面向工程教育認(rèn)證的光電信息科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)體系建設(shè)

王姍姍 李穎 于佳

［摘 要］實踐教學(xué)是工程人才培養(yǎng)中的重要組成部分，面向工程教育認(rèn)證要求培養(yǎng)具有解決復(fù)雜光電工程問題能力的工科人才對工程教育改革具有實際意義。在此背景下，為進(jìn)一步提升光電信息科學(xué)與工程專業(yè)工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，文章從實踐教學(xué)體系改革需求分析出發(fā)，提出了可以滿足多方需求的實踐教學(xué)體系設(shè)計及構(gòu)建思路，并依托多方資源協(xié)同共建實踐教學(xué)體系。同時，建立以成果為導(dǎo)向的多主體實踐教學(xué)質(zhì)量評價機制，以保障光電信息科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)質(zhì)量體系的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而為工科院校的光電信息科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)提供參考。

［關(guān)鍵詞］實踐教學(xué)體系；工程教育認(rèn)證；光電信息科學(xué)與工程專業(yè)；以成果為導(dǎo)向

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）18-0026-04

工程教育認(rèn)證是我國深化高等教育改革、培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才的重要舉措之一，其意義在于可實現(xiàn)工程教育和工程師資格的國際互認(rèn)，是推進(jìn)高等教育國際化的必由之路，也是新工科背景下一流專業(yè)建設(shè)的有力抓手[1-2]。截至2021年底，開設(shè)有光電信息科學(xué)與工程專業(yè)（以下簡稱光科專業(yè)）的高校中，只有北京理工大學(xué)、長春理工大學(xué)等16所高校的光科專業(yè)通過了工程教育認(rèn)證[3]，這個數(shù)量相對于該專業(yè)的辦學(xué)規(guī)模（全國大概有300所左右的高校設(shè)置了光科專業(yè)）而言還是比較少的。換言之，光科專業(yè)的工程教育認(rèn)證在國內(nèi)尚處于起步摸索階段。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出，要牢固確立人才培養(yǎng)在高校工作中的中心地位，堅持能力為重，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力[4]。作為推動光電信息技術(shù)變革的重要力量，光科專業(yè)為國家和社會培養(yǎng)了大量可從事光學(xué)工程、光通信技術(shù)、光電子學(xué)、光電子器件、光信息技術(shù)等領(lǐng)域科學(xué)研究與技術(shù)研發(fā)的人才[5-6]。實踐教學(xué)作為工程人才培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)，其對培養(yǎng)具有解決復(fù)雜工程問題能力的工程人才的作用顯著。因此，無論是從工程教育認(rèn)證的角度，還是從社會發(fā)展、國家需求的角度，都亟須建立可持續(xù)發(fā)展的實踐教學(xué)體系，使其在培養(yǎng)具有解決復(fù)雜工程問題能力的工程人才方面持續(xù)發(fā)揮作用。

在此背景下，本文首先基于調(diào)研數(shù)據(jù)從多個角度分析了光科專業(yè)的實踐教學(xué)體系改革需求，在此基礎(chǔ)上，提出了可以滿足多方需求的實踐教學(xué)體系，并在實踐中對其進(jìn)行構(gòu)建；其次，將多方來源的實踐教學(xué)資源進(jìn)行整合，并將其用于實踐教學(xué)體系的實際建設(shè)中；最后，建立以成果為導(dǎo)向的多主體實踐教學(xué)質(zhì)量評價機制，以保障光科專業(yè)實踐教學(xué)體系的可持續(xù)發(fā)展。

一、滿足多方需求的實踐教學(xué)體系設(shè)計的出發(fā)點

中國海洋大學(xué)是一所海洋和水產(chǎn)學(xué)科特色鮮明、學(xué)科門類齊全的教育部直屬重點綜合性大學(xué)。如何在符合學(xué)校和專業(yè)人才培養(yǎng)定位的前提下，立足于工程教育認(rèn)證要求，面向社會經(jīng)濟(jì)和光電行業(yè)發(fā)展及用人單位需求，探索更適合光科專業(yè)的實踐教學(xué)體系，是實現(xiàn)工程教育認(rèn)證背景下高素質(zhì)工程技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重中之重。

