育和电子工程实践训练并重，建立起科学合理的电子科学与技术人才培养的课程体系和人才培养体系。

电子专业一般有三个办学方向，即微电子学方向、光电子学方向和电子信息技术应用方向。根据师范院校的特点，我们选择了电子信息技术应用方向。我们的课程体系分为电子技术理论基础、电子信息基础与应用、EDA与DSP技术基础、嵌入式系统设计基础、电子产品设计与开发、电子产品检测与管理、电子仪器设备检测与维修七大知识模块，每一个知识模块包括若干课程。电子专业的课程体系结构如图1所示。

图1 电子专业课程体系结构

三、探索电子专业立体化实践教学体系建设

师范院校要建设好电子专业，学生实践能力的培养是一个很重要的方面。为此，湖南第一师范学院电子专业在硬件、软件和监控三个方面，就建设立体化实践教学体系问题做了一些有益的探索。

（一）实践教学一维体系建设——硬件体系建设

1、电子专业实践基地建设。建立产、学、研相结合的实践教学基地是实践教学体系构建的必备条件。实践教学基地建设主要包括实验室建设以及实习基地建设两个方面[2]。

实验室建设中要防止分散配置、分散管理、局部使用、低水平重复的低效益建设，要引进先进设备和教学仪器,提高实验室的科技含量，让学生通过实验能真正了解到本学科最前沿的设备和最先进的生产工艺。基于师范院校的特点，我校成立了信息科学与工程系实验教学中心，该实验中心按“三个面向”分别设置了三个实验中心，每个实验中心下设置数个实验室。面向全院师范专业设置小学教育信息技术实验中心，面向全院所有信息类专业设置电工电子实验教学中心，面向信息科学与工程系专业设置专业实验教学中心。学校电子专业的实验室体系结构如图2所示。

图2 电子专业实验室体系结构图

实习基地建设要坚持校内外结合,充分利用学校与社会资源开展实践教学,提高实习效果。校内的实习基地建设,要突破仅限于感性认识、技能训练的旧模式,应模拟工厂生产、社会化管理等进行综合管理。我们按电子企业的运行模式在校内建立了电工电子实习基地和大学生电子创新实习基地。学校投资92万元建设维修电工实训室2间、电子工艺实训室3间；投资60万元建设电子设计实训室2间，大学生电子创新实训室1间。在维修电工实训室，我们设计了52个实训项目供选择，电子专业选择了其中的26个项目进行训练。在电子工艺实训室，我们要求学生将电子产品生产过程从头至尾训练一遍，具体内容包括电子设计、制板、焊接、调试等过程。校外实习基地建设要紧密结合专业特点,努力把实践内容与实践基地单位的实际工作任务结合起来,加强管理,加强合作,做到互利互惠。学校建立了湖南源点教育、安博牛耳教育、长沙科瑞特电子有限公司、湖南威胜电子有限公司等6个校外实习基地。校内外实习基地见表1所示。我们与这些知名电子企业有着很好的校企合作关系，企业的电子工程师帮助我们对学生进行电子工程能力和企业管理模式的培养，提高了学生的实际动手能力，增强其对电子岗位能力的理解。学成以后，有一定实践经验的大学毕业生又可以招娉到这些电子企业进行就业，为企业节省了培训费用，实现了高校与企业的互羸。

表1 校内外实习基地一览表

2.电子专业实践教学条件建设。高质量人才的培养离不开高质量的实践教学环境。只有在改善实践教学条件，建设好优良的实践教学环境，才能确保人才培养的质量。

学校设立了实验室专项基金，每年有计划地增加实验室的投入，努力改善实验室条件。2006年学校投资40万元申建了电子工艺实训室，2011年学校投资20多万元淘汰原化学腐铜制板工艺，采用了以雕刻为主的新工艺。2010年学校投资53万元申建了DSP与嵌入式系统实验室。学校采取激励机制调动广大任课教师和实验教师的积极性，自制实验板卡200多板。实验室建得再多，如不提高其利用率也是一种浪费。实验室的开放是一种提高实验室利用率的很好措施。通过开放实验室，教师与学生共同设计实验项目，可以提高学生学习的兴趣，培养学生的科研能力。通过开放实验室，举办学生电子设计兴趣班，既能充分利用我校的实践教学资源，又可以更好地培养学生独立运用知识解决实际问题的能力。我校实验教师的编制少，全系只3个实验教师岗位，1个电子类实验教师管理8个电子类实验室。因此，我们设立了学生勤工俭学岗位，每个学生管理一至二个实验室（2－4间），要求每晚开放实验室2个小时。全系共安排了6名同学参与20间实验室的管理，实验效果好，实验开出率大大增加。

