面向工程教育認(rèn)證和能力培養(yǎng)的課程體系及內(nèi)容改革探索

劉軍 于洋 高宏偉 馮艷君 馮艷莉

[摘 要]文章根據(jù)儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，對標(biāo)專業(yè)工程教育認(rèn)證國家標(biāo)準(zhǔn)，以沈陽理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)為例，在分析專業(yè)工程教育認(rèn)證國家標(biāo)準(zhǔn)與專業(yè)人才能力培養(yǎng)的關(guān)系基礎(chǔ)上，探討了面向工程教育認(rèn)證和能力培養(yǎng)的課程體系及內(nèi)容改革方案;針對儀器儀表技術(shù)廣泛服務(wù)于智能制造、智能機器人、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的最新發(fā)展趨勢，重點建設(shè)智能儀器儀表、網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)以及數(shù)字圖像處理這三個核心技術(shù)方向課程群。通過課程體系和內(nèi)容改革以及核心技術(shù)課程群建設(shè)，顯著提高了測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

[關(guān)鍵詞]工程教育認(rèn)證;能力培養(yǎng);課程體系及內(nèi)容;教學(xué)改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）12-0001-03

作為裝備制造業(yè)重要組成部分的儀器儀表產(chǎn)業(yè)是基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。在世界儀器儀表市場中，自動化儀表、電子儀器儀表以及光學(xué)儀器占據(jù)了最大的市場份額。由于技術(shù)水平存在差距和市場準(zhǔn)入困難等原因，我國儀器儀表行業(yè)目前已形成中低檔產(chǎn)品以本國企業(yè)為主而高中檔產(chǎn)品以外資企業(yè)為主，以及大中型工程項目依靠國外產(chǎn)品而中小型工程項目選用國內(nèi)產(chǎn)品的市場格局。當(dāng)前，制約中國儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要因素是創(chuàng)新不足，而儀器儀表專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足直接制約了相關(guān)企業(yè)創(chuàng)新能力的提高。近幾年來，教育部根據(jù)專業(yè)工程教育發(fā)展新形勢制定了專業(yè)工程教育認(rèn)證國家標(biāo)準(zhǔn)，目的是為建設(shè)一流本科專業(yè)和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量提供一個行之有效的國家標(biāo)準(zhǔn)。2014年10月，教育部修訂的《儀器類專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》要求專業(yè)根據(jù)學(xué)校辦學(xué)定位，結(jié)合專業(yè)自身基礎(chǔ)和特色，在充分調(diào)研和分析區(qū)域經(jīng)濟、行業(yè)特點與專業(yè)人才需求的基礎(chǔ)上，明確專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，建立有效的畢業(yè)要求達(dá)成評價機制，并定期根據(jù)社會人才需求反饋情況對培養(yǎng)目標(biāo)進行修訂，確保專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)和行業(yè)發(fā)展對儀器類專業(yè)人才的市場需求[1]。因此，根據(jù)當(dāng)前儀器儀表產(chǎn)業(yè)需求確定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)合理制定專業(yè)畢業(yè)要求，依據(jù)儀器儀表產(chǎn)業(yè)和行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢設(shè)置課程體系及內(nèi)容[2]，打造突出專業(yè)特色的核心技術(shù)課程群，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力與創(chuàng)新能力對于提高儀器類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義[3]。

一、專業(yè)工程教育認(rèn)證的內(nèi)涵、儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求

（一）專業(yè)工程教育認(rèn)證的內(nèi)涵

自2013 年6 月我國正式加入《華盛頓協(xié)議》以來，全國高校在專業(yè)教學(xué)過程中逐漸踐行成果導(dǎo)向教育（OBE）理念。專業(yè)要建立工程教育教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，實行工程教育改革，提高工程教育質(zhì)量，建立與產(chǎn)業(yè)需求相適應(yīng)的專業(yè)工程教育認(rèn)證體系，促進工程教育與產(chǎn)業(yè)界加強聯(lián)系，提高工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性，推進專業(yè)工程教育的國際互認(rèn)，提升專業(yè)工程技術(shù)人才的國際競爭力。從上述專業(yè)工程教育認(rèn)證的內(nèi)涵可見，OBE理念與提高專業(yè)人才工程實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)是并行不悖的，工程教育認(rèn)證的本質(zhì)和目標(biāo)是在OBE理念指導(dǎo)下提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展對高質(zhì)量專業(yè)人才的迫切需求。

