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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇电子信息工程导论论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：大类模式；电子信息类“专业导论”课程；教学模式
作者简介：李锋（1970-），男，陕西商洛人，江苏科技大学电子信息学院，副教授；田雨波（1971-），男，满族，辽宁铁岭人，江苏科技大学电子信息学院，教授。（江苏 镇江 212003）
基金项目：本文系江苏省高校优势学科建设工程项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）25-0099-02
作为社会信息化的支撑和依托，电子信息技术及相关产业迎来了高速发展的21世纪，并以前所未有的速度全方位地向社会的各个领域渗透。相应地，电子信息相关学科知识领域更新与增长越来越快，与其他学科之间的交叉与融合越来越紧密。伴随着学科发展方向不断分化、细化的同时，电子信息各学科、专业或方向之间的交叉基础知识更加多，专业界限越来越模糊。与此同时，市场经济对人才的需求呈现变化快、多元化的趋势。在这种形势下，实现“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的人才培养目标已成为高校教育教学改革的热点和共识。大类培养模式提倡按大类招生，实施厚基础、宽口径的通识教育，在此基础上进行分流培养，学生结合自身兴趣特点做出合理的选择。事实说明，大类培养利于提高办学效益，优化教学资源，促进学科之间的交叉和渗透，实现更广泛的通才教育，满足市场经济的发展及社会生活多元化对人才的需求。
一、开设“专业导论”课程的意义和目标
在大类培养模式下，学生在大一、大二期间主要是学习公共课和大类基础课，大三期间学习技术基础课和部分专业课，大四期间学习专业课程和接受综合实践训练。但是在专业人才培养实践中发现，尽管大类培养适应了学科专业发展趋势和市场需求，但要更好地发挥大类培养的优势，还必须加强大类学习到专业培养之间的衔接，否则将直接影响培养目标的实现。
1.开设“专业导论”课程的意义
在大类培养阶段，本科低年级学生对电子信息学科、专业缺乏整体认识，不了解自己的专业方向，不了解专业课程设置，不了解专业课程与基础通识课程的关系；在思想上准备不足，不知为何要学习这些课程，不知道这些课程对于专业学习和未来所从事的工作的作用，没有自己的专业目标和努力方向，缺少明晰的学业规划，甚至有不少高年级学生到了选择专业方向的时候对自己的专业都不甚了解。针对大学一、二年级学生展开的问卷调查及座谈会结果表明，在开设专业导论课程之前学生普遍存在迷茫情绪，找不到发展方向，不能心平气和、扎扎实实地学习，甚至出现了所谓“大一放松，大二打工，大三租房，大四求生”的情况。
大学阶段是青年人渴望自主成长的时期，抓好大类教育与专业教育的衔接可以缩短他们对大学生活的适应期，引导大学生做好学业规划，为实现培养目标、提升培养质量打下坚实的基础。“专业导论”作为专业启蒙课程，将学科专业教育、思想教育、就业教育等融为一体，旨在帮助学生认识就读的学科与专业，加深对所学专业的感情，激发学习本专业的兴趣和学习动力，掌握正确的学习方法，为后续课程做铺垫；同时引导学生做好学业规划，选择适合自己的发展方向。
2.“专业导论”课程的目标
在这种情况下，选择在第二学年下学期和第三学年的上学期开设“专业导论”课程——电子信息技术导论更加符合教学实际。该课程的目标是：介绍电子信息技术的基本概念、学科知识体系、技术发展历程、当前的技术状况及发展走向、前沿领域，激发学生学习专业课程的兴趣，激发部分学生对某些研究领域的兴趣；介绍本专业的专业培养目标、培养要求、专业特色、课程设置、进度安排、实践环节等；对学生进行学习方法指导，指导学生做好学涯规划和人生职业规划。
二、“专业导论”教学模式探索
由于“专业导论”课程的特殊性，为使该课程教学效果更加明显，应从课程安排、教学内容、任课教师、考核方式等方面入手，探索合适的教学模式。
1.课程安排
在大类培养机制下，大学一年级学生在专业方面接触的主要是大类基础课，对专业的认识比较肤浅，对于专业领域的知识理解能力非常有限。大学二年级开始，学生通过各种途径对专业的认识不断深化，了解专业的愿望也更加强烈。到了大学三年级，学生对自己所学专业的某个领域已经有了较为深入的了解，但还存在着一定的片面性和盲目性，不知道如何进行职业规划及选择自己的发展方向。因此，学校选择在大学二年级下学期初和大学三年级上学期初各开设16学时的“专业导论”课程。
2.教学内容
在大学二年级下学期初，针对即将进入专业学习的学生，着重介绍专业特色、专业课程及专业知识体系、实践环节；介绍电子信息技术的基本概念、专业技术发展历程、当前的技术状况及发展走向、前沿研究课题等；介绍电子信息产业的主要领域及与学科之间的关系，电子信息产业在国民经济中的重要地位，强调电子信息产业是国民经济战略性、基础性、先导性支柱产业，让学生对自己所选专业产生认同感，激发学习专业课程的兴趣。
在大学三年级上学期，分若干模块介绍信息科学的各个学科各分支的研究内容及发展动态，如：电磁场与无线技术模块，通信技术与通信网模块，计算机技术、互联网技术与信息安全模块，微电子、集成电路及其应用模块，控制科学与工程模块，数字信号处理、图像、语音处理模块，光电信息技术等。介绍各模块所涉及的知识领域基本框架，与其他学科之间的关系等，使学生初步体会信息科学所涉及的领域范畴，相关的基础理论、基本技术和方法，达到拓展学生视野、激发学习兴趣的目的。
3.任课教师安排
为达到预期教学效果，采用课程教学小组的形式安排任课教师。小组长为课程的总负责教师，由主管教学的副院长或系主任担任，小组成员为专业骨干教师，根据每个教师的专长负责不同的模块。小组长负责介绍课程总体概况，包括主要学科领域、技术、产业、前沿课题等，突出介绍电子信息产业的战略性、基础性、先导性作用；其他任课教师分别向学生介绍各模块的基本理论、技术及发展动态等。课程教学小组经常针对专业导论课进行教学经验、教学内容、方式、方法及教学效果等方面的交流、探讨和研究。
4.课程考核
课程考核由课程组长负责，采用作业小论文+课程大论文的形式。每位教师根据自己负责的模块拟出若干题目让学生选择，最后课程组长综合各任课教师的评分给出本课程的总成绩。
作业小论文：若干题目自选，如电子信息技术可分为哪些产业，电子信息技术与国民经济及工业信息化之间的关系，电子信息技术各个学科与产业之间的联系，感兴趣的产业或领域，某领域的发展现状，大学期间专业学习与能力培养之间的关系等。
课程大论文：要求学生在学习完专业导论的基础上，通过调研对大学的专业学习及今后的发展进行规划，形成课程学习报告。包括各自特长和爱好是什么，自己的学习习惯、喜欢的职业，该领域当前的社会需求是什么，本科阶段应培养的能力有哪些，大学剩下的时间准备做哪些事情，毕业后的发展规划是什么，准备采取哪些措施去实施你的计划等。
三、对“专业导论”课程教学效果的思考
通过学生座谈会和问卷等形式对本课程教学效果进行了调查，结果表明，在本课程之前，很多学生都存在对所学专业不了解、学习动力不足等问题。这部分学生不知道如何规划大学期间的专业学习，对学业生涯定位模糊，对基础课不重视。以电子信息工程专业为例，该专业2009级学生在开课之前认为自己了解该专业的仅占14.3%，了解一点的占50.8%，认为自己对专业学科领域及相关产业了解的仅占9.5%，认为自己有明确专业爱好的仅占8%左右，不少学生渴望对专业有更深入的了解。经过课程学习之后，有70%左右的学生对自己大学阶段学习及今后专业发展提出了较为明确的规划。教学座谈会反馈结果表明学生和学生管理部门也对该课程持肯定态度。
由于“专业导论”课程的开设时间较短，在教学过程中还存在不少问题，如教学形式较为单一、与工程实际联系偏少、部分学生对课程的重视程度不够、教学时间安排不尽合理等。为进一步提高教学效果，针对存在的问题提出以下建议：
1.课程时间安排
“专业导论”作为大类招生专业的专业先导课程，具有教育和引导的多重功能，在低年级开设更有利于学生尽早了解专业，建立对专业的认同感，并尽早确立今后继续深造所要涉及的发展方向，减少专业上迷茫、学习精力分散等情况的发生；在中高年级开设有利于学生深入了解学科不同分支，并结合自身爱好特长对学业和今后发展方向做出合理规划。因此建议将“专业导论”课程的两部分内容分别安排在低年级和中高年级开设。
2.改革教学内容
密切跟踪学科发展，充分发挥不同研究方向教师的优势，充分把握学科及其分支的发展动态，把本学科最新的发展情况介绍给学生，帮助学生从不同角度了解专业内容及发展方向，并适当结合学校特色，构建特色化的教学内容。
3.重视条件建设，注重多种教学方法相结合
条件建设是课程建设的重要保证。进一步加强该课程的建设，包括教材、多媒体课件的制作、网络教学环境的建设；积极利用实验室、企业等条件开展实践教学；努力实现专题教学、多媒体教学、网络教学、实践教学等有机结合。
四、结语
在大类培养体制下，电子信息类“专业导论”课程在整个专业的课程体系中具有承上启下的重要作用。加强“专业导论”课程的教学研究，不断改进教学模式，充分发挥其引领、规划和导向作用，指导学生认识专业、规划未来，对提高教学质量乃至专业人才培养质量都具有重要的实际意义。
参考文献：
[1]刘光明，于斐，周雅，等.大学低年级课程中开设专业导论课的探索[J].高教论坛，2007.2（1）：37-39.
