工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下光電專業(yè)物理光學(xué)教學(xué)探討

賈宏志+鄭繼紅+徐伯慶

摘要：在簡要介紹工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念和基本要求的基礎(chǔ)上，針對光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的物理光學(xué)課程，從課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計、工程素養(yǎng)的培養(yǎng)、課程評價機制的建立等三個方面如何使物理光學(xué)課程教學(xué)適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證；光電專業(yè)；物理光學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）01-0160-02

一、工程教育專業(yè)認(rèn)證的意義

中國經(jīng)濟經(jīng)過三十年的高速增長，已進入經(jīng)濟“新常態(tài)”的發(fā)展時期，其發(fā)展特點一是從高速增長轉(zhuǎn)為中高速增長；二是經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級，發(fā)展成果惠及更廣大民眾；三是從要素驅(qū)動、投資驅(qū)動轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動。為此，我們需要培育和催生經(jīng)濟社會發(fā)展的新動力，推動大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新。經(jīng)濟新常態(tài)對高等教育工作提出了新的要求，那就是更加注重提升人力資本素質(zhì)，更加注重科技進步和創(chuàng)造創(chuàng)新。為此，政府以促進教育公平發(fā)展和質(zhì)量提升為目標(biāo)，加大對教育的投入，加快高等教育強國的建設(shè)步伐，提出到本世紀(jì)中葉實現(xiàn)從高等教育大國到高等教育強國的歷史性跨越。通過工程教育專業(yè)認(rèn)證，可以促進我國工程教育改革，進一步提高工程教育質(zhì)量；可以密切工程教育與工程界的聯(lián)系，提高工程教育人才培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)適應(yīng)性；可以促進工程教育的國際交流，實現(xiàn)國際互認(rèn)。

二、工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念和基本要求

工程教育專業(yè)認(rèn)證是由工業(yè)界行業(yè)協(xié)會、專業(yè)學(xué)會與工程教育界聯(lián)合實施的對高等學(xué)校的工科專業(yè)進行的專門性認(rèn)證，其目的是為工程專業(yè)人才進入行業(yè)的工程教育提供外部質(zhì)量保證。工程教育認(rèn)證是一種合格評估，不分等級，認(rèn)證通過意味著該專業(yè)的全體學(xué)生都達到畢業(yè)要求。

工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念包括以下三點：一是以學(xué)生為中心，要求教學(xué)設(shè)計以學(xué)生知識、能力、素質(zhì)達到既定標(biāo)準(zhǔn)（畢業(yè)要求）而設(shè)計；師資、課程等教學(xué)資源配置以保證學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達成為導(dǎo)向；質(zhì)量保障與評價以學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果為唯一標(biāo)準(zhǔn)。二是結(jié)果導(dǎo)向教育（outcome based education，OBE），即根據(jù)行業(yè)需求確定培養(yǎng)目標(biāo)，將培養(yǎng)目標(biāo)具體化為畢業(yè)要求，所有的教學(xué)環(huán)節(jié)均圍繞畢業(yè)要求的達成而設(shè)計。三是持續(xù)改進，要求建立合適的評價機制和評價周期，每一個教學(xué)參與者都要對培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、教學(xué)環(huán)節(jié)等進行評價，并將評價結(jié)果用于改進。

工程教育專業(yè)認(rèn)證盡管鼓勵各個高校根據(jù)自己的辦學(xué)特色制定各具特色的各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，但2015年最新版“工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定各個專業(yè)制定的畢業(yè)要求應(yīng)完全覆蓋以下12個方面的內(nèi)容：

工程知識：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決復(fù)雜工程問題。問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。使用現(xiàn)代工具：能夠針對復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性。工程與社會：能夠基于工程相關(guān)背景知識進行合理分析，評價專業(yè)工程實踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對復(fù)雜工程問題的專業(yè)工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。職業(yè)規(guī)范：具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感，能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任。個人和團隊：能夠在多學(xué)科背景下的團隊中承擔(dān)個體、團隊成員以及負(fù)責(zé)人的角色。溝通：能夠就復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達或回應(yīng)指令。并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。項目管理：理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用。終身學(xué)習(xí)：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。

三、光電專業(yè)物理光學(xué)教學(xué)改革思路

工程教育專業(yè)認(rèn)證的實施過程首先是檢查培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求是否合適，然后是看整個教學(xué)環(huán)節(jié)是否是圍繞培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的達成而設(shè)計的，是否有合適的評價機制對畢業(yè)要求及各個教學(xué)環(huán)節(jié)進行持續(xù)改進，最后是檢查是否有足夠的證據(jù)證明以上各個環(huán)節(jié)的實施是有效的而且是該專業(yè)針對所有學(xué)生的。因此，根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，對現(xiàn)有光電專業(yè)物理光學(xué)的教學(xué)需要注意以下幾個方面：

