第三节 电子信息科学与技术专业发展

电子信息科学与技术专业随着计算机及信息技术的发展而建立,它归属于理科专业,与生产实践关系密切,适应面广、历史较短,发展十分迅猛。该学科研究如何应用信息论、电路与系统理论、电子学技术及计算机技术,获取、传输和处理信息,是一门交叉学科。因此,了解电子信息科学与技术专业的发展历史、发展现状及发展趋势十分必要。

一、电子信息科学与技术专业发展历程

(一)20世纪初至20世纪40年代,电子信息科学与技术专业发展初期

1907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,在我国首先创设了电机专科,为我国电子信息专业教育之始。

1917年,电机工程专业设立“无线电门”。

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)四所学校合并成交通大学,设置了电机工学科(系)。

1923年,东南大学开设了电机工学系,下设电机制造门、荷电铁道门和无线电门,该系无线电门后成为东南大学的无线电系。

1927年,浙江大学将电机科改为电机系,分为电力和电信两组,为浙江大学通信工程专业最初形式。

1931年,中央红军总部无线电队在江西宁都开办了第一期无线电培训班,可以说这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。

1932年,清华大学开设了电机系,下设电讯组。

1933年,位于天津的北洋大学设立电机工程学系,下设电力和电讯两组,电讯组既是天津大学电子信息工程学院的前身,又是北京邮电大学的前身。

1934年,筹备无线电研究所。叶树江,刘海成.电子信息工程概论[M].2版.北京:中国电力出版社,2012:6.

由于历史原因,20世纪30年代中后期至40年代末,我国电子信息科学与技术专业的发展进程缓慢。

(二)20世纪50年代至90年代,电子信息科学与技术专业调整期

1952年,我国高校进行院系调整。在此阶段,电子信息工程类专业设置和格局有了很大的变化。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。

1955年,以天津大学电讯系电话电报通讯和无线电通讯广播专业及重庆大学电机系电话电报通讯专业为基础组建了北京邮电学院(现北京邮电大学)。

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(现电子科技大学)。

1977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,并开始从精英教育向大众化教育迈进。

1993年,教育部发布了专业目录,按照“科学、规范、拓宽”的原则进行修订,并于1998年颁布实施。黄载禄.电子信息科学与技术导论[M].北京:高等教育出版社,2011:28.

1998年7月,教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》将原来的无线电物理学、电子学与信息系统、信息与电子科学三个本科专业合并为电子信息科学与技术专业,放在理学电子信息类一级学科下。

(三)21世纪初至今,电子信息科学与技术专业高速发展期

1998年,电子信息科学与技术专业被教育部确认为新设本科专业。

2004年,教育部颁布了《普通高等学校本科专业目录》,该专业目录中涉及理学类、工学类和管理类共计50余个专业和电子信息科学与技术有关。

2007年,教育部编写的《中国普通高等学校本科专业设置大全》统计数据显示,全国开设电子信息科学与技术专业的院校已经达到172所。

2010年,教育部又开启了对现行专业目录的修订,教育部高等教育司发布了《教育部关于进行普通高等学校本科专业目录修订工作的通知》(教高〔2010〕11号)。

二、电子信息科学与技术专业发展现状

(一)全国开设电子信息科学与技术专业的现状

全国开设电子信息科学与技术专业的学校由1994年31所学校增长至2003年底172所院校,10年间增长了454.8%。全国重点建设的95所“211工程”学校中,有41所学校设有电子信息科学与技术本科专业,占所有“211工程”学校的43.2%。“985工程”重点建设的34所学校中,有19所学校设有电子信息科学与技术专业,占“985工程”高校的55.9%。开设该专业的172所学校中,有综合性大学32所、理工科院校67所、师范类学校45所、农医类学校8所、其他地市级院校20所。2013年,全国开设电子信息科学与技术本科专业的高校共计319所(见图1-9)。

图1-9 2003年和2013年电子信息科学与技术专业的开设情况对比

由图1-9可以清楚地看出,10年间开设电子信息科学与技术专业的学校从2003年的172所暴增到2013年的319所,巨大的增幅既受到第三次工业革命的影响,同时也是信息化时代社会发展的现实需求。但是该专业仍出现用人单位招不到合适员工,毕业生就业难的问题。引起该现象的原因同解决该问题的对策引人深思。

(二)电子信息科学与技术专业设置现状

电子信息科学与技术专业在全国各大高校中分布的院系不尽相同,设置该专业的院系主要有电子信息科学院(系)、电子信息与计算机系、电子科学系、计算机系、通信与信息工程学院、机械和电气学院(系)、精密仪器系、水声工程学院等,还有部分学校将此专业设立于管理信息学院和化学系。

1.通信与信息学院专业设置

培养目标:培养具备电子科学、信息科学和计算机领域内较宽厚理论基础、实验能力和专业知识,能在该领域内从事电子系统、信息系统等的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发等方面工作的高级工程技术人才。

主干课程:高级语言与程序设计、算法与数据结构、操作系统与编译方法、信息论基础与编码、计算机组成原理、电路分析、信号与系统、电子电路基础、数字系统与逻辑设计、电子测量与电子电路实验、数字系统与逻辑设计实验、微电子学、光电子学、通信系统原理、通信电子电路等。