3.电子专业实践教学师资队伍建设。随着实践教学在高校培养学生中所起的作用日益显现，加强实践教学师资队伍建设，提高带队教师质量，培养与建设一支高水平的实践教学人员队伍迫在眉睫。为了解决这一问题，我校制定了相应的政策，鼓励优秀教师参加实验室建设和指导实践教学工作，教师指导实践教学的工作量按理论课时的1.5倍计算，校内外带实习的教师每天计4课时，差旅费实报实销。最大限度地调动教师参加实践教学的积极性。与此同时，我们也强化在职实践教学教师的培训，注意对实验技术人员的培养和提高，每年署假轮换安排实验教师参加一个月的专业培训。学校在鼓励教师进行在职学历进修的同时，也积极组织教师参加电子企业的各种岗位技能培训。目前，有5名教师在职攻读博士学位，其中2名教师已获得微电子研究方向的博士学位。学校选派3名教师参加安博牛耳教育组织的嵌入式系统培训，4名教师参加源点教育组织的电子设计工程师培训，2位教师参加科瑞特电子有限公司的单片机应用技术培训。通过各种岗位技能培训可以使教师更好地了解电子技术的实际应用和电子技术发展的方向。此外，参加培训的教师通过实际操作设备、调测设备，最终通过了考核，完全具备了电子工程师的实践操作能力。另外还聘请湖南电子科技集团、湖南威胜电子有限公司等电子企业中有丰富经验的技术骨干做为兼职实习指导教师，组建一支以专职为主，专兼结合的实践教学师资队伍。

（二）实践教学二维体系建设软件体系建设

1.电子专业课程结构优化。课程结构的优化，是指从人才培养方案入手，建立有利于提高学生知识、能力、素质的课程体系和实践教学体系。根据最新的《普通高等学校本科教学工作合格评估指标体系》的要求：理工农医类专业实践教学比例占总学分（学时）的比例不得低于25%。学校以培养应用型电子人才为出发点，经过几年的教学实践，不断调整实践教学的学时，加强实践教学环节，并在原有课程实验的基础上，增设了认识实习、综合实训和综合设计等集中实践环节。电子专业各学期的实践课时安排如表2所示。

表2 电子专业实践教学安排

由表2可知，电子专业实践性教学环节所占课时为846课时，占总学时（总课时为2650）的比例为31.92%。大量的实践训练不但能提升学生自主分析问题和解决问题的能力，而且能够逐步引起学生对实践教学环节的重视，培养学生对实践课程的兴趣。

2.电子专业的实验教学模式改革。受实验室建设经费和专业发展的限制，电子专业在建设初期，为了满足基础课和专业课程的实验教学，购置了模拟电子实验箱、数字电子实验箱、单片机原理实验箱等。很多实验箱的设计都是模块化的“傻瓜”模式，学生即使不懂得实验原理，在实验指导书的指导下通过机械式连线，且只要连线正确、实验仪器正常，就能顺利完成实验。但是这样操作，学生缺乏对实验原理、实验过程和实验结果的思考和分析，不利于培养学生的积极性和创造性。为此，学校使用仿真软件并结合实验箱来进行实验教学。学生在学习完基本理论后，在用实验箱进行硬件实验验证之前，要求学生用相关的仿真软件对实验进行仿真，如果学生对基本理论掌握得不好，就不能完成相关实验，当实验箱的实验结果与软件仿真结果不一致时，说明实验过程有误，学生需要及时发现问题、解决问题，这样也减少了实验的盲目性，弥补了采用实验箱完成实验的缺陷[3]。

实验教学模式的改革，将过去只注重操作过程的实验教学转变为理论与过程并重，引导学生转移到注重基本概念、掌握基本原理和基本实验方法的理解和应用上来，培养了学生运用基本理论和基本方法分析并解决实际问题的能力，使学生能更有效地学习知识，培养学生的创新素质，也提高了实验教学的学习效率[4]。

