电子信息综合实践课程改革研究

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摘要:针对电子信息类专业综合实践课程在新工科背景下的现状和问题，介绍了基于OBE理念的课程开发思路，阐述了课程内容开发、师资队伍和平台建设情况，建立了课程考核、评价与持续改进体系，成果在学生中实施后效果良好，具有较大的推广价值。

关键词:电子信息;专业综合实践;课程改革

电子信息类专业集数学、物理、电子学、通信技术、计算机科学技术、控制理论以及智能科学技术于一体，呈现出软硬兼顾、跨学科、复合性强、发展速度快、企业对专业人才实践创新能力要求高等特点。针对国家发展战略、专业特点和工程教育的需求，电子信息类专业开展系列改革与研究，在原有2012版培养方案中各课程实验及课外8学分的基础上，在2016版培养方案中增加了3学分专业综合实践课程，共48学时，在第七学期开设。

1课程实施中的问题

专业综合实践课程目标定位于学生在学习完专业全部核心课程的基础上，依托全部或者绝大部分核心课程内容，发挥顶石课程(CapstoneCourse)的融会贯通性，发挥学生的自主探究性，强调学生能将学过的理论与实验知识及技能融会贯通，在培养学生实践能力和创新精神中具有极为重要的地位。但因为要求高及开设时间晚，在实施过程中存在以下问题［1］:

1.1课程内容认定标准待确定

学生在前期所进行的课程实验跟随对应的课程，是课程理论的验证和应用。综合实践以学生专业核心能力形成为基准，强调专业核心课程的综合运用，因此需要给出不同类别专业综合实验的界定标准，以此作为后续不同类别综合实践项目开发的依据。

1.2缺乏教材和实训指导书

自本专业开设以来，缺乏专门面向新工科背景下电子信息类专业的专业综合实践教材和实训指导书，限制了该环节的有效实施。

1.3教师指导经验不足

目前，配套课程的实验一般由任课教师指导，大部分教师只精通专业领域多个学科中的一个，缺乏新工科背景下更加强调多学科融合发展的技能，使得一般教师难以指导综合实践课程教学。

1.4综合实践平台亟待建设

原有实验室主要针对课程实验进行建设，实验设备和仪器只能满足针对课程的验证性、综合性及设计性实验，难以满足多学科融合实验的搭建、验证和测试需求。

2课程开发和建设

2.1课程开发思路

通过本专业综合实践课程培养学生在新工科和“双万计划”背景下的专业综合实践能力，本专业对该课程的开发思路为:基于工程教育OBE理念对课程进行开发，采用能力导向原则，课程培养目标、课程内容、师资队伍、实训资源、评价方式、持续改进等都紧紧围绕学生的专业实践能力和素养来设计［2－3］。2.1.1广泛调研，确定课程目标通过梳理本专业综合实践课程开设中存在的问题，理清主要矛盾。调研国内外兄弟院校相关专业的专业综合实践课程开设模式，开展文献研究、实地考查、对比分析等研究工作，确定课程目标和支撑的毕业要求及指标点。2.1.2以目标为导向开发教材和指导书根据课程目标、实践内容将信息的采集、传输、处理与识别有机结合，形成综合性实验，使得学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理能力、运用多学科知识解决问题的能力和创新能力有了较大改善，根据内容编写实践指导书。2.1.3基于OBE理念建设专业综合实践课程教学团队教学团队应该掌握综合实践理论基础，通过相互配合，指导学生自行设计实验方案、搭建实验系统并开展实验。2.1.4以提高实践能力为目标，开展实训平台建设本专业采取购置和自主开发相结合的建设思路，更新和补充实验设备。加强产学合作和协同育人平台建设，使得学生的创意和创新方案得以快速开发和实现。2.1.5基于OBE理念开展教学实施、考核和持续改进课程考核以学生能力的达成为主要目的，在本专业综合实践完成后，学生以实验报告的形式进行总结，要求学生从实验方案设计、实验系统搭建、关键技术的实现、主要实验观测现象及其分析等几个方面，详细阐述实验内容。任课教师对课程目标达成情况进行分析，根据课程目标达成分析结果持续改进相应教学方法、内容及考核等环节。

2.2课程内容开发

本课程是实践性教学环节，根据本专业综合实践培养目标、教学大纲及对毕业要求的支撑关系，开发出的内容包括课堂专题讲座和综合实践训练两个环节。课堂专题讲座包括专业新知识新技能讲座、典型案例剖析、实验项目的要点和主要仪器设备介绍。综合实践训练通过学生组队完成方案设计、系统搭建、关键技术的设计与实现，观测实验现象分析及其总结。2.2.1新知识新技能讲座为适应新工科、“双万计划”和工程教育的新要求，指导教师对综合实践中涉及的人工智能、“互联网+”、数据融合基本理论和技术进行讲解和示范。2.2.2典型案例剖析引用日常生活中的网约车、家庭智能助手、智慧农业、智慧交通等典型案例，剖析案例中信号产生、采集、传输、处理、显示等模块化技术的组合应用，启发学生思维，为综合实践的开展奠定基础。2.2.3实践项目要点和主要仪器设备介绍介绍开发的7个综合实践项目的技术方案、技术路线以及对应的专业技术模型，如表1所示。介绍综合实践中所使用的MyDAQ、MyRIO、LabVIE以及Mat-lab等软件平台。2.2.4综合实践训练专题讲座完成后，学生根据本专业公布的选题资源，选择自己感兴趣的题目，搜集资料，集体协商，自行构思，独立开展工作，完成设计后撰写实验报告，演示实验结果，汇报实验过程。

