摘要:我校信息工程專業(yè)辦學(xué)時(shí)間短,存在辦學(xué)理念滯后、特色不明晰的問(wèn)題。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,我們以普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本,以面向工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向,貫徹OBE理念,在重構(gòu)專業(yè)課程體系基礎(chǔ)上創(chuàng)新了專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系,優(yōu)化了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法,契合畢業(yè)要求,達(dá)到了人才培養(yǎng)的預(yù)期目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:信息工程;工程教育認(rèn)證;OBE;實(shí)踐教學(xué)體系
國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020)提出高等教育要“堅(jiān)持內(nèi)涵式發(fā)展,牢固確立人才培養(yǎng)的中心地位,走以質(zhì)量提升為核心的內(nèi)涵式發(fā)展道路”[1]。在關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)中[2],對(duì)工程教育認(rèn)證目的進(jìn)行了明確闡述,利于明晰學(xué)校人才培養(yǎng)目的,完善專業(yè)人才培養(yǎng)體系,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。
普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[3](后簡(jiǎn)稱專業(yè)國(guó)標(biāo))對(duì)信息工程專業(yè)通識(shí)類、學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)核心等三個(gè)知識(shí)體系和實(shí)踐教學(xué)要求進(jìn)行了詳細(xì)描述,明確了該專業(yè)學(xué)科交叉與融合、寬口徑培養(yǎng)特點(diǎn),核心課程覆蓋了電子電路、信號(hào)與通信系統(tǒng)、信息處理與計(jì)算機(jī)技術(shù)等內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不低于總學(xué)分的25%,還給出了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)體現(xiàn)的相關(guān)能力培養(yǎng)建議。為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,在辦學(xué)過(guò)程中,對(duì)標(biāo)工程教育認(rèn)證體系,分析存在的問(wèn)題,找出短板,不斷提升教學(xué)理念,加大教學(xué)研究力度,內(nèi)部挖潛,積極尋求對(duì)外合作,實(shí)施了一系列改革措施。
1 實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題
重視理論教學(xué),實(shí)踐教學(xué)僅僅是補(bǔ)充:傳統(tǒng)工科教育中的“工科理科化”的現(xiàn)象由來(lái)已久,多表現(xiàn)在課程設(shè)置中側(cè)重理論教學(xué)體系,實(shí)踐教學(xué)重視程度不夠,視實(shí)踐教學(xué)為理論教學(xué)的補(bǔ)充,并未提升到與理論課程同等重要的地位上來(lái)。
實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)性較差,成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法單一:普通工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)一般包括實(shí)驗(yàn)類課程、課程設(shè)計(jì)、綜合類實(shí)訓(xùn)三種方式。在實(shí)踐體系設(shè)計(jì)時(shí),注重課程本身內(nèi)容,淡化知識(shí)點(diǎn)銜接,系統(tǒng)性較差,沒(méi)有體現(xiàn)出工程教育的內(nèi)核和本質(zhì)。組織實(shí)施時(shí),往往是各自為戰(zhàn),內(nèi)容重復(fù)。成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí),實(shí)驗(yàn)類課程的學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)過(guò)多依賴報(bào)告完成情況,任課教師很難依據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià),課程設(shè)計(jì)、綜合類實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師給出成績(jī)的評(píng)定依據(jù)較混亂,或指標(biāo)體系可操作性差、難以量化。
