適應(yīng)工程教育認(rèn)證的光電培養(yǎng)方案探討與實(shí)踐

張志偉　趙冬娥　王高　程耀瑜　趙輝

[摘 要]討論了符合當(dāng)前工程教育改革主題和我校實(shí)際情況的人才培養(yǎng)方案，其具有四方面的特點(diǎn)：體現(xiàn)了我校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的光電檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)特色；符合教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》（2012年）中，對(duì)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的要求；滿足工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的要求；有利于提高我校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)高等工程教育質(zhì)量，有利于提升畢業(yè)生的創(chuàng)新意識(shí)與就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

[關(guān)鍵詞]華盛頓協(xié)議；工程教育；專業(yè)認(rèn)證；人才培養(yǎng)

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2018）04-0134-03

○、引言

隨著改革開放的不斷深入，我國逐步認(rèn)識(shí)到工程教育的重要性，并于2005年成立了全國工程師制度改革協(xié)調(diào)小組，2006年成立了全國工程教育專業(yè)認(rèn)證專家委員會(huì)，2012年成立了中國工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)，2013年成為《華盛頓協(xié)議》預(yù)備成員國，2016年成為《華盛頓協(xié)議》正式成員國[1]。工程教育專業(yè)認(rèn)證是實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)，是我國工程領(lǐng)域?qū)I(yè)人才走向國際市場(chǎng)的準(zhǔn)入證[2]。符合認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的人才培養(yǎng)模式，對(duì)確保每一位畢業(yè)學(xué)生都能夠成為國際互認(rèn)的合格工程師具有非常重要的意義[3][4]。我校光電信息科學(xué)與工程（工）專業(yè)依托儀器科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和山西省光電信息與儀器工程技術(shù)研究中心科研平臺(tái)，以及電工電子技術(shù)國家級(jí)示范實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的支撐，經(jīng)過全體教師的共同努力，逐漸凝練成了光電信息和技術(shù)光學(xué)兩個(gè)專業(yè)方向，形成了以光電信息采集、傳輸和處理為主，以光電檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)見長(zhǎng)的專業(yè)特色。

本文對(duì)照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及要求，結(jié)合教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》（2012年）和我校2017版的培養(yǎng)方案修訂的原則，開展了適應(yīng)工程教育認(rèn)證的光電專業(yè)本科培養(yǎng)方案探討與實(shí)踐工作。

一、培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求

作為人民兵工第一校和山西省重點(diǎn)建設(shè)高校，中北大學(xué)已走過了75年的發(fā)展歷程，在專業(yè)建設(shè)（人才培養(yǎng)）、科學(xué)研究和服務(wù)社會(huì)等方面均取得了令人驕傲的成績(jī)，為國防建設(shè)和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了較大的貢獻(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國際競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，同時(shí)，自高校擴(kuò)招以來，特別是近年來畢業(yè)生數(shù)量不斷增加，畢業(yè)生的就業(yè)形勢(shì)變得越來越嚴(yán)峻。面對(duì)國際競(jìng)爭(zhēng)與就業(yè)的嚴(yán)峻形勢(shì)，如何凸顯我校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)特色，培養(yǎng)具有明顯社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的專業(yè)人才，是我們不斷探索和研究的課題[5]。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為我校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)明確了探索的方向。按照認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)要求的“有公開的、符合學(xué)校定位的、適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的培養(yǎng)目標(biāo)；培養(yǎng)目標(biāo)能反映學(xué)生畢業(yè)后5年左右在社會(huì)與專業(yè)領(lǐng)域預(yù)期能夠取得的成就；定期評(píng)價(jià)培養(yǎng)目標(biāo)的合理性并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行修訂，評(píng)價(jià)與修訂過程有行業(yè)或企業(yè)專家參與”，結(jié)合教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》（2012年）和我校2017版的培養(yǎng)計(jì)劃修訂的原則，在考慮調(diào)研結(jié)果的基礎(chǔ)上，我們確立了本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)：“培養(yǎng)具有較高思想道德、文化修養(yǎng)、敬業(yè)精神、社會(huì)責(zé)任感以及健康體魄和良好的心理素質(zhì)，在光電信息的獲取、傳輸、處理和光電檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)方面，培養(yǎng)系統(tǒng)掌握光電信息科學(xué)與技術(shù)的基本理論、基本方法和實(shí)踐技能，具有綜合運(yùn)用光學(xué)科學(xué)理論和技術(shù)分析解決工程問題的基本能力，能夠在光電信息科學(xué)與工程的相關(guān)領(lǐng)域從事研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用的工程技術(shù)型人才。畢業(yè)后五年：具有從事光電信息獲取、傳輸和處理以及光電檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用的能力；能夠運(yùn)用光電信息科學(xué)與工程專業(yè)知識(shí)與技能，研究與解決光電信息與系統(tǒng)中的復(fù)雜工程問題；能夠在光電信息工程項(xiàng)目的施工中擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理或重要角色，并發(fā)揮有效作用；能夠在光電信息科學(xué)與工程領(lǐng)域具有一定的國際視野和較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感、事業(yè)心、安全與環(huán)保意識(shí)；能夠通過某種終身學(xué)習(xí)的渠道，自我更新知識(shí)和提升能力，進(jìn)一步增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和開拓能力”。

