电子信息工程课程STEM教学模式

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摘要：阐述电子信息工程课程的教学现状、存在的问题，基于stem教育理念的电子信息工程课程教学模式设计和实践，包括课程体系、教学内容、教学模式、考核模式的实践。

关键词：电子信息工程，课程体系，教学模式，考核模式的，STEM教育。

0引言

世界范围内的科技、经济均在以前所未有的速度发展，各国的科技与产业革命轰轰烈烈的展开，综合国力之间的较量也愈演愈烈。在这场没有硝烟的战争中，我国正在不断努力，在工业、航天、制造等领域积极开拓创新，加快脚步提升核心竞争力以实现科技兴国。高新技术的发展日新月异，越来越多的新型科技步入人们的视野，如云计算、大数据、AI技术、机器人等等。新兴的产业为人们的生产、生活带来了新的机遇，也需要更多的专业人才为其增添新的力量。在此背景下，在教育部的积极推进下，各大高校积极开展新工科专业建设，将传统工科专业以新的视角新的需求进行改革创新，同时建设以新兴产业为基础的新型工科专业。在改革创新和新专业创建的实践中，发展和形成学校的风格和特色同时服务于区域经济为地方经济及科技发展培养集知识、技能于一身的合格人才就是高校不断前进的方向和目标。电子信息专业虽属于传统工科专业，但因其知识技能并进的特性被列为新工科建设的重点发展对象。电子信息工程专业服务于电子、计算机、信息技术等领域，为其培养具备电子信息类相关基础知识、电子系统组装、设计调试等技能的专业性人才。在应用型民办高校电子信息工程专业进行有效的教育教学改革是大力提升学生学习效果、增进创新应用能力的必要途径。因其学科特性，将STEM教育与其进行融合并指导教育教学改革是行之有效的。STEM教育提倡将多学科进行系统的融合，用充满趣味的活动吸引学生的学习兴趣，用生动贴合实际应用的项目案例、竞赛活动等激励学生主动参与到学习过程中。将STEM教育理念融入民办高校电子信息工程专业的教学改革，将极大程度促进知识与能力兼备的、能快速适应企业实际工作的科技、创新型人才的培养。

1研究背景

STEM概念最早由美国人提出，包含科学、技术、工程和数学等四门学科。世间万物有区别也有联系，学科之间自然也相互独立又彼此关联。STEM教育理念就鼓励和提倡发掘学科间的联系及融合点，不再片面划分各个学科，而是站在更高的视角将多学科的知识糅合应用在具体的应用问题中。学生可以通过STEM课程灵活掌握多学科知识，并将其融会贯通，运用各个学科具体的知识内容解决综合性的工程项目问题。STEM教育致力于发掘学科的共通性，各学科知识之间不再分界严明，而是紧密相连；教学实践也不再是传统的教师为主、理论为主，而是将各种充满趣味性的活动及实践项目引入课堂调动学生的情绪，使其主动参与学习，提升学习兴趣；利用特定的教学情境进行体验式教学，让学生充分领悟所学内容的实际意义；引入较复杂项目使学生分工合作，使其能够团结互助，培养团队精神。（1）STEM教育的核心是学科的跨越性。STEM教育理念打破传统的学科独立的教育观念，提倡积极寻找学科之间的共通性及关联性，在综合性的项目中融各学科知识于一体。学科与学科之间不再界限分明，彼此合作融洽。通过STEM课程，学生可以将实际项目涉及的基础理论联结在一起，将它们打碎融合最终吸收为己用。（2）STEM教育理念还强调在充满趣味的活动及轻松愉悦的教学环境中进行教学实践。无论哪个层级的学生，都不会喜欢纯说教、纯理论的教学方式，这样的教学模式只会使学生对学习失去兴趣。为了使课程充满魅力、能够吸引学生的眼球，教育工作者需要挖空心思将基础理论应用到生活实际当中，将学科知识渗透到别出心裁的研学活动中。通过自主学习、资源共享、团队合作等方式拓展知识学习的广泛性，加深对学科知识的理解并灵活运用，提升学习效果。（3）STEM教育强调情境性教学，即不能仅仅“填鸭式”向学生灌输知识，而是要利用特定的情境和学习环境让学生能够主动进入到学习活动中来，自发自主的探索知识海洋，获取所需。我们的学生对于枯燥的理论缺乏兴趣，但对于与实际生活联系紧密的、富于吸引力和挑战性的项目却充满了好奇和求知欲。他们可能对于功率放大电路的工作原理兴致缺缺，却会在实现了一个简易音响的时候欢呼雀跃。通过STEM课程，用实际应用问题替代刻板的基础理论；用启发学生自主学习替代传统填鸭式说教，让学生在问题中找寻相关理论，发掘新知识，在实践中锻炼知识的理解、应用能力。（4）STEM教育重视学习者合作能力的培养。实际工作中，往往会遇到一些大型项目，对于工作人员的综合技能要求颇高。但每一个独立个体所擅长的知识或能力却有限。这就要求学生要有团队合作精神，能够将各人所长进行分享、融合，在团队的协同学习中，互相帮助、取长补短，将团队能力发挥至最强。例如在实践项目中，设计问题让学生解决。学生可组成团队合作完成具体的实践内容，通过统筹规划、分工合作、自主学习、问题商讨等途径完成项目。在此过程中，教师仅负责必要的指导和提点，尽可能减少参与，给学生更多的机会进行自主学习，并团结合作。作为一种跨学科融合的新型教育形式，STEM教育注重学科知识的交叉融合，通过具有趣味性、情境性的教学内容及教学活动提升学生的学习兴趣，让学生主动参与到学习过程中，同时利用项目、竞赛等活动促进学生实践能力及团队协作能力的培养，是培养学生创新能力的重要手段。将STEM教育理念融入电子信息工程专业的教学改革中，将大大促进知识与能力兼备的、能快速适应企业实际工作的科技、创新型人才的培养。

