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關鍵詞：大類模式；電子信息類“專業導論”課程；教學模式
作者簡介：李鋒（1970-），男，陜西商洛人，江蘇科技大學電子信息學院，副教授；田雨波（1971-），男，滿族，遼寧鐵嶺人，江蘇科技大學電子信息學院，教授。（江蘇 鎮江 212003）
基金項目：本文系江蘇省高校優勢學科建設工程項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0099-02
作為社會信息化的支撐和依托，電子信息技術及相關產業迎來了高速發展的21世紀，并以前所未有的速度全方位地向社會的各個領域滲透。相應地，電子信息相關學科知識領域更新與增長越來越快，與其他學科之間的交叉與融合越來越緊密。伴隨著學科發展方向不斷分化、細化的同時，電子信息各學科、專業或方向之間的交叉基礎知識更加多，專業界限越來越模糊。與此同時，市場經濟對人才的需求呈現變化快、多元化的趨勢。在這種形勢下，實現“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的人才培養目標已成為高校教育教學改革的熱點和共識。大類培養模式提倡按大類招生，實施厚基礎、寬口徑的通識教育，在此基礎上進行分流培養，學生結合自身興趣特點做出合理的選擇。事實說明，大類培養利于提高辦學效益，優化教學資源，促進學科之間的交叉和滲透，實現更廣泛的通才教育，滿足市場經濟的發展及社會生活多元化對人才的需求。
一、開設“專業導論”課程的意義和目標
在大類培養模式下，學生在大一、大二期間主要是學習公共課和大類基礎課，大三期間學習技術基礎課和部分專業課，大四期間學習專業課程和接受綜合實踐訓練。但是在專業人才培養實踐中發現，盡管大類培養適應了學科專業發展趨勢和市場需求，但要更好地發揮大類培養的優勢，還必須加強大類學習到專業培養之間的銜接，否則將直接影響培養目標的實現。
1.開設“專業導論”課程的意義
在大類培養階段，本科低年級學生對電子信息學科、專業缺乏整體認識，不了解自己的專業方向，不了解專業課程設置，不了解專業課程與基礎通識課程的關系；在思想上準備不足，不知為何要學習這些課程，不知道這些課程對于專業學習和未來所從事的工作的作用，沒有自己的專業目標和努力方向，缺少明晰的學業規劃，甚至有不少高年級學生到了選擇專業方向的時候對自己的專業都不甚了解。針對大學一、二年級學生展開的問卷調查及座談會結果表明，在開設專業導論課程之前學生普遍存在迷茫情緒，找不到發展方向，不能心平氣和、扎扎實實地學習，甚至出現了所謂“大一放松，大二打工，大三租房，大四求生”的情況。
大學階段是青年人渴望自主成長的時期，抓好大類教育與專業教育的銜接可以縮短他們對大學生活的適應期，引導大學生做好學業規劃，為實現培養目標、提升培養質量打下堅實的基礎。“專業導論”作為專業啟蒙課程，將學科專業教育、思想教育、就業教育等融為一體，旨在幫助學生認識就讀的學科與專業，加深對所學專業的感情，激發學習本專業的興趣和學習動力，掌握正確的學習方法，為后續課程做鋪墊；同時引導學生做好學業規劃，選擇適合自己的發展方向。
2.“專業導論”課程的目標
在這種情況下，選擇在第二學年下學期和第三學年的上學期開設“專業導論”課程——電子信息技術導論更加符合教學實際。該課程的目標是：介紹電子信息技術的基本概念、學科知識體系、技術發展歷程、當前的技術狀況及發展走向、前沿領域，激發學生學習專業課程的興趣，激發部分學生對某些研究領域的興趣；介紹本專業的專業培養目標、培養要求、專業特色、課程設置、進度安排、實踐環節等；對學生進行學習方法指導，指導學生做好學涯規劃和人生職業規劃。
二、“專業導論”教學模式探索
由于“專業導論”課程的特殊性，為使該課程教學效果更加明顯，應從課程安排、教學內容、任課教師、考核方式等方面入手，探索合適的教學模式。
1.課程安排
在大類培養機制下，大學一年級學生在專業方面接觸的主要是大類基礎課，對專業的認識比較膚淺，對于專業領域的知識理解能力非常有限。大學二年級開始，學生通過各種途徑對專業的認識不斷深化，了解專業的愿望也更加強烈。到了大學三年級，學生對自己所學專業的某個領域已經有了較為深入的了解，但還存在著一定的片面性和盲目性，不知道如何進行職業規劃及選擇自己的發展方向。因此，學校選擇在大學二年級下學期初和大學三年級上學期初各開設16學時的“專業導論”課程。
2.教學內容
在大學二年級下學期初，針對即將進入專業學習的學生，著重介紹專業特色、專業課程及專業知識體系、實踐環節；介紹電子信息技術的基本概念、專業技術發展歷程、當前的技術狀況及發展走向、前沿研究課題等；介紹電子信息產業的主要領域及與學科之間的關系，電子信息產業在國民經濟中的重要地位，強調電子信息產業是國民經濟戰略性、基礎性、先導性支柱產業，讓學生對自己所選專業產生認同感，激發學習專業課程的興趣。
在大學三年級上學期，分若干模塊介紹信息科學的各個學科各分支的研究內容及發展動態，如：電磁場與無線技術模塊，通信技術與通信網模塊，計算機技術、互聯網技術與信息安全模塊，微電子、集成電路及其應用模塊，控制科學與工程模塊，數字信號處理、圖像、語音處理模塊，光電信息技術等。介紹各模塊所涉及的知識領域基本框架，與其他學科之間的關系等，使學生初步體會信息科學所涉及的領域范疇，相關的基礎理論、基本技術和方法，達到拓展學生視野、激發學習興趣的目的。
3.任課教師安排
為達到預期教學效果，采用課程教學小組的形式安排任課教師。小組長為課程的總負責教師，由主管教學的副院長或系主任擔任，小組成員為專業骨干教師，根據每個教師的專長負責不同的模塊。小組長負責介紹課程總體概況，包括主要學科領域、技術、產業、前沿課題等，突出介紹電子信息產業的戰略性、基礎性、先導性作用；其他任課教師分別向學生介紹各模塊的基本理論、技術及發展動態等。課程教學小組經常針對專業導論課進行教學經驗、教學內容、方式、方法及教學效果等方面的交流、探討和研究。
4.課程考核
課程考核由課程組長負責，采用作業小論文+課程大論文的形式。每位教師根據自己負責的模塊擬出若干題目讓學生選擇，最后課程組長綜合各任課教師的評分給出本課程的總成績。
作業小論文：若干題目自選，如電子信息技術可分為哪些產業，電子信息技術與國民經濟及工業信息化之間的關系，電子信息技術各個學科與產業之間的聯系，感興趣的產業或領域，某領域的發展現狀，大學期間專業學習與能力培養之間的關系等。
課程大論文：要求學生在學習完專業導論的基礎上，通過調研對大學的專業學習及今后的發展進行規劃，形成課程學習報告。包括各自特長和愛好是什么，自己的學習習慣、喜歡的職業，該領域當前的社會需求是什么，本科階段應培養的能力有哪些，大學剩下的時間準備做哪些事情，畢業后的發展規劃是什么，準備采取哪些措施去實施你的計劃等。
三、對“專業導論”課程教學效果的思考
通過學生座談會和問卷等形式對本課程教學效果進行了調查，結果表明，在本課程之前，很多學生都存在對所學專業不了解、學習動力不足等問題。這部分學生不知道如何規劃大學期間的專業學習，對學業生涯定位模糊，對基礎課不重視。以電子信息工程專業為例，該專業2009級學生在開課之前認為自己了解該專業的僅占14.3%，了解一點的占50.8%，認為自己對專業學科領域及相關產業了解的僅占9.5%，認為自己有明確專業愛好的僅占8%左右，不少學生渴望對專業有更深入的了解。經過課程學習之后，有70%左右的學生對自己大學階段學習及今后專業發展提出了較為明確的規劃。教學座談會反饋結果表明學生和學生管理部門也對該課程持肯定態度。
由于“專業導論”課程的開設時間較短，在教學過程中還存在不少問題，如教學形式較為單一、與工程實際聯系偏少、部分學生對課程的重視程度不夠、教學時間安排不盡合理等。為進一步提高教學效果，針對存在的問題提出以下建議：
1.課程時間安排
“專業導論”作為大類招生專業的專業先導課程，具有教育和引導的多重功能，在低年級開設更有利于學生盡早了解專業，建立對專業的認同感，并盡早確立今后繼續深造所要涉及的發展方向，減少專業上迷茫、學習精力分散等情況的發生；在中高年級開設有利于學生深入了解學科不同分支，并結合自身愛好特長對學業和今后發展方向做出合理規劃。因此建議將“專業導論”課程的兩部分內容分別安排在低年級和中高年級開設。
2.改革教學內容
密切跟蹤學科發展，充分發揮不同研究方向教師的優勢，充分把握學科及其分支的發展動態，把本學科最新的發展情況介紹給學生，幫助學生從不同角度了解專業內容及發展方向，并適當結合學校特色，構建特色化的教學內容。
3.重視條件建設，注重多種教學方法相結合
條件建設是課程建設的重要保證。進一步加強該課程的建設，包括教材、多媒體課件的制作、網絡教學環境的建設；積極利用實驗室、企業等條件開展實踐教學；努力實現專題教學、多媒體教學、網絡教學、實踐教學等有機結合。
四、結語
在大類培養體制下，電子信息類“專業導論”課程在整個專業的課程體系中具有承上啟下的重要作用。加強“專業導論”課程的教學研究，不斷改進教學模式，充分發揮其引領、規劃和導向作用，指導學生認識專業、規劃未來，對提高教學質量乃至專業人才培養質量都具有重要的實際意義。
參考文獻：
[1]劉光明，于斐，周雅，等.大學低年級課程中開設專業導論課的探索[J].高教論壇，2007.2（1）：37-39.
