基于ICT应用型人才培养模式的电子与通信工程导论课程改革与实践

王丽丽 张玉玲 谢艳辉

鲁东大学信息与电气工程学院 山东烟台 264025

电子信息类专业是伴随着电子、通信、信息和光电子技术的发展而建立的，以数学、物理和信息论为研究基础，以电子、光子、信息相关的元器件以及电子工程、通信系统和信息网络为研究对象，从而形成从元器件到系统，从网络到服务的一门学科。

国家科技部2008年172号文件[1]，在国家重点支持的高新技术领域中明确了电子信息科学的技术领域主要包括软件、微电子技术、计算机及网络技术、通信技术、广播电视技术、新型电子元器件、信息安全技术、智能交通技术。由于各种技术之间的相互渗透，信息技术的集成化、融合化的特征越来越显著，其越来越表现为技术群的协同发展。例如微电子技术的发展、集成电路的出现，引起了计算机技术的巨大变革，而以计算机技术、网络技术为代表的信息技术群则带来了通讯产业的革命，并渗透到各个学科和领域。

电子信息类专业是具有理工融合特点的专业，主要包括电子科学与技术、信息与通信工程和光学工程学科领域的基础理论、工程设计和系统实现技术。在电子科学与技术领域，主要涵盖物理电子学、微电子学与固体电子学、电路与系统、电磁场与微波技术等，研究电子和光子等微观粒子在场中的运动与相互作用规律。在信息与通信工程领域，主要涵盖通信与信息系统、信号与信息处理，研究信息获取、处理、传输和应用的理论与技术以及相关的设备、系统、网络与应用。在光学工程领域主要涵盖光电子技术与光子学、光电信息技术与工程，研究光的产生和传播规律、光与物质的相互作用、光电子材料与器件、光电仪器与设备，包括光信息的产生、传输、处理、存储及显示技术以及光通信、光电检测、光能应用、光加工、新型光电子技术等。

而对于刚进入大学的学生，绝大多数对所学专业缺乏足够的了解，尤其是电子信息类学科与其他学科相比具有知识面涉及范围广、学科内容更新快等显著特点。新生往往会对电子信息学科的发展及专业前景感到迷茫，会有这样的疑问：所面对的学科是做什么的？它是如何发展起来的？它在科学上很重要吗？实际上有什么用处？它和别的学科是什么关系？它的发展前景怎么样？因此，我们学院于2012年针对大一新生开设了专业导论课程，其主要目的是为了解答学生心中的这些疑问，同时扩展学生的视野，使电子信息学科的学生对本学科的各个专业领域都有所了解。目前国内已经有多所院校开设了专业导论课程[2-4]，并且取得了良好效果。

1 课程内容

2012年教育部发布的《普通高等学校本科专业目录》[5]中电子信息类下设6个基本专业（见表1），分别为电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、微电子科学与工程、光电信息科学与工程和信息工程6个专业。

表1 电子信息类专业目录

我院设有通信工程、电子信息工程、信息工程3个电子信息类专业[6,7]。通信工程专业面向社会需求设立3个专业方向，分别是移动通信、信息安全、光纤通信。移动通信方向开设现代移动通信、移动通信网络规划等课程，课程内容涵盖2G，3G，4G移动通信的技术发展历程以及最新应用；信息安全方向设立网络安全技术、密码学基础与应用等课程，以密码学为基础，探讨对通信链路、通信系统和通信网实施对抗的原理与技术应用现状；光纤通信方向设立光传输网络技术、宽带光接入网技术等课程，介绍现代通信网络中的SDH，MSTP，PTN，FTTX等主流传输技术和接入技术，使学生了解传输网在通信网络中的重要作用和地位，建立起全程全网概念。电子信息工程专业面向电子信息产业和区域经济发展需求，设立了信息感测与处理和物联网感知与控制2个特色方向。信息感测与处理方向设立感测与测量技术、智能仪器原理与设计等课程，课程内容涵盖了信号感测、获取、处理、传输的各类最新技术；物联网感知与控制方向设立无线传感网络、射频识别技术与应用等课程，介绍了物联网的设计、组网、管理以及应用开发等技术。信息工程专业面向信息产业和区域经济发展需求，设立了信息处理系统开发和数字媒体信息处理2个特色方向。信息处理系统开发方向设立嵌入式系统开发技术、VHDL 与数字系统设计等课程，课程内容涵盖了以智能嵌入式系统为中心进行信号感测、获取和处理的相关开发技术；数字媒体信息处理方向设立三维可视化建模、机器视觉与图像分析等课程，介绍了对图像、流媒体、三维模型等数字信息进行智能分析与处理的基础知识与新技术。

