以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程內(nèi)容構(gòu)建和評價探析

覃光鋒 黃祖存 何小蓮 潘潔宗

摘?要：課程是工程能力培養(yǎng)的重要載體，完善以學(xué)生為主導(dǎo)、以社會發(fā)展為需求、以能力培養(yǎng)為重點項目教學(xué)內(nèi)容。在實施教學(xué)的過程中，制定基于CIPP評價模式為思想的考核模式并運用于教學(xué)過程評價，提高以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的過程教學(xué)評價的科學(xué)性和合理性，更加清晰學(xué)生的工程能力培養(yǎng)過程情況，也為培養(yǎng)學(xué)生的過程中發(fā)現(xiàn)問題、反饋問題、完善問題提供參考。

關(guān)鍵詞：工程能力；課程內(nèi)容；構(gòu)建和評價

Analysis?on?the?Construction?and?Evaluation

of?Curriculum?Content?Oriented?to?the?Cultivation?of?Engineering?Ability

—Take?"Principle?and?Application?of?Single?Chip?Microcomputer"?Course?as?an?Example

Qin?Guangfeng?Huang?Zucun?He?Xiaolian?Pan?Jiezong

Guangxi?Normal?University?of?Science?and?Technology?GuangxiLaibin?546199

Abstract：The?course?is?an?important?carrier?of?engineering?ability?training，and?the?teaching?content?of?studentoriented，social?developmentoriented?and?capabilityoriented?projects?should?be?improved.In?the?process?of?implementing?teaching，an?assessment?model?based?on?CIPP?evaluation?model?is?developed?and?applied?to?the?teaching?process?evaluation?to?improve?the?scientificity?and?rationality?of?the?process?teaching?evaluation?oriented?to?the?cultivation?of?engineering?ability，to?more?clearly?understand?the?process?of?students'?engineering?ability?cultivation，and?to?provide?reference?for?finding，feedback?and?improving?problems?in?the?process?of?cultivating?students.

Keywords：engineering?ability；Course?content；Build?and?evaluate

為提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，培養(yǎng)更多高素質(zhì)的工程技術(shù)型人才，支持國家和地方經(jīng)濟(jì)順利實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)，目前全國許多高校特別是地方本科院校轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型本科院校，人才培養(yǎng)過程中更加側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。電子信息工程本科專業(yè)作為一個非常重要的新工科專業(yè)，要求在工程能力培養(yǎng)過程中，更加側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的自然科學(xué)和工程基礎(chǔ)在電子信息系統(tǒng)的應(yīng)用能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程作為該專業(yè)的專業(yè)必修課程之一，在培養(yǎng)學(xué)生這三種能力的過程中，發(fā)揮著較大的作用。但在目前的人才培養(yǎng)過程中，許多學(xué)校在該課程仍是按章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行講授，無法很好調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)一步提高學(xué)生的專業(yè)實踐能力培養(yǎng)，進(jìn)而影響對學(xué)生進(jìn)行工程實踐能力的培養(yǎng)。因此，圍繞工程實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的當(dāng)前教學(xué)改革中，應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程內(nèi)容重構(gòu)勢在必行。

一、電子信息工程本科專業(yè)“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用與教學(xué)目標(biāo)

（一）課程的地位和作用

“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程作為電子信息工程專業(yè)的一門必修課之一，一般是大二下個學(xué)期開設(shè)，學(xué)生在前面已修完C語言程序設(shè)計、數(shù)字電路、模擬電路等專業(yè)知識，具備了進(jìn)行一定的專業(yè)綜合知識和進(jìn)行綜合設(shè)計的能力，同時這門課也是后續(xù)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)課程、相關(guān)控制類綜合實驗實訓(xùn)課程以及畢業(yè)設(shè)計等重要的專業(yè)知識能力，因此本門課程是培養(yǎng)學(xué)生如何對前階段專業(yè)知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，也是后續(xù)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，起到承上啟下的作用。

（二）課程的教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)工程認(rèn)證的要求，結(jié)合課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系和能力達(dá)成要求，圍繞畢業(yè)要求指標(biāo)點方面的工程知識、使用現(xiàn)代工具、設(shè)計/開發(fā)解決方案、項目管理等，結(jié)合課程思政方面的要求，該課程的課程目標(biāo)具體如下：

1.專業(yè)知識培養(yǎng)目標(biāo)

目標(biāo)1：了解主流單片機(jī)型號及種類和單片機(jī)的基本概念、基本原理；掌握單片機(jī)C51程序設(shè)計和接口技術(shù)等軟硬件的基本知識和基本方法。