[2]彭熙伟，廖晓钟，邹凌.“自动化专业导论”课的教学实践与探索[J].中国电力教育，2011，（1）：74-75.
电子信息科学与技术专业基本设置在理科或与物理相关的院系,这与各院校授予理、工学士学位基本是相匹配的。但大多数院校,尤其是原重点综合性和重点理工院校的这个专业是从专业目录调整前的相关专业演变而来,从课程设置来看,相当大部分院校此专业与电子技术或电子信息工程或电子科学技术,甚至与计算机应用与通信等专业差别不大。电子信息产业是一项新兴的高科技产业。该产业的长足发展,直接推动了电子信息类毕业生的就业工作。电子信息科学与技术专业通常是一所大学中比较热门的专业,是不少优秀考生的首选。同时,电子信息科学与技术专业毕业生在理论基础方面比较扎实,按理说也应当是用人单位的首选。但是不少用人单位反映,该专业毕业生虽然了解的知识很多,但是许多毕业生存在动手能力差、对工具和方法的应用不熟、经验不足、缺乏独立解决问题的能力、缺乏实现抽象模型和软件系统方面的能力等问题。而且由于电子信息科学与技术专业的专业特征不明显,因而缺乏竞争力。我院是有近50年历史的地方理科院系,在教学、科研方面都有着良好的基础,基础设施也有一定的规模。如何结合我院良好的理科教育基础,建设特色鲜明的电子信息科学与技术专业,是同类型理科院校面临的共同问题。在专业建设中,主要存在的问题为:一是,专业范围不容易界定,电子信息涵盖的范围极其广泛,并且处于不断发展和扩充之中,使得该专业的建设方面表现出了一定的不适应性或盲目性[3]。尤其,我校还有相近的电子信息工程专业。本专业的课程体系、发展方向、专业特色等是影响学科建设和学生就业的严重问题。二是,缺乏有着本专业系统教育背景的教师。三是,实践实习的校外基地建设与社会支持力度难以满足教学要求。四是,教学方法及思路的更新要求。因此,从目前本专业的现状来看,有很多方面与现阶段的培养目标是不相应的,特别是在专业课程设置与实验室建设两个方面,这就无法为人才培养体系创造和谐的环境条件,也就无法培养合格的人才。
磁电子方向课程群的构建
针对上述问题,通过这几年广泛深入地调查、分析和研究,我们明确了电子信息科学与技术的发展方向;明确了地方经济发展规划方向,特别是电子行业的主流方向;明确了湖北省对电子技术人才的需求;了解了湖北省各高校特点和专业设置现状。结合我校特点与我院师资优势,我们逐渐探索出一条适合我院电子信息科学与技术特色专业建设的路子,逐步形成了以磁电子器件应用和磁电子信号处理为专业发展方向,以数理类、磁电子技术类和信息处理类为主要课程体系,以磁电子器件应用实验室、磁电子信息处理实验室、EDA与嵌入式系统实验室的建设为支撑,以校外实习和创新基地为补充的一个本专业人才培养体系。
1磁电子技术微电子材料与器件是二十世纪人类最伟大的创造之一,但是没有利用电子自旋特性。随着科学技术的发展,半导体组件的尺寸缩小到纳米级后,许多原有宏观特性将丧失,必须采用电子的自旋特性来解决半导体的尺寸效应问题。自旋电子学正是在这样的背景产生的。自旋电子学是一门以研究纳米尺度范围内电子的自旋特性为主要内容的一门交叉学科。自旋电子学,亦称磁电子学,它是磁学与微电子学相结合的产物。采用磁电子材料制造全新的或者高性能的器件,与传统半导体器件相比,具有大幅度降低能量消耗、增加集成密度和提高数据处理速度等优点。磁电子器件广泛应用于磁场感应、高速信号耦合和数据存贮等领域。磁电子材料及器件是目前国际学术界的一个热门研究领域。根据巨磁阻(GMR)效应[4-5]和自旋隧道(MTJ)效应[6]制成的各类先进磁敏器件迅速走向商品化。磁电子器件包括磁性传感器、磁性隔离耦合器和磁性存储器的市场前景巨大,未来年销售额估计将高达1000亿美元[7]。在2008年11月湖北召开的第十三届全国磁学和磁性材料会议上,磁电子材料和器件的研究被认为是事关中国能否赶上世界第四次科技发展浪潮的一个关键。目前,由东方微磁公司在湖北宜昌投资兴建的磁电产业园第一条磁电子芯片生产线已经建成,预计在未来几年,对具有磁电子技术背景的毕业生的需求呈上升趋势。
2磁电子方向课程设置磁电子方向课程群由微电子电路基础、固体物理导论、磁电子学与传感器与检测技术等四门课程组成。该方向培养的总目标是夯实专业基础,加强实验技能,强化工程意识,拓宽专业口径,突出磁电子应用特色。
(一)理论教学环节
微电子技术课程:包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,其教学内容非常丰富,并要求学生有良好的数学、物理、材料等学科基础。教学目的是给学生打好基础,为后续课程提供基本知识。本课程课堂教学主要做法为:(1)突出基本概念、注重器件原理和模型。简化复杂的数学推导和理论分析,强调对基本原理和规律的理解和掌握。(2)以应用能力培养为导向,强调实用性和简明性。在讲清模型的简化条件和物理意义的基础上,重点介绍模型的应用方法和技巧。固体物理导论主要教学内容是从晶体结构、晶格振动和电子运动的理论出发,通过引入各种元激发的模型、概念,为学生系统介绍了固体的热学性质、光学性质、电学性质、磁学性质及力学性质。是磁电子学的先修课程。磁电子学课程:根据我校本专业的发展方向和培养目标,所确定的主要教学内容包括磁电子学的基本概念、巨磁电阻(GMR)效应、自旋隧道(MTJ)效应、和磁电子学的应用等。由于学生相关物理基础相对薄弱,讲授本课程的主要做法是:(1)加强巨磁电阻(GMR)效应与隧道巨磁电阻内容的讲述,简要介绍典型的巨磁电阻传感器的工作原理。(2)磁电子学的应用是本课程的讲授重点,讲授内容包括磁电传感的应用、磁记录读出磁头、磁电阻随机存取存储器、自旋晶体管和量子计算机等,以培养应用能力为主要目标。传感器与检测技术课程:该课程在教学内容的选取上,以“必需、够用”为度,舍弃繁杂的理论分析,突出基础理论知识和实际操作技能。同时,注重吸收传感器与检测技术领域的新知识、新技术,并将磁电传感器单独设置为项目,便于教师根据科研项目的实际情况选择教授。
(二)实验教学环节
表1中给出了该专业方向所开设的实验情况,这些实验项目有许多来源于教师的科研课题,主要以设计性、综合性和研究性实验为主,鼓励学生自己设计、自己动手制作和开发研究,同时还鼓励学生积极参与导师的科研工作和科技创新大赛,指导学生撰写和发表研究论文。该实验教学环节体现了教学与科研的有机结合,不仅有利于师资水平的提高、教学内容的更新、传统专业的改造以及新专业的增建,更有利于新学科、交叉学科的形成与发展。
课程建设效果
1优化了课程体系,提高了教学质量在规定专业方向磁电子课程群后,学院组成了课程建设小组,加强了对专业方向课程群的建设与改革,提高了课程群的教学质量。同时学生对培养目标、就业方向更明确,有效的提高了学习的积极性和主动性,教学质量得到明显提高。
