基于OBE的電子信息類工程人才培養模式的探索與實踐
——以大連民族大學為例

李厚杰，張俊星，劉忠富，周 瑜，吳寶春，李 婷

(大連民族大學 信息與通信工程學院，遼寧 大連 116605)

2016年6月，中國成為了《華盛頓協議》正式成員，標志著中國工程教育開始走進世界舞臺中央，中國工程教育認證得到國際認可[1]。工程教育認證工作以建立工程教育的質量監控體系為目標，全面推進工程教育改革，促進工程教育與企業界的聯系，增強工程教育人才培養對產業發展的適應性，代表著中國工程教育改革和發展的方向[2-3]。成果導向教育(Outcome-Based Education, OBE)是一種先進的工程教育理念，具有比較完整的理論體系，在美國、英國、加拿大等國家成為了教育改革的主流理念，美國工程教育認證協會(ABET)全面接受了OBE理念，并將其貫穿于工程教育認證標準的始終[4]。民族院校工科類專業以工程教育認證標準為導向，基于OBE理念積極開展專業工程教育改革，全面提升人才培養質量，重要性尤為突出[5-7]。但是，一方面民族院校少數民族學生的生源地多為邊遠民族地區，地域教育差異大，少部分學生基礎相對薄弱[8-9]，為民族院校工程人才培養帶來了挑戰；另一方面，現有培養模式還存在復雜工程問題能力達成途徑單一和不充分、非技術因素的融合不深以及質量評價機制不夠完善等問題。如何在工程教育中建立基于OBE理念的人才培養模式，深入培養學生復雜工程問題能力以及非技術能力，是擺在教育工作者面前亟待解決的問題。本文以大連民族大學電子信息工程專業建設為例，改革傳統人才培養模式，創新人才培養機制，研究并探索基于OBE理念的電子信息類工程人才培養新模式，多元化培養學生解決復雜工程問題的能力以及非技術因素能力，進而有效提升工程人才培養質量和就業競爭力。

1 基于OBE理念的人才培養模式構建思路

借鑒國內外有關研究理論與成果，明確基于OBE的工程教育人才培養模式的內涵與外延。基于對各方利益相關者調查，結合本專業發展趨勢、國家標準、行業標準以及國家發展戰略、地方經濟和民族地區發展需求等，論證本專業的使命、愿景、目標以及實施這些目標所需要的知識、能力和素質，確定培養目標、畢業要求(培養標準)。依據培養目標和畢業要求，逆向設計課程體系，形成課程能力匹配矩陣。建立課群以及教師團隊，以課程目標達成為導向，實施OBE理念課堂教學，并有機融入先進教學方法和教學手段。建立“復雜工程問題”能力達成教學體系，切實培養學生復雜工程問題解決能力。構建多元化評價機制和持續改進機制，形成工程人才培養質量保障體系。基于OBE理念的工程人才培養模式如圖1。

圖1 基于OBE理念的電子信息類工程人才培養模式

2 基于OBE理念的人才培養模式構建與實踐

2.1 構建和優化基于OBE的人才培養方案

人才培養應以國家發展戰略、行業發展需求以及社會發展需求為準繩，避免高校人才培養和社會需求相脫節。為此，深入研究國家發展戰略，對電子信息類行業以及地方經濟、民族地區經濟發展需求進行深入調研，并依托專業“畢業生跟蹤反饋和分析平臺”，對應屆畢業生和1 000余名五年內往屆畢業生進行跟蹤反饋調查，分析工程人才培養的制約因素、關鍵原因以及人才需求特征。依據分析結論，確立了研究型、產品開發及工程實施型、生產維護型“三型工程師”多元化層次性工程人才培養類型、培養標準以及培養目標，實施層次性人才培養，體現了以學生為中心的培養理念。

以培養目標達成為目的，以工程教育認證畢業要求通用標準為依據，結合目標達成所需的知識、能力、職業素養三個方面，并遵循明確的、可衡量、可評價的原則，從工程知識、問題分析、設計開發解決方案、研究現代工具、使用現代工具5個技術要求以及工程與社會、環境與可持續發展、職業規范、個人和團隊、項目管理以及終身學習等7個非技術要求，制定了專業12條畢業要求，并結合橫向切分和縱向切分的原則，細化為34項畢業要求指標點，使其可衡量、可評價，明確學生畢業時應該達到的知識、能力和素養，有效支撐專業培養目標。

2.2 設計OBE理念的課程體系

以專業培養目標和畢業要求達成為導向，遵循“逆向設計”原則，同時考慮國家專業標準，設置數學與自然科學類課程、工程基礎類課程、專業基礎類課程、專業類課程(包括企業類課程)、工程實踐和畢業設計環節、人文社會科學類通識教育課程。在設置時，明確各門課程對于實現預期“畢業要求”的貢獻及程度，形成課程能力匹配矩陣。根據課程能力匹配矩陣，將畢業要求指標點有機融入各類課程，全面修訂各課程大綱。

在課程大綱修訂時，依據課程性質以及對相應指標點的貢獻度，設計明確的課程目標，使課程目標與支撐的畢業要求指標點有效匹配。依據課程目標，從知識單元、對應的知識點、支撐的預期學習成果、對應的課程目標、實施方式等方面，設計教學內容和教學安排。課程考核評價中，要體現過程性評價和終結性評價相結合、理論性評價和實踐性評價相結合、知識評價和能力評價相結合的“三結合”原則，切實反映課程教學內容的實施，考核評價能夠有效證明課程目標的達成。由此，課程目標“成果”達成，意味著課程支撐的畢業要求(指標點)“成果”達成。所有課程的課程目標達成，意味著畢業要求的達成。

