新工科背景下电子信息工程专业人才培养研究

欧先锋 张国云 何伟 赵林 涂兵 陆有丽

摘要：通过分析电子信息工程专业的培养目标以及该专业的人才需求，从理论体系、实践体系构建等方面对电子信息工程专业人才培养进行探索和思考，并结合该校办学定位、特色和过去多年的教学模式改革以及取得的一些成果，探讨在新工科背景下未来电子信息工程专业人才培养的新途径。

关键词：新工科；电子信息工程；人才培养体系建设

中图分类号：G6420文献标志码：A

文章编号：2095-5383（2019）01-0094-04

Research on the Cultivation of Electronic Information Engineering

Major Talents under the Background of New Engineering

OU Xianfenga，b， ZHANG Guoyuna，b， HE Weia，b， ZHAO Lina，b， TU Bina，b， LU Youlia

（a. School of Science Information and Engineering； bMachine Yision & Arcificial Intelligence Research Center， Hunan Institute of Science and Technology， Yueyang 414006， China）

Abstract：By analyzing the training objectives and the talent demands of electronic information engineering major， the cultivation of electronic information engineering professional talents from the perspective of theoretical system and practical system construction were explored. Combing with their schoolrunning orientation， characteristics， the teaching mode reform and achievements achieved over the past few years， a new way to cultivate future electronic information engineering talents under the background of new engineering was explored.

Keywords： the new engineering； electronic information engineering； talent cultivation system construction

2017年教育部启动了“新工科”建设的研究工作[1]，“复旦共识”[2]“天大行动”[3]“北京指南”[4]等在我国高等教育界掀起了新工科建设的改革热潮[5-8]。在此背景下，为了培养更能适应新一轮科技革命与产业变革，培养服务于“中国制造2025”等一系列国家战略的新型电子信息人才，很多高校积极响应，纷纷对电子信息工程专业教学模式进行探索和改革，努力提升电子信息工程专业的教学质量和人才培养质量。我校致力于建设成为具有较高社会影响力的特色鲜明的地方性应用大学，在培养促进地方社会、经济和文化发展的人才方面取得了显著成绩。我校的电子信息工程专业作为国家级专业综合改革试点项目，明确以人才培养为目标，秉承以社会需求培养人才为宗旨。以此为契机，我校多年来在该专业的理论体系和实践体系等方面进行了积极而有意义的探索，且经过多年的尝试与改进，在同层次院校中电子信息工程专业人才培养方面取得了突出的成绩。

1电子信息工程专业人才培养目标和人才需求分析

11人才培養目标

电子信息工程专业贯彻落实党的教育方针，坚持立德树人，培养爱国进取、创新思辨，厚基础、宽口径、精术业、通工程，具有良好的思想道德素质、扎实的数理基础知识、国际化视野和创新创业能力的电子、电气、信息与通信等电子信息工程相关领域的专业技术人才及行业骨干。具体来讲，本专业面向电子信息产业工程领域，培养德、智、体、美全面发展，能够系统掌握电子技术与信息系统领域的基本理论与方法，具备较强的实践能力、具有社会责任感和良好的职业素养，具有一定的创新意识和国际视野，能够积极主动适应不断变化的国内外形势和环境，养成自主学习，终身学习的习惯，不断增加知识储备和提升能力[9]，具有较完备的知识结构、能力结构和综合素质，掌握电子信息工程领域的有关标准、规范、规程，能够跟踪该领域的前沿技术，具有工程创新能力，能够从事电子设备和信息系统设计研发、生产制造、运行维护以及技术管理等工作的应用型高素质工程技术人才。

12人才需求分析

21世纪 IT行业成为新兴产业的中流砥柱，在新工科背景下，电子信息工程专业就业前景广阔，人才所需供不应求，国内迫切需要大批具有自主设计能力的专业型应用型人才来推动我国IT产业的发展。软件行业，一方面是嵌入式编程工程师的需求，很多大型企业自动化生产器械以及常用电器都离不开嵌入式编程，要求掌握单片机编程以及CPLD硬件编程等。另一方面由于互联网+的飞速发展，软件编程人才在行业的需求愈发旺盛，一般体现在C++、JAVA、数据库等技术的应用。硬件方面主要的需求体现在掌握较高端的硬件设计和开发技术的人才，例如电子系统设计、嵌入式系统设计等。此外，电子信息工程专业与智能装备、智能工厂等智能制造行业紧密相关，正在引领生活方式和生产方式的变革，产业的转型升级与新业态的产生，产业发展模式的改变，对人才的知识提出新的挑战，需要兼顾扎实的专业技术和复合型知识背景，产业分工进一步科学细化，形成新的生产方式、产业形态、商业模式，这些大大增加了行业对具有多学科交叉性、多样性、专业性、创造力人才的需求。

