以市场需求为导向,射频工程人才培养模式研究与改革


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摘要:以用人单位对射频工程人才要求的知识、能力为出发点,构建了“知识、能力与课程”实现矩阵。在此基础上,将学校电子信息工程专业的现有人才培养模式与市场需求对比评价后,分析并找出了我校射频工程人才培养与市场需求差距的原因,从优化课程体系、整合创新实验室.加强校企合作、丰富第二课程、加强师资队伍等5个方面进行了探索,取得了一定的成效。

关键词:市场需求;射频工程人才;培养模式;研究与改革

目前,与无线通信技术紧密相关的射频工程人才紧缺,不少高校都为此开设了培养射频工程人才的一系列课程,并且把射频工程人才的培养作为本科教学的重要部分列入教学计划。然而,多数高校对射频工程人才的培养,比较注重知识的传授,对能力的培养则显不足。许多企业出高薪聘请不到合格的射频工程师,而有兴趣在这方面学习的同学虽然学了相关课程,但也无法满足企业的用人标准甲。本文从市场需求出发,梳理企业对射频工程师的知识、能力的需求,找出我校电子信息工程专业的对应的课程,对比找出校内培养与市场需求的差距,从优化课程体系、整合创新实验室、加强校企合作、丰富第二课程、加强师资队伍等5个方面进行了改革。

一、射频工程人才的岗位需求分析

人才市场对射频工程师的职责要求是:从事终端产品硬件射频部分设计开发,并对产品的实现过程进行跟踪确认。工作具体内容为:(1)负责射频相关设计方案的可行性分析和实施;(2)制定和建立开发流程,完成相应产品相關文档(如原理图、PCB板和BOM表和测试分析报告等)的拟制及评审;(3)完成射频器件的新供应商、新元器件的评估;(4)与结构生产等部门密切协作,保证整个产品的相关目标按期实现;(5)项目量产后支持和维护生产线,解决与射频部分相关的问题;(6)为其他部门提供所需要的射频技术支持风。

(一)市场对射频工程人才的知识要求和知识实现矩阵

通过对“前程无优”、“职友集”、“51job”、“智联招聘”等10多家大型网站中关于射频工程师的岗位需求和岗位能力描述的搜集,我们整理出企业对射频工程师的知识需求,并对同质描述进行归一,经比对整理分析,得到市场对射频工程人才需求的知识的基本要求,见表1中的第1列;依据我校2015级电子信息工程专业培养方案,我们整理出该类人才需求的知识和与之对应的课程。对射频工程人才所具备的基本知识和课程的对应关系,我们称之“射频工程人才知识实现矩阵”,见表1。

从表1可以看到,虽然我校没有专门开设高频电路课程,但射频通信电路课程大纲和实验内容中有所涉及此类人才所需的高频知识,所以通过知识实现矩阵我们可以确定目前的培养方案为射频工程人才的培养提供了理论基础。

(二)市场对射频工程人才的能力要求和能力实现矩阵

现在人力资源领域把有关微波和射频技术方面的工程师分为几个名称,一”般可以从名称看出其需要的射频工程师的工作内容。比如,如果一个职位是“微波工程师”或"射频工程师”,而这个公司是做通信设备的,那么其工作内容应该是小信号的低噪声放大器、频率合成器、混频器以及功率放大器等单元电路和电路系统的设计工作;如果一个职位是“射频工程师”,而这个公司是做RFID的,那么要不就是做微带天线和功率放大器、低噪声放大器、频率合成器的设计工作(900MHz以上的高频段),就是仅仅做电场天线和功率放大器的设计工作(30MHz以下频段);其它如手机企业,都是专项的“手机射频工程师”等回。

在搜集比对后,我们发现由于射频工程师可能会涉及到版图级的设计,往往从能力方面的要求会呈现在芯片设计和射频电路设计两个方面。

用同样的方法,我们整理出市场对射频工程人才能力的要求,见表2中的第1列;对射频工程人才所具备的能力和课程的对应关系,我们称之“能力实现矩阵”,见表2。

在表2中的第1列,我们会看到能力方面的要求侧重在仿真软件、测试工具、设计软件的使用熟练程度。

另外某些企业要求熟悉GSMWCDMAVTD-SCDMA相关协议,有WIFIGPS相关硬件调试经验,有大功率功放开发经验。部分企业还希望:(1)能独立设计2G、3G、4G频段合路器、分路器、滤波器、双工器等介质滤波器;(2)熟悉13.56MHz,900MHz射频硬件设计和调试;(3)熟悉CMU200/Agilent8960,有SP6010,IQ2010(手机测试卡),IQView,CBT,N4010等相关仪器操作经验;(4)掌握GSMTDSCDMAWCDMALTECDMA等模式手机射频指标及测试方法;(5)熟悉蓝牙/Wif/2.4GRF无线技术,能进行模块的开发或外围线路的设计;(6)至少设计过2个LTE射频项目,完成LTE射频硬件原理图的设计,PCB指导;(7)要求对各国的EMC和RF标准有了解,特别对FCC、CE、IC、RCM、MIC方面熟悉和有实际操作经验。

