电子信息工程》专业规范高教版.docx
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电子信息工程》专业规范高教版
《电子信息工程》专业标准_高教版
测控技术与仪器专业
1．电子信息工程专业教育的历史、现状及发展方向
电子信息工程的历史可以追溯到19世纪上半叶，安培发现电流的磁效应和法拉第发现电磁感应定律。
1838年莫尔斯电报的诞生和1876年贝尔的发明是电子信息工程学科历史发展上的重要里程碑。
19世纪末到20世纪初，西方国家的大学陆续设置了电气工程系，电子信息工程是其中的一个重要专业方向。
我国电子信息工程专业高等教育已有百年历史。
1908年〔清光绪三十三年〕清朝邮传部侍郎唐文治先生督官办学，担任了上海高等实业学堂〔上海交通大学前身〕的监督，在中国首先创设了电机专科，为中国电子信息教育之始，至今已有一个多世纪。
1917年在电机工程专业内设立“无线电门”，此后于1921年设立“有线通信与无线通信门”。
1921年国民政府交通部将所属上海工业专门学校〔上海交通大学〕、唐山工业专门学校〔西南交通大学〕、北京铁路管理学校和北京邮电学校〔北京交通大学〕四所学校合成交通大学，设置了电机工程科〔系〕。
1923年东南大学开设了电机工程系，下设电机制造门、荷电铁道门和无线电门，该系的无线电组发展成为了后来的东南大学的无线电系。
1927年浙江大学将电机科改为电机系，以后逐步分为电力和电信两个组，它是浙江大学通信工程专业的最初形式。
1932年清华大学设置了电机系，下设电讯组,1934年清华大学又开始筹建无线电研究所。
1933年位于天津的北洋大学设立电机工程学系，下设电力、电讯两个组,电讯组既是天津大学电子信息工程学院的前身，也是北京邮电大学的前身。
1931年中央红军总部无线电队在江西宁都开办第一期无线电训练班，可以说是西安电子科技大学等军事电子信息类高等学校的创立之始。
1952年，中央对全国高校进行了院系调整，我国电子信息工程类高等教育专业设置和格局有很大的变化和发展。
例如，清华大学和北京大学电机系的电讯组合并后成立了清华大学无线电工程系；以南京工学院〔东南大学〕电信系为基础，汇同金陵大学、江南大学、浙江大学、厦门大学、山东大学等有关专业，组建南京工学院无线电系；同济大学、大同大学和上海工专等校电机系并入交通大学电机系，并成立电讯系；华南工学院〔华南理工大学〕联合中山大学、岭南大学等多所学校创建了无线电系；1955年，以天津大学电讯系电报通讯和无线电通讯广播两个专业及重庆大学电机系电报通讯专业为基础组建了北京邮电学院〔北京邮电大学〕；1956年，由上海交通大学、南京工学院和华南工学院三所学校的相关专业组建了成都电讯工程学院〔电子科技大学〕。
院系调整后，不少高等院校在原有的无线电类专业或无线电门〔组〕的基础上发展为无线电系。
例如，天津大学、浙江大学、东北工学院、哈尔滨工业大学、西北工业大学、山东大学、武汉大学、重庆大学和四川大学都增设了电讯专业或无线电系。
随着工业化进程和发展，我国开始着手建设一系列部委院校，这是我国高等教育发展的一个重要阶段。
例如，中国科学院的中国科技大学；邮电系统的南京邮电学院和重庆邮电学院等；广播电视系统的北京广播学院〔中国传媒大学〕等一些高等学校相继成立和建设，为我国自主培养了一大批电子信息技术人才。
从1977年到1998年，我国高等教育平稳发展，电子信息类专业教育规模不断扩大，相继建立了杭州电子工业学院〔杭州电子科技大学〕、桂林电子工业学院〔桂林电子科技大学〕、北京信息工程学院〔北京信息科技大学〕、西安邮电学院、北京电子科技学院等。
1999年后，我国高等教育开始从精英教育阶段跨入大众教育阶段，电子信息类专业高等教育得到了快速发展。
新中国成立以前，电子信息类专业基本上实行的是欧美专业教育体系，在电气工程专业中设电信专门化方向。