[2]彭熙偉，廖曉鐘，鄒凌.“自動化專業導論”課的教學實踐與探索[J].中國電力教育，2011，（1）：74-75.
電子信息科學與技術專業基本設置在理科或與物理相關的院系,這與各院校授予理、工學士學位基本是相匹配的。但大多數院校,尤其是原重點綜合性和重點理工院校的這個專業是從專業目錄調整前的相關專業演變而來,從課程設置來看,相當大部分院校此專業與電子技術或電子信息工程或電子科學技術,甚至與計算機應用與通信等專業差別不大。電子信息產業是一項新興的高科技產業。該產業的長足發展,直接推動了電子信息類畢業生的就業工作。電子信息科學與技術專業通常是一所大學中比較熱門的專業,是不少優秀考生的首選。同時,電子信息科學與技術專業畢業生在理論基礎方面比較扎實,按理說也應當是用人單位的首選。但是不少用人單位反映,該專業畢業生雖然了解的知識很多,但是許多畢業生存在動手能力差、對工具和方法的應用不熟、經驗不足、缺乏獨立解決問題的能力、缺乏實現抽象模型和軟件系統方面的能力等問題。而且由于電子信息科學與技術專業的專業特征不明顯,因而缺乏競爭力。我院是有近50年歷史的地方理科院系,在教學、科研方面都有著良好的基礎,基礎設施也有一定的規模。如何結合我院良好的理科教育基礎,建設特色鮮明的電子信息科學與技術專業,是同類型理科院校面臨的共同問題。在專業建設中,主要存在的問題為:一是,專業范圍不容易界定,電子信息涵蓋的范圍極其廣泛,并且處于不斷發展和擴充之中,使得該專業的建設方面表現出了一定的不適應性或盲目性[3]。尤其,我校還有相近的電子信息工程專業。本專業的課程體系、發展方向、專業特色等是影響學科建設和學生就業的嚴重問題。二是,缺乏有著本專業系統教育背景的教師。三是,實踐實習的校外基地建設與社會支持力度難以滿足教學要求。四是,教學方法及思路的更新要求。因此,從目前本專業的現狀來看,有很多方面與現階段的培養目標是不相應的,特別是在專業課程設置與實驗室建設兩個方面,這就無法為人才培養體系創造和諧的環境條件,也就無法培養合格的人才。
磁電子方向課程群的構建
針對上述問題,通過這幾年廣泛深入地調查、分析和研究,我們明確了電子信息科學與技術的發展方向;明確了地方經濟發展規劃方向,特別是電子行業的主流方向;明確了湖北省對電子技術人才的需求;了解了湖北省各高校特點和專業設置現狀。結合我校特點與我院師資優勢,我們逐漸探索出一條適合我院電子信息科學與技術特色專業建設的路子,逐步形成了以磁電子器件應用和磁電子信號處理為專業發展方向,以數理類、磁電子技術類和信息處理類為主要課程體系,以磁電子器件應用實驗室、磁電子信息處理實驗室、EDA與嵌入式系統實驗室的建設為支撐,以校外實習和創新基地為補充的一個本專業人才培養體系。
1磁電子技術微電子材料與器件是二十世紀人類最偉大的創造之一,但是沒有利用電子自旋特性。隨著科學技術的發展,半導體組件的尺寸縮小到納米級后,許多原有宏觀特性將喪失,必須采用電子的自旋特性來解決半導體的尺寸效應問題。自旋電子學正是在這樣的背景產生的。自旋電子學是一門以研究納米尺度范圍內電子的自旋特性為主要內容的一門交叉學科。自旋電子學,亦稱磁電子學,它是磁學與微電子學相結合的產物。采用磁電子材料制造全新的或者高性能的器件,與傳統半導體器件相比,具有大幅度降低能量消耗、增加集成密度和提高數據處理速度等優點。磁電子器件廣泛應用于磁場感應、高速信號耦合和數據存貯等領域。磁電子材料及器件是目前國際學術界的一個熱門研究領域。根據巨磁阻(GMR)效應[4-5]和自旋隧道(MTJ)效應[6]制成的各類先進磁敏器件迅速走向商品化。磁電子器件包括磁性傳感器、磁性隔離耦合器和磁性存儲器的市場前景巨大,未來年銷售額估計將高達1000億美元[7]。在2008年11月湖北召開的第十三屆全國磁學和磁性材料會議上,磁電子材料和器件的研究被認為是事關中國能否趕上世界第四次科技發展浪潮的一個關鍵。目前,由東方微磁公司在湖北宜昌投資興建的磁電產業園第一條磁電子芯片生產線已經建成,預計在未來幾年,對具有磁電子技術背景的畢業生的需求呈上升趨勢。
2磁電子方向課程設置磁電子方向課程群由微電子電路基礎、固體物理導論、磁電子學與傳感器與檢測技術等四門課程組成。該方向培養的總目標是夯實專業基礎,加強實驗技能,強化工程意識,拓寬專業口徑,突出磁電子應用特色。
(一)理論教學環節
微電子技術課程:包括系統電路設計、器件物理、工藝技術、材料制備、自動測試以及封裝、組裝等一系列專門的技術,其教學內容非常豐富,并要求學生有良好的數學、物理、材料等學科基礎。教學目的是給學生打好基礎,為后續課程提供基本知識。本課程課堂教學主要做法為:(1)突出基本概念、注重器件原理和模型。簡化復雜的數學推導和理論分析,強調對基本原理和規律的理解和掌握。(2)以應用能力培養為導向,強調實用性和簡明性。在講清模型的簡化條件和物理意義的基礎上,重點介紹模型的應用方法和技巧。固體物理導論主要教學內容是從晶體結構、晶格振動和電子運動的理論出發,通過引入各種元激發的模型、概念,為學生系統介紹了固體的熱學性質、光學性質、電學性質、磁學性質及力學性質。是磁電子學的先修課程。磁電子學課程:根據我校本專業的發展方向和培養目標,所確定的主要教學內容包括磁電子學的基本概念、巨磁電阻(GMR)效應、自旋隧道(MTJ)效應、和磁電子學的應用等。由于學生相關物理基礎相對薄弱,講授本課程的主要做法是:(1)加強巨磁電阻(GMR)效應與隧道巨磁電阻內容的講述,簡要介紹典型的巨磁電阻傳感器的工作原理。(2)磁電子學的應用是本課程的講授重點,講授內容包括磁電傳感的應用、磁記錄讀出磁頭、磁電阻隨機存取存儲器、自旋晶體管和量子計算機等,以培養應用能力為主要目標。傳感器與檢測技術課程:該課程在教學內容的選取上,以“必需、夠用”為度,舍棄繁雜的理論分析,突出基礎理論知識和實際操作技能。同時,注重吸收傳感器與檢測技術領域的新知識、新技術,并將磁電傳感器單獨設置為項目,便于教師根據科研項目的實際情況選擇教授。
(二)實驗教學環節
表1中給出了該專業方向所開設的實驗情況,這些實驗項目有許多來源于教師的科研課題,主要以設計性、綜合性和研究性實驗為主,鼓勵學生自己設計、自己動手制作和開發研究,同時還鼓勵學生積極參與導師的科研工作和科技創新大賽,指導學生撰寫和發表研究論文。該實驗教學環節體現了教學與科研的有機結合,不僅有利于師資水平的提高、教學內容的更新、傳統專業的改造以及新專業的增建,更有利于新學科、交叉學科的形成與發展。
課程建設效果
1優化了課程體系,提高了教學質量在規定專業方向磁電子課程群后,學院組成了課程建設小組,加強了對專業方向課程群的建設與改革,提高了課程群的教學質量。同時學生對培養目標、就業方向更明確,有效的提高了學習的積極性和主動性,教學質量得到明顯提高。
