基于專業(yè)認(rèn)證的電子信息工程專業(yè)課程體系探索

李鋒+張貞凱+田雨波

摘 要：文章以工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)與要求為導(dǎo)向，以培養(yǎng)解決“復(fù)雜工程問題”能力為核心，對電子信息工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，對教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式進(jìn)行了一系列改革，以構(gòu)建層次化的實(shí)踐教學(xué)體系，借鑒CDIO理念，結(jié)合學(xué)科特色開展專業(yè)綜合實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化過程管理，突出復(fù)雜工程能力的培養(yǎng)，旨在為專業(yè)認(rèn)證及專業(yè)建設(shè)打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工程教育；專業(yè)認(rèn)證；電子信息工程；課程體系

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）12-0020-03

工程教育專業(yè)認(rèn)證是工程技術(shù)行業(yè)的相關(guān)協(xié)會連同工程教育實(shí)施者對工程技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的高等教育質(zhì)量加以控制，以保證工程技術(shù)行業(yè)的從業(yè)人員達(dá)到相應(yīng)教育要求的過程。2013年6月，國際工程聯(lián)盟大會接納中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備成員。2016年6月，我國加入《華盛頓協(xié)議》成為正式成員，工程教育認(rèn)證體系得到國際認(rèn)可，工程教育邁上新的發(fā)展臺階?！肮こ探逃龑I(yè)認(rèn)證”是地方高校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、提高自身競爭力的重要契機(jī)。

如何依托于專業(yè)認(rèn)證這個(gè)契機(jī)，結(jié)合院校自身發(fā)展特點(diǎn)，培養(yǎng)出符合國際標(biāo)準(zhǔn)、具有人才市場競爭優(yōu)勢的電子信息工程人才，是電子信息工程專業(yè)建設(shè)中必須思考的問題。在電子信息工程專業(yè)建設(shè)中，我們以專業(yè)認(rèn)證理念為導(dǎo)向，力圖深入理解工程教育專業(yè)認(rèn)證的精神實(shí)質(zhì)，把握專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵，加強(qiáng)對社會需的研究，改革課程體系和教學(xué)方法，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，為人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、專業(yè)認(rèn)證及復(fù)雜工程問題概述

專業(yè)認(rèn)證的關(guān)鍵就是評估專業(yè)的教學(xué)是否適合學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入該領(lǐng)域從事專業(yè)工作的要求，確認(rèn)高等學(xué)校所開設(shè)的專門職業(yè)性教學(xué)計(jì)劃是否符合預(yù)先制定的合格標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注高校課程體系對能力標(biāo)準(zhǔn)體系的響應(yīng)性。工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循三個(gè)基本理念[1-2]：成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)。這些理念對引導(dǎo)和促進(jìn)專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。

“復(fù)雜工程問題”是指待解決的工程問題涉及多個(gè)工程、技術(shù)及其他方面的因素，無法用簡單的工程方法解決，必須運(yùn)用深入的工程原理，并經(jīng)過分析才可能得到解決的問題[3-4]。其主要特征有以下幾個(gè)方面：

（1）必須運(yùn)用深入的工程原理，經(jīng)過分析才可能得到解決；（2）問題所涉及的各種技術(shù)、工程和其他因素間可能會存在沖突；（3）成型的理論和技術(shù)不一定能完全解決，需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性；（4）不是僅靠常用方法就可以完全解決的，要解決這類問題必須創(chuàng)造性地利用工程原理，并超越以前的經(jīng)驗(yàn)，才能給出合理的、令人滿意的解決方案；（5）問題中的各因素可能沒有完全包含在專業(yè)工程實(shí)踐的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中；（6）問題具有較高的綜合性，包含多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子問題；（7）問題相關(guān)各方利益不完全一致，對同樣的工程問題會有不同的結(jié)論。

