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摘 要：为了更好地完成卓越工程师教育培养计划，切实提高学生工程实践能力，深入分析了项目教学法的基本特征，结合应用型本科院校电子信息工程专业培养目标及特点，研究了如何将项目教学理念融入到“卓越工程师教育培养”体系中。结合电子信息工程专业“卓越计划”试点班的教改工作，阐述了专业改革的具体举措，提出了相应的改进型教学体系。
关键词：电子信息工程 卓越工程师培养计划 项目教学法 教学改革
Combining mode of excellent engineer education & training scheme and project-teaching method for electronic information engineering
Zhu Hao， Wang Mulan
Nanjing institute of technology， Nanjing， 211167， China
Abstract： In order to accomplish the excellent engineer education & training scheme better and enhance the engineering practice ability of students， the character of project-teaching mode is analyzed deeply. The method of how to combine the project-teaching concept into excellent engineer education & training scheme is discussed based on the training objective and current situation of electronic information engineering in application-oriented institutes. The corresponding modifications and improved teaching system are presented combine with the reform working of electric information engineering.
Key words： electric information engineering； excellent engineer education & training scheme； project-teaching； teaching reform
“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是教育部于2010年正式启动的一项旨在培养造就大批创新能力强，适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才的重大改革项目。目的是为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。其工作思路在于借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验，创建具有中国特色的工程教育模式。该项目具有3个特点：（1）企业深度参与高校的人才培养过程；（2）学校按照通用行业标准培养工程技术人才；（3）强化培养学生的工程能力和创新能力。应用型本科院校以培养高级专门技术型人才为主要目标，其特点在于工程性、实践性和应用性，因此在应用型本科院校中实施“卓越计划”具有特殊的优势。应用型本科院校如何利用自身条件，寻找切实有效的改革方法，构建具有自身特色的“卓越计划”是一个值得深入研究的课题。
1 项目教学法与电子信息工程特点
项目教学法起源于德国“双元制职业教学模式”，是指以完成一个完整的工程项目为目标的教学方式。学生可以在项目设计实践中学到理论知识，掌握将理论知识灵活用于不同工程项目的方法，为将来工作时快速高效地运用所学理论积累实践经验。近年来，该方法在我国高校工科、理科以及经济类各专业教学中均得到了应用，出现了一批具有专业特色的研究成果。
