面向新工科建設(shè)的電子信息類專業(yè)工程教育研究與改革

李祖林 姚勝興 王勇剛 董海兵 洪俊

摘 ?要：本文針對(duì)工程教育理論全新視角下的新工科專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀，分析了當(dāng)前普通高校工程教學(xué)存在的問(wèn)題，以CDIO工程教育理念為指導(dǎo)探索電氣信息類專業(yè)工程教育模式的改革，通過(guò)產(chǎn)教融合，以“卓越工程師教育培養(yǎng)”為主線，建設(shè)校企合作實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，構(gòu)建基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”的工程實(shí)踐教學(xué)體系，“新工科”建設(shè)對(duì)現(xiàn)有工程教育培養(yǎng)模式改革提出了新的方向，為培養(yǎng)工程技術(shù)人才提供有益的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：新工科建設(shè);卓越工程師;工程教育理念;產(chǎn)出導(dǎo)向;產(chǎn)教融合

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）13-0188-03

Research and Reform of Engineering Education for Electronic Information Specialty

Facing the Construction of New Subjects

LI Zulin，YAO Shengxing，WANG Yonggang，DONG Haibing，HONG Jun

（School of Electrical Information Engineering，Hunan Institute of Technology，Hengyang ?421002，China）

Abstract：In view of the current situation of the construction of new discipline specialty from the new perspective of engineering education theory，this paper analyses the existing problems in engineering teaching in colleges and universities，explores the reform of engineering education mode of electrical information specialty under the guidance of CDIO engineering education concept，builds a practical teaching platform of school-enterprise cooperation based on “l(fā)earning production” through the integration of industry and education，and takes “education and training of outstanding engineers”as the main line. The construction of “new subject” has put forward a new direction for the reform of the existing engineering education training mode，and provided beneficial experience for the training of existing engineering and technical.

Keywords：new subject construction;outstanding engineer;engineering education concept;output orientation;integration of industry and education

0 ?引 ?言

我國(guó)工程教育在過(guò)去取得了較大的成績(jī)，培養(yǎng)了大批工程技術(shù)人才。但是我國(guó)工程教育目前仍存在不少問(wèn)題，主要體現(xiàn)在：人才培養(yǎng)模式單一，多樣性和適用性欠缺;工程性缺失和實(shí)踐教學(xué)薄弱等問(wèn)題長(zhǎng)期沒(méi)有得到解決;質(zhì)量評(píng)價(jià)體系導(dǎo)向重理論、輕設(shè)計(jì)、缺實(shí)踐;人才培養(yǎng)質(zhì)量監(jiān)控體系沒(méi)有形成持續(xù)改進(jìn)的體制機(jī)制;產(chǎn)教融合政策與體制機(jī)制不到位，企業(yè)不重視人才培養(yǎng)全過(guò)程的參與。要培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，就需要改革現(xiàn)有的專業(yè)工程教育培養(yǎng)模式，“新工科”建設(shè)正是對(duì)現(xiàn)有工程教育培養(yǎng)模式進(jìn)行改革提出的新的方向，并將為改革我國(guó)現(xiàn)有的工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式提供有益的經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)我校電氣信息類專業(yè)按照“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和工程教育專業(yè)認(rèn)證要求實(shí)施工程教育改革，在工程實(shí)踐教學(xué)模式、實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面完成工程人才培養(yǎng)體系的改革，推動(dòng)電氣信息類專業(yè)新工科建設(shè)，對(duì)工科類普通本科學(xué)校的工程實(shí)踐教學(xué)改革提出了更高的要求。

