ASIIN認(rèn)證下計科專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實踐

高宇鵬，王希武

（晉中信息學(xué)院信息工程學(xué)院，西省 晉中 030800）

0 引言

隨著高等教育國際化進程的快速發(fā)展，人才培養(yǎng)質(zhì)量的問題日益凸顯，國際工程教育認(rèn)證成為保障國際工程教育質(zhì)量的重要手段[1]。在工程教育專業(yè)認(rèn)證國際化的大背景下，高校實施國際工程教育專業(yè)認(rèn)證是實現(xiàn)人才培養(yǎng)全球流動的必然選擇，也是我國實現(xiàn)工程教育與國際接軌的重要途徑[2]。當(dāng)今國際工程教育專業(yè)認(rèn)證逐步形成了以英美為主導(dǎo)的《華盛頓協(xié)議》和以德國為主導(dǎo)的ASIIN認(rèn)證兩大陣營。伴隨博洛尼亞進程的推進，ASIIN認(rèn)證已成為歐盟最具影響力的認(rèn)證機構(gòu)，其影響力在世界范圍內(nèi)不斷擴大[3]。目前國內(nèi)部分高校的工科專業(yè)開展了國際工程認(rèn)證工作并取得成效，比如上海理工大學(xué)已有能源與動力工程等4個本科專業(yè)通過ASIIN認(rèn)證[4]。工程教育認(rèn)證明確提出要有完善的實踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力[5]。在這種新形勢下，計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（以下簡稱計科專業(yè)）的實踐教學(xué)體系面臨新的挑戰(zhàn)。如何在新形勢下，開展實踐教學(xué)體系優(yōu)化改革，縱深推進國際工程教育專業(yè)認(rèn)證，是當(dāng)前各高校計科專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建中要研究的重要內(nèi)容和方向之一。

1 計科專業(yè)實踐教學(xué)體系的現(xiàn)狀

伴隨我國高等教育進程的不斷推進，計科專業(yè)在人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)過程中出現(xiàn)了一些教學(xué)問題，主要表現(xiàn)為實踐學(xué)時分配少，實踐教學(xué)各個環(huán)節(jié)不緊扣；多門實踐課程內(nèi)容交叉冗余度高，耦合度差；實踐項目過于單一和陳舊，與時代脫節(jié)嚴(yán)重[6]；硬件條件不能滿足知識更新的需求、教師工程實踐能力弱[7]；諸多因素造成計科專業(yè)沒有完善的實踐教學(xué)體系。實踐教學(xué)是加深理論認(rèn)知的重要途徑，是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)，而完善的實踐教學(xué)體系是保證實踐教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐，也是ASIIN認(rèn)證評價的關(guān)鍵性指標(biāo)。因此，構(gòu)建完善的實踐教學(xué)體系是計科專業(yè)培養(yǎng)高質(zhì)量人才的重要保障，也是該專業(yè)通過ASIIN認(rèn)證需要解決的關(guān)鍵問題。

2 實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

本文從橫向和縱向兩個維度構(gòu)建計科專業(yè)實踐教學(xué)體系的框架（圖1），橫向維度通過課程內(nèi)容重組，實現(xiàn)課程模塊化；縱向維度基于項目驅(qū)動導(dǎo)向，實現(xiàn)體系工程化。

圖1 計科專業(yè)實踐教學(xué)體系的框架

2.1 實踐內(nèi)容重組，課程模塊化

在計科專業(yè)人才培養(yǎng)方案的設(shè)置中，專業(yè)知識的不斷更新與專業(yè)總學(xué)分的不斷縮減之間的矛盾一直是困擾專業(yè)負(fù)責(zé)人的重要問題。而采用傳統(tǒng)單一化、非模塊化的實踐課程設(shè)置模式，存在課程內(nèi)容交叉冗余量大、課程門類設(shè)置多但學(xué)分設(shè)置少等問題，從而導(dǎo)致教師在講授多門關(guān)聯(lián)性大的課程中經(jīng)常出現(xiàn)交叉內(nèi)容多次重復(fù)講授、核心內(nèi)容講授的學(xué)時過少等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量[8]。模塊化的實踐課程設(shè)置與傳統(tǒng)的實踐課程設(shè)置最大區(qū)別在于模塊化將課程內(nèi)容重復(fù)的多門實踐課程進行內(nèi)容重組與資源整合，使得同一模塊的多門實踐課程內(nèi)容有機銜接，形成一個完整的、科學(xué)的能力培養(yǎng)單元[9]。因此采用模塊化的實踐課程設(shè)置可以實現(xiàn)同一模塊多門課程內(nèi)容的低冗余、高耦合，可以使課程學(xué)分得到充分利用，起到事半功倍的效果。與此同時，課程模塊化設(shè)置也是ASIIN認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求的關(guān)鍵點。

2.1.1 計科專業(yè)實踐課程模塊化的設(shè)置

實踐教學(xué)內(nèi)容體系主要包含課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、綜合實訓(xùn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等部分[10]。以計科專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容模塊化設(shè)置為例，我校計科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)定位于培養(yǎng)熟悉計算機軟硬件系統(tǒng)開發(fā)與集成，掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用理論、知識與技能，具備嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中的軟件設(shè)計、部署、維護等能力的應(yīng)用型人才。在專業(yè)實踐課程的模塊化設(shè)置中，按照課程內(nèi)容相關(guān)性、學(xué)生學(xué)習(xí)水平和工程技能要求將專業(yè)課程的實踐教學(xué)內(nèi)容重組為專業(yè)認(rèn)知、電子技術(shù)等11個模塊（表1）。模塊的設(shè)置突破傳統(tǒng)學(xué)科導(dǎo)向的局限，以能力的完整性培養(yǎng)為原則，將關(guān)聯(lián)課程進行資源整合，實現(xiàn)課程間相互滲透，最終使學(xué)生對專業(yè)知識的掌握更加深刻和牢固[11]。

