论电子信息科学与技术专业
[摘 要]电子信息科学与技术专业是电子科学与信息科学相融合所形成的一类新专业,在教学内容、课程体系与人才培养方面还存在诸多不完善。根据近几年的教学实践及对该专业的深入思考,对人才培养、课程体系的建立、教学内容重新组织与融合等方面提出了具体的改革措施,并在此基础上创造性地将物理、电子、信息及相关交叉学科领域的教学内容进行重组,奠定了电子信息科学与技术专业基础理论体系。
[关键词]电子信息科学与技术 教学内容 体系 改革
1.电子信息科学与技术专业在教学内容、课程体系和人才培养上存在的主要问题
在“十一五”规划的指导下,江西理工大学的目标是要建设成一所以理工科为主,文、法、管、经、外等多学科的综合性大学,而我校原是一所以工科为主的一般高等院校。为了实现这一目标,我校近一段时期专业建设的重点是大力发展专业。于是我校于2003年设置了电子信息科学与技术理科专业。当时的专业培养计划主要是参考全国重点大学如北京大学、中国科技大学、吉林大学、浙江大学等而制定的。在运行过程中,我们发现电子信息科学与技术专业的教学内容、课程体系和人才培养上还存在一些重要问题亟待解决。
其一,重点大学的电子信息科学与技术专业培养方案是否适用于一般高等院校?高校常见的人才培养模式大体分为三类,即厚基础、宽口径、重能力的学科型;有较厚基础、较宽口径和较强的实践能力的专业应用能力型;技能、技艺应用型。重点大学学生基础好,学科型的培养模式对于他们有利于向更高层次发展,而一般高等院校的学生基础较差,大部分学生本科毕业后将选择直接就业,他们对理论性太强的课程不感兴趣也很难接受,因此,学科型的培养模式对于一般高等院校将不太合适。
其二,一个专业的存在,至少应该具备两个条件:一是特定的科学问题,二是有特定的理论基础。电子信息科学与技术专业的科学问题是如何更好地把物理知识应用到电子信息当中去,创造性地解决电子信息的实际问题。它依赖于物理基础、电子科学和信息科学内容的有机融合。然而,目前电子信息科学与技术专业大体上有四类课程:第一类是公共基础课如数学、英语、思政等;第二类是物理类课程如力学、热学、电磁学、光学、原子物理、理论力学、电动力学、热力学与统计物理、量子力学、数学物理方法、固体物理等;第三类是电子类课如电路分析、模电、数电、高频、信号与系统、数字信号处理、数字图像处理等;第四类是计算机类课如计算机文化基础、程序设计语言、数据结构、微机原理及汇
编语言、单片机原理、现代编程技术、操作系统、多媒体技术、计算机网络工程等。其教学计划的构成是一种多学科课程的拼盘式组合,没有形成自身的专业基础理论体系。
其三,从专业设置考虑,培养从事电子信息系统的研究与开发人才是电子信息科学与技术专业的主要任务。然而与计算机应用专业的学生相比,尽管电子信息科学与技术专业也开设了大量信息技术类课程,但信息系统的研究与开发能力的优势并没有体现出来,甚至在一定程度上还弱于计算机应用专业的学生,社会对这方面的人才需求也明显偏向于计算机应用专业。与通信专业学生相比,同样存在类似问题,招电子及通信设备开发、管理和维护的人才,用人单位偏向于通信专业学生。这说明电子信息科学与技术专业没有达到我们的培养目标。究其原因,主要有以下几种:一是专业特色不鲜明、方向不明确;二是课程安排存在缺陷;三是缺少必要的实践训练,特别是一些技术训练,忽略了交叉学科的特点,使学生综合应用所学知识的能力得不到提高;四是基础理论不扎实。虽然学了不少技术类课程,但由于缺少相关基础理论的支持,往往是知其然不知其所以然,使学生无法灵活地、创造性地应用所学技术,大大地了学生能力的提高。
其四,电子信息科学技术的迅速发展深刻地影响着社会的方方面面,如何使学生能够快速适应科学技术的发展,培养学生的创新意识,是电子信息科学与技术专业人才培养的又一重要问题。
综上所述,改革电子信息科学与技术专业课程体系和教学内容,提高电子信息科学与技术专业教学质量,实现电子信息科学与技术专业培养目标,提供满足社会需求的高级专门人才,是电子信息科学与技术专业教学研究的主要内容和教学改革的重要目标。
2.电子信息科学与技术专业课程体系的改革方案
