電子專業基于典型電子產品生命周期課程體系的構建

□廖建文　彭永杰　梅容　芳孫鴻

電子專業基于典型電子產品生命周期課程體系的構建

□廖建文彭永杰梅容芳孫鴻

根據電子專業崗位分析和培養目標，選擇學習載體--典型電子產品，剖析載體，以載體生命周期為主線構建專業的課程體系，基于電子產品整個周期的學習完成培養學生的專業能力、職業能力和社會能力。注重課程項目之間的關聯，通過產品的實踐構建知識和能力體系，使學生對電子產品生命周期過程有一個較清晰的認識。

典型電子產品；課程體系；工程教育

建構主義學習理論認為，人們有意義的真正學習應由個體已具有的經驗和已現存的文本、理念，從周圍的環境中獲得信息，并與已存的信息相結合，然后建構屬于個體自我的新的知識結構，即自我構建［1］。職業教育課程是按照工作知識在工作過程中的表征方式來為學生提供知識，其功能是要把學生導向工作體系。

宜賓職業技術學院電子專業課程改革，首先選擇教學載體——典型電子產品，對它進行解剖分析、思考設計制作、產品后期運行等過程，涵蓋了高職電子專業所需的知識和技術［2］。把它作為教學載體，徹底打破傳統的課程體系，以載體的構思、設計、制作、運行為主線重組項目課程［3］。通過對典型產品的構思、設計、制作、運行全過程的學習，從而完成對應電子專業的主要崗位的知識、技能的學習和培訓。

根據本專業人才培養目標，結合宜職院〔2014〕43號指導意見，堅持“能力本位”的課程觀，注重課程體系的系統性、實踐性，通過對利益相關者對職業資格標準、職業崗位（群）的任職要求專業人才成長特點、職業能力形成規律等方面的調查和對職業崗位知識、技術能力、素質的分析，確定了本專業人才定位和培養目標［4］，基于CDIO大綱和選取典型電子產品解構實際項目重構為課程項目，根據產品生命周期設計課程項目結構和順序轉換為一體化課程體系［5］，如圖1所示。

圖1　課程體系開發模型圖

一、電子專業職業領域及培養目標

（一）電子專業崗位群

電子專業崗位群主要為電子產品設計類崗位群、電子產品實現類崗位群、電子產品運行類崗位群。其中典型工作崗位為技術員、繪圖員、工藝員、裝配員，其中又將技術員崗位細化為單片機技術員與FPGA技術員；單片機技術員（輔助工程師）的核心職業能力為單片機系統設計與編程技術；FPGA技術員（輔助工程師）的核心能力為FPGA系統設計與編程技術。對于繪圖員與工藝員，其核心職業能力為PCB原理圖繪制與布局布線；裝配員的核心職業能力為元器件焊接、產品安裝調試。

（二）電子專業典型工作任務

通過實地走訪電子信息企業、回訪畢業生及與實踐專家座談和交流，對電子專業群主要工作崗位工作任務調查分析，整理、分析、歸納和抽象出本專業的產品設計、產品生產與加工、產品安裝與調試、質量檢驗與售后服務和其他幾個方面主要工作崗位，其對應的具體任務、崗位的知識、能力及素質見表1。

（三）人才培養目標

通過對電子專業主要崗位分析及分解得到工程職業教育的典型工作任務所需的專業技能、專業知識和職業素質，提出了本專業的培養目標：本專業培養擁護黨的基本路線，德、智、體、美等全面發展、具有良好的職業素質和文化修養，適應電子信息行業發展需要，掌握電子信息技術理論和應用技術，具備對電子信息產品進行檢測及維護的能力；具備對電子產品進行分析、初步的設計能力；具備獨立解決生產現場實際問題能力。從事電子行業的管理產品生產過程、檢測產品質量、維護電子設備、營銷電子產品和初步設計電子產品、制作電子產品等崗位工作的高素質技術技能人才。

表1　典型工作任務分析表

二、電子專業課程體系的構建

電子專業根據電子信息行業發展和人才需求的分析，結合對典型崗位知識、技能、素質等要求的調查和研討結果，電子專業目標為本專業教師從事教育教學活動提供了依據，為學生學習提供指南。

建構主義認為學習應發生于真實的學習任務中，學習者理解、構建知識受學習環境的影響［6］，教師就創造環境，模擬電子產品整個生命周期的過程還原于課堂，展示給學生。如何選擇教學載體，能否包含電子專業培養目標是關鍵。

