郭裕順

(杭州電子科技大學(xué) 電子信息學(xué)院，浙江 杭州 310018)

自教育部2016年提出新工科概念以來，人們對新工科建設(shè)的理念、目標、內(nèi)涵等已作了多方面探討，逐步取得了一些共識[1-3]。新工科建設(shè)的主要目標是為發(fā)展未來新型產(chǎn)業(yè)或適應(yīng)產(chǎn)業(yè)新變革、形成新經(jīng)濟增長點、提高綜合國力、培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)人才；基本內(nèi)涵包括“新興”“新生”和“新型”專業(yè)的建設(shè)[4]。其中前兩者指的是全新出現(xiàn)或通過學(xué)科交叉產(chǎn)生的前所未有的新專業(yè)；后者指的是現(xiàn)有學(xué)科專業(yè)為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟新發(fā)展，通過內(nèi)涵拓展、培養(yǎng)目標提升、培養(yǎng)手段創(chuàng)新等途徑進行轉(zhuǎn)型、改造或升級而形成的專業(yè)。目前對不同專業(yè)，雖尚未有成型的建設(shè)或?qū)嵤┓桨?，但很多院校已在新工科建設(shè)理念指導(dǎo)下，積極開展培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)內(nèi)容等各方面的建設(shè)或改革探索[5，6]。本文主要探討新工科理念引領(lǐng)下對現(xiàn)有專業(yè)課程體系進行改革、重構(gòu)的途徑與方法。作為人才培養(yǎng)的主要載體，這毫無疑問是專業(yè)建設(shè)的核心，也是新工科建設(shè)向縱深推進迫切的任務(wù)。

一、現(xiàn)有專業(yè)課程體系存在的問題

目前一般院校工科的專業(yè)課程體系通常由以下幾個部分或模塊組成：數(shù)理與計算機基礎(chǔ)課程；專業(yè)基礎(chǔ)課程，包括專業(yè)理論基礎(chǔ)與專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)；按不同方向組織的專業(yè)技術(shù)課程；與專業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)課配套的實驗課程或單獨設(shè)置的實踐實訓(xùn)課程。多年來，這一體系雖經(jīng)歷了一些局部改革，但基本框架變化不大，調(diào)整的主要是反映技術(shù)新進展的一些課程或課程內(nèi)容的增刪、實踐教學(xué)的強化等，其形成過程可追溯到過去一個多世紀工程教育的發(fā)展。Froyd等(2012)回顧了美國的工程教育百年來已經(jīng)歷與正在經(jīng)歷的5個主要轉(zhuǎn)變，指出工程教育最早源于技術(shù)教育，以培養(yǎng)工程師的動手實踐能力為主[7]。二戰(zhàn)以后由于半導(dǎo)體、航空航天、核技術(shù)、激光、材料工程等眾多建立在現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)上的新興技術(shù)的繁榮，使人們認識到了基礎(chǔ)科學(xué)的重要性，工程教育開始強調(diào)建立學(xué)生的科學(xué)基礎(chǔ)，理論性知識的學(xué)習(xí)與學(xué)術(shù)性訓(xùn)練得到極大重視。課程體系中不僅數(shù)理基礎(chǔ)課得到強化，不同專業(yè)也不斷提煉出屬于本專業(yè)的基礎(chǔ)理論，逐步形成了上述專業(yè)課程體系。

在高等教育尚屬精英教育的時代，這樣的專業(yè)課程體系有其一定合理性。自上世紀九十年代開始，國外工程教育界逐漸認識到過于強調(diào)工程科學(xué)教育導(dǎo)致的學(xué)生工程實踐能力不足的弊端，相繼提出了“工程教育回歸工程實踐”“工程教育范式轉(zhuǎn)移”“再造工程教育”等口號，并開始做出改變[8，9]。所以如此，其重要原因是現(xiàn)行課程體系中存在的一系列問題：

