电子信息工程导论范文

导语：如何才能写好一篇电子信息工程导论，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词： 职高电子信息工程专业 项目导向教学模式 内涵 作用 构建

一、项目导向教学模式的内涵

项目导向教学模式是一种基于现代认知心理学和类似科学研究方法，以促进学生主动学习、自主发展的新型教学模式，是通过教师与学生共同实施一个实际工程项目工作而进行的教学活动。教师重构教学内容，以项目为教学导向，调动学生已有的知识与经验，引导学生参与项目的模拟建设过程，以培养学生学习兴趣，掌握专业知识，锻炼与形成操作技能，是增强学生的分析、实践、合作、解决问题等能力的有效方法。这种教学模式的实质是理论与实践的结合，但注重过程而非结果[1]。

二、项目导向教学模式的作用

项目导向教学模式以过程为导向，要求教师根据学生技能实际，把专业课程教学内容设计为具体技能训练项目，指导学生通过收集信息、设计方案、实施方案、展示结果、自我评价、教师评价等环节完成具体的项目或任务，从而形成相应的专业技能。其重要作用至少表现在以下三个方面。

1.树立教育新理念。项目导向教学模式作为一种以过程为导向的新型教学方式，强调职业能力的培养，学生有较强的选择、评价、研究信息和解决问题的能力，有利于树立教育新理念，培养电子信息工程专业技能型专门人才，提高就业竞争力。

2.提高学生能力。实施项目导向教学模式，易于提高学生分析问题、解决问题的能力，以及表达个人观点的能力，在团队协作的过程中形成团队精神。

3.增强教师教学效果。电子信息工程专业课采用项目导向法教学模式，不仅要求授课者是一名教师，还要是一名工程师，具有较为丰富的实践经验。在课堂教学过程中根据专业特点和学生专业基础实际，针对要完成的项目，以学生技能的获得为目标，合理设计实验方法和项目内容，易于取得较好的教学效果。

三、项目导向教学模式的构建

电子信息工程专业项目导向教学模式的构建，应根据学生今后从事职业的工作特点，对课程进行合理的分解，分为若干个模块，再将每个模块设计为系列项目。其构建过程为：

1.分析岗位职责和职业能力。教师应在充分调研人才市场和电子行业经营、生产、工作过程的基础上，根据职业能力的需要和学生今后就业的企业职业岗位实际，确定岗位技能，设定相应的职业能力，作为确定项目导向教学模块的依据。

2.设计职业素质工学模块化课程和职业技能工学模块化课程。教师应基于学生必备职业素质和技能的考虑，将专业课程分解为若干模块，明确学生的岗位技能，为学生在实践学习过程中提升素质和技能夯实基础。

3.确定基本的专业知识、技能和态度。学生基本的知识、技能和态度的培养，应紧密结合职业岗位职责和职业能力，使项目教学目标直接与市场需求、企业岗位技能需求保持一致。

4.分解项目案例、划分关联知识点、设置具体教学模块。系列项目要根据课程模块和相关联知识点来设计，避免项目涉及的知识点和技能产生重复和遗漏。

5.选用优化的教学策略，实施有效教学。

6.注重教学反馈，及时调整项目内容。

四、项目导向教学模式的实施

职高电子信息工程专业是技能性极强的专业之一。在教学中采用项目导向教学模式，对处理好理论教学与实践教学的关系，使学生在实践中学习理论知识、形成专业技能、提高职业素质具有十分重要的意义。

笔者认为，电子信息工程专业学生技能的形成，依赖于实验实训的深度和广度。在实际教学中，可根据教学课程模块设计系列项目，将课堂教学移植在实验室，形成课堂与实训室一体化，从而实现课程项目化、学习自主化、教学互动化、技能训练专业化的教学目标。现以《超外差式收音机》课程教学为例讲解项目导向教学模式的实施步骤。

1.绪论课在课堂演示超外差式收音机，介绍产品生产流程和职业岗位所需的技能，激发学生对电子技术学习兴趣。

2.教学内容分成三个母项目，十一个子项目。

（1）线路图。分三个子项目：了解各元器件及其作用；掌握电路构成及作用；理解电路工作原理。

（2）安装。分四个子项目：制作印刷电路板；选择元器件；元器件插入电路板；电子手工焊接技能训练。

（3）调试。分为四个子项目：调整各级晶体三极管的静态工作点；调整中频频率；调整频率范围；跟踪统调。

以上每个子项目均可按照五步法实施。如在电子手工焊接技能训练子项目中，学生在教师的引导下，分五个步骤展开教学。每个步骤都要有教学目标要求、能力培养要求、工作方法要求和完成时间要求。

第一步，收集信息。教师用电烙铁和锡给学生示范动作，教授学生焊接的基本要领和技巧，学生收集与掌握焊接基本常识。

第二步，设计方案。学生自行分组练习，设计焊接顺序及导线、元器件的布局等。

第三步，实施方案。学生按照计划实施训练和讨论，完成实训任务，总结经验。

第四步，展示结果。学生进行展示实训成果，寻找缺点和差距，自检焊点是否出现假焊、漏焊等问题，元器件是否排列均匀、整齐美观等。

第五步，评优评先。各组自我评价之后，交叉评价，评选优秀作品，作为参赛作品的推荐依据。

实践结果证明，在教学中采用以五步法为主体的项目导向教学模式，在提高学生技能方面具有明显的优势，同时，为社会培养懂技术、会操作、动手能力强的高素质技能人才提供了方法支持。

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关键词：应用型人才；电子信息工程；创新；培养模式

近年来，随着电子信息产业的飞速发展，电子信息工程应用型人才需求日益递增，同时为了迎合市场的需要，很多高校纷纷开办相关专业，供给随着需求在增长，按理来说供给应该可以实现平衡。但现实情况是企业招不到适合的应用型人才，高校毕业生又面临着改行、改专业才能找到合适的工作。究其根本原因在于高校对于符合社会发展需求的工程应用型人才的定位和培养模式上出现了理解上的偏差，在教学过程中对于电子信息工程专业中理论与实践没有很好地进行结合，为此，我们应该深入了解电子信息行业的特点和发展趋势，将工程实践能力贯穿到教学中去，培养学生解决实际问题的能力，注重学生实践技能的培养，让学生毕业后能很快地适应企业需求。

1电子信息专业人才培养目标

电子信息工程专业是培养学生具有信息系统和电子技术等知识的本科热门专业，毕业后学生能从事各种信息系统和电子设备的开发与设计。在景德镇陶瓷大学机电学院电子信息工程专业是重点建设的应用型工科专业，它是在原来的电子科学与技术专业上发展起来的，以电子技术、自动化及信号与系统为主干的宽口径学科专业。本专业人才培养目标是培养具有创新能力和创新精神的、具备扎实的专业基础知识和技能，有团队协作精神和工程实践能力的现代新型应用型人才。

2电子信息工程专业应用型人才培养方案

2.1电子信息专业人才培养目标与现状

目前，企业对电子信息类专业毕业生的需求在与日俱增，但实际情况是企业没有招到适合自己的人才，而高校毕业生又不能找到专业对口的岗位，这日益尖锐的矛盾让工程教育与产业需求越发凸现出来。过去几年，很多高等院校都找到其关键问题在于本专业应用型人才培养模式设置不合理，具体体现在以下几个方面：1）课程体系陈旧，学生专业能力的培养跟不上市场与企业的需求；2）实践环节中理论验证占较大比重，学生实际动手能力体现在认识阶段，不利用学生创新能力的培养；3）教学过程中，教师对实际工程化训练的项目不够，整个过程的实现存在较大的困难。通过对相关企事业单位和毕业生的跟踪调查，我们发现实践能力的培养对应用型人才培养是至关重要的一个环节，我们需要将实践教学和理论教学相结合、校内实训和校外实习相结合，搭建人才成长平台，优化人才培养体系。电子信息工程专业应用型人才的目标定位为：培养具备专业基础知识和技能、系统工程意识、创造能力和创新意识，有团队协作精神和能将知识转化为实践工程应用能力的现代化应用型人才。

2.2电子信息工程专业应用型本科人才培养研究

①转变和优化教学观念。应用型本科人才和学术型人才是有明显区别的，应用型本科教育也不仅仅是本科和高职的叠加，需要在本科教育层次达到基本要求时，还需全面进行整合和优化，使学生有较强的适应能力以及解决工程实际的实践能力。由于高校所处地方和区域经济在发展中存在较大差异，学校需要在转变教育观念的同时，应综合考虑教学资源倾斜度、教学资金的配备和教学体系的构建，要有精确的评价体系来适应地方经济电子信息行业发展需求；②在教育改革常态背景下构建全新的培养体系，在进行教育和改革的过程中优化教育模式，积极优化学生理论知识和实践能力的培养，让学生形成良好的学习和实践方面的能力，以便以后进入企业后能有很好的沟通能力和团队合作意识。以此为背景，在电子信息专业教学过程中采用“3+1”的教学模式，也就是前三年形成扎实的理论知识，最后一年强化实践能力，为“最后一公里”的路程提供强有力的保障。为了能够与行业需求接轨，在教学过程中还需积极突出实践环节，提高学生学习的主动积极性，丰富学生实践知识的经验，促进形成专业素养；③在电子信息工程专业教学过程中创新课程内容。在进行应用型人才培养过程中，需要创新课程体系，优化人才结构，促进行业所需人才的专业知识和能力素养。在应用型教育过程中可以采用多种教学方式，如：模拟法、案例法、项目驱动法以及渗透教学法等，在教学中要横向联系，纵向推进，整合教学资源，在实训过程中完善就业技能和本领；④创建“双师型”队伍，提高教师水平。在进行“双师型”队伍建设过程中，必须建立年龄、学历、职称结构合理的梯形队伍，鼓励教师积极参与科研活动，鼓励进修，也可给教师挂职锻炼的机会，促进教师对教学和科研成果进行转化。同时，也可聘请优秀经验丰富的专家或者企业技术人员对师资队伍进行补充，让学生第一时间感受最新的电子信息专业研究成果，为毕业后进入该行业奠定扎实的基础。

3应用型人才培养模式探索与实践

景德镇陶瓷大学电子信息工程专业按照学校办学定位、人才培养目标和专业建设目的，在制定培养方案时，注重学生基础理论、实践能力、创新意识和创新能力的培养，努力实现素质教育与专业教育相结合、理论教学和实践教学相结合、个性化教育与大众化教育相结合，把握社会需求，人才培养新需求。电子信息工程2013级本科人才培养方案通过对公共课、专业课、实践环节设置进行优化，重构新的课程体系，把第二课堂纳入新课程体系当中，实现两大课堂有机结合的人才培养体系，培养出专业基础牢固、动手能力强、综合素质高，具有创新意识和高度社会责任感的电子信息工程专业高级应用型人才。结合社会和企业的需求，通过坚持四年不断线的实践教学，切实促进学生工程创新能力的提升；通过与相关企事业单位深度合作，完善“专业共建、过程共管、成果共享”的产学研合作有效机制。实现专业教育、素质教育和创新能力共建提升学生适应社会和专业核心的能力。为促使电子信息工程专业学生对本专业培养目标的认识及课程设置情况，掌握电子信息行业最新发展动态，我们在第一学期开设了“电子信息工程导论”专业基础课程；为增强应用型人才的创新能力的培养，在“全国大学生电子设计大赛，“挑战杯”、“大学生创新创业大赛”“互联网+”等大赛中获得较好的成绩，我们适当的增加了一些相关专业课程的学时数，如：“电路”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”“单片机原理”，并把电子线路CAD专业课程提前至二年级上学期；为突出应用型人才非学术型人才的特点，我们也适当地把与主干学科不符的专业课程删除，如：“随机过程”、“数据库原理”等；为培养学生创新意识和能力，我们增设了课外创新学分，学生可通过参与第二课堂、大学生创新创业项目等获取学位所必需的学分，极大地提高了学生自主学习和学习的热情；学校每年年均投入20万余元用于创新创业项目的经费，不断有学生参与到项目中来，为区域经济的发展带来了很好的创意和效益。