（三）实践教学三维体系建设——监控体系建设

1.电子专业实践教学管理措施建设。首先要理顺实践教学管理体制，对实践教学各环节的过程管理与质量监控要有明确的职责范围。我们将全系的24间实验室分为电工电子实验教学中心、专业实验教学中心和小学教育信息技术实验中心，每个实验中心安排有一名专职实验教师，每名实验教师都有明确的岗位职责和目标要求，并对每个实践教学各环节的实施制订标准。其次要加强对实践教学的规范化管理。实践教学大纲、实验教学大纲、实验教材、课程设计指导书、毕业设计指导书等是规范实践教学的纲领性文件，必须结合电子专业特点和学校实际进行制订和完善，使实践教学和管理工作有章可循。我们成立了实践性教学文件制订领导小组，组织教研室任课教师进行编写完成初稿，集中讨论修改形成第二稿，用于学生实践，在实践中发现问题再进行修改形成定稿。最后要加强实践环节的科学化管理。实践教学应该包括实验教学、课程设计、参观实习、毕业设计和大学生创新性实验等。我们对每个实践环节进行了认真研究，采取切实可行的措施，针对教师和学生分别制度了实验室管理制度、课程设计管理规定、实习安全保障制度等。为了更好地掌握学生在实践教学中出现的问题，我们建立了实践教学反馈机制，每个实验室都有学生实验登记本，登记本中有一栏就是学生意见；课程设计要求有任务书、设计报告、成果展示；学生实习，带队教师坚持每天8小时跟班，及时处理学生实习中碰到的问题，实习结束前，系领导带队，开展实习成果演示汇报会，要求每位实习生介绍自己的成果及实习中存在的问题。学生畅所欲言，谈成绩讲不足，提意见发感叹，内容丰富多彩，这为学生实习工作的开展积累了宝贵的经验。

2.电子专业实践教学质量评价体系建设。建立实践教学质量评价体系，首先应建立一套科学、完整的学生评价体系。对学生参加实验、实习的各个实践教学环节的效果提出严格要求。实验考核成绩单列，占1－2个必修学分，成绩分值为：实验理论20%、实验操作20%、实验结果分析20%、实验创新30%、实验报告10%，实验结果分析与实验创新占总分50%，这要求学生除了具有合理的知识结构和宽厚的理论基础，还应具备超强的实践和创新能力，达到培养提高学生综合素质的目的。课程设计按课程要求的不同安排1－2个必修学分进行考核，成绩分值为：设计报告30%、设计文件（包括电路原理图、功能说明书、元器件材料表、零件设计图、接线图等）30%、设计产品展示30%、产品性价比10%。实习考核安排有2－8个学分，成绩分值为：实习报告20%、实习现场操作30%、实习单位领导考核20%、实习成果展示与答辩30%。学校实验教师、带队教师、实习单位指导教师联合考核，不仅考核学生的素质、能力和水平，而且考核了学生的工作实绩。通过实践教学质量评价体系，对学生的整个实践教学环节进行考评、控制、反馈，有利于提高实践教学改革的成效，有利于提高学生实验质量，从而实现学生综合素质的整合与提高[5]。

师范院校电子科学与技术专业实践教学体系的构建，有许多的问题值得研究，有许多的方法值得探讨。我们从我校的实际情况出发，进行实践教学体系的改革，虽然取得了一定成绩，但还有更长的路要走。我们进行实践教学改革的脚步不会停止，构建优质的立体化实践教学体系、办出我们的专业特色是我们电子专业的办学要求。构建立体化的实践教学体系对全面实现教育目的，促进教育与生产劳动相结合，提升学生的就业能力，具有重要的理论意义和实际意义。

[1]项聪,李正.当前实践教学改革的误区及对策[J].黑龙江教育.2007(3)30-32.

[2]吴林根.大众化高等教育背景下大学实践教学体系的构建[J].高教论坛,2004(6)20－23.

[3]黄飞江,刘光灿等.应用型本科通信工程专业实践教学研究——以长沙学院电子与通信工程专业为例[J].教育理论与实践,2011（5）12－15.

[4]吴林根.基于创新人才培养的实践教学改革[J].实验室研究与探索,2004,10(7)26-28.

[5]郝建平,王成涛.大众化教育背景下地方高校实践教学的改革与发展[J].上海工程技术大学教育研究,2006(9)12-16.