1.整個體系的產(chǎn)出導(dǎo)向側(cè)重于學(xué)科理論知識的掌握，即所謂工程科學(xué)模式下的工程教育。這種模式首先注重數(shù)理基礎(chǔ)、專業(yè)理論基礎(chǔ)的教學(xué)。在“厚基礎(chǔ)”的思想指導(dǎo)下，基礎(chǔ)理論知識教學(xué)一般優(yōu)先得到安排。無論在整個專業(yè)教學(xué)進程中，還是一門課程內(nèi)部，都遵循先基礎(chǔ)性、理論性，后技術(shù)性、應(yīng)用性的教學(xué)次序。課程教材大多按照學(xué)科知識的邏輯結(jié)構(gòu)加以取舍編纂，追求形成嚴謹、完備的演繹體系，而理論賴以形成的實際背景、演變過程以及導(dǎo)致演變的各種實際因素往往無從體現(xiàn)。

這種思想指導(dǎo)下的教學(xué)，目的首先是理論知識體系的傳授，而非工程設(shè)計能力的掌握，涉及到工程實際的內(nèi)容通常是作為理論或原理應(yīng)用的例子，實驗或?qū)嵺`教育成為理解、掌握理論知識服務(wù)的工具。有時為了配合理論介紹甚至專門構(gòu)造并不真實或無實際意義的應(yīng)用例子，當學(xué)生面臨具體的工程設(shè)計問題時，往往需要經(jīng)歷從繁雜的學(xué)科知識中甄選、辨別的過程。

半個多世紀以來各學(xué)科的知識總量經(jīng)歷了爆炸式增長，從工程科學(xué)角度要求學(xué)生掌握的學(xué)科基礎(chǔ)知識越來越“深厚”。同時，前沿技術(shù)日新月異，客觀上進一步增加了工程實踐能力培養(yǎng)上的困難。進入21世紀，技術(shù)更新速度越來越快，繼續(xù)按照先基礎(chǔ)后專業(yè)應(yīng)用這種傳統(tǒng)教學(xué)安排導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容不斷膨脹，有限的教學(xué)學(xué)時越來越不敷使用。當前“新工科”建設(shè)背景下跨學(xué)科交叉復(fù)合人才的培養(yǎng)需求更加劇了這種矛盾。

2.不符合認識規(guī)律，造成學(xué)習(xí)過程中的困難。這一課程體系下的教學(xué)一般按數(shù)理基礎(chǔ)→專業(yè)理論基礎(chǔ)→專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)→專業(yè)技術(shù)課的順序展開。通常人的認識是一個由淺入深、由表及里、從直觀到抽象、從感性到理性的歸納過程，但這樣的安排卻把與工程實際聯(lián)系較為密切的應(yīng)用置后，而把經(jīng)過前人反復(fù)抽象、提煉形成的概念、原理或理論，包括部分(為強調(diào)理論完整性)旨在解決某些并不普遍、或深層核心技術(shù)問題時需要的理論提前，學(xué)生往往要在缺乏對實際問題直觀與感性認識的前提下，通過繁雜的數(shù)學(xué)符號、公式的推演去接受或理解某種物理現(xiàn)象，實現(xiàn)專業(yè)問題的抽象與理性認識，既造成學(xué)習(xí)過程中的困難，又容易使理論與實踐脫離。

3.先基礎(chǔ)理論、后專業(yè)技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)，使學(xué)生大部分時間處于準備或等待將理論用于實際、獲得應(yīng)用技能的狀態(tài)。理論學(xué)習(xí)對多數(shù)普通學(xué)生而言通常是枯燥的，雖然可以教育學(xué)生理論基礎(chǔ)是在為應(yīng)用做準備，但學(xué)生并不能深刻地認識、體會到這一點，只能被動接受，難以激發(fā)內(nèi)在的興趣。在通過點擊就可立即從互聯(lián)網(wǎng)獲取信息、知識的今天，學(xué)生很難有耐心用大量時間來為學(xué)習(xí)專業(yè)技能做理論上的準備?，F(xiàn)實中大批學(xué)生往往基礎(chǔ)課程尚未過半，學(xué)習(xí)興趣與激情就被浩繁的理論學(xué)習(xí)消耗殆盡。

4.教學(xué)過程結(jié)束后，學(xué)生頭腦中留下的往往只是一些零散的知識，“只見樹木，不見森林”，缺乏對專業(yè)知識體系的整體把握。即使通過高年級的綜合實踐或?qū)嵱?xùn)，由于這時課程教學(xué)一般已基本結(jié)束，因此實踐與理論仍是脫節(jié)的，學(xué)生往往只是在應(yīng)用技能層面得到一些綜合性的鍛煉，而難以達到對專業(yè)知識體系在應(yīng)有深度上的整體理解與把握。