工程認(rèn)證教育重視程度不足,對(duì)指標(biāo)體系認(rèn)知存在偏差:學(xué)校層面上對(duì)工程教育認(rèn)證予以足夠的重視,但是受到重科研輕教學(xué)大環(huán)境的影響,教育教研投入、精力投入偏低,難以引起廣大教師的共鳴。另外,教師對(duì)工程教育認(rèn)證指標(biāo)體系理解存在偏差,落實(shí)力度參差不齊。
2 調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)定位與培養(yǎng)目標(biāo)
專業(yè)國(guó)標(biāo)[3]中對(duì)人才培養(yǎng)多樣化建議中明確提出,各個(gè)高校根據(jù)自身辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo),進(jìn)行多樣改革探索,滿足社會(huì)對(duì)人才需求的同時(shí),滿足學(xué)生自身發(fā)展需求,更好地服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展。
遵循學(xué)校辦學(xué)理念和特色,明確信息工程專業(yè)的辦學(xué)定位是服務(wù)于山東省“新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換”政策和“一藍(lán)一黑”的產(chǎn)業(yè)布局需求,為地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)高水平建設(shè)人才。調(diào)整了信息工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生成為在“信息的采集、傳輸、處理與管理”全流程方面具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和良好實(shí)踐技能,能夠從事信息工程相關(guān)領(lǐng)域工作的應(yīng)用型高級(jí)專業(yè)人才。強(qiáng)調(diào)學(xué)生具備良好的分析和解決問(wèn)題的能力,對(duì)創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)合作、持續(xù)學(xué)習(xí)等能力亦有明確要求。
3 重構(gòu)專業(yè)課程體系
根據(jù)信息工程專業(yè)培養(yǎng)定位和目標(biāo),課程體系支持畢業(yè)要求達(dá)成,學(xué)分設(shè)置與通用標(biāo)準(zhǔn)要求一致,各類課程大綱契合畢業(yè)要求。
首先,遵循本科專業(yè)國(guó)標(biāo)[3]對(duì)信息工程專業(yè)知識(shí)體系和課程體系建議,深度研究了專業(yè)課示例中各門課程之間的銜接關(guān)系,結(jié)合學(xué)校發(fā)展規(guī)劃和辦學(xué)特點(diǎn),初步確定專業(yè)課程群。其次,依據(jù)對(duì)工程教育認(rèn)證的解析[4-5],貫徹OBE理念,廣泛調(diào)研用人單位反饋和畢業(yè)生意見(jiàn)[6],逆向篩選相關(guān)課程和目標(biāo)結(jié)構(gòu)[7],確立了工程技術(shù)能力和非技術(shù)因素“兩條主線”理念,強(qiáng)化了重要的、核心的畢業(yè)達(dá)成,精煉了專業(yè)課程配置。
按照信息采集、傳輸、處理和管理一條信息流動(dòng)方向,設(shè)置了專業(yè)基礎(chǔ)和核心課程體系,涵蓋了專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的4個(gè)核心知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)容,結(jié)合學(xué)校辦學(xué)特色和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn),設(shè)置了智能信息處理和嵌入式技術(shù)兩個(gè)方向的模塊課程,輔以計(jì)算機(jī)類選修課程,為主線課程和方向課程模塊提供理論和基本技能支撐,并增設(shè)了4個(gè)創(chuàng)新學(xué)分。
4 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系
重視實(shí)踐教學(xué),提升到與理論課程同等重要的位置。在師資組織、資源配置上適當(dāng)傾斜,與產(chǎn)學(xué)研合作單位和行業(yè)領(lǐng)域?qū)<疑疃群献鳎耘囵B(yǎng)目標(biāo)為基礎(chǔ),以畢業(yè)要求達(dá)成為導(dǎo)向,基于工程技術(shù)能力和非技術(shù)兩大因素,創(chuàng)新性地提出了“2條主線+3層遞進(jìn)”一體化的實(shí)踐教學(xué)體系。
“2條主線”包含工程技術(shù)和非技術(shù)因素主線。教育過(guò)程不只包含理論學(xué)習(xí)和工程技術(shù)的培養(yǎng),還應(yīng)包含著對(duì)社會(huì)與環(huán)境、職業(yè)素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作等非技術(shù)因素的訓(xùn)練。
