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导语:在电子信息工程论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
简而言之,电子信息工程就是借助信息电子化技术,不断获取信息、处理信息的一种手段。近些年来,随着我国现代技术的逐步完善,电子信息工程在一定程度上取得了较大的成果,其高效性、便利性、准确性也常被人津津乐道。但是,不得不承认的是,我国的电子信息工程设计还存在着诸多弊端,例如:核心技术和长远发展战略的缺乏。一方面,由于我国电子信息工程设计起步较慢,因此在发展过程中对于国外技术的依赖较大,这是无法忽视的隐患之一,我们必须及时有效的研发新技术来摆脱这一现状。另一方面,电子信息工程设计的发展受到企业经济情况和对外认知的影响,我国的企业普遍缺乏创新性和可持续发展的观念,因此,无法制定有效优质的可持续发展战略。总而言之,自动化技术在电子信息工程领域的应用,是符合时展要求的。
2自动化技术在电子信息工程设计中的逐步应用
自动化技术,是一种综合了信息技术、控制技术、电子技术等一系列高新科技的混合体,其在一定程度上,代表着尖端高新领域的发展。自动化技术由于其在控制领域的巨大创新,受到了现代工业的广泛应用和追捧。因此,将自动化技术引入电子信息工程设计中进行应用,获得了业界的一致认可。
2.1引领电子信息工程设计朝着机械化和一体化的方向不断发展
自动化技术中最突出的特点就是,能在最大程度上用机械代替人力进行一系列工业生产和发展。因此,自动化技术的应用,在一定程度上能够直接体现项目、工程的机械化程度,这也正是其受到广泛应用和追捧的主要原因。而电子信息工程单纯是由计算机技术和电力电子技术等高新科技支撑、发展的,电子信息工程设计在一定程度上缺乏相应的机械一体化能力。因此,两者之间存在着诸多不可避免的联系,与此同时,将两者进行有机的结合在一定程度上是一个发展的契机,一方面,可以促进电子信息工程设计朝着机械化方向大力发展;另一方面,还能在一定程度上提高电子信息工程设计的效率。因此,在电子信息工程设计中逐步应用自动化技术是一个不可多得的明智之举,是工业发展的必然要求。
2.2进一步提高电子信息工程设计的智能控制能力
众所周知,电子信息工程设计是通过对电子设备的研究、设计及其开发等手段,进而对电子信息进行一系列有效的控制和处理。总而言之,电力信息工程设计是基于信息,进行一系列操作运行的。而自动化技术在信息的储存和处理上有着引人注目的骄人成绩,因此,在电子信息工程设计中引入自动化技术能在根本上改善提高其对于信息的智能化操作水平。换而言之,自动化技术和电子信息工程技术的融入能在最大程度上改善、提高对于信息的智能控制能力。
2.3在电子信息工程控制方面的提高
对于电子信息工程设计而言,电路分析和计算机控制这两部分尤为关键。而自动化技术在电路分析和设计方面有着不可忽视的主导地位,例如:三相电力、互感电路以及双口网络。也就是说,一旦自动化技术开始应用于电子信息工程设计,自动化技术在各方面电路的高超本领也将注入电子新型工程设计。而计算机控制本来就和自动化技术有着密不可分的联系,因此,自动化技术的全力支持对于计算机控制的提高是不可或缺的。总而言之,自动化技术在电子信息工程设计中的应用,能够电子信息工程控制方面带来极大幅度的提高。
2.4辅助电子信息工程的具体设计
自动化技术的应用,对于计算机设计效率的提高而言,存在着关键性作用。自动化技术能够从根本上改善原本效率低、准确性低的陈旧计算机制图方法。因此,在计算机制图方面,一旦应用了自动化技术,设计者只需在固定程序中输入所采用的数据和规模,计算机就能自动输出设计。并且,其对于制图方面的应用涵盖了建筑、纺织、电子等方方面面,这能给我们带来极大的便利。因此,自动化技术在电子信息工程设计中的应用,能够在最大程度上提高其工作准确度和工作效率。
2.5引领电子信息工程设计走向更好的明天
自动化技术所涵盖的技术领域和其技术能力,是迄今为止最广和最高的。这也能从侧面说明,在电子信息工程领域大面积应用自动化技术是时代要求,是大势所趋。例如,在信息处理方面,现阶段除了自动化技术之外,没有任何技术能对信息处理的如此全面和高效。在智能操控方面,也没有任何技术能够超越自动化技术的完美操控。与此同时,在计算机处理方面,自动化技术对于制图的辅助能力也是其他技术所无法匹敌的。而信息的高效操作能力,工程的智能操控手段以及对于计算的制图的辅助,对于电子信息工程设计而言都是必不可少的一部分。因此,在电子信息工程设计中大力推广及应用自动化技术是大势所趋,是社会发展的必要进程。
3结束语
总而言之,无论是电子信息工程的设计,抑或是自动化技术,两者对于我国工业的发展都存在着至关重要的作用。任何一方的缺失都可能会,造成工业发展的滞后甚至停滞。因此,只有在电子信息工程设计中全面应用自动化技术,在最大程度上将两者进行一个有机结合,才能使两者完好的发挥出各中高效作用,进而才能推动着我国工业的快速进步。
作者:王玲 单位:西安铁路职业技术学院
引用:
[1]尹坤任.自动化技术在电子信息工程设计中的应用[J].电子技术与软件工程,2014,01:253.
