電子信息工程課程STEM教學模式

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摘要：闡述電子信息工程課程的教學現狀、存在的問題，基于stem教育理念的電子信息工程課程教學模式設計和實踐，包括課程體系、教學內容、教學模式、考核模式的實踐。

關鍵詞：電子信息工程，課程體系，教學模式，考核模式的，STEM教育。

0引言

世界范圍內的科技、經濟均在以前所未有的速度發展，各國的科技與產業革命轟轟烈烈的展開，綜合國力之間的較量也愈演愈烈。在這場沒有硝煙的戰爭中，我國正在不斷努力，在工業、航天、制造等領域積極開拓創新，加快腳步提升核心競爭力以實現科技興國。高新技術的發展日新月異，越來越多的新型科技步入人們的視野，如云計算、大數據、AI技術、機器人等等。新興的產業為人們的生產、生活帶來了新的機遇，也需要更多的專業人才為其增添新的力量。在此背景下，在教育部的積極推進下，各大高校積極開展新工科專業建設，將傳統工科專業以新的視角新的需求進行改革創新，同時建設以新興產業為基礎的新型工科專業。在改革創新和新專業創建的實踐中，發展和形成學校的風格和特色同時服務于區域經濟為地方經濟及科技發展培養集知識、技能于一身的合格人才就是高校不斷前進的方向和目標。電子信息專業雖屬于傳統工科專業，但因其知識技能并進的特性被列為新工科建設的重點發展對象。電子信息工程專業服務于電子、計算機、信息技術等領域，為其培養具備電子信息類相關基礎知識、電子系統組裝、設計調試等技能的專業性人才。在應用型民辦高校電子信息工程專業進行有效的教育教學改革是大力提升學生學習效果、增進創新應用能力的必要途徑。因其學科特性，將STEM教育與其進行融合并指導教育教學改革是行之有效的。STEM教育提倡將多學科進行系統的融合，用充滿趣味的活動吸引學生的學習興趣，用生動貼合實際應用的項目案例、競賽活動等激勵學生主動參與到學習過程中。將STEM教育理念融入民辦高校電子信息工程專業的教學改革，將極大程度促進知識與能力兼備的、能快速適應企業實際工作的科技、創新型人才的培養。

1研究背景

STEM概念最早由美國人提出，包含科學、技術、工程和數學等四門學科。世間萬物有區別也有聯系，學科之間自然也相互獨立又彼此關聯。STEM教育理念就鼓勵和提倡發掘學科間的聯系及融合點，不再片面劃分各個學科，而是站在更高的視角將多學科的知識糅合應用在具體的應用問題中。學生可以通過STEM課程靈活掌握多學科知識，并將其融會貫通，運用各個學科具體的知識內容解決綜合性的工程項目問題。STEM教育致力于發掘學科的共通性，各學科知識之間不再分界嚴明，而是緊密相連；教學實踐也不再是傳統的教師為主、理論為主，而是將各種充滿趣味性的活動及實踐項目引入課堂調動學生的情緒，使其主動參與學習，提升學習興趣；利用特定的教學情境進行體驗式教學，讓學生充分領悟所學內容的實際意義；引入較復雜項目使學生分工合作，使其能夠團結互助，培養團隊精神。（1）STEM教育的核心是學科的跨越性。STEM教育理念打破傳統的學科獨立的教育觀念，提倡積極尋找學科之間的共通性及關聯性，在綜合性的項目中融各學科知識于一體。學科與學科之間不再界限分明，彼此合作融洽。通過STEM課程，學生可以將實際項目涉及的基礎理論聯結在一起，將它們打碎融合最終吸收為己用。（2）STEM教育理念還強調在充滿趣味的活動及輕松愉悅的教學環境中進行教學實踐。無論哪個層級的學生，都不會喜歡純說教、純理論的教學方式，這樣的教學模式只會使學生對學習失去興趣。為了使課程充滿魅力、能夠吸引學生的眼球，教育工作者需要挖空心思將基礎理論應用到生活實際當中，將學科知識滲透到別出心裁的研學活動中。通過自主學習、資源共享、團隊合作等方式拓展知識學習的廣泛性，加深對學科知識的理解并靈活運用，提升學習效果。（3）STEM教育強調情境性教學，即不能僅僅“填鴨式”向學生灌輸知識，而是要利用特定的情境和學習環境讓學生能夠主動進入到學習活動中來，自發自主的探索知識海洋，獲取所需。我們的學生對于枯燥的理論缺乏興趣，但對于與實際生活聯系緊密的、富于吸引力和挑戰性的項目卻充滿了好奇和求知欲。他們可能對于功率放大電路的工作原理興致缺缺，卻會在實現了一個簡易音響的時候歡呼雀躍。通過STEM課程，用實際應用問題替代刻板的基礎理論；用啟發學生自主學習替代傳統填鴨式說教，讓學生在問題中找尋相關理論，發掘新知識，在實踐中鍛煉知識的理解、應用能力。（4）STEM教育重視學習者合作能力的培養。實際工作中，往往會遇到一些大型項目，對于工作人員的綜合技能要求頗高。但每一個獨立個體所擅長的知識或能力卻有限。這就要求學生要有團隊合作精神，能夠將各人所長進行分享、融合，在團隊的協同學習中，互相幫助、取長補短，將團隊能力發揮至最強。例如在實踐項目中，設計問題讓學生解決。學生可組成團隊合作完成具體的實踐內容，通過統籌規劃、分工合作、自主學習、問題商討等途徑完成項目。在此過程中，教師僅負責必要的指導和提點，盡可能減少參與，給學生更多的機會進行自主學習，并團結合作。作為一種跨學科融合的新型教育形式，STEM教育注重學科知識的交叉融合，通過具有趣味性、情境性的教學內容及教學活動提升學生的學習興趣，讓學生主動參與到學習過程中，同時利用項目、競賽等活動促進學生實踐能力及團隊協作能力的培養，是培養學生創新能力的重要手段。將STEM教育理念融入電子信息工程專業的教學改革中，將大大促進知識與能力兼備的、能快速適應企業實際工作的科技、創新型人才的培養。