1 ?新工科建設(shè)對(duì)工程實(shí)踐教學(xué)的要求

傳統(tǒng)的工科專業(yè)人才培養(yǎng)最大的問(wèn)題是沒(méi)有培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和畢業(yè)達(dá)成度評(píng)價(jià)，也就難以確切定義工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)環(huán)節(jié)如課程教學(xué)、實(shí)踐訓(xùn)練和質(zhì)量評(píng)價(jià)等過(guò)程實(shí)施就會(huì)出現(xiàn)較大的隨意性和主觀性，工程人才培養(yǎng)的效果很難達(dá)到?；凇皩W(xué)習(xí)產(chǎn)出”O(jiān)BE（Outcome Based Education）的教學(xué)體系，實(shí)施CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate）工程教育模式，是新工科建設(shè)對(duì)工程實(shí)踐教學(xué)的新要求。CDIO教學(xué)模式以產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、安裝到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，CDIO使工程教育改革具有更加明確的方向性、系統(tǒng)性，它的12條標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整個(gè)模式的實(shí)施和檢驗(yàn)進(jìn)行了系統(tǒng)的、全面的指引，使得工程教育改革具體化、可操作、可測(cè)量，對(duì)學(xué)生和教師都具有重要指導(dǎo)意義。CDIO教學(xué)模式體現(xiàn)了系統(tǒng)性、科學(xué)性和先進(jìn)性的統(tǒng)一，代表了當(dāng)代工程教育的發(fā)展趨勢(shì)，這對(duì)電氣信息類專業(yè)本科學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)提出了更高的要求。我國(guó)針對(duì)工程教育存在的問(wèn)題，實(shí)施了卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃，培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備“面向工業(yè)界、面向世界、面向未來(lái)”的能力，要達(dá)到這個(gè)目的，學(xué)校和企業(yè)必須融合，針對(duì)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃，針對(duì)學(xué)生實(shí)行三年在學(xué)校完成理論課程和相關(guān)實(shí)踐課程、一年在企業(yè)完成工程能力培養(yǎng)的“3+1”人才培養(yǎng)模式，學(xué)生在企業(yè)完成一年的實(shí)踐能力培養(yǎng)的過(guò)程中，畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)自企業(yè)并在企業(yè)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，由企業(yè)和學(xué)校的雙導(dǎo)師共同指導(dǎo)，將學(xué)生在培養(yǎng)企業(yè)學(xué)習(xí)納入學(xué)校人才培養(yǎng)的全過(guò)程。因此，工程實(shí)踐教學(xué)效果不僅取決于校內(nèi)實(shí)訓(xùn)，也取決于企業(yè)工程綜合訓(xùn)練的實(shí)施效果，學(xué)校卓越計(jì)劃的實(shí)施對(duì)接了新工科建設(shè)對(duì)工程實(shí)踐教學(xué)的要求。

2 ?工程教育實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

根據(jù)卓越工種教育培養(yǎng)計(jì)劃培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和工程教育專業(yè)認(rèn)證培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求，基于OBE教學(xué)理念，建設(shè)校內(nèi)外軟硬件實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，構(gòu)建以CDIO為人才培養(yǎng)模式的具有電氣信息類專業(yè)特色的工程教育實(shí)踐教學(xué)體系。加強(qiáng)多樣化的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，包括校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室管理、教學(xué)條件軟硬資料開(kāi)放、校外產(chǎn)學(xué)合作實(shí)習(xí)基地和實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)，形成了具有電氣信息類專業(yè)特色的實(shí)踐教學(xué)體系，經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)改革與實(shí)踐，構(gòu)建了電氣信息類專業(yè)的“基本技能訓(xùn)練—綜合應(yīng)用訓(xùn)練—?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)用訓(xùn)練—工程應(yīng)用訓(xùn)練”四層次的實(shí)踐教學(xué)體系。以專業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)與校外工程訓(xùn)練相結(jié)合為核心，依據(jù)國(guó)家卓越工種教育培養(yǎng)計(jì)劃培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和工程教育論證標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)畢業(yè)要求，構(gòu)建了知識(shí)、能力和素質(zhì)培養(yǎng)的人才培養(yǎng)教學(xué)新體系，制訂了“三平臺(tái)、二模塊”的電氣信息類專業(yè)人才培養(yǎng)方案。實(shí)施校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)模式改革，校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)采用“項(xiàng)目制”教學(xué)，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，構(gòu)建基于工程教育理念的TDPS教學(xué)模式，即學(xué)生完成理論設(shè)計(jì)（T）—數(shù)字仿真（D）—實(shí)物制作（P）—系統(tǒng)調(diào)試（S）全過(guò)程的教學(xué)模式，學(xué)生在校內(nèi)三年學(xué)習(xí)階段采用研究性、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、探究式等教學(xué)方法，實(shí)行個(gè)性化培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

