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电子信息工程导论论文范文1
电子信息科学与技术专业基本设置在理科或与物理相关的院系,这与各院校授予理、工学士学位基本是相匹配的。但大多数院校,尤其是原重点综合性和重点理工院校的这个专业是从专业目录调整前的相关专业演变而来,从课程设置来看,相当大部分院校此专业与电子技术或电子信息工程或电子科学技术,甚至与计算机应用与通信等专业差别不大。电子信息产业是一项新兴的高科技产业。该产业的长足发展,直接推动了电子信息类毕业生的就业工作。电子信息科学与技术专业通常是一所大学中比较热门的专业,是不少优秀考生的首选。同时,电子信息科学与技术专业毕业生在理论基础方面比较扎实,按理说也应当是用人单位的首选。但是不少用人单位反映,该专业毕业生虽然了解的知识很多,但是许多毕业生存在动手能力差、对工具和方法的应用不熟、经验不足、缺乏独立解决问题的能力、缺乏实现抽象模型和软件系统方面的能力等问题。而且由于电子信息科学与技术专业的专业特征不明显,因而缺乏竞争力。我院是有近50年历史的地方理科院系,在教学、科研方面都有着良好的基础,基础设施也有一定的规模。如何结合我院良好的理科教育基础,建设特色鲜明的电子信息科学与技术专业,是同类型理科院校面临的共同问题。在专业建设中,主要存在的问题为:一是,专业范围不容易界定,电子信息涵盖的范围极其广泛,并且处于不断发展和扩充之中,使得该专业的建设方面表现出了一定的不适应性或盲目性[3]。尤其,我校还有相近的电子信息工程专业。本专业的课程体系、发展方向、专业特色等是影响学科建设和学生就业的严重问题。二是,缺乏有着本专业系统教育背景的教师。三是,实践实习的校外基地建设与社会支持力度难以满足教学要求。四是,教学方法及思路的更新要求。因此,从目前本专业的现状来看,有很多方面与现阶段的培养目标是不相应的,特别是在专业课程设置与实验室建设两个方面,这就无法为人才培养体系创造和谐的环境条件,也就无法培养合格的人才。
磁电子方向课程群的构建
针对上述问题,通过这几年广泛深入地调查、分析和研究,我们明确了电子信息科学与技术的发展方向;明确了地方经济发展规划方向,特别是电子行业的主流方向;明确了湖北省对电子技术人才的需求;了解了湖北省各高校特点和专业设置现状。结合我校特点与我院师资优势,我们逐渐探索出一条适合我院电子信息科学与技术特色专业建设的路子,逐步形成了以磁电子器件应用和磁电子信号处理为专业发展方向,以数理类、磁电子技术类和信息处理类为主要课程体系,以磁电子器件应用实验室、磁电子信息处理实验室、EDA与嵌入式系统实验室的建设为支撑,以校外实习和创新基地为补充的一个本专业人才培养体系。
1磁电子技术微电子材料与器件是二十世纪人类最伟大的创造之一,但是没有利用电子自旋特性。随着科学技术的发展,半导体组件的尺寸缩小到纳米级后,许多原有宏观特性将丧失,必须采用电子的自旋特性来解决半导体的尺寸效应问题。自旋电子学正是在这样的背景产生的。自旋电子学是一门以研究纳米尺度范围内电子的自旋特性为主要内容的一门交叉学科。自旋电子学,亦称磁电子学,它是磁学与微电子学相结合的产物。采用磁电子材料制造全新的或者高性能的器件,与传统半导体器件相比,具有大幅度降低能量消耗、增加集成密度和提高数据处理速度等优点。磁电子器件广泛应用于磁场感应、高速信号耦合和数据存贮等领域。磁电子材料及器件是目前国际学术界的一个热门研究领域。根据巨磁阻(GMR)效应[4-5]和自旋隧道(MTJ)效应[6]制成的各类先进磁敏器件迅速走向商品化。磁电子器件包括磁性传感器、磁性隔离耦合器和磁性存储器的市场前景巨大,未来年销售额估计将高达1000亿美元[7]。在2008年11月湖北召开的第十三届全国磁学和磁性材料会议上,磁电子材料和器件的研究被认为是事关中国能否赶上世界第四次科技发展浪潮的一个关键。目前,由东方微磁公司在湖北宜昌投资兴建的磁电产业园第一条磁电子芯片生产线已经建成,预计在未来几年,对具有磁电子技术背景的毕业生的需求呈上升趋势。