1电子信息工程
从当前的应用技术而言,电子信息工程在日常工作、生活当中的应用已经较为普及,其具备较大的影响力。电子信息工程主要包含数据的收集、处理以及储存,电子设备信息软件系统的应用等,就是手机、电脑在电话、短信、网络等过程都属于电子信息工程范围。同时,电子信息工程能够给人们的生活带来一定的便利性,提升人们的生活质量,降低人们的工作量等,在人们日常生活当中所使用的笔记本、平板、手机等设备当中都具备相应的电子信息工程技术,其内容包含信息技术、通信技术以及计算机网络技术等。
2电子信息工程在工业领域中的设计与应用
2.1射频识别技术的应用
射频识别技术主要是一种无线通讯技术,能够借助无线电讯信号识别特殊的信息目标并进行读写相关数据,从而无需识别系统和特定目标之间建立相应的机械或光学接触。快捷并且高准确性的射频技术在工业领域当中应用非常广泛,当前射频识别技术主要在航空包裹以及汽车生产方面应用较为先进,射频识别技术是一种全新的自动化识别技术,其能够显著提高读取信息的速度,并实现能携带大量信息的优势。在工业领域当中,射频识别技术有着显著的经济效益与社会利益。
2.2工程造价中的应用
工程造价主要是指在一个项目开始之前对该项目进行开支预算,并对实际开支的全部固定资产投资进行统计。应用套件软件编程工程预算和造价,应用数据库技术构建收集指标的能力。伴随着信息化技术的快速发展,电子信息技术在建筑行业当中的应用越发广泛。电子信息工程在工程造价等方面的主要应用在控制造价、制定造价而定、投标报价等多方面。在工程造价方面合理应用电子信息工程,能够实现对工程的信息化、电子化管理。
2.3交通建设中的应用
在交通建设方面,普遍会应用到许多的数据并需要对其进行处理,在交通设施的建设中,也会遇到许多的问题,在这些问题上必须有解决方式,仅仅是借助人为的力量,不仅会浪费大量的人力物力,还会发生无法规避的损失。当下,电子信息工程的应用也能够在交通建设当中进行,主要是负责解决施工当中存在的问题,例如预测施工中的风险以及设计施工风险规避措施,从而为交通施工的建设质量及效率提供基础性保障。
2.4机械领域的应用
针对电子信息工程在工业领域的发展及应用现状,很容易发现,电子信息技术在机械制造方面的应用非常广泛,例如,在日常生活中可以发现的手扶电梯中,便可以应用电子信息工程,实现自动化加速与减速。电子信息工程在机械领域当中的广泛应用,不仅可以实现智能化与自动化,还可以使机械的使用效率、能源消耗量得到明显优化,从而实现提升工业生产、工业服务的效率及质量。
3电子信息工程发展现状
3.1缺乏技术性人才
一直以来,我国电子元件都是依靠国外进口,这也导致我国电子信息产业的发展需要依靠国外,电子信息工程产业是一种人才密集的快速发展产业,通过模仿与守旧是无法体现电子信息工程的作用,再加上我国电子信息工程的发展起步时间比较落后,人才培养制度不完善等,导致我国电子信息工程专业的开设存在严重问题。虽然我国高校教育能够培养出一部分电子信息工程人才,但是大多数人才都是理论分析能力强、实践操作能力弱,这也导致真正能够应用于市场的电子信息工程技术性人才并不多,制约着行业的发展。对此,应当培养学生学习信息的处理及获取、电子设备和信息系统等多方面的理论性知识,促使培养出来的学生具备良好的科学素质,从而真正具备应用、开发、设计、创新电子设备及信息系统基本能力的人才。与此同时,这不仅仅是高校的任务,还是国家与企业的任务,国家应当重视人才的培养与市场的开发,企业应当重视人才的引进与人才的提高。
3.2缺乏合理的产业结构
在20世纪,电子信息工程便有了初步的發展,并且也为我国的经济发展提供了一定的支持。但是,电子信息工程在我国真正普及和应用是在21世纪,电子信息产业是一种持续发展和进步的产业,只有持续的创新,生产全新的电子产品,才能够真正地适应现代化经济的快速发展。对此,导致电子信息产业的结构发生了根本性的改变。例如,信息服务业和软件的比重部队称、数据库与产业规模较小等等。大多数关键性的技术仍然需要从国外的国家进行引进,缺乏自主性的发展与创新,这也导致我国当前的电子信息产业处于被动的趋势。对此,就应当针对我国实际情况,以国家管理部门为手段,有效的优化电子信息工程产业结构,促使电子信息工程继续发展。
3.3缺乏自主创新能力
当前我国电子信息工程发展中存在的主要问题是缺乏自主性创新能力。这一问题主要因素在于电子信息工程方面的人才不具备创新思维,一直以来关键性技术都是依靠国外进口,引进国外的技术与设备,会支出庞大的资金。因为自主创新能力的缺乏,专利意识方面也较为淡薄,对品牌的建设不够重视。例如,在实际领域中,经常出现企业因为缺乏自主创新能力,而导致忽略企业品牌意识的建立,最终导致企业在市场当中的综合竞争力不足。由此可见,电子信息工程的行业发展不仅需要资金的保障,还必须有大量的具备创新能力的人才。对此,国家应当首先完善知识产权的保护体系,然后强化产权保护的力度,并为电子信息企业提供良好的竞争环境。
1.1电子信息技术在工程管理信息系统中的应用
电子信息技术可以应用于工程项目管理系统当中。计算机管理系统的主要作用就是制定项目的投资计划以及对工程进行规划和后续管理。应用电子信息技术参与工程管理的过程,就要保证工程管理人员可以通过工程管理信息系统对工程相关信息的查阅,便于管理人员对工程相关问题的熟悉和了解。项目管理系统要求应用一定的网络技术将工程计划直接报告给工程管理相关人员,并对关键路径报告进行整理。在项目管理系统中,电子信息技术还要对资源的使用分配及工程的进度进行如实反映,从而方便管理人员及时检查并发现问题。除此之外,电子信息技术的应用还涉及物资管理系统。作为工程建设的重要组成部分,材料的跟踪管理是至关重要的,而电子信息技术的应用就可以准确对材料进行预测,由此可以为工程项目提供科学的报告。电子信息技术可以实现网上信息查阅,从而可以有效地掌握和统计全球范围内的材料相关情况,由此增强了材料选择的可操作性,可以对材料和物资的价格及相关购买信息进行整理和分析,有助于保证材料采购的质量,提高工程管理的水平。