从表2中可以发现,射频工程人才所需的能力主要集中在“射频通信电路与天线实训”和它的前修课程,如物理实验、电子电路实验、电子系统综合设计与仿真等实验课程上,因此这些课程的实施效果的好坏,直接影响到这类工程人才的培养;另外作为一个射频工程师最基本的技能是要会焊接电路板,在电子系统综合设计实训1实践课程以及开放时段学生要加强这方面的能力。

二、我校射频工程人才培养与市场差距的原因

搜集与之相关的课程的教学大纲、实施教案、课程的问卷调查,以及咨询相关课程负责人,仔细整理分析后,发现我校电子信息工程培养的射频工程人才和市场需求之间存在很大差距,具体表现在:

1.反映在射频课程体系中:相关前后续课程关联性不大;比如在电子系统综合设计与仿真中缺少讲解射频电路的设计:电子系统综合设计实训3没有提供可供学生选择的工程项目;毕业设计也没有针对这方面的学生有必要的指导。

2.反映在教学的实施中:大多数教师只注重知识的传授而忽视能力的培养;学校的学评教也只注重教师知识传递的方法和学生掌握知识的多少,而没有鼓励教师在学生能力方面传授、付出和探索,缺乏对学生能力的培养的衡量标准。

3.反映在实践教学过程中:没有一流的与实际工程应用密切结合的实验教学设施以及相关实践性课程内容设计4;虽有个别实践课程能涉及需求,但因课时过少无法完全达成需求,使得培养的人才创新意识薄弱,实践能力不强,与实际工程应用需求严重脱节,学生发展后劲不足。

4.反映在师资队伍中:相关课程教师普遍缺乏感性认识,过多侧重理论性学术研究,而忽視工程应用训练。尤其部分射频教师缺乏射频工作的实战经验,缺少对整个射频行业的把握,不能与时俱进;大多数课程教师能清楚的知道自己所授课程的教学目标,但很少能清楚课程对市场各类人才的需求的能力培养重点在哪里;班导师及就业指导老师也不清楚岗位和课程体系的联系。

针对以上分析,依据知识和能力的需求,我们采用“从局部到全局”、“从内到外”的方法,从优化课程群体系、整合创新实验室、加强校企合作、丰富第二二课程、加强师资队伍等5个方面改革射频工程人才的培养。三、射频工程人才培养模式改革

(一)优化射频课程教学体系

理清课程群前后续课程相关关系,对前续课程提出相应的教学内容需求,对后续课程提出技能的延展需求图。如对前续课程“电子系统综合设计实训1”,要求学生一定要亲自焊接板子,并把这个实训由16学时增加为32学时;“电子系统综合设计与仿真”增加了射频电路设计的内容;对电子系统综合设计实训3,除了储备FPGAARM/DSP相关的工程应用项目外,增加了射频方面的实训项目,如利用EDA软件完成阻抗匹配的设计、利用功率晶体管完成射频功率放大器设计、利用低噪声晶体管完成射频低噪声放大器电路设计,学生依据兴趣方向和就业方向以组的形式选择完成综合项目设计。对相关课程进行了统筹分析,避免重复授课,加强了课程前后续紧密联系。

1.梳理理论教学内容

“电磁场与电磁波”主要阐述电磁场的基础理论,基本规律以及波导理论,为后续课程提供必要的技术基础理;选修课程“无线电波传播”主要讲述电磁波传播的基本概念、基本特性、基本类型、基本表述和基本的分析方法;系统地讲解不同环境对无线电波传播的影响;“射频通信电路”则从射频通信电路基础理论知识出发,重点讲解传输线理论、Smith圆图、电路网络的基础理论和电路噪声与非线性特性、无线通信系统收发信机的基本结构及特点;最后对收发信机中的低噪声放大器、功率放大器、混频器和振荡器等核心单元电路的基本原理及设计方法分别进行重点讲授。