（一）人才培養(yǎng)定位對實踐教學(xué)體系的要求

光科專業(yè)的人才培養(yǎng)定位是以海洋光電儀器為特色，培養(yǎng)具有良好的思想品質(zhì)與職業(yè)道德、遵守國家法律法規(guī)、掌握光電信息科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識、具備較強的工程實踐能力和創(chuàng)新精神的復(fù)合型人才。人才培養(yǎng)定位一方面對學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)提出了要求，即具有扎實的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專業(yè)知識，具備較強的工程實踐能力和創(chuàng)新精神；另一方面體現(xiàn)了光科專業(yè)的辦學(xué)特色，即海洋光電儀器特色。換言之，光科專業(yè)人才培養(yǎng)定位要求實踐教學(xué)體系具有進(jìn)行人才實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的強支撐屬性，并體現(xiàn)學(xué)校和專業(yè)的海洋特色。

（二）工程教育認(rèn)證對實踐教學(xué)體系的要求

工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求1～5分別在運用工程知識解決復(fù)雜工程問題能力、復(fù)雜工程問題分析、解決方案設(shè)計、工程問題研究、工程問題模擬與預(yù)測等多個層面對畢業(yè)生應(yīng)具備的解決復(fù)雜工程問題的能力提出了具體要求。其中對工程知識的運用、問題分析、方案設(shè)計、模擬預(yù)測等能力的獲取都離不開實踐教學(xué)體系中各個課程和實踐環(huán)節(jié)對學(xué)生相關(guān)能力的培養(yǎng)。換言之，構(gòu)建能夠支撐工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求的實踐教學(xué)體系也是專業(yè)通過工程教育認(rèn)證的必經(jīng)之路。

（三）用人單位、學(xué)生對完善實踐教學(xué)體系的要求

用人單位需求、學(xué)生期望是修訂人才培養(yǎng)方案和構(gòu)建實踐教學(xué)體系時需要考慮的重要因素。光科專業(yè)于2022年面向用人單位、近年畢業(yè)生、應(yīng)屆畢業(yè)生分別開展了問卷調(diào)查，具體情況如下。

1.用人單位

在對用人單位的調(diào)查中（樣本數(shù)量24），與實踐教學(xué)體系相關(guān)的問題如“貴單位認(rèn)為我校人才培養(yǎng)工作哪些方面需要改進(jìn)”的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，雖然近60%的用人單位認(rèn)為光科專業(yè)的人才培養(yǎng)工作已較為完善，但仍有相當(dāng)比例（超過40%）的受訪單位認(rèn)為需要重點加強專業(yè)實踐教學(xué)。

2.近年畢業(yè)生

在對光科專業(yè)近年畢業(yè)生（2019屆—2021屆）的調(diào)查中（樣本數(shù)量142），關(guān)于“對于所學(xué)專業(yè)，您認(rèn)為在專業(yè)教學(xué)中最應(yīng)該改進(jìn)哪些方面”的問題，受訪者中選擇“專業(yè)實踐教學(xué)”的占39.44%，遠(yuǎn)高于其他選項。再如，關(guān)于“對光科專業(yè)實踐教學(xué)的滿意度”，選擇很滿意的占40.85%、滿意的占33.8%、較滿意的占14.08%、一般的占8.45%、不滿意的占2.82%，可見實踐教學(xué)滿意度雖然較之前有所提升（2018屆的調(diào)查結(jié)果顯示，選擇非常滿意的僅占25.37%），但仍是當(dāng)前教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)之一。

