工程教育認證視域下電子信息類專業“工程形成”實踐教學體系構建與實踐

馬善農，王懷平，王仁波，張勝群，李達，王曉榮

（東華理工大學 機械與電子工程學院，江西南昌 330013）

隨著科學技術的快速發展，高素質工程技術人才成為推動我國成為一流制造業大國和工程大國的有力保障。工程教育是由工程教育者有目的、有計劃、有組織地對受教育者施加全面系統影響以達到預期目的的社會活動過程，具有實踐性、復合性、倫理性以及全球性等特征[1]。工程教育認證是實現工程教育和工程師資格國際互認的重要基礎，也是國際通行的工程教育質量保證制度[2-3]。工程實踐是工程教育教學的根本，傳統工程教育過于強調學科專業化，割裂了工程教育與工程本身的聯系，難以滿足現代工程人才的培養要求[4]。圍繞“大工程觀”“回歸工程”等教育理念，國內外工程教育界開展了系列工程教育實踐教學改革探索，2000 年美國麻省理工學院聯合瑞典皇家工學院等四所高校組成跨國研究機構，創立了CDIO 工程教育理念和實施體系，強調工程教育必須與工程實踐緊密結合，以提高學生解決實際問題的能力[5]。浙江理工大學余建潮[6]對國內高校實踐教學現狀進行了分析和總結，提出了“以實踐為主線，以創新為導向”全過程創新理念的實踐教學體系構建方法。寧波大學戴亞虹等[7]探索了“學踐研創”四位一體電子信息類實踐教學體系改革，構建了“平臺+模塊+項目”人才培養模式，重構了“基礎+應用+綜合創新”三級能力培養體系。

1 理解認證標準，把握核心理念，兼顧工程教育的共性與特色

為了培養面向工業界、面向世界、面向未來的高素質工程技術人才，我國自2006 年開始建立工程教育認證體系，2010 年啟動實施“卓越工程師教育培養計劃”，2015 年成立中國工程教育專業認證協會，2016 年正式成為《華盛頓協議》的成員，截至2021 年底，全國共有288 所普通高校1 977 個專業通過了工程教育專業認證，涉及機械、儀器等24 個工科專業類別[8]。工程教育認證包括申請和受理、學校自評與提交自評報告、自評報告的審閱、現場考查、審議和做出認證結論、認證狀態保持6 個階段。自評報告的撰寫、審閱以及現場考查都要求以《工程教育認證標準》為依據，當前正在實施的《工程教育認證標準》包含3 個部分，即說明、通用標準和專業補充標準，對認證標準的修訂也反映出我國高等工程教育與時俱進的改革進展[9]。通用標準部分包含學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍和支持條件7 個標準項，是對認證專業基本的通用性要求；專業補充標準則是在通用標準基礎上依據專業類別對課程體系、師資隊伍和支持條件3 項內容進行了更為深入、具體的指導性要求，工程教育認證標準如表1 所示。

工程教育認證倡導“以學生為中心、成果導向、持續改進”三大基本理念。“以學生為中心”蘊含了工程教育的基本特征，學生是工程實踐的主體，要實現傳統知識課堂向能力課堂的轉變。“成果導向”是根據社會對專業人才需求決定培養目標和畢業要求，再由畢業要求設計課程體系以及確定課程目標。“持續改進”則要求建立“評價—反饋—改進”的循環機制，通過“三個改進”來保障“三個符合”[10]，以體現工程教育為適應工程領域發展需要進行動態調整的特點。

專業制訂人才培養方案時，既要符合工程認證通用標準，還應充分考慮區域經濟發展和教育資源等，結合自身的學科優勢和辦學特色，實施多樣化的專業教育，兼顧共性與特色。

2 “兩模塊三層次”“工程形成”實踐教學體系的構建策略

實踐教學是與理論教學相對應的工程教育的重要環節，它是以學科專業為平臺，以課程實踐教學為主體，以專業實踐教學和社會實踐教學為“兩翼”的邏輯體系[11]。實踐教學強調“以學生為主體”，學生在教師指導下利用學科專業知識開展復雜、深入、創造性的工程實踐活動，達到掌握知識、發展技能、提升素質的教學目的。20 世紀80 年代，英國工程學家R.G.Carter用“工程形成”將工程教育與工程實踐訓練概括統一，用于闡述工程教育內涵的發展[12]。“工程形成”理念強調工程教育可持續發展目標，要求工程教育在重視學科專業理論教學的同時，更加重視工程實踐能力的培養。“工程形成”實踐教學包含了工程知識的組織、教學、吸收和運用4 個過程，利用實際工程問題幫助學生理解物理現象，通過工程實踐解決實際問題，最終實現由新手到專家的轉變。

