新工科背景下面向產出的信息類專業建設與實踐
——以電子信息工程專業為例

燕麗紅，張黨鋒，陳虎虎

（西安歐亞學院 信息工程學院，陜西 西安 710065）

0 引 言

隨著人工智能、大數據、物聯網等技術的蓬勃發展，教育部發布的[關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見]（教高〔2018〕2 號）明確指出[1]，堅持學生中心，全面發展，堅持服務需求，成效導向的基本原則，圍繞激發學生學習興趣和潛能深化教學改革。因此，要升級改革傳統工科建設模式，調研企業需求，結合行業發展，修訂可視化人才培養方案，重構課程內容和課程評價指標，激發學生的學習興趣，加強學生應用型能力的培養，從關注學生學習成績到關注學生學習過程及成果顯得尤為重要。本文以電子信息工程專業為例，結合筆者多年專業負責人和一線教學研究的經驗，探索電子信息類專業新工科建設改革的措施和實踐效果。

1 信息類專業建設存在的問題

（1）教學內容重復性較多。按照國家學科發展及人才培養方案制定指導原則，電子信息類專業是一個既包含硬件又包含軟件的課程，內容較多，而課時又有限，現有的課程體系在很大程度上有很多學時的內容是重復的，例如信號與系統64 學時中已經包含了離散信號的時域分析部分，而在下學期的后續課程中又有一部分學時要講述，浪費學時。

（2）教學設計偏重理論講述。應用型人才的培養要注重實踐能力的培養，現有的教學設計還是以理論為主，基本上是教師唱獨角戲，這樣的教學設計對于學生應用型能力的培養，甚至學生素養包括表達、思維及綜合素養的培養較少。盡管我們也在加大實驗或實踐環節，但實驗內容最多是做一些驗證性實驗，而實踐環節則是前往實習公司參觀，導致學生在畢業時感覺自身能力與單位要求相差很遠。

（3）培養方案對系統（素養）能力要求不明確。現有的教學要求是修滿培養方案中規定的學分就可以拿到畢業證，導致學生認為只要保證所修課程及格或60 分即可。對于專業開設或提供的學科競賽，第二課堂學生的參與度和積極性不高，整個班級或專業的覆蓋面不高，質量也不高。

（4）課程激勵或評價措施不健全。傳統課程評價注重期末成績（終結性評價），盡管這幾年學校要求有過程性評價，但由于評價指標不健全或不清晰，導致學生不重視平時課堂的參與過程，對于整個課程的學習力不從心。

2 基于新工科信息類專業建設的指導思想

2017 年教育部提出新工科建設計劃以來，各高校、企業都在積極探索新工科的建設模式，新工科的建設更好地推進了對傳統工科的建設與改革，旨在促進高校教育教學質量的提升。而專業建設改革需要有一定的指導思想及頂層設計原理。在OBE（Outcome based Education）[2-3]以成果為導向的理念指導下進行專業建設與實踐[4-5]，更好提升高校教育質量。

3 基于新工科的信息類專業建設改革和實踐

我校電子信息工程專業的定位為智能電子方向，主要以服務機器人為核心進行電子系統的設計和應用。新工科背景下，對傳統的電子信息工程專業進行了升級改造，在專業建設中取得了一定的成果。

3.1 構建可視化的人才培養方案

盡管每年專業都會以不同形式或活動對剛剛進入校園的學生進行專業教育和引導，但到大三或大四上專業課的時候會發現學生對于其就讀的專業仍很迷茫，有的不清楚專業的技術方向，有的不知道專業未來的發展[6]……，通過企業調研，借助專業地圖（MAP）進行了可視化人才培養方案設置，如圖1 所示。讓學生清楚自己大一到大四所學課程及課程內容和要求，并結合專業定位，設置3 條技術學習路線，其中1 條學習路線是DSP 技術學習路線，1 條是FPGA 技術學習路線，1 條是嵌入式技術學習路線，在專業課程地圖中對于每一條學習途徑均采用同一種顏色進行標識，并對該技術路線所學課程及前后關系也進行了說明，讓學生在學習過程中結合自己的興趣和學習的程度進行選擇，有的放矢，更好地促進職場能力的培養。