3.應(yīng)屆畢業(yè)生

在對2022屆應(yīng)屆畢業(yè)生的調(diào)查中（樣本數(shù)量36），關(guān)于“您對學(xué)校實踐教學(xué)（含實驗教學(xué)、實習(xí)/見習(xí)/實訓(xùn)等）的評價”問題的調(diào)查顯示，33.33%的學(xué)生認(rèn)為“目前的設(shè)置比較合理”，54.17%的學(xué)生認(rèn)為“需要繼續(xù)加強”，這說明光科專業(yè)實踐教學(xué)仍有進(jìn)一步改進(jìn)的空間。關(guān)于“您認(rèn)為我校畢業(yè)生在哪些能力與同類學(xué)校相比存在差距”問題的調(diào)查顯示，選擇“實踐能力”的學(xué)生數(shù)量最多，約占總調(diào)查人數(shù)的33.33%，這說明部分學(xué)生認(rèn)為自己在畢業(yè)時仍不具備足夠的實踐能力。

綜合上述人才培養(yǎng)定位、工程教育認(rèn)證和多方調(diào)查分析的結(jié)果可以看出，構(gòu)建光科專業(yè)實踐教學(xué)體系對專業(yè)通過工程教育認(rèn)證、提升專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量、提升用人單位和學(xué)生滿意度具有重要意義。

二、實踐教學(xué)體系的設(shè)計及構(gòu)建

光科專業(yè)實踐教學(xué)體系的設(shè)計如圖1所示，主要包含三個層面：基礎(chǔ)實踐層面、專業(yè)實踐層面和綜合實踐層面。

（一）基礎(chǔ)實踐層面——培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和基礎(chǔ)實驗?zāi)芰?/p>

基礎(chǔ)實踐層面主要包括專業(yè)導(dǎo)航教育、專業(yè)學(xué)術(shù)講座、課程基礎(chǔ)實驗（如大學(xué)物理實驗、數(shù)電實驗、模電實驗、工程光學(xué)實驗、金工實習(xí)、C程序設(shè)計等）和專業(yè)認(rèn)知實習(xí)四個部分，分別通過講授為主、實踐為主、見習(xí)/實習(xí)為主的方式加深學(xué)生對理論知識的理解和對專業(yè)的認(rèn)知，拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面，從而彌補課堂理論教學(xué)的不足，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的基礎(chǔ)，也為工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求1和5的達(dá)成提供強支撐。

（二）專業(yè)實踐層面——進(jìn)一步提升學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力

在基礎(chǔ)實踐層面的基礎(chǔ)上，以“專業(yè)大實驗”（如光電信息專業(yè)實驗、電子基礎(chǔ)實踐訓(xùn)練、海洋光電儀器實訓(xùn)等實踐課程）和“課程設(shè)計”（如光電技術(shù)設(shè)計、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、光機結(jié)構(gòu)設(shè)計）為兩大抓手，進(jìn)一步提升學(xué)生的實踐能力。“專業(yè)大實驗”中，主要通過開展偏光、偏電、具有海洋特色的多課程典型實驗，為學(xué)生專業(yè)技能訓(xùn)練和分析、應(yīng)用、創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供保障；“課程設(shè)計”主要體現(xiàn)為利用實際光電工程中常用的系統(tǒng)設(shè)計場景，提高學(xué)生對光學(xué)系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、光機系統(tǒng)實現(xiàn)方式的了解和掌握程度，并為工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求2和3的達(dá)成提供強支撐。

（三）綜合實踐層面——培養(yǎng)學(xué)生解決實際復(fù)雜工程問題的能力

在綜合實踐層面，主要通過光電綜合實驗設(shè)計、科創(chuàng)競賽、學(xué)生社團(tuán)活動、畢業(yè)論文（設(shè)計）四個部分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，同時也為工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求3、4、5的達(dá)成提供強支撐。其中，在綜合實驗設(shè)計中，通過讓學(xué)生設(shè)計開放性實驗鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力；在科創(chuàng)競賽和學(xué)生社團(tuán)活動中，引導(dǎo)學(xué)生選擇感興趣的某一個專業(yè)項目，在教師的指導(dǎo)下，以項目小組的形式組合在一起學(xué)習(xí)和研究，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊精神和運用多學(xué)科知識的能力；在畢業(yè)論文（設(shè)計）中，部分題目來源于企業(yè)需求，由校外企業(yè)導(dǎo)師提供題目，校內(nèi)外導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)。在此過程中，解決企業(yè)在生產(chǎn)實踐中遇到的問題，有助于學(xué)生將大學(xué)階段所積累的知識和掌握的本領(lǐng)真正運用到實踐中。