（二）儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求

隨著我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，國產(chǎn)中高檔儀器產(chǎn)品的市場占有率不斷上升，但是國產(chǎn)高端儀器如分析儀器、重大科學(xué)儀器的產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品還存在著明顯的差距。目前，制約國內(nèi)儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要因素為創(chuàng)新不足，其表現(xiàn)在企業(yè)創(chuàng)新思維不夠、專業(yè)人才創(chuàng)新能力不強以及核心技術(shù)突破缺乏創(chuàng)新工具和手段。因此，面臨國際儀器儀表產(chǎn)業(yè)的激烈競爭，國內(nèi)迫切需要高校培養(yǎng)具備工程實踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)專業(yè)人才。然而，國內(nèi)高校儀器類專業(yè)因課程體系和內(nèi)容設(shè)置陳舊而無法滿足儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，這就導(dǎo)致儀器類專業(yè)本科畢業(yè)生與日俱增但就業(yè)困難，而儀器儀表行業(yè)緊缺的高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才極端匱乏，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的“供求矛盾”。所以，針對當(dāng)前儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求改革儀器類專業(yè)的課程體系及內(nèi)容，對于提高該專業(yè)的學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力進而提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量是十分必要和迫切的[4-6]。

傳統(tǒng)的儀器儀表產(chǎn)品和技術(shù)遍布工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、電力、交通、醫(yī)療等多種行業(yè)，在提高行業(yè)技術(shù)水平中發(fā)揮著舉足輕重的作用。近年來，隨著智能制造、智能機器人、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和高速發(fā)展，傳統(tǒng)儀器儀表產(chǎn)品和技術(shù)日益向上述新興產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和滲透，新型傳感器技術(shù)、智能傳感器技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在高端儀器儀表產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。這種最新發(fā)展趨勢為國內(nèi)儀器儀表產(chǎn)業(yè)和行業(yè)提供了新的發(fā)展機遇，沈陽理工大學(xué)也緊緊抓住了這個發(fā)展機遇。

二、沈陽理工大學(xué)專業(yè)人才能力培養(yǎng)思路的探索

2017年以來，沈陽理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)按照“加強理論基礎(chǔ)，拓寬就業(yè)口徑，培養(yǎng)工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力”的培養(yǎng)目標(biāo)構(gòu)建課程體系，強化學(xué)生工程與創(chuàng)新意識以及工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，重點加強綜合課程設(shè)計和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。此外，專業(yè)確定以導(dǎo)向為工程實踐及創(chuàng)新設(shè)計和開發(fā)項目的工程及創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式來培養(yǎng)專業(yè)人才，詳見圖1所示的魚骨架圖。即通過精心規(guī)劃的工程實踐及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，激發(fā)學(xué)生對核心專業(yè)理論課程學(xué)習(xí)的興趣，從而達(dá)到實現(xiàn)學(xué)生設(shè)計開發(fā)能力、工程實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力綜合發(fā)展的目的。其具體措施主要有以下幾方面：（1）通過導(dǎo)論性的基礎(chǔ)課程，從課程學(xué)習(xí)的起始階段就以工程實踐思維和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念引導(dǎo)學(xué)生入門，讓學(xué)生盡早接觸工程設(shè)計開發(fā)以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作實際項目;（2）在教學(xué)計劃實施過程中圍繞綜合課程設(shè)計、綜合實訓(xùn)、工程實踐、學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目將相關(guān)課程有機聯(lián)系起來;（3）通過貫穿專業(yè)學(xué)習(xí)全過程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時體驗創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的設(shè)計開發(fā)過程，使其知識的學(xué)習(xí)和應(yīng)用形成良性互動。

