電子信息工程專業(yè)雙維度實踐教學改革探究

張禹 武永華 張浩 陳雄 卓琳

摘? 要：基于福建江夏學院電子信息工程專業(yè)，提出了一種結(jié)合CDIO教育模式與IEET認證標準的雙維度實踐教學模式改革方案。從實施效果來看，該方案有效增強了專業(yè)的實踐教學效益與學生的實踐水平，促進了專業(yè)整體教學水平的提升，實現(xiàn)了產(chǎn)學研一體式發(fā)展的新模式。

關(guān)鍵詞：電子信息;多維度;實踐教學;改革

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）17-0132-04

Abstract： Based on the major of Electronic Information Engineering in Fujian Jiangxia University， this paper puts forward a two-dimensional practice-teaching mode reform scheme combining CDIO education mode and IEET certification standard. From the perspective of implementation effect， the scheme effectively enhances the practice-teaching efficiency of the major and students' practical level， promotes the improvement of the overall teaching level of the major， and realizes the new mode of integrated development of industry-university-research collaboration.

Keywords： electronic information; two-dimension; practice-teaching; reform

工程技術(shù)人才的專業(yè)水平是一個國家的科技創(chuàng)新乃至國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，因而定位于培養(yǎng)合格的未來工程師的工程類高等教育就顯得尤為重要。工程教育的顯著特點是注重培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力[1]。然而，長期以來，工程類本科專業(yè)教學普遍存在理論學習與實踐活動明顯脫節(jié)的弊病，從而導致所培養(yǎng)的學生“高不成，低不就”，理論知識無法與研究生相提并論，而工程技術(shù)實踐能力對比職業(yè)院校又存在不足。這一現(xiàn)象導致產(chǎn)業(yè)內(nèi)的企事業(yè)單位與高校專業(yè)之間的鴻溝不斷擴大，一邊是企業(yè)急需工程人才的缺口不斷增大，一邊是學校培養(yǎng)的工程專業(yè)學生因技術(shù)水平無法滿足企業(yè)需求而只能待業(yè)或轉(zhuǎn)行[2]。而同時，國家每年在工程人才培養(yǎng)上卻花費了大量的財力、物力。從目前的實際情況來看，投入產(chǎn)出比不理想[3]。綜上所述，如何解決工程實踐教學中存在的問題，在企業(yè)與高校之間架設(shè)一座能夠有效實現(xiàn)人才高效輸送的橋梁，在當下這個倡導產(chǎn)教融合的時代就顯得尤為重要[4]。福建江夏學院是一所定位為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的新建本科高校，在電子信息工程專業(yè)的建設(shè)過程中，我們結(jié)合學校的辦學定位與行業(yè)對人才需求的標準，逐步認識到實踐教學是應(yīng)用型專業(yè)建設(shè)工作的重中之重，其他的各類教學改革均要圍繞著這一核心來展開。

本文立足于福建江夏學院電子信息工程專業(yè)，提出了基于CDIO（構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作）教育模式與IEET（中華工程教育學會）認證標準的實踐教學模式改革方案，以有效提升專業(yè)的實踐教學水平，增強學生的專業(yè)實操能力。

一、實踐教學模式改革

本研究通過開展多方調(diào)研論證工作，有效改善了電子信息工程專業(yè)在實踐教學中存在的不足，引入CDIO工程教育培養(yǎng)模式與IEET工程認證標準，并將二者有機結(jié)合重新構(gòu)建出一種雙維度的實踐課程體系（如圖1所示），并在課程教學中充分引入CDIO教學理念，形成了結(jié)合探究式課堂教學與實踐教學的教學方式[5]。

（一）雙維度實踐課程體系的構(gòu)建

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。目前，國內(nèi)外從事CDIO研究工作的人們普遍認識到，必須讓學生面向未來的就業(yè)與職業(yè)生涯做好準備與規(guī)劃，而要實現(xiàn)這樣的目標，必須通過CDIO這樣一個系統(tǒng)的工程教育模式[6]。

IEET（Institute of Engineering Education Taiwan的簡稱，即中華工程教育學會）在世界范圍內(nèi)被認為是工程教育的主流認證標準。該組織目前已加入華盛頓協(xié)定、首爾協(xié)定、雪梨協(xié)定、堪培拉協(xié)定等一系列國際性教育認證協(xié)定[7-8]。