2磁电子方向课程设置磁电子方向课程群由微电子电路基础、固体物理导论、磁电子学与传感器与检测技术等四门课程组成。该方向培养的总目标是夯实专业基础,加强实验技能,强化工程意识,拓宽专业口径,突出磁电子应用特色。
(一)理论教学环节
微电子技术课程:包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,其教学内容非常丰富,并要求学生有良好的数学、物理、材料等学科基础。教学目的是给学生打好基础,为后续课程提供基本知识。本课程课堂教学主要做法为:(1)突出基本概念、注重器件原理和模型。简化复杂的数学推导和理论分析,强调对基本原理和规律的理解和掌握。(2)以应用能力培养为导向,强调实用性和简明性。在讲清模型的简化条件和物理意义的基础上,重点介绍模型的应用方法和技巧。固体物理导论主要教学内容是从晶体结构、晶格振动和电子运动的理论出发,通过引入各种元激发的模型、概念,为学生系统介绍了固体的热学性质、光学性质、电学性质、磁学性质及力学性质。是磁电子学的先修课程。磁电子学课程:根据我校本专业的发展方向和培养目标,所确定的主要教学内容包括磁电子学的基本概念、巨磁电阻(GMR)效应、自旋隧道(MTJ)效应、和磁电子学的应用等。由于学生相关物理基础相对薄弱,讲授本课程的主要做法是:(1)加强巨磁电阻(GMR)效应与隧道巨磁电阻内容的讲述,简要介绍典型的巨磁电阻传感器的工作原理。(2)磁电子学的应用是本课程的讲授重点,讲授内容包括磁电传感的应用、磁记录读出磁头、磁电阻随机存取存储器、自旋晶体管和量子计算机等,以培养应用能力为主要目标。传感器与检测技术课程:该课程在教学内容的选取上,以“必需、够用”为度,舍弃繁杂的理论分析,突出基础理论知识和实际操作技能。同时,注重吸收传感器与检测技术领域的新知识、新技术,并将磁电传感器单独设置为项目,便于教师根据科研项目的实际情况选择教授。
(二)实验教学环节
表1中给出了该专业方向所开设的实验情况,这些实验项目有许多来源于教师的科研课题,主要以设计性、综合性和研究性实验为主,鼓励学生自己设计、自己动手制作和开发研究,同时还鼓励学生积极参与导师的科研工作和科技创新大赛,指导学生撰写和发表研究论文。该实验教学环节体现了教学与科研的有机结合,不仅有利于师资水平的提高、教学内容的更新、传统专业的改造以及新专业的增建,更有利于新学科、交叉学科的形成与发展。
课程建设效果
1优化了课程体系,提高了教学质量在规定专业方向磁电子课程群后,学院组成了课程建设小组,加强了对专业方向课程群的建设与改革,提高了课程群的教学质量。同时学生对培养目标、就业方向更明确,有效的提高了学习的积极性和主动性,教学质量得到明显提高。
2加强了学生的专业基础,优化了学生的知识结构构建专业方向课程群后,学生对所学专业课程之间的关系比较清楚,学习时目标明确,能很好的处理各门课程学习的关系,能注重基础、抓住重点,学深学透。同时对其它相关基础课程如电路分析、电子技术基础能下功夫学好。在专业课程的学习中,学生能有的放矢地加强自己专业基础的学习和工程技术能力的训练,学生的知识结构得到了优化,工程应用能力得到了提高。
3培养了学生的创新意识和创新能力根据其反映的学科前沿研究和最新进展的研究信息等优势,有效的培养了学生对知识的理解能力和应用能力,大大提高了学生的创新意识和创新能力,同时也使学生成为教学过程的主动参与者,将研究与实践结合起来,提高了解决问题的能力。
电子信息工程导论论文范文2