由于這些原因，實際中很多學(xué)生既沒能掌握好理論知識，也不具備多少實踐能力，反而逐漸降低甚至失去對專業(yè)的興趣。因此對這樣的課程體系開展工程教育回歸工程實踐，實現(xiàn)從科學(xué)模式到工程模式的轉(zhuǎn)變，是十分必要的。國內(nèi)自新世紀高等教育實現(xiàn)精英教育到大眾教育的轉(zhuǎn)變后，也關(guān)注到了這一趨勢并開始了持續(xù)不斷的工程教育改革，直至近年來開展的新工科建設(shè)行動。但由于多方面的原因，大多數(shù)專業(yè)的改革主要是通過工程訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動等方式，或在部分課程中推行“項目驅(qū)動”“CDIO”等能力導(dǎo)向型教學(xué)模式[10-12]來對實踐教學(xué)進行強化，而課程體系框架則大體保持不變。即便在新工科建設(shè)開展以來，有關(guān)文獻中報導(dǎo)的關(guān)于課程體系改革的研究，仍未脫離這一窠臼。如任玉琢等(2019)介紹的理論與實踐交融互動的“雙線”跨學(xué)科培養(yǎng)方案及課程體系，實質(zhì)是設(shè)計了一套與傳統(tǒng)課程體系并行的實踐課程[13]；徐利梅等(2019)介紹的參考新加坡技術(shù)與設(shè)計大學(xué)的“4D”設(shè)計課程體系，性質(zhì)也類似，但更強調(diào)高年級設(shè)計實踐跨課程、甚至跨專業(yè)或跨學(xué)科的綜合性[14]。

二、基于自頂向下原則的專業(yè)課程體系構(gòu)建

(一)基本思路

要改變這一教學(xué)現(xiàn)狀，首先要改變專業(yè)課程體系設(shè)計的指導(dǎo)原則。從復(fù)雜系統(tǒng)論的觀點，一個專業(yè)課程體系可以看作是一個由不同知識模塊與能力模塊構(gòu)成的層次式系統(tǒng)，內(nèi)部的不同模塊之間、知識與能力(理論與實踐)之間的關(guān)系是相互交叉、作用的。由于技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的高速、跨界發(fā)展，這個系統(tǒng)正在變得越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)的課程體系先設(shè)置理論性較強的基礎(chǔ)課，后安排與應(yīng)用有關(guān)的專業(yè)課，從邏輯關(guān)系上看是演繹型的，從層次系統(tǒng)的角度看是從底層的基礎(chǔ)理論到上層的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用，“自底向上”的，略為復(fù)雜或真實的工程設(shè)計實踐就必須在相關(guān)基礎(chǔ)知識全部具備后才能開展。多年習(xí)慣成自然，人們認為這樣的順序天經(jīng)地義，但這并不意味著這是唯一可行的教學(xué)模式。不僅如此，它其實是線性思維導(dǎo)引下對問題的一種簡單化處理，長期的教學(xué)實踐表明它更可能導(dǎo)致的是實際教學(xué)中知識與能力、理論與實踐的割裂。

為此，在培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)這種知識與能力體系時，應(yīng)參照解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的方法與手段，對課程體系與教學(xué)進程進行合乎工程邏輯與認知規(guī)律的設(shè)計?，F(xiàn)代復(fù)雜工程系統(tǒng)(如超大規(guī)模集成電路、大型軟件系統(tǒng)等)設(shè)計中普遍采用的一個原則是“自頂向下、層次遞進、逐步求精”[15，16]：先根據(jù)系統(tǒng)總體目標要求進行頂層設(shè)計，確定各子系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)與功能性能，再進行子系統(tǒng)級的設(shè)計，然后逐層向下遞進，直至最底層的單元模塊設(shè)計。整個過程從頂層目標開始，先構(gòu)建系統(tǒng)主框架，隨著層次向下遞進，再逐步生長枝干，最后才是細枝末葉。這是一個從主到次、從宏觀到微觀、從全局到局部再到細節(jié)的漸進式過程。

