電子信息工程專業雙維度實踐教學改革探究

張禹 武永華 張浩 陳雄 卓琳

摘? 要：基于福建江夏學院電子信息工程專業，提出了一種結合CDIO教育模式與IEET認證標準的雙維度實踐教學模式改革方案。從實施效果來看，該方案有效增強了專業的實踐教學效益與學生的實踐水平，促進了專業整體教學水平的提升，實現了產學研一體式發展的新模式。

關鍵詞：電子信息;多維度;實踐教學;改革

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）17-0132-04

Abstract： Based on the major of Electronic Information Engineering in Fujian Jiangxia University， this paper puts forward a two-dimensional practice-teaching mode reform scheme combining CDIO education mode and IEET certification standard. From the perspective of implementation effect， the scheme effectively enhances the practice-teaching efficiency of the major and students' practical level， promotes the improvement of the overall teaching level of the major， and realizes the new mode of integrated development of industry-university-research collaboration.

Keywords： electronic information; two-dimension; practice-teaching; reform

工程技術人才的專業水平是一個國家的科技創新乃至國民經濟發展的基礎，因而定位于培養合格的未來工程師的工程類高等教育就顯得尤為重要。工程教育的顯著特點是注重培養學生解決實際工程問題的能力[1]。然而，長期以來，工程類本科專業教學普遍存在理論學習與實踐活動明顯脫節的弊病，從而導致所培養的學生“高不成，低不就”，理論知識無法與研究生相提并論，而工程技術實踐能力對比職業院校又存在不足。這一現象導致產業內的企事業單位與高校專業之間的鴻溝不斷擴大，一邊是企業急需工程人才的缺口不斷增大，一邊是學校培養的工程專業學生因技術水平無法滿足企業需求而只能待業或轉行[2]。而同時，國家每年在工程人才培養上卻花費了大量的財力、物力。從目前的實際情況來看，投入產出比不理想[3]。綜上所述，如何解決工程實踐教學中存在的問題，在企業與高校之間架設一座能夠有效實現人才高效輸送的橋梁，在當下這個倡導產教融合的時代就顯得尤為重要[4]。福建江夏學院是一所定位為應用型人才培養的新建本科高校，在電子信息工程專業的建設過程中，我們結合學校的辦學定位與行業對人才需求的標準，逐步認識到實踐教學是應用型專業建設工作的重中之重，其他的各類教學改革均要圍繞著這一核心來展開。

本文立足于福建江夏學院電子信息工程專業，提出了基于CDIO（構思、設計、實現和運作）教育模式與IEET（中華工程教育學會）認證標準的實踐教學模式改革方案，以有效提升專業的實踐教學水平，增強學生的專業實操能力。

一、實踐教學模式改革

本研究通過開展多方調研論證工作，有效改善了電子信息工程專業在實踐教學中存在的不足，引入CDIO工程教育培養模式與IEET工程認證標準，并將二者有機結合重新構建出一種雙維度的實踐課程體系（如圖1所示），并在課程教學中充分引入CDIO教學理念，形成了結合探究式課堂教學與實踐教學的教學方式[5]。

（一）雙維度實踐課程體系的構建

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。目前，國內外從事CDIO研究工作的人們普遍認識到，必須讓學生面向未來的就業與職業生涯做好準備與規劃，而要實現這樣的目標，必須通過CDIO這樣一個系統的工程教育模式[6]。

IEET（Institute of Engineering Education Taiwan的簡稱，即中華工程教育學會）在世界范圍內被認為是工程教育的主流認證標準。該組織目前已加入華盛頓協定、首爾協定、雪梨協定、堪培拉協定等一系列國際性教育認證協定[7-8]。

CDIO強調項目流程與課程之間的關系，注重企業項目的課程教學化演變[9]，而IEET明確了課程之間金字塔式的連接關系，從知識儲備上對不同階段的課程進行歸類[10]。經過多方調查、求證與研討，專業確定了以CDIO工程教育模式為主體，結合IEET工程認證體系中的課程層次規劃，由項目結構與知識結構兩個維度構建而成的一種全新的實踐教學體系，具體闡述如下：