根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的人才培養(yǎng)基本要求，培養(yǎng)的學(xué)生必須達(dá)到知識(shí)、能力與素質(zhì)的12項(xiàng)基本要求。

1.具有從事光電信息領(lǐng)域工程技術(shù)工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)知識(shí)，具有工程制圖基礎(chǔ)知識(shí)，具有“光學(xué)、電路與電子線路理論與技術(shù)、信號(hào)與信息處理理論與技術(shù)、電磁場(chǎng)理論與技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用”等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，能運(yùn)用上述知識(shí)解決光電系統(tǒng)領(lǐng)域復(fù)雜的工程問題。

2.能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和“電磁場(chǎng)與電磁波、信號(hào)與系統(tǒng)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、光學(xué)及光電檢測(cè)技術(shù)”等工程科學(xué)的基本原理，描述和分析光電系統(tǒng)領(lǐng)域復(fù)雜的工程問題，并完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而對(duì)光電領(lǐng)域復(fù)雜的工程問題具有深刻認(rèn)識(shí)，能結(jié)合文獻(xiàn)檢索、資料查詢及現(xiàn)代光電技術(shù)獲取有效信息，為問題分析過程提供有益參考。

3.能夠針對(duì)光電系統(tǒng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計(jì)新穎的光路及光電轉(zhuǎn)換、放大電路或相關(guān)工藝流程，解決光電系統(tǒng)領(lǐng)域的工程問題，并在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。

4.能夠利用光學(xué)理論和光學(xué)仿真軟件，對(duì)光電系統(tǒng)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行建模、仿真，并對(duì)研究過程進(jìn)行優(yōu)化，通過實(shí)驗(yàn)以及對(duì)其結(jié)果分析處理等方法得到有效的結(jié)論。

5.能夠掌握利用光電技術(shù)獲取信息的手段、資源和現(xiàn)代工具的開發(fā)、選擇，對(duì)光電系統(tǒng)領(lǐng)域復(fù)雜的工程問題進(jìn)行預(yù)測(cè)與模擬，從而得到有效的結(jié)論，并能夠知其優(yōu)勢(shì)和不足。

6.能夠基于光電系統(tǒng)工程的相關(guān)背景知識(shí)，對(duì)光電系統(tǒng)領(lǐng)域工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問題解決方案的實(shí)施做出合理分析及評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上理解解決方案的實(shí)施可能產(chǎn)生的后果和應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。

7.通過對(duì)光電系統(tǒng)領(lǐng)域有關(guān)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的方針、政策以及法律和法規(guī)的了解，能對(duì)光電系統(tǒng)復(fù)雜工程問題的工程實(shí)踐影響環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展做出理性評(píng)價(jià)。

