應(yīng)用型高校電子信息工程專業(yè)改革探索

阮承治，范有機，葉希梅，邵海龍，陳麗華，楊信錕，徐濤

（武夷學(xué)院 機電工程學(xué)院，福建 武夷山 354300）

為積極響應(yīng)國家創(chuàng)新型人才發(fā)展戰(zhàn)略，教育部積極推進新工科建設(shè)。2017年至今，教育部陸續(xù)出臺《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》《新工科建設(shè)指南（“北京指南”）》“六卓越一拔尖”計劃2.0等一系列文件，提出到2030年要形成中國特色世界一流工程教育體系[1-2]。工程教育認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，是實現(xiàn)高等工程教育國際實質(zhì)等效的重要基礎(chǔ)[3]。按照國家工程教育要求開展新工科專業(yè)建設(shè)，實施符合面向產(chǎn)出的教育（outcome based education,OBE）理念的專業(yè)改革是實現(xiàn)新工科建設(shè)，建成我國高等教育工程教育體系的保障[4]。

武夷學(xué)院電子信息工程專業(yè)自2008年升本以來，累積培養(yǎng)畢業(yè)生超過1 300人。2019年本專業(yè)啟動國家工程教育認證工作前期調(diào)研準備工作，目前結(jié)合電子信息類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準和國家工程教育認證規(guī)范要求對人才培養(yǎng)方案進行修訂。在新工科工程教育認證建設(shè)背景下，以武夷學(xué)院電子信息工程專業(yè)為例，從改革思路、改革舉措和實施改革保障措施等方面對專業(yè)建設(shè)展開論述，進一步提升該校電子信息工程專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展。

1 改革思路

工程教育認證實施倡導(dǎo)的OBE理念是“學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進”[5]，該理念的教育標(biāo)準體系如圖1所示。該體系首先應(yīng)設(shè)置符合國家、行業(yè)、學(xué)校和學(xué)生需求的培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)目標(biāo)明確未來五年培養(yǎng)人才的能力、層次和就業(yè)方向等，關(guān)注學(xué)生畢業(yè)五年后“做成什么”[6]。培養(yǎng)目標(biāo)對畢業(yè)要求起決定性作用，畢業(yè)要求是指畢業(yè)生完成學(xué)業(yè)時掌握知識和能力的分解細化，關(guān)注學(xué)生剛畢業(yè)“能做什么”。根據(jù)人才培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求細化、分解各個指標(biāo)點，使其具體化、規(guī)范化和可觀測。再根據(jù)指標(biāo)點確定課程體系，形成指標(biāo)點達到的支撐因子[7]。課程體系要通過教學(xué)要求進行落實，而進一步的教學(xué)要求又決定教學(xué)內(nèi)容。在此標(biāo)準體系下，培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、指標(biāo)點、課程體系、教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容等環(huán)節(jié)，前者是決定后者的要素，后者是支撐前者的保證。此外，OBE工程教育認證標(biāo)準體系還包括對教學(xué)評價的設(shè)計，分別通過校外循環(huán)和校內(nèi)循環(huán)評價培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的符合度和達成度，并形成反饋和持續(xù)改進機制，推進新工科專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展[8]。

圖1 工程教育標(biāo)準體系Fig.1 Engineering education standard system

為實現(xiàn)OBE理念下的人才培養(yǎng)目標(biāo)，在國家工程教育認證背景下，武夷學(xué)院電子信息工程專業(yè)新工科建設(shè)具體改革思路如下：

（1）完善課程體系結(jié)構(gòu)

優(yōu)化課程體系，完善課程體系結(jié)構(gòu)。設(shè)置一批反映學(xué)科發(fā)展趨勢和前沿性最新成果課程，特別是理論、實驗和實踐為一體的模塊化教學(xué)課程，建立具有一定特色的電子信息工程專業(yè)課程體系。本專業(yè)分嵌入式系統(tǒng)和信息處理兩個專業(yè)方向，根據(jù)最新的學(xué)科方向知識，探索融入人工智能、深度學(xué)習(xí)和機器視覺等前沿知識，并根據(jù)兩個專業(yè)方向的培養(yǎng)目標(biāo)，修訂相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案。