2.航天学院专业设置

培养目标:培养具备该领域的基础理论,既具有电子系统、信号处理技术、计算机技术的基础和系统理论知识,又具有微电子集成技术、微机电系统技术、光电子系统中电信号处理技术的理论和技术基础,有自主创新能力的跨学科人才。该专业分电子系统集成技术、光电子系统中电信号处理技术两个方向。专业教学计划突出了以电子系统为基础,以信号处理、计算机和微电子技术为主线的基本框架,使学生掌握电子信息系统和组成单元的基本原理与设计方法。

主干课程:基础电子技术、集成电子技术、电磁场与电磁波、通信电子线路、信号与系统、数字信号处理、微弱光电子信号检测技术、计算机组成技术、计算机软件基础、网络与通信、微处理器结构、固态电子论、微电子器件原理与工艺、集成电路设计原理、电子设计自动化基础、微芯片集成系统、微电子机械系统、信息科学中的光电子技术等。

3.电子信息与计算机系专业设置

培养目标:培养具备基本理论和基本知识,受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练,能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和行政部门从事科学研究、教学、科研开发、产品设计、生产技术或管理工作的电子信息科学与技术高级专门人才。本专业学生主要学习电子信息科学与技术的基本理论和技术,接受科学实验与科学思维的训练,具有本学科及跨学科的应用研究与技术开发的基本能力。

主要课程:电子科学与技术、计算机科学与技术、电路分析原理、模拟电子线路、数字电路、通信原理、电磁场与电磁波、信号与系统、数字信号处理、微机原理与接口技术、图像处理技术等。

4.电子科学系专业设置

培养目标:培养具有电子信息科学与技术应用领域的基础理论和应用技术能力,掌握电子信息系统的分析、综合设计的基本技能,熟悉计算机在信息获取、信息控制、信息传输、信息处理中的应用,能在信息科学、电子工程、计算机技术及其相关领域从事科研教学、科技开发、工程技术及生产管理的综合型高级专门人才。

主要课程:电路分析、模拟电路、数字逻辑电路、微机原理与接口技术、计算机网络技术、FPGA应用技术、电子线路CAD、信号与系统、数字信号处理、随机信号处理、图像处理、离散数学、信息与编码、通信原理、信息感知技术与应用、计算机控制技术、计算机应用系统设计、数据库原理与应用、微电子技术基础、可视化编程技术、信息技术专业实验等。

5.物理信息工程学院专业设置

培养目标:培养具备基本理论和基本知识,受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练,能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和行政部门从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术或管理工作的电子信息科学与技术高级专门人才。

主干课程:高等数学、大学物理、普通物理实验、电路分析、C语言、数理方法、模拟电路、数字电路、信号与系统、电子技术实验与设计、高频电路、算法与数据结构、微机原理与应用、单片机原理与应用、通信原理、自动控制原理、数字信号处理等。

对比以上五个院系关于该专业的培养目标及主干课程可发现:电子信息科学与技术专业大致分为电磁波类、通信类、信息处理类、微机应用与控制类;大部分院校不同专业的课程设置差别不大。学科大面积重复交叉,不仅会混乱学生就业定位,也会干扰用人单位有针对性地招聘人才。

三、电子信息科学与技术专业发展趋势

(一)电子信息科学与技术交叉领域的收敛性

电子信息科学与技术愈来愈多的研究和应用活动与其他学科产生交叉,该专业和计算机科学与技术、光电子、自动化以及电子与信息工程等之间的联系不断加强直至无缝连接。此外,电子信息科学与技术研究的进展也为医学、物理科学以及其他工程领域的发展提供了机遇。

(二)电子信息科学与技术和工程的融合性

将新的科学发现转化为实用的工程系统是电子信息科学与技术一个非常重要的特征。信息革命基于各种支撑技术的指数增长,而这些支撑技术又常常依赖于探索数学和物理科学的能力。为保持信息技术领域这样的连续成长,需要在各个领域进行持续不断的创新,创新器件、材料、算法等。而工程领域的进步又反过来促进科学研究领域持续不断地产生新的进展。

(三)电子信息科学与技术变化的快速性

电子信息科学与技术的发展、分析和设计方法更新的步伐神速,导致很多工程问题的解决方案和方法的更新周期也被缩短。因此,学校培养人才的模式和内容也应与时俱进,按照创新体系,根据“厚基础,宽口径,强能力,高素质,总体优化”的原则,培养多学科交叉复合型人才。

本章小结

本章全面介绍了电子信息科学与技术的行业发展概况、工种和国家标准,以及电子信息科学与技术专业的发展概况。本章主要内容有:①电子信息科学与技术专业行业的发展历程、发展现状以及未来的发展趋势;②电子信息科学与技术职业工种和国家标准,电子信息科学与技术职业特点、工作领域、工作任务、职业能力要求以及核心技能;③电子信息科学与技术专业的发展历程、发展现状以及发展趋势。

理解·反思·探究

1.理解电子信息科学与技术行业的发展历程及趋势。

2.结合电子信息科学与技术专业发展,论述“学科融合”的发展趋势。

3.结合本章学习内容,自主选择电子信息科学与技术专业发展中的兴趣点进行研究,探究职教师资电子信息科学与技术专业办学特色。

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