电子信息工程专业培养面向电子领域的高级应用型工程师，在要求掌握较宽的电子信息专业基础知识前提下，侧重于通信、控制、机电等领域内的电子信息技术的综合应用，培养各类电子系统研究、设计、开发、集成和应用等工程能力，德、智、体全面发展的应用型高级工程技术人才。本专业学生系统学习电子信息技术基本理论和知识，掌握用现代电子技术进行信号采集、传输、处理、加工、测试的方法与技术，具有电子系统、通信系统、语音应用系统的综合设计与研究能力。本专业工程实践教学主要基于弱电系统，以软硬件结合的设计方式为主。相对于机械、电力、控制、动力等工科专业而言，与电子信息工程专业相关的实际工程项目来源广泛，成本低廉，所需开发场地较小，研发调试方便灵活。因此，电子信息工程专业应该根据上述特点选择小而精的典型工程项目，将之引入教学环节中，结合企业实训过程快速有效地提高学生工程应用能力。
2 电子信息工程专业改革举措
我校是全国首批“卓越计划”试点高校之一，电子信息工程专业的传感网方向是2012年获批的“卓越计划”试点专业方向之一。依托本专业现有的教学成果和教学经验，结合“卓越计划”目标和项目教学法的基本特点，我们在培养标准、培养方案、教学目标、培养重心等方面进行了一系列探索和改革，提出了以下改革措施，力求能够充分利用企业资源，更好地引入工程项目，切实提高学生的工程应用能力。
2.1 制定联合培养标准
依据信息产业通用标准、行业标准以及培养目标定位，与信息行业的企业联合研究制定电子信息工程专业培养标准。在标准制定中注重以下三点：一是现场工程师与研究型、高职类人才在规格要求上的区别；二是依据我国经济社会转型以及产业升级调整对人才培养的要求，突出现代信息技术交叉融合的特征；三是针对目前人才培养的问题，体现“大工程”教育观念，强调对职业道德以及非专业素质的要求。 2.2 创新技术路线
专业改革人才培养方案制定方法采用“倒推法”技术路线，即：企业调研—岗位分析—知识结构与能力分析—课程体系及教学环节设计—学校、行业、企业共同论证，制订全新的“卓越计划”试点专业人才培养方案，强化应用型人才的培养特色，提高与行业发展需求的符合度。
2.3 改进课程体系
遵循现代信息产业技术的交叉特征，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和教学内容。一是打破传统的公共基础+专业基础+专业课程的“三段式”课程体系，构建体现专业核心能力培养以知识逻辑关系划分的模块化课程体系；二是注重知识综合运用，开设综合实践教学和系列化项目教学，构建完成现场工程师基本训练的实践教学体系；三是整合理论知识与实践经验，融合学科体系和职业资质标准，要求专业课程的工程案例不低于10%；四是全面修订课程教学大纲和质量标准，形成校企联合培养，理论与实践交叉进行，环环相扣的新型课程体系。
2.4 调整培养重心
以培养专业现场工程师为目标，侧重学生在传感网底层模拟和数字系统的设计应用、通信信号处理、智能芯片的软硬件设计3个领域的系统研发、运行、调试、操作、维护及管理的专业知识水平与综合应用能力的提高。
3 课程体系构建
课程体系是上述改革措施与高校自身结合最紧密的部分。针对电子信息工程专业特点，需要考虑“五个注重、五化改革”。五个注重是：注重专业核心能力培养，注重工程实践能力培养，注重创新创业能力培养，注重职业习惯培养，注重学生个性培养。五化改革是：课程体系模块化，项目教学系列化，科技竞赛普及化，学习评价多样化，师资构成多元化。
以电子信息工程传感网方向为例，根据专业人才培养目标和培养标准，可以将专业课程体系分为公共基础、模拟电路、数字电路、智能芯片应用设计、通信信号处理、传感网设计6个模块。
3.1 公共基础模块
公共基础模块主要包括思想道德素质、法律意识和社会责任感等方面的培养，强调学生全面发展，通过扩大学生的知识广度，拓展学生的视野，使学生兼备人文、社科与科学素养。该模块包含政治思想、人文社会科学方面所有的“两课”教育；工科学生必备的数学（高等数学和工程数学）、大学物理及物理实验；英语能力；计算机基础知识；大学体育等。
本模块以提高实效为原则，改革思政类课程教学模式，增设实践性教学；将大学英语与专业英语整合，除对英语等级考试的要求外，全面提高学生英语听、说、读、写的能力；精简大学物理课程，突出电子学内容。
3.2 模拟电路设计模块
本模块课程包括电路原理及电路实验、模拟电子技术和独立实验及课程设计、电工实习、电子实习、高频电子线路和实验及课程设计、射频电路设计与天线技术和实验。通过上述课程学习，学生应全面掌握低频、高频、射频方面的基础理论知识和能力。
该模块的改革思路为：在电路原理中增加三极管和场效应管知识，以便将后续数字电子技术课程前移；在射频电路设计与天线技术课程中结合射频和天线两部分内容并突出RFID电路设计中，高频电子线路中突出锁相环设计。
