面向工程教育認(rèn)證的光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)體系改革初探

郭焱 駱文 戴智剛

摘? ? 要：文章根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求，結(jié)合光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，研究探討了該專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出通過(guò)多方面多維度的教學(xué)系統(tǒng)改革，調(diào)整課程內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、引入線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)、增加實(shí)踐案例式教學(xué)環(huán)節(jié)、合理改善教學(xué)評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)每個(gè)學(xué)生健康全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證;光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè);混合式教學(xué);自主學(xué)習(xí)能力

高等工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證制度發(fā)端于美國(guó)，經(jīng)歷了90余年的發(fā)展歷程，如今已經(jīng)成為高等工程教育質(zhì)量保障的重要機(jī)制。而我國(guó)高等工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作是從2006年由教育部組織試點(diǎn)開(kāi)始，到2016年，我國(guó)成為國(guó)際工程教育《華盛頓協(xié)議》組織的正式成員，這意味著我國(guó)工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)位將得到所有該協(xié)議正式成員國(guó)的承認(rèn)。這對(duì)我國(guó)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工程師培養(yǎng)質(zhì)量和工程師資格國(guó)際互認(rèn)度的提高，以及工程技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力提升都有著重要的促進(jìn)意義[1-3]。截至2019年底，全國(guó)共有241所普通高等學(xué)校的1 353個(gè)專(zhuān)業(yè)通過(guò)了工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證。

光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的人才具有理論知識(shí)扎實(shí)、知識(shí)面廣、創(chuàng)新能力較強(qiáng)等特點(diǎn)，就業(yè)涉及光通信、光電子學(xué)、光電圖像處理、光學(xué)工程應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域，這些都是支撐當(dāng)今信息化社會(huì)高速發(fā)展的相關(guān)支柱行業(yè)[4-5]。隨著光電信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新，以及該行業(yè)迅速發(fā)展所帶來(lái)的對(duì)光電工程化國(guó)際化人才的迫切需求，光電信息專(zhuān)業(yè)的工程教育已非常必要且迫在眉睫。為了確保培養(yǎng)出達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的光電專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生，其專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式值得認(rèn)真探索研究。高校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)離不開(kāi)教學(xué)，如何將培養(yǎng)工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力貫穿于課堂教學(xué)、實(shí)踐環(huán)節(jié)和課外活動(dòng)中，與學(xué)生培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成適合本專(zhuān)業(yè)的創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)體系，這需要對(duì)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)體系進(jìn)行合理有效的改革。

本文針對(duì)光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)教學(xué)方面存在的不足，以武漢工程大學(xué)光電信息與能源工程學(xué)院本專(zhuān)業(yè)的教學(xué)體系改革為例，討論專(zhuān)業(yè)教學(xué)模式的改革模式及意義。其探討對(duì)本專(zhuān)業(yè)作為省級(jí)一流本科建設(shè)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)發(fā)展有重要意義，也可為其他理工科專(zhuān)業(yè)的建設(shè)發(fā)展提供一定參考。

一、工程教育認(rèn)證背景下的培養(yǎng)要求

目前我國(guó)高等教育培養(yǎng)的理工科學(xué)生普遍存在知識(shí)儲(chǔ)備與實(shí)際工程應(yīng)用脫軌、實(shí)踐創(chuàng)新能力不強(qiáng)、適應(yīng)能力差等問(wèn)題，為此，工程企業(yè)界人士和教育界人士從需求和產(chǎn)出兩個(gè)角度都提出需要針對(duì)理工科專(zhuān)業(yè)進(jìn)行多方面的工程教育改革，使培養(yǎng)的畢業(yè)生具備行業(yè)高速發(fā)展需要的知識(shí)和技能，以便其更好地應(yīng)對(duì)智能化時(shí)代工業(yè)4.0的挑戰(zhàn)[6]。

成果導(dǎo)向教育是工程認(rèn)證的核心理念，所屬專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生在通過(guò)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)后，其實(shí)際能力需要達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的十二種能力標(biāo)準(zhǔn)。光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)具備良好的社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)素養(yǎng);能夠獨(dú)立承擔(dān)光電信息產(chǎn)生、處理和應(yīng)用的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等工作;具有較強(qiáng)的工程創(chuàng)新能力，具備良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，能利用多重技術(shù)手段和方法綜合分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題;能夠通過(guò)繼續(xù)教育或其他學(xué)習(xí)途徑更新其核心知識(shí)和能力，在光電信息產(chǎn)業(yè)及研發(fā)部門(mén)從事光信息處理、光電子應(yīng)用、光通信和激光加工等領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)、技術(shù)研發(fā)、理論研究以及工程項(xiàng)目管理，并了解本專(zhuān)業(yè)的科學(xué)前沿和發(fā)展趨勢(shì)。

專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)應(yīng)該是普適性的，不是只追求代表性?xún)?yōu)秀學(xué)生的成果，應(yīng)是從全部學(xué)生出發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性，通過(guò)教育教學(xué)改革，結(jié)合實(shí)際持續(xù)改進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)活動(dòng)方法，實(shí)現(xiàn)具有“大工程觀(guān)”的高層次全方位的人才培養(yǎng)。