目前，我国正以超过全球任何国家的速度培养出受过高等教育的毕业生，在这些毕业生中，工科专业占有相当部分，这是一项惊人的成就，以至于美国国家科学院等机构在对比中美理工科毕业生人数后，提出“美国可能很快失去科技领导者角色”的担忧。[1]但事实上，我国工科毕业生的专业水平与其所受教育并不相称，大量高等院校工科毕业生并没有给社会提供相应数量的理工类研究、应用人才。“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”比著名的钱学森之问更严峻的是很多学校甚至不能培养出符合社会基本要求的人才。其突出表现为以下三方面：一是大部分工科毕业生，尤其是本科毕业生，进入社会后并未从事与所学专业相对应的工作，其在工作中也未能体现出相应教育所应具备的逻辑性与严谨性；二是很多能够从事相关专业工作的工科类毕业生，包括硕士与博士学位毕业生，其理论素养和应用技能与实际工作要求相差较大，往往需要就职单位进行二次培训；三是制造业急需一大批具备扎实的理论知识和实践经验，并兼具专业技能和创新精神的高端应用型人才，相较于受过高等教育的工科专业本科硕士毕业生，拥有一定技能的职高中专生反而更受欢迎。
一、工科教育教学问题的原因分析
对于工科毕业生专业能力未能达到与其所受教育相称水平的问题，主要原因有以下几方面：
1.学生对所学专业兴趣不高
对于很多学生来说，在选择高校专业前，并没有对相关专业做太多的了解，往往是在父母、老师的劝说或者出于就业及薪酬的考虑选择了所学专业。根据一项调查，在100位在校生中，自己选择专业的学生占到67%，其中，兴趣成为选择专业的主要原因的比例仅为33%。[3]而进入高校学习后，很多学生发现所学课程与预期差距较大，尤其认为基础课程枯燥乏味，进而对课程学习失去兴趣，未能学到应有的专业能力，更不会在步入社会后从事所学专业类工作。
2.高校课程偏理论轻应用，对学生实际应用知识帮助不大
学生对学习专业技能兴趣不大的原因，课程内容占很大部分。在基础课程部分，高校教材偏重理论，公式、算法占很大比重，而对理论方法在后续课程乃至实际工作中的应用着墨很少，即使介绍了算法在后续学科中的作用，也仅仅是专有名词的堆砌，与现实脱节很大。学生不能有感性的认识，反而更加困惑，也就无从谈起在以后的工作中应用该理论了。如“随机信号分析”课程中介绍均匀分布实际应用时，提到“由于A/D转换器的字长有限，模拟信号通过A/D转换时，势必要舍弃部分信息，丢失信息后相当于使信号附加了一部分噪声，称为量化噪声。量化噪声分为结尾噪声和舍入噪声，他们都是均匀分布的”，[4]在学习“通信原理”课程之前，学生很可能并不理解该示例的含义，对相关原理也没有直观认识。这种应用介绍并不能帮助学生真正理解随机信号分布规律，其结果往往是学生考试过后就忘，在未来工作中即使遇到相关问题也回忆不起来它的解决办法。
3.一切以考试为重，忽视学生能力素质培养
工科高等教育中知识是一方面，另一方面培养学生严谨的态度、缜密的逻辑思维以及较强的动手、创新能力也尤为重要。目前工科高校的考试体制以卷面成绩为主，对学生日常动手能力、课堂反馈考虑较少。这就造成了部分动手能力、自主研究能力较强的学生不能得到公平考察。比较典型的是在研究生报送过程中，一些日常专业能力、动手能力较强，甚至参与了实际应用项目的学生，因为课堂成绩不达标而痛失保送研究生资格。此外考试内容偏向考察上课讲到的概念、计算，对应用以及课堂外的考察基本不涉及。高等教育区别于以往中学教育的一点就是“书七讲八考九”，要求学生主动学习超过课本本身的内容，考试也应涉及课程知识的延伸，而目前考试内容的局限性导致学生只关注教师考前的“划重点”以及“突击复习”，并没有主动学习课程知识的意愿和动力。
4.高等教育投入不足，课程改革进度缓慢
自2010年至今，中国毕业生年均人数接近679万人，2014年更是达到空前的727万人，[5]这其中，近一半为理工科毕业生。可以看出，教育部门迫切希望提高我国基础人群的受教育水平，但教育资源增加的速度却落后于学生数量增长速度，工科教师待遇不高、师资不足、教师水平较低等问题仍然存在，导致部分地区受教育人数增加的同时，教育水平却在降低。此外，随着现行高校工科教育暴露出的问题越来越多，课程改革早已提上日程，虽然各级教育部门在课程改革上做出了很大努力，但资源配置不合理、课改体系混乱、评价体系陈旧等情况制约了改革进程。同时一线教师缺乏相应培训，教师对课改目标、授课方式了解不深，对创新教学方式信心不足，实际教学趋向保守，教授、考察方式往往以“照本宣科”为主，最终也只能保证学生的能力不低于专业学生普遍水平，应用能力更无从谈起。
