新工科背景下應(yīng)用型本科院校電子信息工程專業(yè)課程體系改革探索與實(shí)踐

畢楊

摘 ?要：在新工科背景下應(yīng)用型本科院校肩負(fù)著工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要使命。課程體系改革是成功完成該項(xiàng)使命的一項(xiàng)至關(guān)重要的、具有挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵工作。試圖分析和討論工程型人才的培養(yǎng)目標(biāo)和要求，結(jié)合電子信息工程專業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)電子信息工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行改革和探索。

關(guān)鍵詞：新工科;應(yīng)用型本科院校;課程體系

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）11-0143-03

Abstract： Under the background of new engineering， application-oriented undergraduate colleges shoulder the important mission of application-oriented talents training. The reform of curriculum system is a key and challenging task to successfully accomplish this mission. This paper attempts to analyze and discuss the training objectives and requirements of engineering talents， combine the characteristics of electronic information engineering major， and reform and explore the curriculum system of electronic information engineering major.

Keywords： new engineering; application-oriented undergraduate colleges; curriculum system

一、背景與意義

2017年2月以來(lái)，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》、《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國(guó)模式、中國(guó)經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)。新工科的提出主要是為了應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”等一系列國(guó)家戰(zhàn)略[1，2]。電子信息工程是一門(mén)利用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行電子信息控制和信息處理的學(xué)科，主要研究信息的獲取與處理、電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和集成。電子信息工程專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，綜合性很強(qiáng)，完全符合“新工科”建設(shè)和發(fā)展的需要。

新工科建設(shè)需要解決的問(wèn)題是：要求學(xué)校能從戰(zhàn)略高度創(chuàng)新高等工程教育的理念，推動(dòng)高等工程教育的學(xué)科專業(yè)和人才培養(yǎng)模式建設(shè)，積極開(kāi)展相關(guān)政策的研究。新經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需工程科技人才的特征就是要能夠解決“跨界”的“復(fù)雜工程問(wèn)題”，能夠解決“跨界”“復(fù)雜工程問(wèn)題”的工程科技人員就是支撐新經(jīng)濟(jì)發(fā)展所亟需的工程科技人才[3，4]。

教育部高等教育司張大良司長(zhǎng)對(duì)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行了分析，強(qiáng)調(diào)指出新經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展迫切需要新型工科人才的支撐。以新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)為背景的新工科建設(shè)，要設(shè)置和發(fā)展一批新興工科專業(yè)，并推動(dòng)現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新。里瑟琦智庫(kù)高等教育委員會(huì)根據(jù)張大良司長(zhǎng)報(bào)告，梳理了2012年專業(yè)目錄和2015年本科專業(yè)備案與審批結(jié)果（2016年2月發(fā)布）中的新工科專業(yè)分布情況，梳理結(jié)果顯示，電子信息工程專業(yè)屬于新工科專業(yè)[5，6]。

在當(dāng)前新工科發(fā)展和新經(jīng)濟(jì)建設(shè)形勢(shì)下，西安航空學(xué)院作為應(yīng)用型本科院校，將以新工科發(fā)展和建設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)我校的電子信息工程專業(yè)進(jìn)行改革創(chuàng)新，改革原本的課程體系和人才培養(yǎng)方案，以培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的應(yīng)用型創(chuàng)新人才為目標(biāo)，對(duì)電子信息工程專業(yè)的原有課程體系進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與構(gòu)建，更新教學(xué)觀念和教學(xué)內(nèi)容，以創(chuàng)新理念完成新時(shí)期工程技術(shù)人才培養(yǎng)。

二、主要思路

（一）課程體系的基本形式

大學(xué)課程體系是大學(xué)根據(jù)本校制定的人才培養(yǎng)目標(biāo)而設(shè)計(jì)和構(gòu)建，是由各自獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的一組課程所構(gòu)成的有機(jī)整體。“層次化課程體系”和“模塊化課程體系”是現(xiàn)有的兩種具有代表性的課程體系?！皩哟位n程體系”源自前蘇聯(lián)，具有強(qiáng)邏輯，漸進(jìn)性的優(yōu)點(diǎn)，但是又具有窄口徑的缺點(diǎn)?！澳K化課程體系”通常由三大課程模塊構(gòu)成，分別為專業(yè)課程模塊、選修課程模塊和核心課程模塊。該課程體系口徑寬、學(xué)科交叉，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面和個(gè)性兼顧發(fā)展，但是課程體系的整體性不明顯。

目前，我校電子信息工程專業(yè)的課程體系實(shí)際上是以上兩種課程體系的有機(jī)結(jié)合，既有層次化的邏輯性、漸進(jìn)性，又將課程模塊思想貫穿始終。