4专业建设的后续设想

4.1实施“导师制”培养方案

大四最重要的教学任务是毕业设计，但是由于学生忙于考研或者找工作，往往毕业设计效果都不是很理想，拟建立的“导师制”在一定程度上可以解决这个问题。我们可以在大三时通过双向选择的方式给学生安排好一名导师，导师除了给学生答疑解惑外，还可指导其创新创业项目，或者让学生参与到教师的科研项目中来，导师制”可以增强学生专业认知，这样到毕业设计时，选择与项目相关的题目，学生兴趣大幅提高，时间充裕，效果也更好。

4.2加大校外实习基地的建设，大力开展实践教学

目前，已经投入使用的实训室主要用于电工电子实习和金工实习，除了完善校内实训基地建设外，还要从长远考虑在当地及周边地区建立一批校外实习基地，以满足电子信息专业实践教学需求。目前，学校在昌河铃木有限责任公司、江西联创（万年）电子有限公司建立了实习基地。现在江浙沪电子企业中积极寻求合作伙伴，开创校外资源，培养应用型人才。

4.3开展职业技能培训

对于电子信息企业来说，毫无疑问最为看重的是毕业生的实践操作能力，对于在校期间获得相关职业资格证书的学生会优先录用。目前，电子工艺师、电子信息工程师、电子设备工程师系列是很能被电子信息相关企业单位认可的，为了增强毕业生就业竞争力，我们应该在人才培养方案中调整课程体系，强化学生技能，把相关职业资格证书内容纳入教学计划中，不但让学生获得学历学位证，也要让学生顺利获得相应的职业资格证书。

4.4加强校企合作

实践教学环节在培养应用型人才中起着重要的作用，而完善齐备的实验室是开展实践教学的先决条件。目前，一些知名半导体生产企业面向有一定条件的大学提供一种资助计划，这样的资助对于教学和课程建设都有着重要作用。上海华清远见公司免费为学生提供实验和学习用的芯片，并每年为电子信息工程专业学生提供免费周嵌入式培训，对学校的单片机嵌入式教学工作和科研工作给予有力的支持。目前，我院正积极争取建立嵌入式实验室。

5结论

通过近几年来对电子信息专业人才培养模式的不断探索和研究，学生的创新和就业能力得到大幅度提高，毕业生一次就业率保持在90%左右，毕业的学生也受到了企业单位的广泛好评。作为一所地方高校，如何为地方经济发展培养培养高素质的应用型人才，是我们一直需要思考和探索的问题。

作者:傅莉 单位:景德镇陶瓷大学

参考文献：

[1]朱晓慧,于润伟.以就业为导向的电子与信息工程专业建设与课程开发[J].中国电力教育,2005(3):50-82.

[2]张兴旺,吕树清,查小红.应用型人才培养模式的研究与实践[J].江西教育科研,2007.8.

[3]张闯.我国应用型本科教育实践教学研究[D].南昌：南昌大学硕士学位论文，2007.

[4]周绍斌.高等院校培养本科应用型人才的问题与对策研究[D].重庆：西南大学硕士学位论文，2007.

[5]高春,王志伟.应用型本科人才实践能力培养途径探析[J].黑龙江高教研究,2009(8)

[6]许志才.高素质应用型人才培养路径研究[J].国家教育行政学院学报,2010.

[7]张兄武.应用型创新人才培养模式探讨[J].中国高等教育,2010(15).

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针对应用型本科电子信息类专业教育遇到的问题，提出在科教融合理念的引导下，以实现专业教育与技术行业和市场需求紧密结合为目标，通过课堂教育、自主教育和社会教育等几个层面的教学改革，适应当前社会经济发展对于人才培养的要求。

关键词：

电子信息类专业；教学改革；科教融合；信息技术

1应用型本科电子信息类专业教育遇到的问题

电子信息类专业既是传统的理工类专业，也是当前信息技术的支撑专业，在信息技术人才培养、科技研发等方面发挥着越来越重要的作用。与研究型本科院校不同，应用型本科院校的电子信息类专业还较多地承担着社会服务的作用。电子信息类专业的相关专业知识发展非常快，信息产品日新月异，几乎每几个月就会有令人耳目一新的新产品或者新型号出现。同时，从事本行业的工程师需要不断地更新知识才能跟上行业的发展，这对应用型本科院校的电子信息类专业是一个很大的挑战。学校的教学需要在稳定中逐步更新，但社会对专业知识的更新速度却不会减慢。如何让应用型本科院校的电子信息类专业教育适应这一专业的特殊背景，是当前迫切需要解决的第一个难题。在飞速发展的信息产业中，相关企业对于信息技术人才的需求量巨大，但经常可以看到的现象是，一方面企业提供高薪岗位却很难招到合适的员工，另一方面学校里毕业的大学生手捧简历和资格证书，在就业竞争中却没有很强的竞争力，很难找到满意的工作，人才市场的供需双方出现很大落差。如何让应用型本科院校的电子信息类专业教育与市场中信息技术企业的需求更好对接，是摆在我们面前的第二个问题。

2科教融合的理念及应用

应用型本科院校探索新型本科教育和新层次高职教育相结合的教育模式，从教学和科研两方面都更侧重于社会服务。教学的产出是高校毕业生，科研的产出则以技术服务和产品服务为主。教学与科学研究一直以来都是大学的两个传统功能，两者的关系问题也是学界长久以来讨论的话题[1]。由于教学是大学人才培养的基础，因此二者关系问题的本质是科学研究在大学培养人才过程中的地位问题[2-3]。现代高等教育体系下建立的大学，基本上都已建立完备的科学研究体系，科学研究作为大学的职能早已确定，但在我国大学教育中，一个很现实的问题是，日益增强的科学研究能力并未给教学带来足够的帮助，反而更多地在实践中表现出对教学资源的挤压和排斥，这在我国处于高等教育转型期间的应用型本科院校中体现得更为明显[4-5]。科教融合是高等教育发展过程中始终贯彻的基本理念，在应用型本科院校的电子信息类专业中解决上述问题，更需要科教融合的理念发挥重要作用。电子信息类专业与社会经济发展的关系直接而且密切，相关的科学研究内容应更侧重于信息产业相关度较高的应用型课题，以为企业解决实际问题的技术开发型课题为主[6]；教学内容也应与生产实践相结合，在工程实践中将“科”与“教”二者有机统一[7]。从科研方面来看，由于面向的是信息技术产业，在快速更新专业知识的同时，可将相关的技术反馈到教学工作中，大大提高教学的实时性与有效性；从教学方面来看，学生通过实际工程项目切实提高工程实践能力和技术应用能力，对解决上述问题有着很强的针对性[8]。

3科教融合应用模式研究

针对应用型本科院校电子信息类专业的定位与需求，学生培养分为课堂学习、自主学习与企业学习3个层面，见表1。

3.1课堂学习在课堂学习中，要明确将学生参与实践教学、各类学科竞赛和科研活动作为教学计划的一部分，同时贯彻至每一门相关课程的教学大纲。电子信息类专业的课程（尤其是专业实践类课程）设置，常以编程设计类、硬件验证及设计类课程为主，如嵌入式系统设计、面向对象程序语言等。这类课程需要一定的理论知识基础，但更多的是让学生动手实践，因此实践部分需要有相应的工程项目案例作支撑。教师的信息类科研项目与专业知识的发展往往密切相关，因此可将教师科研项目的技术提炼出来，封装成为课程所需的项目，这对教学改革的促进和教学水平的提高很有用处，同时在提炼与实践教学的过程中，又可以对原有的科研项目进一步挖掘与改进，促进科研水平的提高。

3.2自主学习在学生的自主学习中，不能完全放任学生随意发挥，因为学生对于专业知识的宏观把握和具体实施都不具备良好的经验支撑。实行本科生导师制，既能充分发挥学生的主观能动性，又能在学生遇到困难或是没有方向时及时给予辅导，还可以使学生与教师之间的交流更加频繁，关系更为密切，搭建出师生之间互动的桥梁。部分优秀的学生可以在教师的指导下提前进入科研训练环节，甚至开始创业，电子信息类专业学生创业的成功率较其他专业更高，因为其所接触的专业知识与实际产品结合非常紧密，较容易从学校走向社会，不管从事技术、销售或是管理类的工作都能较好地适应。

3.3企业学习企业学习是电子信息类专业学生必不可少的学习环节。学校的教师大多从学校毕业即到校任教，从教后往往逐渐减慢专业知识的更新速度，因此校企联合办学，聘请企业工程师承担实践教学环节，将成为学校教学的有益补充。电子信息类专业的普通开发工具大部分不太贵且易于携带和搬迁，软件之类的工具就更加便于携带和讲授，学生可以因此接触到最前沿的专业知识和专业技术，这对于其成长会起到十分积极的作用。在实践教学的过程中，授课内容和地点都可以灵活设置，许多实习类的课程完全可以安排在企业中执行。企业可以在教学的过程中发现好苗子，并有针对性地加以培养，相当于提前选拔了人才并使其经过实习期，这对企业的用工来说也非常有利。在课堂学习、自主学习和企业学习3个阶段，科教融合的理念都有效地融入到学生培养中，教学与科研不再是两个独立的系统，也不存在互相的牵制与排斥，融合后的二者将为学生的成长提供更加有力的帮助。

4基于科教融合理念的改革实践

4.1教学计划的逐步完善在原有教学计划的基础上，删减或合并部分理论课程，修改部分实践课程的教学内容，同时增加实习实践环节的课程比例，整体压缩学分数，自2013级本科生起总学分数保持在160分以下，将空余的时间留给学生作自主学习使用，除去必须开设的理论课和思想政治教育课，纯理论专业基础课程约占15%，带有实践环节的专业课程约占55%，纯实践环节的课程约占30%。另外，着手修改与实践相关课程的教学大纲，有针对性地增加实践教学环节的内容比例，增加设计类、创新类实践项目，同时利用“翻转课堂”等概念，充分激发学生自主学习的兴趣。在具体的修改过程中，各门课程的负责教师将相关科研项目的内容提炼后供实践教学使用，几乎将相关的实践教学内容扩充了一倍以上，丰富了教学案例库。在此基础上，推进自编教材、自制实验设备工作，将课程群建设成一个完整的教学体系。