在2015版工程教育專業(yè)認(rèn)證的12條畢業(yè)要求通用標(biāo)準(zhǔn)中，有8條涉及了“復(fù)雜工程問題”。在電子信息工程領(lǐng)域，這種復(fù)雜工程問題也處處存在。根據(jù)專業(yè)認(rèn)證的理念和標(biāo)準(zhǔn)，在專業(yè)培養(yǎng)方案及課程建設(shè)過程中，應(yīng)主動(dòng)將復(fù)雜工程問題融入到教學(xué)內(nèi)容中，在課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技訓(xùn)練等教學(xué)環(huán)節(jié)中，不斷改進(jìn)教學(xué)模式和教學(xué)理念，才能滿足認(rèn)證要求、不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

二、基于專業(yè)認(rèn)證的電子信息工程專業(yè)課程體系探索

電子信息工程專業(yè)是我校重點(diǎn)發(fā)展的特色專業(yè)之一，也是我校首批專業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)專業(yè)。圍繞江蘇科技大學(xué)建設(shè)國內(nèi)一流造船大學(xué)的長遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)，以工程教育專業(yè)認(rèn)證為抓手，按照“學(xué)生中心，產(chǎn)出導(dǎo)向，強(qiáng)化實(shí)踐，注重創(chuàng)新，持續(xù)改進(jìn)”的思路，對專業(yè)建設(shè)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，對課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，對人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、師資隊(duì)伍、教學(xué)條件與教學(xué)資源、教學(xué)方法與考核方法、學(xué)科競賽與科技創(chuàng)新、專業(yè)實(shí)踐、過程管理與持續(xù)改進(jìn)機(jī)制等方面采取了一系列舉措，著力打造有行業(yè)特色的應(yīng)用型電子信息工程教育體系。

（1）人才培養(yǎng)目標(biāo)。開展社會需求調(diào)研，結(jié)合江蘇科技大學(xué)行業(yè)特色和辦學(xué)定位，確定了江蘇科技大學(xué)電子信息工程專業(yè)定位及人才培育目標(biāo)為：具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識和電子專業(yè)知識；具備良好的人文素養(yǎng)與職業(yè)道德，較強(qiáng)的溝通能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；具備較強(qiáng)的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力，分析問題、解決問題以及開展工程研究的綜合能力；具備一定的創(chuàng)新性潛質(zhì)和國際化視野；具備電子工程師的基本素質(zhì)，并勝任各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的研發(fā)與制造工作。預(yù)期在畢業(yè)5年左右，能夠在相關(guān)領(lǐng)域勝任系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)、技術(shù)服務(wù)與管理等方面的工作。

（2）畢業(yè)要求與能力矩陣。將培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)認(rèn)證所規(guī)定的12條畢業(yè)要求相對應(yīng)。規(guī)定了學(xué)生完成學(xué)業(yè)時(shí)應(yīng)取得的學(xué)習(xí)成果，在知識方面，包括人文社會科學(xué)、法律經(jīng)管，專業(yè)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識及工程實(shí)踐知識；能力方面包括較強(qiáng)的獲取知識和綜合運(yùn)用知識分析、解決問題的能力，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識和技術(shù)手段設(shè)計(jì)電子信息系統(tǒng)的能力，組織管理能力，跨文化交流表達(dá)能力；境界方面包括創(chuàng)新的態(tài)度和意識，自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的意識、社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德等。

（3）課程體系。按照專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，在通識課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、專業(yè)方向課、集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中設(shè)置了認(rèn)證所要求的電子信息工程專業(yè)知識領(lǐng)域，給出本專業(yè)的主干課程如下表所示。

將畢業(yè)要求細(xì)化到可實(shí)施、可檢查的程度，并分解到不同的課程和培養(yǎng)環(huán)節(jié)中，建立畢業(yè)要求與課程體系的對應(yīng)關(guān)系。主要課程與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系如下表2所示，其中畢業(yè)要求1—12 分別代表：工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)。endprint