（2）推進建設(shè)一流課程

依靠各種線上教學(xué)平臺和資源，如中國大學(xué)MOOC、超星和釘釘?shù)?，建立專業(yè)基礎(chǔ)和核心課程慕課，倡導(dǎo)小班教學(xué)，創(chuàng)建線上虛擬仿真實驗案例庫，打造線上線下混合式課程；采用現(xiàn)代化智慧教學(xué)手段，積極動員專業(yè)教師申請校級、省級和國家級一流課程；通過積極開展系部教學(xué)方法研討會，并組織教師參加閩臺師資培訓(xùn)、企業(yè)掛職鍛煉和教學(xué)能力培訓(xùn)等多種交流學(xué)習(xí)，把教育教學(xué)改革作為一項持續(xù)性的專業(yè)建設(shè)工作。

（3）加強師資隊伍建設(shè)

鼓勵中青年教師進一步深造，加強“雙師型”教師隊伍建設(shè)，專業(yè)核心課程實行高級職稱或博士教師負責(zé)制，組建一支老、中、青搭配的教師梯隊。

（4）加強教材、實驗室和實踐基地的建設(shè)

夯實專業(yè)基礎(chǔ)課、實驗實踐和專業(yè)主干課程教學(xué)，拓寬學(xué)生的知識面，出版專業(yè)課程實驗教材和精品教材，加強一流課程建設(shè)。積極引導(dǎo)與鼓勵學(xué)生參加教師科研工作或進行自主創(chuàng)新性的實驗，加強校外實踐基地建設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生積極參加各類科技競賽，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，提高學(xué)生技術(shù)動手能力。

（5）建立完善的教學(xué)評價體系

健全質(zhì)量保障機制，提高教學(xué)管理的各個環(huán)節(jié)，注重教學(xué)過程中的信息反饋，并形成機制，實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的持續(xù)改進。武夷學(xué)院作為地方應(yīng)用型本科高校，注重實驗實踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)評價體系的建立，通過答辯、實物展示和設(shè)計報告等多種形式，提高學(xué)生動手能力，推動新工科專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展。

2 改革舉措

為支持培養(yǎng)目標(biāo)的達成，武夷學(xué)院電子信息工程專業(yè)從人才培養(yǎng)方案修訂、產(chǎn)教融合和協(xié)同發(fā)展等三個方面提出改革舉措，為新工科工程教育專業(yè)認證深入展開提供基礎(chǔ)。

2.1 修訂人才培養(yǎng)方案，培育建設(shè)一流課程

（1）修訂人才培養(yǎng)方案

充分依托和利用閩北行業(yè)優(yōu)勢與特色，以“基礎(chǔ)-專業(yè)-工程”能力培養(yǎng)為主軸制定人才培養(yǎng)方案。通過走訪相關(guān)企業(yè)和畢業(yè)生，并召開行業(yè)專家論證會，以“強化基礎(chǔ)理論，注重工程思維，優(yōu)化實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神”的原則建設(shè)課程體系結(jié)構(gòu)，根據(jù)工程教育標(biāo)準體系對專業(yè)知識點的要求，將本專業(yè)課程體系分為：人文社會科學(xué)知識模塊、數(shù)學(xué)與自然科學(xué)知識模塊、專業(yè)基礎(chǔ)知識模塊、專業(yè)方向知識模塊、工程能力培養(yǎng)模塊五部分。修訂的人才培養(yǎng)方案中，人文社會科學(xué)知識模塊主要包括思政課程、大學(xué)生心理健康和創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)等課程；數(shù)學(xué)與自然科學(xué)知識模塊主要包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和大學(xué)物理等課程；專業(yè)基礎(chǔ)知識模塊主要包括工程制圖、電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)和微機與單片機原理及應(yīng)用等課程；電子信息工程分為嵌入式系統(tǒng)和信息處理兩個方向，其中，嵌入式系統(tǒng)方向主要包括嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)、電子設(shè)計自動化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用；信息處理方向主要包括信息論與編碼、數(shù)字圖像處理和DSP技術(shù)及應(yīng)用。