（一）電子專業課程體系的載體選擇

智能小車是目前使用較多的測控對象，智能小車是集微處理器技術、傳感技術、信息處理技術等多種于一體的綜合系統，在市場的公共資源充足，在工業、軍事、醫院、家庭等各種領域有著重要的作用，其生命周期包含了電子專業的專業知識和專業技能。智能小車有著強大擴充功能并能滿足各個層次學生的學習需要，還能在原來基礎上維護升級和重復利用，滿足學生學習操作。學生通過完成一個典型電子產品的“CDIO”工程教育的構思、設計、實現和運行四個過程，起到從“特殊”到“一般”，以點帶面，激發興趣，獲取工作經驗，提升學習效果。因此，確定將智能小車作為專業課程體系的主要載體。

借鑒逆向工程的基本原理，將典型智能小車作為課程的載體進行解構，分析智能測控小車的結構、功能及生產流程，形成對應的項目，將項目所包含的知識、技術與專業培養要求進行分類整合，提煉成符合認知規律的課程項目（模塊），構建出對應的教學活動，如圖2所示。進一步對教學活動的梳理和整合，構建為對應的專業課程。

圖2　基于智能小車為載體的教學活動構建圖

（二）專業課程體系構建方法

根據電子產品的生命周期，結合人類的認知規律和個人職業形成特點，教學活動分解為五個層次，分別為2個一級項目、8個對應的二級項目及十幾個三級（課程）項目，形成由基礎課程、專業課程及專業拓展課程、素質課程4個部分組成的專業課程體系［7］，構建出課程體系如圖3所示。

圖3　專業課程體系結構圖

專業課程體系的實施參照工程教育CDIO大綱，圍繞職業能力的形成，以職業發展為目的，將專業基礎知識與個人邏輯思維能力、專業技術能力、團隊合作與溝通能力和企業的工程理念融入項目中［8］。

CDIO項目按工程教育模式劃分為三級［9］：一級項目為包含本專業主要核心能力要求的項目；二級項目為包含一組相關核心課程的知識、能力要求的項目；三級項目為單門課程（模塊）。

一級項目確定原則：面向實際、面向工程；知識涵蓋專業內容；考慮學生的知識水平和實際能力；便于課堂實施。一級項目又是初級引導項目，貫穿整個課程體系，選擇智能測控小車作為載體。

二級項目：由體現“工程化、產品化”CDIO模式特點的五個模塊構成，每個模塊由2～3門課程支撐，其中構思以“典型電子產品剖析”項目實現，設計以“電子電路模塊設計”項目實現，實施以“電子系統設計”項目實現，運作以“電子產品市場運作”項目實現。

三級項目分解在各門課程（模塊）中，由各門課程（模塊）相對獨立的完成初級引導項目中的部分內容。

整個課程體系改變了原來以學科為主的課程體系結構，課程由項目構成，每個課程本身并不強調知識的系統性，注重課程之間的關聯，專業課程的實施要求學生能有階段性成果或產品，整個專業課程體系的實施使學生完成產品的構思、設計、實現和運行的工程教育過程，使學生對產品的生命周期有一個較清晰的認識。

三、課程設置

（一）公共課程設置

本專業公共課程包括基礎知識課程和思政及素質教育課程，如圖4所示。

圖4　公共課程設置圖

本專業公共課程在建設過程中，重點根據電子專業人才培養目標及專業后續課程教學要求開發課程教學內容，如應用文寫作主要偏重電子信息類技術文檔寫作方法，工程數學根據電子信息工程技術專業課程相關計算要求選擇教學內容，車間英語教學內容重點在電子信息行業常用英語單詞、句型，電子產品英文說明書閱讀和日?？谡Z等，使得公共課程與專業很好對接，能為專業學生學習后續專業課程奠定良好的基礎。

（二）專業課程設置

電子專業課程體系由2個一級項目組成，第一個一級項目為一個智能小車測試系統，貫穿專業培養全過程，包含本專業主要知識和技術能力，創造模擬在企業和社會環境中實際產品的構思、設計、實現和運行過程；另一個一級項目為自選項目（畢業設計題目），是對第一個一級項目進行加強和拓展。

二級項目為一級項目的子項目，包含工程導論、基礎素質、整機分析、模塊制作、電路模塊設計、整機裝調、產品運行、拓展與創新共8個項目。

三級項目為課程（模塊）項目，在整機分析模塊中以電子工程設計導論為基礎，遵照職業道德和工程規范培養學生，教會學生正確使用工具和按要求程序進行設備裝配、按標準焊接電子設備，正確識讀電子路圖進行和有效分析電路功能；在電路模塊設計中教會學生基于單片機應用系統或FPGA的小型應用系統的設計功能電子部件，訓練學生使用軟件設計PCB圖和編程的能力；在模塊制作模塊中，帶領學生按規范利用設備，制作PCB版及對電子產品的工藝管理，訓練學生編制電子產品工藝文件。