CDIO強調(diào)項目流程與課程之間的關(guān)系，注重企業(yè)項目的課程教學化演變[9]，而IEET明確了課程之間金字塔式的連接關(guān)系，從知識儲備上對不同階段的課程進行歸類[10]。經(jīng)過多方調(diào)查、求證與研討，專業(yè)確定了以CDIO工程教育模式為主體，結(jié)合IEET工程認證體系中的課程層次規(guī)劃，由項目結(jié)構(gòu)與知識結(jié)構(gòu)兩個維度構(gòu)建而成的一種全新的實踐教學體系，具體闡述如下：

1. 面向?qū)嵺`課程體系（Practice Course System Oriented）的CDIO工程教育模式，讓學生明確大學四年的專業(yè)學習目標。

CDIO教學模式的創(chuàng)新理念對于電子信息工程專業(yè)的實踐課程體系來說，無疑能夠得到良好地傳承。本研究創(chuàng)新性地提出了面向?qū)嵺`課程體系（Practice Course System Oriented，PCSO）的CDIO工程教育模式。將專業(yè)的實踐課程體系與CDIO理念相結(jié)合，以專業(yè)實踐教學體系中的六個實訓課程為主干，輔以課內(nèi)實驗課程與課外實踐環(huán)節(jié)來形成一個貫穿實踐教學始終的CDIO培養(yǎng)模式的實施。在六個主干實訓課程的安排上，首先，在專業(yè)學習早期開設(shè)的《電子認知實訓》中，安排專門的學時，引導學生，在參觀學習之后結(jié)合自身的認識，構(gòu)思出一個具有創(chuàng)新意義的產(chǎn)品的雛形，形成一個初步的產(chǎn)品需求方案，而后通過技術(shù)課程的深入學習，在《電子技術(shù)課程設(shè)計》《單片機課程設(shè)計》《電子系統(tǒng)設(shè)計實訓》等實訓課程中予以實現(xiàn)并完善，最后利用課外實踐環(huán)節(jié)中諸如“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)大賽這樣的平臺，與其他專業(yè)學生合作，形成產(chǎn)品的市場化營銷方案。在這個過程中，學生就能夠深刻地體會到工程項目從最初的構(gòu)思到最終創(chuàng)造價值的全過程，真正領(lǐng)悟到專業(yè)實踐的精髓。

2. 將IEET課程體系標準與CDIO工程教育模式相結(jié)合，讓實踐課程的任課教師明確課程間的脈絡(luò)關(guān)系，有針對性地開展階段性實踐教學。

IEET將單一實踐課程根據(jù)其在課程體系中的地位，劃分為奠基石課程（Cornerstone）、核心石課程（Keystone）、頂石課程（Capstone），構(gòu)成一個循序漸進的課程框架結(jié)構(gòu)。所有的實踐任課教師可通過這樣一個結(jié)構(gòu)，清晰地明確目前所擔任課程在課程體系中的作用，再通過六個核心實訓課程分六個不同階段將專業(yè)所需知識結(jié)構(gòu)逐一串聯(lián)，并以項目實施的方式在學生的實踐過程中予以呈現(xiàn)，從而有效提高了知識傳授的針對性與目的性，也讓學生能夠明確階段性的學習目標，在項目執(zhí)行過程中逐步完善自己的專業(yè)知識版圖，有效避免盲目性與被動性學習。

（二）結(jié)合探究式課堂教學與實踐教學的教學方式

為使CDIO的培養(yǎng)模式能在教學實踐中得到體現(xiàn)，專業(yè)在實踐教學中采用了探究式課堂教學與實踐教學相結(jié)合的新理念，具體闡述如下：一是重點更新教學觀念，從過去的“以教師為中心，使學生知道什么”的傳統(tǒng)教育觀念，轉(zhuǎn)變成“以學生為中心，學生學到和用得怎樣”的新觀念，引導學生“主動學習”;二是在教學過程中教師應(yīng)提出問題引導學生思考研討，增加主動學習和動手實踐，強調(diào)分析問題和解決問題的能力，增強概念學習;三是將所有實驗課全部并入相關(guān)的課程內(nèi)，任課教師成為該課實驗課教師之一，應(yīng)主導實驗內(nèi)容，統(tǒng)籌安排課程內(nèi)的實驗，并針對學生參與實驗的積極性不足這一現(xiàn)狀，安排豐富的設(shè)計性與綜合性實驗，盡量讓學生親自動手和全身心投入進來;四是壓縮授課學時，部分課程采用邊講邊實驗邊討論的靈活方式，讓學生成為課堂上的“主動者”;五是突出培養(yǎng)學生的實踐能力、自學能力、綜合能力、交流溝通與表達能力、創(chuàng)新與團隊合作精神;最后我們?yōu)檎麄€培養(yǎng)計劃設(shè)置了豐富的實踐項目并輔以工業(yè)化實習，打破傳統(tǒng)課堂的場地限制，結(jié)合各種企業(yè)車間、研發(fā)場所開展課程實踐，使培養(yǎng)計劃更顯工科特色。