1.2电子信息技术在工程科学计算中的应用
工程建设的重要阶段之一是工程设计阶段,包括图纸的设计和审核,在这一阶段,电子信息技术的作用是较为明显的。在进行图纸的设计时要涉及数据要开展预算,要根据工程建设的不同特点及工艺进行图纸的布局,设计图纸是施工过程的重要依据,所以各项数据应力图做到准确无误,要保证设计图的有效性。由此应用电子信息技术可以更快更准确的得到图纸技术参数,简化人工算数的工作量,提高工作效率的同时保证数据的准确性。除此之外,一些网络制图技术的出现,更好的替代了手工制图,节省时间,方便操作,可以充分发挥电子信息技术对工程建设方面的重要作用,提高了工程管理的效率和水平。
1.3电子信息技术在工程自动控制中的应用
电子信息技术在工程管理中的另一重要用途是在工程自动控制中的应用,工程自动控制可以保证系统的灵活性,减少人工管理的繁琐性,降低了管理的困难。电子信息技术应用于自动化控制中已经越来越普遍。具体表现为对控制对象的操作、对执行器的操作以及对数字调节器的操作。对控制对象的操作主要是指计算机通过计算所要控制的装置或设备的递函数表征、放大系数、惯性时间常数等来对其进行监控。执行器是控制系统的重要组成部分,它根据调节器的控制信号改变输出的角位移或真线位移改变被调介质的能量,从而实现预定的要求。电子信息技术对执行器的操作就表现在其可以通过计算实时调整,从而保证执行器执行的准确度。而对数字调节器的操作是通过一系列的输入和输出通道来保证工程自动控制的实现。
2提高工程管理信息技术应用的要点
2.1切实把电子信息技术与工程管理相融合
电子信息技术对工程管理起着很重要的作用,虽然很多企业能够认识到这一点,但是实际工程建设过程中,电子信息技术在工程管理的参与程度还是很低的。由此企业要切实加强电子信息技术与工程管理的融合,提高电子信息技术的应用水平,要根据工程建设具体实际应用电子信息技术来进行信息的收集和加工,要制定科学合理的信息应用制度和计划,保证工程信息系统的完善,充分保证现代信息技术对工程管理作用的发挥。
2.2加大各种相关应用系统的开发力度
在互联网的基础之上要加大各种信息管理系统的开发和构建,建立数据库,保证信息的共享,把工程相关信息呈现到网络资源里,实现网上投标、网上会议及网上采购等模式的构建,从而建立一个相互沟通和交流的电子信息网络平台,方便信息的传递,提高沟通的效率,由此可以保证工程建设的进度,保证工程相关方的有效沟通,通过各种应用系统的构建可以实现材料和物资的对比,保证采购材料的优质性,保证工程建设的质量,提高工程管理的效率和效果。电子信息技术在工程管理中的应用主要体现在工程科学计算、管理信息系统以及工程自动控制方面。要想较好的发挥计算机电子技术在工程管理中的作用,就要建立完善的工程信息管理系统,以硬件资源以及系统程序的编制作为依托,保证信息的共享。
3结束语
【Abstract】With the development of the era and the innovation of science and technology, electronic information engineering have been effective development, it is very important for people’s life and society’s development. The electronic information engineering is the important part of people’s life, and was used in various fields, has a promoting effect for people’s living standard. Paper analyzes the development and application of electronic information engineering ,and introduces its development status and countermeasures.
【P键词】电子信息工程;现代化发展;应用
【Keywords】electronic information engineering; modernized development; application
【中图分类号】TN015 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)03-0078-02
1 概述
现阶段,电子信息在我国发展时间不长,但发展市场竞争激烈。电子信息市场以现代化发展为目标,它的发展和应用提供了更为良好的发展空间,从而有效促进我国信息市场的发展,进而带动经济水平。
2 电子信息工程的发展现状及重要性
随着科学技术的进步,电子信息技术得到有效发展,促进了电子信息工程在各行各业中得到有效应用。但电子信息技术发展时间短,取得成绩远没有国外大部分国家的成果。目前,我国电子信息技术的核心技术主要是引进国外技术,本土开发出来的技术很难达到使用要求,在一定程度上促进了我国电子信息发展。因此,我国政府和企业要给予更多的重视和研究,促进我国技术发展。而电子信息工程发展会使得系统更为细化。电子信息工程存在于我们生活的方方面面,同时也是各个行业力求发展的工程项目。电子信息工程不仅对生活产生影响,对于我国综合国力一样具有重要的影响。现阶段,电子信息工程已经成为了国际基础工程,对我国行业产业结构进行了有效调整,对促进我国经济和社会发展具有深远意义。因此,电子信息工程的重要性显而易见。
然而电子信息工程的现代化技术是电子信息产业突破传统技术和传统信息模式进入到一个新的发展阶段,是电子信息工程实现技术新发展新突破的一个契机。因此,讨论电子信息工程的发展现状以及现代化技术具有必要性和现实意义。
3 电子信息工程的应用分析