本文著眼于工程教育認證，深化實踐教學改革，構建面向電子信息類專業的“兩模塊三層次”“工程形成”實踐教學體系（如圖1 所示），探索實踐教學有效培養學生解決復雜工程問題能力和創新意識的途徑和措施，逐步培養學生“工程觀”。“兩模塊”是根據“工程形成”理念將實踐教學體系分為工程認知教學和工程實踐訓練兩個部分，前者包含學科專業基礎的實踐教學，如認識實習、電子工藝實訓等，后者是根據畢業要求確定復雜的、跨學科的實踐訓練，如生產實習、創新創業項目訓練、畢業設計等。“三層次”是指將實踐教學內容分為基礎型、應用型和創新型[13]：基礎型內容主要是常用電子儀器儀表的使用、學科專業基本原理驗證等，目的是培養學生工程實踐基本技能；應用型內容側重于專業知識的綜合應用，目的是培養學生綜合運用所學專業知識解決稍復雜工程實踐問題的能力；創新型內容來源于教師科研課題、合作企業提出的工程問題以及創新創業訓練項目等，目的是培養學生靈活運用專業知識和技能解決復雜、跨學科的實際工程問題的能力、團隊意識以及創新精神。

圖1 電子信息類專業“兩模塊三層次”“工程形成”實踐教學體系

上述以“工程形成”理念構建的實踐教學體系，體現工程教育的“工程認識—工程實踐—深層次工程認識—深層次工程實踐”持續改進、漸進式自我突破的教學特點，有效解決了傳統實踐教學存在的內容單一、實踐項目缺乏創新性和挑戰度等問題，通過階梯式工程實踐幫助學生積累工程經驗，逐步形成“工程觀”。

3 打造高質量“雙師型”教師隊伍，完善本科生導師制

工程教育是學校教育與社會需求的有機結合，學校與企業之間良好的合作關系，有利于促進深層次產學融合，提高工程教育的教學質量。近些年，東華理工大學堅持實施“本科教學工程”，狠抓內涵建設，創造了良好的教學和育人環境[14]。學校在財政經費、教學場地、師資建設等方面都給予極大支持，為電子信息工程專業繼承和發揚“江西省本科品牌專業”優勢、建設江西省一流本科專業、通過工程教育認證提供了有力保障。

“手把手示范教學”是工程教育初始階段的教學特點，培養未來卓越工程師需要打造富有工程實踐經驗的“雙師型”教師隊伍。為緩解“工程型”師資難題，學院采取了“兩條腿”走路的辦法：一是深化校企合作，共建企業實踐教學基地，聘請企業中品德高尚、經驗豐富的技術骨干參與制訂教學計劃并指導實踐教學；二是選派專業教師前往企業學習和鍛煉，取得企業相關職業資質認證。此外，不斷完善本科生導師制，修訂本科生導師制過程管理手冊[15]，學生前往企業實習時，由企業導師和校內導師利用真實工程案例開展工程實踐培訓，定期對教學效果進行綜合評價。目前，學院“雙師型”師資建設已初見成效，也獲得工程教育認證專家的肯定。

根據“兩模塊三層次”“工程形成”實踐教學體系，優化教學資源，建設工程實踐教學平臺，包括實驗教學、實訓教學和創新創業訓練三部分，以滿足工程教育教學任務[16]。實驗教學平臺對應專業基礎實踐教學，主要培養學生工程認知能力，促進學生對專業基本知識的理解和專業基本實驗技能的培養；實訓教學平臺對應綜合應用實踐教學內容，主要培養學生綜合運用專業知識解決一般性工程問題的實踐能力；創新創業訓練平臺對應學科競賽、企業工程項目等實踐教學，注重對實踐成果的綜合考核，旨在培養學生的團隊意識和創新精神，提高其綜合素質。工程實踐教學平臺與實踐教學體系中的三層次實踐教學內容相互對應，通過開展階梯式工程教育實踐教學，有效培養學生的工程實踐技能，促進其“工程觀”的形成。

4 結語

本文以東華理工大學電子信息工程專業為對象，系統總結工程教育認證和江西省一流本科專業建設的經驗，以工程教育認證為視域，結合《工程教育專業認證標準》，探索專業實踐教學改革途徑，構建“兩模塊三層次”“工程形成”實踐教學體系；優化教學資源，建設實踐教學平臺；強化校企產學研創的深度融合，建設“雙師型”教師隊伍。近三年專業取得了顯著的教學成效，學生累計獲得“挑戰杯”“雙創”大賽、“藍橋杯”等國家級大學生學科競賽一等獎1 項、二等獎5 項；獲得江西省大學生電子類學科競賽一等獎12 項、二等獎20 項、三等獎28 項；完成國家級創新創業訓練項目13 項，江西省“雙創”項目4 項；發表科技論文5 篇，授權專利9 項。教學實踐表明：構建的實踐教學體系有效地培養了學生解決復雜實際工程問題的能力和創新精神，促進了其“工程觀”的塑造，提高了其專業綜合素質，也提升了其職業競爭力。