目標(biāo)2：掌握單片機(jī)仿真軟件Proteus和編程軟件Keil4的使用方法。

目標(biāo)3：從硬件和軟件上掌握設(shè)計單片機(jī)控制系統(tǒng)的方法，使學(xué)生具有初步的單片機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)和研究能力。

目標(biāo)4：初步具備進(jìn)一步進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用擴(kuò)展和項目開發(fā)應(yīng)用。

2.課程思政培養(yǎng)目標(biāo)

（1）培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、分析問題、解決問題的能力。

（2）培養(yǎng)學(xué)生精益求精、團(tuán)隊合作的精神。

（3）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。

二、重構(gòu)以項目教學(xué)為載體，把專業(yè)知識按照學(xué)生學(xué)習(xí)的特點和要求，寓于項目中進(jìn)行講解

傳統(tǒng)的授課內(nèi)容一般按照單片機(jī)課程導(dǎo)論、單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理、單片機(jī)的C51語言與程序設(shè)計、單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、單片機(jī)的定時器/計數(shù)器、單片機(jī)的串行接口、單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展等知識模塊進(jìn)行知識講解。學(xué)生學(xué)習(xí)完后，在理論知識上形成了較系統(tǒng)的知識，但是學(xué)生的工程實踐意識、工程實踐思維、工程實踐能力等沒有得到很好的提升，甚至許多學(xué)生在應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行具體產(chǎn)品制作方面的能力還較弱，無法很好實現(xiàn)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。為此，需要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)知識循序漸進(jìn)的特點，結(jié)合該門課程理論知識涵蓋的范圍、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐等要求，對教學(xué)內(nèi)容以項目教學(xué)為特點進(jìn)行重新組織安排，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生的工作實踐思想和實踐能力。經(jīng)過教學(xué)實踐和該門課程需要掌握的知識要求，從能力目標(biāo)、工作任務(wù)的引出、相關(guān)專業(yè)知識、任務(wù)實施等框架，重構(gòu)了以項目為載體的教學(xué)內(nèi)容，各項目的具體內(nèi)容如下圖1所示：

三、基于工程實踐能力的要求對學(xué)生進(jìn)行過程考核評價

（一）構(gòu)建以工程實踐能力為核心的課程考核評價體系內(nèi)容

工程實踐能力從內(nèi)容結(jié)構(gòu)上主要包括知識的學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力、思維判斷與分析能力、工程設(shè)計與實踐能力、表達(dá)與交流能力、創(chuàng)造與創(chuàng)新能力［1］。教師在學(xué)生學(xué)習(xí)“單片機(jī)原理與應(yīng)用”的過程中，如何改變以往以作業(yè)評價、課堂表現(xiàn)評價、考試評價的傳統(tǒng)評價模式，轉(zhuǎn)向以工程實踐能力為主要內(nèi)容的過程評價模式，并讓老師了解每個項目培養(yǎng)過程中學(xué)生各方面的工程能力情況，以便更加有針對性地開展能力培養(yǎng)和個性化的重點培養(yǎng)，同時學(xué)生也清楚地了解到在學(xué)習(xí)過程中自身的工程能力培養(yǎng)情況，以便有針對性地發(fā)揚優(yōu)點，努力改進(jìn)不足，進(jìn)而提升實踐能力方面的綜合能力。筆者根據(jù)自身的教學(xué)過程的實踐探索和工程實踐能力的要求，圍繞項目教學(xué)法，在建立課程考核評價體系時應(yīng)充分考慮應(yīng)用型本科學(xué)生工程能力特征和特點，建立以工程實踐能力為核心、多維度、全方位、多元化、全過程的考核評價體系［2］，評價內(nèi)容結(jié)構(gòu)框圖如圖2。

同時圍繞《中國工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團(tuán)隊、溝通、項目管理、終身學(xué)習(xí)12項畢業(yè)要求，結(jié)合以上工程實踐能力5項內(nèi)容進(jìn)行再次細(xì)分，各項內(nèi)容的細(xì)分后的包含的12項畢業(yè)要求內(nèi)容如表1所示：

（二）基于CIPP評價模式構(gòu)建課程考核評價體系質(zhì)量評價模型

美國著名教育評價專家Stufflebeam提出的CIPP評價模式，是一種較為先進(jìn)的改進(jìn)取向的評價模式，其主旨是“評價最重要目的不是為了證明，而是為了改進(jìn)”，CIPP模式的顯著特點在于動態(tài)評價。［3］在工程能力培養(yǎng)的過程中，學(xué)生的能力會隨著學(xué)習(xí)的過程，各方面的能力提升也是動態(tài)評價的，且畢業(yè)要求有12項，考核內(nèi)容也是多樣的，因此CIPP評價模式的思想也比較適合于課程考核評價。在實施的過程中，可以采用評分等級規(guī)則進(jìn)行過程評價。