电子信息工程对各个阶段的产业发展具有促进作用,同时也是当今社会发展的重要基础工程。随着电子信息工程的发展,不仅对人们的思维方式产生影响,同时对人们生活方式也有深刻的影响。因此,电子信息工程具有十分重要的作用,我国政府和企业应给予重视。由于电子信息工程还没有得到有效普及以及应用。因此,我国政府对增加投资,使得信息技术扩大应用范围,根据有关数据表示,电子信息工程在人们的生活中越来越重要,且使用率呈现快速增长趋势,部分电子信息工程生产出来的产品对已经成为了广大群众生活不可缺少的物品,如网络购物等。而电子信息工程在企业中的应用,对提高企业综合实力以及改变企业产业结构具有积极的影响。企业是市场发展的导向,并不断增加电子信息工程投资,企业在这一过程中发挥着重要的作用。对于电子信息工程发展应用不仅能使得企业各个类型产业得到有效发展和创新,同时使得企业发展变得更为高端。但电子信息工程不能轻易地将之应用在企业中,还需要结合企业自身实际发展情况,对于企业技术等方面要进行创新,保持和提高企业的竞争力。当前,企业为满足市场需求,需要通过各类电子信息,加强信息平台上的交流,宣传企业产品,通过平台增加人们对企业产品的认识。
4 电子信息工程中现代化技术的发展对策
4.1 增强国家扶持力度
现阶段,我国越来越重视电子信息工程现代化技术的发展。增强对电子信息工程现代化技术的扶持力度,增加投入资金,不断拓宽融资渠道,使用互联网推广,不断鼓励电子创新技术开发,而对于电子信息技术工程成果给予足够肯定,可设立工程基金,以此鼓励电子信息过程项目有效发展[1]。
4.2 完善健全法规及有关政策
高新技术企业需要不断做出调整,增加对电子信息工程有关产品的出口退税力度,将信贷、信用保险的制度所包含的作用,并将中小规模电子信息企业有关法律和法规进行完善。增加电子信息有关产业法律的确立和实行,确保电子信息创业发挥的引导、保障和支持作用,将各方资源组合促进电子信息产业的发展。
4.3 增加企业电子信息现代化技术创新发展
要进一步加快我国电子信息现代化的创新力度,对改革电子信息技术创新体制,并不断优化投资环境,保证电子信息工程现代化技术的难点得到有效突破。并不断发挥自主创新战略的作用,熟练运用我国电子信息产业技术,从而有效推动电子信息技术创新组织的建立。
4.4 增强电子信息产权的保护意识
要加强知识产权保护战略,进一步推动相关知识产权的有关知识的了解,不断增强知识产权保护意识,并增强知识产权法建设力度。运用知识产权保护制度,提升电子信息技术科研工作创作的积极性[2]。
4.5 完善电子信息产业融资环境
将电子信息产业有关经济政策落实在每一处,不断提升电子信息技术水平,鼓励地方政府增加电子信息产业投入力度,并鼓励金融机构对中小型电子信息企业投资、融资,发挥担保体系的作用。以电子信息产业和集聚区作为重点,确定中小型电子信息企业发挥优势[3]。
4.6 鼓励大型电子信息企业的组合
积极鼓励大型电子信息企业组合和并购具有十分重要的意义,对于集成、软件以及通信等行业,需要对我国国内资源不断地整合,鼓励企业走出去,并对电子信息技术有关企业兼并或者参股,以此增加电子信息企业的力量,从而不断地提高管理水平,增加国际竞争力[4]。
4.7 注重人才的培养
电子信息技术属于新兴高科技产业,是现展的主要标志,使人才得到有效发挥。因此,企业要不断地优化产业环境,将人才培养作为重点,重视内部培训,对人才对外交流等方式培养高科技知识人才,打造一支高素质、专业性强的信息产业人才。不断地完善企业团队培训,增强企业创新能力。同时,建立公平、公开以及公正的良好竞争机会,督促人才不断地完善,鞭策自身的发展,增加自身国际竞争力,强化技术交流,以此促进电子信息工程技术现代化发展[5]。
5 结语
总之,要不断推进电子信息工程发展,就要给予足够重视,将之视为重要的科学技术,提高科学研究力度,让其应用在人们生活的方方面面。同时,企业也要采取电子信息技术,全面实行改革,顺应时展。除了不断推动电子信息技术的发展,还要将其深化,不断向着国际水平接近。使得电子信息工程现代化应用在制造业、服务业等行业,不断增强企业实力。电子信息工程中现代化技术的发展对策中,主要从增加国家扶持力度、完善健全法规及有关政策、增加企业电子信息现代化技术创新发展、增强电子信息产权的保护意识、完善电子信息产业融资环境、鼓励大型电子信息企业的组合、注重人才的培养七方面发展。增加自身国际竞争力,强化技术交流,以此促进电子信息工程技术现代化发展,从而有效推动电子信息技术创新组织的建立,提升电子信息技术科研工作的积极性。同时,对于我国产业结构整体格局角度分析,并结合有关领域促进工业现代化发展,提高我国综合实力。
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Abstract: The training model of science and engineering education must pay attention to theory, but ignore practice, and this doesn't meet with the industry employment needs. Therefore, the reform in domestic and international engineering education is aiming at innovative talent cultivation, and regressing to engineering practice. From the realities in NEUQ, some questions about practical teaching in electronics and information engineering specialty are analyzed, and relative practical teaching system based on the CDIO framework is proposed.