电子信息科学与技术专业教学改革的指导思想是通过教学改革,使学生掌握本专业的基础理论与基本方法,了解本专业的最新科学技术发展,以具有较强的创新精神与能力,成为合格的高级专门人才。在此思想指导下,专业教学改革的总体目标:一是通过调整课程体系解决重理论轻应用、课程设置缺乏综合化问题;二是通过更新教学内容,解决教学内容陈旧、理论性过强的问题;三是通过加强实践教学环节,提高学生理论联系实际的能力;四是通过改革教学方法,改善教学效果;五是加强素质教育,增强学生的社会责任感。因此,在深入研究电子信息科学与技术专业本质特征的基础上,以提高学生素质和能力为指导原则,通过广泛的调查研究,根据学生的定位和专业培养目标,我们将整个课程体系分为素质教育体系、理论教学体系、实践教学体系(如图1),并在专业基础理论体系、能力培养等方面进行大胆变革。
图1 电子信息科学与技术专业课程体系
(1)理论教学体系改革与专业基础理论体系的建立
由于电子信息科学与技术专业是多学科交叉专业,涉及的专业基础理论非常庞杂,既有基础物理课程、电子学课程,又有计算机类理论课程,如果全部开设几乎是不可能的,也没有必要。根据我校的具体情况,考虑到人才市场对电子信息科学与技术专业人才的需求,我们认为重点大学学科研究型培养模式在一般高等院校难以实施,应调整为应用能力型。具体培养要求为:实行高等普通教育基础上的专业教育,培养宽口径、厚基础、高素质、有创新精神和创新能力、实践能力强、理工结合型应用性人才。明确培养目标后,我们提出了构建新体系的思路:弱化物理类课程,加强电子类课程,完善计算机类课程,增开相关交叉学科课程。
既要保证培养方案的严肃性,又要考虑科学技术的快速发展,我们在专业理论课程的设计上,遵循滚动发展、持续改进的原则,根据电子信息科学的最新发展,开设相应课程,并单独开设了“专题讲座”课程,帮助学生紧跟学科发展前沿。
(2)实践教学体系改革
我们将实践教学体系分成三个层次。第一层是针对某一具体知识的单一训练,是保证学生基本能力的训练,主要包括:基础物理实验、电子技术实验、专业实验、程序设计语言、数据结构、单片机原理、微机原理及汇编语言、现代编程技术、SPOC/EDA、传感器及信号处理等;第二层是加强学生综合应用专业知识能力的训练,形式有课程设计、综合性实验,主要包括计算物理设计、数学建模与算法实现、高频电路设计、电子设计、数字信号处理设计、电路CAD综合实验等;第三层是实践能力训练,主要包括:科学工程计算实践、卫星电视信号的地面接受、流媒体网络传输、电视信号的采集与处理、小型有线电视系统网的组建等。一方面,我们注重在教学中融入最新科研成果,使学生掌握本学科最新发展现状,培养学生的创新意识,另一方面组织高年级学生参加教师的科研课题,培养学生创造性应用所学专业知识的能力。
3.电子信息科学与技术专业新的专业教育课程内容体系
电子信息科学与技术专业新的专业教育课程内容体系包括物理基础类、电子科学类、计算机类和综合类四大模块。四大模块课程设置如表2。
4.实践效果与结论
从2003年以来,我们陆续在电子信息科学与技术专业实践教学与课程体系方面进行了变改,且取得了一些成绩,03级有一名学生在全国数学建模竞赛中获二等奖(全校第一名),两名学生获省一等奖,有两名学生在全国电子设计竞赛中获三等奖。实践表明:第一,新的专业教学内容与课程体系的实施,更有利于培养国民经济发展和社会进步所需的电子信息科学与技术人才。第二,一般高等院校不能照搬重点大学的培养模式,要依托本校工科优势,培养理工结合的电子信息科学与技术专业人才。第三,教师的科研成果通过案例教学、模拟演示等与教学相结合,有利于培养学生的创新能力和科研素质。第四,新的实践教学体系大大增强了学生综合应用专业知识的能力。
表2 电子信息科学与技术专业课程设置示例
参考文献
[1]中华人民共和国教育部高等教育司编.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M],北京:高等教育出版社,1998
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[4]张丽英.普通高等院校电气信息专业应走具有自己特色的道路[J].电气电子教学学报,2003,(11)