2电子信息工程课程教学中的问题

电子信息工程专业教学现状。电子信息工程专业培养电子、信息领域专业技术人才，应用性、技术性较强，在工业制造和信息产业中占有重要地位。近年来，随着全面信息化，创新型电子信息工程人才培养模式已成为各高校人才培养模式改革方向。新时期，对电子信息工程类学生的知识素养、实践操作能力和创新创业能力提出了新的要求。近年来，各高校积极响应“新工科”要求的人才培养模式改革，各地方高校也根据区域经济发展的方向和特点，对人才培养模式和目标作相应改革和调整，这项工作对于高素质知识创新复合型人才培养具有积极意义并日趋完善。电子信息工程课程教学实践中有以下问题。（1）学科间交叉互融不足。现有课程体系中，学科之间大都相互独立，交叉互融较少。学生们又缺乏自主学习的能力，很难将各学科相关的知识融合起来应用于实践中。在面对具体的综合性实际应用时，学生很难准确识别项目中所包含的具体学科知识点，自然也难于综合应用所知所学处理分析及设计过程中遇到的问题。（2）教学内容无法满足实践需求。目前电子信息工程专业大部分课程仍处于重理论轻实践，重知识轻能力，与实际应用的联系不密切，缺乏实用性的状态，教学实践环节相对薄弱。学生在面对理论内容时，学习力不足，对理论知识掌握不够，在实验环节无法将实践与理论充分结合，进而使分析能力、创新能力得不到充分的锻炼，实践能力及工程能力也无法发挥到最高点。而且，部分地方高校不熟悉区域经济发展的需求及经济发展的规律，缺乏学生在企业生产实践实习的过程，使得学生缺乏就业竞争力。（3）教学模式陈旧、考核方式局限。当前的教学模式依旧是以课堂教学为主，形式单一，缺乏生动性，学生获取知识的广度和深度也受到限制。目前对于学生知识的掌握程度仍以笔试方式进行考核，考核时侧重点也是基础的理论及分析，对于学生的思维能力、实践能力、创新能力等考查不足。（4）教师队伍的工程技术知识欠缺近年来，各高校工科专业加大人才引进力度，具有博士学位的教师人数增加，师资队伍一度得到建设和完善，但专业老师存在重理论轻实践、缺乏工程技术实践经验，经营管理能力和现场解决问题的能力。（5）人才培养方向与区域经济发展的协调性不够。社会与经济的发展离不开专业人才。地方高校与国家重点高校和省重点高校的区域位置、教学资源与条件、师资和投入经费都有一定的差距，不同类高校的电子信息工程专业人才培养应该瞄准区域经济发展特色，根据发展需求，立足本地区，服务全社会，探索符合情况的特色发展方向。（6）人才培养质量评价体系不够完善。人才培养质量需要有完善的评价体系来衡量。近年来，我国高等教育飞速发展，招生人数规模大，人才培养质量逐渐提高，但跟国外相比，我国高校的教育评价体系还不够完善。目前，高校办学的质量如何主要由政府或教育行政管理部门组织专家进行考核，考核结果与高校的自评情况相结合用以评判高校的教学质量。形成一套符合高校自身特色、符合人才培养目标及区域经济发展需求的质量评价体系至关重要。