三、多方協(xié)同的實踐教學(xué)資源整合及優(yōu)化

光科專業(yè)實踐教學(xué)體系涉及課程實驗教學(xué)、科創(chuàng)競賽、學(xué)術(shù)講座、企業(yè)參觀、海上試驗等環(huán)節(jié)。因此，該實踐教學(xué)體系的構(gòu)建不僅需要校內(nèi)硬件資源、競賽資源及教師資源的支撐，還需要校外多方力量共同協(xié)助完成。

（一）實驗課程及實驗項目改革優(yōu)化

校內(nèi)實驗課程應(yīng)以能力提升為導(dǎo)向，突出對學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在現(xiàn)有課程實驗的基礎(chǔ)上，通過基礎(chǔ)實驗項目優(yōu)化、專業(yè)實驗項目增設(shè)、綜合實驗項目升級等途徑優(yōu)化現(xiàn)有實踐教學(xué)體系。如新增了幾何光學(xué)綜合實驗系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)像差測量綜合實驗系統(tǒng)，輻射度、光度、色度綜合實驗系統(tǒng)等新型實驗教學(xué)系統(tǒng)，同時新設(shè)電子基礎(chǔ)實踐訓(xùn)練、工程制圖與應(yīng)用、光電技術(shù)實驗等實踐課程。這些改革優(yōu)化將有助于提升專業(yè)實踐課程的教學(xué)效果。

（二）科創(chuàng)競賽為第二課堂實踐賦能

各類光電相關(guān)的科創(chuàng)競賽，特別是全國大學(xué)生光電設(shè)計競賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽等以“實戰(zhàn)”形式檢驗學(xué)生理論和實踐學(xué)習(xí)實際效果的競賽，都在一定程度上有助于學(xué)生科研素養(yǎng)、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的提升。第二課堂的開展既能檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成情況，又與第一課堂互相補充、有機融合，全面服務(wù)于學(xué)生的成長成才，有利于實現(xiàn)高素質(zhì)工程人才培養(yǎng)目標(biāo)。

（三）引進(jìn)具有工程經(jīng)歷的高層次人才

有工程經(jīng)歷的高層次人才的引進(jìn)可以為實踐教學(xué)提供更多更符合工程實際的實踐案例和實踐經(jīng)驗。近5年，光科專業(yè)引進(jìn)教授1人、高級工程師1人、相關(guān)工程類人才2人，他們或參與風(fēng)云三號衛(wèi)星項目，或在海洋傳感器研發(fā)、光電顯示和光電儀器研發(fā)方面具有豐富的工程實踐經(jīng)驗。工程類人才的引進(jìn)將為光科專業(yè)人才培養(yǎng)注入新的活力，同時也會帶動其他專業(yè)教師參與工程類研發(fā)項目，提升整個專業(yè)師資隊伍的實踐教學(xué)能力。

（四）開展校企合作

校企合作已成為推進(jìn)高校工科專業(yè)發(fā)展的重要力量，工程教育認(rèn)證在課程體系設(shè)計、畢業(yè)論文（設(shè)計）指導(dǎo)、師資隊伍建設(shè)等方面均對企業(yè)專家的參與做出了相應(yīng)要求。光科專業(yè)已與海信新研發(fā)中心、自然資源部第一海洋研究所、歌爾青島研發(fā)中心、中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所等建立了長期穩(wěn)定的共建關(guān)系，既滿足了工程教育認(rèn)證中關(guān)于企業(yè)參與的各項要求，又有助于提升學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。如專業(yè)每年都會組織學(xué)生前往海信研究發(fā)展中心、青島海泰新光科技股份有限公司等參觀，并在青島近海海域開展規(guī)范化海上試驗，這些校外實踐經(jīng)歷使得學(xué)生的專業(yè)視野更加開闊，對工程項目管理、研發(fā)等流程更加了解。