2加強了學生的專業基礎,優化了學生的知識結構構建專業方向課程群后,學生對所學專業課程之間的關系比較清楚,學習時目標明確,能很好的處理各門課程學習的關系,能注重基礎、抓住重點,學深學透。同時對其它相關基礎課程如電路分析、電子技術基礎能下功夫學好。在專業課程的學習中,學生能有的放矢地加強自己專業基礎的學習和工程技術能力的訓練,學生的知識結構得到了優化,工程應用能力得到了提高。
3培養了學生的創新意識和創新能力根據其反映的學科前沿研究和最新進展的研究信息等優勢,有效的培養了學生對知識的理解能力和應用能力,大大提高了學生的創新意識和創新能力,同時也使學生成為教學過程的主動參與者,將研究與實踐結合起來,提高了解決問題的能力。
[關鍵詞]民族高校；課程群建設；項目實踐
[中圖分類號] G423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）07-0119-03
一、引言
隨著我國加入《華盛頓協議》，國家高等工程教育發展的目標已經從發展理論研究型人才轉變為培養高素質工程技術的應用型人才。這種轉變對各高校的各專業課程建設提出了新的要求。特別是《國務院關于加快發展民族教育的決定》中指出，民族高校正面臨著服務民族地區、培養民族人才的重任，要以就業為導向，調整高校學科專業結構，重點提高工、農、醫、管理等學科比例。因此，如何結合自身特點設置課程及學生能力評估體系，實現自己的專業培養目標，真正為民族地區提供人力支持和智力支撐，是民族高校教育工作者理論和實踐研究的一個重要內容。
北方民族大學為民族地區培養了大批的高素質應用型人才，但受限于辦學時間短、所處地區經濟發展滯后等客觀原因，學校現有的教育基礎較為薄弱，人才培養方式比較單一，人才培養目標和質量均難以滿足地區經濟社會發展需求。為此，探索本科教育人才培養新模式，培養真正能為少數民族地方服務的應用型人才是該專業亟待解決的關鍵問題。而真正落實應用型工程人才的培養，就需要以學生為主體，理順所在專業的課程體系建設。
在本科人才培養模式和課程體系建設方面，有許多學者做了有益的嘗試：2007年，陶澤靈將啟發式教學應用到教學實踐中，通過啟發式教學，引導學生學習興趣，提高素質教育質量[1]；2013年，夏雪梅提出以學生素質為核心將學校課程劃分不同層次，并采用不同的教學模式來提高教學質量[2]；同年，劉麗珍等提出借助課程地圖的構建，結合課程規劃以及對學生未來升學就業發展的指引，設計智能專業的主干課程群體系結構，建立專業課程與核心能力培養的對應關系[3]；盛琳陽從課程體系、師資團隊、教學方法、實驗教學和工學結合5個方面介紹計算機網絡課程群建設的改革思路和實踐經驗。[4]然而，已有的人才培養模式探索難以形成一個層次漸進的課程體系，通過課程體系學習后培養的學生也很難達到企業崗位的實際需求。
本文以電子信息工程專業作為典型的應用型工科專業，在培養中以專業就業需求為導向，通過劃分年度項目將該專業各學期所學課程有機結合起來，實現一體化的具有相互支持性和內在有機聯系的課程群和學業評價體系，從學生的素質、技能、創新和創業等各方面能力培養入手，實現培養出符合民族地區經濟社會發展需求的合格本科畢業生的目標。
二、傳統課程設置存在的問題
來自民族地區生源的學生個體差異問題。從河北、湖南和河南地區招收的學生素質普遍高于來自新疆、云南等地區的學生。以計算機類課程為例，發達地區從中小學就開始逐步涉及計算機方面的課程，而偏遠地區到大學仍沒有計算機的概念，這種現狀就嚴重影響了計算機語言類課程的教學效果。
課時壓縮和講授內容重疊的矛盾。例如，在電路、數字電路、模擬電路教材中要介紹二極管、三極管工作原理；在數字電路、微機原理、EDA技術課程中均要介紹數字進制等相關概念。類似重復的基礎內容介紹盡管側重點各不相同，但由于教材編制的獨立性和相對完整性，這些內容都保留了下來，并且在教學環節不斷被反復講解，這使得原本緊張的學時被占用，后續專業知識的講解課時被嚴重壓縮。
實踐和理論相互脫節的矛盾。為了提高實踐課程的比重，相關理論課時被壓縮，學生僅學到了基礎理論，還沒有獲得理論綜合能力，就開始了實踐實訓課程的學習。反映在工程實踐中，就是理論和實踐對應不起來，學生能夠按實驗指導書的內容完成實驗，但對實驗內容既不會分析也不會設計。以電子設計大賽為例，學校參賽的21支隊伍中，僅1支隊伍選擇了理論知識要求較高DC-DC變換類題目，占選手總數的4.76%，而選擇動手能力較強的風力擺控制系統類題目就有6組，占參賽隊伍的28.57%。從參賽論文撰寫來看，學生理論分析方面的能力也相對欠缺。
課程設置的前瞻性不強，專業課程設置缺乏系統化。隨著技術和需求的變化，現代企業對人才的需要也是千差萬別。傳統課程設置更注重學科內的連續性，忽略了學科間的內在聯系和相關性，不能根據用人單位的實際需求進行課程調整，缺乏綜合性應用人才培養意識。
三、樹立項目實踐型的教學理念
2015年北方民族大學招生5000余人，招生涉及31個省市自治區，生源覆蓋全國56個民族，其中65%的學生來自農村，生源多元化，學生個體差異較大。
以電子信息工程專業為例，本科生培養現狀表明：該專業的學生來源有13個民族，少數民族學生數量占總學生數的39.33%。大部分少數民族生源地的教育發展較落后，少數民族學生基礎薄弱，成績差異大；過于強調傳統教學過程在學生培養中的作用，學生自學能力較差，無法適應現代知識更新；人才培養的引導不足，學生學習目的性不明確等諸多問題無法得到妥善解決。這使得該專業培養的學生缺乏學習主動性，基礎理論不扎實，動手能力較差，并沒有達到預想的培養目標，學生在就業市場上缺乏競爭力。
如果還采用傳統的教學培養模式，學生會被限定在相同的環境中無法發揮自身特點，教學費時費力，達不到理想的效果。作為教學主體的學生在學習過程中也沒有積極性和主動性，得不到全面發展。而采用項目實踐型的教學模式能夠通過團隊角色定位，尊重學生認知基礎和技術能力方面的差異，更加有效的發揮學生在學習過程中的積極性和主動性。
工科院校的項目實踐型工程教育模式，主要由項目型一體化課程體系教育、實驗實踐型技能訓練、創新創業型能力培養及過程性學業評價等內容構成。這種基于項目實踐型工程教育模式強調人才培養，以產品開發過程實現人才培育，以全生命周期的產品開發為載體，通過構建一體化的有機聯系課程體系，完善學生實習實踐的客觀環境，促進學生主動學習，最終培養能夠和企業需求對接的應用型人才。
