以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程內(nèi)容構(gòu)建和評(píng)價(jià)探析

覃光鋒 黃祖存 何小蓮 潘潔宗

摘?要：課程是工程能力培養(yǎng)的重要載體，完善以學(xué)生為主導(dǎo)、以社會(huì)發(fā)展為需求、以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容。在實(shí)施教學(xué)的過(guò)程中，制定基于CIPP評(píng)價(jià)模式為思想的考核模式并運(yùn)用于教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)，提高以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的過(guò)程教學(xué)評(píng)價(jià)的科學(xué)性和合理性，更加清晰學(xué)生的工程能力培養(yǎng)過(guò)程情況，也為培養(yǎng)學(xué)生的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、反饋問(wèn)題、完善問(wèn)題提供參考。

關(guān)鍵詞：工程能力；課程內(nèi)容；構(gòu)建和評(píng)價(jià)

Analysis?on?the?Construction?and?Evaluation

of?Curriculum?Content?Oriented?to?the?Cultivation?of?Engineering?Ability

—Take?"Principle?and?Application?of?Single?Chip?Microcomputer"?Course?as?an?Example

Qin?Guangfeng?Huang?Zucun?He?Xiaolian?Pan?Jiezong

Guangxi?Normal?University?of?Science?and?Technology?GuangxiLaibin?546199

Abstract：The?course?is?an?important?carrier?of?engineering?ability?training，and?the?teaching?content?of?studentoriented，social?developmentoriented?and?capabilityoriented?projects?should?be?improved.In?the?process?of?implementing?teaching，an?assessment?model?based?on?CIPP?evaluation?model?is?developed?and?applied?to?the?teaching?process?evaluation?to?improve?the?scientificity?and?rationality?of?the?process?teaching?evaluation?oriented?to?the?cultivation?of?engineering?ability，to?more?clearly?understand?the?process?of?students'?engineering?ability?cultivation，and?to?provide?reference?for?finding，feedback?and?improving?problems?in?the?process?of?cultivating?students.

Keywords：engineering?ability；Course?content；Build?and?evaluate

為提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，培養(yǎng)更多高素質(zhì)的工程技術(shù)型人才，支持國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)，目前全國(guó)許多高校特別是地方本科院校轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型本科院校，人才培養(yǎng)過(guò)程中更加側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。電子信息工程本科專業(yè)作為一個(gè)非常重要的新工科專業(yè)，要求在工程能力培養(yǎng)過(guò)程中，更加側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的自然科學(xué)和工程基礎(chǔ)在電子信息系統(tǒng)的應(yīng)用能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程作為該專業(yè)的專業(yè)必修課程之一，在培養(yǎng)學(xué)生這三種能力的過(guò)程中，發(fā)揮著較大的作用。但在目前的人才培養(yǎng)過(guò)程中，許多學(xué)校在該課程仍是按章節(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行講授，無(wú)法很好調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)一步提高學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)，進(jìn)而影響對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，圍繞工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的當(dāng)前教學(xué)改革中，應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程內(nèi)容重構(gòu)勢(shì)在必行。

一、電子信息工程本科專業(yè)“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用與教學(xué)目標(biāo)

（一）課程的地位和作用

“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程作為電子信息工程專業(yè)的一門必修課之一，一般是大二下個(gè)學(xué)期開設(shè)，學(xué)生在前面已修完C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)字電路、模擬電路等專業(yè)知識(shí)，具備了進(jìn)行一定的專業(yè)綜合知識(shí)和進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)的能力，同時(shí)這門課也是后續(xù)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)課程、相關(guān)控制類綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等重要的專業(yè)知識(shí)能力，因此本門課程是培養(yǎng)學(xué)生如何對(duì)前階段專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，也是后續(xù)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，起到承上啟下的作用。

（二）課程的教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)工程認(rèn)證的要求，結(jié)合課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系和能力達(dá)成要求，圍繞畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)方面的工程知識(shí)、使用現(xiàn)代工具、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、項(xiàng)目管理等，結(jié)合課程思政方面的要求，該課程的課程目標(biāo)具體如下：

1.專業(yè)知識(shí)培養(yǎng)目標(biāo)

目標(biāo)1：了解主流單片機(jī)型號(hào)及種類和單片機(jī)的基本概念、基本原理；掌握單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)和接口技術(shù)等軟硬件的基本知識(shí)和基本方法。

目標(biāo)2：掌握單片機(jī)仿真軟件Proteus和編程軟件Keil4的使用方法。

目標(biāo)3：從硬件和軟件上掌握設(shè)計(jì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的方法，使學(xué)生具有初步的單片機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)和研究能力。