4.2本科生导师制的推行从学生入校起即进行讲座式的学科导论教育，在一学期内让学生充分了解本专业的发展方向，同时讲座的教师均为教学和科研的一线教师，在课上课下与学生交流，形成双向选择，到大一结束时，许多教师与学生已自发建立结对关系。学院通过导师制在制度上保证教师和学生的交流机制：在实施期间给予教师一定的补助待遇，给予学生素质学分等奖励；在学生大四第一学期结束时进行考核，考核优秀的教师得到额外奖励，学生得到优先推荐奖学金及实习工作。导师制实施几年来，全专业每一级都有60%以上的学生参与。为解决师资不足的困难，学院通过外聘企业工程师、其他学校教师和高年级学生导师助教的方式，充分调动各方资源为学生服务。在此基础上，学生从进校起就有了明确的奋斗目标，在4年的成长过程中得到充分锻炼，毕业后的就业率、就业质量和专业对口度有了非常明显的提升。参与教师科研项目的学生日益增多，在一定程度上也帮助了从事科研工作的教师，学院2014—2015两年度约有40%以上的校企合作科研项目有学生参与，为教师分担了许多基础性的科研实践内容。同时，学院积极鼓励学生参加各级各类学科竞赛，如全国大学生机器人竞赛（全国一等奖）、全国大学生智能汽车竞赛（全国二等奖）等，无论从参与面还是得奖质量上都有很大的提升。

4.3校企深度联合教育模式的尝试学院积极与宁波周边的产业展开各种形式的校企合作，将企业资源与学校资源进行整合，让双方共享资源。电子信息工程专业现有嵌入式系统设计、嵌入式操作系统应用、RFID技术及应用等8门专业核心课程和选修课程聘请了9家企业工程师担任兼职教师，承担实践教学的任务，同时，这些企业也大都承担了学生的生产实践活动。通过校企合作，约占10%的优秀学生在大四上半学期与企业签订了合同意向，即取得毕业证和学位证后无需经过实习期可直接转正，这对学生和企业来说都是双赢，大大缩短了双向选择的时间。另外，除了部分出国和考研深造的学生，剩下的绝大部分学生能在毕业前签订就业协议，找到合适的用人单位，13届、14届和15届连续3年毕业生就业率在98%以上，专业对口率90%以上，实现了教学与市场需求的良好对接。

5结语

信息技术与当前社会和经济发展密切相关，如何让应用型电子信息类专业教育与信息技术发展及市场需求之间更好地对接是教育机构和行业内都需要面对的问题。实施科教融合理念是一种有益的尝试，结合教育部“卓越计划”的推进，在课堂教育、自主教育和社会教育等各方面均找到了解决问题的突破口，收到了良好的效果，可为同类型应用型本科院校的电子信息类专业提供一定的借鉴。

参考文献：

[1]周光礼,马海泉.科教融合:高等教育理念的变革与创新[J].中国高考研究,2012(8):15-23.

[2]张水潮,杨仁法,宛岩.基于科教整合的应用型本科实践教学改革研究[J].宁波工程学院学报,2015,27(1):79-82.

[3]潘宇,李伟.电子信息工程专业创新型人才培养模式的研究与实践[J].白城师范学院学报,2014,28(5):25-27.

[4]赵明富,罗彬彬,胡新宇,等.培养电子信息工程专业应用型高级专业人才的探索与实践[J].武汉大学学报:理学版,2012,58(S2):25-31.

[5]李海成.电子信息工程专业应用型人才培养模式探索与实践[J].学术探讨,2013(5):34-36.

[6]杨文强,马云阔,李伟.科教整合:高校人才培养的战略选择[J].中国高校科技,2013(8):49-51.

[7]钟秉林.推进大学科教整合努力培养创新型人才[J].中国大学教育,2012(5):4-6.

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关键词：物联网工程；专业建设；商科院校

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）18-0119-02

“物联网”的概念最早是美国麻省理工学院Ashton教授在1999 年第一次提出的：Internet of things，简称IoT，可以这样理解：物联网的基础平台仍然是互联网，采用无线射频识别（RFID）、红外识别等技术，通过各种传感器设备，遵循相应协议，将任何物品或者是人，定位、互联起来从而进行通信和系统化管理的网络。[1]目前，物联网已经在世界范围内的智能终端设备、人工智能技术等领域得到了非常广泛的运用。

1 物联网工程专业的开设背景

物联网的核心技术是互联网技术和传感器技术，在过去的二十年间，这两项技术均逐步趋向成熟并取得巨大的成功，与此同时，网络接入方式的多样化、信息处理能力的大力发展均成为物联网技术大力发展的推手。2005年，ITU了《ITU互联网报告：物联网》，从此物联网国际化的大门；美国于 2008年11月由 IBM 提出“智慧地球”概念；紧接着，欧盟、韩国、日本于等发达国家也先后推出了基于物联网的行动计划和国家战略方针及行动计划[1-2]。目前，民众已经充分享受到了物联网技术带来的便捷服务。

早在1999年我国就开始了传感网的研究，各项技术处于世界先进水平。传感网是物联网核心技术之一。2009年，“感知中国”战略构想的提出意味着我国政府已经充分意识到物联网产业所面临的巨大机遇及与全世界对接的重要性。中国通信标准化协会也于2010年成立了专门的小组对我国的物联网进行研究并制定相应的行业标准。同年10月《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》下文公布，明确了促进物联网的示范应用和研发。随后，各省、市先后制定出物联网产业的发展规划，出台扶持政策。

在政府的大力感召之下，在物联网产业大发展的背景之下，我国物联网得到前所未有的重视和发展，全国从事物联网的企业如雨后春笋般蓬勃发展，同时对专业人才的需求也逐年扩大，但目前我国物联网行业也遇到了众多新兴行业同样的瓶颈：初级专业技术人才的紧缺。

2 我国物联网工程专业的开设情况

大批专门人才培养主要依靠高等学校来承担，2010年3月，教育部下发了《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》，同年7月，全国30所高校首批开设“物联网工程”的本科专业，如今已有数百所高校、职业院校设立了与物联网相关的专业，这也说明了高校对于新兴专业的敏感和重视。

物联网本身技术复杂、牵涉面广，电子、计算机、通信、自动化等多学科均有涉及，因此，物联网工程专业是个多学科交叉的新兴工科专业，融合了以上学科的相关知识，且十分注重实践应用。各高校的物联网工程专业在人才培养方面均把握了几个层次：第一层次：自然科学基础知识，培养学生人文素养；第二层次：物联网的相关理论、方法和技能，培养学生专业基础知识；第三层次：掌握物联网关键技术开发能力以及应用项目工程实践和项目组织经验，培养学生实践操作能力；第四层次：创新和创业意识、竞争和团队精神以及外语运用能力等方面。

各高校物联网工程专业的培养体系均包括了理论知识体系和实践体系两大部分。理论知识体系大致是在综合计算机科学与技术、电子科学与技术、自动化等多专业课程基础上发展起来的。实践体系主要涵盖实验类课程模块、实训类课程模块、实习类模块已经以及素质拓展模块[3]。

3 我校物联网工程专业建设发展的思考

湖南商学院（后称“我校”）是一所以经济学、管理学为主，综合性省属全日制普通高等学校，物联网工程专业设置在我校计算机信息与工程学院，计划于2016年开始招生。计算机与信息工程学院是我校较早设立的二级学院之一，经过几十年的建设和发展，目前已招生的有计算机科学与技术、电子信息工程、软件工程、信息管理与信息系统、工程管理五个专业，师资力量雄厚、办学条件良好。虽然如此，但一个新专业的开设，势必会遇到不少具体的问题，这就需要我们本着“稳步发展、开拓创新”的精神去挖掘出一条科学的专业建设道路，以下是几点建议与思考：

3.1 关于专业培养目标的思考

物联网工程专业整体培养目标，建议通过广泛的调研，吸取在物联网工程专业建设有特色有思想有成绩的其他兄弟院校，从知识要求、能力要求和素质要求三个方面去下功夫，这样才能培养出掌握扎实的专业知识技能、拥有再学习的能力、具备创新的视角和团队合作精神、对社会有责任感和主人翁意识的全面优秀人才。在培养途径方面，建议我们可以通过通识教育与专业教育的有机融合，促进学生的全面发展；通过理论教学与实践教学的有机融合，夯实理论基础，提高学生的实践能力；通过课堂教学和第二课堂的有机融合，强化创新能力和创新精神的培养，提高学生的综合素质。

3.2 关于专业建设定位的思考

1）保持与成熟专业课程体系的联系：物联网虽然是个新兴领域，但本质上说，物联网是计算机技术、人工智能技术以及电子信息技术紧密结合的产物。它主要还是计算机技术和通信技术的延伸，因此我们无可否认物联网学科与计算机学科、电子学科的关联，如果完全脱离开这些成熟学科课程体系是不科学的。大破大立完全创造一套全新的课程体系有其一定的风险性，因此，可以将计算机学科的网络方向作为基础，着重网络层和应用层的知识模块，进而展开到电子信息专业相关的感知层知识模块，将物联网工程专业的基础理论建立在计算机专业的基础之上，此外也包括部分电子学科传感网相关理论[4]。

2）体现新兴专业的办学特色：如果在人才培养和专业建设上照搬照抄计算机学科、电子信息技术学科，那么会出现“换汤不换药”弊端。我们应该认真思考，设置本专业的核心和特色课程，所包含的内容是计算机专业基础、电子信息工程、软件工程等专业无法提供的，从而保持一个新兴本科专业建设体系的时代动态性。例如，将物联网技术与编程技术相融合的“物联网编程”、传感网技术与RFID技术相融合的“无线传感器网络”等。

3）注重实践体系结构的建设：物联网工程专业应该培养出合格的“工程应用型”工科人才，比传统专业更注重专业的实践体系，因此需要根据社会对物联网人才就业岗位的能力要求、需求规模来设计目前物联网工程专业的整体培养目标与教学体系[4]。未来用人单位一方面会重视物联网工程专业毕业生在技术方面的专业基础，更重要的一方面是看他是否具有胜任物联网某一特定应用领域的实际工作能力。因此我们一定要从培养目标的定位与课程体系的设计开始就重视这两个方面的需求，处理好综合能力培养和理论教学以及实践教学之间的关系，进而增强毕业生的就业竞争优势。

4）开设适合我校商科院校办学特点的特色课程：我校是以经济学、管理学为主的综合性大学，可以适当考虑增开具有我校办学特点的优势专业任选课程，例如：行业营销专题、项目分析与策划专题、行业管理学专题等。

4 关于师资队伍和教材建设的思考

为确保教学质量，师资队伍的组建格外重要。立足计算机信息与工程学院，面向全校，甚至更广的范围，选聘专业基础扎实、经验丰富、教学水平高的优秀教师，主讲本专业的核心课程，尽快建设一支科研力量强、教学能力上档次、年龄及职称结构合理的教师队伍，选拔出优秀的学科管理人及学科带头人，为专业的长远发展夯实好基础。在专业建设初期，对于新兴的物联网工程专业来说，即便是教师，对这些新的技术、新的教学内容的掌握也相当有限，在这样的情况下，切勿出现因人设课的现象，可以通过加大投入力度，鼓励教师通过科研实践来为教学积累经验，打破“纸上谈兵”的弊端，此外通过寒暑假进修、交流等途径，拓宽知识面、深化技术能力。