此外，產品開發的模式也更容易從產品目標開始理順相關的課程體系，通過該模式的應用，可以更好地明確專業培養目標，調整課程核心內容，增強所授內容的實用性，提高教和學的效率。在傳統教學過程中，我們經常提到“強基礎、寬口徑、重實踐”的目標，但這些內容如何實現卻很難找到合適的方法。通過項目實踐培養模式，就可以從企業需求入手，定義畢業設計的內容，進而確定每個年級的課程、實驗、實踐教學內容，形成系統化有機的課程體系，為客觀性的專業核心課安排奠定扎實的基礎。因此，采用項目實踐型的人才培養方式，可以打通企業需求與培養目標，構建一體化的課程體系，促進學生學習的主動性，實現專業培養目標。
四、集成化課程體系建設
要理順電子信息工程類專業各門課程的教學大綱，構建以就業、創業為培養目標的一體化課程體系，就必須擺脫現有的人才培養模式，依托民族高校的實際情況，按照工程教育培養原則，解析各課程模塊，搭建一體化的課程體系，完善以產品為導向的工程教育體系，培養學生的創新創業和工程實踐能力，實現民族高校培養地區應用型人才的培養目標。
為此，學院以就業為人才技能培養目標，通過基礎技能訓練、專業技能訓練、綜合技能訓練和畢業設計四個環節入手調整課程設置和課程內容安排，見圖1。
整個專業的核心課程安排共分四個部分：一年級新生入學后，由于基礎薄弱，只能安排專業導論、認知實習、電路和C語言等基礎課程，培養學生的學習技能，夯實學生基礎知識；二年級學生對知識有了初步了解，就可以安排數字電路、模擬電路和微機原理等專業基礎課程，為后續的專業技能綜合應用提供知識儲備，并逐步涉及專業知識的學習；三年級學生已經有了專業基礎知識，就需要通過嵌入式和單片機等工程應用性較強的理論課程以及專業性、綜合性、機能性的電子設計類實踐課程將專業知識融會貫通，通過具體項目設計進行相關的學習；四年級學生的學習目標已經開始轉向工作技能教育，在此階段可以依托畢業設計和專業實習，找尋自身所需的深領域專業知識并進行學習。
新人才培養方案中的上述課程設置真正能做到以學生為主體，以就業創業為導向，形成一套課程之間存在有機支撐的電子信息工程專業教學體系。其優化了學科基礎課內容，體現了專業基礎理論和方法，將學科前沿和生產實際相融合，進一步推進實訓課程設置與工程實際相結合，實現了完善遞進式的項目實踐教學體系。
在這套課程體系建設的基礎上，通過鼓勵該專業教師應用慕課、翻轉課堂、問題式教學、引導式教學、項目式教學等具體教學手段，將教師的教和學生的學結合起來，夯實了學生的知識基礎，培養了學生的學習興趣，提高了學生的應用能力，完成了學生的知識、能力和素質培養，為應用型工程人才搭建了良好的培養環境。
以“三電”類課程為例，專業搭建了以骨干教師為主體的教學改革團隊，并引入慕課和翻轉課堂等新的教學方法，通過制訂課程項目目標和項目團隊，促進學生課下自學，使得學生數字電路課程的課下平均學習時間增加了4000多分鐘，課堂內外學習時間比約為1∶1.5。通過教學改革，學生養成了良好的自學習慣。
為了在新的課程體系建設中突出實踐教學，在課程安排上我們加強了獨立設課類實驗的教學力度。在此方面，我們把綜合電子系統設計、專業課程綜合實訓、綜合技能實訓等能夠以項目形式開展的應用型實踐教學獨立設課，在內容安排上設置和理論教學相關的一些小型電子產品制作類內容。這樣，學生在畢業設計階段就可以勝任智能家居、避障小車、智能灌溉等綜合性、實用性強的產品開發，通過這些內容的完成，提高了學生的創新和實踐能力，實現了教學理論和實踐內容的銜接。
在實驗教學方面，提高設計性實驗的比例，將驗證性實驗通過仿真或者課后項目團隊自學的形式完成。在實驗課堂上，通過典型的應用型項目實現教學與學習、設計與驗證相結合的項目驅動式教學方式，鼓勵教師講解、學生驗證的實驗方法，鼓勵學生自己動手實踐并加以驗證和總結。通過基本實驗、開放性實驗和課程設計相結合的實踐課程教學模式，改變傳統的教與學相脫節的教學模式。通過建立三個層次的實踐教學體系提高學生的創新能力、應用能力和認知實踐能力，具體見表1。
在推動學生學習自主性和自覺性，提高學習效率，培養學生自學能力方面，改進了課程的評估機制。率先在三電類課程和實驗中設立了階段性的觀測點，這些觀測點包括在學習過程中的學習態度、自主學習能力、專業素養、專業技能等多方面綜合性評估內容。通過觀測點給出每個學生客觀的過程性評價成績，結合期末考試為每個學生打出課程學習的綜合評價。這樣，通過加大過程評價和實踐教學能力評價在整個評價體系中的比重，設置個性化、差異化的評價觀測點，綜合評價不同基礎學生在課程教學過程中的進步情況，給每個學生都提供了恰當的提升空間。這種過程性評價的實施解決了學生的個體化差異，使得每個學生都能夠在學習過程中得到鼓勵和認可，實現學生綜合素質的提高。
在此基礎上，在專業內部引導學生進行項目式的創新實踐活動，促進學生項目團隊建設，探索多層次、全方位的教學培養模式。例如，在專業課程教學過程中適當設置了一定量的課外電子制作項目，并提供資金鼓勵學生參加到學院和校級的大學生創新項目中。在此基礎上，選擇優秀項目參加到自治區和全國性的大學生創新項目中，使學生能在這些綜合項目中得到進一步鍛煉。
五、目前成果
經兩年多的探索，基于項目實踐型的民族高校集成化課程體系建設在電子信息工程專業教學模式變革中取得了明顯的效果。
通過人才培養方式變革，電子信息工程專業以畢業生的就業需求為導向，加強了畢業生的實踐和創新能力培養，并以此為目標推進了專業課程體系和教學方法的變革。
在課程及格率方面，以專業基礎課模擬電子技術為例，2012年，學生的及格率為79.7%，2013年上升到86.1%，2014年及格率達到93.1%。該專業的高考第一志愿錄取率從2011年的48.31%，一路上升到2014年的92.22%。據統計，2014年該專業本科學生的年終就業率為85.92%。學生主要就業方向為電子類產品生產、銷售企業。學生就業方向與專業吻合度較高，就業層次相對較高。
從創新項目來看，2013級校級創新獲得批準7項；2014年獲得校級大學生創新實踐項目9項，占整個學校的20%；國家級大學生創新項目2項，自治區級創新項目2項。此外，2015年度該專業學生獲得全國大學生電子設計大賽全國一等獎一個，三等獎三個，寧夏賽區四個一等獎，兩個二等獎。
兩年多來的實踐表明，基于項目實踐的民族高校應用型工科課程建設使整個專業的教學工作出現了良性循環的態勢，學生的整體素質得到了明顯的提升。這對民族高校的人才培養模式變革和工科專業課程設置具有重要的意義。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 陶沼靈.啟發式教學方法研究綜述[J].中國成人教育，2007（4）：139-140.
[2] 夏雪梅.基于學生核心素養的學校課程建設：水平劃分與干預實例[J].課程?教材?教法，2013（7）：11-16.