2加强了学生的专业基础,优化了学生的知识结构构建专业方向课程群后,学生对所学专业课程之间的关系比较清楚,学习时目标明确,能很好的处理各门课程学习的关系,能注重基础、抓住重点,学深学透。同时对其它相关基础课程如电路分析、电子技术基础能下功夫学好。在专业课程的学习中,学生能有的放矢地加强自己专业基础的学习和工程技术能力的训练,学生的知识结构得到了优化,工程应用能力得到了提高。
3培养了学生的创新意识和创新能力根据其反映的学科前沿研究和最新进展的研究信息等优势,有效的培养了学生对知识的理解能力和应用能力,大大提高了学生的创新意识和创新能力,同时也使学生成为教学过程的主动参与者,将研究与实践结合起来,提高了解决问题的能力。
[关键词]民族高校；课程群建设；项目实践
[中图分类号] G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0119-03
一、引言
随着我国加入《华盛顿协议》，国家高等工程教育发展的目标已经从发展理论研究型人才转变为培养高素质工程技术的应用型人才。这种转变对各高校的各专业课程建设提出了新的要求。特别是《国务院关于加快发展民族教育的决定》中指出，民族高校正面临着服务民族地区、培养民族人才的重任，要以就业为导向，调整高校学科专业结构，重点提高工、农、医、管理等学科比例。因此，如何结合自身特点设置课程及学生能力评估体系，实现自己的专业培养目标，真正为民族地区提供人力支持和智力支撑，是民族高校教育工作者理论和实践研究的一个重要内容。
北方民族大学为民族地区培养了大批的高素质应用型人才，但受限于办学时间短、所处地区经济发展滞后等客观原因，学校现有的教育基础较为薄弱，人才培养方式比较单一，人才培养目标和质量均难以满足地区经济社会发展需求。为此，探索本科教育人才培养新模式，培养真正能为少数民族地方服务的应用型人才是该专业亟待解决的关键问题。而真正落实应用型工程人才的培养，就需要以学生为主体，理顺所在专业的课程体系建设。
在本科人才培养模式和课程体系建设方面，有许多学者做了有益的尝试：2007年，陶泽灵将启发式教学应用到教学实践中，通过启发式教学，引导学生学习兴趣，提高素质教育质量[1]；2013年，夏雪梅提出以学生素质为核心将学校课程划分不同层次，并采用不同的教学模式来提高教学质量[2]；同年，刘丽珍等提出借助课程地图的构建，结合课程规划以及对学生未来升学就业发展的指引，设计智能专业的主干课程群体系结构，建立专业课程与核心能力培养的对应关系[3]；盛琳阳从课程体系、师资团队、教学方法、实验教学和工学结合5个方面介绍计算机网络课程群建设的改革思路和实践经验。[4]然而，已有的人才培养模式探索难以形成一个层次渐进的课程体系，通过课程体系学习后培养的学生也很难达到企业岗位的实际需求。
本文以电子信息工程专业作为典型的应用型工科专业，在培养中以专业就业需求为导向，通过划分年度项目将该专业各学期所学课程有机结合起来，实现一体化的具有相互支持性和内在有机联系的课程群和学业评价体系，从学生的素质、技能、创新和创业等各方面能力培养入手，实现培养出符合民族地区经济社会发展需求的合格本科毕业生的目标。
二、传统课程设置存在的问题
来自民族地区生源的学生个体差异问题。从河北、湖南和河南地区招收的学生素质普遍高于来自新疆、云南等地区的学生。以计算机类课程为例，发达地区从中小学就开始逐步涉及计算机方面的课程，而偏远地区到大学仍没有计算机的概念，这种现状就严重影响了计算机语言类课程的教学效果。
课时压缩和讲授内容重叠的矛盾。例如，在电路、数字电路、模拟电路教材中要介绍二极管、三极管工作原理；在数字电路、微机原理、EDA技术课程中均要介绍数字进制等相关概念。类似重复的基础内容介绍尽管侧重点各不相同，但由于教材编制的独立性和相对完整性，这些内容都保留了下来，并且在教学环节不断被反复讲解，这使得原本紧张的学时被占用，后续专业知识的讲解课时被严重压缩。
实践和理论相互脱节的矛盾。为了提高实践课程的比重，相关理论课时被压缩，学生仅学到了基础理论，还没有获得理论综合能力，就开始了实践实训课程的学习。反映在工程实践中，就是理论和实践对应不起来，学生能够按实验指导书的内容完成实验，但对实验内容既不会分析也不会设计。以电子设计大赛为例，学校参赛的21支队伍中，仅1支队伍选择了理论知识要求较高DC-DC变换类题目，占选手总数的4.76%，而选择动手能力较强的风力摆控制系统类题目就有6组，占参赛队伍的28.57%。从参赛论文撰写来看，学生理论分析方面的能力也相对欠缺。
课程设置的前瞻性不强，专业课程设置缺乏系统化。随着技术和需求的变化，现代企业对人才的需要也是千差万别。传统课程设置更注重学科内的连续性，忽略了学科间的内在联系和相关性，不能根据用人单位的实际需求进行课程调整，缺乏综合性应用人才培养意识。
三、树立项目实践型的教学理念
2015年北方民族大学招生5000余人，招生涉及31个省市自治区，生源覆盖全国56个民族，其中65%的学生来自农村，生源多元化，学生个体差异较大。
以电子信息工程专业为例，本科生培养现状表明：该专业的学生来源有13个民族，少数民族学生数量占总学生数的39.33%。大部分少数民族生源地的教育发展较落后，少数民族学生基础薄弱，成绩差异大；过于强调传统教学过程在学生培养中的作用，学生自学能力较差，无法适应现代知识更新；人才培养的引导不足，学生学习目的性不明确等诸多问题无法得到妥善解决。这使得该专业培养的学生缺乏学习主动性，基础理论不扎实，动手能力较差，并没有达到预想的培养目标，学生在就业市场上缺乏竞争力。
如果还采用传统的教学培养模式，学生会被限定在相同的环境中无法发挥自身特点，教学费时费力，达不到理想的效果。作为教学主体的学生在学习过程中也没有积极性和主动性，得不到全面发展。而采用项目实践型的教学模式能够通过团队角色定位，尊重学生认知基础和技术能力方面的差异，更加有效的发挥学生在学习过程中的积极性和主动性。
工科院校的项目实践型工程教育模式，主要由项目型一体化课程体系教育、实验实践型技能训练、创新创业型能力培养及过程性学业评价等内容构成。这种基于项目实践型工程教育模式强调人才培养，以产品开发过程实现人才培育，以全生命周期的产品开发为载体，通过构建一体化的有机联系课程体系，完善学生实习实践的客观环境，促进学生主动学习，最终培养能够和企业需求对接的应用型人才。
