面向工程教育認證和能力培養的課程體系及內容改革探索

劉軍 于洋 高宏偉 馮艷君 馮艷莉

[摘 要]文章根據儀器儀表產業發展需求，對標專業工程教育認證國家標準，以沈陽理工大學測控技術與儀器專業為例，在分析專業工程教育認證國家標準與專業人才能力培養的關系基礎上，探討了面向工程教育認證和能力培養的課程體系及內容改革方案;針對儀器儀表技術廣泛服務于智能制造、智能機器人、物聯網等新興產業的最新發展趨勢，重點建設智能儀器儀表、網絡化測控系統以及數字圖像處理這三個核心技術方向課程群。通過課程體系和內容改革以及核心技術課程群建設，顯著提高了測控技術與儀器專業學生的工程實踐能力和創新創業能力。

[關鍵詞]工程教育認證;能力培養;課程體系及內容;教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）12-0001-03

作為裝備制造業重要組成部分的儀器儀表產業是基礎性和戰略性產業。在世界儀器儀表市場中，自動化儀表、電子儀器儀表以及光學儀器占據了最大的市場份額。由于技術水平存在差距和市場準入困難等原因，我國儀器儀表行業目前已形成中低檔產品以本國企業為主而高中檔產品以外資企業為主，以及大中型工程項目依靠國外產品而中小型工程項目選用國內產品的市場格局。當前，制約中國儀器儀表產業發展的最重要因素是創新不足，而儀器儀表專業人才創新能力培養不足直接制約了相關企業創新能力的提高。近幾年來，教育部根據專業工程教育發展新形勢制定了專業工程教育認證國家標準，目的是為建設一流本科專業和提高人才培養質量提供一個行之有效的國家標準。2014年10月，教育部修訂的《儀器類專業本科教學質量國家標準》要求專業根據學校辦學定位，結合專業自身基礎和特色，在充分調研和分析區域經濟、行業特點與專業人才需求的基礎上，明確專業人才培養目標，建立有效的畢業要求達成評價機制，并定期根據社會人才需求反饋情況對培養目標進行修訂，確保專業培養目標適應產業和行業發展對儀器類專業人才的市場需求[1]。因此，根據當前儀器儀表產業需求確定專業人才培養目標，依據培養目標合理制定專業畢業要求，依據儀器儀表產業和行業技術發展趨勢設置課程體系及內容[2]，打造突出專業特色的核心技術課程群，著重培養學生的工程實踐能力與創新能力對于提高儀器類專業人才培養質量具有重要意義[3]。

一、專業工程教育認證的內涵、儀器儀表產業發展的需求

（一）專業工程教育認證的內涵

自2013 年6 月我國正式加入《華盛頓協議》以來，全國高校在專業教學過程中逐漸踐行成果導向教育（OBE）理念。專業要建立工程教育教學質量監控體系，實行工程教育改革，提高工程教育質量，建立與產業需求相適應的專業工程教育認證體系，促進工程教育與產業界加強聯系，提高工程教育人才培養對產業發展的適應性，推進專業工程教育的國際互認，提升專業工程技術人才的國際競爭力。從上述專業工程教育認證的內涵可見，OBE理念與提高專業人才工程實踐能力與創新能力的培養目標是并行不悖的，工程教育認證的本質和目標是在OBE理念指導下提高專業人才培養質量，滿足國內外產業高速發展對高質量專業人才的迫切需求。

（二）儀器儀表產業發展的需求

隨著我國儀器儀表產業的高速發展，國產中高檔儀器產品的市場占有率不斷上升，但是國產高端儀器如分析儀器、重大科學儀器的產品與國外同類產品還存在著明顯的差距。目前，制約國內儀器儀表產業發展的最重要因素為創新不足，其表現在企業創新思維不夠、專業人才創新能力不強以及核心技術突破缺乏創新工具和手段。因此，面臨國際儀器儀表產業的激烈競爭，國內迫切需要高校培養具備工程實踐能力和創新能力的高素質專業人才。然而，國內高校儀器類專業因課程體系和內容設置陳舊而無法滿足儀器儀表產業發展需要，這就導致儀器類專業本科畢業生與日俱增但就業困難，而儀器儀表行業緊缺的高素質專業技術人才極端匱乏，產生結構上的“供求矛盾”。所以，針對當前儀器儀表產業發展需求改革儀器類專業的課程體系及內容，對于提高該專業的學生工程實踐和創新能力進而提高專業人才培養質量是十分必要和迫切的[4-6]。