“3層次”是指實(shí)踐教學(xué)采用了遞進(jìn)式的體系,從單一的實(shí)驗(yàn)類課程,到綜合性較強(qiáng)的課程設(shè)計(jì),再到方向模塊綜合類實(shí)訓(xùn),直至最后的畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。遵循內(nèi)容由淺到深、理論體系貫通,直至多學(xué)科交叉融合的工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力訓(xùn)練層次,體現(xiàn)了課程體系中信息的采集、傳輸、處理與管理遞進(jìn)式的策略,突出理論體系的銜接和工程技術(shù)的迭代。三個(gè)層次分別對(duì)應(yīng)了對(duì)理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合問(wèn)題的基本認(rèn)知、綜合分析問(wèn)題的能力和認(rèn)知提升,評(píng)價(jià)與持續(xù)改進(jìn)意識(shí)及持續(xù)學(xué)習(xí)的能力培養(yǎng),逐步培養(yǎng)學(xué)生在工程與社會(huì)、環(huán)境與發(fā)展、團(tuán)隊(duì)合作與溝通、項(xiàng)目組織與管理能力等非技術(shù)主線素質(zhì),如下圖所示。
2條主線+3層遞進(jìn)一體化實(shí)踐教學(xué)體系圖
整個(gè)體系注重理論與實(shí)踐并重、并行,突出基本技能訓(xùn)練,強(qiáng)化問(wèn)題理解與綜合分析、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力及其他非技術(shù)因素能力的訓(xùn)練。
優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容:在時(shí)空兩個(gè)維度上優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容,保證課程理論體系完整性和系統(tǒng)性,更要精選教材、調(diào)整大綱,梳理理論課程教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的一致性,合理刪減前導(dǎo)后續(xù)課程重復(fù)內(nèi)容,規(guī)范教學(xué)內(nèi)容和重點(diǎn)、考核權(quán)重,明確內(nèi)容與畢業(yè)要求一致性。
例如,智能信息處理模塊中“數(shù)字圖像處理”和“機(jī)器視覺(jué)工程應(yīng)用”為先導(dǎo)后續(xù)課程,重點(diǎn)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求3和5,對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求對(duì)工具、平臺(tái)應(yīng)用能力及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和選擇能力。我們統(tǒng)一了實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái),合并部分重復(fù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:“數(shù)字圖像處理”實(shí)驗(yàn)中以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,強(qiáng)化對(duì)opencv、halcon等基礎(chǔ)平臺(tái)的應(yīng)用和圖像核心處理算法驗(yàn)證性訓(xùn)練;“機(jī)器視覺(jué)工程應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)增加設(shè)計(jì)性、綜合性項(xiàng)目,根據(jù)特定應(yīng)用場(chǎng)景中工程問(wèn)題,要求學(xué)生能夠設(shè)計(jì)圖像采集、處理和傳輸系統(tǒng),前導(dǎo)課程的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不再作為主要考核點(diǎn)。
精煉課程設(shè)計(jì)和綜合實(shí)訓(xùn):遵循OBE理念,以畢業(yè)要求達(dá)成為基線,反向建立貫穿整個(gè)實(shí)踐教學(xué)體系的案例庫(kù)[6],注重不同的課程在理論體系、知識(shí)點(diǎn)要求、實(shí)踐技能方面的銜接[7]。重視產(chǎn)學(xué)合作、產(chǎn)教融合,針對(duì)校內(nèi)教師工程實(shí)踐能力薄弱、經(jīng)驗(yàn)不足的現(xiàn)象,采用了請(qǐng)進(jìn)來(lái)走出去的方法,本著互利互惠的原則,與產(chǎn)學(xué)合作單位共享資源、合作開(kāi)發(fā)。