（二）課程體系的新要求

依據(jù)新工科背景對(duì)人才培養(yǎng)提出的新要求，以能夠培養(yǎng)出解決“跨界”的“復(fù)雜工程問(wèn)題”工程型人才為目標(biāo)，急需對(duì)電子信息工程專業(yè)的課程體系進(jìn)一步的優(yōu)化和完善。在以往的課程體系建設(shè)中，存在兩個(gè)誤區(qū)，第一、“復(fù)雜工程問(wèn)題”的達(dá)成僅僅用提高專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的技術(shù)難度來(lái)實(shí)現(xiàn);第二、提高解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”的能力一是通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)等課程的難度來(lái)實(shí)現(xiàn)，二是通過(guò)提高每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的難度，用技術(shù)難度來(lái)解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”[9]。

根據(jù)工程型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合電子信息工程專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)，其課程設(shè)置必須能夠達(dá)成畢業(yè)要求，并且要邀請(qǐng)企業(yè)或行業(yè)專家指導(dǎo)課程體系的構(gòu)建與設(shè)計(jì)。課程體系內(nèi)課程應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：

1. 與本專業(yè)畢業(yè)要求相適應(yīng)的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程（至少占總學(xué)分的15%）。

2. 符合本專業(yè)畢業(yè)要求的工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程（至少占總學(xué)分的30%）。工程基礎(chǔ)類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程能體現(xiàn)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)在本專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)，專業(yè)類課程能體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)。

3. 工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（至少占總學(xué)分的20%）。設(shè)置完善的實(shí)踐教學(xué)體系，并與企業(yè)合作，開(kāi)展實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題要結(jié)合本專業(yè)的工程實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、協(xié)作精神以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的指導(dǎo)和考核應(yīng)有企業(yè)或行業(yè)專家參與。

4. 人文社會(huì)科學(xué)類通識(shí)教育課程（至少占總學(xué)分的15%），使學(xué)生在從事工程設(shè)計(jì)時(shí)能夠考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、倫理等各種制約因素。

新工科要求下，課程體系的設(shè)計(jì)應(yīng)以達(dá)成畢業(yè)要求為目標(biāo)，按照基于學(xué)習(xí)成果導(dǎo)向反向設(shè)計(jì)，以能力為核心構(gòu)建課程體系。

（三）課程體系改革的具體思路

根據(jù)工程型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合本專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)，該專業(yè)的課程體系應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革：

1. 增加對(duì)工程基礎(chǔ)知識(shí)的培養(yǎng)

將工程倫理的知識(shí)、職業(yè)道德的約束、職務(wù)發(fā)明的約束、知識(shí)產(chǎn)權(quán)策略、法律及法規(guī)、環(huán)境保護(hù)等各種工程基礎(chǔ)知識(shí)綜合后進(jìn)行有針對(duì)性的工程基礎(chǔ)知識(shí)培養(yǎng)。

2. 增加對(duì)解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”方法論的培養(yǎng)

在到企業(yè)進(jìn)行認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)之前，先進(jìn)行集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式（Integrated Product Development， IPD）或其它方法論的培養(yǎng)。

3. 增加對(duì)經(jīng)濟(jì)與管理知識(shí)的培養(yǎng)

進(jìn)行企業(yè)基本財(cái)務(wù)知識(shí)及管理會(huì)計(jì)知識(shí)的培養(yǎng)，使學(xué)生在工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)具有經(jīng)濟(jì)決策的能力。

4. 強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，尤其是生產(chǎn)實(shí)習(xí)和認(rèn)知實(shí)習(xí)

（1）“先見(jiàn)樹(shù)林，再見(jiàn)樹(shù)木”的學(xué)習(xí)步驟;

（2）用與工程實(shí)際相結(jié)合的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)解決方案的實(shí)踐作為牽引，進(jìn)行企業(yè)認(rèn)知、生產(chǎn)實(shí)習(xí);

（3）積極探索與企業(yè)共建校內(nèi)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地，把企業(yè)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的流程實(shí)施方法引入高校，徹底解決生產(chǎn)實(shí)習(xí)難的問(wèn)題。

5. 有針對(duì)性的進(jìn)行畢業(yè)要求支撐點(diǎn)的設(shè)計(jì)

通過(guò)增加工程基礎(chǔ)知識(shí)、經(jīng)濟(jì)與管理知識(shí)、解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”方法論知識(shí)，及強(qiáng)化進(jìn)行工程實(shí)踐的訓(xùn)練、重塑創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，并使之成為與“復(fù)雜工程問(wèn)題”相關(guān)畢業(yè)要求的指標(biāo)分解點(diǎn)，增加其在相關(guān)畢業(yè)要求達(dá)成考核中的權(quán)重，使之能真正成為與“復(fù)雜工程問(wèn)題”相關(guān)畢業(yè)要求達(dá)成的支撐點(diǎn)。