3.3 数字电路设计模块
本模块要求学生全面掌握从数字电子器件原理到功能性数字电路模块直至完整数字系统设计的相关知识。课程包括数字电子技术和独立实验及课程设计、数字系统设计和实验及课程设计以及电子线路CAD。
改革措施包括：将数字电子技术提前至第二学期，以便将高年级课时空出用于企业实训；数字系统设计课程缩减理论学时，增加实践学时，结合企业及教师的科研项目设计完整的数字系统。在条件允许的情况下可以结合电子线路CAD课程进行制板和焊接训练。
3.4 智能芯片应用设计模块
本模块要求学生全面掌握单片机、DSP、ARM系统及综合电子系统设计方面的基础理论知识和能力。课程包括C语言程序设计和实验及课程设计、单片机原理和实验及课程设计、DSP芯片及应用和实验及课程设计，嵌入式系统、嵌入式操作系统、Linux C++技术、嵌入式系统综合课程设计、综合电子系统设计和课程设计。
其中单片机课程增加PIC/MSP430单片机应用设计及其实践环节，以适应更多的应用环境；精简微机原理及接口技术内容并将之与单片机原理及应用相整合。综合电子系统设计采用多教师项目教学方式。
3.5 通信信号处理模块
本模块要求学生全面掌握信号与线性系统、通信系统、信息论与编码理论等方面的基础理论知识和能力。课程包括信号与线性系统及实验、通信原理及实验、信息论与编码及实验、电磁场与微波技术及实验、Matlab通信仿真设计。
教学内容改革包括通信原理与数字系统设计相结合部分模块设计可采用HDL语言，将电磁场与微波技术与天线技术内容整合成一门课，信息论与编码授课内容与HDL语言设计相结合。
3.6 传感网设计模块
本模块要求学生全面掌握传感网低层软硬件设计等方面的基础理论知识和能力。包括传感器与检测技术和实验及课程设计、计算机通信与网络和实验、无线传感网、网络数据库技术、现代网络技术设计等课程。
模块设计注意各课程内容的整合，注重衔接，网络数据库技术对传统数据库理论内容进行压缩，侧重于基于传感器或传感网的数据库项目式授课。
4 拓展训练模块设计
4.1 人文素质拓展
该部分课程要求学生通过人文社科类和自然科学类公共选修课程的学习，具备良好的人文素养和科学素养。模块由人文社科学类和自然科学类公共选修课程、企业管理等构成。
4.2 专业素质拓展
通过专业素质拓展课程的学习，学生可以对相关专业领域的技术现状和发展趋势进行更加深入地了解和应用。专业素质拓展课程的安排以体现对核心专业能力的支撑和拓展为目标，主要包括现代无线通信、现代光通信、网络安全技术、光纤器件与光纤传感技术、物联网技术、无线接入网等。 4.3 企业培养
学生可以参与企业的生产运行、技术服务、检修实验以及管理等工作，将理论与企业实践结合，并加以运用，培养现场工程师良好的工程意识和职业规范，进一步强化学生在相关行业及企业一线生产现场分析、解决本专业方向工程实际问题的能力。主要包括企业认识实习、企业专业实习、企业毕业设计。
4.4 综合能力课外培养模块
通过多层次、多种形式的课外实践可以培养学生查阅资料、自主学习、团队合作以及工程意识和创新意识等，使学生的专业能力与综合素质得到锻炼和提高。主要以参加社会实践、组织活动、参加科技竞赛、创新项目、教师科研、专业技能培训与认证等为主。
上述6个课程模块和4个拓展模块均配有实验实习环节结合独立项目进行实训。各模块实验实习体系如图1所示。
图1 实践环节教学体系鱼骨图
5 结束语
项目教学法强调工程性和实用性。德、美等国多年的实践和运用证明其作用和效果是明显的。其优势与“卓越计划”的实施目标不谋而合，合理地将其应用于教学体系中对更好地实现“卓越计划”，培养优秀的高级技术人才将起到事半功倍的效果。但在运用过程中也不能全盘照搬国外经验，例如在德国类似教学多以企业为主导，而在国内，尤其是本科以上院校，仍然应以学校教育为主。此外，学校相对固定的培养计划与灵活多样的企业培训计划之间的矛盾；企业需要提供的高额培训成本以及学校与企业的管理衔接等问题也都需要进一步深入讨论。
参考文献
[1] 汪木兰，周明虎，张艳丽.“卓越工程师教育培养计划”中系列化探究式项目教学的设计原则[J].中国现代教育装备，2011（23）：9-12.
[2] 汪木兰，周明虎，李建启.以项目教学为载体制订先进制造技术卓越工程师培养方案[J].中国现代教育装备，2010（12）：15-19.
[3] 周明虎，汪木兰，封世新.项目教学法的实施与典型案例分析[J].中国现代教育装备，2010（13）：6-8.