关键词:工程教育;CDIO模式;实践教学体;电子信息工程
Key words: engineering education;CDIO framework;practical teaching system;electronics and information engineering specialty
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)36-0250-02
0 引言
世界范围的工程教育经过从“务实”到“务虚”阶段,已经跨进新一轮“求实学”、 “重实际”、 “干实事”的阶段,正在推动工程教育的范式由“技术型”、 “科学型”向以创新型人才培养为目标的“工程型”转变,因此,当前工程教育转型的标志为“回归工程实践”。美国欧林工学院是工程教育改革一个典范。它成立于1997年,是一所新兴的工科院校,颠覆了传统的教学模式,把基于项目的体验式教学贯穿大学四年,重塑并实现了跨学科、重设计为特色,工程知识、技能和人品素质相结合的工程教育理想[1-3]。
针对我国工科专业“重理论,轻实践”培养方式,以及与产业界用人需求严重脱节的客观情况,2011年1月我国教育部《关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》,提出了面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,即卓越工程师计划。东北大学作为第二批高校加入我国卓越工程师计划。
1 东北大学秦皇岛分校电子信息工程实践教学体系现状剖析
电子信息工程专业是电子与信息方面的宽口径专业,是信息理论、电子技术、通信技术和计算机技术的交叉学科,培养能够掌握电子技术、信息处理、计算机技术和通信网络技术相互交叉融合的研究型人才和应用型人才[4]。电子信息工程理论教育占主导地位,可以依次分为通识教育、专业基础教育以及专业教育三部分,而实践教育处于从属地位,由实验课、课程设计、生产实习以及毕业设计等构成,这也是工科教育中“重理论,轻实践”本质所在。因此工程教育的重点是以创新型人才培养为目标,加强实践教育,构建多层次协同的工程实践体系。
东北大学秦皇岛分校电子信息工程专业实践教育是以教学实践平台为载体,教学实践平台有课内实践平台、课外实践平台两种类型。课内实践平台一般有实验课程、课程设计、校内实训、校外实习、毕业论文(设计)等;课外实践平台一般有学校、院系或专业兴趣小组活动及创新实践社团活动、各类竞赛、课外科研开发项目与学术研究活动等多种形式,如表1所示。
我院针对课外实践平台建立学生创新与电子实习实验室,以此创新实验室为基础,鼓励学生参与科技创新项目,如全国大学生科技竞赛、学校资助科创项目以及自选项目等,学生在校期间多次获得国家级、省级奖项,申请专利多项,多篇,这是实践教学的亮点,但也存在不足,如实验课多为验证性的,学生缺乏兴趣;课程设计时间短,学生无法按时完成,即使完成也是拷贝往届设计方案,由于缺乏必要的设计环节,出了问题也不知道是何原因。毕业设计目标不明确,参与的积极性比较低。科技创新项目虽然很好,但是惠及的学生较少。
2 基于CDIO模式的电子信息工程实践教学体系优化策略
2.1 CDIO工程教育模式
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果[5-7]。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到运行的生命周期为载体,目标是让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。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,并以综合培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
2.2 电子信息工程实践教学体系优化策略
根据CDIO工程教育规律,针对东北大学秦皇岛分校电子信息工程专业工程教育存在的问题,提出以下应对建议:
①针对学生反映实验课多为验证性的,对此缺乏学习兴趣的问题,学院其实已经要求院属实验室提供一些开放性、体验性实验题目,但是学生并不了解,建议学院在网上或者通过别的途径告知学生,并告诉学生申请的流程,使学生能够选择自己感兴趣的开放性实验。
②由于课程设计时间短,许多学生无法按时完成,即使完成也是拷贝往届设计方案,当电路出现问题不会分析。而根据CDIO教育规律,课程设计由于缺乏必要的构思、设计环节,其工程训练的效果就不能达到预期目标,因此建议适当延长课程设计时间,或者提前要求学生对课程设计的题目进行构思与设计。
③针对科技创新项目惠及面过窄的情况,学院其实已经要求专业老师在毕业设计同时提供两个科创题目,但是仍然不能满足要求。因此建议学生积极主动和专业老师联系,申请加入老师研究团队,不要总是等学院安排。
④针对毕业生大量参与东软培训的情况,反映许多毕业生希望接受必要的工程训练,建议学院在院属实验室的基础上,筹建工程实训实验室,如可以将单片机、DSP、FPGA等实验室合并建成嵌入式实训实验室,将物联网实验室建成物联网工程实训实验室。而在校外可以海湾公司、康泰公司共建校外实训基地,为毕业生提供大量的实训机会。
⑤毕业设计是工程教育的最后环节,集中反映了CDIO工程培养模式思路:学生首先根据自己兴趣选择毕业设计题目填写选题表;其次根据课题任务要求,收集资料,给出可行的解决方案,填写开题报告;接着,完成系统硬件设计,软件编写,PCB的制作以及焊接等,撰写论文初稿;最后,进行软硬件系统的联调,根据联调中出现的问题,完善系统方案,形成论文终稿。
3 结论
本文分析了国内外工程教育现状与趋势,结合东北大学秦皇岛分校实际情况,以培养创新型人才为目标,剖析电子信息工程专业实践教学的优势与不足,并针对验证性实验过多,课程设计过短以及毕业设计积极性比较低等问题,按照CDIO工程教育规律,逐一地给出相关应对措施,以期完善电子信息工程实践教学体系。
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1.线性、非线性电子电路、数字逻样电路模块和电路、电磁场、电磁波、信号和系统模块不同的是线性、非线性电子电路、数字逻样电路模块除了是子信息工程教育中重要基础课,还是一门应用性很强的技术学科。无论是线性、非线性电子电路课程还是数字逻样电路模块都包含着丰富的基本内容。线性、非线性电子电路、数字逻辑电路课程参考学时较多,在一百五十到一百六十之间,数学逻辑电路课程参考学时在七十到八十之间。
2.计算机科学与工程模块现在计算机成为大家普遍使用的工具,计算机科学也被广大的人民所接受,并得到了广泛的应用,所以现在计算机系列课程成为电子信息工程技术教育的核心课程。根据中国计算机学会“93大纲”的规定,它包括9个领域、3个进程、12个基本概念,基本内容有计算机网络、编程语言和基本算法、计算机原理与体系结构等。
二、试验教学课程体系的初步构想