二、解决办法
对于以上问题，解决方案应有一个总体目标，就是提高高校工科生实际应用能力。为社会培养应用型人才是高校教育的主要目的，企业用人也希望招收不需要太多培养即能投入实际工作的毕业生。针对这一目标，结合以上提出的问题，探讨解决办法。
1.提高学生学习兴趣
在专业学习中，兴趣是非常重要的，学生需要有主动学习的意愿，才能将相关课程学好。因此，高校可以先期介入学生的专业选择中，通过进入高中介绍、招生宣讲等方式，向学生详细介绍专业内容、专业前景、教授方式等，让学生对候选专业形成体系化的认识。同时，高校可以与各级教育机构合作，尽可能地针对不同类型学生的特点，提供定制化的专业选择建议。
此外，对于已进入高校学习的学生，可先进行专业导论课程学习。这类专业导论课程不是单纯讲授专业知识，而是着重介绍本专业在实际生活、工作中有哪些应用，多用实际例子，甚至结合实地参观操作，激起学生对所选择专业的兴趣。如北京工业大学电子信息工程专业和通信工程专业的大四本科生每年都要去联通公司大兴培训基地实践学习，内容包括C&C08机、3G、HW3COM和SDH传输，此类学习实用性较强，与本专业关联度很高，但专业知识深度较浅，容易被学生接受。如果类似这种实践学习能在本科阶段早期进行，相信会大大提高学生对本专业兴趣。
2.提高课程与实际关联性，培养学生动手能力
对于如何增加工科教材理论知识与实际应用的联系，可以采用教材章节末尾详细举例本章知识如何解决实际工作中的某个问题，或者在课程开始时先提出一个问题的方式，随着课程推进逐步利用课堂知识予以解决。问题选用要贴近实际，最好是高校生活中实际存在的问题，同时解答也尽可能用平实的语言，适当减少专业词汇，这样能够便于理解，大大强化学生对知识的直观印象。此外，高校课程中设置了大量的实验课程，但这类实验课程往往与课堂教学脱节，关联性不强，现实中也存在学生本学期学完理论，下学期进行相关实验课时已将知识忘光的现象。因此，建议将实验课与理论课进行揉合，随着课程的推进逐渐进行一系列实验。同时实验内容也多以动手操作为主，尽量多安排看得见、摸得着的内容，对实验的考核也要跳出实验报告纸。如果通过通信电路学习能够制作一个无线遥控器，或者学习计算机网络课程时完成一次基于底层报文交互的文字聊天，学生不仅学到了知识，同时也从这些成就中获得了实际应用能力，这对他们未来步入工作岗位是非常有益的。
3.丰富课程考查形式，重视学生素质培养
考试是考察学生学习成果的主要方式，也是检验学生的最公平方式，但考试的内容和方式应多样化，加大平时考察与书本外考察比重。书本专业知识考试是一方面，另一方面也可以以调查报告、专业论文、动手制作等方式，扩充学生的知识面，同时通过学生自身的思考、调查，锻炼学生的逻辑思维能力与自主学习能力。考试卷面本身应设置一些开放性试题，鼓励学生利用课程知识去思考问题和解决问题，也许给出的答案并不正确，但如果逻辑缜密或富有创新性，也应给予相应的分数。对于某些学科，可以将学生参加相关竞赛、校外活动内容纳入考察范围，对于课堂外获得的成绩予以鼓励，促进学生自主发展。
4.加大高等教育资源投入，完善课程改革内容
对于高等教育投入问题，近年来各类研究报告层出不穷，其中大部分都得出一个结论：我国对高等教育经费投入仍然不足。随着近年高校持续扩招，我国高校规模大，高校现有经费支出已不能满足教学需要，但经费不足不是制约高校工科教育的唯一因素。国家除了加大资金投入，各方面政策、社会资源也要向其倾斜，如增加工程类师资培养力度，制定完善国家或地区级工科生培养计划等。同时帮助高校加强与社会的联系，利用如“卓越工程师教育培养计划”等政策，采用校企合作的方式，将学生放入企业，学习解决实际问题，共同培养企业需要的工程人才。