2電子信息工程課程教學中的問題

電子信息工程專業教學現狀。電子信息工程專業培養電子、信息領域專業技術人才，應用性、技術性較強，在工業制造和信息產業中占有重要地位。近年來，隨著全面信息化，創新型電子信息工程人才培養模式已成為各高校人才培養模式改革方向。新時期，對電子信息工程類學生的知識素養、實踐操作能力和創新創業能力提出了新的要求。近年來，各高校積極響應“新工科”要求的人才培養模式改革，各地方高校也根據區域經濟發展的方向和特點，對人才培養模式和目標作相應改革和調整，這項工作對于高素質知識創新復合型人才培養具有積極意義并日趨完善。電子信息工程課程教學實踐中有以下問題。（1）學科間交叉互融不足。現有課程體系中，學科之間大都相互獨立，交叉互融較少。學生們又缺乏自主學習的能力，很難將各學科相關的知識融合起來應用于實踐中。在面對具體的綜合性實際應用時，學生很難準確識別項目中所包含的具體學科知識點，自然也難于綜合應用所知所學處理分析及設計過程中遇到的問題。（2）教學內容無法滿足實踐需求。目前電子信息工程專業大部分課程仍處于重理論輕實踐，重知識輕能力，與實際應用的聯系不密切，缺乏實用性的狀態，教學實踐環節相對薄弱。學生在面對理論內容時，學習力不足，對理論知識掌握不夠，在實驗環節無法將實踐與理論充分結合，進而使分析能力、創新能力得不到充分的鍛煉，實踐能力及工程能力也無法發揮到最高點。而且，部分地方高校不熟悉區域經濟發展的需求及經濟發展的規律，缺乏學生在企業生產實踐實習的過程，使得學生缺乏就業競爭力。（3）教學模式陳舊、考核方式局限。當前的教學模式依舊是以課堂教學為主，形式單一，缺乏生動性，學生獲取知識的廣度和深度也受到限制。目前對于學生知識的掌握程度仍以筆試方式進行考核，考核時側重點也是基礎的理論及分析，對于學生的思維能力、實踐能力、創新能力等考查不足。（4）教師隊伍的工程技術知識欠缺近年來，各高校工科專業加大人才引進力度，具有博士學位的教師人數增加，師資隊伍一度得到建設和完善，但專業老師存在重理論輕實踐、缺乏工程技術實踐經驗，經營管理能力和現場解決問題的能力。（5）人才培養方向與區域經濟發展的協調性不夠。社會與經濟的發展離不開專業人才。地方高校與國家重點高校和省重點高校的區域位置、教學資源與條件、師資和投入經費都有一定的差距，不同類高校的電子信息工程專業人才培養應該瞄準區域經濟發展特色，根據發展需求，立足本地區，服務全社會，探索符合情況的特色發展方向。（6）人才培養質量評價體系不夠完善。人才培養質量需要有完善的評價體系來衡量。近年來，我國高等教育飛速發展，招生人數規模大，人才培養質量逐漸提高，但跟國外相比，我國高校的教育評價體系還不夠完善。目前，高校辦學的質量如何主要由政府或教育行政管理部門組織專家進行考核，考核結果與高校的自評情況相結合用以評判高校的教學質量。形成一套符合高校自身特色、符合人才培養目標及區域經濟發展需求的質量評價體系至關重要。