物联网工程专业在我国2011年才开始进行第一批本科专业招生，之前仅仅是计算机大类中在硕士或者博士研究生培养阶段的一个方向。所以虽然目前有不少优秀的物联网方面的图书，但是适合本科教学用的教材的还是极少。因此在教材建设方面我们还有很多工作要做，一方面，精选一些相对较好的教材和参考书，另一方面鼓励教师自编教学教材，并根据学生课堂反馈情况对教材做进一步的完善。

5 结合优势资源，促进专业建设发展

1）实验室建设：实验室建设是实践教学环节的有力保障。计算机信息与工程学院下设计算机技术实验室、电子技术实验室和工程管理实验室，实验设备门类齐全。物联网工程作为新专业，一定要树立实践能力导向的培养观念，建议在原有资源的基础之上，设立专门的物联网工程实验室，加大投入，建立高水平的实验平台，采取“教授实验室负责制”，利用先进的设备，一方面鼓励学生多花时间在实验室，另一方面鼓励教师组建科研团队，在物联网、智能通信等方面多出成绩，“出高峰出高原”，以科研带动教学，实现创新教育模式。通过全面深入的实践性教学，培养出合格的物联网工程专业人才。

2）应用型研究机构的助力：物联网在物物相连进行信息交换和通信的过程中，产生了大量数据，物联网携手云计算、大数据产生了巨大商业价值，也影响着各领域新商业模式的形成。可以说，物联网生成大数据，大数据助力物联网。2015年，我校建立了大数据与互联网创新研究院，这是促进物联网工程专业建设发展的良好契机和平台。此外，计算机信息与工程学院还下设计算机应用和管理工程2个研究所，如何整合我校这些与物联网工程相关的研究机构的优势资源，促进本专业的发展，也是我们需要思考的新课题。

3）校企合作搭建人才培养平台：物联网产业的全面发展需要大批高素质的技能型专门人才，企业人才需求导向在高校人才培养中有着不可替代的重要影响，抛开社会需求，孤立地进行人才培养是非常不科学的。因此校企合作是一个良好的切入点，从人才培养的针对性、实践性和职业性下工夫，从而实现人才培养和产业需求的无缝对接。目前，湖南省从事物联网行业服务、研发、生产的相关企业达200多家，涉及物联网产业链的各个环节[6]。良好的校企合作资源背景，便于我们建立创新型校外专业实践基地，打造学校教师、企业骨干相互渗透的交互式教学模式，以大力发展横向课题为手段，解决企业实际问题，以凸显我校商科院校的人才培养特色。

4）校校联动搭建资源共享平台：第一批物联网工程专业招生在2011年，我省中南大学即为第一批招生的30所高校之一。此外，国防科技科大连续三年在全国大学生物联网创新创业大赛中获得特等奖；国防科技大学、中南大学和湖南大学共同承担了国家传感器网络专项研究课题；湖南大学成立物联网研究中心并建立超级计算机中心[7]。新专业的建设不是一蹴即就的，要不断进行探索，借鉴其他兄弟高校相关专业的成功建设经验，及时修正和完善不合理的地方。我校物联网工程专业建设初期应以校校联动为纽带，互通信息，互聘教师，互建项目，搭建教育资源、科研资源、人才资源的共享平台。

5）与地方政府对接，以推动地方经济发展：我校在促进区域经济发展方面一直起着不可磨灭的作用。进一步促进我校在物联网方面与地方政府的全面合作，推进“校地联盟”，实现地方政府通过经济资源和政策、项目支持学校，而学校用知识创新助力地方政府的“双赢”局面。

6）建立校园创业服务平台：在校内管理方面大力推进物联网技术的运用，通过在校内搭建适合物联网工程专业同学切身体会物联网企业发展全过程的创业服务平台，实现近距离的理论指导实践，实践促进理论的循环体系。

6 结束语

物联网工程专业作为一个新兴的应用型专业，其专业建设是一个复杂的工程。本着“新、精、实”的原则，寻求有商科院校特色的人才培养模式，建设优秀的师资队伍，搭建高水平的教学资源平台是我校办好物联网工程专业的前提。突出物联网产业人才的市场需求特点，采取学校与企业协调配合，学校与地方政府互利互助，理论课程与实践课程相辅相成，教师与学生互学互动的途径，培养出合格的物联网工程专业人才。

参考文献：

[1] 刘云浩.物联网导论[M].2版.北京：科学出版社，2013.

[2] 吴功宜，吴英. 物联网工程导论[M]. 北京： 机械工业出版社， 2012.

[3] 胡忠望.“物联网工程”新专业课程体系的设计[J].中国电力教育，2010（22）.

[4] 吴功宜.对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育，2010（21）.

[5] 陈辉，李敬兆，詹林.物联网工程专业人才培养和专业建设探索[J].计算机教育，2014（4）.

篇5

一、学校卓越工程人才教育培养的现状

西南科技大学是中国科技城（绵阳）规格最高、规模最大以工科为主、多种学科并存的综合性大学。学校秉承传统工科特色，主动适应西部大开发和绵阳科技城建设对创新型人才的需求，以“大工程教育”思想为指导，根据自身的人才定位、服务面向、学科优势，结合实际工程需求及其发展趋势，大力培养创新型工程技术人才，在卓越工程人才教育改革方面取得了一系列成果。

1.卓越工程师计划专业情况

学校自2010年启动“卓越计划”工作以来，取得了可喜的进展。2011年9月成为教育部第二批“卓越工程师计划”高校；2012年2月学校机械设计制造等3个专业获批了教育部“卓越工程师计划”专业；同年11月我校电子信息工程等6个专业获批了四川省“卓越计划”专业。2013年10月，教育部批准光电信息科学与工程等4个本科专业为教育部第三批“卓越工程师教育培养计划”专业。2013年11月，四川省教育厅批准电子信息工程等6个本科专业为四川省第二批“卓越工程师教育培养计划”专业。截至目前，学校共计有15个省级以上卓越工程师计划专业。

2.卓越工程师计划培养模式

2010年学校开始试点，第一届卓越计划班从2009年学生中选拔，学生总人数94人。以后每年都从二年级学生中选拔大约30人组成卓越计划培育班。卓越计划班实施完全学分制、执行个性化培养方案、实行校企“双导师制”，采用“3+1”模式培养本科工程型人才，即前3年学校主导、企业参与，后一年学生进入企业参与实际工程项目和设计。

二、学校实施卓越工程师计划的条件保障

1.管理机制保障

学校成立“卓越计划”指导委员会，负责总体协调，全面组织和领导“卓越计划”工作，指导、决策和协调运行工作中的重大问题。学院成立“卓越计划”指导小组，指导小组由分管教学的院领导牵头，主管学生工作的领导、教研室主任、行业企业专家参与，并邀请行业企业人士参与工程人才培养。“卓越计划”指导小组负责专业“卓越计划”培养方案的完善、落实、实施及评价等各个环节，开展课程建设、教材建设和教师队伍建设等，以及确保企业学习计划的有效执行。

2.教学资源保障

学校为参加“卓越计划”的学生配置优质资源，科研实验室、重点实验室、国家级实验教学示范中心等研究平台和实验资源优先对“卓越工程师教育培养计划”开放；为参加“卓越工程师教育培养计划”的学生配备科研和工程经验丰富的优秀教师作为导师，在学生选课、学习方法以及今后发展方向予以具体指导；配备具有丰富科研经验、掌握最前沿工程技术知识的教师上课，全面提供优质的教学资源支持。

3.经费保障

学校设立重大专项教改项目，支持相关部门和学院进行深入细致的考察、调研和分析，制定并实施“卓越工程师教育培养计划”的工作方案。与此同时，学校鼓励学院和教师积极参与工程教育教学改革与建设，加大教改经费支持力度，着力推进卓越计划相关的各项教学改革深入开展；同时，加大实习经费支持力度，保证学生实习或企业挂岗实践需要。除正常运行经费外，另外单独设立“卓越计划”试点专项经费，每个试点班每年投入10万元。

三、实施卓越人才培养计划的措施

1.修订人才培养标准和专业培养方案

依据教育部“卓越工程师教育培养计划”通用标准和行业标准，学校以“强实践、能管理、善创新”的未来优秀工程师为目标，注重对学生的学习能力、工程实践能力、创新能力、交流能力、社会适应能力和国际竞争能力的培养。人才培养标准和培养方案的修订遵循以下几条原则：①行业企业参与人才培养方案的制订；②采用“3+1”分阶段培养模式；③实施综合改革，突出学校特色；④注重能力和人格培养；⑤强化工程教育。

2.课程体系和教学内容改革

实行“工程教育不断线、创新实践不断线、企业合作不断线”的课程配置体系，加强工程师素养和工程实践能力的培养。在工程、技术、科学、人文、社会、伦理等方面按不同比例分别设置一定的学分，构建“大工程观、大系统观、大集成观”的工程知识体系，注重工程系统的思维训练和能力训练。在专业课程设置上，围绕产品、过程或系统的构思、设计、实施和运行，重新设计课程体系，重新考虑课程衔接，增加导论课、项目课、研讨课的比例，把以工程项目设计为主线的思想贯穿其中，体现工程教育面向实践的思想。

3.教学方法改革

贯彻“做中学、学中做”教学理念，鼓励各实验班采用启发式、探究式、讨论式、参与式教学方法，大力倡导案例教学。支持卓越人才培养计划的学生早参与科研活动，早进课题、早进实验室、早进团队。积极改革考试方法，注重学习过程考查和学生能力评价。从而实现由知识传授为主向能力培养为主转变，由教师为主导向以学生为中心转变，由以授为主向以导为主转变，学生由被动依赖向研究型学习转变的“四个转变”。

4.“双师型”师资队伍建设

自开展卓越人才培养计划工作以来，学校与董事单位、合作企业共享人才资源，采用内选、外聘、培养、激励相结合的方式，积极组建高水平“双师型”师资队伍。

（1）校内师资队伍建设

确定教师选聘办法，保证教师队伍具备工程实践背景。公开招聘具有工程师经历的教师，明确“卓越工程师培养计划”专业教师原则上应具有硕士或博士学位、讲师及以上职称，有明确的科研方向和参加科研活动的经历，不少于一年的工程实践经验。

建立教师工程背景培训的长效机制。设立专项培训经费，通过校内岗位培训、企业挂职锻炼、出国考察、参与工程项目研究和到工程现场实践等方式，提升每位教学一线教师工程能力素养，强化工程背景。工程类专业教师教学上岗前，应经过一年半以上的岗前锻练和培训。

建立激励措施，保障教学效果。从事“卓越工程师培养计划”的教师，其岗位考核强化工程项目设计、专利、产学合作和技术服务等。同等条件下，在职称评定、岗位聘任、公派出国、申请教改项目等方面享有优先权。