傳統的儀器儀表產品和技術遍布工業、農業、國防、電力、交通、醫療等多種行業，在提高行業技術水平中發揮著舉足輕重的作用。近年來，隨著智能制造、智能機器人、物聯網等新興產業的出現和高速發展，傳統儀器儀表產品和技術日益向上述新興產業轉移和滲透，新型傳感器技術、智能傳感器技術、自動化技術、計算機網絡技術在高端儀器儀表產品中得到廣泛應用。這種最新發展趨勢為國內儀器儀表產業和行業提供了新的發展機遇，沈陽理工大學也緊緊抓住了這個發展機遇。

二、沈陽理工大學專業人才能力培養思路的探索

2017年以來，沈陽理工大學測控技術與儀器專業按照“加強理論基礎，拓寬就業口徑，培養工程實踐和創新創業能力”的培養目標構建課程體系，強化學生工程與創新意識以及工程實踐和創新能力的培養，重點加強綜合課程設計和實踐教學環節。此外，專業確定以導向為工程實踐及創新設計和開發項目的工程及創新人才培養方式來培養專業人才，詳見圖1所示的魚骨架圖。即通過精心規劃的工程實踐及創新創業項目，激發學生對核心專業理論課程學習的興趣，從而達到實現學生設計開發能力、工程實踐能力、創新創業能力綜合發展的目的。其具體措施主要有以下幾方面：（1）通過導論性的基礎課程，從課程學習的起始階段就以工程實踐思維和創新創業理念引導學生入門，讓學生盡早接觸工程設計開發以及創新創業工作實際項目;（2）在教學計劃實施過程中圍繞綜合課程設計、綜合實訓、工程實踐、學科競賽和創新創業項目將相關課程有機聯系起來;（3）通過貫穿專業學習全過程，讓學生在學習專業知識的同時體驗創新創業項目的設計開發過程，使其知識的學習和應用形成良性互動。

三、沈陽理工大學面向工程教育認證和能力培養的課程體系改革方案的制訂

首先，對儀器儀表產業現狀、發展趨勢及新興關鍵技術進行調研分析，重點對遼寧（丹東）儀器儀表產業基地企業的產品特點、市場需求等情況進行深入調研，分析儀器儀表產業的發展現狀和特點及人才需求，進而形成回應儀器儀表產業發展需求的高級應用型人才培養要求，為課程體系優化與實踐奠定基礎。

其次，對標教育部的《儀器類專業本科教學質量國家標準》，建立以“學生所得”為中心的面向應用型人才培養要求的課程體系。專業按照工程教育認證國家標準，不斷強化OBE理念，構建以“加強理論基礎，拓寬就業口徑，培養工程實踐和創新創業能力”為培養目標的新的課程體系。

最后，根據新的課程體系結構改革課程設置和內容。建立以行業和社會需求為引領，以工程應用為背景，以強化學生工程實踐和創新創業能力為主線的人才培養模式，形成以產學研合作協同育人實踐基地和大學生創新創業訓練項目為支撐的突出工程實踐和創新創業能力培養的綜合課程體系內容。將課程分為公共基礎課程、專業核心課程、專業特色課程、綜合實踐與創新課程四類，并根據行業發展和產業需求，在明確專業就業方向和辦學特色的基礎上不斷更新優化這些課程的內容，著力提升學生工程實踐和創新創業能力。

四、沈陽理工大學課程體系改革的具體舉措及其實施效果

近年來，根據專業工程教育認證國家標準，沈陽理工大學測控技術與儀器專業實施了面向工程實踐和創新創業能力培養的課程體系綜合改革，取得了全面貫徹OBE理念、建設面向工程實踐和創新創業實踐教學的雙師型教學團隊、進一步完善課程教學目標科學評價機制等實施效果。

首先，專業嚴格對標儀器類專業工程教育認證國家標準，全面貫徹OBE理念。根據遼寧（丹東）儀器儀表產業集群及國內外行業發展形勢，建立了“分類培養”和“創新創業”課程體系并制定了相應的教學計劃。課程體系嚴格按照儀器類專業工程教育認證國家標準進行改革，針對儀器儀表行業人才的市場需求，全面修訂課程教學大綱，深入貫徹OBE理念，始終以最大化學生所得作為課程的根本教學目標。