三、改革舉措

（一）通識(shí)教育課程中有針對(duì)性的增加工程基礎(chǔ)知識(shí)培養(yǎng)的綜合性通識(shí)課

在綜合性通識(shí)課中，將增加工程倫理的知識(shí)、職業(yè)道德的約束、職務(wù)發(fā)明的約束、知識(shí)產(chǎn)權(quán)策略、法律及法規(guī)、環(huán)境保護(hù)等各種工程基礎(chǔ)知識(shí)，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

（二）專業(yè)導(dǎo)論課程中引入實(shí)踐環(huán)節(jié)

專業(yè)導(dǎo)論課讓學(xué)生不僅了解到本專業(yè)涉及到的相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)，還能通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)讓學(xué)生真實(shí)地了解到具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，所謂“先見(jiàn)樹(shù)林，再見(jiàn)樹(shù)木”的學(xué)習(xí)步驟。

（三）專業(yè)課程引入真實(shí)行業(yè)先進(jìn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工程問(wèn)題的校內(nèi)企業(yè)研發(fā)調(diào)測(cè)環(huán)境

依據(jù)當(dāng)前專業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，與企業(yè)共建專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，在學(xué)校模擬真實(shí)的企業(yè)環(huán)境，讓學(xué)生可以很容易的接觸到本專業(yè)的最新技術(shù)，了解整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和專業(yè)技術(shù)水平。

（四）認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)之前增加集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式IPD或其它方法論的課程學(xué)習(xí)

IPD由IBM公司在90年代中期創(chuàng)造，世界各地的創(chuàng)新型企業(yè)一致認(rèn)可，并紛紛采用，例如我國(guó)的華為[10]。IPD設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)模式不再只針對(duì)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)，而是將技術(shù)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與工程各環(huán)節(jié)，包括中試、生產(chǎn)、銷售、工程、服務(wù)等，全面結(jié)合，是面向?qū)嶋H應(yīng)用、面向經(jīng)濟(jì)回報(bào)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)模式。IPD模式就是解決“跨界”“復(fù)雜工程問(wèn)題”的一種方法論。這種方法論與新工科的工程教育的改革思想是高度一致統(tǒng)一的。

（五）增加經(jīng)濟(jì)類、管理類的選修課程

在新的課程體系中，增加經(jīng)濟(jì)類、管理類的選修課程，提高學(xué)生對(duì)經(jīng)濟(jì)、管理學(xué)科的認(rèn)知程度，培養(yǎng)學(xué)生從企業(yè)的宏觀管理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展層面思考工程技術(shù)的發(fā)展方向。

（六）增加含有工程應(yīng)用背景的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目

在課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中，增加含有工程應(yīng)用背景的設(shè)計(jì)題目，能夠讓學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐的思維習(xí)慣。

（七）構(gòu)建多學(xué)期相關(guān)課程系列的探究性實(shí)驗(yàn)

在實(shí)踐教學(xué)方面，結(jié)合電子信息類科技的特點(diǎn)，以學(xué)生的興趣和素養(yǎng)為主導(dǎo)，融合校內(nèi)外教學(xué)和實(shí)踐資源，在多個(gè)學(xué)期的相關(guān)課程中嵌入學(xué)科競(jìng)賽的復(fù)雜賽題，培養(yǎng)學(xué)生完成探究性實(shí)驗(yàn)的能力，具體分為三個(gè)階段：

1. 入門(mén)階段：在低年級(jí)必修課和通識(shí)課程中構(gòu)建了解和初步操控復(fù)雜工程系統(tǒng)的新模式;

2. 基礎(chǔ)階段：在專業(yè)基礎(chǔ)課中構(gòu)建扎實(shí)模塊理論和工程多樣性多學(xué)科應(yīng)用接口;

3. 提高階段：在高年級(jí)專業(yè)課程中構(gòu)建行業(yè)先進(jìn)工程研發(fā)環(huán)境和多學(xué)科綜合應(yīng)用自主設(shè)計(jì)軟硬件平臺(tái)。

四、結(jié)束語(yǔ)

新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的快速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)工科與工程科技人才的要求不斷提高，工程教育的改革和創(chuàng)新也勢(shì)在必行。電子信息工程作為改造升級(jí)的新工科專業(yè)，課程體系的設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)畢業(yè)要求，按照基于學(xué)習(xí)成果導(dǎo)向反向設(shè)計(jì)，以能力為核心構(gòu)建課程體系。培養(yǎng)掌握現(xiàn)代電子技術(shù)理論、通曉電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)、外語(yǔ)和相應(yīng)工程技術(shù)應(yīng)用能力，面向電子技術(shù)、自動(dòng)控制和智能控制、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等電子、信息、通信領(lǐng)域的寬口徑、高素質(zhì)的，能解決復(fù)雜工程問(wèn)題的工程型人才。

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