新工科背景下面向產(chǎn)出的信息類專業(yè)建設(shè)與實(shí)踐
——以電子信息工程專業(yè)為例

燕麗紅，張黨鋒，陳虎虎

（西安歐亞學(xué)院 信息工程學(xué)院，陜西 西安 710065）

0 引 言

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，教育部發(fā)布的[關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見]（教高〔2018〕2 號(hào)）明確指出[1]，堅(jiān)持學(xué)生中心，全面發(fā)展，堅(jiān)持服務(wù)需求，成效導(dǎo)向的基本原則，圍繞激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛能深化教學(xué)改革。因此，要升級(jí)改革傳統(tǒng)工科建設(shè)模式，調(diào)研企業(yè)需求，結(jié)合行業(yè)發(fā)展，修訂可視化人才培養(yǎng)方案，重構(gòu)課程內(nèi)容和課程評(píng)價(jià)指標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用型能力的培養(yǎng)，從關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)到關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程及成果顯得尤為重要。本文以電子信息工程專業(yè)為例，結(jié)合筆者多年專業(yè)負(fù)責(zé)人和一線教學(xué)研究的經(jīng)驗(yàn)，探索電子信息類專業(yè)新工科建設(shè)改革的措施和實(shí)踐效果。

1 信息類專業(yè)建設(shè)存在的問(wèn)題

（1）教學(xué)內(nèi)容重復(fù)性較多。按照國(guó)家學(xué)科發(fā)展及人才培養(yǎng)方案制定指導(dǎo)原則，電子信息類專業(yè)是一個(gè)既包含硬件又包含軟件的課程，內(nèi)容較多，而課時(shí)又有限，現(xiàn)有的課程體系在很大程度上有很多學(xué)時(shí)的內(nèi)容是重復(fù)的，例如信號(hào)與系統(tǒng)64 學(xué)時(shí)中已經(jīng)包含了離散信號(hào)的時(shí)域分析部分，而在下學(xué)期的后續(xù)課程中又有一部分學(xué)時(shí)要講述，浪費(fèi)學(xué)時(shí)。

（2）教學(xué)設(shè)計(jì)偏重理論講述。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)，現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)計(jì)還是以理論為主，基本上是教師唱獨(dú)角戲，這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)于學(xué)生應(yīng)用型能力的培養(yǎng)，甚至學(xué)生素養(yǎng)包括表達(dá)、思維及綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)較少。盡管我們也在加大實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`環(huán)節(jié)，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容最多是做一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而實(shí)踐環(huán)節(jié)則是前往實(shí)習(xí)公司參觀，導(dǎo)致學(xué)生在畢業(yè)時(shí)感覺(jué)自身能力與單位要求相差很遠(yuǎn)。

（3）培養(yǎng)方案對(duì)系統(tǒng)（素養(yǎng)）能力要求不明確。現(xiàn)有的教學(xué)要求是修滿培養(yǎng)方案中規(guī)定的學(xué)分就可以拿到畢業(yè)證，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為只要保證所修課程及格或60 分即可。對(duì)于專業(yè)開設(shè)或提供的學(xué)科競(jìng)賽，第二課堂學(xué)生的參與度和積極性不高，整個(gè)班級(jí)或?qū)I(yè)的覆蓋面不高，質(zhì)量也不高。

（4）課程激勵(lì)或評(píng)價(jià)措施不健全。傳統(tǒng)課程評(píng)價(jià)注重期末成績(jī)（終結(jié)性評(píng)價(jià)），盡管這幾年學(xué)校要求有過(guò)程性評(píng)價(jià)，但由于評(píng)價(jià)指標(biāo)不健全或不清晰，導(dǎo)致學(xué)生不重視平時(shí)課堂的參與過(guò)程，對(duì)于整個(gè)課程的學(xué)習(xí)力不從心。