1.宏观体系的把握—体系结构图大学生步入社会总要开启自己的工作之路,公司看中能力多过于学历,为了帮助更多的大学生在毕业时找到更理想的工作,在学校开设锻炼学生动手能力等的试验性课程是很有必要的。根据现有课程开设存在的弊端和学生工程设计能力的培养目标,我们可以将电路分析、信号与系统、电子线路、数字电路等课程的基础实验部分合并开设一门新的学科,内容可以包含整个电子技术基础学科的前两个模块。
2.微观世界的分析—各试验模块详细说明我们可以将实验模块分成课程设计性质的电路综合实验、综合专题实习、计算机能力训练三个模块。在第一个模块中,电路综合实验要求设计、安装和调试一个电子电路或一个简单装置,检查并排除实验过程中出现的故障。设计题目可以设置包括多级放大器、OTL功放、直流稳压电源等,实验最合适的阶段应该是安排在大学三年级在学生有一定的理论基础的前提下,学时可以控制在六十到七十的范围内;第二个模块—综合专题实习。在这个模块结束时,学生应该在方案论证、工程计算、撰写论文等方面有一定的提高。像学生在实习中遇到的电视机安装与调试、音响系统安装与调试等都可以当作综合专题实习的经典案例,供学生相互之间学习探讨。综合专题实习进行的场所较多,校内、工厂等都可以开展,实习时间可以控制在一个月左右;第三个模块,计算机能力训练。具体可以包括计算机操作训练、编程训练、计算机辅助分析与设计等,整个课程的安排可以由易到难,先将计算机操作训练安排在前面,计算机编程训练在前者的基础上开展。在此基础上可在数学、物理、电路与信号、电子线路等课程中应用计算机进行辅助分析和设计。
三、结语
【论文摘要】介绍嵌入式系统的概念和发展状况,以及目前国内外嵌入式系统在独立学院教育的现状,根据多年的教学实践,结合目前本校开展嵌入式系统教学的教学经验,总结出适合我国独立学院开展嵌入式系统课程的教学模式。
1.引言
目前,国内开设有关嵌入式系统课程的独立学院极少,培养出的基于Linux平台上的嵌入式软件开发人员更是凤毛麟角。所以,注重应用能力培养的独立院校,特别是有计算机、电子技术等相关专业的工科独立院校,应该尽早引入嵌入式系统的教育,结合自己专业特点,大力开展嵌入式系统的教学工作。
2.嵌入式系统简介
嵌入式系统一般指非PC系统,而是指小型、专用的计算机系统。它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起,应用程序控制着系统的运作和行为;操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
3.国内嵌入式系统教学的现状
国内教育界将嵌入式系统的教学大致分为三类:软件学院专业嵌入式教学;计算机专业嵌入式教学;电子、自动化等相关专业嵌入式教学,对于嵌入式系统的教学研讨从嵌入式课程体系的设置、嵌入式理论教学的开展、嵌入式实验教学的开展、嵌入式综合设计与学生工程实训等几方面展开。
4.嵌入式系统教学模式的探讨
综观国内外,长期以来都没有专门针对嵌入式系统专业的学科设置,从事该领域的研发人员都来自不同专业背景,例如自控、电子工程、通信工程、计算机应用等专业。由于知识结构不能完全满足嵌入式系统工程的要求,需要经过较长的再培训才能胜任嵌入式系统工程师的工作。嵌入式系统教育给传统计算机、电子信息工程教育带来了巨大的冲击和挑战,也带来了历史的发展机遇。嵌入式系统工程(ESE)是一个全新的专业,需要企业和社会的认知过程,课程体系需要经历设计、发展、完善的过程。
通过与国内其他高校的专家的探讨与学习,结合西部高校普遍存在的资金非常缺乏,实验条件的局限,以及电子信息工程专业学生的特点,我们积累和总结出关于嵌入式系统教育教学模式的一些想法,列举如下:
4.1 建立一套适合学校特点的课程体系
嵌入式课程是近几年来建立的一门新课程,有它自身的特点、规律。嵌入式的课牵扯面很广,包括研究生的课程、本科生的课程、技能课程的培训等。由于该课程与实际结合得非常紧密,容易教成短期培训,而作为一门课程要有自己的规律,不要把这个课程做成嵌入式系统教学的技能培训,要结合独立学院的自身培养目标特点制定出相应的教学计划以及实施方案。例如在我校,针对电子信息工程专业,目前师资力量等都不能满足直接建立一个嵌入式系统的专业,设想把嵌入式系统设定为电子信息工程专业本科主修方向,在低年级时开设相关的专业选修课,让有意于此方向的学生打好基础,在本科高年级进一步学习。作为电子信息工程专业,在教学中一定不能光注重应用,也要将清楚计算机本身的规律在什么地方,为什么发展嵌入式,有什么原理进行探讨,从而建立一套适合我们特点的课程体系。
4.2 课程应该分层次
嵌入式系统教学的层面应不同,有研究生、本科生高年级、重点大学、普通大学、独立学院等的分别,在授课时有所区别。在本学院推行这门课,考虑到针对的是电子信息工程专业,和其他学院的侧重点是不同的,但作为电子信息专业中的一个主修方向,在教学中应该突出原理与应用的紧密结合且能体现出理论和实践并重的特点,在教材的选定上应该包括有关嵌入式处理器、操作系统(linux或ubantu)、开发平台和应用,重点学习原理及相关应用。
4.3 主动去获得更多的支持
由于学校在技术、经验、资金等方面有很多的困难,所以应该主动寻求以获得更多的帮助,例如主动跟国内外相关公司索取资料、设备,要求一些技术支持等,积极组织教师参加全国范围的各种嵌入式系统教学研讨会、及到各知名企业进修,让教师深入了解技术发展。
4.4 可利用仿真软件、书籍内容辅助实验教学
如果让理论知识能让学生达到所见即所得是本课程教学的重点和难点,由于资金的缺乏,现成的实验板很昂贵,应采用仿真和实验相结合的方法,一部分学生在SkyEye、microwindows仿真环境下做实验,一部分学生在实验板上面做实验,在实验之后再一起互相讨论。
4.5 利用互联网进行教学交流
由于教师对嵌入式系统课程不熟悉,在教学中要自己一边学习一边讲课,应该充分利用极其丰富的网络资源,例如教学课件及背景资料都可以从网站上下载,教师和学生均可通过论坛交流。
4.6 全国高校大学生电子竞赛及行业相关竞赛
通过组织学生参加全国高校大学生电子竞赛来深入了解和学习嵌入式系统。虽现在的电子竞赛还没有直接用到嵌入式系统,但是我们必须现在开始在思想上有所改变,主要是使学生多搞创新想法,而不仅仅是产品创新。
5.结语
嵌入式系统工程是一个全新的专业,目前的关键是怎样与现有专业学科融合,以及怎样进行现有课程体系的改革和调整。我国在嵌入式系统教育方面起步较早的是北京大学软件与微电子学院的嵌入式系统系,他们已经形成了较为完善的课程体系、专业水平较高的师资队伍和与国际技术接轨的嵌入式系统工程实践环境,目前,嵌入式系统系在我院本科生达到480人。独立学院由于很多因素的制约在教育上也比较落后,但已经积极行动起来,投身到嵌入式系统教育中去,为我国嵌入式系统的发展输送更多的优秀人才。
参考文献
[1]马忠梅.嵌入式系统教学模式探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2008(11):5-37.