1952年院系调整后，电子信息类专业有较大的变化。
整个教育体系基本模仿苏联模式，在专业设置上按行业细分，将部分高校划归行业部门管理，成为专门化的行业学校。
电子信息类专业在不同的学校出现了不同的专业设置模式。
教育部直属高校中多数设置为“无线电技术”和“无线电电子物理学”等专业，工业部委所属高校中则分为“电报通讯”、“无线电通讯与广播”、“雷达”、“铁道无线通信”等与技术或产品直接对应的专业。
1977年以后，一方面，各高校基本上恢复了“文革”前的专业设置；另一方面，为了适应科学与技术的巨大变化，各高校又新增了许多专业。
1980年教育主管部门颁布的专业目录中电子类专业有80个，1984年调整为28个专业〔含试办专业〕。
随着社会发展对人才培养需求的变化，1998年教育部颁布了新的专业目录，把电子信息类专业由12个归并为电子信息工程和通信工程两个专业。
表1.1给出了1998年专业目录中专业名称与调整前的专业名称间的对照关系。
上世纪末，由于电脑、电子信息科学的高速发展，急需大量的电子信息人才，大批学校兴办了电子信息科学与工程类专业，根据2007年教育部编写的《中国普通高等学校本科专业设置大全》统计，全国开设电子信息工程专业〔080603〕的高等学校已达568所，开设电子信息科学与技术专业〔071201〕的高等学校有294所，开设信息工程专业〔080609y）的高等学校有63所，开设通信工程专业〔080604〕的高等学校有402所。
电子信息类专业高等教育为我国经济社会的快速、健康和可持续发展做出了巨大奉献。
但是，电子信息类专业的教育质量还不能完全适应国民经济和社会发展的需要，不少高校的专业设置和结构有待优化，学生的实践能力和创新精神亟待加强，教师队伍整体素质亟待提高，人才培养模式、教学内容和方法需要进一步转变。
因此，有必要制定指导性专业标准，以推动教学内容和课程体系改革，提高人才培养质量，更好地满足经济社会发展对人才的需要。
表1.11998年专业目录与原专业目录对照表
1.1电子信息工程专业的主干学科
从哲学的角度来看，世界可分为物质的和精神的〔即存在与意识〕两大部分。
物质世界的各种特性，通常会以某些物理量的变化而表现出来，这种变化的物理量就被称为信号，并可以用数学的形式抽象表达。
信号通过人的感官反映到人的意识中，人们就获得了消息。
消息具有意识〔精神〕属性，表征了存在在意识中的反映，可以在意识的范畴内被社会共享。
消息中所含有的对接受者而言的“未知性”或“不确定性”则称为信息，它是消息中的实质性内容，也就是接受者所想知道的东西。
信息的来源十分广泛，包括来自自然界的信息，如从光、电、磁、声、生物等信号中来的信息；来自社会的信息，如从市场、经济、人口、科技、卫生、体育、娱乐等等甚至考古中来的信息,知识更是信息。
可以说各行各业，上至天文，下至地理，无不与信息有关。
信息与能源、材料一起，构成了现代社会的三大资源，具有重要的战略地位。
信息是人类认识世界和改造世界的知识源泉。
在现代人类社会发展过程中，信息的重要性表现得越来越突出，以致成为整个社会的主要特征和生产力发展的关键因素。
信息科学技术是指研究信息的产生、获取、度量、传输、变换、处理、识别和应用的科学技术。
现代信息技术是以微电子技术、光电子技术为基础，以电脑技术为手段，以电子信息系统、通信系统、控制系统为主要应用的综合化技术。
电子信息工程作为信息技术领域中的主干专业，主要研究信息获取、信息传输、信息处理与信息应用等方面的理论、技术和工程实现问题，包括：
信息的感知与获取、信息的表达与度量、信息的存储与传输、信息的识别与别离、信息的人机界面等。
电子信息工程专业的毕业生可从事与电子信息设备与系统的生产、设计、开发、集成和运营有关的科学研究、工程技术、教学和管理等工作。
通信系统是一种重要的电子信息系统。