2.完善实践教学项目

"射频通信电路与天线实训”涵盖了通信电路射频部分和移动通信天线两方面内容。提供通信射频电路原理、天线原理、硬件实验与测试平台,实验平台向学生开放。实验项目涵盖无线通信的主要硬件电路与天线,并能进行集成系统实现等内容。课程学习微波信号源、频谱分析仪、矢量网络分析仪操作、天线测量、HFSS和ADS高频电磁仿真软件使用问。

3.合理安排授课学期

“电磁场与电磁波”是基础课程,“无线电波传播”和“射频通信电路”属于提高课程,“射频通信电路与天线实训”属于应用课程。因此,对这几门课程要进行有机融合,合理安排在不同学期,确保射频工程师培养所需知识和技能的训练循序渐进,使学生更好的理解射频类知识和应用情况5。

(二)整合创新实验室,构建“基础+综合+创新”三层次创新实践平台

充分整合基于射频课程群的“微波与卫星通信”实验室、“射频通信与天线”实验室、“微波暗室”实验室。构建从验证性型、设计型试验的基础实验平台;能开展模拟仿真、多射频课程知识运用的综合实验平台;提供设计、测试、科研创新研究的软硬件创新实验平台。探索既有课内又有课外的多层次渐进式的实践教学模式,形成从验证、仿真计算、加工测试于一体的创新实践平台,并向学生免费开放,便于学生获得更多的创新性成果问。目前利用中央与地方共建项目建成“天线信号远近场自动测量系统”、“天线测量实验教学系统”、“卫星导航与通信验证分析教学平台”、“多探头天线近场测量系统”、毫米波扩频系统”,“无线通信射频电路实验教学系统”,这些平台的实验项目和实训的展开均围绕市场需求而设置。

(三)加强校企紧密合作

目前已拓展多个适合射频工程人才培养的校企联合基地,如重庆中移物联网有限公司、重庆西南集成电路设计有限公司、重庆临菲电子科技有限公司、重庆雷岱科技有限公司;邀请到了企业射频工程师参与课程群建设和课程授课;已将部分学生送到重庆中移物联网有限公司校企联合基地进行毕业实习以及毕业设计。在实习过程中我校教师和企业方多次讨论并做好了实习方案,将企业的工程项目设计要求无缝地引入到毕业实习中m。

(四)丰富第二课堂

由辅导员、班导师、指导老师组成的专业建设团队有计划有目的地引导学生参加大学生课外科技活动和大学生社会实践训练计划,如让大一参加电子设计大赛(电路板焊接技术);大二寒假参加学校单片机竞赛;大二暑假参加市级和国家级电子设计竞赛;有兴趣的同学组队申请学校、市级和国家级创新创业项目。毕业设计过程中探索由射频课程群课程老师提出这类毕业设计题目,并选择有意向的同学做这些题目;同时鼓励射频课程群老师指导这方面的创新创业项目。通过一些项目开发工作,既利于毕业生找到更为理想的工作,又便于企业实际项目用人,有效地减少双方磨合的时间。

(五)加强师资队伍建设

射频课程群团队主要以中青年教师为主,以具有博士学位的教师为主间,团队中已引进4名海归博士,并引入具有丰富的射频产品和天线产品开发经验的2名企业工程师,课程负责人为海归博士并富有多年射频开发经验。课程群内部通过不定期地开展不同形式的研讨会以加强课程建设;课程群之间也不定期的开展研讨会,加强了前后续课程以及课程群间的合作;学校鼓励青年教师到企业挂职锻炼,并将企业的新技术新动态反馈到教学中同:教师积极参加企业培训、企业交流,跟进射频技术前沿动态。教师通过加强育人理念,在课程中结合课程与岗位需求,引导学生发现自己的兴趣和就业方向;引导学生在后续课程、毕业实习和毕业设计中加强,并在研究生阶段进一步学习。

四、结论

从市场需求出发,梳理出了企业对射频工程师的知识、能力的需求,构建了知识和能力实现矩阵,从中找出校内培养模式与市场需求的差距,从优化课程群体系、整合创新实验室、加强校企合作、丰富第二课程、加强师资队伍等5个方面进行了改革。这一系列的改革,增强了学生的工程应用能力和专业技能以,我校12级、13级本科学生有3人参加2016年台湾射频技术大赛获得二等奖,同组3名同学考研后分别在我校和电子科技大学跟随研究生导师从事天线方面的研发,今年我校一名同学在2018年IEEE国际研讨会“天线与传播以及USNC一URSI无线科学”发表了国际会议论文,并获得邀请参加8月的美国波士顿会议。

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[3]百度文库,一个射频工程师应具备哪些知识,https://wenku.baidu.com/view/385f40277fd5360cbb1adb50.html

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