此外，产品开发的模式也更容易从产品目标开始理顺相关的课程体系，通过该模式的应用，可以更好地明确专业培养目标，调整课程核心内容，增强所授内容的实用性，提高教和学的效率。在传统教学过程中，我们经常提到“强基础、宽口径、重实践”的目标，但这些内容如何实现却很难找到合适的方法。通过项目实践培养模式，就可以从企业需求入手，定义毕业设计的内容，进而确定每个年级的课程、实验、实践教学内容，形成系统化有机的课程体系，为客观性的专业核心课安排奠定扎实的基础。因此，采用项目实践型的人才培养方式，可以打通企业需求与培养目标，构建一体化的课程体系，促进学生学习的主动性，实现专业培养目标。
四、集成化课程体系建设
要理顺电子信息工程类专业各门课程的教学大纲，构建以就业、创业为培养目标的一体化课程体系，就必须摆脱现有的人才培养模式，依托民族高校的实际情况，按照工程教育培养原则，解析各课程模块，搭建一体化的课程体系，完善以产品为导向的工程教育体系，培养学生的创新创业和工程实践能力，实现民族高校培养地区应用型人才的培养目标。
为此，学院以就业为人才技能培养目标，通过基础技能训练、专业技能训练、综合技能训练和毕业设计四个环节入手调整课程设置和课程内容安排，见图1。
整个专业的核心课程安排共分四个部分：一年级新生入学后，由于基础薄弱，只能安排专业导论、认知实习、电路和C语言等基础课程，培养学生的学习技能，夯实学生基础知识；二年级学生对知识有了初步了解，就可以安排数字电路、模拟电路和微机原理等专业基础课程，为后续的专业技能综合应用提供知识储备，并逐步涉及专业知识的学习；三年级学生已经有了专业基础知识，就需要通过嵌入式和单片机等工程应用性较强的理论课程以及专业性、综合性、机能性的电子设计类实践课程将专业知识融会贯通，通过具体项目设计进行相关的学习；四年级学生的学习目标已经开始转向工作技能教育，在此阶段可以依托毕业设计和专业实习，找寻自身所需的深领域专业知识并进行学习。
新人才培养方案中的上述课程设置真正能做到以学生为主体，以就业创业为导向，形成一套课程之间存在有机支撑的电子信息工程专业教学体系。其优化了学科基础课内容，体现了专业基础理论和方法，将学科前沿和生产实际相融合，进一步推进实训课程设置与工程实际相结合，实现了完善递进式的项目实践教学体系。
在这套课程体系建设的基础上，通过鼓励该专业教师应用慕课、翻转课堂、问题式教学、引导式教学、项目式教学等具体教学手段，将教师的教和学生的学结合起来，夯实了学生的知识基础，培养了学生的学习兴趣，提高了学生的应用能力，完成了学生的知识、能力和素质培养，为应用型工程人才搭建了良好的培养环境。
以“三电”类课程为例，专业搭建了以骨干教师为主体的教学改革团队，并引入慕课和翻转课堂等新的教学方法，通过制订课程项目目标和项目团队，促进学生课下自学，使得学生数字电路课程的课下平均学习时间增加了4000多分钟，课堂内外学习时间比约为1∶1.5。通过教学改革，学生养成了良好的自学习惯。
为了在新的课程体系建设中突出实践教学，在课程安排上我们加强了独立设课类实验的教学力度。在此方面，我们把综合电子系统设计、专业课程综合实训、综合技能实训等能够以项目形式开展的应用型实践教学独立设课，在内容安排上设置和理论教学相关的一些小型电子产品制作类内容。这样，学生在毕业设计阶段就可以胜任智能家居、避障小车、智能灌溉等综合性、实用性强的产品开发，通过这些内容的完成，提高了学生的创新和实践能力，实现了教学理论和实践内容的衔接。
在实验教学方面，提高设计性实验的比例，将验证性实验通过仿真或者课后项目团队自学的形式完成。在实验课堂上，通过典型的应用型项目实现教学与学习、设计与验证相结合的项目驱动式教学方式，鼓励教师讲解、学生验证的实验方法，鼓励学生自己动手实践并加以验证和总结。通过基本实验、开放性实验和课程设计相结合的实践课程教学模式，改变传统的教与学相脱节的教学模式。通过建立三个层次的实践教学体系提高学生的创新能力、应用能力和认知实践能力，具体见表1。
在推动学生学习自主性和自觉性，提高学习效率，培养学生自学能力方面，改进了课程的评估机制。率先在三电类课程和实验中设立了阶段性的观测点，这些观测点包括在学习过程中的学习态度、自主学习能力、专业素养、专业技能等多方面综合性评估内容。通过观测点给出每个学生客观的过程性评价成绩，结合期末考试为每个学生打出课程学习的综合评价。这样，通过加大过程评价和实践教学能力评价在整个评价体系中的比重，设置个性化、差异化的评价观测点，综合评价不同基础学生在课程教学过程中的进步情况，给每个学生都提供了恰当的提升空间。这种过程性评价的实施解决了学生的个体化差异，使得每个学生都能够在学习过程中得到鼓励和认可，实现学生综合素质的提高。
在此基础上，在专业内部引导学生进行项目式的创新实践活动，促进学生项目团队建设，探索多层次、全方位的教学培养模式。例如，在专业课程教学过程中适当设置了一定量的课外电子制作项目，并提供资金鼓励学生参加到学院和校级的大学生创新项目中。在此基础上，选择优秀项目参加到自治区和全国性的大学生创新项目中，使学生能在这些综合项目中得到进一步锻炼。
五、目前成果
经两年多的探索，基于项目实践型的民族高校集成化课程体系建设在电子信息工程专业教学模式变革中取得了明显的效果。
通过人才培养方式变革，电子信息工程专业以毕业生的就业需求为导向，加强了毕业生的实践和创新能力培养，并以此为目标推进了专业课程体系和教学方法的变革。
在课程及格率方面，以专业基础课模拟电子技术为例，2012年，学生的及格率为79.7%，2013年上升到86.1%，2014年及格率达到93.1%。该专业的高考第一志愿录取率从2011年的48.31%，一路上升到2014年的92.22%。据统计，2014年该专业本科学生的年终就业率为85.92%。学生主要就业方向为电子类产品生产、销售企业。学生就业方向与专业吻合度较高，就业层次相对较高。
从创新项目来看，2013级校级创新获得批准7项；2014年获得校级大学生创新实践项目9项，占整个学校的20%；国家级大学生创新项目2项，自治区级创新项目2项。此外，2015年度该专业学生获得全国大学生电子设计大赛全国一等奖一个，三等奖三个，宁夏赛区四个一等奖，两个二等奖。
两年多来的实践表明，基于项目实践的民族高校应用型工科课程建设使整个专业的教学工作出现了良性循环的态势，学生的整体素质得到了明显的提升。这对民族高校的人才培养模式变革和工科专业课程设置具有重要的意义。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 陶沼灵.启发式教学方法研究综述[J].中国成人教育，2007（4）：139-140.
[2] 夏雪梅.基于学生核心素养的学校课程建设：水平划分与干预实例[J].课程・教材・教法，2013（7）：11-16.