關鍵詞:復雜工程問題;計算機科學與技術專業;課程設計
工程教育認證要求通過認證的工程專業不僅要深入理解和把握復雜工程問題，更要按照國際實質等效原則培養學生具有解決復雜工程問題的能力［1］。目前，針對計算機相關專業解決復雜工程問題能力培養的研究還處于探索階段。許智宏等人認為可采用半開放式項目驅動教學方法達成目標［2］;尚鳳軍提出課程群建設面向復雜工程設計的方案［3］;黃永紅等人認為可增設綜合訓練項目來達到培養目標［4］。劉秀平等人提出了分層實施方案，從知識、實踐、設計的維度支撐了解決復雜工程問題的能力［5］。王宏宇等人提出了以學科競賽主題為對象，遵循工程邏輯設計開發過程的課程建設改革方法［6］。許多研究成果對于分解落實解決復雜工程問題能力的培養缺乏深入探索，對于如何優化課程設計體系和內容來提高學生解決復雜工程問題的能力方面也缺乏深入研究。
1課程設計改革的意義
完備的實踐教學體系主要包括課程實驗、課程設計、實習、畢業設計(論文)等。通常，國內高校都將畢業設計(論文)環節作為實現解決復雜工程問題的重要載體。但近年來，畢業設計期間應聘、考研等擠占了學生很多時間和精力，設計內容往往弱化甚至忽略難以處理的學科交叉問題和非技術因素，且畢業設計往往采取一人一題，很難達到個人與團隊的教學指標。課程實驗往往隨理論授課逐周分散進行，受學時限制以及學生知識掌握處于積累階段等因素，一些深度型、探究型、綜合型的實驗往往很難開展。實習由于受到場地、經費、管理難度、企業技術保密等限制，往往缺乏理論指導下的實踐。一些計算機類專業學生到實習單位后，只能接觸一些前端頁面或模塊代碼的機械性編寫，無法接觸軟件或硬件的具體設計過程，有些專業實習甚至畸變為企業參觀。《計算機類專業教學質量國家標準》要求計算機類專業學生4年的實驗當量應不少于2萬行代碼。在課程設計方面，要求至少完成兩個有一定規模和復雜度的系統的設計與開發。調研發現，實踐教學體系中提高學生解決復雜工程問題的環節應保證時間的集中性，內容的規模和復雜度要達到國家標準中的要求，且應在理論的指導下開展，課程設計比較符合這一要求，應作為提升學生解決復雜工程問題能力培養的關鍵突破口。
2課程設計改革宗旨和研究方法
2.1課程設計改革宗旨
第一，以培養學生解決復雜工程問題能力為主線，突出工程技術應用能力的培養，強調自主學習和終身學習意識培養，全面提升學生的能力和素質。第二，使學生能夠設計針對復雜工程問題的解決方案，在設計環節中體現創新意識，實現多方案分析與評價，從而全面提升實踐教學效果。第三，使學生深入掌握工程原理，結合工程實踐，體現綜合運用，提升解決復雜工程問題的能力。第四，分解落實解決復雜工程問題能力的培養，課程設計的持續改進逆向推進課程體系的整體優化。第五，構建計算機專業完善的實踐教學體系和課程群體系，建立各項實踐教學活動的持續改進機制。
2.2基本研究方法
第一，調研法。采取調研問卷調查和訪談的方式，對目前已畢業學生、在校生(包括計算機類專業本科生、研究生)、教師(包括教學管理、教學一線、教輔等多層面)開展調研。同時走訪和調研部分高校、IT企業和專業培訓機構等。第二，逆向研究法。從實踐入手，逆向優化專業類知識體系教學。第三，分析建模法。對調研數據、教學環節統計與考核數據、質量保證監控數據進行科學分析，借助人工智能手段進行建模優化。第四，螺旋優化、研以致用法。杜絕紙上談兵，形成的專業課程設計內容設置實施方案(含教改方案、教學大綱、課程標準、考核標準等)，直接實施于一線教學活動，并通過實施效果的反饋螺旋優化后續方案。
3課程設計改革實踐
課程設計計劃的實施要求指導教師明確課程設計對應于工程教育認證標準具體的畢業要求指標點，并要在課程設計過程中堅持實施。明晰課程設計對畢業要求指標點的支撐作用，為合理安排課程設計的內容明確了指導思想。本校計算機科學與技術專業培養方案以工程教育專業認證為背景，共設置11門課程設計。一類課程設計在前5學期開設，涉及專業類知識課程門數相對較少，具體包括以下7門課程設計:C語言程序設計課程設計、Java程序設計課程設計、數據結構與算法課程設計、數據庫原理課程設計、計算機網絡課程設計、C++程序設計課程設計、JavaEE編程技術課程設計。以上課程設計以語言開發為主，是培養學生計算思維、軟件工程設計規范、計算機語言開發能力的基礎。指導教師面向解決復雜工程問題培養，認真設定課程設計題目和內容。以學生為中心，強調基礎性、技能性、應用性、工程性和創新性，采用問題驅動和求解漸進化方式不斷提升學生解決復雜工程問題的能力。每門課程設計在具體實施中，指導教師始終探索課程設計如何解決承上(課程實驗)啟下(畢業設計和實習)，并不斷思考和探索課程設計如何逆向優化專業類知識課程的教學活動。計算機科學與技術專業另一類課程設計在第6和第7學期設置，綜合性較強(在某些高校或專業有時被稱為“綜合開發實訓”或“綜合訓練項目”等，但通常拘泥于一種開發語言或技術)。綜合類課程設計有4門:A.體系結構課程設計。專業類知識課程涉及體系結構、計算機組成原理、編譯原理、匯編與接口技術、計算機網絡等硬件類和系統類課程。B.操作系統課程設計。專業類知識課程涉及操作系統、Linux系統等系統軟件類課程和部分高級語言類課程。C.軟件開發綜合課程設計。專業類知識課程涉及各種高級語言類課程(如Java、C、C++)、軟件工程、數據結構與算法、數據庫原理等軟件開發類課程。D.Python與人工智能課程設計。專業類知識課程涉及各種高級語言類課程(如Python、Java、C、C++)、數據結構與算法、人工智能導論等課程。綜合類課程設計涉及大量通識類知識和學科基礎知識，具有較高的綜合性，包含多個相互關聯的子問題，體現問題和系統的規模、難度、復雜度、綜合性。課程設計更強調培養學生的系統觀，使學生能夠站在系統的高度，以系統的視角去看問題，去適應錯綜復雜的應用場景，最終實現問題的系統化、科學化求解。“軟件開發綜合課程設計”綜合了之前的.NET綜合課程設計、Java綜合課程設計等軟件開發類課程設計。根據工程教育專業認證要求，這門課程設計并不拘泥于某一種語言或技術要求，要求學生能夠針對復雜工程問題，選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具等設計開發一套軟件系統，并通過對比得到有效結論。“Python與人工智能課程設計”以解決復雜工程問題入手，學生首先分析問題建立模型，然后給出解決方案和算法設計，通過Python語言及其擴展庫編程實現系統，最后通過設計方案、模型、算法、開發語言等多個角度對比分析給出所設計系統的客觀性評價。在2017版培養方案中該課程設計為“Python程序設計課程設計”，設計內容包含了軟件開發、大數據、人工智能、深度學習等。2019版培養方案中，專業增設了1門48學時的人工智能導論理論課，Python程序設計和人工智能導論合并為1門2周的“Python與人工智能課程設計”。“體系結構課程設計”和“操作系統課程設計”是專業認真研究工程教育認證標準后于2019版人才培養方案中新設置的2門課程設計。在學時緊張的情況下，專業仍增設了這2門綜合類課程設計，力圖保證學生硬件系統、組成原理、體系結構、操作系統方面的綜合設計能力培養質量，保證人才培養的系統性和專業性。課程設計具體實施過程中，指導教師以突破解決復雜工程問題能力培養為核心安排課程設計內容，使學生的能力培養達到工程教育認證標準的培養要求，反復思考和嘗試解決以下關鍵問題:第一，課程設計內容重點覆蓋了《華盛頓協議》7個特征中的哪些特征?課程設計的規模、難度、復雜度、綜合性是否能滿足工程教育認證背景下的解決復雜工程問題的要求?第二，課程設計中，如何運用深入的而不是淺顯的工程原理，經過什么樣的分析，而不是直接套用原理、公式來解決設計目標?第三，課程設計中學生在哪些理論指導下進行實踐?加深對哪些原理的理解?第四，為了突出復雜工程問題的解決，與課程設計相關的一門或多門相關課程的講授環節中，將對傳統的授課方式、方法和內容采取哪些變化?與課程設計相關的理論知識講授和基本實驗環節能否為學生完成課程設計奠定扎實基礎?第五，課程設計是否要引入混合式教學?如果引入，混合式教學將如何提高課程設計效果?第六，從以學生為中心的角度分析學生如何通過課程設計和相關理論的學習，實現從“學了”到“學會”再到“會應用”?第七，課程設計“能力培養”如何量化考核，“復雜度”如何評價?以產出為導向，如何建立持續的人才培養改進機制?通過指導教師的不斷思考和改革嘗試，使各門課程設計實現了設計理念的轉變、從簡單到綜合的轉變、從單一系統到增加對比分析、綜合評價等突破常規的轉變。
4課程設計改革效果
課程設計改革使計算機科學與技術專業逐步形成一套課程設計內容設置實施方案(含教改方案、教學大綱、課程標準、形成性考核標準等)，并直接實施于現有教學活動。通過培訓和專家輔導講座等形式，指導教師深刻理解了工程教育認證的本質和內涵，改變了傳統的課程設計理念。以復雜工程問題的提出和解決為課程設計核心，突出產出導向，精心設計課程設計題目，優化課程設計考核指標，建立了課程設計持續改進機制。課程設計改革在人才培養方面取得了切實效果。第一，以培養學生解決復雜工程問題能力為主線，突出工程技術應用能力的培養，增強了學生自主學習和終身學習意識培養，設計理念更符合學科發展趨勢。第二，使學生能夠設計針對復雜工程問題的解決方案，在設計環節中體現創新意識，養成了多方案分析、對比和評價的設計習慣。第三，使學生逐步掌握深入的工程原理，結合工程實踐，綜合運用，提升了解決復雜工程問題的能力。第四，以課程設計內容設置為突破口，逆向推進課程體系設置整體優化，使學生通過實踐逆向推動理論課學習的興趣和動力，學生的理論素質進一步提升。課程設計改革首先在省級一流本科專業“計算機科學與技術”專業實施，并推廣至軟件工程、數據科學與大數據技術、物聯網工程三個計算機類本科專業。與信息技術密切且相關的電子商務、電子信息工程、機器人工程等專業也逐步開展了面向復雜工程問題能力培養的課程設計改革，取得了切實有效的實施效果。
5結語
截至2018年，計算機類專業已達3349個專業點，培養學生復雜工程問題的解決能力，是工程教育專業認證對工程類專業人才培養的核心要求，也是一流本科專業建設的核心目標之一。隨著工程教育認證的普及開展，面向OBE理念，突出解決復雜工程問題能力培養的課程設計改革越發迫切和必要。只有不斷改革，建立持續改進機制，才能不斷優化計算機教育教學工作，為信息技術產業培養更多優秀人才，推動我國信息技術產業的蓬勃發展。
參考文獻:
［1］林健.如何理解和解決復雜工程問題:基于《華盛頓協議》的界定和要求［J］．高等工程教育研究，2016，(05):17－26，38.