是为满足人类社会高速发展过程中急需解决的通信需求而逐步发展形成的一个重要的技术领域，并在技术发展的过程中形成了一个庞大的产业，在国民生产总值中占据了重要的份额。
1.2电子信息工程学科的方法论介绍
研究方法论是关于科学的一般研究方法的理论。
有狭义和广义之分，狭义的仅指研究自然科学的一般方法，广义的则指哲学方法论，研究所有科学的最普遍的方法。
本节介绍的方法论仅指研究自然科学的一般方法。
科学研究成果的重要特征是具有可重复性，电子信息工程学科也不例外，方法论研究主要集中在从自然界发现和认识真理，而不是为已认识的真理辩护。
因此，电子信息工程学科的方法论也是研究发现自然界真理。
首先提出问题、命题、假说等，采用一定的科学研究方法，包括以下几类方法：
科学抽象、逻辑思维、数学建模和工程分析的方法；基于专用工具软件对研究对象进行模拟仿真的系统研究和系统模拟仿真的方法；基于电脑、微电子技术及软件技术等对研究对象进行系统设计、研制的方法等等。
通过科学实验，反复论证，揭示和寻求真理，这就是本学科科学研究的方法论思想。
如果要否认某一结论，可以用证伪的方法去分析，很快即可得到结论。
另外，由于本学科发展速度快，新技术生命周期短，学科交叉性强，涉及微电子技术、自动化、电子科学与技术、电脑科学与技术等多门学科，因此，必须关注相关的学科发展，充分利用现有的研究成果，借鉴相关学科研究方法，理论联系实际，才能够学习、研究和发展电子信息工程学科。
1.3电子信息工程专业的相关学科及影响本专业教育的因素
1.3.1相关学科
支撑本专业的主干学科是信息与通信工程,与其密切相关的学科还有：
电子科学与技术、控制科学与工程、电脑科学与技术等。
根据1998年教育部颁布的普通高等学校本科专业目录，相关的专业主要有:
通信工程（080712）
信息工程（080609Y）
自动化（080602）
信息对抗技术（081606）
电脑科学与技术（080605）
其中通信工程、信息工程和电子信息工程、电子信息科学与技术同属电子信息科学与工程类专业，学科基础理论基本相同，没有本质上的区别。
原来由理科院校的无线电物理学、电子学与信息系统和信息与电子科学等专业调整而来的电子信息科学与技术已经淡化了理工的差异，而通信工程和〔电子〕信息工程的专业内涵相互交融，通信工程侧重于通信系统和网络方面的技术，电子信息工程则更侧重于信息系统方面的技术。
1.3.2影响本专业教育的因素
影响本专业教育的因素主要有两方面：
一方面是内在的，即本学科自身的发展和相关学科对本学科产生的影响,如：
〔1〕微电子技术和电脑技术的飞速发展，改变了本专业的相关教学内容、培养方法及教育手段，如将电脑作为研究开发工具或设备控制的核心，改变了传统的分析、计算和设计的方法，提高了电子信息相关设备的智能化程度、可靠性程度及电子信息系统运营的管理水平，同时也改变了传统的教育教学理念。
〔2〕由于信息与通信工程学科特点和发展趋势，及其与相关学科的交叉性，其他相关学科的发展必将影响本学科相关专业的教育教学内容。
另一方面，外在因素的变化也将对本专业教育产生深刻的影响，主要表现在以下几个方面：
〔1〕建设创新型国家的战略要求。
国家中长期科学和技术发展规划纲要明确指出：
“发展信息产业和现代服务业是推进新型工业化的关键”，对整个信息类专业的教育都将产生深刻的影响；
〔2〕高等教育的发展动力。
党的十七大明确提出：
“优先发展教育，建设人力资源强国”，进一步突出了发展教育的重要性和提高教育质量的迫切性；
〔3〕社会需要多层次、多类型的人才。
多层次指高等职业技术教育、本科生教育、硕士研究生教育、博士研究生教育等层次；多类型指科学研究型、工程技术型、应用开发型、工程管理型以及复合型人才等。
为了到达不同层次、不同类型人才的培养目标和要求，将采用不同的培养方法、教育手段和相应的教学内容。