关键词:复杂工程问题;计算机科学与技术专业;课程设计
工程教育认证要求通过认证的工程专业不仅要深入理解和把握复杂工程问题，更要按照国际实质等效原则培养学生具有解决复杂工程问题的能力［1］。目前，针对计算机相关专业解决复杂工程问题能力培养的研究还处于探索阶段。许智宏等人认为可采用半开放式项目驱动教学方法达成目标［2］;尚凤军提出课程群建设面向复杂工程设计的方案［3］;黄永红等人认为可增设综合训练项目来达到培养目标［4］。刘秀平等人提出了分层实施方案，从知识、实践、设计的维度支撑了解决复杂工程问题的能力［5］。王宏宇等人提出了以学科竞赛主题为对象，遵循工程逻辑设计开发过程的课程建设改革方法［6］。许多研究成果对于分解落实解决复杂工程问题能力的培养缺乏深入探索，对于如何优化课程设计体系和内容来提高学生解决复杂工程问题的能力方面也缺乏深入研究。
1课程设计改革的意义
完备的实践教学体系主要包括课程实验、课程设计、实习、毕业设计(论文)等。通常，国内高校都将毕业设计(论文)环节作为实现解决复杂工程问题的重要载体。但近年来，毕业设计期间应聘、考研等挤占了学生很多时间和精力，设计内容往往弱化甚至忽略难以处理的学科交叉问题和非技术因素，且毕业设计往往采取一人一题，很难达到个人与团队的教学指标。课程实验往往随理论授课逐周分散进行，受学时限制以及学生知识掌握处于积累阶段等因素，一些深度型、探究型、综合型的实验往往很难开展。实习由于受到场地、经费、管理难度、企业技术保密等限制，往往缺乏理论指导下的实践。一些计算机类专业学生到实习单位后，只能接触一些前端页面或模块代码的机械性编写，无法接触软件或硬件的具体设计过程，有些专业实习甚至畸变为企业参观。《计算机类专业教学质量国家标准》要求计算机类专业学生4年的实验当量应不少于2万行代码。在课程设计方面，要求至少完成两个有一定规模和复杂度的系统的设计与开发。调研发现，实践教学体系中提高学生解决复杂工程问题的环节应保证时间的集中性，内容的规模和复杂度要达到国家标准中的要求，且应在理论的指导下开展，课程设计比较符合这一要求，应作为提升学生解决复杂工程问题能力培养的关键突破口。
2课程设计改革宗旨和研究方法
2.1课程设计改革宗旨
第一，以培养学生解决复杂工程问题能力为主线，突出工程技术应用能力的培养，强调自主学习和终身学习意识培养，全面提升学生的能力和素质。第二，使学生能够设计针对复杂工程问题的解决方案，在设计环节中体现创新意识，实现多方案分析与评价，从而全面提升实践教学效果。第三，使学生深入掌握工程原理，结合工程实践，体现综合运用，提升解决复杂工程问题的能力。第四，分解落实解决复杂工程问题能力的培养，课程设计的持续改进逆向推进课程体系的整体优化。第五，构建计算机专业完善的实践教学体系和课程群体系，建立各项实践教学活动的持续改进机制。
2.2基本研究方法
第一，调研法。采取调研问卷调查和访谈的方式，对目前已毕业学生、在校生(包括计算机类专业本科生、研究生)、教师(包括教学管理、教学一线、教辅等多层面)开展调研。同时走访和调研部分高校、IT企业和专业培训机构等。第二，逆向研究法。从实践入手，逆向优化专业类知识体系教学。第三，分析建模法。对调研数据、教学环节统计与考核数据、质量保证监控数据进行科学分析，借助人工智能手段进行建模优化。第四，螺旋优化、研以致用法。杜绝纸上谈兵，形成的专业课程设计内容设置实施方案(含教改方案、教学大纲、课程标准、考核标准等)，直接实施于一线教学活动，并通过实施效果的反馈螺旋优化后续方案。
3课程设计改革实践
课程设计计划的实施要求指导教师明确课程设计对应于工程教育认证标准具体的毕业要求指标点，并要在课程设计过程中坚持实施。明晰课程设计对毕业要求指标点的支撑作用，为合理安排课程设计的内容明确了指导思想。本校计算机科学与技术专业培养方案以工程教育专业认证为背景，共设置11门课程设计。一类课程设计在前5学期开设，涉及专业类知识课程门数相对较少，具体包括以下7门课程设计:C语言程序设计课程设计、Java程序设计课程设计、数据结构与算法课程设计、数据库原理课程设计、计算机网络课程设计、C++程序设计课程设计、JavaEE编程技术课程设计。以上课程设计以语言开发为主，是培养学生计算思维、软件工程设计规范、计算机语言开发能力的基础。指导教师面向解决复杂工程问题培养，认真设定课程设计题目和内容。以学生为中心，强调基础性、技能性、应用性、工程性和创新性，采用问题驱动和求解渐进化方式不断提升学生解决复杂工程问题的能力。每门课程设计在具体实施中，指导教师始终探索课程设计如何解决承上(课程实验)启下(毕业设计和实习)，并不断思考和探索课程设计如何逆向优化专业类知识课程的教学活动。计算机科学与技术专业另一类课程设计在第6和第7学期设置，综合性较强(在某些高校或专业有时被称为“综合开发实训”或“综合训练项目”等，但通常拘泥于一种开发语言或技术)。综合类课程设计有4门:A.体系结构课程设计。专业类知识课程涉及体系结构、计算机组成原理、编译原理、汇编与接口技术、计算机网络等硬件类和系统类课程。B.操作系统课程设计。专业类知识课程涉及操作系统、Linux系统等系统软件类课程和部分高级语言类课程。C.软件开发综合课程设计。专业类知识课程涉及各种高级语言类课程(如Java、C、C++)、软件工程、数据结构与算法、数据库原理等软件开发类课程。D.Python与人工智能课程设计。专业类知识课程涉及各种高级语言类课程(如Python、Java、C、C++)、数据结构与算法、人工智能导论等课程。综合类课程设计涉及大量通识类知识和学科基础知识，具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题，体现问题和系统的规模、难度、复杂度、综合性。课程设计更强调培养学生的系统观，使学生能够站在系统的高度，以系统的视角去看问题，去适应错综复杂的应用场景，最终实现问题的系统化、科学化求解。“软件开发综合课程设计”综合了之前的.NET综合课程设计、Java综合课程设计等软件开发类课程设计。根据工程教育专业认证要求，这门课程设计并不拘泥于某一种语言或技术要求，要求学生能够针对复杂工程问题，选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具等设计开发一套软件系统，并通过对比得到有效结论。“Python与人工智能课程设计”以解决复杂工程问题入手，学生首先分析问题建立模型，然后给出解决方案和算法设计，通过Python语言及其扩展库编程实现系统，最后通过设计方案、模型、算法、开发语言等多个角度对比分析给出所设计系统的客观性评价。在2017版培养方案中该课程设计为“Python程序设计课程设计”，设计内容包含了软件开发、大数据、人工智能、深度学习等。2019版培养方案中，专业增设了1门48学时的人工智能导论理论课，Python程序设计和人工智能导论合并为1门2周的“Python与人工智能课程设计”。“体系结构课程设计”和“操作系统课程设计”是专业认真研究工程教育认证标准后于2019版人才培养方案中新设置的2门课程设计。在学时紧张的情况下，专业仍增设了这2门综合类课程设计，力图保证学生硬件系统、组成原理、体系结构、操作系统方面的综合设计能力培养质量，保证人才培养的系统性和专业性。课程设计具体实施过程中，指导教师以突破解决复杂工程问题能力培养为核心安排课程设计内容，使学生的能力培养达到工程教育认证标准的培养要求，反复思考和尝试解决以下关键问题:第一，课程设计内容重点覆盖了《华盛顿协议》7个特征中的哪些特征?课程设计的规模、难度、复杂度、综合性是否能满足工程教育认证背景下的解决复杂工程问题的要求?第二，课程设计中，如何运用深入的而不是浅显的工程原理，经过什么样的分析，而不是直接套用原理、公式来解决设计目标?第三，课程设计中学生在哪些理论指导下进行实践?加深对哪些原理的理解?第四，为了突出复杂工程问题的解决，与课程设计相关的一门或多门相关课程的讲授环节中，将对传统的授课方式、方法和内容采取哪些变化?与课程设计相关的理论知识讲授和基本实验环节能否为学生完成课程设计奠定扎实基础?第五，课程设计是否要引入混合式教学?如果引入，混合式教学将如何提高课程设计效果?第六，从以学生为中心的角度分析学生如何通过课程设计和相关理论的学习，实现从“学了”到“学会”再到“会应用”?第七，课程设计“能力培养”如何量化考核，“复杂度”如何评价?以产出为导向，如何建立持续的人才培养改进机制?通过指导教师的不断思考和改革尝试，使各门课程设计实现了设计理念的转变、从简单到综合的转变、从单一系统到增加对比分析、综合评价等突破常规的转变。
4课程设计改革效果
课程设计改革使计算机科学与技术专业逐步形成一套课程设计内容设置实施方案(含教改方案、教学大纲、课程标准、形成性考核标准等)，并直接实施于现有教学活动。通过培训和专家辅导讲座等形式，指导教师深刻理解了工程教育认证的本质和内涵，改变了传统的课程设计理念。以复杂工程问题的提出和解决为课程设计核心，突出产出导向，精心设计课程设计题目，优化课程设计考核指标，建立了课程设计持续改进机制。课程设计改革在人才培养方面取得了切实效果。第一，以培养学生解决复杂工程问题能力为主线，突出工程技术应用能力的培养，增强了学生自主学习和终身学习意识培养，设计理念更符合学科发展趋势。第二，使学生能够设计针对复杂工程问题的解决方案，在设计环节中体现创新意识，养成了多方案分析、对比和评价的设计习惯。第三，使学生逐步掌握深入的工程原理，结合工程实践，综合运用，提升了解决复杂工程问题的能力。第四，以课程设计内容设置为突破口，逆向推进课程体系设置整体优化，使学生通过实践逆向推动理论课学习的兴趣和动力，学生的理论素质进一步提升。课程设计改革首先在省级一流本科专业“计算机科学与技术”专业实施，并推广至软件工程、数据科学与大数据技术、物联网工程三个计算机类本科专业。与信息技术密切且相关的电子商务、电子信息工程、机器人工程等专业也逐步开展了面向复杂工程问题能力培养的课程设计改革，取得了切实有效的实施效果。
5结语
截至2018年，计算机类专业已达3349个专业点，培养学生复杂工程问题的解决能力，是工程教育专业认证对工程类专业人才培养的核心要求，也是一流本科专业建设的核心目标之一。随着工程教育认证的普及开展，面向OBE理念，突出解决复杂工程问题能力培养的课程设计改革越发迫切和必要。只有不断改革，建立持续改进机制，才能不断优化计算机教育教学工作，为信息技术产业培养更多优秀人才，推动我国信息技术产业的蓬勃发展。
参考文献:
［1］林健.如何理解和解决复杂工程问题:基于《华盛顿协议》的界定和要求［J］．高等工程教育研究，2016，(05):17－26，38.