3電子信息工程課程中的STEM模式教學實踐

（1）課程體系改革。以STEM教育學科融合理念為先導進行課程體系改革。增加跨學科理論知識，加強學科之間的聯系，實現知識的交叉融合，提升學生對于專業知識的綜合領悟能力及應用能力；在工科的專業課教學中發掘思政元素，用普遍規律引導學生進一步掌握理論知識，用積極向上的正能量引導學生投身學習投身熱愛的事業，為國家的富強而努力。（2）教學內容改革。適當調整教學內容，減少枯燥的理論推導，增加實踐環節所占比例；緊跟時代發展，引入學科領域新興技術激發學習興趣，如人工智能，機器人等；結合STEM理念設置多學科融合項目，使學生在具體的情境中或有趣的項目中自主自發的投入學習中，提升學習積極性；推進創新創業教育，給學生足夠的機會發揮創造能力、鍛煉實踐能力；通過與企業的合作，讓學生自己學習將理論知識與實際生產有效結合，實現產教融合，協同育人。（3）教學模式及考核模式改革。改變傳統教師為主、板書為主的教學模式，結合現代多媒體技術、STEM教育理論使課堂教學活動更豐富、生動、富于魅力，如采用多媒體技術、EDA仿真技術等增加知識講授的趣味性或采用翻轉課堂讓學生成為課堂的主角，以增強學生學習的自信心和積極性；大力提倡合理利用網絡資源，豐富學生學識，滿足不同需求學生的學習需要。如采用慕課資源和網絡課程拓展學生學習的深度和廣度，針對性地解決學生知識技能學習中的重點難點；多渠道引導和鼓勵學生參加各類專業技能大賽，在實踐中提升學生的專業知識運用能力，鍛煉學生自學能力及思考能力。根據學科特色制定考試方式，以最全面的視角綜合考查專業能力。（4）師資隊伍建設及教學環境改革。加大對實驗教學條件、設備的投入，為課程配備完善的實驗條件，營造開放的教學環境；重視師資隊伍建設，將專業知識的教學能力和專業實踐的指導能力作為衡量教師水平的標準；專業教師不僅要能做良師、講好課，還要具備開闊的視野和不斷學習的能力；鼓勵教師積極參加校企合作，熟悉企業經營運作模式和流程，具備行業職業素養，能在學生專業形成和就業方向給予專業指導；鼓勵教師積極參加行業培訓和進修，豐富自身實踐經驗，并在教研室內進行傳幫帶作用，打造一批高學歷精專業高素質的教師團隊；鼓勵教師定期圍繞課程教學，進行教學經驗分享、教學方法探討，積極開展教學改革，提升專業教師整體教學水平。

4結語

STEM教育理念自提出以來，更多的應用在中小學的學科教育中，應用于高校的專業教育教學改革是一次新的嘗試。高校畢業生直接面對的就是實際的工作，培養能讓企業滿意的、理論知識與實踐創新技能兼備的應用型人才是高校首要的職責。結合STEM教育理念在電子信息工程專業進行教育教學改革，有助于課程體系及課程內容建設的合理性發展；有助于學生視野的開闊及思維能力的提升；有助于學生綜合學習水平和實踐能力的穩步提升。

作者:宋威 欒兵 單位:黑龍江工商學院