二、光電教學(xué)體系改革

（一）教學(xué)內(nèi)容改革

根據(jù)工程認(rèn)證的要求，合理化調(diào)整專(zhuān)業(yè)課課程內(nèi)容，從專(zhuān)業(yè)小方向出發(fā)，系統(tǒng)布局一個(gè)方向的相關(guān)前后課程的內(nèi)容，而不是只著眼于單獨(dú)一門(mén)課程。應(yīng)做到內(nèi)容有關(guān)聯(lián)性，合理加入實(shí)踐應(yīng)用內(nèi)容，使得理論部分和工程應(yīng)用部分有機(jī)結(jié)合，加入典型案例分析和實(shí)踐研究，培養(yǎng)學(xué)生可勝任光電相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)和管理工作的能力。

針對(duì)課程設(shè)計(jì)類(lèi)課程，從原來(lái)的針對(duì)單一一門(mén)課程，適當(dāng)調(diào)整為可結(jié)合2～3門(mén)課程，比如本專(zhuān)業(yè)原有光電探測(cè)課程設(shè)計(jì)和單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，結(jié)合2個(gè)課程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，將其合并為一個(gè)課程設(shè)計(jì)，做到既鞏固提高課本知識(shí)，又結(jié)合當(dāng)前工程實(shí)踐，更好地避免課程設(shè)計(jì)流于綜述理論和驗(yàn)證性課題。

（二）教學(xué)形式創(chuàng)新、多樣化

當(dāng)代大學(xué)生與以前的大學(xué)生是不一樣的，他們成長(zhǎng)于數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的接受度更高，接觸年齡起點(diǎn)更低，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)使用的熟練度更高，早已習(xí)慣于使用網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行新知識(shí)的查找、學(xué)習(xí)和交流。隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的快速發(fā)展，高校應(yīng)深化探索現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的最佳結(jié)合方式，通過(guò)將現(xiàn)代信息技術(shù)廣泛融入學(xué)習(xí)體驗(yàn)，增加協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，使學(xué)習(xí)環(huán)境更加互動(dòng)，滿(mǎn)足學(xué)生對(duì)知識(shí)大量快速有效獲取的需求。

光電專(zhuān)業(yè)課程中有不少課程都有理論性強(qiáng)、對(duì)學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)要求高的特點(diǎn)，故學(xué)生普遍反映難度系數(shù)較高。以往的課程教授主要以課堂講解為主，在晦澀難懂的理論推導(dǎo)中，學(xué)生往往反映出知識(shí)點(diǎn)吸收理解低、學(xué)習(xí)積極性不高甚至放棄學(xué)習(xí)的情況，而改變單一教學(xué)模式，增加線(xiàn)上平臺(tái)，借助知識(shí)點(diǎn)微課、實(shí)驗(yàn)實(shí)操錄課等形式，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，就可以幫助學(xué)生主動(dòng)地基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)，通過(guò)實(shí)踐推動(dòng)其學(xué)習(xí)能力地提高。

課堂是集智力環(huán)境、社交環(huán)境、情感環(huán)境和現(xiàn)實(shí)環(huán)境于一體的，課堂效果的產(chǎn)生不僅需要借助多媒體等硬件設(shè)備，也需要軟文化的搭建，師生之間的溝通也是課堂教學(xué)效果提升的因素之一。線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)不再是依附于授課教師的單方面輸出而學(xué)生被動(dòng)接收式的教學(xué)，而是“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念和教學(xué)模式的改革創(chuàng)新。

由于專(zhuān)業(yè)課普遍存在課時(shí)有限且課程內(nèi)容多的情況，所以很多時(shí)候，課堂教學(xué)時(shí)間主要被用來(lái)講授課程內(nèi)容，而師生互動(dòng)的時(shí)間會(huì)被壓縮，課間5～10分鐘經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多學(xué)生圍著教師答疑且有的學(xué)生還排不上的情況。教師利用線(xiàn)上平臺(tái)，構(gòu)建課程交流群，學(xué)生可自主利用平臺(tái)上的學(xué)習(xí)視頻、PPT課件等學(xué)習(xí)資料開(kāi)展預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，并在線(xiàn)上交流群與教師就相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)討論，把線(xiàn)下師生課堂交流延續(xù)到線(xiàn)上平臺(tái)進(jìn)行交流，彌補(bǔ)課堂交流時(shí)間有限的問(wèn)題。同時(shí)線(xiàn)下課堂也可進(jìn)行相應(yīng)改革，教師可根據(jù)線(xiàn)上平臺(tái)學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)反饋，有重點(diǎn)有針對(duì)性地進(jìn)行突出講解，以引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)為主，教師答疑解惑為輔。實(shí)踐表明這種方式也更受學(xué)生歡迎，有一部分內(nèi)向害羞的學(xué)生也明顯增加了提問(wèn)次數(shù)，對(duì)學(xué)生更好地融入課堂起到了促進(jìn)作用。對(duì)比單一線(xiàn)下交流，增加線(xiàn)上課程交流群后，師生交流度提高了50%以上。構(gòu)建包容性課堂，使學(xué)生的個(gè)性能夠得到尊重，觀(guān)點(diǎn)可以自由表述，使師生的溝通交流，不僅僅體現(xiàn)在答疑解惑，也可以幫助教師聽(tīng)取學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的反饋與意見(jiàn)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