［2］许智宏，李妍，董永峰，等.半开放式项目驱动复杂工程问题能力培养实践［J］．计算机教育，2019，(02):37－40.
［3］尚凤军.面向复杂工程问题的计算机人才创新能力培养体系研究［J］．计算机教育，2016，(09):70－73.
［4］黄永红，蔡晓磊，刘国海，等.电气类专业“复杂工程问题”的理解与实践［J］．电气电子教学学报，2018，40(06):15－18，22.
［5］刘秀平，韩丽丽，胡新煜，等.基于工程教育专业认证的自动化专业复杂工程问题实践探索［J］．中国现代教育装备，2021，(21):67－69.
目前，我国正以超过全球任何国家的速度培养出受过高等教育的毕业生，在这些毕业生中，工科专业占有相当部分，这是一项惊人的成就，以至于美国国家科学院等机构在对比中美理工科毕业生人数后，提出“美国可能很快失去科技领导者角色”的担忧。[1]但事实上，我国工科毕业生的专业水平与其所受教育并不相称，大量高等院校工科毕业生并没有给社会提供相应数量的理工类研究、应用人才。“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”比著名的钱学森之问更严峻的是很多学校甚至不能培养出符合社会基本要求的人才。其突出表现为以下三方面：一是大部分工科毕业生，尤其是本科毕业生，进入社会后并未从事与所学专业相对应的工作，其在工作中也未能体现出相应教育所应具备的逻辑性与严谨性；二是很多能够从事相关专业工作的工科类毕业生，包括硕士与博士学位毕业生，其理论素养和应用技能与实际工作要求相差较大，往往需要就职单位进行二次培训；三是制造业急需一大批具备扎实的理论知识和实践经验，并兼具专业技能和创新精神的高端应用型人才，相较于受过高等教育的工科专业本科硕士毕业生，拥有一定技能的职高中专生反而更受欢迎。
一、工科教育教学问题的原因分析
对于工科毕业生专业能力未能达到与其所受教育相称水平的问题，主要原因有以下几方面：
1.学生对所学专业兴趣不高
对于很多学生来说，在选择高校专业前，并没有对相关专业做太多的了解，往往是在父母、老师的劝说或者出于就业及薪酬的考虑选择了所学专业。根据一项调查，在100位在校生中，自己选择专业的学生占到67%，其中，兴趣成为选择专业的主要原因的比例仅为33%。[3]而进入高校学习后，很多学生发现所学课程与预期差距较大，尤其认为基础课程枯燥乏味，进而对课程学习失去兴趣，未能学到应有的专业能力，更不会在步入社会后从事所学专业类工作。
2.高校课程偏理论轻应用，对学生实际应用知识帮助不大
学生对学习专业技能兴趣不大的原因，课程内容占很大部分。在基础课程部分，高校教材偏重理论，公式、算法占很大比重，而对理论方法在后续课程乃至实际工作中的应用着墨很少，即使介绍了算法在后续学科中的作用，也仅仅是专有名词的堆砌，与现实脱节很大。学生不能有感性的认识，反而更加困惑，也就无从谈起在以后的工作中应用该理论了。如“随机信号分析”课程中介绍均匀分布实际应用时，提到“由于A/D转换器的字长有限，模拟信号通过A/D转换时，势必要舍弃部分信息，丢失信息后相当于使信号附加了一部分噪声，称为量化噪声。量化噪声分为结尾噪声和舍入噪声，他们都是均匀分布的”，[4]在学习“通信原理”课程之前，学生很可能并不理解该示例的含义，对相关原理也没有直观认识。这种应用介绍并不能帮助学生真正理解随机信号分布规律，其结果往往是学生考试过后就忘，在未来工作中即使遇到相关问题也回忆不起来它的解决办法。
3.一切以考试为重，忽视学生能力素质培养
工科高等教育中知识是一方面，另一方面培养学生严谨的态度、缜密的逻辑思维以及较强的动手、创新能力也尤为重要。目前工科高校的考试体制以卷面成绩为主，对学生日常动手能力、课堂反馈考虑较少。这就造成了部分动手能力、自主研究能力较强的学生不能得到公平考察。比较典型的是在研究生报送过程中，一些日常专业能力、动手能力较强，甚至参与了实际应用项目的学生，因为课堂成绩不达标而痛失保送研究生资格。此外考试内容偏向考察上课讲到的概念、计算，对应用以及课堂外的考察基本不涉及。高等教育区别于以往中学教育的一点就是“书七讲八考九”，要求学生主动学习超过课本本身的内容，考试也应涉及课程知识的延伸，而目前考试内容的局限性导致学生只关注教师考前的“划重点”以及“突击复习”，并没有主动学习课程知识的意愿和动力。
4.高等教育投入不足，课程改革进度缓慢
自2010年至今，中国毕业生年均人数接近679万人，2014年更是达到空前的727万人，[5]这其中，近一半为理工科毕业生。可以看出，教育部门迫切希望提高我国基础人群的受教育水平，但教育资源增加的速度却落后于学生数量增长速度，工科教师待遇不高、师资不足、教师水平较低等问题仍然存在，导致部分地区受教育人数增加的同时，教育水平却在降低。此外，随着现行高校工科教育暴露出的问题越来越多，课程改革早已提上日程，虽然各级教育部门在课程改革上做出了很大努力，但资源配置不合理、课改体系混乱、评价体系陈旧等情况制约了改革进程。同时一线教师缺乏相应培训，教师对课改目标、授课方式了解不深，对创新教学方式信心不足，实际教学趋向保守，教授、考察方式往往以“照本宣科”为主，最终也只能保证学生的能力不低于专业学生普遍水平，应用能力更无从谈起。
二、解决办法
对于以上问题，解决方案应有一个总体目标，就是提高高校工科生实际应用能力。为社会培养应用型人才是高校教育的主要目的，企业用人也希望招收不需要太多培养即能投入实际工作的毕业生。针对这一目标，结合以上提出的问题，探讨解决办法。
1.提高学生学习兴趣
在专业学习中，兴趣是非常重要的，学生需要有主动学习的意愿，才能将相关课程学好。因此，高校可以先期介入学生的专业选择中，通过进入高中介绍、招生宣讲等方式，向学生详细介绍专业内容、专业前景、教授方式等，让学生对候选专业形成体系化的认识。同时，高校可以与各级教育机构合作，尽可能地针对不同类型学生的特点，提供定制化的专业选择建议。
此外，对于已进入高校学习的学生，可先进行专业导论课程学习。这类专业导论课程不是单纯讲授专业知识，而是着重介绍本专业在实际生活、工作中有哪些应用，多用实际例子，甚至结合实地参观操作，激起学生对所选择专业的兴趣。如北京工业大学电子信息工程专业和通信工程专业的大四本科生每年都要去联通公司大兴培训基地实践学习，内容包括C&C08机、3G、HW3COM和SDH传输，此类学习实用性较强，与本专业关联度很高，但专业知识深度较浅，容易被学生接受。如果类似这种实践学习能在本科阶段早期进行，相信会大大提高学生对本专业兴趣。
2.提高课程与实际关联性，培养学生动手能力
对于如何增加工科教材理论知识与实际应用的联系，可以采用教材章节末尾详细举例本章知识如何解决实际工作中的某个问题，或者在课程开始时先提出一个问题的方式，随着课程推进逐步利用课堂知识予以解决。问题选用要贴近实际，最好是高校生活中实际存在的问题，同时解答也尽可能用平实的语言，适当减少专业词汇，这样能够便于理解，大大强化学生对知识的直观印象。此外，高校课程中设置了大量的实验课程，但这类实验课程往往与课堂教学脱节，关联性不强，现实中也存在学生本学期学完理论，下学期进行相关实验课时已将知识忘光的现象。因此，建议将实验课与理论课进行揉合，随着课程的推进逐渐进行一系列实验。同时实验内容也多以动手操作为主，尽量多安排看得见、摸得着的内容，对实验的考核也要跳出实验报告纸。如果通过通信电路学习能够制作一个无线遥控器，或者学习计算机网络课程时完成一次基于底层报文交互的文字聊天，学生不仅学到了知识，同时也从这些成就中获得了实际应用能力，这对他们未来步入工作岗位是非常有益的。