1. 面向實踐課程體系（Practice Course System Oriented）的CDIO工程教育模式，讓學生明確大學四年的專業學習目標。

CDIO教學模式的創新理念對于電子信息工程專業的實踐課程體系來說，無疑能夠得到良好地傳承。本研究創新性地提出了面向實踐課程體系（Practice Course System Oriented，PCSO）的CDIO工程教育模式。將專業的實踐課程體系與CDIO理念相結合，以專業實踐教學體系中的六個實訓課程為主干，輔以課內實驗課程與課外實踐環節來形成一個貫穿實踐教學始終的CDIO培養模式的實施。在六個主干實訓課程的安排上，首先，在專業學習早期開設的《電子認知實訓》中，安排專門的學時，引導學生，在參觀學習之后結合自身的認識，構思出一個具有創新意義的產品的雛形，形成一個初步的產品需求方案，而后通過技術課程的深入學習，在《電子技術課程設計》《單片機課程設計》《電子系統設計實訓》等實訓課程中予以實現并完善，最后利用課外實踐環節中諸如“挑戰杯”大學生創業大賽這樣的平臺，與其他專業學生合作，形成產品的市場化營銷方案。在這個過程中，學生就能夠深刻地體會到工程項目從最初的構思到最終創造價值的全過程，真正領悟到專業實踐的精髓。

2. 將IEET課程體系標準與CDIO工程教育模式相結合，讓實踐課程的任課教師明確課程間的脈絡關系，有針對性地開展階段性實踐教學。

IEET將單一實踐課程根據其在課程體系中的地位，劃分為奠基石課程（Cornerstone）、核心石課程（Keystone）、頂石課程（Capstone），構成一個循序漸進的課程框架結構。所有的實踐任課教師可通過這樣一個結構，清晰地明確目前所擔任課程在課程體系中的作用，再通過六個核心實訓課程分六個不同階段將專業所需知識結構逐一串聯，并以項目實施的方式在學生的實踐過程中予以呈現，從而有效提高了知識傳授的針對性與目的性，也讓學生能夠明確階段性的學習目標，在項目執行過程中逐步完善自己的專業知識版圖，有效避免盲目性與被動性學習。

（二）結合探究式課堂教學與實踐教學的教學方式

為使CDIO的培養模式能在教學實踐中得到體現，專業在實踐教學中采用了探究式課堂教學與實踐教學相結合的新理念，具體闡述如下：一是重點更新教學觀念，從過去的“以教師為中心，使學生知道什么”的傳統教育觀念，轉變成“以學生為中心，學生學到和用得怎樣”的新觀念，引導學生“主動學習”;二是在教學過程中教師應提出問題引導學生思考研討，增加主動學習和動手實踐，強調分析問題和解決問題的能力，增強概念學習;三是將所有實驗課全部并入相關的課程內，任課教師成為該課實驗課教師之一，應主導實驗內容，統籌安排課程內的實驗，并針對學生參與實驗的積極性不足這一現狀，安排豐富的設計性與綜合性實驗，盡量讓學生親自動手和全身心投入進來;四是壓縮授課學時，部分課程采用邊講邊實驗邊討論的靈活方式，讓學生成為課堂上的“主動者”;五是突出培養學生的實踐能力、自學能力、綜合能力、交流溝通與表達能力、創新與團隊合作精神;最后我們為整個培養計劃設置了豐富的實踐項目并輔以工業化實習，打破傳統課堂的場地限制，結合各種企業車間、研發場所開展課程實踐，使培養計劃更顯工科特色。

在課堂教學上，主要體現“構想”環節的需求分析部分，幫助學生明晰所學內容在學科知識體系中的位置，找到完善自身知識框架的方向和途徑。當學生在頭腦中構建并逐步豐富這個知識框架時，學習的方向性和主動性大大提高，在教師的適當引導下，課堂上也更容易呈現出輕松活躍的氛圍。

在實踐課程環節中，主要體現“實現”環節的驗證。要求學生在課程開展之前進行課程預習，重點訓練學生的工程推理能力，加強思維邏輯性;在實踐過程中，一方面促使學生體驗團隊協作和互信互助的意義，另一方面在實踐受挫之后，通過教師啟發，學生自己將失敗原因分析出來，有助于對相關知識的深入理解與靈活運用，真正在實踐中學到真知;在實踐總結環節中，應注重對各類實驗實訓報告的規范，不僅訓練學生文字表述能力，而且要求學生在結果分析中對比實驗結果與理論結果，找到差異原因，以求發現新原理、新知識，培養學生系統思考與知識探索的能力。

二、改革成效

目前，本方案已經在福建江夏學院電子信息工程專業的實踐教學中實際應用與推廣，基于新的實踐教學體系，專業在各類科研、教學、平臺建設以及學生課外實踐等各方面均取得了理想成效，具體如下：