首先,专业培养模式的改革必须与保障机制和管理模式同步,保障机制必须确保培养模式改革的实施效果,培养模式的改革必须考虑管理上的可行性并具有一定的前瞻性和灵活性。其次,坚持育人为本,以学生为主体,适应经济社会和行业职业发展需求的原则。在专业培养体系的设计上,紧密结合经济社会发展和行业职业发展对人才的要求,精心设计既具备实际就业要求的专业能力,又满足学生个性化发展和持续发展的人才培养方案。第三,坚持知识、能力、素质协调发展,突出能力培养的原则。将素质教育、创新教育与专业教育有机结合,不断提升学生思想道德素质、科学文化素质、专业素质、身心素质;重点突出专业学习实践能力、创新能力和社会适应能力的培养。第四,坚持课程设置、专业培养目标与办学定位协调一致的原则。人才培养方案的设计必须满足“四个符合”,即:专业培养目标定位与学校办学定位及办学理念相符合;专业培养目标与社会对本专业人才知识、能力和素质结构要求相符合;各类教学环节、课程设置及结构体系与培养目标、基本要求相符合;人才培养方案与教育部教学指导委员会制定的专业规范基本要求相符合。第五,坚持优化课程体系与彰显专业特色相结合的原则。对公共基础课、专业基础课、专业课、方向课及实践教学环节设置进行优化重组,整合课程内容,优化课程设置,科学合理地构建课程体系。同时将第二课堂纳入教学体系,形成第一课堂与第二课堂的有机结合,彰显专业优势和特色[2]。第六,坚持强化实践教学,着力培养学生创新精神和实践能力的原则。实践教学要坚持“四年不断线”,加大综合性、设计性实验开设力度,加强毕业论文(设计)管理,切实促进学生创新精神、实践能力和创新能力的提升[3]。加大校外实践环节,完善“人才共育、专业共建、过程共管、责任共担、成果共享”的产学研用合作育人机制[4]。
二、围绕工程创新进行课程体系建设
我校电子信息工程专业定位为以满足西北地区特别是陕南地区的电子行业需求为目的,为社会培养电子信息工程领域适应面宽、实践动手能力强、具有敬业精神及创新能力的高级工程技术人才。对照国家教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导委员会2010年制订印发的《高等学校电子信息科学与工程类本科指导性专业规范(试行)》,在培养方案的制订中对素质要求、能力要求和知识要求做了细化分类,进行了明确的解释。重点突出了对电子信息工程学生专业素质的要求,指出专业素质包括科学素质和工程素质,科学素质包含科学思维方法、科学研究方法和求实创新意识;工程素质包含工程意识、综合分析素养和革新精神。在能力要求方面做了细化分类,获取知识的能力包括自学能力、交流能力和文献检索能力;应用知识能力包括综合应用知识能力、综合实验能力和工程综合实践能力;创新能力包括创新思维能力、创新实践能力、科研开发研究能力,重点突出工程实践能力。在知识要求方面指出专业知识包括工程技术知识和专业方向知识。电子信息工程专业的课程体系设置分为通识教育课程、学科基础课程和专业课程三大层次模块,课程的基本内容覆盖了知识体系中大部分的知识单元和知识点。通识教育课程包括思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、基本原理、军事理论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、高等数学、大学英语、计算机文化基础、大学体育、素质教育选修课等。创新教育模块选修课程包括大学生职业生涯规划、心理健康教育、中小企业管理、技术创新管理、电子商务案例分析等。学科基础课程包括电子信息工程专业概论、C语言程序设计、线性代数、大学物理、电路分析基础、复变函数与积分变换、概率论与数理统计、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与单片机应用等。专业必修课程包括信息论与编码、高频电子线路、电磁场与电磁波、数字信号处理、通信原理、现代传感与检测技术;专业选修课程包括MATLAB程序设计、EDA技术、电子测量技术、专业英语、数字图像处理、数字语音处理、物联网技术、DSP原理与应用、Labview图形化编程等;校企联合开设课程包括Linux操作系统基础、ARM嵌入式应用技术基础、基于SOPC的硬件系统设计、行业工程标准与规范、数字电视技术、微波与天线技术等。
三、实践教学体系的改革与建设
工程创新人才培养的实践环节严格控制课内理论课时,增加社会调查、实践,综合实训和课程综合设计等实践教学环节。构建独立设置的实验课、专业实验课、实习课、社会实践相辅构成的实践教学体系。还包含科研训练课程、科研训练活动、大学生创新实验计划项目等在内的科研训练课程与活动体系,侧重培养学生分析和解决实际问题的能力,以及自主性学习能力和研究能力[5]。
(一)实践环节设置
电子信息工程专业是实践性很强的工科类专业,强调培养学生动手能力和实践能力,包括实验技能、工程设计和技术协调等。在实践教学环节过程中,提倡专业教学实践与人文社会实践结合,教育学生学会做人、做事,锻炼适应社会的能力,提高学生的素养和创新意识。电子信息工程专业实践环节设置包括基本环节的国防教育、公益劳动,专业环节的金工实习、电工电子实习、电子技术课程设计、认识实习、高频电路课程设计、企业工程实习、嵌入式系统及EDA课程设计、毕业设计,专业拓展环节设置为选修模块,学生可以通过科研训练、学科竞赛、大学生创新项目及相应的学术成果和竞赛获奖获取课外实践创新学分。