3.丰富课程考查形式，重视学生素质培养
考试是考察学生学习成果的主要方式，也是检验学生的最公平方式，但考试的内容和方式应多样化，加大平时考察与书本外考察比重。书本专业知识考试是一方面，另一方面也可以以调查报告、专业论文、动手制作等方式，扩充学生的知识面，同时通过学生自身的思考、调查，锻炼学生的逻辑思维能力与自主学习能力。考试卷面本身应设置一些开放性试题，鼓励学生利用课程知识去思考问题和解决问题，也许给出的答案并不正确，但如果逻辑缜密或富有创新性，也应给予相应的分数。对于某些学科，可以将学生参加相关竞赛、校外活动内容纳入考察范围，对于课堂外获得的成绩予以鼓励，促进学生自主发展。
4.加大高等教育资源投入，完善课程改革内容
对于高等教育投入问题，近年来各类研究报告层出不穷，其中大部分都得出一个结论：我国对高等教育经费投入仍然不足。随着近年高校持续扩招，我国高校规模大，高校现有经费支出已不能满足教学需要，但经费不足不是制约高校工科教育的唯一因素。国家除了加大资金投入，各方面政策、社会资源也要向其倾斜，如增加工程类师资培养力度，制定完善国家或地区级工科生培养计划等。同时帮助高校加强与社会的联系，利用如“卓越工程师教育培养计划”等政策，采用校企合作的方式，将学生放入企业，学习解决实际问题，共同培养企业需要的工程人才。
[关键词]教研统一 人才培养 方法与机制
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）07-0114-03
一、引言
关于大学高水平本科人才的培养，其影响因素很多，而围绕教学与科研相互关系的讨论或说争论长期以来一直是高等教育研究领域备受关注的重要课题。[1]大学最核心的任务是确保本科教育质量，如果科研除了有利于人才培养之外，不能很好地服务本科教育，将丧失可持续发展的潜力;而将知识创新与教授有机结合起来，有效发挥科研的人才培养功能，对高校教学水平提高、教师教研水平提升、学生学习效果改善具有积极甚至无可替代的作用。
综观世界一流大学，无不要求其教师教学科研水平。我校从顶层设计角度制订了“教研统一”的办学理念。[2]笔者长期从事集成电路设计领域的科研与教学工作，结合专业特点，将多年来在教学与科研相互促进融合方面的探索进行梳理，并对其中面临的困难与挑战进行了思考。
二、教研统一的探索
目前国内不少大学存在不同程度的“科研先行”发展理念，造成了教学的“短板”。为促进集成电路设计与集成系统专业工程应用型人才的培养，本专业一线教师长期积极探索科研促进和服务教学的方式方法，将先后承担的国家自然科学基金重点项目、国家“863”重大专项、国家自然科学基金项目、国家科技攻关项目，以及省部级、厅局级、横向项目等数十项科研项目及成果以多种方式融入本科教学，努力使科研引领教学水平的提升，整个教学科研团队先后于2010年和2012年被评为“陕西省省级教学团队”――通信专用集成电路设计核心课程教学团队和“陕西省首批重点科技创新团队”――西安邮电大学通信专用集成电路与集成系统重点科技创新团队，探索形成了“科研嵌入”理论教学内容、“科研反哺”实践教学环境、“科研提高”师资队伍建设和“科研启发”应用型人才培养的教研统一方案，努力提高科研对教学的贡献率。
（一）“科研嵌入”理论教学内容
为了践行“教研统一”，在理论教学方面，贯彻科研项目分模块进课堂、进实验、进毕业设计，落实前沿技术进讲义、进习题、进考试环节，同时根据科研项目开发实际，总结工程经验，凝练科研案例，编写系列教材。通过将科研子模块“嵌入”教学、“嵌入”教材，丰富了教学内容，拓宽了学生视野，提高了学生实践能力，实现了科研成果进课堂、教学水平上台阶的目标。近年来承担并以多种形式融入教学的主要科研项目有：
项目1：国家自然科学基金面上项目“三维视频处理系统芯片动态可重构可编程体系结构研究”，经费160万元;
项目2：陕西省科技统筹项目“北斗二号 / GPS双模接收机芯片组”，经费150万元;
项目3：陕西省重大创新专项“双网数字传真机开发”，经费75万元;
项目4：陕西省重大创新专项“SDH片上系统设计与实现”，经费50万元;
项目5：国家自然科学基金重点项目“新一代图形处理系统芯片体系结构及关键技术研究”，经费440万元;
项目6：某国防项目“图形处理器IP研发”，经费99万元;
项目7：陕西省“13115”创新专项“高速数据网络包交换芯片研制与开发”，经费135万元;
项目8：国家“863”重大专项“基于NOC的多处理器系统片上高性能互连技术研发”，经费200万元;
项目9：国家“863”项目“宽带交换高速交换芯片的研究开发”，经费360万元;
项目10：国家自然科学基金“无线通信自重构容错NOC研究”，经费60万元。
上述项目与理论教学、实践教学以及集中实践环节相结合的具体操作如下：
1.集成电路专业导论：将项目1“APU体系结构、计算模式统一等”作为内容;将项目2“北斗、GPS以及伽利略等”的对比研究作为内容;将项目8“片上网络NOC的项目”引入教学;将项目9“电路交换、分组交换的发展及研发现状”引入课堂。
2.数字集成电路设计：将项目1、5中“涉及的长线、功耗、缺陷问题引入教学”作为内容;将项目6、7中的模块作为案例用于新编教材;将项目9“PLL、CDR单元、全定制振荡器”作为教学案例。
3.集成电路工艺原理：将项目1、5中“红墙问题、三维工艺”引入教学;项目7、9、10成果引起企业关注，与航天某所建立工艺联合实验室;将项目9开发过程中针对工艺的比较引入教学。
4.EDA技术实验：以项目1“4×4可重构阵列”，项目3“将图像CIS扫描、热敏打印头以及步进电机控制电路”，项目4“字符重排、帧定位等单元设计”，项目5和6“命令处理器”作为教学案例;将项目7、8、9、10前端设计中积累的代码编写经验、综合脚本撰写方法引入教学，将设计后端的STA用于新编教材中。
5.SoC设计方法学：以项目7、8、9的研发流程作为典型的SoC设计流程进行对比讲解。
6.计算机组成与设计：将项目1、5“ILP、OLP、DLP的统一”作为课程的主题研讨内容。
7.Verilog HDL数字系统设计：将项目1、5“反馈环、命令处理器、存储管理器等”作为大型实验案例;将项目4、7、9“PRBS序列产生、字符重排、帧定位单元”作为实验内容;将项目8、9、10“将分配管理单元、虚通道路由器”作为案例，并将验证平台的搭建作为大型案例引入教学。
8.通信原理：依据项目3建议授课教师将传统传真协议T.30、网络传真协议等引入课程;依据项目4建议授课教师将SDH内容讲解与项目开发结合起来;依据项目4、9建议授课教师将世界上第一套符合ITU-T标准STM-256帧结构的40G SDH设备等引入课程。
9.基于FPGA的嵌入式系统设计：将项目1、5“如何在Micro Blazer上移植操作系统、如何与底层电路交互”作为案例;将项目3双网传真机作为典型的嵌入式系统引入教学。
10.FPGA课程设计：将项目1和5“反馈环、Cache开发、命令处理器”，项目9、10“队列管理、VC分配、交换分配”等简化后作为题目。
11.集成电路设计课程设计：将项目1和5“几何变换、三维剪裁、图元装配”，项目9、10“队列管理、VC分配、交换分配”等作为题目。