[4] 汪木兰，周明虎，封世新.系列化项目教学法在先进制造技术卓越工程师人才培养中的应用[C].2011 2nd International Conference on Management Science and Engineering， MSE 2011（6）：366-372.
关键词：电子信息工程 卓越工程师培养计划 项目教学法 教学改革
Combining mode of excellent engineer education & training scheme and project-teaching method for electronic information engineering
Zhu Hao， Wang Mulan
Nanjing institute of technology， Nanjing， 211167， China
Abstract： In order to accomplish the excellent engineer education & training scheme better and enhance the engineering practice ability of students， the character of project-teaching mode is analyzed deeply. The method of how to combine the project-teaching concept into excellent engineer education & training scheme is discussed based on the training objective and current situation of electronic information engineering in application-oriented institutes. The corresponding modifications and improved teaching system are presented combine with the reform working of electric information engineering.
Key words： electric information engineering； excellent engineer education & training scheme； project-teaching； teaching reform
“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是教育部于2010年正式启动的一项旨在培养造就大批创新能力强，适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才的重大改革项目。目的是为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。其工作思路在于借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验，创建具有中国特色的工程教育模式。该项目具有3个特点：（1）企业深度参与高校的人才培养过程；（2）学校按照通用行业标准培养工程技术人才；（3）强化培养学生的工程能力和创新能力。应用型本科院校以培养高级专门技术型人才为主要目标，其特点在于工程性、实践性和应用性，因此在应用型本科院校中实施“卓越计划”具有特殊的优势。应用型本科院校如何利用自身条件，寻找切实有效的改革方法，构建具有自身特色的“卓越计划”是一个值得深入研究的课题。
1 项目教学法与电子信息工程特点
项目教学法起源于德国“双元制职业教学模式”，是指以完成一个完整的工程项目为目标的教学方式。学生可以在项目设计实践中学到理论知识，掌握将理论知识灵活用于不同工程项目的方法，为将来工作时快速高效地运用所学理论积累实践经验。近年来，该方法在我国高校工科、理科以及经济类各专业教学中均得到了应用，出现了一批具有专业特色的研究成果。
