OBE賦能產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的電子信息工程專業(yè)課程體系構(gòu)建研究

張振源

（重慶交通大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 400074）

0 引言

在全球信息科技競爭空前激烈的大背景下，我國電子信息專業(yè)的發(fā)展規(guī)劃必須要符合國家信息戰(zhàn)略發(fā)展的需要，這對電子信息專業(yè)的本科人才培養(yǎng)提出了更高的要求[1-2]。在國內(nèi)高校積極開展的工程教育專業(yè)認(rèn)證中，更是將成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，OBE）放在優(yōu)先考量指標(biāo)中。成果導(dǎo)向教育的目標(biāo)是教師在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和教學(xué)工作實(shí)施過程中，要讓學(xué)生能夠持續(xù)關(guān)注通過課程教育的開展最終取得的學(xué)習(xí)成果。結(jié)合電子信息工程專業(yè)的實(shí)際情況，需要強(qiáng)調(diào)四個(gè)關(guān)鍵問題：首先，在教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中教師想讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果為什么需要引導(dǎo)學(xué)生取得這樣的成果其次，在教學(xué)設(shè)施過程中如何幫助學(xué)習(xí)積極取得預(yù)定成果最后，如何設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)考查學(xué)生是否已經(jīng)達(dá)成預(yù)定目標(biāo)從教育目標(biāo)達(dá)成的角度出發(fā)，OBE理念和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展理念高度契合；從建設(shè)內(nèi)涵的角度出發(fā)，OBE理念又進(jìn)一步為產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展提供實(shí)現(xiàn)思路和途徑。因此，OBE賦能產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的電子信息工程專業(yè)課程體系構(gòu)建勢在必行。

1 OBE賦能產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的電子信息工程專業(yè)課程體系構(gòu)建思路

1.1 根據(jù)專業(yè)產(chǎn)學(xué)研需求定位，明確電子信息工程專業(yè)本科培養(yǎng)目標(biāo)

電子信息工程專業(yè)本科培養(yǎng)方案要求適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會與科技發(fā)展需要，培養(yǎng)能擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任、德智體美勞全面發(fā)展，能夠在信息產(chǎn)業(yè)行業(yè)、企事業(yè)單位的電子信息工程領(lǐng)域從事信息系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、運(yùn)營管理等工作的高素質(zhì)工程技術(shù)人才，畢業(yè)后多數(shù)學(xué)生能夠成為電子信息行業(yè)部門的骨干力量。因此，制訂專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的過程中，必須要結(jié)合OBE的成果導(dǎo)向理念，明確專業(yè)培養(yǎng)的人才目標(biāo)導(dǎo)向，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建起專業(yè)課程體系。

1.2 基于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)牽引，明晰電子信息工程專業(yè)本科畢業(yè)要求

在明確專業(yè)本科培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)一步根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合高校自身特色，明晰電子信息工程專業(yè)本科畢業(yè)要求。總體而言，本科畢業(yè)要求主要由思想修養(yǎng)部分和專業(yè)技能部分構(gòu)成，后者主要涵蓋工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、科學(xué)研究、使用現(xiàn)代工具五個(gè)方面。因此根據(jù)OBE的成果導(dǎo)向，畢業(yè)時(shí)學(xué)生所具備的能力本身就蘊(yùn)含了OBE的成果導(dǎo)向理念。相比于灌輸式教育方法，OBE強(qiáng)調(diào)在專業(yè)課程開展之初就讓學(xué)生明確通過學(xué)習(xí)所要達(dá)到的畢業(yè)目標(biāo)要求，它的最大特點(diǎn)在于它能夠讓學(xué)生自主探索目標(biāo)達(dá)成之路，而不是簡單的讓學(xué)生配合老師教學(xué)。結(jié)合電子信息工程的專業(yè)特點(diǎn)，例如在重點(diǎn)考察的工程知識方面，要求學(xué)生在畢業(yè)時(shí)能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、電子信息領(lǐng)域的工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決與電子信息相關(guān)的復(fù)雜工程問題：具體包括（1）問題表述：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)、并通過電子信息專業(yè)領(lǐng)域文獻(xiàn)檢索研究分析電子信息工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，正確理解工程問題并進(jìn)行專業(yè)表述；（2）建立數(shù)學(xué)模型：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識應(yīng)用于電子信息領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，能夠?qū)?fù)雜問題進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化，建立數(shù)學(xué)模型并求解；（3）推演與分析：能夠針對電子信息領(lǐng)域工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，對電子信息領(lǐng)域工程問題進(jìn)行預(yù)測、模擬與分析；（4）比較與綜合：能綜合運(yùn)用數(shù)理、工程及專業(yè)知識，對電子信息領(lǐng)域工程問題的解決方法進(jìn)行邊界條件分析、評價(jià)與改進(jìn)。