8.具有人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感，通過了解國家有關(guān)光電系統(tǒng)領(lǐng)域相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究和開發(fā)的法律與法規(guī)，以及國內(nèi)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和技術(shù)變化，在光電系統(tǒng)工程的實(shí)施中，理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，并履行相應(yīng)的責(zé)任。

9.能夠在具有“光學(xué)工程、信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)及儀器科學(xué)與技術(shù)”等學(xué)科背景的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色。

10.能夠就光電系統(tǒng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾，通過撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿以及陳述發(fā)言和清晰表達(dá)等方式進(jìn)行有效的溝通和交流，并有一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行光電系統(tǒng)領(lǐng)域的溝通與交流以及競(jìng)爭(zhēng)與合作。

11.理解并掌握光電系統(tǒng)工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，并能在“光學(xué)工程、信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)及儀器科學(xué)與技術(shù)”等學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用。

12.對(duì)光電系統(tǒng)領(lǐng)域的理論和技術(shù)的發(fā)展規(guī)律有明晰的認(rèn)識(shí)，能正確理解自主和終身學(xué)習(xí)的重要性，具備不斷提升學(xué)習(xí)和適應(yīng)光電技術(shù)快速發(fā)展的能力。

二、課程體系

工程教育認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)要求的課程體系必須包括：1.與本專業(yè)畢業(yè)要求相適應(yīng)的至少占總學(xué)分15%的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程；2.符合本專業(yè)畢業(yè)要求的至少占總學(xué)分30%的工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程；3.至少占總學(xué)分15%的人文社會(huì)科學(xué)類通識(shí)教育課程。結(jié)合我校培養(yǎng)方案修訂原則，我們完成了新一版的培養(yǎng)方案課程體系的修訂，包括通識(shí)教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)教育課程和專業(yè)教育課程三部分。

通識(shí)教育課程主要體現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，通過知識(shí)的基礎(chǔ)性、整體性、綜合性和廣博性幫助學(xué)生拓展視野，讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立思考與判斷，樹立正確的價(jià)值觀和人生觀，培養(yǎng)有思想、有道德、有使命感、有責(zé)任感和身體健康的合格公民。課程包括思想道德修養(yǎng)及法律基礎(chǔ)，形勢(shì)與政策，大學(xué)生實(shí)用心理學(xué)，大學(xué)英語，安全教育，中國近現(xiàn)代史綱要，C語言程序設(shè)計(jì)，創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)，大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo)，馬克思主義基本原理概論，毛澤東思想和中國特色社會(huì)主義理論體系概論以及通識(shí)教育選修課程等。

學(xué)科基礎(chǔ)教育課程的制定，依據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的電子信息與電氣工程類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，著重體現(xiàn)對(duì)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)的培養(yǎng)，讓學(xué)生建立寬厚的學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)、拓寬學(xué)生的知識(shí)面，為學(xué)生奠定學(xué)科和專業(yè)知識(shí)的基石。課程包括高等數(shù)學(xué)，工程制圖，線性代數(shù)，大學(xué)物理，概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，復(fù)變函數(shù)與積分變換，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，電路分析基礎(chǔ)，模擬電子技術(shù)，應(yīng)用光學(xué)、信號(hào)與系統(tǒng)，數(shù)字電子技術(shù)，電磁場(chǎng)與電磁波，物理光學(xué)，光電檢測(cè)技術(shù)，微機(jī)原理與接口技術(shù)以及光電子技術(shù)基礎(chǔ)等。其特點(diǎn)是包括了工程基礎(chǔ)類課程中的6個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的核心內(nèi)容以及專業(yè)基礎(chǔ)類課程等知識(shí)領(lǐng)域的核心內(nèi)容。

