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新工科背景下应用型本科院校电子信息工程专业课程体系改革探索与实践

作者:未知

   摘  要:在新工科背景下应用型本科院校肩负着工程应用型人才培养的重要使命。课程体系改革是成功完成该项使命的一项至关重要的、具有挑战性的关键工作。试图分析和讨论工程型人才的培养目标和要求,结合电子信息工程专业的特点,对电子信息工程专业的课程体系进行改革和探索。
  关键词:新工科;应用型本科院校;课程体系
  中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2019)11-0143-03
   Abstract: Under the background of new engineering, application-oriented undergraduate colleges shoulder the important mission of application-oriented talents training. The reform of curriculum system is a key and challenging task to successfully accomplish this mission. This paper attempts to analyze and discuss the training objectives and requirements of engineering talents, combine the characteristics of electronic information engineering major, and reform and explore the curriculum system of electronic information engineering major.
  Keywords: new engineering; application-oriented undergraduate colleges; curriculum system
   一、背景与意义
  2017年2月以来,教育部积极推进新工科建设,先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”,并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》、《关于推进新工科研究与实践项目的通知》,全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验,助力高等教育强国建设。新工科的提出主要是为了应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略[1,2]。电子信息工程是一门利用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理、电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。电子信息工程专业的应用领域宽广,综合性很强,完全符合“新工科”建设和发展的需要。
  新工科建设需要解决的问题是:要求学校能从战略高度创新高等工程教育的理念,推动高等工程教育的学科专业和人才培养模式建设,积极开展相关政策的研究。新经济发展所需工程科技人才的特征就是要能够解决“跨界”的“复杂工程问题”,能够解决“跨界”“复杂工程问题”的工程科技人员就是支撑新经济发展所亟需的工程科技人才[3,4]。
  教育部高等教育司张大良司长对新经济发展的趋势进行了分析,强调指出新经济快速发展迫切需要新型工科人才的支撑。以新经济、新产业为背景的新工科建设,要设置和发展一批新兴工科专业,并推动现有工科专业的改革创新。里瑟琦智库高等教育委员会根据张大良司长报告,梳理了2012年专业目录和2015年本科专业备案与审批结果(2016年2月发布)中的新工科专业分布情况,梳理结果显示,电子信息工程专业属于新工科专业[5,6]。
  在当前新工科发展和新经济建设形势下,西安航空学院作为应用型本科院校,将以新工科发展和建设为标准,对我校的电子信息工程专业进行改革创新,改革原本的课程体系和人才培养方案,以培养满足社会需求的应用型创新人才为目标,对电子信息工程专业的原有课程体系进行重新设计与构建,更新教学观念和教学内容,以创新理念完成新时期工程技术人才培养。
  二、主要思路
  (一)课程体系的基本形式
  大学课程体系是大学根据本校制定的人才培养目标而设计和构建,是由各自独立又相互关联的一组课程所构成的有机整体。“层次化课程体系”和“模块化课程体系”是现有的两种具有代表性的课程体系。“层次化课程体系”源自前苏联,具有强逻辑,渐进性的优点,但是又具有窄口径的缺点。“模块化课程体系”通常由三大课程模块构成,分别为专业课程模块、选修课程模块和核心课程模块。该课程体系口径宽、学科交叉,可以实现学生全面和个性兼顾发展,但是课程体系的整体性不明显。
  目前,我校电子信息工程专业的课程体系实际上是以上两种课程体系的有机结合,既有层次化的逻辑性、渐进性,又将课程模块思想贯穿始终。
  (二)课程体系的新要求
  依据新工科背景对人才培养提出的新要求,以能够培养出解决“跨界”的“复杂工程问题”工程型人才为目标,急需对电子信息工程专业的课程体系进一步的优化和完善。在以往的课程体系建设中,存在两个误区,第一、“复杂工程问题”的达成仅仅用提高专业基础课、专业课的技术难度来实现;第二、提高解决“复杂工程问题”的能力一是通过增加实验课、课程设计等课程的难度来实现,二是通过提高每个教学环节的难度,用技术难度来解决“复杂工程问题”[9]。
  根据工程型人才的培养目标,结合电子信息工程专业的专业特点,其课程设置必须能够达成毕业要求,并且要邀请企业或行业专家指导课程体系的构建与设计。课程体系内课程应满足以下标准:
  1. 与本专业毕业要求相适应的数学与自然科学类课程(至少占总学分的15%)。
  2. 符合本专业毕业要求的工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程(至少占总学分的30%)。工程基礎类课程和专业基础类课程能体现数学和自然科学在本专业应用能力培养,专业类课程能体现系统设计和实现能力的培养。   3. 工程实践与毕业设计(论文)(至少占总学分的20%)。设置完善的实践教学体系,并与企业合作,开展实习、实训,培养学生的实践能力和创新能力。毕业设计(论文)选题要结合本专业的工程实际问题,培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。对毕业设计(论文)的指导和考核应有企业或行业专家参与。