教師、學(xué)生、企業(yè)等多方共同參與實踐教學(xué)活動，多方力量協(xié)同使得實踐教學(xué)的實現(xiàn)形式更加多樣化，實踐內(nèi)容也更加豐富，能使學(xué)生獲得不同的實踐經(jīng)驗。

四、以成果為導(dǎo)向的多主體實踐教學(xué)質(zhì)量評價機制

成果導(dǎo)向教育是工程教育認(rèn)證的核心理念[7]，基于成果導(dǎo)向的質(zhì)量評價機制既為實踐教學(xué)體系建設(shè)提供了質(zhì)量保障，又與工程教育認(rèn)證成果導(dǎo)向、自上而下設(shè)計、自下而上支撐及閉環(huán)持續(xù)改進(jìn)的理念相契合。

（一）任課教師為主體的實踐教學(xué)達(dá)成度評價

在工程教育認(rèn)證的課程矩陣中，大多數(shù)實踐教學(xué)課程都有與之相對應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點，而要評估或計算每個指標(biāo)點的達(dá)成就需要每個學(xué)期結(jié)束后對每個有指標(biāo)點支撐任務(wù)的實踐教學(xué)課程進(jìn)行達(dá)成度評價，這項工作主要由任課教師完成并由專業(yè)負(fù)責(zé)人進(jìn)行審核。通過對實驗課程的課程目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行評價，可以及時發(fā)現(xiàn)實踐教學(xué)活動中的薄弱環(huán)節(jié)，以便教師及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式，進(jìn)一步提高實踐教學(xué)質(zhì)量。

（二）用人單位為主體的社會質(zhì)量評價

定期向用人單位發(fā)放培養(yǎng)目標(biāo)合理性評價和畢業(yè)生滿意度調(diào)查問卷。在問卷中以育人成果為導(dǎo)向，獲取用人單位對光科專業(yè)實踐教學(xué)體系改革效果的反饋以及對光科專業(yè)畢業(yè)生培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成情況的評價。專業(yè)可以依據(jù)用人單位反饋的培養(yǎng)目標(biāo)合理性評價和培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度評價結(jié)果對后續(xù)的培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

（三）學(xué)生為主體的反饋評價

學(xué)生為主體的反饋評價調(diào)查對象分為在校生、應(yīng)屆畢業(yè)生和近年畢業(yè)生。其中，針對在校生的調(diào)查主要是通過麥可思教學(xué)質(zhì)量管理平臺對每個學(xué)期的實踐課程進(jìn)行評價反饋；針對應(yīng)屆畢業(yè)生的調(diào)查重心是學(xué)生對畢業(yè)要求達(dá)成情況的自評以及對光科專業(yè)課程體系特別是實踐課程體系的評價；針對近年畢業(yè)生的調(diào)查主要是了解近年來畢業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成情況，便于專業(yè)依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成情況對培養(yǎng)目標(biāo)的合理性進(jìn)行評價，并對包含實踐課程在內(nèi)的課程體系進(jìn)行閉環(huán)持續(xù)改進(jìn)。

五、結(jié)語

隨著信息化社會的不斷發(fā)展和光電信息技術(shù)的持續(xù)更新?lián)Q代，不論是社會發(fā)展還是企業(yè)、家長、學(xué)生都對高校工程人才培養(yǎng)提出了越來越高的期望。適應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級需求、構(gòu)建可滿足多方需求的實踐教學(xué)體系將為國家培養(yǎng)出更多具備工程實踐能力和創(chuàng)新精神的復(fù)合型工程人才，這也是未來光科專業(yè)建設(shè)及發(fā)展的主要趨勢之一。

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［責(zé)任編輯：蘇祎穎］