目標(biāo)4：初步具備進(jìn)一步進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用擴(kuò)展和項(xiàng)目開發(fā)應(yīng)用。

2.課程思政培養(yǎng)目標(biāo)

（1）培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（2）培養(yǎng)學(xué)生精益求精、團(tuán)隊(duì)合作的精神。

（3）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。

二、重構(gòu)以項(xiàng)目教學(xué)為載體，把專業(yè)知識(shí)按照學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)和要求，寓于項(xiàng)目中進(jìn)行講解

傳統(tǒng)的授課內(nèi)容一般按照單片機(jī)課程導(dǎo)論、單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理、單片機(jī)的C51語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、單片機(jī)的串行接口、單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展等知識(shí)模塊進(jìn)行知識(shí)講解。學(xué)生學(xué)習(xí)完后，在理論知識(shí)上形成了較系統(tǒng)的知識(shí)，但是學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)、工程實(shí)踐思維、工程實(shí)踐能力等沒有得到很好的提升，甚至許多學(xué)生在應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行具體產(chǎn)品制作方面的能力還較弱，無(wú)法很好實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。為此，需要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)循序漸進(jìn)的特點(diǎn)，結(jié)合該門課程理論知識(shí)涵蓋的范圍、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐等要求，對(duì)教學(xué)內(nèi)容以項(xiàng)目教學(xué)為特點(diǎn)進(jìn)行重新組織安排，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生的工作實(shí)踐思想和實(shí)踐能力。經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐和該門課程需要掌握的知識(shí)要求，從能力目標(biāo)、工作任務(wù)的引出、相關(guān)專業(yè)知識(shí)、任務(wù)實(shí)施等框架，重構(gòu)了以項(xiàng)目為載體的教學(xué)內(nèi)容，各項(xiàng)目的具體內(nèi)容如下圖1所示：

三、基于工程實(shí)踐能力的要求對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程考核評(píng)價(jià)

（一）構(gòu)建以工程實(shí)踐能力為核心的課程考核評(píng)價(jià)體系內(nèi)容

工程實(shí)踐能力從內(nèi)容結(jié)構(gòu)上主要包括知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力、思維判斷與分析能力、工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力、表達(dá)與交流能力、創(chuàng)造與創(chuàng)新能力［1］。教師在學(xué)生學(xué)習(xí)“單片機(jī)原理與應(yīng)用”的過(guò)程中，如何改變以往以作業(yè)評(píng)價(jià)、課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)、考試評(píng)價(jià)的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)模式，轉(zhuǎn)向以工程實(shí)踐能力為主要內(nèi)容的過(guò)程評(píng)價(jià)模式，并讓老師了解每個(gè)項(xiàng)目培養(yǎng)過(guò)程中學(xué)生各方面的工程能力情況，以便更加有針對(duì)性地開展能力培養(yǎng)和個(gè)性化的重點(diǎn)培養(yǎng)，同時(shí)學(xué)生也清楚地了解到在學(xué)習(xí)過(guò)程中自身的工程能力培養(yǎng)情況，以便有針對(duì)性地發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)，努力改進(jìn)不足，進(jìn)而提升實(shí)踐能力方面的綜合能力。筆者根據(jù)自身的教學(xué)過(guò)程的實(shí)踐探索和工程實(shí)踐能力的要求，圍繞項(xiàng)目教學(xué)法，在建立課程考核評(píng)價(jià)體系時(shí)應(yīng)充分考慮應(yīng)用型本科學(xué)生工程能力特征和特點(diǎn)，建立以工程實(shí)踐能力為核心、多維度、全方位、多元化、全過(guò)程的考核評(píng)價(jià)體系［2］，評(píng)價(jià)內(nèi)容結(jié)構(gòu)框圖如圖2。

同時(shí)圍繞《中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)12項(xiàng)畢業(yè)要求，結(jié)合以上工程實(shí)踐能力5項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行再次細(xì)分，各項(xiàng)內(nèi)容的細(xì)分后的包含的12項(xiàng)畢業(yè)要求內(nèi)容如表1所示：

（二）基于CIPP評(píng)價(jià)模式構(gòu)建課程考核評(píng)價(jià)體系質(zhì)量評(píng)價(jià)模型

美國(guó)著名教育評(píng)價(jià)專家Stufflebeam提出的CIPP評(píng)價(jià)模式，是一種較為先進(jìn)的改進(jìn)取向的評(píng)價(jià)模式，其主旨是“評(píng)價(jià)最重要目的不是為了證明，而是為了改進(jìn)”，CIPP模式的顯著特點(diǎn)在于動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。［3］在工程能力培養(yǎng)的過(guò)程中，學(xué)生的能力會(huì)隨著學(xué)習(xí)的過(guò)程，各方面的能力提升也是動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的，且畢業(yè)要求有12項(xiàng)，考核內(nèi)容也是多樣的，因此CIPP評(píng)價(jià)模式的思想也比較適合于課程考核評(píng)價(jià)。在實(shí)施的過(guò)程中，可以采用評(píng)分等級(jí)規(guī)則進(jìn)行過(guò)程評(píng)價(jià)。