（一）專業建設平臺不斷邁上新臺階

以實踐教學體系改革為重要支撐，在多次調研論證的基礎上，結合現有師資、科研、實驗室建設、校企合作等多方面的實際情況，專業申報了“福建省高校服務產業特色專業”“福建省高校整體轉型——智能光電子專業群”“福建省高校實驗教學示范中心”建設項目。經過省教育廳專家組的評估，目前這些省級專業建設項目均已獲得了立項，表明了上級部門對專業建設水平特別是實踐教學水平的認可，也為下一步專業的轉型發展提供了必要的經費與政策支持。

（二）專業順利通過了本科評估、專業評估與IEET工程認證

2016年，專業迎來了本科教學質量評估工作，專家親臨現場聽取了本專業實踐教學工作的匯報，對專業的實踐教學體系改革成效表示滿意。同年，專業還參加了省內專業評估，提交了大量關于實踐教學的數據，經過省內專家的評審，本專業在全省27個開設電子信息工程專業的高校中排名第10位，在新建本科高校中位居前茅。2019年，專業順利通過了IEET機構專家的評估，獲得IEET工程教育認證。

（三）教師的教學水平與質量不斷提高

專業教師通過新體系下的實踐教學的磨練，及時將實踐研究反饋課堂教學，促進教學水平不斷提高。結合專業數據公司提供的畢業生對專業教學質量的評價可以看到，目前近兩屆畢業生對專業教師的教學態度、教學水平的滿意度持續向好，分別達到94.4%（2019年）與97.6%（2020年）。此外，專業教師積極參加各類教學競賽，目前已經獲得了“福建省青年教師教學競賽”三等獎1項，“福建江夏學院教壇新秀”稱號1項，“福建江夏學院微課”競賽三等獎1項。以上成績的獲得，充分肯定了本專業教師在課堂教學方面的突出表現以及在專業教學質量建設中所取得的成績。

（四）專業整體科研水平以及學生參與科研實踐的

積極性不斷增強

科學實踐是專業開展實踐教學，培養學生實踐能力的重要補充，專業教師開展科學研究不僅能帶動自身實踐理論與水平的提高，更能反哺教學，帶領學生一起開展實踐活動，形成良性循環。在這一理念的促動下，近年來，專業教師積極開展課題申報工作，成功獲批國家自然科學基金項目3項，省自然科學基金項目10項，與企業聯合申報并獲批市、廳級課題3項，為專業的實踐教學提供了大量的實踐素材與經費支持。在此基礎上，學生積極參加各類學科競賽與創新創業項目。目前，學生參加各級學科競賽，已經獲得了國家級一等獎1項、二等獎2項、三等獎3項，省級一等獎21項。此外，學生在大學生創新創業活動中已經獲得了8個國家級課題和10個省級課題立項。同時，學生們將所取得的研究成果以學術論文的形式發表，體現了其良好的學術能力。

（五）建立并不斷健全校企聯合培養模式

為了保持與行業內企業的聯系，反饋行業對專業教學質量的評價，建立健全校企聯合培養模式，推進專業實踐教學的開展，專業近年積極開展校外實踐教學基地建設工作，目前已經有福建聯迪商用設備公司、福建利利普光電科技有限公司、福建力普電氣有限公司三家校外合作企業獲得校級重點實踐基地稱號，另有多家企業獲得校級實踐基地稱號。專業與這些校外基地均建立起了穩定的實踐環節聯合培養機制，并配套相關制度措施，通過假期社會實踐與畢業實習，讓學生進入企業參與生產與研發，接受企業工程師的指導與培養。

（六）用人單位對本專業畢業生給予充分肯定

學校對近年來到校招聘本科畢業生，并與畢業生簽訂就業協議或勞動合同的部分企業進行了“企業對畢業生滿意程度”抽樣問卷調查，從電子信息工程專業畢業生用人單位反饋的數據上顯示，55.4%的招聘企業對所招聘的畢業生很滿意;32.6%的招聘企業對所招聘的畢業生較滿意，滿意率接近90%。以上數據表明，學生在新的實踐教學體系下所培養出的實踐能力水平與職業素養獲得了行業用人單位的充分肯定。

三、結束語

本研究立足于先進的工程教育模式，開展了電子信息工程專業雙維度實踐教學模式構建的研究工作。研究的核心是將不同的工程教育理念在課程體系、師資隊伍、實踐平臺等一系列標準上進行有機融合與互補，實現人才培養組織與實施方式上的創新實踐。本文所闡述的改革模式能夠有效提升電子信息工程專業的實踐教學體系建設水平，提高電子信息類工程人才培養的質量，打破校企壁壘，充分發揮行業在人才培養中的優勢，實現人才供需關系的優化。

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