這一原則可以給專業(yè)課程體系設(shè)計帶來的啟示是：

1.課程體系設(shè)計應(yīng)在厘清該學(xué)科各知識與能力模塊之間的層次與邏輯關(guān)系基礎(chǔ)上，首先根據(jù)培養(yǎng)總目標進行頂層設(shè)計，確定一級子目標及為達成這些目標應(yīng)具備的知識與技能模塊，再進行下一層或多層子模塊的設(shè)計，直至底層最基礎(chǔ)的理論與技術(shù)模塊。然后再根據(jù)這個層次式系統(tǒng)中的各知識與技能模塊，進行不同課程的組織與設(shè)置。

2.教學(xué)進程不必拘泥于傳統(tǒng)的“自底向上”，可參照“自頂向下”原則，從粗到細地逐步推進。一般中高層次的課程內(nèi)容與工程實際關(guān)聯(lián)較為顯著，因此學(xué)生可盡早從某一方面實際問題的解決，即應(yīng)用能力的培養(yǎng)開始，自上而下地開展本專業(yè)的學(xué)習(xí)，快速進入專業(yè)大門。而不必如傳統(tǒng)的教學(xué)安排，需在經(jīng)歷大部分或全部基礎(chǔ)理論課(包括部分較為艱深、很多內(nèi)容并不立即用到的課程)后，到高年級才接觸到與應(yīng)用關(guān)聯(lián)密切的專業(yè)課。

需要說明的是，采用“自頂向下”的原則并不是指教學(xué)進程簡單地以最高層作為起點，必要的數(shù)理基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)理論與技術(shù)教學(xué)仍是需要先行安排的，但內(nèi)容可壓縮到最基本的程度。在必要的基礎(chǔ)教學(xué)后，就可盡早從中高層次的一個或若干個課程模塊開始，以工程能力的形成發(fā)展為紐帶，交替進行專業(yè)課與基礎(chǔ)課內(nèi)容的教學(xué)，逐步遍歷所有課程模塊。同時，這也不意味著對基礎(chǔ)課的弱化，只是不一定需要集中、優(yōu)先安排。

這樣自上而下的教學(xué)在具體實施中可能產(chǎn)生的疑慮是學(xué)生需要在基礎(chǔ)知識尚不具備或不完全具備的情況下，進行下一階段、或高一層次的知識與能力的學(xué)習(xí)。這與傳統(tǒng)的教學(xué)理念是相違背的。但只要認識到知識體系的層次化、模塊化特點，就不難理解知識是可以以模塊為單位整體運用的。尤其是在當今軟件技術(shù)高度發(fā)達的時代，模塊化知識的應(yīng)用已可通過軟件這種有形的方式加以實現(xiàn)。這方面最典型的莫過于MATLAB這類軟件，它們將模塊化知識的內(nèi)部細節(jié)予以“封裝”，定義好應(yīng)用“接口”，用戶可在無需了解細節(jié)的情況下，根據(jù)接口規(guī)范，以工具函數(shù)調(diào)用的方式幾乎無障礙地應(yīng)用相關(guān)知識。事實上，各個工程專業(yè)領(lǐng)域都已出現(xiàn)類似的集成分析、計算與設(shè)計軟件，實質(zhì)是封裝了相關(guān)知識模塊后以軟件形式提供的應(yīng)用工具(在一些工程領(lǐng)域，硬件的應(yīng)用也趨于模塊化、集成化)。這是知識經(jīng)濟時代的知識運用方式[17]。因此知識的模塊化為學(xué)生在不掌握模塊具體內(nèi)容的情況下進行高一層次的學(xué)習(xí)運用提供了可能，后續(xù)學(xué)習(xí)過程中可根據(jù)需要，再回過來了解該模塊的內(nèi)容細節(jié)，逐步求精、深入。這有利于學(xué)生快速了解掌握某一方面甚至整個專業(yè)的全貌，更好地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與動力。