評(píng)分等級(jí)規(guī)則是指該指標(biāo)體系用于評(píng)價(jià)實(shí)施課程教學(xué)質(zhì)量時(shí)，評(píng)價(jià)者如何評(píng)價(jià)某一因子。一般情況下，在對(duì)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)遵循簡(jiǎn)單、實(shí)用、易劃分等級(jí)的原則。給出等級(jí)以后，每一個(gè)二級(jí)指標(biāo)下的考核項(xiàng)根據(jù)等級(jí)分?jǐn)?shù)作出均值計(jì)算后，均值與權(quán)重乘積之和就是對(duì)整個(gè)學(xué)生在該課程教學(xué)過(guò)程的12項(xiàng)畢業(yè)要求其中之一質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果，一級(jí)指標(biāo)下的各項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)之和為一級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果情況。而要具體看某一項(xiàng)指標(biāo)的得分時(shí)，可以直接根據(jù)均值與權(quán)重的乘積進(jìn)行計(jì)算，其中權(quán)重的設(shè)置根據(jù)12項(xiàng)畢業(yè)要求的學(xué)生個(gè)人得分進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)置，具體過(guò)程如下：

（1）評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值的確定。U1、U2、…、U12分別表示12項(xiàng)畢業(yè)要求指標(biāo)（下標(biāo)10、11、12分別用A、B、C表示），ci為歸一化處理后的數(shù)值。

∑121ai

1

所以U的因素重要程度（權(quán)重）子集為：

δ=（c1，c2，c3，…，cA，cB，cC）

（2）課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建：課堂教學(xué)質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)。

R=r11r12…r1n

r21r22…r2n

…

rm1rm2…rmn=（rij）m×n

Ui的綜合評(píng)價(jià)集為：βi＝δi×Ri。

βi＝δi×Ri＝（ai1，ai2，…，aik）ri11ri12…ri1n

ri21ri22…ri2n

…

rim1rim2…rimn＝（bi1，bi2，…，bin）

其中，bi1＝ai1×ri11＋ai2×ri21＋…，＋aii×rii1…，＋aik×rim1

bi2＝ai2×ri12＋ai2×ri22＋…，＋aii×rii2…，＋aik×rim2

…………，

bin＝ai1×ri1n＋ai2×ri2n＋…，＋aii×riin…，＋aik×rimn

（3）在教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)以上評(píng)價(jià)模型進(jìn)行各內(nèi)容評(píng)價(jià)分析，就可以綜合分析各學(xué)生的教學(xué)質(zhì)量情況和教學(xué)過(guò)程中班級(jí)各一級(jí)指標(biāo)工程能力情況，為教學(xué)的推進(jìn)過(guò)程進(jìn)行不斷完善提供參考。

結(jié)語(yǔ)

基于以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程內(nèi)容的重構(gòu)，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的清晰認(rèn)識(shí)情況，同時(shí)結(jié)合工程認(rèn)證的畢業(yè)要求、構(gòu)建數(shù)學(xué)模型對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、反饋問(wèn)題、解決問(wèn)題、完善教學(xué)，從而進(jìn)一步提高教學(xué)成效。

參考文獻(xiàn)：

［1］楊誠(chéng).基于企業(yè)需求的全日制工程碩士實(shí)踐能力評(píng)價(jià)研究［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2016．

［2］高成沖，譚啟檐，王云霞.以工程實(shí)踐能力為核心的專業(yè)學(xué)位碩士研究生考核評(píng)價(jià)體系探析［J］.南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2019，19（01）：6568.

［3］張殿蔚，劉佳杰.基于CIPP模式的高校實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究［J］.中國(guó)成人教育，2016（09）：110113.

基金資助：2022年度廣西科技師范學(xué)院校級(jí)本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目：以工程能力為導(dǎo)向的電子信息工程專業(yè)課程體系研究改革與實(shí)踐（編號(hào)2022GKSYGB11）

作者簡(jiǎn)介：覃光鋒（1983—?），男，漢族，廣西興業(yè)人，本科，高級(jí)講師，研究方向：電子技術(shù)應(yīng)用；黃祖存（1991—?），男，壯族，廣西來(lái)賓人，助教，研究方向：電子與通信技術(shù)；何小蓮（1989—?），女，漢族，廣西玉林人，工程師，研究方向：電子線路設(shè)計(jì)。