面向工程教育認證的光電信息科學與工程專業課程教學體系改革初探

郭焱 駱文 戴智剛

摘? ? 要：文章根據工程教育認證的要求，結合光電信息科學與工程專業的特點，研究探討了該專業課程教學中存在的問題，提出通過多方面多維度的教學系統改革，調整課程內容、改進教學方法、引入線上線下混合式教學、增加實踐案例式教學環節、合理改善教學評價體系，促進每個學生健康全面發展。

關鍵詞：工程教育認證;光電信息科學與工程專業;混合式教學;自主學習能力

高等工程教育專業認證制度發端于美國，經歷了90余年的發展歷程，如今已經成為高等工程教育質量保障的重要機制。而我國高等工程教育專業認證工作是從2006年由教育部組織試點開始，到2016年，我國成為國際工程教育《華盛頓協議》組織的正式成員，這意味著我國工程專業本科學位將得到所有該協議正式成員國的承認。這對我國符合國際標準工程師培養質量和工程師資格國際互認度的提高，以及工程技術領域的國際競爭力提升都有著重要的促進意義[1-3]。截至2019年底，全國共有241所普通高等學校的1 353個專業通過了工程教育專業認證。

光電信息科學與工程專業培養的人才具有理論知識扎實、知識面廣、創新能力較強等特點，就業涉及光通信、光電子學、光電圖像處理、光學工程應用等多個領域，這些都是支撐當今信息化社會高速發展的相關支柱行業[4-5]。隨著光電信息技術的不斷創新，以及該行業迅速發展所帶來的對光電工程化國際化人才的迫切需求，光電信息專業的工程教育已非常必要且迫在眉睫。為了確保培養出達到行業認可的既定質量標準要求的光電專業畢業生，其專業人才培養模式值得認真探索研究。高校實現人才培養目標離不開教學，如何將培養工程素質和創新能力貫穿于課堂教學、實踐環節和課外活動中，與學生培養有機結合起來，形成適合本專業的創新工程人才培養體系，這需要對專業課程教學體系進行合理有效的改革。

本文針對光電信息科學與工程專業的發展特點，結合本專業教學方面存在的不足，以武漢工程大學光電信息與能源工程學院本專業的教學體系改革為例，討論專業教學模式的改革模式及意義。其探討對本專業作為省級一流本科建設專業的建設發展有重要意義，也可為其他理工科專業的建設發展提供一定參考。

一、工程教育認證背景下的培養要求

目前我國高等教育培養的理工科學生普遍存在知識儲備與實際工程應用脫軌、實踐創新能力不強、適應能力差等問題，為此，工程企業界人士和教育界人士從需求和產出兩個角度都提出需要針對理工科專業進行多方面的工程教育改革，使培養的畢業生具備行業高速發展需要的知識和技能，以便其更好地應對智能化時代工業4.0的挑戰[6]。

成果導向教育是工程認證的核心理念，所屬專業的畢業生在通過專業培養后，其實際能力需要達到行業認可的十二種能力標準。光電信息科學與工程專業的學生應具備良好的社會責任感和職業素養;能夠獨立承擔光電信息產生、處理和應用的研發、設計、制造、測試等工作;具有較強的工程創新能力，具備良好的團隊協作精神，能利用多重技術手段和方法綜合分析和解決復雜工程問題;能夠通過繼續教育或其他學習途徑更新其核心知識和能力，在光電信息產業及研發部門從事光信息處理、光電子應用、光通信和激光加工等領域的工業生產、技術研發、理論研究以及工程項目管理，并了解本專業的科學前沿和發展趨勢。

專業對學生的培養應該是普適性的，不是只追求代表性優秀學生的成果，應是從全部學生出發，增強學生對光電產業發展的適應性，通過教育教學改革，結合實際持續改進培養目標和教學活動方法，實現具有“大工程觀”的高層次全方位的人才培養。

二、光電教學體系改革

（一）教學內容改革

根據工程認證的要求，合理化調整專業課課程內容，從專業小方向出發，系統布局一個方向的相關前后課程的內容，而不是只著眼于單獨一門課程。應做到內容有關聯性，合理加入實踐應用內容，使得理論部分和工程應用部分有機結合，加入典型案例分析和實踐研究，培養學生可勝任光電相關領域的技術和管理工作的能力。

針對課程設計類課程，從原來的針對單一一門課程，適當調整為可結合2～3門課程，比如本專業原有光電探測課程設計和單片機課程設計，結合2個課程的設計特點，將其合并為一個課程設計，做到既鞏固提高課本知識，又結合當前工程實踐，更好地避免課程設計流于綜述理論和驗證性課題。

（二）教學形式創新、多樣化

當代大學生與以前的大學生是不一樣的，他們成長于數字化網絡時代，對于網絡的接受度更高，接觸年齡起點更低，對于網絡使用的熟練度更高，早已習慣于使用網絡來進行新知識的查找、學習和交流。隨著現代教育技術的快速發展，高校應深化探索現代信息技術與傳統課堂教學的最佳結合方式，通過將現代信息技術廣泛融入學習體驗，增加協作學習環節，使學習環境更加互動，滿足學生對知識大量快速有效獲取的需求。