在課堂教學上，主要體現(xiàn)“構(gòu)想”環(huán)節(jié)的需求分析部分，幫助學生明晰所學內(nèi)容在學科知識體系中的位置，找到完善自身知識框架的方向和途徑。當學生在頭腦中構(gòu)建并逐步豐富這個知識框架時，學習的方向性和主動性大大提高，在教師的適當引導下，課堂上也更容易呈現(xiàn)出輕松活躍的氛圍。

在實踐課程環(huán)節(jié)中，主要體現(xiàn)“實現(xiàn)”環(huán)節(jié)的驗證。要求學生在課程開展之前進行課程預(yù)習，重點訓練學生的工程推理能力，加強思維邏輯性;在實踐過程中，一方面促使學生體驗團隊協(xié)作和互信互助的意義，另一方面在實踐受挫之后，通過教師啟發(fā)，學生自己將失敗原因分析出來，有助于對相關(guān)知識的深入理解與靈活運用，真正在實踐中學到真知;在實踐總結(jié)環(huán)節(jié)中，應(yīng)注重對各類實驗實訓報告的規(guī)范，不僅訓練學生文字表述能力，而且要求學生在結(jié)果分析中對比實驗結(jié)果與理論結(jié)果，找到差異原因，以求發(fā)現(xiàn)新原理、新知識，培養(yǎng)學生系統(tǒng)思考與知識探索的能力。

二、改革成效

目前，本方案已經(jīng)在福建江夏學院電子信息工程專業(yè)的實踐教學中實際應(yīng)用與推廣，基于新的實踐教學體系，專業(yè)在各類科研、教學、平臺建設(shè)以及學生課外實踐等各方面均取得了理想成效，具體如下：

（一）專業(yè)建設(shè)平臺不斷邁上新臺階

以實踐教學體系改革為重要支撐，在多次調(diào)研論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有師資、科研、實驗室建設(shè)、校企合作等多方面的實際情況，專業(yè)申報了“福建省高校服務(wù)產(chǎn)業(yè)特色專業(yè)”“福建省高校整體轉(zhuǎn)型——智能光電子專業(yè)群”“福建省高校實驗教學示范中心”建設(shè)項目。經(jīng)過省教育廳專家組的評估，目前這些省級專業(yè)建設(shè)項目均已獲得了立項，表明了上級部門對專業(yè)建設(shè)水平特別是實踐教學水平的認可，也為下一步專業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了必要的經(jīng)費與政策支持。

（二）專業(yè)順利通過了本科評估、專業(yè)評估與IEET工程認證

2016年，專業(yè)迎來了本科教學質(zhì)量評估工作，專家親臨現(xiàn)場聽取了本專業(yè)實踐教學工作的匯報，對專業(yè)的實踐教學體系改革成效表示滿意。同年，專業(yè)還參加了省內(nèi)專業(yè)評估，提交了大量關(guān)于實踐教學的數(shù)據(jù)，經(jīng)過省內(nèi)專家的評審，本專業(yè)在全省27個開設(shè)電子信息工程專業(yè)的高校中排名第10位，在新建本科高校中位居前茅。2019年，專業(yè)順利通過了IEET機構(gòu)專家的評估，獲得IEET工程教育認證。