2推进课程内容更新，构建与时俱进的专业理论体系

理论体系的主要组成部分为公共基础课、专业基础课以及专业课程。公共基础课能为学生带来良好的综合素养，专业基础课主要是专业大类共有的课程，利于后期更深层次的专业课学习，而专业课程为今后的就业奠定良好基础。同时要及时调整人才培养方案，积极构建“三全育人”机制，努力营造全员育人、全过程育人、全方位育人的良好氛围，打造思想政治教育与专业教育有机融合的课程体系，将学科研究新进展、实践发展新经验、社会发展新变化及时纳入教材，融入课堂。

21公共基础课

公共基础课程是我校电子信息工程专业大学生必学的课程，目的是让每个学生具有良好的综合素养，正确的价值观和世界观，能掌握基本的数理知识和计算机基础。这类课程主要有“大学英语”“高等数学”“线性代数”“概率论与数理统计”“大学计算机”“军事理论”“中国近代史纲要”“马克思主义哲学”“毛泽东思想概论”等。

22专业基础课

专业基础课程作为专业入门的第一步，每门课程都为后期的专业学习奠定扎实的专业基础。软件方面有“C语言程序设计”“数据结构”“C++面向对象编程”“嵌入式单片机编程”以及“PLD器件硬件编程”等。硬件方面课程包含“电路分析”“数字电路”“低频电子线路”“高频电子线路”“信号与系统”等系列课程。

23专业课

专业课是为就业以及学生技能专攻而开设的课程。前面的专业基础课，学生具备了良好的专业素养，掌握了基本的专业技能。我校就电子信息工程专业的理论课程进行了如下课程安排：“数字信号处理”“数字图像处理”“微电子器件与IC设计”“嵌入式应用系统设计”“DSP原理与应用”等课程为必修专业课。此外“信息论与编码”“电磁场与微波技术”“Linux系统设计初步”“语音信号处理”“数字视频技术”等20多门选修专业課。

理论体系的构建是非常重要的，作为一名优秀的工程人才，我们必须具有良好的综合素养、扎实的专业理论、娴熟的专业技能。然而这些理论课程又不是单一存在的，它们共同来构成完整的电子信息工程专业的理论体系，为学生将来成为一名优秀的工程师打下坚实的基础。

3加强创新创业教育，构建提升综合能力的实验实践体系

在对人才的培养中，实验教学是必不可少的一部分，实验教学能迅速提高和加深学生对课本中理论知识的理解和认知，同时让学生具备常规的动手操作能力，使学生朝应用型、技能型发展。为此，我校开设了模数电实验室、电路实验室、EDA综合开发实验室等数10个各类实验室。实验课程设置10多门，几乎每门专业理论课都有配套的实验课程。学生实验课使用的实验仪器以及实验箱绝大部分采用的是我校教师自行设计和研发的模块化产品，学生在完成实验的同时，也可以参与实验设备的开发。而实践教学环节是为了进一步提升学生工程实践能力和创新能力，也是今后工作和再深造的需要。推动创新创业教育与专业教育的紧密融合，并将其融入到深层次人才培养的全过程，将造就会创敢闯的人才。

31实验课程设置

实验课程设置上，软件方面有“算法与程序设计实验”、“数据结构与算法实验”“MATLAB及应用实验”“单片机原理与接口技术实验”等。硬件方面包含“电子技术基础实验”“电路分析实验”“低频电子线路实验”“高频电子线路实验”“通信原理实验”等。这些实验课有助于学生对该门理论课程的学习，使学生面对的不仅仅是枯燥的书本，更可以通过实验效果来验证书本的理论，理论实验相结合达到事半功倍的效果。实验课程的要求通常是学生在下发的课题中选题，然后需要由学生做出方案设计，电路设计和程序设计，实验报告需要和实物一并提交，实验报告需包含实验目的、实验原理以及实验反思。

32课程设计与工程实训

实验课有配套的实验指导书，大部分学生能够完成相应的实验课，但是查找资料能力、理解知识和综合设计能力还有待提高。为此，我校增开了“课程设计与工程实训”课程，以便进一步提升学生的综合设计能力以及团队意识。

1）课程设计主要包含“单片机综合系统设计”“CAD综合设计”。“单片机综合设计”可以很大程度提高学生的编程能力，提升嵌入式编程的理解和熟练嵌入式编程，巩固单片机课程所学的知识，增加工程经验。“CAD综合设计”是一门偏软件的课程，它涉及低频电子线路中的原理，同样包含对AltiumDesigner画图软件的使用，要求学生掌握手工焊接和手工调试能力。课程设计的开设模式为2～3人一组，要求学生之间有合理的分工和时间调度。