3 ?工程實(shí)踐教育改革成效

3.1 ?實(shí)施產(chǎn)學(xué)融合工程教育改革

實(shí)施產(chǎn)學(xué)融合教育，實(shí)行學(xué)校與企業(yè)“雙導(dǎo)師”制指導(dǎo)學(xué)生企業(yè)實(shí)踐，學(xué)生在企業(yè)完成一年的工程能力培養(yǎng)。學(xué)生在企業(yè)一年的培養(yǎng)過(guò)程中，實(shí)施“二制、三結(jié)合、四階段”的培養(yǎng)方式，“二制”是指學(xué)生在企業(yè)培養(yǎng)實(shí)行“崗位制”和“項(xiàng)目制”，學(xué)生在生產(chǎn)部、工程部、技術(shù)服務(wù)部和研發(fā)部等不同崗位輪崗學(xué)習(xí)，以企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目為切入點(diǎn)，掌握企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程、工程技術(shù)和生產(chǎn)管理等知識(shí);“三結(jié)合”是指將專業(yè)理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合、崗位技能培養(yǎng)與企業(yè)人才需求相結(jié)合、企業(yè)工程項(xiàng)目訓(xùn)練與學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)學(xué)生、企業(yè)和學(xué)校的三方良性互動(dòng)與協(xié)作，確?！白吭接?jì)劃”的可持續(xù)實(shí)施;“四階段”是指學(xué)生在企業(yè)培養(yǎng)過(guò)程按照知識(shí)、能力、素質(zhì)全面培養(yǎng)的要求實(shí)施階段遞進(jìn)式培養(yǎng)，第一階段以工程安全與管理知識(shí)為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)企業(yè)安全制度、企業(yè)文化、環(huán)境保護(hù)與企業(yè)管理等內(nèi)容，第二階段以專業(yè)工程知識(shí)為基礎(chǔ)熟悉企業(yè)生產(chǎn)工藝和管理流程，了解企業(yè)產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，第三階段以實(shí)際工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)，在企業(yè)相應(yīng)崗位上參加項(xiàng)目訓(xùn)練，應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決簡(jiǎn)單工程問(wèn)題，制訂工程技術(shù)文檔，達(dá)到工程能力的基礎(chǔ)訓(xùn)練，第四階段以企業(yè)需求和實(shí)際工程項(xiàng)目技術(shù)改造為目的，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，結(jié)合專業(yè)理論和工程知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題，對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，利用所學(xué)專業(yè)技術(shù)實(shí)施項(xiàng)目理論分析—方案設(shè)計(jì)—項(xiàng)目實(shí)踐—系統(tǒng)測(cè)試（簡(jiǎn)稱TDPS）的訓(xùn)練過(guò)程，并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)課題真題真做的目標(biāo)。通過(guò)產(chǎn)教融合教育，學(xué)生在工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、專業(yè)知識(shí)表達(dá)、技術(shù)文檔制作、工程項(xiàng)目管理和終身學(xué)習(xí)等方面的能力得到了提高，加強(qiáng)了學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的全面培養(yǎng)。

3.2 ?加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)

“雙師型”教師是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的必要條件，學(xué)院規(guī)定參加卓越計(jì)劃教學(xué)和工程教育認(rèn)證的教師應(yīng)具有在企業(yè)工作背景或鍛煉經(jīng)歷，新進(jìn)專業(yè)教師應(yīng)到企業(yè)或?qū)嶒?yàn)室培養(yǎng)一年，提高新進(jìn)教師的工程意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力;教師利用學(xué)生在企業(yè)完成一年的工程訓(xùn)練指導(dǎo)機(jī)會(huì)，專業(yè)教師與企業(yè)指導(dǎo)老師共同指導(dǎo)學(xué)生，完成在企業(yè)的工程訓(xùn)練任務(wù)，構(gòu)建校企合作的教師互動(dòng)教學(xué)模式，積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);聘請(qǐng)工程經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)工程師作為全職教師、企業(yè)導(dǎo)師或兼職教師共同制訂專業(yè)人才培養(yǎng)方案、共同完成課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，以授課、講座和報(bào)告會(huì)等形式將工程實(shí)例、工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、企業(yè)文化和企業(yè)工匠精神帶進(jìn)課堂，傳授給學(xué)生，并與學(xué)校專業(yè)教師合作，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)理論，完成學(xué)生在企業(yè)一年的工程能力培養(yǎng)工作，參與學(xué)校工程教育指導(dǎo)委員會(huì)，深度參與專業(yè)人才培養(yǎng)全過(guò)程;提高專業(yè)教師的自主學(xué)習(xí)能力，選送教師到國(guó)外高校進(jìn)修，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)理念，拓展教師的國(guó)際化視野，跟蹤電氣信息類專業(yè)前沿學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，學(xué)習(xí)國(guó)外的科研成果與先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用于實(shí)際工程實(shí)踐教學(xué)過(guò)程;選派專業(yè)教師參與專業(yè)相關(guān)的大型企業(yè)決策管理、承擔(dān)相關(guān)企業(yè)科技服務(wù)和參加企業(yè)的項(xiàng)目研究開(kāi)發(fā)。建設(shè)一支年齡、學(xué)歷和職稱結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”教學(xué)師資隊(duì)伍，確保新工科專業(yè)建設(shè)、工程教育專業(yè)認(rèn)證和卓越計(jì)劃實(shí)施等工作的順利開(kāi)展。