評分等級規(guī)則是指該指標(biāo)體系用于評價實施課程教學(xué)質(zhì)量時，評價者如何評價某一因子。一般情況下，在對教學(xué)質(zhì)量評價時遵循簡單、實用、易劃分等級的原則。給出等級以后，每一個二級指標(biāo)下的考核項根據(jù)等級分?jǐn)?shù)作出均值計算后，均值與權(quán)重乘積之和就是對整個學(xué)生在該課程教學(xué)過程的12項畢業(yè)要求其中之一質(zhì)量的評價結(jié)果，一級指標(biāo)下的各項二級指標(biāo)之和為一級指標(biāo)的評價結(jié)果情況。而要具體看某一項指標(biāo)的得分時，可以直接根據(jù)均值與權(quán)重的乘積進(jìn)行計算，其中權(quán)重的設(shè)置根據(jù)12項畢業(yè)要求的學(xué)生個人得分進(jìn)行動態(tài)設(shè)置，具體過程如下：

（1）評價指標(biāo)權(quán)重值的確定。U1、U2、…、U12分別表示12項畢業(yè)要求指標(biāo)（下標(biāo)10、11、12分別用A、B、C表示），ci為歸一化處理后的數(shù)值。

∑121ai

1

所以U的因素重要程度（權(quán)重）子集為：

δ=（c1，c2，c3，…，cA，cB，cC）

（2）課程教學(xué)質(zhì)量評價模型的構(gòu)建：課堂教學(xué)質(zhì)量的綜合評價。

R=r11r12…r1n

r21r22…r2n

…

rm1rm2…rmn=（rij）m×n

Ui的綜合評價集為：βi＝δi×Ri。

βi＝δi×Ri＝（ai1，ai2，…，aik）ri11ri12…ri1n

ri21ri22…ri2n

…

rim1rim2…rimn＝（bi1，bi2，…，bin）

其中，bi1＝ai1×ri11＋ai2×ri21＋…，＋aii×rii1…，＋aik×rim1

bi2＝ai2×ri12＋ai2×ri22＋…，＋aii×rii2…，＋aik×rim2

…………，

bin＝ai1×ri1n＋ai2×ri2n＋…，＋aii×riin…，＋aik×rimn

（3）在教學(xué)過程中，根據(jù)以上評價模型進(jìn)行各內(nèi)容評價分析，就可以綜合分析各學(xué)生的教學(xué)質(zhì)量情況和教學(xué)過程中班級各一級指標(biāo)工程能力情況，為教學(xué)的推進(jìn)過程進(jìn)行不斷完善提供參考。

結(jié)語

基于以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程內(nèi)容的重構(gòu)，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，提高學(xué)生對學(xué)習(xí)目標(biāo)的清晰認(rèn)識情況，同時結(jié)合工程認(rèn)證的畢業(yè)要求、構(gòu)建數(shù)學(xué)模型對學(xué)生進(jìn)行考核評價，及時發(fā)現(xiàn)問題、反饋問題、解決問題、完善教學(xué)，從而進(jìn)一步提高教學(xué)成效。

參考文獻(xiàn)：

［1］楊誠.基于企業(yè)需求的全日制工程碩士實踐能力評價研究［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2016．

［2］高成沖，譚啟檐，王云霞.以工程實踐能力為核心的專業(yè)學(xué)位碩士研究生考核評價體系探析［J］.南京工程學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2019，19（01）：6568.

［3］張殿蔚，劉佳杰.基于CIPP模式的高校實踐教學(xué)評價指標(biāo)體系研究［J］.中國成人教育，2016（09）：110113.

基金資助：2022年度廣西科技師范學(xué)院校級本科教學(xué)改革工程項目：以工程能力為導(dǎo)向的電子信息工程專業(yè)課程體系研究改革與實踐（編號2022GKSYGB11）

作者簡介：覃光鋒（1983—?），男，漢族，廣西興業(yè)人，本科，高級講師，研究方向：電子技術(shù)應(yīng)用；黃祖存（1991—?），男，壯族，廣西來賓人，助教，研究方向：電子與通信技術(shù)；何小蓮（1989—?），女，漢族，廣西玉林人，工程師，研究方向：電子線路設(shè)計。