结合电子信息学科的主要技术领域以及学院目前3个专业的培养目标，本门课程试图给上述3个专业的学生搭建一个相对完整的学科体系（当然这种划分方法并不是唯一的），其主要由5个知识领域组成：微电子技术、通信技术、计算机技术、信息处理技术以及控制科学技术（如图1所示），通过这5个知识领域的讲解使学生能够对电子信息类专业的学科体系、研究领域、应用领域和研究方法有一个全面、专业化的认识，建立起一些基础而重要的概念。

5个知识领域所对应的部分课程体系结构参照图2～6，其中微电子技术主要由半导体物理、微机电系统、高频电子线路、集成电路设计与制造等课程支撑，通信技术由通信原理、移动通信、光纤通信、现代交换技术等课程支撑，计算机技术主要由计算机组成原理、数据结构、微机原理与接口技术、计算机网络等课程支撑，信息处理技术主要由信号与系统、数字信号处理、随机信号分析、信息论与编码等课程支撑，控制科学技术（本课程主要针对本科自动化专业讨论，2012年的普通高等学校本科专业目录中专业代码080801）主要由自动控制原理、现代控制理论、电气控制与可编程控制器、计算机控制系统等课程支撑。

图1 电子信息科学与技术的学科体系

图2 微电子技术主要课程体系结构

图3 通信技术主要课程体系结构

图4 计算机技术主要课程体系结构

图5 信号处理技术主要课程体系结构

图6 控制科学技术主要课程体系结构

2 师资队伍

目前我院实行课程负责人制，课程负责人和团队成员共同完成该课程的课程建设、教材建设、教学改革等教学工作。不同专业相同课程设立同1名课程负责人。课程负责人向学院提供课程团队名单，安排每学期课程的任课教师并编写教学大纲。

电子与通信工程导论课程聘请校内各专业教授、博士、华为（合作企业）高级工程师等组建教学团队，以专题讲座的形式组织教学。这种教学方式使得学生能够近距离感受到各学科教授和企业家的讲课风采，加强他们对专业知识的了解，同时也领略了企业文化，开阔了视野。目前课程团队人数8～10人，其中教授2人，副教授4人，企业工程师2人，专业生师比为18:1。

以通信技术领域和信息处理技术领域为例，通信技术领域授课内容分别为：通信发展的历史及现状，光纤通信传输平台，移动通信平台—2G，3G，4G，5G的网络演进、雷达通信技术的发展，微波通信技术的发展。信息处理技术领域，授课内容分别为：嵌入式系统、数字图像处理、多传感器信息融合。通过这种方式将教师自身的专业知识和工程知识融入教学内容中，从而对学生的学习能力培养产生积极影响。教授们通过展示各自的科研成果，使学生认识到科学研究就在身边，从而激发他们深入探索科学的热情；华为工程师介绍企业的生产流程和工程实践，生动形象地把理论与实践相结合，有效地提高学生对专业知识重要性的认识，培养学生的工程观念，明确专业课程与职业规划的密切关系。

3 网络资源建设

本课程采用自编教材《电子信息科学与工程导论》（清华大学出版社，教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材），授课内容依据上述5个技术领域来进行，每个技术领域的授课课时根据授课教师的需要进行合理调整。授课教师都是从事上述研究领域的教授、博士研究生和高级工程师，由于每年都会有新的博士入职并且参与到导论课程教学中，因此本门课程的部分授课教师每年都会有变动，同时由于从事同一技术领域教师的研究方向不尽相同，对学科的发展会持有不同的看法，因此导论课程的内容每年都会更新，任课教师会在课后即时更新教学录像（http://www.coursecenter.ldu.edu.cn/G2S/Template/View.aspx?courseId=345&topMenuId=115582&action=view&type=&name=&menuType=1）并对学生进行答疑，通过这种互动式学习方式及时帮助学生了解本学科的发展现状以及当前的研究热点。

4 结语

专业导论课程在本科专业培养体系中起着重要的作用，它为学生认识专业、规划未来提供重要途径，使不同专业的学生能在同一个平台上对所学专业及相关专业产生清晰、层次及广度上的认识。同时要求授课教师在本学科具有扎实的专业基础，能够把握学科专业的核心、跟踪学科专业的发展方向，同时具有较好的教学和科研基础，做好学生的专业领路人。