［2］許智宏，李妍，董永峰，等.半開放式項目驅動復雜工程問題能力培養實踐［J］．計算機教育，2019，(02):37－40.
［3］尚鳳軍.面向復雜工程問題的計算機人才創新能力培養體系研究［J］．計算機教育，2016，(09):70－73.
［4］黃永紅，蔡曉磊，劉國海，等.電氣類專業“復雜工程問題”的理解與實踐［J］．電氣電子教學學報，2018，40(06):15－18，22.
［5］劉秀平，韓麗麗，胡新煜，等.基于工程教育專業認證的自動化專業復雜工程問題實踐探索［J］．中國現代教育裝備，2021，(21):67－69.
目前，我國正以超過全球任何國家的速度培養出受過高等教育的畢業生，在這些畢業生中，工科專業占有相當部分，這是一項驚人的成就，以至于美國國家科學院等機構在對比中美理工科畢業生人數后，提出“美國可能很快失去科技領導者角色”的擔憂。[1]但事實上，我國工科畢業生的專業水平與其所受教育并不相稱，大量高等院校工科畢業生并沒有給社會提供相應數量的理工類研究、應用人才。“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才？”比著名的錢學森之問更嚴峻的是很多學校甚至不能培養出符合社會基本要求的人才。其突出表現為以下三方面：一是大部分工科畢業生，尤其是本科畢業生，進入社會后并未從事與所學專業相對應的工作，其在工作中也未能體現出相應教育所應具備的邏輯性與嚴謹性；二是很多能夠從事相關專業工作的工科類畢業生，包括碩士與博士學位畢業生，其理論素養和應用技能與實際工作要求相差較大，往往需要就職單位進行二次培訓；三是制造業急需一大批具備扎實的理論知識和實踐經驗，并兼具專業技能和創新精神的高端應用型人才，相較于受過高等教育的工科專業本科碩士畢業生，擁有一定技能的職高中專生反而更受歡迎。
一、工科教育教學問題的原因分析
對于工科畢業生專業能力未能達到與其所受教育相稱水平的問題，主要原因有以下幾方面：
1.學生對所學專業興趣不高
對于很多學生來說，在選擇高校專業前，并沒有對相關專業做太多的了解，往往是在父母、老師的勸說或者出于就業及薪酬的考慮選擇了所學專業。根據一項調查，在100位在校生中，自己選擇專業的學生占到67%，其中，興趣成為選擇專業的主要原因的比例僅為33%。[3]而進入高校學習后，很多學生發現所學課程與預期差距較大，尤其認為基礎課程枯燥乏味，進而對課程學習失去興趣，未能學到應有的專業能力，更不會在步入社會后從事所學專業類工作。
2.高校課程偏理論輕應用，對學生實際應用知識幫助不大
學生對學習專業技能興趣不大的原因，課程內容占很大部分。在基礎課程部分，高校教材偏重理論，公式、算法占很大比重，而對理論方法在后續課程乃至實際工作中的應用著墨很少，即使介紹了算法在后續學科中的作用，也僅僅是專有名詞的堆砌，與現實脫節很大。學生不能有感性的認識，反而更加困惑，也就無從談起在以后的工作中應用該理論了。如“隨機信號分析”課程中介紹均勻分布實際應用時，提到“由于A/D轉換器的字長有限，模擬信號通過A/D轉換時，勢必要舍棄部分信息，丟失信息后相當于使信號附加了一部分噪聲，稱為量化噪聲。量化噪聲分為結尾噪聲和舍入噪聲，他們都是均勻分布的”，[4]在學習“通信原理”課程之前，學生很可能并不理解該示例的含義，對相關原理也沒有直觀認識。這種應用介紹并不能幫助學生真正理解隨機信號分布規律，其結果往往是學生考試過后就忘，在未來工作中即使遇到相關問題也回憶不起來它的解決辦法。
3.一切以考試為重，忽視學生能力素質培養
工科高等教育中知識是一方面，另一方面培養學生嚴謹的態度、縝密的邏輯思維以及較強的動手、創新能力也尤為重要。目前工科高校的考試體制以卷面成績為主，對學生日常動手能力、課堂反饋考慮較少。這就造成了部分動手能力、自主研究能力較強的學生不能得到公平考察。比較典型的是在研究生報送過程中，一些日常專業能力、動手能力較強，甚至參與了實際應用項目的學生，因為課堂成績不達標而痛失保送研究生資格。此外考試內容偏向考察上課講到的概念、計算，對應用以及課堂外的考察基本不涉及。高等教育區別于以往中學教育的一點就是“書七講八考九”，要求學生主動學習超過課本本身的內容，考試也應涉及課程知識的延伸，而目前考試內容的局限性導致學生只關注教師考前的“劃重點”以及“突擊復習”，并沒有主動學習課程知識的意愿和動力。
4.高等教育投入不足，課程改革進度緩慢
自2010年至今，中國畢業生年均人數接近679萬人，2014年更是達到空前的727萬人，[5]這其中，近一半為理工科畢業生。可以看出，教育部門迫切希望提高我國基礎人群的受教育水平，但教育資源增加的速度卻落后于學生數量增長速度，工科教師待遇不高、師資不足、教師水平較低等問題仍然存在，導致部分地區受教育人數增加的同時，教育水平卻在降低。此外，隨著現行高校工科教育暴露出的問題越來越多，課程改革早已提上日程，雖然各級教育部門在課程改革上做出了很大努力，但資源配置不合理、課改體系混亂、評價體系陳舊等情況制約了改革進程。同時一線教師缺乏相應培訓，教師對課改目標、授課方式了解不深，對創新教學方式信心不足，實際教學趨向保守，教授、考察方式往往以“照本宣科”為主，最終也只能保證學生的能力不低于專業學生普遍水平，應用能力更無從談起。
二、解決辦法
對于以上問題，解決方案應有一個總體目標，就是提高高校工科生實際應用能力。為社會培養應用型人才是高校教育的主要目的，企業用人也希望招收不需要太多培養即能投入實際工作的畢業生。針對這一目標，結合以上提出的問題，探討解決辦法。
1.提高學生學習興趣
在專業學習中，興趣是非常重要的，學生需要有主動學習的意愿，才能將相關課程學好。因此，高校可以先期介入學生的專業選擇中，通過進入高中介紹、招生宣講等方式，向學生詳細介紹專業內容、專業前景、教授方式等，讓學生對候選專業形成體系化的認識。同時，高校可以與各級教育機構合作，盡可能地針對不同類型學生的特點，提供定制化的專業選擇建議。
此外，對于已進入高校學習的學生，可先進行專業導論課程學習。這類專業導論課程不是單純講授專業知識，而是著重介紹本專業在實際生活、工作中有哪些應用，多用實際例子，甚至結合實地參觀操作，激起學生對所選擇專業的興趣。如北京工業大學電子信息工程專業和通信工程專業的大四本科生每年都要去聯通公司大興培訓基地實踐學習，內容包括C&C08機、3G、HW3COM和SDH傳輸，此類學習實用性較強，與本專業關聯度很高，但專業知識深度較淺，容易被學生接受。如果類似這種實踐學習能在本科階段早期進行，相信會大大提高學生對本專業興趣。
2.提高課程與實際關聯性，培養學生動手能力
對于如何增加工科教材理論知識與實際應用的聯系，可以采用教材章節末尾詳細舉例本章知識如何解決實際工作中的某個問題，或者在課程開始時先提出一個問題的方式，隨著課程推進逐步利用課堂知識予以解決。問題選用要貼近實際，最好是高校生活中實際存在的問題，同時解答也盡可能用平實的語言，適當減少專業詞匯，這樣能夠便于理解，大大強化學生對知識的直觀印象。此外，高校課程中設置了大量的實驗課程，但這類實驗課程往往與課堂教學脫節，關聯性不強，現實中也存在學生本學期學完理論，下學期進行相關實驗課時已將知識忘光的現象。因此，建議將實驗課與理論課進行揉合，隨著課程的推進逐漸進行一系列實驗。同時實驗內容也多以動手操作為主，盡量多安排看得見、摸得著的內容，對實驗的考核也要跳出實驗報告紙。如果通過通信電路學習能夠制作一個無線遙控器，或者學習計算機網絡課程時完成一次基于底層報文交互的文字聊天，學生不僅學到了知識，同時也從這些成就中獲得了實際應用能力，這對他們未來步入工作崗位是非常有益的。