（2）建設(shè)專業(yè)一流課程

課程教學(xué)是實施電子信息工程人才培養(yǎng)的基本單元和重要載體，是實施工程教育人才培養(yǎng)模式改革的前沿陣地。近三年，本專業(yè)課程改革中注重融合課程思政，把大國工匠精神、創(chuàng)新精神和愛國精神融入課程教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生具有大國擔(dān)當(dāng)、創(chuàng)新能力和愛國情懷的價值觀。同時引入各自線上資源，主要圍繞嵌入式系統(tǒng)和信息處理兩個方向展開一流課程建設(shè)，2019年以來，專業(yè)大學(xué)物理課程獲批省級一流課程，專業(yè)獲批福建省本科高校教育教學(xué)改革研究項目2項，數(shù)字電子技術(shù)、單片機原理及應(yīng)用、電氣控制與PLC等獲批校級教學(xué)改革課程4門。2021年出版單片機原理與應(yīng)用實驗教材1本，目前專業(yè)課程中嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)、微機與單片機原理及應(yīng)用和檢測與傳感器技術(shù)等4門課程進行一流課程培育。

2.2 打造產(chǎn)教融合模式，加強新工科應(yīng)用型發(fā)展

（1）加強行業(yè)內(nèi)企業(yè)的交流與合作

武夷學(xué)院電子信息工程專業(yè)通過與南平太陽電纜股份有限公司合作，持續(xù)建設(shè)產(chǎn)業(yè)學(xué)院——太陽電纜學(xué)院，并舉辦電線電纜專班，該專班已舉辦六屆，部分學(xué)生已在南平太陽電纜股份有限公司工作，并成為技術(shù)骨干。同時，專業(yè)與福建創(chuàng)四方電子有限公司聯(lián)辦創(chuàng)四方電子專班，將為單一企業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，推廣為電線電纜、電子傳感器行業(yè)培養(yǎng)新工科應(yīng)用型電子信息類人才。企業(yè)通過產(chǎn)業(yè)學(xué)院讓學(xué)生了解企業(yè)文化，與企業(yè)雙向選擇簽訂合同，企業(yè)為學(xué)生提供實習(xí)崗位，同時通過與行業(yè)內(nèi)企業(yè)的交流合作，學(xué)校能更了解企業(yè)的技術(shù)需求，可對專業(yè)課程的知識點、教學(xué)方法和考核內(nèi)容及考核方式等展開針對性的改革，使得培養(yǎng)出用人單位滿意的人才，提高電子信息工程畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量。

（2）逐步完善創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

為進一步落實產(chǎn)教融合模式在新工科建設(shè)中發(fā)揮的重要作用，需要教師在教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師在日常教學(xué)過程中，需要積極引導(dǎo)學(xué)生主動提出、分析和解決問題的能力，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，形成自主學(xué)習(xí)和自覺學(xué)習(xí)的氛圍[9-10]。鼓勵相關(guān)教師聯(lián)合企業(yè)開設(shè)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力相關(guān)課程，比如為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)學(xué)院的用人需求，合作開設(shè)光電子技術(shù)課程，通過學(xué)校提供理論教學(xué)、企業(yè)通過項目訓(xùn)練和實踐訓(xùn)練，因材施教，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。

（3）加強“雙師型”教師隊伍建設(shè)