12.SoPC课程设计：将项目3、5、6、7电路验证转化为SoPC方式进行以作为课程设计题目，项目7、8“PRBS序列产生、字符重排、帧定位等单元的开发”作为题目。
13.毕业设计：将项目1、5、6“基于可重构阵列的DCT变换、2D加速器、命令处理器、像素染色器等”，项目3“传真机方案设计、模块电路设计、软件方案、通信协议等”，项目4、7、9“PRBS序列产生、字符重排、帧定位等单元增加基于C的验证”，项目9、10“队列管理、VC分配、交换分配、torus结构等”，项目8“验证涉及的基于SV的验证平台、PLI平台等”作为毕业设计题目。
（二）“科研反哺”实践教学环境
集成电路设计是一个工程实践性很强的领域，所需的仪器设备、工具软件、工作条件成本高昂，建立完善的设计实践环境常令学科建设经费捉襟见肘。而在承担各级各类科研项目的过程中，逐步建立起了较高水平的科研平台，如部级重点实验室、省级工程中心、校企联合实验室等，在这些科研平台上积累了丰富的硬件资源、空间资源和人才资源。通过探索“科研反哺”，对实践教学环境的建设和提升起到了积极的促进作用。具体措施包括：
1.共享科研平台的硬件资源，提升学生实践环节的物质基础：在高水平科研带动下，先后投入数千万元建立了集成电路设计环境、工艺生产线，并与Altera、Xilinx、Intel、TI、广州周立功、772所等建立了联合实验室，相关的仪器、设备、开发工具等通过合理共享逐步向本科生开放，向实践教学资源转化，提升了实践环境的物质基础。
2.利用科研平台的空间资源，为学生提供校外实习实训的机遇与环境：通过科研合作，先后与烽火、中兴、华为、兖矿、煤炭科学院、深亚等相关设计企业、终端用户等建立了校外实习基地，丰富了学生的实习实训环境。
3.发挥科研平台的人才优势，转化为第一、第二课堂的教学优势：主持和参与科研项目的高水平教授、中青年教师、硕士研究生等是科研平台的人才优势，强调实施教授年授课学时数不低于120学时、项目负责人至少承担一门本科生专业课、青年教师指导学生参加兴趣小组和学科竞赛、硕士研究生承担助教等一系列措施，对学生创新能力的培养起到了积极作用。
通过上述举措，先后建设了陕西省实验教学示范中心――“计算机与微电子学实验教学中心”和“电工电子实验教学中心”、陕西省人才培养模式创新实验区――“电子信息工程应用型人才培养模式创新实验区”和“集成电路设计与集成系统工程应用型人才培养模式创新实验区”。
（三）“科研提高”师资队伍水平
集成电路设计的工程性要求教师必须具备丰富的实践经验，而科研正是弥补经验“短板”的有效途径。在具体实践中采取的“科研提高”师资水平的措施主要有：
1.划拨科研经费资助青年教师攻读硕士、博士：为了培养青年教师，形成人才梯队，一线青年教师先后有6人都是在科研项目专门审批划拨的经费资助下攻读博士、硕士，毕业后先后承担了陕西省自然科学基金项目、教育部重点项目、陕西省教育厅专项项目等10余项;多名青年教师指导本科生、研究生参加学科竞赛，先后获得大学生电子设计竞赛陕西省一等奖第一名和全国二等奖多次、研究生电子设计竞赛西北赛区特等奖两次、全国二等奖和三等奖各一次以及全国优秀指导教师奖。
2.人才引进注重科研方向、优势互补：在师资队伍建设中，注重科研经历、工程能力、国际背景，如引进的美籍全职教授有Nvidia、贝尔实验室、犹他大学等国际知名企业、科研院所长达29年的开发经历，并被聘为陕西省“百人计划”特聘专家。
（四）“科研启发”应用型人才培养
通过科研融入教学，对启发学生潜力、培养学生工程应用能力起到了积极作用;同时选拔兴趣浓厚者作为科研助手参与项目研发，由高水平教授直接指导，这些学生有多名进入Intel、MTK、华为、中兴等知名企业，担任开发经理、技术骨干等关键岗位，或考取知名高校的研究生，并迅速成长为导师科研团队中的骨干成员。
总之，科研成果分模块进课堂，丰富了教学内容;前沿技术进教案，拓宽了学生视野;科研设备向教学资源转化，改善了教学条件;坚持高水平教授为本科生授课，保障了教学中心地位;总结科研和工程经验，更新了教学内容，出版了系列教材，提高了学生工程实践能力，形成了科研促进教学的良好局面。
三、教研统一的思考
尽管在多年的教学科研实践中摸索了一些“教研统一”的方式方法，但终究不是机制，无法形成长效。而“教师的薪水、晋升，最终是依据其科研成果，而不是其教学绩效，大学制订的教师学术奖励体系中几乎看不到教学的影子”[3]，“教学和科研的统一正在随着科研的兴盛及二者之间激励机制的不平衡而受到破坏，科研正在越来越远离教学，甚至是毫不相干”。[4]那么，如何让教师发挥主观能动性，积极投身教研统一的探索？又如何让学生积极投身运用专业知识解决实际问题的实践，为学生实践能力培养与提高形成合力呢？
（一）倡导研究性教学
大学师资管理模式、绩效考核方式决定着大学教师的工作方式、工作效率和工作效果[5]，毕竟对多数人而言，指挥棒在哪里，工作的方向就在哪里。因此对工程实践性强的专业，可从教学的要求上倡导研究性教学，从绩效考核上拉近、拉平教学与科研奖励，不仅让只灌输书本知识的现象得到改观，也让学术水平高的教师有意愿对学生倾囊相授。
同时，一个高效的科研团队必然也是一个优势互补的水平梯队，而一个专业的教学也是理论与实践、抽象与具体、构想与实现的结合。因此，可从校级层面上制订科研团队对专业教学的工作目标，再由科研团队细分任务与计划，并分解科研项目，组织教学活动，做到教师人尽其才，学生人尽其用，这样既可以调动教师积极性，又可以发挥学生能动性。
（二）强调教学中心地位
从教师角度看，教学过程中应着重关注学生的学习过程，以教学为中心，以学生为主体，以教师为主导，以学习为主线。在基础课、专业基础课的支持下，专业课教学可以按“问题驱动、案例驱动、项目驱动、前沿驱动”的节奏循序渐进，逐步提升。教学方式方法的改革将在一定程度上促进“教研统一”的践行。
（三）发挥学生科研潜力
从学生角度看，专业知识的掌握程度，除了卷面成绩外，还可以有多种表现形式，如：1.参加教师科研项目，独立运用专业知识或在教师指导下多方查阅、调研，完成相关模块的设计，并撰写小论文或申请国家发明专利，或录用或发表，或实审或授权;2.参加学科竞赛，竞赛题目可以从日常应用角度激发学生的灵感，也可是教师科研项目转化，通过自由组队，在省级及以上政府机构组织的装试性竞赛、国家级行业协会组织的装试性竞赛上获奖等。对诸如此类情形，从学校学院角度给以奖励、鼓励，也将在一定程度上促进“教研统一”的践行。
四、总结
本文结合集成电路设计专业工程实践性强的特点，在长期的教学科研实践中，探索出了一套“科研嵌入”理论教学内容、“科研反哺”实践教学环境、“科研提高”师资队伍建设和“科研启发”应用型人才培养的教研统一方案;同时为了实现科研促进教学、提高人才培养的效果，从学校角度、教师角度和学生角度思考了倡导研究性教学、强调教学中心地位、发挥学生科研潜力的“教研统一”长效机制。
[ 注 释 ]
[1] 梁林梅.国外关于本科教学与科研关系的探析[J].江苏高教，2010（3）：67-60.
[2] 卢建军.深化高教改革要抓好顶层设计[N].光明日报，2014-06-17.
[3] Serow R C.Research and teaching at a research university[J].Higher Education，2000（4）：449-463.
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