(二)基本方案

圖1 重構(gòu)的專業(yè)課程體系框架

按照上述思路，進一步探討構(gòu)建方案。雖然不同專業(yè)情況各異，難以給出統(tǒng)一安排，但設(shè)計一個大致框架仍是可能的。在明確專業(yè)知識與能力體系的層次、模塊基礎(chǔ)上，可將原屬于專業(yè)基礎(chǔ)理論與技術(shù)的課程分成“初步”與“深入”兩大模塊(分別為基礎(chǔ)模塊一、二)，分階段設(shè)置。第一階段將本專業(yè)最基礎(chǔ)、必要的概念、原理與技術(shù)整合成基礎(chǔ)模塊一，盡早安排(如第2至第3學(xué)期)。學(xué)生在具備這些基礎(chǔ)后，就可安排專業(yè)方向課程，開始某些原屬專業(yè)技術(shù)課內(nèi)容的教學(xué)：從較為簡單的應(yīng)用技術(shù)開始，“自頂向下”，以掌握本專業(yè)各類應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計能力為目標，不同技術(shù)方向的專業(yè)課程可同步推進，在此過程中，再穿插安排基礎(chǔ)模塊二的課程。從專業(yè)知識體系層次中看，這一過程主要以應(yīng)用為紐帶，從中高層次的應(yīng)用技術(shù)到底層的基礎(chǔ)理論，按“層次遞進，逐步求精”原則，逐步深入、細化。整個方案的大致框架可用圖1來表示。

與傳統(tǒng)課程體系相比，新體系在完成第一階段較為簡單的基礎(chǔ)模塊一的教學(xué)后，就可導(dǎo)入專業(yè)應(yīng)用技術(shù)的教學(xué)。應(yīng)用往往是直觀形象的，學(xué)生容易接受，因此這樣可降低專業(yè)入門難度，盡早激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣?；A(chǔ)模塊二中較為深入的理論或技術(shù)內(nèi)核，則是在學(xué)生接觸一定實際應(yīng)用后再展開。隨著學(xué)習(xí)的逐步深入，遇到應(yīng)用中較為深層的問題時才去學(xué)習(xí)掌握解決問題需要的理論工具，容易做到理論知識的學(xué)以致用。這樣大部分基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)教學(xué)是交替進行的，理論與實踐緊密結(jié)合，環(huán)環(huán)相扣。整個過程螺旋式展開、上升，符合“實踐、認識、再實踐、再認識”的認識規(guī)律，降低學(xué)習(xí)難度。

要實現(xiàn)這樣的課程體系，關(guān)鍵是要對知識與能力模塊劃分、課程內(nèi)容安排、教學(xué)方式方法等方面進行細致、精巧、靈活的設(shè)計。首先，基礎(chǔ)模塊一、二的劃分與設(shè)置要科學(xué)合理，尤其是模塊一，要提煉出屬于本專業(yè)最為基礎(chǔ)而精練、所需學(xué)時不多而又能支撐一定專業(yè)應(yīng)用技能培養(yǎng)的知識模塊，使實際的專業(yè)教學(xué)能盡早開始，這可能涉及原有不同基礎(chǔ)課程內(nèi)容模塊的整合與重組。其次，專業(yè)方向課程教學(xué)應(yīng)先易后難，循序漸進，開始時安排只需少量知識基礎(chǔ)、以解決一些簡單實際問題為目標的課程，再逐步增加難度或復(fù)雜度，通過應(yīng)用的深入展示解決問題需要的理論與技術(shù)工具，將學(xué)生導(dǎo)向有深度的理論學(xué)習(xí)，進入基礎(chǔ)模塊二中的不同課程。這也需對現(xiàn)行專業(yè)課程的內(nèi)容進行調(diào)整重構(gòu)、對教學(xué)進程作精心安排。

這樣打破傳統(tǒng)的“先基礎(chǔ)理論，后專業(yè)應(yīng)用”方式設(shè)計的課程體系還具備下列優(yōu)點：

1.由于無需“自底向上”地等學(xué)完所有基礎(chǔ)再學(xué)專業(yè)課，因此在這樣的課程體系中可方便地插入或新增需要的課程模塊，課程安排更為靈活，有限學(xué)時與不斷膨脹的知識與能力培養(yǎng)要求之間的矛盾可以得到較好緩解。