“雙師型”教師是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的重要源泉，是培養(yǎng)卓越應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才的基本保證[11]。近年分階段安排專業(yè)教師到企業(yè)掛職鍛煉，如南平太陽電纜、福建創(chuàng)四方電子和武夷山市美華實業(yè)有限公司等。目前70%以上專業(yè)教師具有企業(yè)工作經(jīng)歷，教師的工程意識和實踐動手能力得到提高，學(xué)生能力也會得到加強。組織福州大學(xué)、廈門理工學(xué)院和常州工學(xué)院等高校專家參與討論與修訂人才培養(yǎng)方案，聘請企業(yè)高管和優(yōu)秀畢業(yè)生以講座的形式將工程實例和實踐經(jīng)驗傳授給學(xué)生，并將企業(yè)文化和工匠精神走進講臺，培養(yǎng)學(xué)生大國工匠精神。

（4）完善課程評價體系

傳統(tǒng)的最終成績考核中，過程考核占比較低，加強過程考核評價機制，有利于師生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。專業(yè)改革中建議理論課過程考核占最終成績的可選比例為40%、50%和60%，授課教師按照課程特點，選擇合適的課程評價體系。在過程性考核中，為客觀全面評價學(xué)生綜合素質(zhì)，要求授課教師至少具備三種考核方式，并嚴格按照教學(xué)大綱要求考核學(xué)生。圖2中是過程考核占最終成績比例為50%的專業(yè)課程評價體系。

圖2 課程評價體系Fig.2 Curriculum evaluation system

同時，應(yīng)加強實踐教學(xué)管理，改變傳統(tǒng)的以預(yù)習(xí)、操作和總結(jié)報告等形式來評價實踐課程成績的考核方式，探索采用制作實物作品、現(xiàn)場答辯和實習(xí)過程記錄等方式，建立完善的學(xué)生實踐過程管理制度，重點考核學(xué)生的表達、組織、團隊合作和實踐動手能力。

2.3 樹立協(xié)同發(fā)展思想，實踐新工科多機制育人

（1）鞏固實習(xí)加就業(yè)協(xié)同育人機制

到企業(yè)完成畢業(yè)實習(xí)一直是電子信息工程專業(yè)教學(xué)的重要步驟，學(xué)生通過畢業(yè)實習(xí)，可以對專業(yè)理解更為具體、深刻，可增強工作崗位適應(yīng)能力。經(jīng)過專業(yè)近年來的努力，目前與專業(yè)建立的穩(wěn)定實習(xí)單位有6家企業(yè)，學(xué)生均是由校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)工程師組合式帶隊參加專業(yè)實習(xí)，在實習(xí)過程中學(xué)生能得到理論和實踐的雙重保障。在實習(xí)教學(xué)改革中，一方面是實習(xí)時間確保能達到2個月；另一方面，通過學(xué)校提供的平臺，企業(yè)與學(xué)生可深入溝通了解、雙向選擇，這樣學(xué)生能深入掌握工程實踐知識，企業(yè)也可通過畢業(yè)實習(xí)考核畢業(yè)生，可為企業(yè)儲備合適人才。經(jīng)統(tǒng)計，近三年畢業(yè)生有15%的學(xué)生能留在實習(xí)單位就業(yè)，部分學(xué)生已成為企業(yè)的骨干技術(shù)人才，促進了地方經(jīng)濟社會發(fā)展。

（2）探索產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人機制

產(chǎn)學(xué)研融合協(xié)同育人機制是新工科工程教育專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容，對培養(yǎng)多元化、應(yīng)用型和創(chuàng)新型卓越工程技術(shù)人才具有重要作用[12-13]。但目前人才知識體系與結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)無法適應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整需求的狀況，因此在新工科專業(yè)建設(shè)中探索產(chǎn)學(xué)研融合勢在必行。在國家工程教育認證理念的背景下，結(jié)合南平五百億機電制造產(chǎn)業(yè)和我校智能控制產(chǎn)業(yè)群建設(shè)，以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，對標(biāo)新工科專業(yè)建設(shè)計劃要求與電子信息工程專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，明晰新工科定位，提高學(xué)生的整體素質(zhì)。