（三）教師的教學水平與質(zhì)量不斷提高

專業(yè)教師通過新體系下的實踐教學的磨練，及時將實踐研究反饋課堂教學，促進教學水平不斷提高。結(jié)合專業(yè)數(shù)據(jù)公司提供的畢業(yè)生對專業(yè)教學質(zhì)量的評價可以看到，目前近兩屆畢業(yè)生對專業(yè)教師的教學態(tài)度、教學水平的滿意度持續(xù)向好，分別達到94.4%（2019年）與97.6%（2020年）。此外，專業(yè)教師積極參加各類教學競賽，目前已經(jīng)獲得了“福建省青年教師教學競賽”三等獎1項，“福建江夏學院教壇新秀”稱號1項，“福建江夏學院微課”競賽三等獎1項。以上成績的獲得，充分肯定了本專業(yè)教師在課堂教學方面的突出表現(xiàn)以及在專業(yè)教學質(zhì)量建設(shè)中所取得的成績。

（四）專業(yè)整體科研水平以及學生參與科研實踐的

積極性不斷增強

科學實踐是專業(yè)開展實踐教學，培養(yǎng)學生實踐能力的重要補充，專業(yè)教師開展科學研究不僅能帶動自身實踐理論與水平的提高，更能反哺教學，帶領(lǐng)學生一起開展實踐活動，形成良性循環(huán)。在這一理念的促動下，近年來，專業(yè)教師積極開展課題申報工作，成功獲批國家自然科學基金項目3項，省自然科學基金項目10項，與企業(yè)聯(lián)合申報并獲批市、廳級課題3項，為專業(yè)的實踐教學提供了大量的實踐素材與經(jīng)費支持。在此基礎(chǔ)上，學生積極參加各類學科競賽與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。目前，學生參加各級學科競賽，已經(jīng)獲得了國家級一等獎1項、二等獎2項、三等獎3項，省級一等獎21項。此外，學生在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中已經(jīng)獲得了8個國家級課題和10個省級課題立項。同時，學生們將所取得的研究成果以學術(shù)論文的形式發(fā)表，體現(xiàn)了其良好的學術(shù)能力。

（五）建立并不斷健全校企聯(lián)合培養(yǎng)模式

為了保持與行業(yè)內(nèi)企業(yè)的聯(lián)系，反饋行業(yè)對專業(yè)教學質(zhì)量的評價，建立健全校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，推進專業(yè)實踐教學的開展，專業(yè)近年積極開展校外實踐教學基地建設(shè)工作，目前已經(jīng)有福建聯(lián)迪商用設(shè)備公司、福建利利普光電科技有限公司、福建力普電氣有限公司三家校外合作企業(yè)獲得校級重點實踐基地稱號，另有多家企業(yè)獲得校級實踐基地稱號。專業(yè)與這些校外基地均建立起了穩(wěn)定的實踐環(huán)節(jié)聯(lián)合培養(yǎng)機制，并配套相關(guān)制度措施，通過假期社會實踐與畢業(yè)實習，讓學生進入企業(yè)參與生產(chǎn)與研發(fā)，接受企業(yè)工程師的指導與培養(yǎng)。

（六）用人單位對本專業(yè)畢業(yè)生給予充分肯定

學校對近年來到校招聘本科畢業(yè)生，并與畢業(yè)生簽訂就業(yè)協(xié)議或勞動合同的部分企業(yè)進行了“企業(yè)對畢業(yè)生滿意程度”抽樣問卷調(diào)查，從電子信息工程專業(yè)畢業(yè)生用人單位反饋的數(shù)據(jù)上顯示，55.4%的招聘企業(yè)對所招聘的畢業(yè)生很滿意;32.6%的招聘企業(yè)對所招聘的畢業(yè)生較滿意，滿意率接近90%。以上數(shù)據(jù)表明，學生在新的實踐教學體系下所培養(yǎng)出的實踐能力水平與職業(yè)素養(yǎng)獲得了行業(yè)用人單位的充分肯定。

三、結(jié)束語

本研究立足于先進的工程教育模式，開展了電子信息工程專業(yè)雙維度實踐教學模式構(gòu)建的研究工作。研究的核心是將不同的工程教育理念在課程體系、師資隊伍、實踐平臺等一系列標準上進行有機融合與互補，實現(xiàn)人才培養(yǎng)組織與實施方式上的創(chuàng)新實踐。本文所闡述的改革模式能夠有效提升電子信息工程專業(yè)的實踐教學體系建設(shè)水平，提高電子信息類工程人才培養(yǎng)的質(zhì)量，打破校企壁壘，充分發(fā)揮行業(yè)在人才培養(yǎng)中的優(yōu)勢，實現(xiàn)人才供需關(guān)系的優(yōu)化。

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