2.便于在大部分課程中推行能力導(dǎo)向、“項目驅(qū)動”“問題驅(qū)動”或“CDIO”的教學(xué)模式。除基礎(chǔ)模塊一中的部分課程，其余課程都可從實際問題出發(fā)，由應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動，從而在幾乎整個專業(yè)教學(xué)過程中實現(xiàn)理論與實踐、知識與能力的有機融合，從根本上改變實踐教學(xué)成為理論教學(xué)附庸的局面。既有利于實踐能力的培養(yǎng)，也可使學(xué)生在明確應(yīng)用目標指引下，激發(fā)理論學(xué)習(xí)的興趣，實現(xiàn)對相關(guān)知識的深度理解。

3.自上而下、逐步求精的教學(xué)是從粗到細、從主干到枝葉的過程。首先注重的是學(xué)生頭腦中整體專業(yè)知識體系框架的建立，現(xiàn)有理論與技術(shù)基礎(chǔ)課中一些深入或細節(jié)內(nèi)容則在后續(xù)教學(xué)過程中逐步填充，這有利于學(xué)生從整體上把握本學(xué)科專業(yè)，避免傳統(tǒng)專業(yè)教學(xué)“只見樹木，不見森林”的弊端。

4.有利于實現(xiàn)分層、分類的教學(xué)目標。學(xué)生可根據(jù)自己興趣選擇科學(xué)家、研發(fā)工程師、應(yīng)用工程師等不同職業(yè)方向的培養(yǎng)路徑，只需在課程選擇，即構(gòu)建個人知識體系時作出折衷：選擇更多的基礎(chǔ)模塊二中的理論課，或是更多的專業(yè)方向課。

(三)對新工科建設(shè)的意義

就專業(yè)教學(xué)內(nèi)容與目標而言，新工科的特征主要包括前沿技術(shù)的引領(lǐng)性、學(xué)科間的交叉融合性、知識體系的多樣性及培養(yǎng)人才的創(chuàng)新性等方面[2]?！白皂斚蛳隆钡恼n程體系由于具備上述優(yōu)點，能很好地契合這些特征要求。首先，課程設(shè)置的靈活性為實現(xiàn)知識體系的多樣性及多學(xué)科交叉融合提供了更大空間，也有利于前沿技術(shù)的引入，很多技術(shù)前沿內(nèi)容是應(yīng)用性的，按“自頂向下”的原則，利用知識模塊化運用原理，可幾乎無障礙地納入教學(xué)計劃。其次，工程模式下實踐能力導(dǎo)向的課程體系更有利于產(chǎn)教融合、科教融合活動的開展，也更有利學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)，這不僅因為大量工程上的創(chuàng)新源于工程實踐，對工程學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)理論的深刻理解往往也只能通過反復(fù)的實踐過程才能達到，從而為有深度的技術(shù)創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

三、電子信息工程專業(yè)課程體系的重構(gòu)

電子信息工程是支撐信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的一個核心專業(yè)。由于幾十年來微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，如今的電子信息系統(tǒng)早已是一個多層次的復(fù)雜大系統(tǒng)，從底層的器件、電路，到高層集軟硬件于一體的整機應(yīng)用系統(tǒng)，中間包括多個層次。當前以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等為代表的新一輪信息技術(shù)的變革性發(fā)展，對人才培養(yǎng)的知識和能力體系的深度、廣度與復(fù)雜度提出了前所未有的要求。但多年來該專業(yè)的課程體系框架卻變化不大。因此在當前新工科建設(shè)的背景下，對該專業(yè)的課程體系按上述原則與思路進行重構(gòu)，是必要而有意義的。

本專業(yè)的基礎(chǔ)理論與技術(shù)課主要包括三個方面：電工基礎(chǔ)(電路理論與電磁場理論)、電子學(xué)基礎(chǔ)(模擬/數(shù)字電子電路，單片機/MCU等)、信號與信息處理基礎(chǔ)(信號與系統(tǒng)、通信原理等)，專業(yè)技術(shù)課則可包括多個不同方向的課程系列，常見的如應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計、通信技術(shù)與系統(tǒng)、媒體信息處理技術(shù)等。目前，大多數(shù)院校的教學(xué)進程都是傳統(tǒng)的先基礎(chǔ)，后專業(yè)，“自底向上”式的。由此產(chǎn)生的問題，除本文前面已述及的，對該專業(yè)更突出的是屬于底層的電工電子基礎(chǔ)課程學(xué)時占比較高，而與中高層次復(fù)雜信息傳輸、處理對應(yīng)的課程設(shè)置則相對不足，影響學(xué)生對電子信息系統(tǒng)的整體認識與實踐能力，難以滿足當前產(chǎn)業(yè)與人才市場需求。