电子信息工程专业培养面向电子领域的高级应用型工程师，在要求掌握较宽的电子信息专业基础知识前提下，侧重于通信、控制、机电等领域内的电子信息技术的综合应用，培养各类电子系统研究、设计、开发、集成和应用等工程能力，德、智、体全面发展的应用型高级工程技术人才。本专业学生系统学习电子信息技术基本理论和知识，掌握用现代电子技术进行信号采集、传输、处理、加工、测试的方法与技术，具有电子系统、通信系统、语音应用系统的综合设计与研究能力。本专业工程实践教学主要基于弱电系统，以软硬件结合的设计方式为主。相对于机械、电力、控制、动力等工科专业而言，与电子信息工程专业相关的实际工程项目来源广泛，成本低廉，所需开发场地较小，研发调试方便灵活。因此，电子信息工程专业应该根据上述特点选择小而精的典型工程项目，将之引入教学环节中，结合企业实训过程快速有效地提高学生工程应用能力。
2 电子信息工程专业改革举措
我校是全国首批“卓越计划”试点高校之一，电子信息工程专业的传感网方向是2012年获批的“卓越计划”试点专业方向之一。依托本专业现有的教学成果和教学经验，结合“卓越计划”目标和项目教学法的基本特点，我们在培养标准、培养方案、教学目标、培养重心等方面进行了一系列探索和改革，提出了以下改革措施，力求能够充分利用企业资源，更好地引入工程项目，切实提高学生的工程应用能力。
2.1 制定联合培养标准
依据信息产业通用标准、行业标准以及培养目标定位，与信息行业的企业联合研究制定电子信息工程专业培养标准。在标准制定中注重以下三点：一是现场工程师与研究型、高职类人才在规格要求上的区别；二是依据我国经济社会转型以及产业升级调整对人才培养的要求，突出现代信息技术交叉融合的特征；三是针对目前人才培养的问题，体现“大工程”教育观念，强调对职业道德以及非专业素质的要求。 2.2 创新技术路线
专业改革人才培养方案制定方法采用“倒推法”技术路线，即：企业调研—岗位分析—知识结构与能力分析—课程体系及教学环节设计—学校、行业、企业共同论证，制订全新的“卓越计划”试点专业人才培养方案，强化应用型人才的培养特色，提高与行业发展需求的符合度。
2.3 改进课程体系
遵循现代信息产业技术的交叉特征，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和教学内容。一是打破传统的公共基础+专业基础+专业课程的“三段式”课程体系，构建体现专业核心能力培养以知识逻辑关系划分的模块化课程体系；二是注重知识综合运用，开设综合实践教学和系列化项目教学，构建完成现场工程师基本训练的实践教学体系；三是整合理论知识与实践经验，融合学科体系和职业资质标准，要求专业课程的工程案例不低于10%；四是全面修订课程教学大纲和质量标准，形成校企联合培养，理论与实践交叉进行，环环相扣的新型课程体系。
2.4 调整培养重心
以培养专业现场工程师为目标，侧重学生在传感网底层模拟和数字系统的设计应用、通信信号处理、智能芯片的软硬件设计3个领域的系统研发、运行、调试、操作、维护及管理的专业知识水平与综合应用能力的提高。
3 课程体系构建
课程体系是上述改革措施与高校自身结合最紧密的部分。针对电子信息工程专业特点，需要考虑“五个注重、五化改革”。五个注重是：注重专业核心能力培养，注重工程实践能力培养，注重创新创业能力培养，注重职业习惯培养，注重学生个性培养。五化改革是：课程体系模块化，项目教学系列化，科技竞赛普及化，学习评价多样化，师资构成多元化。
以电子信息工程传感网方向为例，根据专业人才培养目标和培养标准，可以将专业课程体系分为公共基础、模拟电路、数字电路、智能芯片应用设计、通信信号处理、传感网设计6个模块。
3.1 公共基础模块
公共基础模块主要包括思想道德素质、法律意识和社会责任感等方面的培养，强调学生全面发展，通过扩大学生的知识广度，拓展学生的视野，使学生兼备人文、社科与科学素养。该模块包含政治思想、人文社会科学方面所有的“两课”教育；工科学生必备的数学（高等数学和工程数学）、大学物理及物理实验；英语能力；计算机基础知识；大学体育等。
本模块以提高实效为原则，改革思政类课程教学模式，增设实践性教学；将大学英语与专业英语整合，除对英语等级考试的要求外，全面提高学生英语听、说、读、写的能力；精简大学物理课程，突出电子学内容。
3.2 模拟电路设计模块
本模块课程包括电路原理及电路实验、模拟电子技术和独立实验及课程设计、电工实习、电子实习、高频电子线路和实验及课程设计、射频电路设计与天线技术和实验。通过上述课程学习，学生应全面掌握低频、高频、射频方面的基础理论知识和能力。
该模块的改革思路为：在电路原理中增加三极管和场效应管知识，以便将后续数字电子技术课程前移；在射频电路设计与天线技术课程中结合射频和天线两部分内容并突出RFID电路设计中，高频电子线路中突出锁相环设计。
3.3 数字电路设计模块
本模块要求学生全面掌握从数字电子器件原理到功能性数字电路模块直至完整数字系统设计的相关知识。课程包括数字电子技术和独立实验及课程设计、数字系统设计和实验及课程设计以及电子线路CAD。