1.3 OBE理念多維度貫通，構(gòu)建電子信息工程專業(yè)課程體系

OBE理念驅(qū)動(dòng)下的本科培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成及本科畢業(yè)目標(biāo)要求分解最終都要落實(shí)在電子信息工程專業(yè)課程體系構(gòu)建中去。因此電子信息專業(yè)的課程體系構(gòu)建對于真正在教學(xué)實(shí)踐中貫徹OBE理念極為重要。通過上述學(xué)生畢業(yè)要求能力分析可以發(fā)現(xiàn)，能力結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)與課程體系結(jié)構(gòu)之間有著清晰的映射關(guān)系。因此在課程體系構(gòu)建的過程中，必須要有明確的課程對上述的畢業(yè)要求能力進(jìn)行支撐，也就是說在課程設(shè)計(jì)的過程中不僅要考慮不同課程之間的承接關(guān)系，更要明確每門課程對設(shè)計(jì)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)目標(biāo)的貢獻(xiàn)系數(shù)。否則，OBE的成果導(dǎo)向理念就會變成空中樓閣，無法有效提升本科教育培養(yǎng)水平。結(jié)合電子信息工程專業(yè)，本文以課程教育目的為基準(zhǔn)，將整體課程體系劃分為通識教育、專業(yè)教育以及實(shí)踐環(huán)節(jié)。其中專業(yè)教育根據(jù)課程間支撐關(guān)系進(jìn)一步劃分為學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)核心以及領(lǐng)域前沿。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)期課程教學(xué)進(jìn)展，構(gòu)建出適合電子信息專業(yè)課程體系。從橫向來看，該課程體系設(shè)計(jì)構(gòu)建起了由高等數(shù)學(xué)、電子電路、專業(yè)導(dǎo)論、EDA等基礎(chǔ)課程到電磁場與電磁波、數(shù)字集成電路分析與設(shè)計(jì)、基于FPGA高級開發(fā)應(yīng)用的不同階段課程目標(biāo)導(dǎo)向的課程學(xué)習(xí)通路，有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)之初理解不同課程之間的脈絡(luò)關(guān)系，有的放矢的安排自主學(xué)習(xí)。從縱向來看，該課程體系構(gòu)建起了電子信息工程專業(yè)的學(xué)生能力培養(yǎng)通路，學(xué)生在教師指導(dǎo)下依次開展學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)核心及領(lǐng)域前沿的學(xué)習(xí)，專業(yè)能力由淺入深，層層遞進(jìn)。最終，課程學(xué)習(xí)通路和能力培養(yǎng)通路共同匯聚于感知與移動(dòng)計(jì)算、車載智能移動(dòng)終端設(shè)計(jì)上，充分體現(xiàn)了交通特色院校的電子信息專業(yè)本科培養(yǎng)目標(biāo)與成果。

1.4 “OBE+產(chǎn)學(xué)研”協(xié)同驅(qū)動(dòng)，解析電子信息工程專業(yè)課程體系評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

電子信息工程專業(yè)OBE的教學(xué)指標(biāo)重點(diǎn)在于突破教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)時(shí)間的限制，成果導(dǎo)向必須聚焦于專業(yè)輸出成果上。OBE理念不再強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的能力比較，而是通過采用跨時(shí)域、多維度、多梯度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過學(xué)習(xí)過程達(dá)成的學(xué)習(xí)方法及學(xué)生成果上的進(jìn)步。進(jìn)一步結(jié)合學(xué)生自身基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)特點(diǎn)，綜合評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達(dá)成度和成果輸出等級，通過對學(xué)生知識掌握及能力輸出的全過程監(jiān)控，為教師改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)提供真實(shí)參考。本文的課程體系評價(jià)主要關(guān)注學(xué)生在智能感知與移動(dòng)計(jì)算、車載智能終端設(shè)計(jì)方面的成果輸出。通過將考核內(nèi)容與考核成果逐級分解，包括智能終端設(shè)計(jì)的需求分析、硬件設(shè)計(jì)、算法描述、算法設(shè)計(jì)與仿真、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改進(jìn)報(bào)告等方面，兼顧細(xì)致性與綜合性，對學(xué)生的能力進(jìn)行全面客觀評價(jià)。因此，從考核評價(jià)指標(biāo)來看，該指標(biāo)摒棄了傳統(tǒng)的嚴(yán)格時(shí)間劃的通過式評價(jià)，而是以成果輸出為導(dǎo)向、結(jié)合實(shí)際課程設(shè)計(jì)需求，將學(xué)習(xí)劃分為不同能力階段，突破了傳統(tǒng)的時(shí)間、方式上的限制，讓學(xué)生自主完成從低級成果輸出到高級成果輸出的攀登之路，同時(shí)允許不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生結(jié)合自身的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，用不同時(shí)間，通過不同方法和不同途徑達(dá)到成果輸出考核目標(biāo)。

2 OBE賦能產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的新型電子信息工程專業(yè)建設(shè)思考

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，OBE的教育理念和傳統(tǒng)的教育理念之間存在明顯的差別。主要體現(xiàn)在OBE強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)成果導(dǎo)向而不是單一的學(xué)習(xí)過程導(dǎo)向，學(xué)習(xí)過程為學(xué)習(xí)成果服務(wù)。傳統(tǒng)的教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)循規(guī)蹈矩的課堂模式為主導(dǎo)，嚴(yán)格按照年度計(jì)劃開展教學(xué)內(nèi)容的安排，要求學(xué)生必須在規(guī)定時(shí)間點(diǎn)上完成預(yù)設(shè)目標(biāo)，忽略了學(xué)生之間學(xué)習(xí)能力的差異性，制約了學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性的發(fā)揮；OBE不需要預(yù)設(shè)嚴(yán)格的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，課程目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容和實(shí)施計(jì)劃都是圍繞成果達(dá)成目標(biāo)而設(shè)定，不拘泥于古板的教學(xué)進(jìn)程。學(xué)生可以根據(jù)自己的目標(biāo)達(dá)成度靈活的安排自己的學(xué)習(xí)規(guī)劃，所有同學(xué)的學(xué)習(xí)能力都能夠得到提高。

3 結(jié)語

綜上所述，OBE賦能產(chǎn)學(xué)研協(xié)同是電子信息工程專業(yè)發(fā)展的大勢所趨，成果導(dǎo)向理念的推廣對于學(xué)生學(xué)習(xí)的綜合能力提升具有重要意義。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，OBE更強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與能力建設(shè)的主觀能動(dòng)性培養(yǎng)，不局限于古板教學(xué)過程，能夠有效的促進(jìn)學(xué)生的自我培養(yǎng)和自我提升。