其次，專業面向工程實踐和創新創業實踐建立了穩定的雙師型教學團隊，持續推進核心課程群建設。通過深入調研行業需求和發展趨勢，建設了智能儀器儀表、數字圖像處理、網絡化測控系統、專業創新課程及綜合性創新創業實踐等核心課程群，鼓勵青年教師積極參加大學生學科競賽和大學生創新創業訓練計劃項目指導工作。

最后，進一步完善了課程教學目標及教學過程的科學評價機制，為課程體系完善和評價提供科學依據。專業主干課程及非主干課程的責任教師將OBE理念貫徹于課程教學大綱中，明確課程教學目標并承擔畢業要求中的知識、能力和素質培養責任。責任教師對承擔課程的教學過程進行詳細規劃并提出可行的以“學生所得”為中心的考核評價方式，然后根據學生反饋情況進行教學方法改進和教學內容調整。專業教研室組織教師開展網上聽課和評課工作，學校教務處和專業評估認證中心對專業教學過程進行監控和科學評價，專業教研室根據課程監控和評價結果進行集中研討，以進一步完善專業課程體系。

上述改革克服了原有課程體系中課程設置不夠科學合理、課程內容陳舊的弊端，突出了專業主干課程的核心地位，明確了專業的三大培養方向即智能儀器儀表、數字圖像處理、網絡化測控系統，顯著提高了學生的工程實踐和創新創業能力。近五年來，該專業的教師參與工程實踐和創新創業實踐教學工作的比例達到60%以上，學生參與大學生學科競賽和大學生創新創業訓練計劃項目的比例達到10%以上，畢業生考研人數已經達到15%，畢業生行業內一次就業率達到65%以上。學生參加學科競賽、課外文娛活動獲獎率達到100%。青年教師和學生深入遼寧（丹東）儀器儀表產業基地與沈陽機器人及航空產業基地參加工程崗位實踐以及生產實習和參觀實習等工程實踐活動，有效提高了青年教師和學生的工程實踐能力，畢業生在行業內得到了一定的認可。

五、結束語

總之，沈陽理工大學測控技術與儀器專業面向工程教育認證和能力培養的課程體系及內容改革是長期和復雜的系統工程，它不僅要求教師具備創新意識、積極進取精神、持續學習發展能力以及敏銳的市場響應能力，還要求教師具有很強的工程實踐和創新創業能力。只有這樣才有利于達成專業人才培養目標并培養出高質量的社會緊缺的儀器儀表專業人才。因此，該專業必須建立與實施以學生為中心、以專業教師為主導的OBE教育機制，密切關注行業發展趨勢，持續改進和完善專業人才培養目標及與之相適應的專業人才畢業要求，并據此持續改革專業的課程體系和內容，達到不斷適應行業發展需求和提高專業人才培養質量的目的。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 楊澤青，肖艷軍，劉麗冰，等.基于《華盛頓協議》的測控專業實踐教學體系優化重構[J].實驗室研究與探索，2017（3）：176-180，192.

[2] 于洋，劉軍，趙亞威. 面向儀器儀表產業的課程體系改革研究[J].教育現代化， 2016（38）：101-102.

[3] 王燁，杜云，楊霞，等. 基于OBE 背景下的《自動檢測技術》的課程體系優化[J].高教學刊，2019（17）：78-80.

[4] 劉軍，高宏偉，馮艷君，等.淺議大學本科專業課程教學模式的改革與創新[J].大學教育，2014（16）：18-19.

[5] 樂愷，郭美榮，溫智，等.熱工自動檢測與控制系列課程的整合與優化[J].中國冶金教育，2011（4）：40-41，44.

[6] 邱雄邇，李輝，劉新波.提高《電氣測量技術》課程教學質量的思考[J].福建電腦，2017（9）：61，99.

[責任編輯：龐丹丹]

[收稿時間]2020-07-17

[基金項目]教育部2019年第二批杭州英聯科技有限公司-沈陽理工大學產學研合作協同育人項目“新工科背景下的測控技術與儀器專業工程與創新實踐教學改革研究”（201902136013）;2018年度遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目“新工科背景下的創新創業教育課程體系建設研究與實踐”（遼教函〔2018〕471號）;2017年度沈陽理工大學教學改革項目“面向工程教育認證和能力培養的課程體系及內容整體優化與實踐”（沈理工教〔2017〕22號）。

[作者簡介]劉軍（1972-），男，遼寧西豐人，工學博士，副教授，碩士生導師，沈陽理工大學測控技術與儀器教研室主任，研究方向：智能傳感器與檢測技術，圖像與信號處理技術，智能儀器及機器人控制技術。