加强工程教学团队建设。以具有丰富工程教育经验的教授、企业高级工程师、企业高管为带头人，组建校内外专兼职教师共同参与的工程教学团队。

（2）企业师资队伍建设

以实习基地为依托，组建企业教师队伍。引进企业优秀高级工程技术人员，和具有5年以上实践经历的高水平教师作为学校较为稳定的兼职教师；聘请企业技术骨干担任专题兼职教师，完善学校导师和企业兼职导师相结合的双导师制；担任“卓越工程师培养计划”教学任务的企业教师，应为在企业一线工作5年以上，具有相关专业的丰富工程经验，且具有工程师及以上技术职称的企业工程技术人员。

聘请“产业教授”。邀请工程经验丰富、理论水平高，具有高级职称的专家担任“产业教授”来校开展专题讲座，参与指导学生，并指导课程体系改革和培养模式改革，推动所在企业与学校的联合共建培养基地。

5.推进“校企合作工程”，构建校企联合培养平台

（1）加强大学生实践基地建设

学校实行开放办学，优化“政府主导，资源共享，协议约定，互利共赢”的运行机制，强化高校、科研机构技术创新群与区域产业集群的区域产学研联盟。自开展卓越人才培养计划以来，学校积极探索与有关部门、科研院所、行业企业联合培养人才模式。目前已与中国工程物理研究院、四川长虹电器股份有限公司、西安航空发动机公司、东方汽轮机厂、中软国际ETC等160多家单位建立了合作关系，实现了联合办学纵深发展、人才互聘互用、实践教学与科研平台的共享。此外，学校每年开展校级大学生实践教育基地遴选及建设工作，旨在资助一批具有一定规模、运行效果良好、共享机制健全的实践基地。

篇6

关键词：工程电磁场教学；科研项目；教学效果

作者简介：朱希安（1962-），男，黑龙江讷河人，北京信息科技大学信息与通信工程学院，教授。（北京 100101）

基金项目：本文系北京信息科技大学2012年度教学改革立项项目（项目编号：2012JGYB17）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0062-02

工程电磁场和电磁场与电磁波课程分别是电子信息工程和通信工程专业的专业骨干课程。为了使学生能够学好和掌握这门课程，该门课程的教师费劲了心机，想尽了办法，总的看教学效果都不够理想。究其原因，一方面是该类课程的学习的确困难，数学公式繁多，对学生的数学基础要求高，同时电磁场与电磁波既看不见又摸不着，要求学生要有较好的空间想象力，加之教学方法主要以理论教学为主，没有相应的科研课题与之对应，学生得不到感性认知，造成学习该门课程的目的不够明确，学习的积极性和主动性欠缺，影响了后续的微波技术、电磁兼容等课程的学习，甚至影响了考研。为此急需将理论课程的学习与科研项目相结合，探索这类课程教学与实践相结合的方法、具体实施的步骤、理论课与实践课的学时比例等问题，为该类课程的教学改革积累经验，提供第一手资料。

一、本科教学与科研项目结合的优点

1.有效提高学生学习的兴趣和自觉性

工程电磁场和电磁场与电磁波课程的讲授是诸多课程教学的难点之一。在教授该门课程的过程中，经常有学生问老师学习该门课程究竟有什么用？对以后找工作有什么帮助？每当遇到这样的问题，即使老师讲了许多应用实例，学生仍很难得到感性认知。基于上述实际情况，北京信息科技大学专门设立了研究课题。课题以国家科技重大专项中的瞬变电磁场监测二氧化碳专题研究作为基础，从2010级及2011级电子信号工程专业及通信工程专业的本科生中优选5～10名左右的学生参与该项目的具体研究，以求使他们能够提高对电磁场与电磁波学习的兴趣，增加该门课程的感性认识，深刻地理解和掌握本门课程学习的目的和意义，提高学习的自觉性。同时，为探索本课程教学方法和实践教学的改革积累经验。

2.更好地锻炼学生的实践能力、创新能力

科研项目所研究的内容都是本学科、本专业急需解决的问题，具有很强的综合性，并在某种程度上需要创新。学生参与教师的科研项目，利用已学过的知识，在教师的指导下独立地解决问题，可以培养、锻炼独立工作的能力。由于科研项目研究的都是本学科最前沿的问题，学生难免会遇到没有学过的理论或遇到没有涉及的实际问题，这会激发学生的自学热情及挑战困难的勇气和创新精神。科研项目涉及的内容广泛，需要项目组成员间的紧密协作和良好的沟通，在此过程中可以培养学生的团结、协作精神，提高处理问题、解决问题的能力和沟通能力。

3.有利于培养学生的责任意识

科研项目通常是分割成许多相互联系和相互渗透的子课题。学生承担的部分内容是项目的有机组成部分，如果学生由于自身的原因完不成指导教师所布置的毕业设计，某种程度上就会影响整个项目完成的进度。学生迫于这方面的考虑就会增强责任意识，起早贪黑，刻苦钻研，克服困难，完成任务。

二、具体的实施过程和方法

1.学生的优选

在教师的指导下，优选出的本科学生与研究生多次见面、沟通，探讨课题的研究内容、研究难点和与电磁场与电磁波类课程的关系，使学生真正了解所学课程的用武之地，激发他们的学习主动性和自觉性。例如：研究生的研究课题中有：重叠回线装置的水平层状介质的一维正演解释方法研究、中心回线装置的水平层状介质的一维正演解释方法研究、瞬变电磁信号消噪方法研究、中心回线装置的水平层状介质的一维纵向电导解释方法研究等。通过上述过程，从研究生的研究课题中，减少研究内容和研究难度，确定本科生毕业设计题目。例如：瞬变电磁信号小波阈值消噪方法研究、瞬变电磁信号不同小波分解层次消噪对比分析、瞬变电磁信号独立成分分析消噪方法研究、瞬变电磁重叠回线装置均匀半空间视电阻率的研究、瞬变电磁中心回线装置均匀半空间视电阻率的研究、基于小波阈值的瞬变电磁信号去噪方法研究、不同小波基的瞬变电磁信号消噪对比分析等都是从研究生课题中缩减内容和减少难度确定的。

2.指导过程的有效性

学生选定后，对教师而言即开始了教学与研究项目结合、提升教学效果的实践工作。教师从授课计划到教学方法的改进，乃至教学管理部门——教务处的管理模式都应该有相应的调整。整个过程的每个环节均直接影响该项目的实施质量。教师应做到严格要求、整体把握、指导具体、科学有效。

在学生参加课题研究和上课的同时，教师应指导研究生与本科学生做好确定方案，在研究生的指导下查找相关的文献，拟补参与课题研究所需知识的不足，以便学生尽早进入工作状态。文献检索与应用是科学研究的必备能力之一。合理利用文献资料是了解前人成果、避免低水平重复的必要手段。然而，考虑到学生的能力和精力有限，加之大三时学习任务也较繁重，进行大规模的资料检索工作不太现实，笔者的做法是指定部分关键性的专著和论文，要求学生查找和阅读，以便他们迅速进入状态，少走弯路。

3.与考研方向相结合，促进考研率的提高

出于就业形势的压力和继续深造的要求，很大一部分学生要参加考研。由于考研复习外语和数学与参加课题研究的时间有一定的冲突，处理不好会影响学生对参加课题时间和精力的投入。如果能将课题研究与学生的本科毕业设计和考研后的研究方向相结合则可最大限度地调动学生参与课题研究的积极性。而且，如果他们现在所学习和研究的内容就是他们硕士阶段的研究方向，这对于考研的专业课考试和复试阶段的口试都有极大的帮助，因此学生会投入极大的热情和尽最大的努力学好电磁场与电磁波这类课程，高质量地完成毕业设计。例如，笔者2013年度所带的两个学生所作的毕业设计题目是《瞬变电磁信号独立成分分析消噪方法研究》和《瞬变电磁重叠回线装置均匀半空间视电阻率的研究》。由于这两个学生所做的毕业设计的内容既与本人的科研项目结合，也是他们考研后导师的研究方向，在毕业设计过程中两个学生非常地努力，克服了种种困难，出色地完成了毕业设计，毕业设计答辩获得了优秀成绩。同时，考研的专业课成绩和复试的成绩在考生中名列前茅，分别顺利地被北京邮电大学和中科院录取为硕士研究生，所撰写的科研论文经笔者修改后也发表在核心期刊上。通过毕业设计与考研研究方向结合，取得了较好的效果。

4.建立有效的沟通联系制度

参加教师的科研项目研究是锻炼学生各方面能力的一次极好的机会。然而，由于本科生初次接触这类实践性较强的教学过程，难免有些不适应，建立有效的沟通和联系制度显得十分必要。在上课的同时，又要参加科研实践，对学生的要求较高。笔者的做法是建立研究生与学生讨论的例会制度，坚持每周两次研究生与本科学生会面，其中一次为指导教师答疑解惑时间，另一次为详细讨论、总结交流会。每位同学都要在会上对前一阶段的电磁场与电磁波课程学习中所遇到的问题进行总结，并把课程中所学习的内容与研究课题的内容关联，找出课程中哪些是基础知识、哪些是研究课题中遇到的问题以及解决课题某些难题的需要自学和补充的知识，提出来让大家讨论。在讨论时，指导教师倾听、引导和总结，鼓励学生间的自主交流。这样既可实时掌握课程的教学效果和学生课题研究的参与程度及进展情况，也可以使学生间了解彼此的体会，相互促进，形成良好的学习、科研氛围。笔者近几年的实践表明，例会制度是行之有效的，取得了一定的效果。

5.强调规范化管理和检查制度

对研究生指导本科生参加研究项目、促进电磁场与电磁波课程学习的过程要规范组织管理和操作程序，明确责任，理顺关系，制定完善的规章制度，使管理科学化、规范化。在这个过程中，指导教师要督促和指导学生按照规范化的程序保质、保量按时地完成各阶段的任务。具体地讲，每个参加课题研究的学生要写一个实践报告，总结参加课题的收获和电磁场与电磁波课程学习的体会与方法，供本届和下一届学生参考以及教师授课时讲解。

三、收获与体会

本次研究以提高工程电磁场导论和电磁场与电磁波的教学效果为出发点，以国家科技重大专项中的瞬变电磁场监测二氧化碳专题研究作为依托，探索和研究本类课程教学的理论与实践方法，以求通过学生参加项目的实施和研究过程，提高对本门类课程学习的积极性和认清学习与掌握该类课程的重要性以及与后续课程学习（例如，天线和微波课程的学习）、考研、毕业后从事相关领域工作的相关性。通过优选的5～10名2010级及2011级学生参加瞬变电磁场监测二氧化碳专题研究项目，跟踪和评价学生参加实际的研究项目对本类课程学习和教学效果提高的促进作用，使学生能够学以致用，为改进电磁场与电磁波课程的教学积累经验，奠定基础。通过本次实践研究得到了以下几点认识：

理论教学与科研项目相结合是科研成果转化为教学成果的途径，是科研与教学相互作用、促进教学水平提高和学生获取课程内容感性知识的有效手段，有助于提高该类课程学生学习的兴趣和自觉性，提高教学效果。

在本项目的实践过程中可以培养学生的团结、协作精神、责任意识，挑战困难的勇气和创新精神，独立地解决问题的能力和沟通能力等。同时，在项目的实施过程中，结合学生的实际情况，提前开设毕业设计题目，摸索行之有效的毕业设计科学和规范的管理方法、正确指导、有效沟通方法，促进毕业设计的质量提升。此外，在项目的研究过程中，有意识地培养学生对本校的眷恋度，提高考研第一志愿报考本校本专业的比例，提高本专业的考研率。

通过本项目的实施探索课程教学改革的有效途径和方法，形成一套行之有效的管理办法，为该类课程的教学提供示范。

探索学科建设成果转化为本科人才培养优势的机制与途径，在此成果的基础上凝练新的学科方向，促进学科建设。

参考文献：

[1]朱希安. 本科毕业设计：尝试与科研项目结合[J].北京教育（高教版），2007，（10）：41-42.