根據(jù)圖1的框架方案，我們對該專業(yè)課程體系進行重新設(shè)計。在專業(yè)基礎(chǔ)理論與技術(shù)初步模塊中，僅設(shè)置電路與電子學(xué)、數(shù)字邏輯電路與信號處理導(dǎo)論三門課程，為學(xué)生提供電子技術(shù)與信號處理的必要基礎(chǔ)知識與應(yīng)用技能，主要由原電路分析、模擬及數(shù)字電路、數(shù)字信號處理等課程中有關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容整合而成，可安排在第2-3學(xué)期進行。完成這一基礎(chǔ)模塊的教學(xué)后，從第3學(xué)期就可開始專業(yè)技術(shù)的教學(xué)，從較為簡單的應(yīng)用技術(shù)開始，“自頂向下”，以熟悉信號信息感知、傳輸、處理等方面的工程應(yīng)用，掌握各類信息處理系統(tǒng)的設(shè)計能力為目標，根據(jù)專業(yè)具體情況與特色，設(shè)置不同方向的系列課程。專業(yè)基礎(chǔ)理論與技術(shù)深入模塊則設(shè)置電路與系統(tǒng)理論、信息與通信理論、電磁場與波、模擬電子電路等課程，從第4學(xué)期起陸續(xù)開設(shè)，具體安排與有關(guān)專業(yè)課程交替穿插，隨著學(xué)習(xí)進程的深入，根據(jù)專業(yè)知識體系的層次邏輯協(xié)調(diào)安排。

按照這樣的課程設(shè)置框架，首先可使專業(yè)入門的門檻大為降低。基礎(chǔ)模塊一中的課程剝離了原相關(guān)課程的一些細節(jié)與較深入的理論分析(這些內(nèi)容調(diào)整到模塊二中的有關(guān)課程)，再在MATLAB等軟件協(xié)助下，可使難度大大下降，隨即學(xué)生就可開始簡單應(yīng)用電子系統(tǒng)設(shè)計的學(xué)習(xí)，建立對專業(yè)的一些感性認識。此后當需要實現(xiàn)較為復(fù)雜、或更好性能的應(yīng)用系統(tǒng)時，必然會面臨逐步深入的理論與技術(shù)問題，從而激發(fā)對基礎(chǔ)模塊二中課程的學(xué)習(xí)興趣。此外，較早進入專業(yè)大門后，也有利于安排一些基礎(chǔ)電路層次之上、屬于整個專業(yè)知識體系中高層次的一些課程，如嵌入式處理器(包括體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)與開發(fā)技術(shù))、現(xiàn)代通信與信號處理技術(shù)及智能信息處理等較為前沿的技術(shù)，改變原課程體系中底層電工電子基礎(chǔ)課程占比過高、中高層技術(shù)與前沿課程不足的現(xiàn)狀。目前，一個基本按這一課程體系設(shè)計的教學(xué)計劃已在本校的電子信息工程專業(yè)進行試點，初步結(jié)果表明這是可行的。

四、結(jié)語

在新工科建設(shè)背景下，不少專業(yè)面臨著新工科理念引領(lǐng)下的升級、改造與創(chuàng)新任務(wù)，傳統(tǒng)課程體系難以滿足要求。本文借鑒復(fù)雜工程系統(tǒng)設(shè)計中的原則，對專業(yè)課程體系的重構(gòu)提供了解決思路與大致方案。對不同專業(yè)，這需要在梳理相關(guān)學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)上對課程體系進行科學(xué)、細致的設(shè)計，實施時會涉及大量原有課程的整合與重組，及在深入調(diào)研本學(xué)科專業(yè)前沿技術(shù)進展基礎(chǔ)上對新課程模塊的開發(fā)。因此是一個復(fù)雜、浩大的工程，任務(wù)是艱巨的，但只要明確目標與思路，采取分階段逐步推進的辦法，構(gòu)建適應(yīng)新工科建設(shè)需要的專業(yè)課程體系是完全可能的。