2 基于新工科信息類專業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)思想

2017 年教育部提出新工科建設(shè)計(jì)劃以來(lái)，各高校、企業(yè)都在積極探索新工科的建設(shè)模式，新工科的建設(shè)更好地推進(jìn)了對(duì)傳統(tǒng)工科的建設(shè)與改革，旨在促進(jìn)高校教育教學(xué)質(zhì)量的提升。而專業(yè)建設(shè)改革需要有一定的指導(dǎo)思想及頂層設(shè)計(jì)原理。在OBE（Outcome based Education）[2-3]以成果為導(dǎo)向的理念指導(dǎo)下進(jìn)行專業(yè)建設(shè)與實(shí)踐[4-5]，更好提升高校教育質(zhì)量。

3 基于新工科的信息類專業(yè)建設(shè)改革和實(shí)踐

我校電子信息工程專業(yè)的定位為智能電子方向，主要以服務(wù)機(jī)器人為核心進(jìn)行電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。新工科背景下，對(duì)傳統(tǒng)的電子信息工程專業(yè)進(jìn)行了升級(jí)改造，在專業(yè)建設(shè)中取得了一定的成果。

3.1 構(gòu)建可視化的人才培養(yǎng)方案

盡管每年專業(yè)都會(huì)以不同形式或活動(dòng)對(duì)剛剛進(jìn)入校園的學(xué)生進(jìn)行專業(yè)教育和引導(dǎo)，但到大三或大四上專業(yè)課的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于其就讀的專業(yè)仍很迷茫，有的不清楚專業(yè)的技術(shù)方向，有的不知道專業(yè)未來(lái)的發(fā)展[6]……，通過(guò)企業(yè)調(diào)研，借助專業(yè)地圖（MAP）進(jìn)行了可視化人才培養(yǎng)方案設(shè)置，如圖1 所示。讓學(xué)生清楚自己大一到大四所學(xué)課程及課程內(nèi)容和要求，并結(jié)合專業(yè)定位，設(shè)置3 條技術(shù)學(xué)習(xí)路線，其中1 條學(xué)習(xí)路線是DSP 技術(shù)學(xué)習(xí)路線，1 條是FPGA 技術(shù)學(xué)習(xí)路線，1 條是嵌入式技術(shù)學(xué)習(xí)路線，在專業(yè)課程地圖中對(duì)于每一條學(xué)習(xí)途徑均采用同一種顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并對(duì)該技術(shù)路線所學(xué)課程及前后關(guān)系也進(jìn)行了說(shuō)明，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中結(jié)合自己的興趣和學(xué)習(xí)的程度進(jìn)行選擇，有的放矢，更好地促進(jìn)職場(chǎng)能力的培養(yǎng)。

圖1 可視化專業(yè)課程地圖建設(shè)

3.2 重構(gòu)以學(xué)生成果為導(dǎo)向的課程大綱

以成果為導(dǎo)向的教育教學(xué)理念更多強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)效果，更能衡量應(yīng)用型培養(yǎng)的效果。本文結(jié)合OBE 關(guān)注的教育問(wèn)題（what-why-how），根據(jù)工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)[7]，以學(xué)生為中心，修訂課程教學(xué)大綱，重構(gòu)課程教學(xué)目標(biāo)，在強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容的同時(shí)，在學(xué)習(xí)成果中融入課程思政元素，更好地引導(dǎo)學(xué)生梳理正確的價(jià)值觀和人生觀，更好地服務(wù)社會(huì)。具體見表1 所列。

表1 以學(xué)生成果為導(dǎo)向重構(gòu)課程目標(biāo)