[2]朱希安.浅析教学改革的制约因素和基本出发点[J]. 辽宁大学学报（哲学社会科学版），2007，109（1）：85-87.

[3]廖志凌，邵学军，刘贤兴等. 高校本科毕业设计中存在的问题及对策[J]. 江苏大学学报（高教研究版），2004，（2）：82-85.

[4]宫新保，马伟敏，周希朗.通过毕业设计培养学生的科研能力[J]. 电气电子教学学报，2002，（6）：217-219.

[5]付瑞东，崔占全. 关于提高毕业设计质量的几点思考[J]. 教学研究，2003，（4）：362-363.

篇7

关键词：学科结构优化；专业布局；课程体系；计算机科学与技术

中图分类号：G64文献标识码：B

文章编号：1672-5913（2007）04-0005-05

随着计算机和通信技术近十年来的蓬勃发展，国家的进一步改革开放，中国开始进入信息化社会。党的十六大提出“加快信息化进程，用信息化带动工业化”，全面建设小康社会，已经成为我们的基本国策和全国人民共同奋斗的宏伟目标。

1 科技的发展赋予计算机学科新的内涵

1994年，教育部将众多的计算机类本科专业名称统一规范为计算机科学与技术(简称计算机学科)。这十年来，随着网络和WWW技术的发展，计算机学科的内涵和外延得到了极大的丰富；计算机专业的教育内容已不再局限于传统的计算机组织与体系结构、计算机理论与软件、计算机应用技术，而计算机网络及其应用技术、多媒体及其应用技术、网络与信息安全等教育内容得以强化。以至美国ACM、IEEE-CS和AIS联合制定CC2004的专家们认为，目前已经无法继续用计算机学科来称谓它，而改称其为计算学科。我们称之为“计算”的概念在过去的十年里发生了巨大的变化，已经拓展到难以用一个学科来定义的境地，这种变化对教学计划的设计和教育方法会有深刻的影响。21世纪的计算将蕴含有多个富有生命力的学科，它们分别有着自己的完整性和教学特色。

计算机科学(CS，Computer Science)已经难以完全覆盖学科新的发展，扩展后的学科称为计算学科(Computing Discipline)。在CC2004的草案[1]里面，计算学科应包括计算机科学(Computer Science)、计算机工程(Computer Engineering)、软件工程(Software Engineering)、信息系统(Information System)、信息技术(Information Technology)五大分支。计算学科的教学知识体系也在发生着迅速的变化。在计算机学科发展的早期，数学、电子学、高级语言和程序设计是支撑学科发展的主要专业基础知识。而到了20世纪60、70年代，数据结构与算法、计算机原理、基本逻辑、编译技术、操作系统、高级语言与程序设计、数据库系统原理等成为学科的主要专业基础知识。从20世纪80年代开始，随着学科的深入发展，并行技术、分布计算、网络技术、软件工程等开始成为人们关注的内容。目前，程序设计仍然是学科最基本的工具。未来在基础和开发技巧之间，加强基础是首要的。除了学科知识的变化外，近几年来，计算机学科方法论的内容也逐渐丰富并被人们重视。因此，计算机学科方法论的内容也需要在教学中给予充分的体现。计算机学科的教学需要以知识为载体，在讲授知识的同时，向学生传授学科方法论的内容，对学生进行面向未来的教育。

信息产业的主导技术是计算机、通信与微电子。计算机、通信与微电子技术的相互渗透、密切结合和高速发展带动了相关学科的发展，构成了信息学科群。信息技术群内部交叉，对相关学科发展的带动作用突出。从事计算机学科教育的教育管理者与教师必须要不断研究信息技术发展对计算机教育的影响，研究学科发展的内涵、特点、共性与规律。

2计算机学科结构性调整的现实必要性

计算机学科不仅是信息化的核心技术，而且是目前全国规模最大的专业。截止到2004年初[2]，我国普通高校总数为1683所，本科学校679 所，其中505所开设有“计算机科学与技术”专业，在全国各专业中，专业点数量第一；2003年在校人数27万，占理工科在校生总数的14.6%，也是最多的。这505个计算机专业中的368个是1994年后开办的。这一方面反映了高等教育对国家信息化建设浪潮的积极响应，另一方面也说明专业建设的数量大、任务重。

同时，计算机相关专业也在蓬勃发展。按照教育部的划分，“计算机类专业”包括计算机科学与技术、软件工程、网络工程。“信息技术相关专业”包括：地理信息系统、电气信息工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、光信息科学与技术、生物信息学、通信工程、微电子学、信息安全、信息对抗技术、信息工程、信息与计算科学、自动化。这些专业加起来，2003年共有在校生63万人。信息技术和计算机专业的学生数量占全国所有理工科学生总量的三分之一。

近年计算机专业在规模上蓬勃发展，为社会输送了大批专业人才；但同时也存在着专业特色不明显以及教育质量需要提高的问题。随着计算机技术的进步与普及，会使用计算机已经不再是计算机专业学生独有的优势。特别是新建地方性本科院校，计算机专业的一些毕业生专业特色不明显，难以适应社会需要，竞争优势不强，近几年就业率逐年下降。

如果说计算机专业应该是培养信息化所需人才最主要的专业的话，它目前的状态是否能够适应这项重要的任务？如果不能适应，应该如何调整？目前，需要调整培养规格和要求，使计算机专业学生的知识结构能有相对优势。调查发现，系统设计能力和创新能力强的高水平计算机人才的不足，是制约我国计算机学科与产业发展的关键。为此，需要树立与之相适应的教育教学观念，按照基本学科能力培养的要求建立课程体系，将学科方法学的内容贯穿于教学实践中，通过设置配套的实践教学体系来培养学生理论结合实际的能力，并结合实践教学，学习和掌握一些新系统、新技术。

3调整中要注意的基本问题

3.1 如何确定计算机本科学生的培养目标、知识体系?

相对单一的教学计划，已经造成了人才培养和人才需求的一种结构性失衡。如果继续维持“计算机科学与技术”原有的含义，相对于社会需求，它已经不能容纳现在这个办学规模了。另外，计算机技术的内涵和外延都在迅速地扩大，各个分支已经形成丰富和完整的知识体系，已经不可能将如此丰富的内容安排在一个单一的本科教学课程体系之中，而且单一的培养模式也不能满足社会对多种规格人才的需求，只有通过不同的培养计划才能满足这种不同的需要。

建立切实可行、符合本校特色的教学计划、培养方案和课程体系是计算机学科教学与学科建设的基础。教学内容和课程结构体系要瞄准人才培养目标，通过现代教育技术手段浓缩课时，科学合理地整合课程，构建合理的知识结构，其核心是各门课程间的优化组合。特别要借鉴美、英等国大学计算机专业的课程教学内容与社会需求紧密结合的做法。

计算机裸机和一般用户有着较远的“距离”，为了给用户提供方便的使用手段，计算机专业的各类人员在基本计算机硬件系统上逐层构建系统，形成一系列的虚拟机，让计算机系统完成更多的任务，留给用户更多的方便，使用户界面逐渐接近人的习惯，形成自然人机界面。这不仅表明有更多的东西需要模型化，问题的复杂度也会越来越高；而且更告诉我们要根据学生未来的工作定位在那一层虚拟机上，参照学科的三个形态，并根据所在学科点的特色，确定在教学中强调哪些内容，实现对学生的分类培养，而不是按照统一的模式去培养学生。

从国家的根本利益来考虑，必然要有一支计算机基础理论与核心技术的创新研究队伍，需要高等学校计算机专业培养相应的研究型人才[3]。而国内的大部分IT企业都把满足国家信息化的需求作为本企业产品的主要发展方向，这些用人单位需要高等学校计算机专业培养的是工程型人才。国家信息化进程已经涉及到各行各业，企事业单位和国家信息系统的建设与运行是目前和今后采购、应用计算机产品的主流需求。这些用人单位需要高等学校培养大批信息化的应用型人才[4]。目前高等学校计算机专业在本科阶段对研究型和工程型人才的培养已有一定的基础，而对于从事信息化的应用型工作人才的专门培养则几乎是空白。新建地方性本科院校的培养定位应该瞄准工程型人才和信息化人才，特别是后者[5]。

教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会提出以“培养规格分类”为核心思想的计算机专业发展的建议[2]，该思想包含如下要点：在“计算机科学与技术”专业名称下，鼓励不同的学校根据社会的需求和自身的实际情况，为学生提供不同类型(但都要达到本科水平)的教学计划和培养方案。可以考虑三种不同的类型：研究型(或者说科学型)、工程型(包括计算机工程和软件工程)、应用型(或者称信息技术型)。一个学校在其中一种类型上通过评估合格，就被认为“计算机科学与技术”专业合格。从长远看，现行“计算机科学与技术”可能会被细分为若干不同类型的专业；而从近期看，应该鼓励不同的学校根据自己的情况贯彻不同类型的培养规格。也就是说，进行调整是得到了国家政策支持的。这样才能保证让学生真正学到东西。

3.2 如何加强教学活动中学生的实践环节，切实提高在校学生的实际动手能力？

计算学科具有理科和工科特征，抽象逻辑性和构造性并存，决定了本学科的教育、科学研究、项目开发都具有理论与实践紧密结合的特征，这使得与理论密切结合的实践教学具有特殊的意义。也就是说，该学科具有理工结合的基本特征，科学与技术相辅相成、互为作用、高度融合[6]。

目前计算机专业的基础理论课程比重并不小，但由于学生不了解其作用，许多教师没有将理论与实际结合的方法与手段传授给学生，致使相当多的在校学生不重视基础理论课程的学习。为了适应信息技术的飞速发展，更有效地培养大批符合社会需求的计算机人才，全方位地加强高校计算机师资队伍建设刻不容缓。

3.3 如何使计算机本科教育与国际接轨，与就业接轨?