三、沈陽理工大學(xué)面向工程教育認(rèn)證和能力培養(yǎng)的課程體系改革方案的制訂

首先，對儀器儀表產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及新興關(guān)鍵技術(shù)進行調(diào)研分析，重點對遼寧（丹東）儀器儀表產(chǎn)業(yè)基地企業(yè)的產(chǎn)品特點、市場需求等情況進行深入調(diào)研，分析儀器儀表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和特點及人才需求，進而形成回應(yīng)儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高級應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，為課程體系優(yōu)化與實踐奠定基礎(chǔ)。

其次，對標(biāo)教育部的《儀器類專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》，建立以“學(xué)生所得”為中心的面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求的課程體系。專業(yè)按照工程教育認(rèn)證國家標(biāo)準(zhǔn)，不斷強化OBE理念，構(gòu)建以“加強理論基礎(chǔ)，拓寬就業(yè)口徑，培養(yǎng)工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力”為培養(yǎng)目標(biāo)的新的課程體系。

最后，根據(jù)新的課程體系結(jié)構(gòu)改革課程設(shè)置和內(nèi)容。建立以行業(yè)和社會需求為引領(lǐng)，以工程應(yīng)用為背景，以強化學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為主線的人才培養(yǎng)模式，形成以產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同育人實踐基地和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目為支撐的突出工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的綜合課程體系內(nèi)容。將課程分為公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)特色課程、綜合實踐與創(chuàng)新課程四類，并根據(jù)行業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)需求，在明確專業(yè)就業(yè)方向和辦學(xué)特色的基礎(chǔ)上不斷更新優(yōu)化這些課程的內(nèi)容，著力提升學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

四、沈陽理工大學(xué)課程體系改革的具體舉措及其實施效果

近年來，根據(jù)專業(yè)工程教育認(rèn)證國家標(biāo)準(zhǔn)，沈陽理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)實施了面向工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的課程體系綜合改革，取得了全面貫徹OBE理念、建設(shè)面向工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學(xué)的雙師型教學(xué)團隊、進一步完善課程教學(xué)目標(biāo)科學(xué)評價機制等實施效果。

首先，專業(yè)嚴(yán)格對標(biāo)儀器類專業(yè)工程教育認(rèn)證國家標(biāo)準(zhǔn)，全面貫徹OBE理念。根據(jù)遼寧（丹東）儀器儀表產(chǎn)業(yè)集群及國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展形勢，建立了“分類培養(yǎng)”和“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”課程體系并制定了相應(yīng)的教學(xué)計劃。課程體系嚴(yán)格按照儀器類專業(yè)工程教育認(rèn)證國家標(biāo)準(zhǔn)進行改革，針對儀器儀表行業(yè)人才的市場需求，全面修訂課程教學(xué)大綱，深入貫徹OBE理念，始終以最大化學(xué)生所得作為課程的根本教學(xué)目標(biāo)。

其次，專業(yè)面向工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐建立了穩(wěn)定的雙師型教學(xué)團隊，持續(xù)推進核心課程群建設(shè)。通過深入調(diào)研行業(yè)需求和發(fā)展趨勢，建設(shè)了智能儀器儀表、數(shù)字圖像處理、網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)、專業(yè)創(chuàng)新課程及綜合性創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐等核心課程群，鼓勵青年教師積極參加大學(xué)生學(xué)科競賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目指導(dǎo)工作。

最后，進一步完善了課程教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)過程的科學(xué)評價機制，為課程體系完善和評價提供科學(xué)依據(jù)。專業(yè)主干課程及非主干課程的責(zé)任教師將OBE理念貫徹于課程教學(xué)大綱中，明確課程教學(xué)目標(biāo)并承擔(dān)畢業(yè)要求中的知識、能力和素質(zhì)培養(yǎng)責(zé)任。責(zé)任教師對承擔(dān)課程的教學(xué)過程進行詳細(xì)規(guī)劃并提出可行的以“學(xué)生所得”為中心的考核評價方式，然后根據(jù)學(xué)生反饋情況進行教學(xué)方法改進和教學(xué)內(nèi)容調(diào)整。專業(yè)教研室組織教師開展網(wǎng)上聽課和評課工作，學(xué)校教務(wù)處和專業(yè)評估認(rèn)證中心對專業(yè)教學(xué)過程進行監(jiān)控和科學(xué)評價，專業(yè)教研室根據(jù)課程監(jiān)控和評價結(jié)果進行集中研討，以進一步完善專業(yè)課程體系。