改革措施包括：将数字电子技术提前至第二学期，以便将高年级课时空出用于企业实训；数字系统设计课程缩减理论学时，增加实践学时，结合企业及教师的科研项目设计完整的数字系统。在条件允许的情况下可以结合电子线路CAD课程进行制板和焊接训练。
3.4 智能芯片应用设计模块
本模块要求学生全面掌握单片机、DSP、ARM系统及综合电子系统设计方面的基础理论知识和能力。课程包括C语言程序设计和实验及课程设计、单片机原理和实验及课程设计、DSP芯片及应用和实验及课程设计，嵌入式系统、嵌入式操作系统、Linux C++技术、嵌入式系统综合课程设计、综合电子系统设计和课程设计。
其中单片机课程增加PIC/MSP430单片机应用设计及其实践环节，以适应更多的应用环境；精简微机原理及接口技术内容并将之与单片机原理及应用相整合。综合电子系统设计采用多教师项目教学方式。
3.5 通信信号处理模块
本模块要求学生全面掌握信号与线性系统、通信系统、信息论与编码理论等方面的基础理论知识和能力。课程包括信号与线性系统及实验、通信原理及实验、信息论与编码及实验、电磁场与微波技术及实验、Matlab通信仿真设计。
教学内容改革包括通信原理与数字系统设计相结合部分模块设计可采用HDL语言，将电磁场与微波技术与天线技术内容整合成一门课，信息论与编码授课内容与HDL语言设计相结合。
3.6 传感网设计模块
本模块要求学生全面掌握传感网低层软硬件设计等方面的基础理论知识和能力。包括传感器与检测技术和实验及课程设计、计算机通信与网络和实验、无线传感网、网络数据库技术、现代网络技术设计等课程。
模块设计注意各课程内容的整合，注重衔接，网络数据库技术对传统数据库理论内容进行压缩，侧重于基于传感器或传感网的数据库项目式授课。
4 拓展训练模块设计
4.1 人文素质拓展
该部分课程要求学生通过人文社科类和自然科学类公共选修课程的学习，具备良好的人文素养和科学素养。模块由人文社科学类和自然科学类公共选修课程、企业管理等构成。
4.2 专业素质拓展
通过专业素质拓展课程的学习，学生可以对相关专业领域的技术现状和发展趋势进行更加深入地了解和应用。专业素质拓展课程的安排以体现对核心专业能力的支撑和拓展为目标，主要包括现代无线通信、现代光通信、网络安全技术、光纤器件与光纤传感技术、物联网技术、无线接入网等。 4.3 企业培养
学生可以参与企业的生产运行、技术服务、检修实验以及管理等工作，将理论与企业实践结合，并加以运用，培养现场工程师良好的工程意识和职业规范，进一步强化学生在相关行业及企业一线生产现场分析、解决本专业方向工程实际问题的能力。主要包括企业认识实习、企业专业实习、企业毕业设计。
4.4 综合能力课外培养模块
通过多层次、多种形式的课外实践可以培养学生查阅资料、自主学习、团队合作以及工程意识和创新意识等，使学生的专业能力与综合素质得到锻炼和提高。主要以参加社会实践、组织活动、参加科技竞赛、创新项目、教师科研、专业技能培训与认证等为主。
上述6个课程模块和4个拓展模块均配有实验实习环节结合独立项目进行实训。各模块实验实习体系如图1所示。
图1 实践环节教学体系鱼骨图
5 结束语
项目教学法强调工程性和实用性。德、美等国多年的实践和运用证明其作用和效果是明显的。其优势与“卓越计划”的实施目标不谋而合，合理地将其应用于教学体系中对更好地实现“卓越计划”，培养优秀的高级技术人才将起到事半功倍的效果。但在运用过程中也不能全盘照搬国外经验，例如在德国类似教学多以企业为主导，而在国内，尤其是本科以上院校，仍然应以学校教育为主。此外，学校相对固定的培养计划与灵活多样的企业培训计划之间的矛盾；企业需要提供的高额培训成本以及学校与企业的管理衔接等问题也都需要进一步深入讨论。
参考文献
[1] 汪木兰，周明虎，张艳丽.“卓越工程师教育培养计划”中系列化探究式项目教学的设计原则[J].中国现代教育装备，2011（23）：9-12.
[2] 汪木兰，周明虎，李建启.以项目教学为载体制订先进制造技术卓越工程师培养方案[J].中国现代教育装备，2010（12）：15-19.
[3] 周明虎，汪木兰，封世新.项目教学法的实施与典型案例分析[J].中国现代教育装备，2010（13）：6-8.
[4] 汪木兰，周明虎，封世新.系列化项目教学法在先进制造技术卓越工程师人才培养中的应用[C].2011 2nd International Conference on Management Science and Engineering， MSE 2011（6）：366-372.