因此，电子信息工程专业教育必须适应国民经济发展的要求，满足社会进步对人才的需求，必须采取以学生为中心的教育模式，注重学生知识、能力和素质的培养，注重个性化和创新意识的培养。
2．电子信息工程专业培养目标和规格
电子信息工程指导性专业标准〔以下简称标准〕中的专业培养目标和规格是最基本要求。
对于不同类型的学校，在满足本标准基本要求的前提下，应根据自身的办学定位，提出适合本校学生的培养目标和规格，表达各校的办学特色。
2.1电子信息工程专业的培养目标
本专业培养能为社会主义现代化建设服务、德智体美全面发展的、具有较高文化素质修养、敬业精神和社会责任感、掌握电子信息工程及相关专业的基本理论知识，具有较强的自学能力和工程实践能力，能从事电子信息系统和设备的研发、维护、运营和管理的高级工程技术人才。
2.2电子信息工程专业的人才培养规格
本专业人才培养规格必须满足三个方面的要求，即：
对素质结构要求、能力结构要求和知识结构要求。
2.2.1素质结构要求
2.2.2能力结构要求
2.2.3知识结构要求
3．电子信息工程专业教育内容和知识体系
制定本专业标准的基本原则是：
标准宽口径的学科基础知识体系，标准核心知识单元，标准核心知识单元中的必选知识点和基本实验内容，同时提供可选知识点和可选实验内容，提供可选的专业方向及其核心知识单元。
“三标准”作为电子信息科学与工程类专业必须满足的基本要求，“二提供”便于各校在满足基本要求的基础上拓展教学内容，选择和设置专业方向。
确定本专业教育内容和知识结构的基本思路是：
在了解本学科专业发展速度快，学科交叉多的特点和社会需求不断变化的基础上，全面规划、统筹考虑。
既要考虑学生应具备的人文素质，又要考虑学生必需的专业知识和能力结构，从基本理论、基本技能，基本应用能力和发展潜能等方面全面考虑，同时给学生足够的时间和空间，发挥其个性和专长、扩大兴趣范围。
3.1电子信息工程专业人才培养知识结构的总体框架
3.1.1知识结构设计的理论依据
根据“宽口径、厚基础、强能力、求创新”的教育理念，电子信息工程专业人才培养的教育内容及知识结构设计主要考虑五个方面因素，即:
（1）面向现代化、面向世界、面向未来；
2满足国民经济和社会发展对人才的需求；
3遵循教育教学的基本规律；
4适应电子信息科学与工程的发展趋势；
5符合本专业人才培养规格的要求。
同时专业人才培养也必须表达“知识、能力、素质协调发展”和注重创新意识培养的原则。
在上述基本框架下，科学地设计出电子信息工程专业人才培养的知识结构体系和知识单元，并通过理论教育、实践训练等一系列教学环节，以及采用适当的培养方法、教学手段来实现培养目标。
3.1.2电子信息工程专业的教育内容和知识结构总体框架
电子信息工程专业教育内容和知识体系由通识教育、专业教育和综合教育三大部分组成。
通识教育包括：
①人文社会科学；②数学与自然科学；③经济管理；④外语；⑤电脑信息技术；⑥体育；⑦实践能力训练等知识体系。
专业教育包括：
①电子信息工程相关学科基础；②电子信息工程专业方向；③电子信息工程专业实践训练体系。
综合教育包括：
①思想教育；②学术与科技活动；③文艺活动；④体育活动；⑤自选活动〔如创业培训〕等。
通识教育、专业教育和综合教育三大部分的总体框架见表3.1。
表3.1知识结构的总体框架
3.2电子信息工程专业知识体系
在构建专业知识体系过程中，根据本学科专业的特点、社会需求及本学科的发展趋势全面规划。
在制订本专业培养计划时，做到六个统筹：
（1）知识结构体系与培养目标、培养手段和认知规律统筹考虑；
（2）专业知识与人文素质教育统筹考虑；
（3）强化基础理论、拓宽专业知识面与整合、更新教学内容统筹考虑；
（4）理论与实践课程统筹考虑；
（5）必修课程与选修课程统筹考虑；
（6）应用能力、创新意识与综合素质培养统筹考虑。
使制订的专业培养计划具有可操作性，满足人才培养目标的需要，学生能在德智体美等方面得到全面发展。