3.3 ?完善實(shí)踐教學(xué)管理制度，改革考核方式

完善實(shí)踐教學(xué)管理制度，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)管理，特別是學(xué)生企業(yè)一年的培養(yǎng)階段管理，必須要有相應(yīng)的制度做保障，學(xué)生在企業(yè)完成一年工程能力培養(yǎng)過(guò)程中，學(xué)院制訂了學(xué)生校外工程訓(xùn)練管理、產(chǎn)學(xué)合作管理和企業(yè)完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)管理等制度。建立學(xué)生在企業(yè)完成工程訓(xùn)練的保障機(jī)制，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)足額到位，學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)前，簽訂學(xué)校、企業(yè)和學(xué)生三方協(xié)議，為學(xué)生在企業(yè)工程訓(xùn)練購(gòu)買人身意外傷害保險(xiǎn)。加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)管理必須改革實(shí)踐教學(xué)考核方式，改變傳統(tǒng)的以實(shí)驗(yàn)報(bào)告與實(shí)習(xí)報(bào)告來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)踐課程成績(jī)的考核方式，采用筆試、實(shí)物作品制作、現(xiàn)場(chǎng)答辯、實(shí)習(xí)過(guò)程記錄、實(shí)習(xí)讀書筆記和實(shí)習(xí)報(bào)告總結(jié)等方式，企業(yè)導(dǎo)師和學(xué)校導(dǎo)師雙重考核評(píng)價(jià)學(xué)生的成績(jī)，實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+企業(yè)培養(yǎng)過(guò)程”對(duì)學(xué)生實(shí)行過(guò)程管理，重點(diǎn)考核學(xué)生的表達(dá)能力、組織能力、工程知識(shí)應(yīng)用能力、工程實(shí)踐動(dòng)手能力和工程項(xiàng)目管理能力。

4 ?結(jié) ?論

以工程教育認(rèn)證“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的教育理念，構(gòu)建了電氣信息類專業(yè)“基礎(chǔ)—綜合—工程—?jiǎng)?chuàng)新”四層次人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系，基于國(guó)際工程教育CDIO教學(xué)模式，提出了理論設(shè)計(jì)（T）—數(shù)字仿真（D）—實(shí)物制作（P）—系統(tǒng)調(diào)試（S）的電氣信息類專業(yè)工程教育模式，提高了電氣信息類專業(yè)學(xué)生工程教育質(zhì)量。實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃和工程教育專業(yè)認(rèn)證是新工科建設(shè)的質(zhì)量保障，圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)機(jī)器人、人工智能等新技術(shù)，以學(xué)生為中心，堅(jiān)持服務(wù)區(qū)域和行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成果導(dǎo)向，健全持續(xù)改進(jìn)的評(píng)價(jià)機(jī)制，形成面向“智能制造”，具有鮮明特色的電氣信息類專業(yè)人才培養(yǎng)模式，以提高學(xué)生工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力為核心，大力推進(jìn)工程實(shí)踐教育教學(xué)改革，研究和探索工程實(shí)踐教學(xué)新模式、新機(jī)制，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳愛(ài)華，侯永峰，楊秋波，等.加快發(fā)展和建設(shè)新工科，主動(dòng)適應(yīng)和引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì) [J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[2] 顧佩華，胡文龍，陸小華，等.從CDIO在中國(guó)到中國(guó)的CDIO發(fā)展路徑、產(chǎn)生的影響及其原因研究 [J].高等工程教育研究，2017（1）：24-43.

[3] 本書編寫組.創(chuàng)新高等理工科教育人才培養(yǎng)機(jī)制 [M].北京：高等教育出版社，2015.

[4] 吳愛(ài)華，劉曉宇.深入推進(jìn)理工科人才培養(yǎng)機(jī)制創(chuàng)新 [J].高等工程教育研究，2014（2）：1-6+17.

[5] 韓璞，林永君，劉延泉，等.自動(dòng)化專業(yè)卓越工程師課程體系的改革與實(shí)踐 [J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（10）：262-264+271.

[6] 林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”學(xué)校工作方案研究 [J].高等工程教育研究，2010（5）：30-36+43.

[7] 李祖林，易杰，姚勝興.電氣信息類專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)模式研究與實(shí)踐 [J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2008（4）：69-70.

作者簡(jiǎn)介：李祖林（1966-），男，漢族，湖南衡陽(yáng)人，教授，院長(zhǎng)，碩士研究生，研究方向：自動(dòng)化控制的研究與教學(xué)。