1.課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計：按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，課程教學(xué)目標(biāo)必須支撐一個或數(shù)個畢業(yè)要求，而且本課程對哪些畢業(yè)要求是強關(guān)聯(lián)，哪些是弱關(guān)聯(lián)也必須明確。一般來說，一門課僅支撐一個畢業(yè)要求太單一，但也不宜支撐太多畢業(yè)要求，因為對畢業(yè)要求的支撐要體現(xiàn)在課程的考核內(nèi)容中，支撐太多的畢業(yè)要求會對課程的考核帶來麻煩。按照對12項畢業(yè)要求的詳細(xì)解釋，物理光學(xué)作為光電專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要以光的電磁理論為理論基礎(chǔ)，講授光的傳播規(guī)律，光的干涉、衍射、偏振特性，光的吸收、色散、散射等現(xiàn)象，使學(xué)生對光學(xué)的基本概念、基本原理、典型光學(xué)系統(tǒng)及波動光學(xué)技術(shù)的應(yīng)用有較為深刻的認(rèn)識，因此至少應(yīng)該支撐工程知識、問題分析、研究等畢業(yè)要求。同時，作為專業(yè)基礎(chǔ)課，它對畢業(yè)要求中復(fù)雜工程問題的解決、分析和研究應(yīng)該是初步的。物理光學(xué)需要較強的數(shù)學(xué)知識，同時它又是光電專業(yè)其他專業(yè)課的基礎(chǔ)，起著承上啟下的作用，因此在這門課程中應(yīng)該初步培養(yǎng)學(xué)生通過各種運用各種信息技術(shù)工具查找相關(guān)專業(yè)資料并完成部分內(nèi)容的自學(xué)的能力，即部分支撐運用現(xiàn)代工具和終身學(xué)習(xí)的畢業(yè)要求。對其他畢業(yè)要求的支撐，可以根據(jù)每個學(xué)校的特色適當(dāng)選擇。

2.工程素養(yǎng)的培養(yǎng)：工程教育專業(yè)認(rèn)證強調(diào)實踐教學(xué)，注重學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程體系的制定要有企業(yè)人員參與；二是在工程認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中畢業(yè)要求部分特別強調(diào)學(xué)生研究、分析和解決復(fù)雜工程問題的能力，并要求以此為標(biāo)準(zhǔn)貫穿于教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。物理光學(xué)本身的內(nèi)容偏重理論，這就要求在教學(xué)過程中在注重理論學(xué)習(xí)的同時，還要強調(diào)對學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中可以通過以下幾點來達到工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求：一是重視理論推導(dǎo)過程中的目的、結(jié)論和適用條件的講解，讓學(xué)生從宏觀上把握為什么要如此推導(dǎo)，得到的結(jié)論有何意義，這些結(jié)論的適用條件是什么。這種在為達到某種目的在一定條件下利用所學(xué)知識分析問題并得到相應(yīng)結(jié)論的過程實際上就是一種工程素養(yǎng)。二是注重理論聯(lián)系實際，多講一些物理光學(xué)在科學(xué)研究和生活實踐中的應(yīng)用，例如干涉測量原理及各種干涉儀的應(yīng)用等。三是適當(dāng)增加實驗，并合理設(shè)計實驗。作為專業(yè)基礎(chǔ)課，物理光學(xué)需要一些驗證性實驗以增強學(xué)生對理論部分的理解，也需要一些設(shè)計性實驗，鼓勵學(xué)生運用課堂所學(xué)理論知識解決一些實際問題，從而達到提高解決實際問題能力的目的。針對工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的“復(fù)雜工程問題”，設(shè)計性實驗中可以嘗試多個知識點結(jié)合設(shè)計實驗，逐步培養(yǎng)對“復(fù)雜工程問題”的分析、研究和解決能力。

3.課程評價機制的建立：按照工程教育專業(yè)評估的要求，需要在一定時間周期內(nèi)進行畢業(yè)要求達成度評價，評價的基礎(chǔ)是每門課程的考核結(jié)果。一門課程支撐若干畢業(yè)要求，這門課的考核內(nèi)容是否完整體現(xiàn)了對相應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點的考核、考核形式是否合適、結(jié)果判定是否嚴(yán)格等就是這門課程達成度評價的最基本依據(jù)。因此，必須根據(jù)本門課程支撐的畢業(yè)要求合理設(shè)計考核形式以及考核內(nèi)容。最后，課程達成度的評價結(jié)果作為進一步完善該課程今后教學(xué)計劃的依據(jù)。

參考文獻：

[1]羅正祥.工程教育專業(yè)認(rèn)證及其對高校實踐教學(xué)的影響[J].實驗室研究與探索，2008，（06）：6-8.

[2]牛紅梅，汪廣恒，張亞婷.以工程教育專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向的化工專業(yè)改革探析[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理，2012，（03）：98-101.

Under the Background of Engineering Education Professional Certification Photoelectric Professional Physical Optics Teaching

JIA Hong-zhi，ZHENG Ji-hong，XU Bo-qing

（School of Optical-Electrical and Computer Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China）

Abstract：The brief introduction of the engineering education professional certification，on the basis of core idea and the basic requirements for the optical information science and engineering of the physical optics course，from the design of the teaching goal，the cultivation of engineering quality，the establishment of the curriculum evaluation mechanism three aspects，such as how to make the physical optics teaching to meet the requirements of engineering education professional certification.

Key words：engineering education professional certification；photoelectric professional；Physical optics