以嵌入式技術(shù)模塊——綜合類實(shí)訓(xùn)為例,主要對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求3、4、5、6、11,既強(qiáng)調(diào)工程能力訓(xùn)練,也包含了非技術(shù)因素訓(xùn)練。連續(xù)2年實(shí)訓(xùn)中,采用的案例是我校教師牽頭與華清遠(yuǎn)見(jiàn)公司共同研發(fā)的某物流園區(qū)“倉(cāng)儲(chǔ)與智慧物流系統(tǒng)”的若干子課題,企業(yè)導(dǎo)師與校內(nèi)導(dǎo)師協(xié)同工作,企業(yè)導(dǎo)師從宏觀角度講述課題目標(biāo)、設(shè)計(jì)方法,側(cè)重畢業(yè)要求6和11,校內(nèi)導(dǎo)師則更多在工具與編程技術(shù)方面,側(cè)重畢業(yè)要求3、4、5。既能讓學(xué)生了解課題真實(shí)性,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,又因案例方案合理、技術(shù)成熟,易于學(xué)生理解和實(shí)現(xiàn),增強(qiáng)了學(xué)生成就感,提高了實(shí)訓(xùn)效果。
完善實(shí)踐成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)指標(biāo)體系:實(shí)踐教學(xué)考核內(nèi)容、考核標(biāo)準(zhǔn)和考核方式因課程不同存在較大差異,成績(jī)?cè)u(píng)定也因?yàn)檎n程屬性、教學(xué)組織和實(shí)施方式不同,導(dǎo)師主觀性較強(qiáng),存在打分標(biāo)準(zhǔn)有偏差等問(wèn)題。區(qū)分實(shí)驗(yàn)類課程、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)類三種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),采用了分類考核模式,細(xì)化了評(píng)分規(guī)則。結(jié)合畢業(yè)要求,實(shí)驗(yàn)類課程設(shè)計(jì)由3個(gè)維度共計(jì)7個(gè)評(píng)分項(xiàng)組成,課程設(shè)計(jì)由4個(gè)維度共計(jì)9個(gè)評(píng)分項(xiàng)組成,綜合實(shí)訓(xùn)類課程增加了團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目管理,因此增加為5個(gè)維度、11個(gè)評(píng)分項(xiàng)。強(qiáng)化過(guò)程考核,實(shí)時(shí)檢查學(xué)生階段性物化成果,檢查結(jié)果積累反饋到總評(píng)成績(jī)中。
銜接創(chuàng)新能力培養(yǎng)環(huán)節(jié):實(shí)踐教學(xué)過(guò)程適當(dāng)增加問(wèn)題探究式考核內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生反問(wèn)題意識(shí),鼓勵(lì)提出新問(wèn)題或改進(jìn)方案,激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新意識(shí),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)科競(jìng)賽和科技創(chuàng)新。該專業(yè)學(xué)生近三年來(lái)參加校級(jí)規(guī)定B類以上專業(yè)相關(guān)賽事取得了優(yōu)異的成績(jī),在校內(nèi)工科專業(yè)中的參賽率和獲獎(jiǎng)率均名列前茅。
把學(xué)科競(jìng)賽、科創(chuàng)活動(dòng)與獲取創(chuàng)新學(xué)分綁定,如獲得B類學(xué)科賽事的1個(gè)省級(jí)三等獎(jiǎng)可直接獲得4個(gè)創(chuàng)新學(xué)分,以此類推,規(guī)范化了創(chuàng)新學(xué)分換算規(guī)則。
重視畢業(yè)實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì):這兩個(gè)環(huán)節(jié)覆蓋了所有畢業(yè)要求,需要校院系三級(jí)管理部門與實(shí)習(xí)單位協(xié)同工作,重點(diǎn)是明確了校內(nèi)外導(dǎo)師和畢業(yè)生的指導(dǎo)思想:熟知實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)目標(biāo)、實(shí)施過(guò)程監(jiān)督、階段性成果考核。按時(shí)間軸分為“選題與確認(rèn),實(shí)習(xí)與開(kāi)題,設(shè)計(jì)與論文,評(píng)審與答辯”4個(gè)階段,確立了每個(gè)階段的物化成果形式和內(nèi)容(方案、代碼、圖紙等)、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),共計(jì)9個(gè)評(píng)分指標(biāo)大項(xiàng),包括“方案可行性,工程技術(shù)與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)因素,前沿理論或應(yīng)用,功能性需求和性能要求,使用的平臺(tái)或工具,工作量、難易度與創(chuàng)新點(diǎn),論文完整性和規(guī)范性,答辯過(guò)程中表達(dá)與交流,過(guò)程考核”,細(xì)化了評(píng)分細(xì)則。