上述改革克服了原有課程體系中課程設(shè)置不夠科學(xué)合理、課程內(nèi)容陳舊的弊端，突出了專業(yè)主干課程的核心地位，明確了專業(yè)的三大培養(yǎng)方向即智能儀器儀表、數(shù)字圖像處理、網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)，顯著提高了學(xué)生的工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。近五年來，該專業(yè)的教師參與工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學(xué)工作的比例達(dá)到60%以上，學(xué)生參與大學(xué)生學(xué)科競賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目的比例達(dá)到10%以上，畢業(yè)生考研人數(shù)已經(jīng)達(dá)到15%，畢業(yè)生行業(yè)內(nèi)一次就業(yè)率達(dá)到65%以上。學(xué)生參加學(xué)科競賽、課外文娛活動獲獎率達(dá)到100%。青年教師和學(xué)生深入遼寧（丹東）儀器儀表產(chǎn)業(yè)基地與沈陽機器人及航空產(chǎn)業(yè)基地參加工程崗位實踐以及生產(chǎn)實習(xí)和參觀實習(xí)等工程實踐活動，有效提高了青年教師和學(xué)生的工程實踐能力，畢業(yè)生在行業(yè)內(nèi)得到了一定的認(rèn)可。

五、結(jié)束語

總之，沈陽理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)面向工程教育認(rèn)證和能力培養(yǎng)的課程體系及內(nèi)容改革是長期和復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它不僅要求教師具備創(chuàng)新意識、積極進取精神、持續(xù)學(xué)習(xí)發(fā)展能力以及敏銳的市場響應(yīng)能力，還要求教師具有很強的工程實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。只有這樣才有利于達(dá)成專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)并培養(yǎng)出高質(zhì)量的社會緊缺的儀器儀表專業(yè)人才。因此，該專業(yè)必須建立與實施以學(xué)生為中心、以專業(yè)教師為主導(dǎo)的OBE教育機制，密切關(guān)注行業(yè)發(fā)展趨勢，持續(xù)改進和完善專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及與之相適應(yīng)的專業(yè)人才畢業(yè)要求，并據(jù)此持續(xù)改革專業(yè)的課程體系和內(nèi)容，達(dá)到不斷適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求和提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 楊澤青，肖艷軍，劉麗冰，等.基于《華盛頓協(xié)議》的測控專業(yè)實踐教學(xué)體系優(yōu)化重構(gòu)[J].實驗室研究與探索，2017（3）：176-180，192.

[2] 于洋，劉軍，趙亞威. 面向儀器儀表產(chǎn)業(yè)的課程體系改革研究[J].教育現(xiàn)代化， 2016（38）：101-102.

[3] 王燁，杜云，楊霞，等. 基于OBE 背景下的《自動檢測技術(shù)》的課程體系優(yōu)化[J].高教學(xué)刊，2019（17）：78-80.

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[責(zé)任編輯：龐丹丹]

[收稿時間]2020-07-17

[基金項目]教育部2019年第二批杭州英聯(lián)科技有限公司-沈陽理工大學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同育人項目“新工科背景下的測控技術(shù)與儀器專業(yè)工程與創(chuàng)新實踐教學(xué)改革研究”（201902136013）;2018年度遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項目“新工科背景下的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系建設(shè)研究與實踐”（遼教函〔2018〕471號）;2017年度沈陽理工大學(xué)教學(xué)改革項目“面向工程教育認(rèn)證和能力培養(yǎng)的課程體系及內(nèi)容整體優(yōu)化與實踐”（沈理工教〔2017〕22號）。

[作者簡介]劉軍（1972-），男，遼寧西豐人，工學(xué)博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，沈陽理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器教研室主任，研究方向：智能傳感器與檢測技術(shù)，圖像與信號處理技術(shù)，智能儀器及機器人控制技術(shù)。