光電專業課程中有不少課程都有理論性強、對學生數理基礎要求高的特點，故學生普遍反映難度系數較高。以往的課程教授主要以課堂講解為主，在晦澀難懂的理論推導中，學生往往反映出知識點吸收理解低、學習積極性不高甚至放棄學習的情況，而改變單一教學模式，增加線上平臺，借助知識點微課、實驗實操錄課等形式，實現翻轉課堂，就可以幫助學生主動地基于項目學習，通過實踐推動其學習能力地提高。

課堂是集智力環境、社交環境、情感環境和現實環境于一體的，課堂效果的產生不僅需要借助多媒體等硬件設備，也需要軟文化的搭建，師生之間的溝通也是課堂教學效果提升的因素之一。線上線下混合式教學不再是依附于授課教師的單方面輸出而學生被動接收式的教學，而是“以學生為中心”的教學理念和教學模式的改革創新。

由于專業課普遍存在課時有限且課程內容多的情況，所以很多時候，課堂教學時間主要被用來講授課程內容，而師生互動的時間會被壓縮，課間5～10分鐘經常會出現很多學生圍著教師答疑且有的學生還排不上的情況。教師利用線上平臺，構建課程交流群，學生可自主利用平臺上的學習視頻、PPT課件等學習資料開展預習和復習，并在線上交流群與教師就相關問題展開討論，把線下師生課堂交流延續到線上平臺進行交流，彌補課堂交流時間有限的問題。同時線下課堂也可進行相應改革，教師可根據線上平臺學生學習的數據反饋，有重點有針對性地進行突出講解，以引導學生自學為主，教師答疑解惑為輔。實踐表明這種方式也更受學生歡迎，有一部分內向害羞的學生也明顯增加了提問次數，對學生更好地融入課堂起到了促進作用。對比單一線下交流，增加線上課程交流群后，師生交流度提高了50%以上。構建包容性課堂，使學生的個性能夠得到尊重，觀點可以自由表述，使師生的溝通交流，不僅僅體現在答疑解惑，也可以幫助教師聽取學生對于學習的反饋與意見。在這個過程中，學生可以變被動學習為主動學習，從而達到更好的學習效果。

（三）教學考核評價方式改革

面對教學方式的改革，其考核評價方式也應做出對應改革，增加課程考核形式，調整考核項，更加重視對學生學習過程的考查，科學評價學生的實踐、創新等學習能力，營造以考促學、以考促教、學思結合的教學氛圍。課程考核的目的不在于分數，而在于對學生的學風、學習方法的正面引導。應改變考試內容過分依附于教材、題型簡單、方式單一、重結果而輕過程的僵化模式，加大平時學習及實踐實驗環節的比重，激發學生的學習主動性，達到提高學生自主學習能力的目的。課程考核以結果性評價和形成性評價相結合，在理論知識考核的基礎上加入能力素質考核，合理調整期末考試、期中考核與平時考查的占比，其考核形式可以將筆試、分組作業、在線單元測試、論文、實驗操作等相結合，使考試成績不僅反映了學生對知識的掌握程度，還考察了其創造力、想象力以及表達力等能力素質。成績考核中改變較大的是平時成績和期中考試環節，其中平時成績的評定可以借助線上線下混合式教學中使用的在線平臺，充分利用在線平臺的數據分析優勢來實現快速完成上課考勤記錄、課件學習記錄、作業提交成績統計、專題討論記錄等平時成績所占項的成績統計工作，這不僅能提高效應成本的有效性，還能做到將成績考核透明化，促進學生自主學習能力的提高，更有利于對學生終身學習習慣的培養。而期中考試也可根據課程類型不同，有選擇性地加入，比如非實踐類課程就比較適合加入期中考試，其考核方式可以有別于傳統意義上的線下卷面筆試，可采取靈活的線上考試或專題研究報告等多種形式。而實踐類課程就更加要注重過程管理，在傳統的以考勤和實驗報告或課程設計報告為主的考核方式的基礎上，增加對學生預習、實操能力、數據結果分析能力、團隊合作能力以及創新能力的培養和考核。

三、總結

以學生為中心是工程認證背景下專業課程改革的核心，通過調整課程內容，改進教學方法，引入線上線下混合式教學，增加實踐案例式教學環節，充分調動教師的教學改革積極性，把教學中心從教師轉變為學生，合理改善教學評價體系，真正做到關心每個學生，考慮每個學生的個體差異，以學生身心健康全面發展為目標，為每個學生提供適合的教育。

參考文獻：

[1]王孫禺，孔鋼城，雷環.《華盛頓協議》及其對我國工程教育的借鑒意義[J].高等工程教育研究，2007（1）.

[2]陳平.專業認證理念推進工科專業建設內涵式發展[J].中國大學教學，2014（1）.

[3]中國工程教育專業認證協會.工程教育認證一點通[EB/OL]. （2016-12-28）[2020-06-21].http：//jwc.usx.edu.cn/info/1097/9553.htm.

[4]李晨霞，康娟，夏濤，等.光電信息工程專業人才培養研究[J].高等理科教育，2008（6）.

[5]張志偉，趙冬娥，王高，等.適應工程教育認證的光電培養方案探討與實踐[J].大學教育，2018（4）.

[6]周紅坊，朱正偉，李茂國.工程教育認證的發展與創新及其對我國工程教育的啟示——2016 年工程教育認證國際 研討會綜述[J].中國大學教學，2017（1）.