3电子信息工程课程中的STEM模式教学实践

（1）课程体系改革。以STEM教育学科融合理念为先导进行课程体系改革。增加跨学科理论知识，加强学科之间的联系，实现知识的交叉融合，提升学生对于专业知识的综合领悟能力及应用能力；在工科的专业课教学中发掘思政元素，用普遍规律引导学生进一步掌握理论知识，用积极向上的正能量引导学生投身学习投身热爱的事业，为国家的富强而努力。（2）教学内容改革。适当调整教学内容，减少枯燥的理论推导，增加实践环节所占比例；紧跟时代发展，引入学科领域新兴技术激发学习兴趣，如人工智能，机器人等；结合STEM理念设置多学科融合项目，使学生在具体的情境中或有趣的项目中自主自发的投入学习中，提升学习积极性；推进创新创业教育，给学生足够的机会发挥创造能力、锻炼实践能力；通过与企业的合作，让学生自己学习将理论知识与实际生产有效结合，实现产教融合，协同育人。（3）教学模式及考核模式改革。改变传统教师为主、板书为主的教学模式，结合现代多媒体技术、STEM教育理论使课堂教学活动更丰富、生动、富于魅力，如采用多媒体技术、EDA仿真技术等增加知识讲授的趣味性或采用翻转课堂让学生成为课堂的主角，以增强学生学习的自信心和积极性；大力提倡合理利用网络资源，丰富学生学识，满足不同需求学生的学习需要。如采用慕课资源和网络课程拓展学生学习的深度和广度，针对性地解决学生知识技能学习中的重点难点；多渠道引导和鼓励学生参加各类专业技能大赛，在实践中提升学生的专业知识运用能力，锻炼学生自学能力及思考能力。根据学科特色制定考试方式，以最全面的视角综合考查专业能力。（4）师资队伍建设及教学环境改革。加大对实验教学条件、设备的投入，为课程配备完善的实验条件，营造开放的教学环境；重视师资队伍建设，将专业知识的教学能力和专业实践的指导能力作为衡量教师水平的标准；专业教师不仅要能做良师、讲好课，还要具备开阔的视野和不断学习的能力；鼓励教师积极参加校企合作，熟悉企业经营运作模式和流程，具备行业职业素养，能在学生专业形成和就业方向给予专业指导；鼓励教师积极参加行业培训和进修，丰富自身实践经验，并在教研室内进行传帮带作用，打造一批高学历精专业高素质的教师团队；鼓励教师定期围绕课程教学，进行教学经验分享、教学方法探讨，积极开展教学改革，提升专业教师整体教学水平。

4结语

STEM教育理念自提出以来，更多的应用在中小学的学科教育中，应用于高校的专业教育教学改革是一次新的尝试。高校毕业生直接面对的就是实际的工作，培养能让企业满意的、理论知识与实践创新技能兼备的应用型人才是高校首要的职责。结合STEM教育理念在电子信息工程专业进行教育教学改革，有助于课程体系及课程内容建设的合理性发展；有助于学生视野的开阔及思维能力的提升；有助于学生综合学习水平和实践能力的稳步提升。

作者:宋威 栾兵 单位:黑龙江工商学院