计算机教育历程是计算机教育内容不断完善和更新的过程。在一个阶段出现的新技术，其经历发展和完善之后，成为计算机教育的核心内容；同时又会出现更新的技术。因此，计算机教育内容必须与时俱进。在当今信息时代，必须在坚持自主教育创新的同时，注重与国际计算机教育接轨。从国外引进和学习先进的计算机技术，吸收国际先进的计算机教育理念、模式、体系[7]。

计算机学科的研究前沿在欧美，新知识都是以英语作为主要的专业技术载体。在实践中，可以推进双语教学课程建设，培养具有国际竞争力的人才。2001年高教司颁布的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中指出，高校必须积极推动使用英语等外语进行公共课和专业课的教学，特别是在信息技术、生物技术、新材料技术等专业，在金融、法律等专业，以及国家发展急需的专业领域开展双语教学。2003年，国家教育部要求各高校在三年内开设5%~10%的双语课程。

美国计算机学会(ACM)和美国电气电子工程师协会计算机学会(IEEE-CS)等联合提出的CC2004提供了计算学科5个方向的本科知识体系指导性建议。CC2004认为，针对每个方向都有对应的职业：计算机工程师应该能够设计和实现包括软件和硬件设备综合的系统；计算机科学家面临的是理论问题和软件研究；软件工程师应该能正确的设计和实现大规模的软件系统；信息系统专家应该能分析信息需求和行业过程，能够明确说明和设计满足各机构需要的信息系统；信息技术专家负责规划、实现、配置和维护一个机构的计算基础设施系统。

3.4 大学如何进行学科交叉，优化内部结构，调整专业布局，提高自身学术创新水平与竞争力？

计算机网络技术的高速发展与广泛应用对信息技术、信息产业本身的发展已经产生重要的作用，同时也会在与其它学科的交叉、渗透与合作中出现新的学科内涵与活力。具有综合学科优势的大学在新的信息社会多研究领域中必然具有优势，这也要求大学面对信息社会的需求调整自己的学科结构、人才培养模式与研究、产业化关系问题。

例如，浙江大学计算机学院本科生教育除了具有计算机科学与技术这个一级学科专业以外，还有数字媒体技术专业和工业设计专业两个本科专业。这两个专业是非常具有特色的，这得益于浙江大学在计算机辅助设计和计算机图形学领域的深厚底蕴，拥有CAD/CG国家重点实验室。

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【关键词】无人机；海拔高度；温度；AD592CN；误差

Abstract：This paper introduced the principle of altitude measurement in UAV and the relationship of the altitude with air pressure and temperature.Also，it introduced the computing formula for air pressure separately in standard sea-level and with the temperature compensation.This paper analyzed atmospheric static pressure which during 2000 meters relative to ground in this UAV under three circumstances as follows：1.a standard sea-level and standard air temperature；2.the local altitude and the local minimum temperature；3.the local altitude and the local maximum temperature.In addition，it analyzed impact of temperature measurement error on altitude，and proved temperature sensor AD592CN in accordance with the design requirements.

Key words：UAV；Altitude；Temperature；AD592CN；Error

1.引言

无人机是一种由动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器的简称[1]。与有人机相比，无人机具有体积小、成本低、使用方便、对环境要求低等优点。无人机独特的优越性使其应用领域迅速扩大，已拓展至军事、民用和科研三大领域。

飞行高度的准确测量对小型无人机是十分重要的，它通过高度传感器感受大气静压。随着高度的不同，气压和温度也不相同，降低基准面和温度带来的误差影响，从而得到准确的高度信息可以使飞行控制系统更好地对小型无人机进行控制。

2.小型无人机高度测量原理

小型无人机高度测量的原理是利用高度升高气压减小的规律，通过感受气压的变化表示飞行高度的变化。高度变化，大气的温度和气压也随着变化。由于不同基准面及不同季节的气压和温度都不相同，所以不同基准面计算出小型无人机的飞行高度处的大气静压也不相同，为飞行控制系统提供的高度值也不相同。

2.1 气压与高度的关系

气压随高度增大而减小，如图1所示。在海平面，高度每升高100m，气压约减小7mBar。由于空气的可压缩性，气压与海拔高度间呈非线性关系。

图1 海拔高度与大气压强的关系

2.2 气温与高度的关系

25km以下的空气被分为两个区域，11km以下的对流层和11km至25km的平流层。在对流层，气温与高度呈线性关系，高度每增加1km，气温平均下降6.5℃，即温度梯度为-6.5℃/km。而平流层的气温为常数-56.6℃。

3.计算原理

3.1 标准大气模型

国际民航组织采用的“1964，ICAO标准大气”，在海拔32km以下，与“1976，US标准大气”相同。海平面标准大气参数如表1所示。[2]

表1 海平面标准大气参数

参数名称 表示符号 值 单位

标准空气温度 T0 288.15 K

标准空气密度 ρ0 1.225 Kg.m3

标准空气强度 P0 101325 Pa

标准音速 α0 340.294 m.s-1

空气专用气体常数 R0 287.05287 M2.K-1.S-2

重力加速度 g0 9.80665 m.s-2

3.2 不带温度补偿的气压高度计算公式

当飞行高度不超过11km时，气温按线性规律随高度递减，重力加速度随高度的变化可忽略不计，按标准海平面标准空气温度，并通过测量无人机飞行高度处的静压PH，即可计算出高度H[2]：

（1）

式中，H是相对标准海平面的气压高度，PH是H高度的大气静压，P0是标准海平面的大气静压，T0为标准海平面的气温，为温度递减率，R为气体常数，其中=-=0.0065K/m，gn=g0，T0、P0、R和g0值见表1所示。

由公式（1）可得出以标准海平面为基准不带温度补偿的飞行高度处大气静压的计算公式：

（2）

3.3 带温度补偿的气压高度计算公式

公式（1）是以标准海平面和标准空气温度为基准计算气压高度的，它不能保证在特殊气候条件时的精度，我们可以借助已知海拔高度的参照点进行校准。以无人机起飞点的当地海拔高度及对应的大气静压和温度为基准，通过高度传感器感受飞行高度处的大气静压，计算无人机的飞行高度，即通过温度补偿计算气压高度，公式如下[3]：

（3）

PH为高度H下的气压；Pb为地面高度Hb下的气压；Tb为地面高度Hb下的温度；为温度梯度，在11km以下，=-6.5×10-3K.m-1；g0为重力加速度；R为空气专用气体常数。

由公式（3）得到带温度补偿的大气静压计算公式：

（4）

4.分析

4.1 参考面温度误差

由于不同基准面及不同季节的气压和温度不相同，所以不同基准面计算出小型无人机飞行高度处的静压不相同，为飞行控制系统提供的高度值也不相同，从而带来误差。分别以标准海平面标准空气温度为基准及以本地海拔高度为基准面本地最高最低温度为补偿，通过公式（2）和（4）计算出小型无人机飞行在相对地面2km高度以内与对应大气静压的关系，如图2所示，并通过比较得出以标准海平面标准空气温度为基准产生的误差。本地的海拔高度为1035m，本地最低地面气温以-40℃计算，最高温度以50℃计算。

图2 不同基准面下飞行高度与大气静压关系

图2中，PH0是以标准海平面标准空气温度为基准，PH1是以本地海拔高度和本地最低温度为基准，PH2是以本地海拔高度和本地最高温度为基准。

（1）以标准海平面为参考面，标准空气温度15.15℃为地面参考温度，不同高度气压为P1，如表2所示。

表2 飞行高度与大气静压关系

高度（m） 0 1035 2000 3000

大气压力P1（kPa） 101.325 89.494 79.495 70.109

大气压力P1（kPa） 103.936 89.494 77.536 66.543

P1.P2（kPa） 2.611 0 -1.959 -3.566

高度误差（m2） -215 0 200 410

大气压力P3（kPa） 99.735 89.494 80.729 72.393

P3.P1（kPa） -1.59 0 1.234 2.284

高度误差（m3） 130 0 -130 -250

（2）以本地海拔高度1035m为参考面

①以本地最低温度-40℃作为地面的参考温度，对应不同高度气压为P2，高度误差为m2，如表2所示。

因此，在本地海拔最低温度起飞时，如果此时按标准海平面标准空气温度计算会带来误差。当无人机飞行到相对海平面2km时，误差为200m；飞行到相对海平面3km时，误差为410m。

②以本地最高温度50℃作为地面的参考温度，对应不同高度气压为P3，高度误差为m3，如表2所示。

因此，在本地海拔最高温度起飞时，如果此时按标准海平面标准空气温度计算也会带来误差。当无人机飞行到相对海平面2km时，误差为130m；当飞行到相对海平面3km时，误差为250m。

综上，基准面的选择对无人机飞行高度测量产生较大误差，为减小误差，将无人机起飞点的海拔高度及对应的气压和气温作为基准计算。

4.2 飞行高度处温度误差

通过上面的分析，可以知道基准面对小型无人机高度测量有较大影响，所以需要通过测量无人机起飞时所处位置的海拔高度及对应的气温和气压进行温度补偿，这些参数可以通过GPS和温度传感器获得。

式（3）可以变换成

H=H+Hb （5）

从式（5）得，飞行高度的误差主要由两部分组成：H和Hb。Hb是参考平面的海拔高度，本设计中它的误差主要是由GPS测量高度的误差引起，这个误差在任何高度都是不变的。所以本文重要讨论H带来的误差。

从式（3）看出：H的误差主要由Tb、Pb和PH引起。本设计采用MPXA4115A集成压力传感器，其精度为1.5%，Pb和PH都由MPXA4115A测量，产生的误差相同，相互抵消。所以H的误差主要来源于Tb。本设计采用电流输出型集成温度传感器AD592CN测量Tb，AD592CN在-25℃～+105℃范围内的精度为1℃。

下面讨论地面参考温度Tb变化±1℃时，H的误差。假设无人机从本地起飞，本地海拔高度为1035m，对应的气压为89.494kPa。由于季节不同地面参考温度不同，本文分别假设夏季本地地面温度为25℃、冬季地面温度为0℃，计算温度误差产生的高度误差如表3所示。

表3 不同高度温度误差引起的高度误差

夏季地面光亮度为25℃ 冬季地面光亮度为0℃

高度偏差 H误差 高度偏差 H误差

相对高度为450米 ±1.5米 0.34% ±1.6米 0.37%

相对高度为1050米 ±3.5米 0.34% ±3.8米 0.37%

相对高度为1350米 ±4.5米 0.34% ±4.9米 0.37%

相对高度为1950米 ±6.5米 0.34% ±7.1米 0.37%

分析得出，温度传感器AD592CN对地面参考温度测量的精度满足无人机飞行高度测量的要求。

5.总结

相对GPS测高而言，利用气压传感器测量高度有精度高，响应时间快等特点，本文在设计中结合了两者的优点，采用的是以GPS校准参考点，带有温度补偿的气压高度测量方法，减少以标准海平面标准空气温度为基准对无人机飞行高度测量造成的误差。同时在无人机上安装温度传感器AD592CN测量地面参考温度，AD592CN的精度满足无人机高度测量的要求，为飞行控制系统提供更准确的高度信息，使飞行控制系统更好地控制小型无人机。

参考文献

[1]FAHLSTROM P G，GLEASON T J.无人机系统导论[M].吴汉平，译.北京：电子工业出版社，2003：1-30.