2.3 實施OBE理念的課堂教學

專業課程目標、畢業要求、課程體系的設計屬于頂層設計層面，而課堂教學是落腳點，如果不能夠在課堂教學中進行精準落地和有效實施，頂層設計就成了“空中樓閣”。為此，緊緊圍繞課程目標和教學內容，精心設計教學，有機融入先進教學方法和教學手段，注重形成性評價，讓知識、能力、素質培養切實落地。

為提升OBE課堂教學的教學質量和教學效果，構建了基礎電子技術課群、信息處理課群、應用電子技術課群、軟件技術課群“四大課群”，并圍繞課群，建立與工程教育相適應的教學團隊。教學團隊圍繞OBE教學理念，深入研討課堂教學的共性問題，交流改革經驗，并在課堂教學中以知識內化和能力本位為主線，實施教學設計，深入開展以學生為中心、以知識能力深度融合為重點的課堂教學，切實實現從灌輸課堂向對話課堂轉變、從知識課堂向能力課堂轉變、從重教輕學向教主于學轉變、從重學輕思課堂向學思結合課堂轉變。同時，注重創新教學方法和教學手段，實施CDIO(Conceive，Design，Implement and Operate)、以問題為基礎的教學法(Problem based Learning，PBL)、探究式學習、基于項目的學習、案例教學、發現式學習、適時教學等教學方法，注重在構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)、運行(Operate)現實世界的系統和產品過程中學習工程理論，系統設計和創新實踐，使學生的獨立人格、知識結構、專業素質與綜合能力得到全面的提升。

2.4 構建“三層兩翼”分層遞進式復雜工程問題解決能力培養體系

在工程教育認證體系中，畢業要求12條通用標準中，有8條標準涉及復雜工程問題，建立“復雜工程問題”能力達成教學體系十分關鍵。明確“復雜工程問題”的特征內涵與外延，以畢業要求二級指標點中“復雜工程問題”能力課程支撐為導向，構建“三層兩翼”多維載體層層遞進式“復雜工程問題”能力達成教學體系。即以基礎課程群、專業核心課程群以及實驗課程群構成“意識培養平臺”；以課程設計、實習實訓環節構成“實踐提高平臺”；畢業設計環節作為“綜合提升平臺”；以太陽鳥科研項目、大學生創新創業訓練項目、工作室課題等作為“左翼強化”；電子技術競賽、微機化產品設計競賽、各類省部級國家級學科競賽等作為“右翼強化”，從而形成“三層兩翼”多維載體的復雜工程問題解決能力達成教學體系。

大連民族大學電子信息工程專業立足于“三層兩翼”多維載體的能力達成教學體系，在理論課程中增加和引入平時測驗或階段性測驗、項目自學環節、仿真軟件設計環節、研究報告以及綜合訓練項目等；在單片機系統課程設計、畢業設計、生產實習等集中實踐環節，引入項目化教學管理模式，通過項目復雜工程問題系統解決方案提出、方案論證中的成本核算、安全、節能和環境保護以及實踐活動對社會、文化、可持續發展、團隊精神、交流溝通、項目管理等元素的引入，有意識培養學生對“復雜工程問題”的分析和解決能力，并在項目設計、開發或綜合訓練中有意識融入“非技術因素”。

2.5 建立多主體多元化評價機制和持續改進反饋機制

以形成性評價與總結性評價相結合、定性與定量相結合為原則，以任課教師、課程負責人、專業負責人、評價小組組長、學校質量評價中心以及畢業生、企業為主體評價人，構建由課程目標、畢業要求達成和培養目標達成三個層次組成的達成評價體系，實現多主體多元化教學質量評價機制。在各個教學環節建立教學反饋制度，實施多元化課程目標達成和畢業要求達成評價，并以此建立課內循環和校內循環持續改進機制。同時，利用畢業生信息反饋、用人單位等社會評價，建立外循環持續改進機制，從而形成完善的質量保障體系。

3 模式實施效果

大連民族大學電子信息工程專業基于OBE理念的工程教育模式經過多年的實踐和持續改進，提升了專業工程教育教學水平，促進了質量工程的建設，先后獲批為“遼寧省普通高等學校創新創業教育試點專業”“遼寧省一流本科教育示范專業”“國家一流本科教育示范專業”。同時，有效提升了學生的工程實踐能力、創新能力、復雜工程問題的解決能力、非技術能力，人才培養效果顯著。2018年以來，學生參加各級大學生創新創業訓練計劃項目190余項，在國內電子設計競賽等知名賽事上取得一等獎60余項、二等獎近80余項、三等獎100余項，學生第一作者公開發表論文60余篇，第一發明人獲得專利50余項。經統計，學生就業競爭力得到了有效提升，就業質量和起薪處于較高水平，學生質量得到用人單位的肯定和認可。

4 結 論

OBE教育模式和教育理念是一種教育范式的革新，是切實以學生為中心的先進工程教育模式，代表了高等工程教育改革的正確方向。立足民族高校，對現有工程教育人才培養模式存在的問題進行了分析，并從人才培養方案重構、課程體系優化、課堂教學改革、復雜工程問題能力培養教學體系構建以及評價機制和持續改進機制等方面，對民族院校基于OBE理念的工程人才培養模式進行了有益的探索，提升了工程教育教學水平，取得了良好的人才培養效果，具有一定的推廣和示范作用。