（4）課程體系的思路和特色。按照“通識教育—學(xué)科基礎(chǔ)—專業(yè)核心—領(lǐng)域方向”四個(gè)層次開設(shè)專業(yè)培養(yǎng)所需課程，遞進(jìn)式地完成對專業(yè)知識的“銜接—融合—提升”，引導(dǎo)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)。按照專業(yè)課程特色化、課程實(shí)層次的思路逐步提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

專業(yè)課程特色化。專業(yè)課結(jié)合學(xué)科特色與教師科研實(shí)踐，以電子信息技術(shù)在船舶海洋領(lǐng)域中的應(yīng)用為導(dǎo)向，開設(shè)了包括“船舶雷達(dá)原理”、“船舶通信與導(dǎo)航技術(shù)”、“聲吶技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等在內(nèi)的特色課程，以及“專業(yè)課綜合實(shí)訓(xùn)”等實(shí)踐課，課程教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科特色高度相關(guān)，為開展復(fù)雜工程問題的實(shí)踐打下了基礎(chǔ)。

課程實(shí)踐層次化。面向“復(fù)雜工程問題”，將實(shí)踐教學(xué)分為基本技能、綜合應(yīng)用與初步設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐與創(chuàng)新等三個(gè)層次。基本技能層包括“大學(xué)物理”、“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”、“金工實(shí)習(xí)”、“電子認(rèn)知實(shí)習(xí)”，專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)的目的是進(jìn)行工程類基本技能訓(xùn)練，解決相對簡單的工程問題。綜合應(yīng)用與初步設(shè)計(jì)層包括 “微機(jī)原理”、“信號與系統(tǒng)”、“電磁場”、“電子電路課程設(shè)計(jì)”、“通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”等，目的是單科知識綜合應(yīng)用和初步設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，解決較復(fù)雜工程問題。工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力層包含“專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)”、“電子產(chǎn)品策劃與設(shè)計(jì)”、“企業(yè)實(shí)訓(xùn)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等，實(shí)踐項(xiàng)目多來自教師科研與企業(yè)需求，具有較強(qiáng)的學(xué)科特色，借鑒CDIO理念，多采用項(xiàng)目式教學(xué)。

三、面向復(fù)雜工程問題的實(shí)踐教學(xué)建設(shè)探索

（一）構(gòu)建以學(xué)生為中心的教學(xué)模式

以工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)和要求為導(dǎo)向，改進(jìn)課程的教學(xué)大綱、根據(jù)課程與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系，明確課程的定位和教學(xué)目標(biāo)、改革教學(xué)手段、改進(jìn)學(xué)業(yè)考核與評定方法、改革課程實(shí)踐內(nèi)容等。

以提高效果為目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)模式和教學(xué)方法，建立開放式、對話式、研究式課堂，實(shí)施基于問題、基于案例、基于項(xiàng)目等多種研究性學(xué)習(xí)方法。因課施教、因材施教、多種教學(xué)方法相結(jié)合。創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)手段，利用“慕課”、“微課”、“翻轉(zhuǎn)課堂”等手段，拓展教學(xué)空間和時(shí)間，壓縮課內(nèi)學(xué)時(shí)，將部分?jǐn)?shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號與信息處理及相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)等留作課外作業(yè)，讓學(xué)生利用個(gè)人電腦以及“宿舍實(shí)驗(yàn)室”、“口袋實(shí)驗(yàn)室”等完成課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)。

（二）面向復(fù)雜工程，推行專業(yè)綜合實(shí)踐項(xiàng)目

在校內(nèi)完成專業(yè)方向課學(xué)習(xí)之后開始實(shí)施“綜合實(shí)踐”課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。以綜合運(yùn)用所學(xué)知識為原則，綜合實(shí)踐項(xiàng)目來源于教師科研、企業(yè)需求、教學(xué)實(shí)例及工程實(shí)踐，實(shí)踐內(nèi)容及實(shí)施目標(biāo)經(jīng)過教研室充分討論，形成面向工程一線的專業(yè)課程實(shí)踐項(xiàng)目提供學(xué)生選擇。借鑒CDIO理念，實(shí)踐項(xiàng)目分為選題、方案設(shè)計(jì)與論證、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目驗(yàn)收等幾個(gè)階段和步驟。學(xué)生以組為單位，通過調(diào)研寫出實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)施計(jì)劃，以及項(xiàng)目所需軟硬件資源等，經(jīng)課程組教師審查評估，協(xié)助提供相關(guān)條件并負(fù)責(zé)指導(dǎo)，最后撰寫項(xiàng)目報(bào)告，完成項(xiàng)目答辯。