其項目課程之間的先后關系如圖5所示。各級項目與專業能力要求對應見表2。

電子產品產品生命周期、技術開發、市場信息、市場策略在學院電子愛好者協會活動中強化；電子產品技術文件、商標設計、整機造型在院級、省級、國家級電子設計競賽活動加強。

圖5　項目課程設置相互關系示意圖

表2　構建“工程化、產品化”課程項目與工程技術能力表

在實施過程中，為了能讓構思、設計、實現和運行四個環節的課程能得以順利運行，建立和完善基于CDIO四個環節的實驗室和對應的校外實習基地，特別是職業院校層次專業側重在設計、實現方面，為學生畢業后走向專業較對口的崗位奠定基礎。

在設計類課程方面，除了模擬崗位在實驗室完成外，還需深入企業，把企業真實項目的電子部件的設計引入課堂，按企業要求完成任務，由企業兼職教師測評學生成績；在實現類課程PCB的設計與制作、元器件裝配等課程中，除了在專業實驗室的練習外，還要按企業對工藝要求完成產品制作及裝配，真正落實“工程化、產品化”。

四、課程體系改革的特色與創新

（一）電子專業基于典型電子產品生命周期課程體系構建，總結專業多年的人才培養經驗，形成特色：

1.以工程教育為背景，以典型電子產品作為學習的載體，將工程職業的特征用于職業教育，形成“工程化、產品化”CDIO的人才培養模式；

2.項目（模塊）化課程。以典型電子產品及其生命周期作為課程的載體，改變了傳統的以學科為主的課程體系結構，專業課程以項目（模塊）實施，課程項目不強調知識的深度和完整性，但注重課程項目（模塊）之間的關聯，使學生對系統、工程有一個較全面的認識，通過典型電子產品的學習實踐構建知識體系；

3.教學實施強調工程背景，即強調把工程教育作為背景而不是內容是教學，要求教師要有工程背景、教學環境模擬工程環境；

4.基于實踐的“做中學”教學方法，即以學生為主體，學生主動基于經驗的學習，教師引導和協助學生解決問題。

（二）電子專業基于典型電子產品生命周期課程體系構建具有以下創新點：

1.探索出了適合高職工程類專業的高技能人才培養模式。以就業為導向，以工程教育為背景，以典型電子信息產品作為學習的載體，將工程職業不變的特征用于教育，借鑒CDIO工程教育模式形成的“工程化、產品化”CDIO人才培養模式，較好地解決了教學、科研、生產實踐相結合。

2.建立了以產品為載體的項目課程體系。以典型產品為載體，將其解構成實際項目，根據專業培養目標所需的學習效果重構形成課程項目，將課程項目與教育教學規律結合形成項目之間相互關聯而成系統的項目課程體系，打破了傳統的課程結構，課程項目不強調知識的深度和完整性，但注重課程項目之間的關聯，使學生對系統、工程有一個較全面的認識，通過產品的實踐構建知識體系，為學生提供了一種學習經驗，并形成相應的課程標準。

3.探索并實踐了以學生為主體，以項目為載體的實踐體驗式“做中學”教學模式。根據建構主義的學習觀，以學生為主體，以項目為載體，并將技能競賽與教學有機結合，極大地把課堂還給了學生，也改變了教師的教學觀，真正使學生“做中學”，在做中建構屬于自己的知識體系和經驗，提高了學生做事、做成事的能力，較好地契合了《國家中長期教育發展改革和規劃綱》中提出的“注重學思結合、注重要知行統一”。

［1］［6］高文，徐斌艷，吳剛.建構主義教育研究［M］.北京：教育科學出版社，2009：28-31，387-394.

［2］石偉平.實踐導向職業教育課程研究：技術學范式［M］.上海：上海教育出版社，2008：31-36.

［3］［5］［8］顧佩華，陸小華.CDIO工作坊手冊［M］.汕頭：汕頭大學出版社，2008：30-32.

［4］陳挺.基于產品生命周期的應電類專業課程體系構建［J］.電子制作，2013（12）：100.

［7］黃明清，李春明.高職CDIO培養模式的應用［J］.職教論壇，2012（5）：53-54.

［9］查建中，何永汕.工程教育的三大戰略［M］.北京：北京理工大學出版社，2009：55-59.

責任編輯王國光

廖建文（1964－），女，四川宜賓人，宜賓職業技術學院副教授，研究方向為高職人才培養模式、課程改革；彭永杰（1983-），男，河南駐馬店人，宜賓職業技術學院講師，研究方向為嵌入式系統開發；梅容芳（1981-），女，重慶奉節人，宜賓職業技術學院副教授，研究方向為電子與通信工程教學；孫鴻（1976-），男，四川宜賓人，宜賓一體化研究所工程師，研究方向為天然氣流量計算機系統。

四川省教育廳培養質量和教學改革（重點）項目“CDIO在高技能人才培養中的研究應用與實踐—以電子信息工程技術專業為例”（編號：P09540），主持人：黃明清。

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