專業(yè)教育課程應(yīng)充分體現(xiàn)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及專業(yè)特色，著重培養(yǎng)學(xué)生掌握主修專業(yè)的基本知識(shí)、技能和方法，以及從事本專業(yè)工作的實(shí)踐能力和研究能力。課程包括信息光學(xué)，激光原理與技術(shù)，光纖通信技術(shù)，光電成像原理與應(yīng)用，光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，光學(xué)設(shè)計(jì)與CAD，單片機(jī)原理與應(yīng)用以及兩個(gè)專業(yè)方向選修課程。兩個(gè)專業(yè)方向選修課程包括精密儀器及機(jī)械設(shè)計(jì)，量子力學(xué)，紅外技術(shù)，光纖傳感技術(shù)，數(shù)字信號(hào)處理及ASIC電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用等，其特點(diǎn)是體現(xiàn)了“技術(shù)光學(xué)和光電信息”兩個(gè)專業(yè)方向。

三、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行初步的科研能力訓(xùn)練、工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練和創(chuàng)新思維訓(xùn)練，是一種強(qiáng)化“學(xué)生動(dòng)手能力、綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力”的培養(yǎng)。按照認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)要求的實(shí)踐教學(xué)體系，必須包括至少占總學(xué)分20%的工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。結(jié)合我校對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)占總學(xué)分25%的要求，我們構(gòu)建了包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)（含金工實(shí)習(xí)、電子工藝實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)）及畢業(yè)設(shè)計(jì)的從基礎(chǔ)性到專業(yè)性的實(shí)踐教學(xué)體系。其中，課程實(shí)驗(yàn)為光電信息綜合實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生在完成“電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)、光電檢測(cè)技術(shù)、光電成像原理與應(yīng)用、光纖傳感與光纖通信技術(shù)及單片機(jī)原理與應(yīng)用等課程的理論知識(shí)系統(tǒng)學(xué)習(xí)之后，利用3周時(shí)間對(duì)綜合利用這些課程知識(shí)的課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行綜合實(shí)踐，以加深對(duì)上述課程理論知識(shí)的理解。課程設(shè)計(jì)包括程序設(shè)計(jì)（以C語言為主的綜合性和應(yīng)用性程序開發(fā)）、電子電路綜合應(yīng)用實(shí)踐、應(yīng)用光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐及光電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐，其中每個(gè)課程設(shè)計(jì)都是學(xué)生完成相應(yīng)課程的理論知識(shí)學(xué)習(xí)之后，應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解決某一具體問題。這一實(shí)踐環(huán)節(jié)有利于提高學(xué)生運(yùn)用相關(guān)課程知識(shí)解決某一實(shí)際問題的能力。實(shí)習(xí)這一實(shí)踐環(huán)節(jié)是在學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)課程的理論知識(shí)之后，在實(shí)習(xí)基地由有經(jīng)驗(yàn)的教師或工程技術(shù)人員輔導(dǎo)，開展為期兩周的具體項(xiàng)目開發(fā)訓(xùn)練。這一實(shí)踐環(huán)節(jié)有利于提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)應(yīng)用領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)與了解。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)為期20周的綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，是針對(duì)某一具體設(shè)計(jì)項(xiàng)目（或研究?jī)?nèi)容），在指導(dǎo)教師的輔導(dǎo)下學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和能力的一次全面總結(jié)和綜合訓(xùn)練，是提升學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的綜合實(shí)踐。這一實(shí)踐環(huán)節(jié)有利于保證每一個(gè)學(xué)生均能獲得較全面的實(shí)踐鍛煉，為學(xué)生自信地服務(wù)社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

我們以工程教育認(rèn)證的通用標(biāo)準(zhǔn)和電子信息與電氣工程類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)思想，結(jié)合教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》（2012年）要求和我校2017版的培養(yǎng)方案修訂原則，對(duì)我校光電信息科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行了探討和實(shí)踐，其最大收獲是明晰了專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，凸顯了專業(yè)的優(yōu)勢(shì)和特色，優(yōu)化了課程體系和集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)；以通用標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范我們的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)過程，這有利于進(jìn)一步提升我校工程教育質(zhì)量、提高畢業(yè)生的綜合素質(zhì)及其創(chuàng)業(yè)與就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，有利于為我國培養(yǎng)更多的優(yōu)秀光電專業(yè)人才。

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[責(zé)任編輯：陳 明]