  4. 人文社会科学类通识教育课程(至少占总学分的15%),使学生在从事工程设计时能够考虑经济、环境、法律、伦理等各种制约因素。
  新工科要求下,课程体系的设计应以达成毕业要求为目标,按照基于学习成果导向反向设计,以能力为核心构建课程体系。
  (三)课程体系改革的具体思路
  根据工程型人才的培养目标,结合本专业的专业特点,该专业的课程体系应该从以下几个方面进行改革:
  1. 增加对工程基础知识的培养
  将工程伦理的知识、职业道德的约束、职务发明的约束、知识产权策略、法律及法规、环境保护等各种工程基础知识综合后进行有针对性的工程基础知识培养。
  2. 增加对解决“复杂工程问题”方法论的培养
  在到企业进行认知实习、生产实习之前,先进行集成产品开发模式(Integrated Product Development, IPD)或其它方法论的培养。
  3. 增加对经济与管理知识的培养
  进行企业基本财务知识及管理会计知识的培养,使学生在工程项目开发时具有经济决策的能力。
  4. 强调工程实践环节,尤其是生产实习和认知实习
  (1)“先见树林,再见树木”的学习步骤;
  (2)用与工程实际相结合的设计、开发解决方案的实践作为牵引,进行企业认知、生产实习;
  (3)积极探索与企业共建校内的生产实习基地,把企业的设计、开发的流程实施方法引入高校,彻底解决生产实习难的问题。
  5. 有针对性的进行毕业要求支撑点的设计
  通过增加工程基础知识、经济与管理知识、解决“复杂工程问题”方法论知识,及强化进行工程实践的训练、重塑创新设计课程、毕业设计的要求,并使之成为与“复杂工程问题”相关毕业要求的指标分解点,增加其在相关毕业要求达成考核中的权重,使之能真正成为与“复杂工程问题”相关毕业要求达成的支撑点。
  三、改革举措
  (一)通识教育课程中有针对性的增加工程基础知识培养的综合性通识课
  在综合性通识课中,将增加工程伦理的知识、职业道德的约束、职务发明的约束、知识产权策略、法律及法规、环境保护等各种工程基础知识,提高学生的综合素养。
  (二)专业导论课程中引入实践环节
  专业导论课让学生不仅了解到本专业涉及到的相关理论知识点,还能通过实践环节让学生真实地了解到具体的学习内容,所谓“先见树林,再见树木”的学习步骤。
  (三)专业课程引入真实行业先进设备实现复杂工程问题的校内企业研发调测环境
  依据当前专业发展趋势,与企业共建专业实验室,在学校模拟真实的企业环境,让学生可以很容易的接触到本专业的最新技术,了解整个产品开发的全过程,提高学生的实践能力和专业技术水平。
  (四)认知实习、生产实习之前增加集成产品开发模式IPD或其它方法论的课程学习
  IPD由IBM公司在90年代中期创造,世界各地的创新型企业一致认可,并纷纷采用,例如我国的华为[10]。IPD设计、开发模式不再只针对技术进行设计、开发,而是将技术的设计、开发与工程各环节,包括中试、生产、销售、工程、服务等,全面结合,是面向实际应用、面向经济回报的设计、开发模式。IPD模式就是解决“跨界”“复杂工程问题”的一种方法论。这种方法论与新工科的工程教育的改革思想是高度一致统一的。
  (五)增加经济类、管理类的选修课程
  在新的课程体系中,增加经济类、管理类的选修课程,提高学生对经济、管理学科的认知程度,培养学生从企业的宏观管理和经济发展层面思考工程技术的发展方向。
  (六)增加含有工程应用背景的课程设计、毕业设计题目
  在课程设计和毕业设计中,增加含有工程应用背景的设计题目,能够让学生将所学理论知识与生产实践相结合,培养学生将理论应用于实践的思维习惯。
  (七)构建多学期相关课程系列的探究性实验
  在实践教学方面,结合电子信息类科技的特点,以学生的兴趣和素养为主导,融合校内外教学和实践资源,在多个学期的相关课程中嵌入学科竞赛的复杂赛题,培养学生完成探究性实验的能力,具体分为三个阶段:
  1. 入门阶段:在低年级必修课和通识课程中构建了解和初步操控复杂工程系统的新模式;
  2. 基础阶段:在专业基础课中构建扎实模块理论和工程多样性多学科应用接口;
  3. 提高阶段:在高年级专业课程中构建行业先进工程研发环境和多学科综合应用自主设计软硬件平台。
  四、结束语
  新技术、新业态的快速发展,对传统工科与工程科技人才的要求不断提高,工程教育的改革和创新也势在必行。电子信息工程作为改造升级的新工科专业,课程体系的设计应该根据毕业要求,按照基于学习成果导向反向设计,以能力为核心构建课程体系。培养掌握现代电子技术理论、通晓电子系统设计原理与设计方法,具有较强的计算机、外语和相应工程技术应用能力,面向电子技术、自动控制和智能控制、计算机与网络技术等电子、信息、通信领域的宽口径、高素质的,能解决复杂工程问题的工程型人才。
  参考文献:
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  [2]吴爱华,侯永峰,杨秋波,等.加快发展和建设新工科,主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究,2017(1):1-9.
  [3]“新工科”建设行动路线(“天大行动”)[J].高等工程教育研究,2017(2):25-26.
  [4]“新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究,2017(1):10-11.
  [5]吴中江,黄成亮.应用型人才内涵及应用型本科人才培养[J].高等工程教育研究,2014(2):66-70.
  [6]陈小虎,杨祥.新型应用型本科院校发展的14个基本问题[J].中国大学教学,2013(1):17-22.
  [7]柳友荣,项桂娥,王剑程.应用型本科院校产教融合模式及其影响因素研究[J].中国高教研究,2015(5):64-68.
  [8]谢佩军.“新工科”建设背景下3D打印应用型人才培养机制研究[J].教育现代化,2017,4(18):6-8.
  [9]李欣欣,刘立,赵志毅.构建国际化课程体系 面向世界培养工程型创新人才——以北京科技大学高等工程师学院为例[J].北京教育(高教),2017(04):34-37.
  [10]鐘登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,2017(03):1-6.
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