3.豐富課程考查形式，重視學生素質培養
考試是考察學生學習成果的主要方式，也是檢驗學生的最公平方式，但考試的內容和方式應多樣化，加大平時考察與書本外考察比重。書本專業知識考試是一方面，另一方面也可以以調查報告、專業論文、動手制作等方式，擴充學生的知識面，同時通過學生自身的思考、調查，鍛煉學生的邏輯思維能力與自主學習能力。考試卷面本身應設置一些開放性試題，鼓勵學生利用課程知識去思考問題和解決問題，也許給出的答案并不正確，但如果邏輯縝密或富有創新性，也應給予相應的分數。對于某些學科，可以將學生參加相關競賽、校外活動內容納入考察范圍，對于課堂外獲得的成績予以鼓勵，促進學生自主發展。
4.加大高等教育資源投入，完善課程改革內容
對于高等教育投入問題，近年來各類研究報告層出不窮，其中大部分都得出一個結論：我國對高等教育經費投入仍然不足。隨著近年高校持續擴招，我國高校規模大，高校現有經費支出已不能滿足教學需要，但經費不足不是制約高校工科教育的唯一因素。國家除了加大資金投入，各方面政策、社會資源也要向其傾斜，如增加工程類師資培養力度，制定完善國家或地區級工科生培養計劃等。同時幫助高校加強與社會的聯系，利用如“卓越工程師教育培養計劃”等政策，采用校企合作的方式，將學生放入企業，學習解決實際問題，共同培養企業需要的工程人才。
[關鍵詞]教研統一 人才培養 方法與機制
[中圖分類號] C961 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）07-0114-03
一、引言
關于大學高水平本科人才的培養，其影響因素很多，而圍繞教學與科研相互關系的討論或說爭論長期以來一直是高等教育研究領域備受關注的重要課題。[1]大學最核心的任務是確保本科教育質量，如果科研除了有利于人才培養之外，不能很好地服務本科教育，將喪失可持續發展的潛力;而將知識創新與教授有機結合起來，有效發揮科研的人才培養功能，對高校教學水平提高、教師教研水平提升、學生學習效果改善具有積極甚至無可替代的作用。
綜觀世界一流大學，無不要求其教師教學科研水平。我校從頂層設計角度制訂了“教研統一”的辦學理念。[2]筆者長期從事集成電路設計領域的科研與教學工作，結合專業特點，將多年來在教學與科研相互促進融合方面的探索進行梳理，并對其中面臨的困難與挑戰進行了思考。
二、教研統一的探索
目前國內不少大學存在不同程度的“科研先行”發展理念，造成了教學的“短板”。為促進集成電路設計與集成系統專業工程應用型人才的培養，本專業一線教師長期積極探索科研促進和服務教學的方式方法，將先后承擔的國家自然科學基金重點項目、國家“863”重大專項、國家自然科學基金項目、國家科技攻關項目，以及省部級、廳局級、橫向項目等數十項科研項目及成果以多種方式融入本科教學，努力使科研引領教學水平的提升，整個教學科研團隊先后于2010年和2012年被評為“陜西省省級教學團隊”――通信專用集成電路設計核心課程教學團隊和“陜西省首批重點科技創新團隊”――西安郵電大學通信專用集成電路與集成系統重點科技創新團隊，探索形成了“科研嵌入”理論教學內容、“科研反哺”實踐教學環境、“科研提高”師資隊伍建設和“科研啟發”應用型人才培養的教研統一方案，努力提高科研對教學的貢獻率。
（一）“科研嵌入”理論教學內容
為了踐行“教研統一”，在理論教學方面，貫徹科研項目分模塊進課堂、進實驗、進畢業設計，落實前沿技術進講義、進習題、進考試環節，同時根據科研項目開發實際，總結工程經驗，凝練科研案例，編寫系列教材。通過將科研子模塊“嵌入”教學、“嵌入”教材，豐富了教學內容，拓寬了學生視野，提高了學生實踐能力，實現了科研成果進課堂、教學水平上臺階的目標。近年來承擔并以多種形式融入教學的主要科研項目有：
項目1：國家自然科學基金面上項目“三維視頻處理系統芯片動態可重構可編程體系結構研究”，經費160萬元;
項目2：陜西省科技統籌項目“北斗二號 / GPS雙模接收機芯片組”，經費150萬元;
項目3：陜西省重大創新專項“雙網數字傳真機開發”，經費75萬元;
項目4：陜西省重大創新專項“SDH片上系統設計與實現”，經費50萬元;
項目5：國家自然科學基金重點項目“新一代圖形處理系統芯片體系結構及關鍵技術研究”，經費440萬元;
項目6：某國防項目“圖形處理器IP研發”，經費99萬元;
項目7：陜西省“13115”創新專項“高速數據網絡包交換芯片研制與開發”，經費135萬元;
項目8：國家“863”重大專項“基于NOC的多處理器系統片上高性能互連技術研發”，經費200萬元;
項目9：國家“863”項目“寬帶交換高速交換芯片的研究開發”，經費360萬元;
項目10：國家自然科學基金“無線通信自重構容錯NOC研究”，經費60萬元。
上述項目與理論教學、實踐教學以及集中實踐環節相結合的具體操作如下：
1.集成電路專業導論：將項目1“APU體系結構、計算模式統一等”作為內容;將項目2“北斗、GPS以及伽利略等”的對比研究作為內容;將項目8“片上網絡NOC的項目”引入教學;將項目9“電路交換、分組交換的發展及研發現狀”引入課堂。
2.數字集成電路設計：將項目1、5中“涉及的長線、功耗、缺陷問題引入教學”作為內容;將項目6、7中的模塊作為案例用于新編教材;將項目9“PLL、CDR單元、全定制振蕩器”作為教學案例。
3.集成電路工藝原理：將項目1、5中“紅墻問題、三維工藝”引入教學;項目7、9、10成果引起企業關注，與航天某所建立工藝聯合實驗室;將項目9開發過程中針對工藝的比較引入教學。
4.EDA技術實驗：以項目1“4×4可重構陣列”，項目3“將圖像CIS掃描、熱敏打印頭以及步進電機控制電路”，項目4“字符重排、幀定位等單元設計”，項目5和6“命令處理器”作為教學案例;將項目7、8、9、10前端設計中積累的代碼編寫經驗、綜合腳本撰寫方法引入教學，將設計后端的STA用于新編教材中。
5.SoC設計方法學：以項目7、8、9的研發流程作為典型的SoC設計流程進行對比講解。
6.計算機組成與設計：將項目1、5“ILP、OLP、DLP的統一”作為課程的主題研討內容。
7.Verilog HDL數字系統設計：將項目1、5“反饋環、命令處理器、存儲管理器等”作為大型實驗案例;將項目4、7、9“PRBS序列產生、字符重排、幀定位單元”作為實驗內容;將項目8、9、10“將分配管理單元、虛通道路由器”作為案例，并將驗證平臺的搭建作為大型案例引入教學。
8.通信原理：依據項目3建議授課教師將傳統傳真協議T.30、網絡傳真協議等引入課程;依據項目4建議授課教師將SDH內容講解與項目開發結合起來;依據項目4、9建議授課教師將世界上第一套符合ITU-T標準STM-256幀結構的40G SDH設備等引入課程。
9.基于FPGA的嵌入式系統設計：將項目1、5“如何在Micro Blazer上移植操作系統、如何與底層電路交互”作為案例;將項目3雙網傳真機作為典型的嵌入式系統引入教學。
10.FPGA課程設計：將項目1和5“反饋環、Cache開發、命令處理器”，項目9、10“隊列管理、VC分配、交換分配”等簡化后作為題目。
11.集成電路設計課程設計：將項目1和5“幾何變換、三維剪裁、圖元裝配”，項目9、10“隊列管理、VC分配、交換分配”等作為題目。