3.3 基于課程群的專業(yè)課程建設(shè)改革

電子信息類專業(yè)具有課程內(nèi)容多，連續(xù)性強(qiáng)，學(xué)時(shí)少，實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，如何在學(xué)時(shí)有限的條件下讓學(xué)生清楚專業(yè)的課程特點(diǎn)并有效學(xué)習(xí)，建立課程群并進(jìn)行內(nèi)容優(yōu)化很有必要。本文結(jié)合專業(yè)方向，從電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程出發(fā)進(jìn)行課程群設(shè)置，如圖2 所示。主要包括信息傳感（采集）、信息傳輸、信息處理及信息控制（應(yīng)用）等模塊，根據(jù)課程性質(zhì)，結(jié)合課程內(nèi)容進(jìn)行課程群構(gòu)建，在學(xué)時(shí)有限的情況下，可以對(duì)相近內(nèi)容、重復(fù)內(nèi)容進(jìn)行融合和優(yōu)化，讓學(xué)生對(duì)于知識(shí)的遞進(jìn)及層級(jí)的學(xué)習(xí)更加清晰，更能進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用。例如，信息處理模塊中信號(hào)與系統(tǒng)在大二第二學(xué)期開設(shè)，共64 學(xué)時(shí)，主要講述模擬（連續(xù)）信號(hào)和系統(tǒng)的理論和技術(shù)，但會(huì)利用10 ～20 學(xué)時(shí)講述離散信號(hào)的部分內(nèi)容，有學(xué)生會(huì)混淆這兩類信號(hào)的分析方法。此外，在大三開設(shè)的數(shù)字信號(hào)處理又是一門以離散信號(hào)和系統(tǒng)為主的課程，在第一模塊還會(huì)利用10 個(gè)學(xué)時(shí)再講述相關(guān)知識(shí)，這和之前的內(nèi)容有一定的重復(fù)。通過(guò)課程群建設(shè)，可以將信號(hào)與系統(tǒng)中講述的離散內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化或減少，或在數(shù)字信號(hào)處理內(nèi)容中減少信號(hào)時(shí)域分析的內(nèi)容，增加濾波器設(shè)計(jì)或系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)應(yīng)用知識(shí)，在總學(xué)時(shí)不變的情況下，讓學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)更感興趣。

圖2 基于智能電子設(shè)計(jì)過(guò)程的課程群建設(shè)

3.4 基于專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)

圍繞國(guó)家戰(zhàn)略政策和電子信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需要，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力及創(chuàng)新意識(shí)。一方面，在人才培養(yǎng)方案中明確規(guī)定學(xué)生在校期間至少參加一次學(xué)科類的競(jìng)賽，專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽包括中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“藍(lán)橋杯”全國(guó)軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、中國(guó)大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽和中國(guó)高校計(jì)算機(jī)大賽網(wǎng)絡(luò)技術(shù)挑戰(zhàn)賽等，創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽包括“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。另一方面，通過(guò)工作室、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力并對(duì)學(xué)生進(jìn)行競(jìng)賽輔導(dǎo)、培訓(xùn)等，讓學(xué)生通過(guò)平時(shí)的系統(tǒng)實(shí)踐活動(dòng)提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)競(jìng)賽培養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和一定的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，讓自己的大學(xué)四年更加有目標(biāo)，有動(dòng)力。通過(guò)專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽的培養(yǎng)，全面提升學(xué)生的敬業(yè)精神、溝通能力、市場(chǎng)洞察力[8-9]等各項(xiàng)能力。

3.5 以O(shè)BE 為導(dǎo)向的課程質(zhì)量評(píng)價(jià)

課程質(zhì)量是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的關(guān)鍵指標(biāo)，如何貫徹OBE 以學(xué)生為中心，讓學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)，課上課下，線上線下相結(jié)合的方式更好地進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，除了學(xué)校同行、督導(dǎo)的聽評(píng)課外，還需要教師對(duì)所授課程進(jìn)行自查和自省，不斷總結(jié)與反思，提供高質(zhì)量的教學(xué)。通過(guò)建立教師課程質(zhì)量自查表，從課程目標(biāo)、課程設(shè)計(jì)、課程教學(xué)等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)，尤其是帶新課和新代課教師還需要每節(jié)課（每個(gè)模塊）進(jìn)行自查[10]，以更好地保障課程質(zhì)量。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文在剖析電子信息類專業(yè)目前存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己院校電子信息工程專業(yè)及學(xué)生特點(diǎn)，在新工科背景下，以O(shè)BE 為專業(yè)建設(shè)和改革的指導(dǎo)思想，通過(guò)構(gòu)建可視化專業(yè)課程地圖，設(shè)計(jì)了以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的課程目標(biāo)，優(yōu)化課程內(nèi)容，采用以學(xué)促賽、以賽促學(xué)的模式進(jìn)行學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，采用教與學(xué)的評(píng)價(jià)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提升教師教學(xué)效果。經(jīng)過(guò)這一兩年的實(shí)踐，本專業(yè)的就業(yè)質(zhì)量有了很大提升，也促進(jìn)了專業(yè)的持續(xù)發(fā)展。