(二)实践教学条件建设情况
本课题旨在使电子设计类课程的教学与毕业设计相结合,贯穿于本科二年级到四年级,即从二年级开始开设的设计类课程到大四的毕业设计,有效地提升电子信息工程专业的教学质量和学生的专业水平。
一 电子设计类课程的教学模式
以单片机课程的教学为例。
1 在实例中传授理论知识
打破传统上以“讲概念说原理”为主的教学模式,消除电子设计类课程的神秘感及学生的惧怕心理,提高和改进学习效果,使此类课程被更多学生所接受[2]。设计几个较基础的实例,将理论知识融合其中,使学生对课程有着最直接的深刻认识,可收到事半功倍的学习效果。例如:在讲授单片机的I/O口资源时,直接给学生演示键盘控制LED的效果,这样有利于强化学生对I/O口作用的理解,同时也熟知某引脚具备输入或输出功能时的应用。
2 课程实践项目的设计
“会考试,不会做”是目前电子信息工程专业学生普遍存在的问题。以实际项目的开发过程和方法为主线,采用“项目驱动、案例导向”模式进行启发式教学,将“边做边学、以做促学”的教学思想贯穿于整个教学过程中。这样,学生不仅加深了对原来只停留在书本上的专业概念和原理的理解,而且每个学生或项目团队都能完成一个完整的、甚至有创造性的作品。充分激发了学生的成就感和自主学习的积极性,有利于显著提高课程教学效果[3-4]。
本课题通过建立“三层次实践项目”(基本型项目、提高型项目、研究创新型项目)教学模式和与该模式配套的实践教学管理体系[5],在每个实践项目中,提出了“基本”与“扩展”内容的不同要求,保证了实践教学的系统性和实践环节的完整性,形成了“基础―提高―创新”的研究型实践教学新体系,从而兼顾了不同层次的学生[6],使所有学生都能根据自己的知识水平选择适合自己的实验项目,从根本上解决了“单片机只是为少数学生开设的课程”这一问题。单片机实践项目的设计如表1所示。
3 课程考核方式
以项目考核代替笔试。以表1中的实践项目完成情况及期末作品(期末作品完全由学生自由选择,可以参考“研究创新型”项目)进行综合评价。为了防止学生拿他人成果作为作品,按毕业设计的要求来验收作品项目――提交完整的设计报告、设计源代码、分组进行答辩,其中设计报告需包括目录、设计题目、设计任务、设计思路(原理组成框图、资源分配)、硬件电原理图和连接图、程序流程图、设计心得和参考资料;设计源代码要有较为详细的注释。这样的做法将是学生对毕业设计过程的一次预练,也有利于督促学生在项目上多花时间和精力,真正掌握单片机的知识及其设计方法。
4 项目在课程结束后的延续
在教学过程中发现,很多学生在课程结束后都会存在项目(特别是提高型项目和研究创新型项目)的部分功能未完成或想进一步完善的情况。这时如果继续给学生提供实验室平台和相关资源,将会使学生更进一步。可以按本科毕业设计的难易程度对项目在原有基础上进行功能的添加,修改成毕业设计题目,有助于学生学习的延续,也为毕业设计提前做了准备。
二 基于提升毕业设计质量的应用实践
学生在做毕业设计中存在两大问题:一是从毕业设计题目下达到毕业答辩不到一年的时间里,部分学生考研或找工作占用了大四的绝大部分时间,真正进行毕业设计的时间不够;二是学生对所选题目不了解或不感兴趣使得很难进入设计工作状态。这两方面因素最终导致毕业设计质量不高,部分学生到了答辩时还不清楚自己的设计方向,甚至为了应付完成任务,少数人去抄袭或购买毕业设计作品或论文。
为了提升毕业设计的质量,很多人提出了各种办法和建议,如:适当延长毕业设计的时间,让学生有充分的时间来深入研究一个课题[7]。增设命题介绍环节,提供选题依据,允许自选题目;采用信息化管理手段,提高管理效率和毕业设计教学质量[8]。增强指导教师责任心,严格毕业答辩[9]。不可否认,这些方法都能从一定程度上提升毕业设计的质量,但不能从根本上解决问题。我们认为,毕业设计质量能否提升,真正的决定性因素在于学生,而不在于教师或管理手段。必须让学生先对题目有深入了解,根据自身的专业水平选题,进而产生兴趣,才有可能真正投入到设计工作中[10]。
将设计类课程的项目开发延续到毕业设计中(在原有项目的基础上进行扩展,作为毕业设计的提前准备),学生有了更充裕的时间和更明确的设计任务,可以和指导教师协商选择自己感兴趣的毕业设计课题,从而充分发挥学生的潜能,提高毕业设计质量。
实践表明,平时在课堂上按教师的指导完成课程任务的学生对单片机系统设计有较为深入的认知。以课堂上完成的项目为基础,提前进入毕业设计环节,普遍使毕业设计的完成质量有了明显的提高。由学生自由组队进行实践项目开发,培养团队合作能力;鼓励学生自选题目,充分发挥学生的自主想象力和创造力。文中的教学过程主要以单片机为例,项目的设计稍加修改可以推及到嵌入式系统、电子系统设计等课程,具有一定的参考价值和推广意义。
参考文献
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