第七學(xué)期末,院系兩級(jí)組織專班遴選畢業(yè)設(shè)計(jì)課題,重點(diǎn)審核課題的知識(shí)綜合運(yùn)用、工程可行性與畢業(yè)要求達(dá)成一致性,兼顧課題創(chuàng)新性,鼓勵(lì)校內(nèi)導(dǎo)師將科研課題作為設(shè)計(jì)課題。實(shí)施師生雙向選題模式:畢業(yè)生根據(jù)興趣和學(xué)習(xí)特點(diǎn)選擇課題,導(dǎo)師依據(jù)其模塊課程選擇、學(xué)習(xí)能力和課題性質(zhì)選擇學(xué)生,保障師生興趣和能力的最佳結(jié)合。
畢業(yè)實(shí)習(xí)遵循的原則是實(shí)習(xí)內(nèi)容與設(shè)計(jì)課題相關(guān),同時(shí)鼓勵(lì)畢業(yè)生將所在實(shí)習(xí)單位的課題作為設(shè)計(jì)選題,允許學(xué)生在實(shí)習(xí)單位完成設(shè)計(jì),實(shí)施校外導(dǎo)師負(fù)責(zé)制,校內(nèi)外導(dǎo)師和畢業(yè)生線上線下結(jié)合方式組會(huì)形式交流實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)進(jìn)展,最后由校內(nèi)外導(dǎo)師協(xié)商給出實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)成績(jī)。
設(shè)計(jì)階段,對(duì)照開(kāi)題報(bào)告檢查階段性成果考核,實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)生設(shè)計(jì)進(jìn)展,設(shè)計(jì)末期在校內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)下畢業(yè)生開(kāi)始撰寫論文,核心工作核對(duì)論文與成果的一致性和完整性,直至提交論文查重。查重率合格后,答辯委員會(huì)隨機(jī)指定匿名論文評(píng)閱人,依據(jù)其中5個(gè)評(píng)分大項(xiàng)評(píng)定成績(jī)。采用匿名人一票否決制,評(píng)閱合格后畢業(yè)生方可參加答辯。
隨著“4階段,9大項(xiàng)”畢業(yè)實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)落實(shí),近三年設(shè)計(jì)論文質(zhì)量明顯提升,優(yōu)良率由前年的46%上升到今年的62%,達(dá)到了提升畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。
5 實(shí)施總結(jié)
幾年的教學(xué)改革實(shí)踐表明,實(shí)施“2條主線+3層遞進(jìn)”一體化實(shí)踐教學(xué)體系,以工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向,整合實(shí)踐課程內(nèi)容,適時(shí)引入產(chǎn)學(xué)合作企業(yè)參與實(shí)踐教學(xué),完善了考核評(píng)價(jià)機(jī)制,公正客觀評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī),落實(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題雙選制度,強(qiáng)化畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)工作過(guò)程考核,切實(shí)提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。后續(xù)我們將持續(xù)優(yōu)化課程體系建設(shè),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,加大產(chǎn)學(xué)合作企業(yè)參與實(shí)踐教學(xué)力度,持續(xù)改進(jìn)畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)雙選機(jī)制和質(zhì)量監(jiān)控體系,提升畢業(yè)要求達(dá)成度,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,同時(shí)也為其他工科專業(yè)提供經(jīng)驗(yàn)。
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基金項(xiàng)目:山東科技大學(xué)本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目(QX2020M78)
作者簡(jiǎn)介:安新軍(1972—),男,漢族,山東泰安人,副教授,信息工程專業(yè)建設(shè)負(fù)責(zé)人,研究方向:計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用與機(jī)器學(xué)習(xí)。
通訊作者:祝長(zhǎng)生(1974—),男,漢族,山東德州人,博士,講師,研究方向:計(jì)算機(jī)視覺(jué)與智能控制。