图3.1给出了电子信息工程专业知识体系一览图。
图中列出了推荐的假设干个专业方向，供各校参考，各校也可根据自己的办学定位和专业特色自主设置专业方向。
图3.1电子信息工程专业知识体系一览
知识体系结构见图3.2，知识体系由知识领域、知识单元和知识点组成，其中知识领域包含假设干个知识单元，每个知识单元又包含多个知识点。
知识单元分为核心知识单元和可选知识单元。
核心知识单元为本专业的必修内容，可选知识单元是为表达各学校的专业优势和特色而设置的教学内容，各学校可根据自己的专业特色和社会需求的变化做出适当的调整，可选知识单元的选择各校可以有所不同。
本标准推荐列出假设干个参考专业方向，各校可根据自己的定位和特色选择专业方向，也可自主设定专业方向。
图3.2知识体系结构
本标准仅列出学科基础和专业方向必选及专业方向可选的知识单元，不含通识教育方面的知识体系结构，相应的教学内容标准由教育部相关教学指导委员会负责制定。
3.3电子信息工程专业的学科基础知识体系及内容
电子信息工程专业的学科基础知识体系涵盖四大知识领域，分别是：
（1）电路与电子学知识领域
（2）信号系统与控制知识领域
（3）电脑知识领域
（4）电磁场知识领域
图3.3学科基础知识结构体系
每个知识领域又涵盖了假设干个知识单元，见图3.3。
图中阴影的框图为核心知识单元，对于核心知识单元所包含的知识点及其所需的最少讲授学时要求可参见附录1。
考虑到知识领域完整性和系统性，各知识领域知识单元中的部分知识点会出现重复，在制定培养计划时应加以防止。
（1）电路与电子学知识领域
电路与电子学知识领域涵盖的主要知识单元有：
电路分析基础、模拟电子技术、数字电路与数字逻辑、VLSI设计基础、专用集成电路设计、通信电子线路、微波电路等。
电路分析基础、模拟电子技术和数字电路与数字逻辑为该领域的核心知识单元，也是该知识领域中的基础知识单元；
专用集成电路设计、通信电子线路、VLSI设计基础、微波电路等为可选知识单元。
（2）信号系统与控制知识领域
信号系统与控制知识领域涵盖的主要知识单元有：
信号与系统、自动控制原理、数字信号处理和随机信号处理等。
信号与系统为该领域的核心知识单元，也是该知识领域中的基础知识单元。
数字信号处理、自动控制原理和随机信号处理等为可选知识单元。
（3）电脑知识领域
电脑知识领域涵盖的主要知识单元有：
电脑基础、数字电路与数字逻辑、微机原理与接口技术、数据库、数据结构、操作系统、电脑组成原理、单片机与嵌入式系统、DSP处理器、电脑网络等。
电脑基础、数字电路与数字逻辑和微机原理与接口技术为该领域的核心知识单元。
电脑基础是理工科类各专业通识教育知识单元，包含电脑文化、算法语言和程序设计等内容，教育部相关教学指导委员会对该知识单元中知识点的教学内容已有明确的规定和要求。
（4）电磁场知识领域
电磁场知识领域涵盖的主要知识单元有：
电磁场与电磁波、电磁波工程、微波网络、天线技术、微波电路与器件。
电磁场与电磁波为电磁场知识领域中的核心知识单元，也是该知识领域中的基础知识单元。
3.4电子信息工程专业方向知识体系及内容
电子信息工程的专业知识所涵盖的知识领域非常广泛，每一知识领域代表了一个专业方向，每一方向包含有3个以上的知识单元，其中至少有一个核心知识单元。
各校在制定电子信息工程专业培养计划时，可根据本校的办学定位、专业特色和培养目标，自主选择或设置2个以上的专业方向。
可供选择的参考专业方向如下：
（1）信号与信息处理
（2）多媒体信息处理
（3）光信息处理
（4）测控系统
（5）导航系统
（6）微电子电路系统
（7）广播电视工程
（8）网络工程
（9）信息安全
（10）电子测量
（11）通信工程
（12）雷达系统
以下具体给出信号与信息处理和通信工程两个专业方向的知识体系描述。
（1）信号与信息处理