（三）教學(xué)考核評(píng)價(jià)方式改革

面對(duì)教學(xué)方式的改革，其考核評(píng)價(jià)方式也應(yīng)做出對(duì)應(yīng)改革，增加課程考核形式，調(diào)整考核項(xiàng)，更加重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的考查，科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐、創(chuàng)新等學(xué)習(xí)能力，營(yíng)造以考促學(xué)、以考促教、學(xué)思結(jié)合的教學(xué)氛圍。課程考核的目的不在于分?jǐn)?shù)，而在于對(duì)學(xué)生的學(xué)風(fēng)、學(xué)習(xí)方法的正面引導(dǎo)。應(yīng)改變考試內(nèi)容過(guò)分依附于教材、題型簡(jiǎn)單、方式單一、重結(jié)果而輕過(guò)程的僵化模式，加大平時(shí)學(xué)習(xí)及實(shí)踐實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的比重，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，達(dá)到提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的目的。課程考核以結(jié)果性評(píng)價(jià)和形成性評(píng)價(jià)相結(jié)合，在理論知識(shí)考核的基礎(chǔ)上加入能力素質(zhì)考核，合理調(diào)整期末考試、期中考核與平時(shí)考查的占比，其考核形式可以將筆試、分組作業(yè)、在線(xiàn)單元測(cè)試、論文、實(shí)驗(yàn)操作等相結(jié)合，使考試成績(jī)不僅反映了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，還考察了其創(chuàng)造力、想象力以及表達(dá)力等能力素質(zhì)。成績(jī)考核中改變較大的是平時(shí)成績(jī)和期中考試環(huán)節(jié)，其中平時(shí)成績(jī)的評(píng)定可以借助線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)中使用的在線(xiàn)平臺(tái)，充分利用在線(xiàn)平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速完成上課考勤記錄、課件學(xué)習(xí)記錄、作業(yè)提交成績(jī)統(tǒng)計(jì)、專(zhuān)題討論記錄等平時(shí)成績(jī)所占項(xiàng)的成績(jī)統(tǒng)計(jì)工作，這不僅能提高效應(yīng)成本的有效性，還能做到將成績(jī)考核透明化，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高，更有利于對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)。而期中考試也可根據(jù)課程類(lèi)型不同，有選擇性地加入，比如非實(shí)踐類(lèi)課程就比較適合加入期中考試，其考核方式可以有別于傳統(tǒng)意義上的線(xiàn)下卷面筆試，可采取靈活的線(xiàn)上考試或?qū)ｎ}研究報(bào)告等多種形式。而實(shí)踐類(lèi)課程就更加要注重過(guò)程管理，在傳統(tǒng)的以考勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告或課程設(shè)計(jì)報(bào)告為主的考核方式的基礎(chǔ)上，增加對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)、實(shí)操能力、數(shù)據(jù)結(jié)果分析能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和考核。

三、總結(jié)

以學(xué)生為中心是工程認(rèn)證背景下專(zhuān)業(yè)課程改革的核心，通過(guò)調(diào)整課程內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，引入線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)，增加實(shí)踐案例式教學(xué)環(huán)節(jié)，充分調(diào)動(dòng)教師的教學(xué)改革積極性，把教學(xué)中心從教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，合理改善教學(xué)評(píng)價(jià)體系，真正做到關(guān)心每個(gè)學(xué)生，考慮每個(gè)學(xué)生的個(gè)體差異，以學(xué)生身心健康全面發(fā)展為目標(biāo)，為每個(gè)學(xué)生提供適合的教育。

參考文獻(xiàn)：

[1]王孫禺，孔鋼城，雷環(huán).《華盛頓協(xié)議》及其對(duì)我國(guó)工程教育的借鑒意義[J].高等工程教育研究，2007（1）.

[2]陳平.專(zhuān)業(yè)認(rèn)證理念推進(jìn)工科專(zhuān)業(yè)建設(shè)內(nèi)涵式發(fā)展[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2014（1）.

[3]中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì).工程教育認(rèn)證一點(diǎn)通[EB/OL]. （2016-12-28）[2020-06-21].http：//jwc.usx.edu.cn/info/1097/9553.htm.

[4]李晨霞，康娟，夏濤，等.光電信息工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)研究[J].高等理科教育，2008（6）.

[5]張志偉，趙冬娥，王高，等.適應(yīng)工程教育認(rèn)證的光電培養(yǎng)方案探討與實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2018（4）.

[6]周紅坊，朱正偉，李茂國(guó).工程教育認(rèn)證的發(fā)展與創(chuàng)新及其對(duì)我國(guó)工程教育的啟示——2016 年工程教育認(rèn)證國(guó)際 研討會(huì)綜述[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2017（1）.