[2]樊尚春，吕俊芳，张庆荣，阎蓓.航空测试系统[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005，7.

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关键词:成人教育；高等数学；课程体系

成人教育是每个人接受继续教育的一种有效方式。高等数学作为成人高等教育理工科各专业重要公共基础课，在培养学生的应用能力和创新能力方面有着极其重要作用，本文在调研成人高等数学教育存在问题的基础上，结合成人教育高等数学的教学特点，以“通俗易懂，够用为度，简洁直观，适用为主”为指导思想，确立了相应的教学原则，构建了体现成人教育特点的高等数学课程模块化的教学体系，经过教学过程的实践，收到了明显的效果。

一、 成人教育高等数学课程教学现状调研和分析

笔者采取调查研究与理论分析相结合的方法，结合会议交流和查阅文献资料，总结了不同专业开设高等数学情况，调查了理工科相关专业的毕业生在工作岗位中运用数学知识的情况；实地走访调查了部分兄弟院校相关专业开设高等数学情况，并依据高等教育发展趋势和成人教学规律，按照人才培养规格，突出“厚基础，强能力，重实践”的素质要求，立足现行的成人高等数学课程内容编写调查问卷，分别发给本校成教大三，大四同学以及毕业生。发放问卷300份，回收有效问卷260份，回收率达86.7%，对数据进行统计、分析和处理，结果如下：

（一）大部分学生认同高等数学各部分内容对学习专业课以及自身工作作用很大

在谈到高等数学应用时，大部分同学体会到高等数学对学习和工作的影响，尤其是机电类专业学生感到工作中应用较为广泛。调查发现，80以上的学生认为收益较大，60的同学认为高等数学中的微积分、微分方程部分在专业课中有所应用。空间解析几何、级数是在生活中虽然较为常见，但相当部分学生并不知道怎样来表述。低于40%的毕业生体会不到数学对工作的指导和影响。

（二）学生普遍希望降低对理论证明，增加结合实际应用方面的内容

在对待高等数学教学内容、教学方式上，调查发现，有近90%的成教学生希望改变目前所学的高等数学内容，增加一些数学应用方面的知识，从而达到使枯燥的数学理论变得生动形象有用起来。

（三）绝大部分学生更乐意接受远程教育以及“函授+面授”的学习形式

在对待学习形式上，比较是否参加工作两种情况，从调查结果看：绝大部分参加工作的学生更希望非脱产形式，这样可以抽时间、挤时间利用分分秒秒进行学习，再加上部分的面授时间，完全可以解决学习时间以及学习困难问题。成教脱产的学生，他们愿意接受和普通本科生一样的教育，特别是在政策性规定上享受与普通学生一样的待遇。可见，目前成人教育管理和教学模式有必要进一步探讨。

（四） 部分高校成人教育高等数学教材纷繁多样，使用混乱

目前，各种版本的教材、教辅材料充斥成人高校各个教学单位和函授站点，鉴于利益分配因素，相关单位极力承担教材的购买和发放工作。68.3%的教学单位没有使用正规的通编教材，13.28%的教学站点虽然使用了“十五”规划教材，但不同学习类型、不同学历层

的学生使用一种教材版本的现象屡见不鲜，14.5%的教学站点使用自编教材。上述情况导致教师上课缺乏针对性，更无从谈起高等数学课程内容的系统性和教

学的科学化。

二、成人高等教育高等数学课程体系的指导思想和原则

（一）指导思想：“通俗易懂，够用为度，简洁直观，实用为主”

根据理工科的人才培养规格以及高等数学课程体系的教学要求，课程体系应“厚基础、强能力、重实践”合理组织高等数学知识的内在逻辑关系，讲述内容上通俗易懂，概念清晰，层次分明，分散难点，突出重点，推进认知；知识深度上以够用为度，结合不同专业以及不同职业的需求，使理论与实践应用有机结合起来；讲述过程中引入直观化教学，不求面面俱到，但求深入浅出，引经据典简明扼要，运用模具简洁直观，运用模型化达到图文并茂；讲述应用时实用为主，注重“实际、实用、实践”，达到“会用、能用、管用”目的。

（二）五个教学原则

①目标化与素质教育原则。高等数学课程体系的设置坚持培养能力和提高素质并重，学生既接受数学文化知识的熏陶，又学到解决实际问题的方法和手段，培养运用数学知识解决问题的能力，突出数学学科的思维品质。②整体化与个性化原则。整体化指高等数学各方面教学内容共同组成一个数学教学整体，不能随意割裂他们之间的联系。个性化是指从教学思想、教学思路、内容结构、题材式样、语言叙述等各个方面尽可能体现不同专业类别特点，考虑成人学生以及不同专业类别个体差异。③典型性与具体性的原则。课程体系设置遵循由浅入深、由特殊到一般的思维方式，突出典型性、具体性特征，引入多类型例题，在关键性和难以理解的知识点上加强讲述说明，以方便学生自学和理解。④理论联系实际、突出实用的原则。突出强调数学概念与实际问题的联系，注重用数学思想、概念、方法消化吸收工程概念和工程原理；按照“够用为原则，实用为基础”的要求，适度淡化深奥的数学理论，在内容上注重知识点，少作推导论证，强化几何直观说明，应用模具化、模型化教学。⑤时代性和模型化原则。成人教育高等数学同样需要反映时代的要求、保持课程自身体系的先进性，结合具体问题融入数学建模训练，使高等数学教学呈现“问题情境-建立模型-解释、应用和拓展”的基本模式，把实际问题转化为数学模型，培养数学建模能力。

三、成人高等数学课程教学体系的模块化构建

（一）模块化高等数学课程教学体系

我们根据不同专业教学计划中高等数学各部分讲述内容、课程时数、教学大纲及讲授学期，打破传统课程体系的单一模式，从内容上构建了密切相关但深度不同的“三横八纵”模块教学体系。如图：

“三横模块”指通用模块、专用模块和选修模块，其中通用模块涵盖成人高教各专业都必须的基础知识，其理论性相对较高，基础宽，内容以够用为度；专用模块供不同专业选用，其内容根据专业需要来设置，突出针对性和实用性，选修模块针对学有余力同学设置，主要包括数学模型等内容。其中通用模块包括预备知识模块和基础知识模块，预备知识模块是针对成人教育学生数学基础参差不齐这样一个基本事实而设置的，目的是使每个学生通过学习预备知识顺利过渡到学习基础模块；基础模块面向全体学生，为必修模块；专用模块面向不同专业学生，可根据自身情况选修不同内容；专用模块采用灵活形式，以便在必要时融入到专业课中满足不同专业需要，突出实用，便于自学。

“八纵模块”指讲述内容的个性化，从成人高等教育理工类人才规格和培养目标上，在体现高等数学整体化的同时，根据不同专业、不同类别学生素质要求体现个性化。

（二）各模块主要内容及教学学时

预备知识模块：主要讲授函数与函数性质等内容，是各专业的必修内容。完成本模块教学约需6课时。

公共基础模块：主要讲授函数与极限、一元函数微分学、一元函数积分学等内容，是各专业的必修内容。完成本模块教学约需74课时。

专用模块一：主要讲授空间向量与空间解析几何、二元函数微积分、微分方程与级数、拉氏变换、傅立叶级数等内容，是通信类、工程设计类、机械制造及自动化类各专业必选内容。完成本模块教学约需70课时。

专用模块二：主要讲授矩阵与线性方程组，是通信类、工程类、机械制造及自动化类各专业必选内容，完成本模块教学约需34课时。

专用模块三：主要讲授概率与统计等内容，是现代通信及电子信息工程专业必选内容。完成本模块教学约需50课时。

专用模块四：主要讲授矩阵与线性方程组、概率与统计，是信息管理与信息系统专业必选内容。完成本模块教学约需64课时。

数学选修模块包括数学模型和数学应用模块：主要讲授常用的数学软件，数学模型等内容，完成必要的计算、分析或判断等内容，是各专业任选内容。完成本模块教学约需48课时。

（三）模块化高等数学体系教学大纲

我们依据问卷调查的结果以及对往届毕业生的回访，结合多年来的教学经验和对其他院校的调研，制定了成教高等数学的教学大纲。在大纲中，基本要求为必须达到的，要求为进一步达到的，在后一部分增加了数学建模的内容。通过一定范围的教学实践，验证了我们制定的大纲切实可行，既保证了原来教学的基本要求，又使学生获得了数学建模的基本训练，取得了可喜的教学效果，达到了预期的目的。

四、成人教育高等数学课程体系实施中应把握的几个问题

（一）要支持高等数学课程新体系的试验

新体系试验建立在教材、教学方式方法上，在试验过程中不可避免地调整各模块的构成，作为成人教育教学管理部门应从全局上协调安排好试验工作，在实施初期要注意保持主线条清晰明了，考虑专业设置教学计划和课程内容，希望新体系在教学学时范围内完全解决覆盖面问题；如果实施中遇到非预期目标，要及时总结经验予以完善，倾听各方面反馈信息，加以悉心研究，不断进行更新；从实施结果上，不要过分吹毛求疵，基础课的地位就是基础，它不可能完成专业课中所需的全部应用问题，部分地可由专业课来补充完成，主要看总体框架及基本思想方面能否把握“淡化理论，强化基础，重在应用”的要求，能否体现“通俗易懂，够用为度，简洁直观，适用为主”的指导思想。

（二）高等数学课程模块化教学体系的灵活性

高等数学课程模块化体系适合成教学生的特点，为学生提供了多层次、多种类的选择，为专业发展、职业需求提供了选择空间，鉴于各模块的弹性学时，根据实际教学进度情况，帮助成人教育学生选择合适的模块是非常必要的。实践表明：高等数学课程采用模块化课程体系适应成人高等教育的发展，对满足各专业和各职业岗位高等数学知识的需求具有十分重要的作用，这是成人教育高等数学课程一种很好的教学模式，为高等数学课程教学改革增添了新鲜活力。

（三）高等数学课程新体系的教材建设

作为试验课程，教材的选编、方法的采用起着十分重要的作用。作为一个过渡的桥梁，借鉴国外相应课程体系的设置，试用他们采用的方法、教材是很有价值的。这对于成人数学教育课程体系的构建尤为重要。我们在组织新的教材时，依据结合成人教育学生的特点，内容取材上按照“通俗易懂，够用为度，简洁直观，实用为主”的指导思想，采用淡化纯粹理论证明与运算技巧的教学内容，增加应用数学知识和方法解决实际问题的内容，将数学建模的知识穿插于各个教学章节之中，一开始就给学生灌输数学建模的思想，增强数学的应用性。另外，在重要概念引入之前，简明地阐述了其产生的背景及应用的总体思路，以评注的方式对概念、定理、公式的理解和应用给出了进一步的总结，依循序渐进的原则选编了例题和课后习题；在每一章的结尾，给出了本章知识的网络图以及本章重点知识的学习指导和相应的自测题，这种教材的编写格式适合成教学生的实际情况。

参考文献：

[1]王莉华,孙晓眸.构建模块化的《高等数学》课程体系[J].天津职业院校联合学报,2006,(3) 59-63.