12.SoPC課程設計：將項目3、5、6、7電路驗證轉化為SoPC方式進行以作為課程設計題目，項目7、8“PRBS序列產生、字符重排、幀定位等單元的開發”作為題目。
13.畢業設計：將項目1、5、6“基于可重構陣列的DCT變換、2D加速器、命令處理器、像素染色器等”，項目3“傳真機方案設計、模塊電路設計、軟件方案、通信協議等”，項目4、7、9“PRBS序列產生、字符重排、幀定位等單元增加基于C的驗證”，項目9、10“隊列管理、VC分配、交換分配、torus結構等”，項目8“驗證涉及的基于SV的驗證平臺、PLI平臺等”作為畢業設計題目。
（二）“科研反哺”實踐教學環境
集成電路設計是一個工程實踐性很強的領域，所需的儀器設備、工具軟件、工作條件成本高昂，建立完善的設計實踐環境常令學科建設經費捉襟見肘。而在承擔各級各類科研項目的過程中，逐步建立起了較高水平的科研平臺，如部級重點實驗室、省級工程中心、校企聯合實驗室等，在這些科研平臺上積累了豐富的硬件資源、空間資源和人才資源。通過探索“科研反哺”，對實踐教學環境的建設和提升起到了積極的促進作用。具體措施包括：
1.共享科研平臺的硬件資源，提升學生實踐環節的物質基礎：在高水平科研帶動下，先后投入數千萬元建立了集成電路設計環境、工藝生產線，并與Altera、Xilinx、Intel、TI、廣州周立功、772所等建立了聯合實驗室，相關的儀器、設備、開發工具等通過合理共享逐步向本科生開放，向實踐教學資源轉化，提升了實踐環境的物質基礎。
2.利用科研平臺的空間資源，為學生提供校外實習實訓的機遇與環境：通過科研合作，先后與烽火、中興、華為、兗礦、煤炭科學院、深亞等相關設計企業、終端用戶等建立了校外實習基地，豐富了學生的實習實訓環境。
3.發揮科研平臺的人才優勢，轉化為第一、第二課堂的教學優勢：主持和參與科研項目的高水平教授、中青年教師、碩士研究生等是科研平臺的人才優勢，強調實施教授年授課學時數不低于120學時、項目負責人至少承擔一門本科生專業課、青年教師指導學生參加興趣小組和學科競賽、碩士研究生承擔助教等一系列措施，對學生創新能力的培養起到了積極作用。
通過上述舉措，先后建設了陜西省實驗教學示范中心――“計算機與微電子學實驗教學中心”和“電工電子實驗教學中心”、陜西省人才培養模式創新實驗區――“電子信息工程應用型人才培養模式創新實驗區”和“集成電路設計與集成系統工程應用型人才培養模式創新實驗區”。
（三）“科研提高”師資隊伍水平
集成電路設計的工程性要求教師必須具備豐富的實踐經驗，而科研正是彌補經驗“短板”的有效途徑。在具體實踐中采取的“科研提高”師資水平的措施主要有：
1.劃撥科研經費資助青年教師攻讀碩士、博士：為了培養青年教師，形成人才梯隊，一線青年教師先后有6人都是在科研項目專門審批劃撥的經費資助下攻讀博士、碩士，畢業后先后承擔了陜西省自然科學基金項目、教育部重點項目、陜西省教育廳專項項目等10余項;多名青年教師指導本科生、研究生參加學科競賽，先后獲得大學生電子設計競賽陜西省一等獎第一名和全國二等獎多次、研究生電子設計競賽西北賽區特等獎兩次、全國二等獎和三等獎各一次以及全國優秀指導教師獎。
2.人才引進注重科研方向、優勢互補：在師資隊伍建設中，注重科研經歷、工程能力、國際背景，如引進的美籍全職教授有Nvidia、貝爾實驗室、猶他大學等國際知名企業、科研院所長達29年的開發經歷，并被聘為陜西省“百人計劃”特聘專家。
（四）“科研啟發”應用型人才培養
通過科研融入教學，對啟發學生潛力、培養學生工程應用能力起到了積極作用;同時選拔興趣濃厚者作為科研助手參與項目研發，由高水平教授直接指導，這些學生有多名進入Intel、MTK、華為、中興等知名企業，擔任開發經理、技術骨干等關鍵崗位，或考取知名高校的研究生，并迅速成長為導師科研團隊中的骨干成員。
總之，科研成果分模塊進課堂，豐富了教學內容;前沿技術進教案，拓寬了學生視野;科研設備向教學資源轉化，改善了教學條件;堅持高水平教授為本科生授課，保障了教學中心地位;總結科研和工程經驗，更新了教學內容，出版了系列教材，提高了學生工程實踐能力，形成了科研促進教學的良好局面。
三、教研統一的思考
盡管在多年的教學科研實踐中摸索了一些“教研統一”的方式方法，但終究不是機制，無法形成長效。而“教師的薪水、晉升，最終是依據其科研成果，而不是其教學績效，大學制訂的教師學術獎勵體系中幾乎看不到教學的影子”[3]，“教學和科研的統一正在隨著科研的興盛及二者之間激勵機制的不平衡而受到破壞，科研正在越來越遠離教學，甚至是毫不相干”。[4]那么，如何讓教師發揮主觀能動性，積極投身教研統一的探索？又如何讓學生積極投身運用專業知識解決實際問題的實踐，為學生實踐能力培養與提高形成合力呢？
（一）倡導研究性教學
大學師資管理模式、績效考核方式決定著大學教師的工作方式、工作效率和工作效果[5]，畢竟對多數人而言，指揮棒在哪里，工作的方向就在哪里。因此對工程實踐性強的專業，可從教學的要求上倡導研究性教學，從績效考核上拉近、拉平教學與科研獎勵，不僅讓只灌輸書本知識的現象得到改觀，也讓學術水平高的教師有意愿對學生傾囊相授。
同時，一個高效的科研團隊必然也是一個優勢互補的水平梯隊，而一個專業的教學也是理論與實踐、抽象與具體、構想與實現的結合。因此，可從校級層面上制訂科研團隊對專業教學的工作目標，再由科研團隊細分任務與計劃，并分解科研項目，組織教學活動，做到教師人盡其才，學生人盡其用，這樣既可以調動教師積極性，又可以發揮學生能動性。
（二）強調教學中心地位
從教師角度看，教學過程中應著重關注學生的學習過程，以教學為中心，以學生為主體，以教師為主導，以學習為主線。在基礎課、專業基礎課的支持下，專業課教學可以按“問題驅動、案例驅動、項目驅動、前沿驅動”的節奏循序漸進，逐步提升。教學方式方法的改革將在一定程度上促進“教研統一”的踐行。
（三）發揮學生科研潛力
從學生角度看，專業知識的掌握程度，除了卷面成績外，還可以有多種表現形式，如：1.參加教師科研項目，獨立運用專業知識或在教師指導下多方查閱、調研，完成相關模塊的設計，并撰寫小論文或申請國家發明專利，或錄用或發表，或實審或授權;2.參加學科競賽，競賽題目可以從日常應用角度激發學生的靈感，也可是教師科研項目轉化，通過自由組隊，在省級及以上政府機構組織的裝試性競賽、國家級行業協會組織的裝試性競賽上獲獎等。對諸如此類情形，從學校學院角度給以獎勵、鼓勵，也將在一定程度上促進“教研統一”的踐行。
四、總結
本文結合集成電路設計專業工程實踐性強的特點，在長期的教學科研實踐中，探索出了一套“科研嵌入”理論教學內容、“科研反哺”實踐教學環境、“科研提高”師資隊伍建設和“科研啟發”應用型人才培養的教研統一方案;同時為了實現科研促進教學、提高人才培養的效果，從學校角度、教師角度和學生角度思考了倡導研究性教學、強調教學中心地位、發揮學生科研潛力的“教研統一”長效機制。
[ 注 釋 ]
[1] 梁林梅.國外關于本科教學與科研關系的探析[J].江蘇高教，2010（3）：67-60.
[2] 盧建軍.深化高教改革要抓好頂層設計[N].光明日報，2014-06-17.
[3] Serow R C.Research and teaching at a research university[J].Higher Education，2000（4）：449-463.