2）工程实训的定位是解决高难度、大型综合性实物设计的命题。部分命题难度接近国家级电子设计竞赛，工程实训的时间安排为一个月，每组人数分配为10～12人。工程实训的内容包含软件编程和硬件设计，软件嵌入式编程不限MCU类型，根据需要自行选择。硬件电路PCB自己动手绘制，要求是双层板。这种软硬结合的模式大大提高了学生的综合能力，要求学生调用所学过的专业知识和能力，让学生在实训中学习成长。

33开放创新实验室

实验教学是提高学生工程应用能力最有效的环节，课程体系相对全面，但它的弊端是极大的限制了学生的创新性思维，这也很大程度上阻碍了电子信息工程专业学生的发展潜力，限制了学生的发展空间，所以开设开放性的创新实验室是不可或缺的。我校先后成立了电子信息与通信技术实验教学中心（创新基地）、IIP实验室等10多个开放式创新实验室。其中，电子信息与通信技术实验教学中心是国家级实验教学示范中心，以电子信息工程专业的学生为主体，旨在培养学生的创新能力、软硬件结合开发能力、团队协作能力，立足国际前沿，采用国际上最先进的CDIO培养模式，培养具有一定国际视野的工程人才。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面。为配合该教学模式，我校大胆改革，开设了卓越工程师实验班并单独制定人才培养方案，该实验班的学生以高标准毕业、高质量就业为目标，课程设置不同于普通班，考核方式大多以综合设计的方式进行，要求极其严格，大三时结束大学所有课程，较其他班提前一年进入企业实习。而IIP实验室注重学生创新能力培养，让学生早进课题组、早进团队，通过向本科生开放各级科研基地，提升学生科研实践能力和创新创业能力，为学生今后读研提前奠定良好的创新意识。

34角逐各类学科竞赛

从以往的教学经验总结，电子信息各类学科竞赛是最有效的提升学生学习效果的方式。我校积极对学生进行培训并且每年都会举办电子设计竞赛、校级数学建模竞赛以及校级程序设计竞赛来检验学生的学习能力和学习效果，这也为省级、国家级、国际级等各级各类竞赛选拔和储备人才。全国大学生电子设计竞赛是本专业最有影响力的学科竞赛，它是由教育部高等教育司、信息产业部人事司共同主办，索尼公司协办的面向全国高等学校大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风，有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。近年来，我校电子信息工程专业学生获得省级以上学科竞赛奖励40余项，其中2017年获得全国大学生电子设计竞赛一等奖4项，该成绩名列同类同级院校前列。2018年美国（国际）大学生数学建模竞赛，我校获得国际一等奖1项，二等奖3项，这些成绩的取得进一步印证了我校电子信息工程專业人才培养的探索以及相关培养体系的建设是有成效的。

35增强校企合作

实习基地不仅是学生实习的场所，也是校企合作的伙伴。企业技术人员参与人才培养方案制订和部分实践教学工作，并且逐步将合作单位建设成为学生的主要就业基地。结合产学研基地和依托企业进行的校外实习基地建设，教师以企业技术人员的身份参加企业生产第一线的技术研发、设备改造和生产管理，借此获取和积累教师的工程意识和经验，以增强他们的工程实践能力，也更有利于学生的培养，同时也为学生提供了就业机会。

4结语

电子信息工程专业人才的培养是一个复杂而又艰辛的过程，它涉及到教师团队、课程设置、教学方式、考核方式等多种因素。目前，我校在人才培养体系建设上进行了积极而有意义的探索，并不断完善和创新，已经取得了初步的成果，电子设计竞赛、大学生数学建模竞赛等方面在全国范围内都取得了显著的成绩。这些探索为新工科背景下该专业人才培养的需要、适应新一轮的科技革命和产业变革的发展提供了较好的经验，同时及时调整和完善人才培养体系，必然可以将电子信息工程专业人才培养的模式推广到全国同等院校中去。参考文献：

[1]

教育部高等教育司. 关于开展新工科研究与实践的通知[Z]. 教高司函 [2017]6号，2017.

[2]教育部高等教育司. “新工科”建设复旦共识[J]. 高等工程教育研究，2017， 15（1）：1011.

[3]教育部高教司. “新工科”建设行动路线（“天大行动”）[J]. 高等工程教育研究，2017（2）：2425.

[4]教育部高等教育司. 新工科建设形成“北京指南”[J]. 教育发展研究，2017（13）：82.

[5]张大良. 因时而动 返本开新 建设发展新工科：在工科优势高校新工科建设研讨会上的讲话[J]. 中国大学教学，2017（4）：49.

[6]钟登华. 新工科建设的内涵与行动[J]. 高等工程教育研究，2017（3）：16.

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[9]李光林，曹洪奎，关维国. 面向应用型的电子信息工程专业人才培养模式[J]. 高教学刊，2018（5）：163165.