圖1 可視化專業課程地圖建設

3.2 重構以學生成果為導向的課程大綱

以成果為導向的教育教學理念更多強調學習效果，更能衡量應用型培養的效果。本文結合OBE 關注的教育問題（what-why-how），根據工程認證標準[7]，以學生為中心，修訂課程教學大綱，重構課程教學目標，在強調課程內容的同時，在學習成果中融入課程思政元素，更好地引導學生梳理正確的價值觀和人生觀，更好地服務社會。具體見表1 所列。

表1 以學生成果為導向重構課程目標

3.3 基于課程群的專業課程建設改革

電子信息類專業具有課程內容多，連續性強，學時少，實踐性強等特點，如何在學時有限的條件下讓學生清楚專業的課程特點并有效學習，建立課程群并進行內容優化很有必要。本文結合專業方向，從電子系統設計過程出發進行課程群設置，如圖2 所示。主要包括信息傳感（采集）、信息傳輸、信息處理及信息控制（應用）等模塊，根據課程性質，結合課程內容進行課程群構建，在學時有限的情況下，可以對相近內容、重復內容進行融合和優化，讓學生對于知識的遞進及層級的學習更加清晰，更能進行系統的應用。例如，信息處理模塊中信號與系統在大二第二學期開設，共64 學時，主要講述模擬（連續）信號和系統的理論和技術，但會利用10 ～20 學時講述離散信號的部分內容，有學生會混淆這兩類信號的分析方法。此外，在大三開設的數字信號處理又是一門以離散信號和系統為主的課程，在第一模塊還會利用10 個學時再講述相關知識，這和之前的內容有一定的重復。通過課程群建設，可以將信號與系統中講述的離散內容進行優化或減少，或在數字信號處理內容中減少信號時域分析的內容，增加濾波器設計或系統設計相關應用知識，在總學時不變的情況下，讓學生對于知識點的學習更感興趣。

圖2 基于智能電子設計過程的課程群建設

3.4 基于專業學科競賽的學生應用能力培養

圍繞國家戰略政策和電子信息產業創新發展需要，在互聯網時代下，培養學生的工程應用能力及創新意識。一方面，在人才培養方案中明確規定學生在校期間至少參加一次學科類的競賽，專業學科競賽包括中國大學生計算機設計大賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、全國大學生物聯網設計競賽、“藍橋杯”全國軟件和信息技術專業人才大賽、中國大學生程序設計競賽和中國高校計算機大賽網絡技術挑戰賽等，創新、創業競賽包括“互聯網+”大學生創新創業大賽等。另一方面，通過工作室、實習實訓、課程設計等環節培養學生的應用能力并對學生進行競賽輔導、培訓等，讓學生通過平時的系統實踐活動提升系統設計思維，鼓勵學生通過競賽培養系統設計能力和一定的競爭意識，讓自己的大學四年更加有目標，有動力。通過專業學科競賽的培養，全面提升學生的敬業精神、溝通能力、市場洞察力[8-9]等各項能力。

3.5 以OBE 為導向的課程質量評價

課程質量是檢驗學生學習成果的關鍵指標，如何貫徹OBE 以學生為中心，讓學生通過課程設計，課上課下，線上線下相結合的方式更好地進行課程學習，除了學校同行、督導的聽評課外，還需要教師對所授課程進行自查和自省，不斷總結與反思，提供高質量的教學。通過建立教師課程質量自查表，從課程目標、課程設計、課程教學等方面進行評價和持續改進，尤其是帶新課和新代課教師還需要每節課（每個模塊）進行自查[10]，以更好地保障課程質量。

4 結 語

本文在剖析電子信息類專業目前存在問題的基礎上，結合自己院校電子信息工程專業及學生特點，在新工科背景下，以OBE 為專業建設和改革的指導思想，通過構建可視化專業課程地圖，設計了以學生學習成果為導向的課程目標，優化課程內容，采用以學促賽、以賽促學的模式進行學生實踐能力的培養，采用教與學的評價方式激發學生的學習動力，提升教師教學效果。經過這一兩年的實踐，本專業的就業質量有了很大提升，也促進了專業的持續發展。