為確保綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)的有效性，改革實(shí)踐環(huán)節(jié)考核評價(jià)方式，實(shí)施多樣化、過程式考核。將基本技能的掌握及分析、獨(dú)立思考能力、主動(dòng)學(xué)習(xí)意識、解決工程實(shí)際問題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)造性思維等作為考核的要點(diǎn)，建立分項(xiàng)評價(jià)制度，采用量化的評價(jià)指標(biāo)。

（三）強(qiáng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)過程管理，突出復(fù)雜工程能力培養(yǎng)

畢業(yè)設(shè)計(jì)既是培養(yǎng)計(jì)劃中學(xué)分比重最大的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)工程實(shí)踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了保證畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，對畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、開題、中期答辯、成果驗(yàn)收及畢業(yè)答辯等全過程進(jìn)行監(jiān)控。

成立畢業(yè)設(shè)計(jì)專家組，對畢業(yè)設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容逐一審查，去掉工程實(shí)踐性不突出、過于簡單或創(chuàng)新性不足的課題，并對課題的工作量及難度進(jìn)行評估，保證學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到全面綜合的工程訓(xùn)練。

為保證畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，在大四第一學(xué)期初啟動(dòng)畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，用近一年的時(shí)間來完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。把畢業(yè)設(shè)計(jì)和綜合實(shí)踐等環(huán)節(jié)系統(tǒng)地結(jié)合在一起，鼓勵(lì)學(xué)生提前接觸畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，為學(xué)生提供足夠的開放性實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生有更多的時(shí)間對課題進(jìn)行深入了解。

（四）提高教師的工程實(shí)踐能力

為使實(shí)踐教學(xué)更貼近電子信息工程行業(yè)實(shí)際，經(jīng)常選派教師參加相關(guān)的技術(shù)交流、參觀、培訓(xùn)，開闊視野，鍛煉教師動(dòng)手實(shí)踐能力。以學(xué)科競賽推動(dòng)工程實(shí)踐與科技創(chuàng)新，對各類國家級、省級競賽活動(dòng)指定專門的教師負(fù)責(zé)，組成學(xué)科競賽指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，加大科技創(chuàng)新指導(dǎo)對教師的績效考核比例。加強(qiáng)校企合作，派遣教學(xué)骨干到企業(yè)掛職鍛煉，參與企業(yè)或研究所的工程項(xiàng)目，增強(qiáng)教師的工程實(shí)踐經(jīng)歷，聘請企業(yè)工程技術(shù)人員作為實(shí)踐課程指導(dǎo)教師。

專業(yè)認(rèn)證工作中涉及人才培養(yǎng)的方方面面，工作任務(wù)繁重。合理的人才培養(yǎng)方案、課程體系及教學(xué)模式及質(zhì)量保障體系是專業(yè)認(rèn)證工作的基礎(chǔ)。按照專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和人才培養(yǎng)理念，以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)解決“復(fù)雜工程問題”能力為核心，對電子信息工程專業(yè)的課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式進(jìn)行了一系列的改革。借鑒CDIO理念，構(gòu)建層次化的實(shí)踐教學(xué)體系，結(jié)合學(xué)科特色開展專業(yè)綜合實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化過程管理，突出復(fù)雜工程能力培養(yǎng)。盡管我們做了一定的工作，但與專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)還存在較大距離。我們希望以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，不斷規(guī)范人才培養(yǎng)過程，從而培養(yǎng)出具有更高競爭力、符合國際標(biāo)準(zhǔn)的工程技術(shù)人才。

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