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電子信息工程導論論文范文1
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。
電子信息工程導論論文范文2
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?？偸桥囵B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?？梢耘c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?？荚嚲砻姹旧響O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?，F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。