（3）增強項目加平臺協(xié)同育人機制

項目加平臺育人機制也是一種教學(xué)機制，其目標(biāo)更側(cè)重于工程項目的完成，這種教學(xué)機制更有利于培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型人才[14]。2018年以來，教師獲批國家自然科學(xué)基金項目1項，省自然科學(xué)基金項目3項，市廳級項目10余項，校師生共建科研團隊項目1項。電子信息工程學(xué)生通過在教師的帶領(lǐng)下參與相關(guān)的各類科研項目，師生攜手對電子信息技術(shù)難題進行攻關(guān)。這種協(xié)同育人機制必然有利于鍛煉與提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力，有利于釋放學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新思維，并由此衍生出創(chuàng)新訓(xùn)練項目。近三年專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生獲得國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目5項，省級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目10余項。師生合作發(fā)表論文6篇，授權(quán)發(fā)明專利5項，實用新型專利7項，計算機軟件著作權(quán)12項，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新精神。

3 實施改革保障措施

在教學(xué)管理過程中，應(yīng)健全質(zhì)量保障機制，狠抓教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，注重組織建設(shè)、質(zhì)量保障及實施成效反饋，加強質(zhì)量保障制度的執(zhí)行力度，并實現(xiàn)持續(xù)改進機制。

3.1 組織建設(shè)

在學(xué)校層面上，主管教學(xué)工作副校長、教務(wù)處、校督導(dǎo)等負責(zé)，領(lǐng)導(dǎo)和決策全校教學(xué)質(zhì)量保障、監(jiān)控與評價工作的組織協(xié)調(diào)和行政管理，制定《武夷學(xué)院本科教學(xué)質(zhì)量保障與監(jiān)控體系實施意見》，確保教學(xué)質(zhì)量保障體系的基本制度。對重大問題向?qū)W校提出意見和建議。二級學(xué)院層面上，建立以院長任組長的院級教學(xué)督導(dǎo)組，負責(zé)全院教學(xué)質(zhì)量保障，具體實施教學(xué)督導(dǎo)和教學(xué)評估等工作。在本系組織建設(shè)層面上，主要由系主任和專業(yè)教師等組成教學(xué)聽課評課組，負責(zé)教師評學(xué)、同行評議、日常教學(xué)活動和教學(xué)檢查等工作。

3.2 質(zhì)量保障

實行三級管理，即院督導(dǎo)組負責(zé)全院的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控，系負責(zé)所屬教師的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控，院學(xué)工部門負責(zé)教學(xué)信息評價與反饋。堅持教學(xué)督導(dǎo)聽課和學(xué)生信息反饋制度，收集和整理師生建議，加強全過程教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控。通過建立自上而下的三級保障管理體系，保證教學(xué)效果，并實現(xiàn)持續(xù)改進。

3.3 實施成效

強化教學(xué)質(zhì)量意識，鞏固人才培養(yǎng)中心地位。促進教師教學(xué)能力和水平持續(xù)提升，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性。鼓勵學(xué)生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和電子設(shè)計競賽等，提升學(xué)生的動手能力。2018年以來專業(yè)獲得中國“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銅獎1項，福建省“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銀獎2項、銅獎3項，學(xué)生獲得全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽二等獎1項，福建省大學(xué)生電子設(shè)計競賽省級以上獲獎20余項，落實了應(yīng)用型本科培養(yǎng)。

4 總結(jié)

結(jié)合教育部提出的新工科和工程教育認證的新要求和發(fā)展方向，武夷學(xué)院作為地方應(yīng)用型本科院校，主動適應(yīng)專業(yè)建設(shè)的教學(xué)改革，堅持以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，并持續(xù)改進。電子信息工程專業(yè)根據(jù)工程教育認證OBE理念提出改革思路，并結(jié)合人才培養(yǎng)方案的修訂、產(chǎn)教融合、協(xié)同育人等多舉措實施教學(xué)改革，并在實施改革過程中從組織建設(shè)、質(zhì)量保障體系和實施成效等方面提供保障措施，為專業(yè)建設(shè)提供可行的建設(shè)方案，可進一步落實應(yīng)用型本科內(nèi)涵式發(fā)展。