2.3教学方法

A.课堂讲授法。任课教师进行典型案例剖析、实践项目和技术分析、主要仪器设备介绍。B.案例分析法。剖析典型案例，熟悉案例技术路径，制定实验系统搭建方案。C.小组讨论。组织开展分组专题研讨、答疑，通过多种方式与学生沟通，开拓学生思维。

2.4师资队伍建设

为了更好地完成本专业综合实践，增强综合实践的综合性，强化校企协同效应，引进合作企业参与指导，企业出题、参与指导，教师跟进、解决问题，校企联合共同建设专业综合实践课程。

2.5实践平台建设

2.5.1实验平台建设本专业为每个学生配备了“口袋实验系统—单片机开发系统”，自制嵌入式实验板64套和频率合成器模块12套，购置仪器设备170台套，与美国国家仪器(NI)有限公司新建立了“陕西科技大学—美国国家仪器虚拟仪器联合实验室”。2.5.2产学合作和协同育人平台建设本专业和广东粤嵌通信科技有限公司、北京软通动力信息技术有限公司、华清远见教育集团建立了产学合作协同育人协议，为学生进行实践创新提供实践平台。2.5.3实习实践基地建设本专业与陕西广播电视设备有限责任公司、陕西捷盈电子科技有限公司、四川长虹集团等电子信息特色鲜明的企业共建实训基地，学生通过参观、听报告、生产体验等方式，了解产品相关技术，为实践创新奠定基础。

2.6课程考核、评价与持续改进

2.6.1课程考核体系建立了针对平时表现、实验任务完成情况、团队合作情况、报告质量、答辩情况的综合考核体系，按照平时成绩10%、实验任务完成情况25%、团队合作情况15%、报告质量40%、答辩情况10%的比例，给出最终总评成绩。2.6.2课程评价根据OBE理念在课程完成后进行评价，通过评价分析课程目标的达成情况及优缺点，以便持续改进，采取直接评价和间接评价。A.直接评价。课程直接评价由实验过程表现、实验完成情况、团队合作情况、实验报告质量、答辩情况等考核方式结果进行测算，并将各类课程学习成果划分到不同的课程目标上，评价面向专业全体学生，根据评价结果分析学生课程质量达成情况。B.间接评价。间接评价主要依靠课程结束后对学生的调查问卷结果进行分析测算，任课教师根据课程大纲，设计课程目标达成度问卷，学生根据个人情况填写课程目标达成情况，任课教师统计并分析学生对各课程目标的掌握情况。2.6.3课程持续改进完成直接和间接评价后，本专业课程质量评价小组将两种评价结果进行汇总分析，结合专业负责人、教学督导、教学院长等不同评价主体对该课程的建议，对课程内容、教学方法、考核方法等进行持续改进。

3课程改革效果

第一，参加学科竞赛及获奖学生人数稳步上升。通过开展专业综合实践，本专业学生的基本实验技能、实验系统设计能力、数据处理能力和专业知识综合应用能力进一步提高。本专业2016级、2017级学生先后有19人在省级及国家级科技创新、学科竞赛、“互联网+”大赛中获奖。第二，毕业生就业率和就业质量明显提高。通过专业综合实践的学习，毕业生的专业知识综合应用能力进一步提高，毕业生就业率和就业质量显著提高。近三年的本专业学生毕业率平均为98.5%，学位授予率平均为99.0%，毕业生一次就业率平均为95.4%。经向企业调查，毕业生以基础知识扎实、动手能力强、富有创新创业意识和精神而得到企业好评。第三，教师教学成果数量多。教师对专业核心知识的综合运用能力持续提高，不断开展专业建设和教学改革。近年来，完成国家级教学改革项目1项，省级教学改革项目7项，校级教学改革项目8项;获国家级教学成果奖2项，省级教学成果奖2项，校级教学成果奖4项。

4结语

按照新工科要求和OBE理念对本专业综合实践课程进行了开发，进行了师资队伍和平台建设，建立了课程目标、内容、实施过程、考核、评价和持续改进体系，对进一步提高学生的专业素养、实践动手能力和创新创业能力大有裨益。

参考文献:

［1］高铁红，张争艳，孙立新，等.高校工科专业综合实践教学一体化建设研究与实践［J］．高教学刊，2017，(04):13－15.

［2］石爱业，张振，徐枫，等.基于项目导向的专业综合实践教学［J］．计算机教育，2010，(13):137－141.

［3］付瑞玲，禹春来.新工科背景下基于CDIO模式的测控技术与仪器专业人才培养方案的研究［J］．教育现代化，2019，59(06):11－14.

作者：张攀峰 杨帆 马令坤 李慧贞 单位：陕西科技大学 电子信息与人工智能学院