信号与信息处理专业方向所涵盖的主要知识单元有：
数字信号处理、信息论基础、图像处理、语音信号处理、随机信号处理、数字信号处理器等。
数字信号处理为信号与信息处理专业方向中的核心知识单元，也是该专业方向中的基础知识单元，见图3.4
图3.4信号与信息处理专业方向
（2）通信工程
通信工程专业方向所涵盖的主要知识单元有：
通信电子线路、数字信号处理、信息论基础、通信原理、数字通信、通信网技术、传输技术、无线通信和现代交换技术等。
通信电子线路、数字信号处理、信息论基础和通信原理为通信工程专业方向中的核心知识单元，也是该专业方向中的基础知识单元，见图3.5。
图3.5通信工程专业方向
3.5电子信息工程专业的实践教学体系及内容
电子信息工程专业的实践教学体系是保证人才培养质量、特别是培养学生实践能力和创新精神的极其重要的教学环节。
3.5.1实践教育体系
实验体系教学内容上，应遵循由简单到复杂、由验证型实验到设计型实验，由单一的实验内容到综合实验的基本思想；实验手段上，可采取硬件、软件或硬件与软件相结合的方法实施。
每个知识领域的实验都可以分不同的层次，通过不同层次的实验教学，培养学生验证理论的能力、设计能力和综合应用知识的能力，并在基本技能和工程素质方面得到良好的训练。
在能力训练方面，应包括：
常用仪器仪表的应用能力、基本电子工艺设计能力、基本电路设计能力、综合应用知识的能力、社会实践能力、基本的工程设计能力等。
各实验单元不仅要设置必做实验，还要设置拓展性和自主性的可选实验。
大学生科技竞赛、大学生创新性实验计划等课外活动是本专业实践教学环节的重要组成部分，可满足不同层次学生的需要，并可培养学生的创新意识和工程应用能力。
图3.6为电子信息工程实践教育体系一览图。
图3.6中，专业实验由各学校根据自主设定的专业方向制订实验内容；学科基础实验中的工程设计实验是指应用两个以上知识单元的相关知识，综合设计一个工程性的电子系统。
图3.6电子信息工程实践教育体系一览
3.5.2通识教育实验
高等数学实验、大学物理实验和电脑基础实验等通识教育实验，教育部相关教学指导委员会制定的标准中已有明确的规定和要求。
3.5.3学科基础实验和专业方向实验
学科基础和专业方向实验要求以及参考学时见表3.2。
附录2详细给出了学科基础实验和部分专业方向实验的基本实验内容和可选实验内容。
各学校可根据自己选择设置的专业方向，制订各专业方向的实验内容。
附录2给出了信号与信息处理和通信工程专业方向的实验例子。
表3.2学科基础和专业方向实验基本要求和最低学时
3.5.4综合实践和社会实践
综合实践和社会实践主要包括以下内容：
〔1〕生产实习
有条件的学校可在校内外建立实习基地，以保证专业实习质量。
〔2〕社会实践
可利用假期组织学生到基层开展各种调查研究、勤工助学以及就业实习等活动。
〔3〕毕业设计
毕业设计的选题内容必须与本专业相关，具体要求详见附录3。
3.5.5科技创新及其他
创新实践包括科技竞赛、自主实验、创业实践、科学研究、发表论文和申请专利等内容。
各学校应创造条件，积极组织学生参加各类竞赛性活动，包括参加各类学科竞赛，如数学建模、电子设计竞赛、嵌入式系统设计竞赛和挑战杯竞赛等课外活动。
4．电子信息工程专业的教学条件
根据教育部教发[2004]2号文件“普通高等学校基本办学条件指标”要求，电子信息工程专业教学条件应到达的基本要求见表4.1。
表4.1电子信息工程专业的教学条件
5．电子信息工程专业标准的主要参数指标
5.1学制与学位
1．基本学制：
4年，实行学分制的学校学习年限可调整为3~6年。
2．学位：
工学或理学学士
5.2总学分与及其分配
总学分控制在180左右，其中理论教育学分约占75%左右
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