表1 計科專業(yè)的專業(yè)實踐課程模塊設(shè)置

2.1.2 模塊化設(shè)置案例

以專業(yè)認(rèn)知模塊（M1）為例，該模塊由計算機導(dǎo)論和認(rèn)知實習(xí)兩門課組成，這兩門課程的內(nèi)容都包含計算機系統(tǒng)的組成、工作原理等理論知識和計算機系統(tǒng)的操作、應(yīng)用等實踐知識。為了實現(xiàn)該模塊完整能力單元的培養(yǎng)，在教學(xué)大綱的編寫中對這兩門課程內(nèi)容重組，達(dá)到資源整合；在人才培養(yǎng)方案的設(shè)置中，將這兩門課置于同一學(xué)期；在開課任務(wù)的安排中，將計算機導(dǎo)論安排在前，認(rèn)知實習(xí)緊隨其后。學(xué)生通過計算機導(dǎo)論課程的理論學(xué)習(xí)和課內(nèi)實驗操作，從宏觀上對專業(yè)有整體的概貌認(rèn)知；通過在企業(yè)中觀摩和實踐的認(rèn)知實習(xí)課程，從微觀上加深對專業(yè)的認(rèn)知。通過學(xué)習(xí)該模塊，可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)專業(yè)特點和要求開展后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)規(guī)劃與未來發(fā)展方向定位，從而實現(xiàn)理論和實踐相結(jié)合，進而完成該模塊完整能力單元的培養(yǎng)。

2.2 項目驅(qū)動導(dǎo)向，體系工程化

目前眾多高校紛紛嘗試項目驅(qū)動式教學(xué)方法，但實際效果并不理想，其主要原因在于教師在教學(xué)中選取的項目是“自我構(gòu)造”的教學(xué)項目，不是真實和教學(xué)相關(guān)的工程項目[12]。脫離了真實的工程場景后，實踐教學(xué)猶如紙上談兵，學(xué)生不會從真實的工程項目情景中分析和解決各種實際問題，也不會去思考如何將所學(xué)的知識與技能遷移到真實的工程項目中，造成培養(yǎng)的人才達(dá)不到社會對應(yīng)用型人才的要求。只有立足真實項目、回歸工程教育，高校才能培養(yǎng)與社會接軌的應(yīng)用型人才，才能達(dá)到國際工程教育專業(yè)認(rèn)證中對“工程人才”要求的標(biāo)準(zhǔn)。

本文在計科專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建中，依托校企合作平臺，遴選我校與企業(yè)共同開發(fā)的、與教學(xué)和企業(yè)都相關(guān)的工程項目智能考勤系統(tǒng)[13]；從工程化的角度出發(fā)，將該系統(tǒng)拆分為后臺管理、Web端管理、基于

Cortex-A53架構(gòu)的嵌入式端管理和App端管理4個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)對應(yīng)的課程內(nèi)容分別由多個模塊組成；4個子系統(tǒng)依次對應(yīng)工程體系中的問題分析、工程設(shè)計、綜合實踐和應(yīng)用創(chuàng)新四個維度；以培養(yǎng)具備嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)能力的應(yīng)用型人才為目標(biāo)，構(gòu)建計科專業(yè)的實踐教學(xué)體系框架（見圖2）。

圖2 計科專業(yè)實踐教學(xué)體系的框架

3 實踐教學(xué)體系的實踐

實踐教學(xué)體系是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和工程實踐能力的重要手段[14]，是通過國際工程認(rèn)證的重要保障[15]。我校10余年來在計科專業(yè)實踐教學(xué)體系的改革中不斷進步，尤其是近5年效果顯著。

3.1 提高了工科專業(yè)ASIIN認(rèn)證的成功率

2017年9月，我校首先對網(wǎng)絡(luò)工程和機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)啟動了ASIIN認(rèn)證工作，根據(jù)ASIIN認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對計算機類專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的要求，基于圖1的實踐教學(xué)體系框架，進行實踐教學(xué)體系改革，經(jīng)過全校師生3年的努力，兩個專業(yè)于2020年8月順利通過了ASIIN認(rèn)證。

3.2 提高了學(xué)科競賽的質(zhì)量

學(xué)科競賽是檢驗高校實踐教學(xué)成效的的重要平臺。近5年，我校計科專業(yè)有500多人次參加了全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、山西省大學(xué)生電子設(shè)計競賽、藍(lán)橋杯競賽和全國機器人Robocon大賽等學(xué)科競賽。獲得國家級獎項62項、省級獎項215項，獲獎人數(shù)276人，占參賽人數(shù)的55.2%。其中獲得全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽一等獎2次，山西省大學(xué)生電子設(shè)計競賽一等獎12次，藍(lán)橋杯競賽省級一等獎58次，全國機器人Robocon大賽二等獎1次。相比5年前，學(xué)科競賽參賽人數(shù)提升了80%，獲獎人數(shù)多了180人。達(dá)到了實踐教學(xué)助力學(xué)科競賽，學(xué)科競賽促進專業(yè)建設(shè)的效果。

3.3 增強了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和團隊合作精神

創(chuàng)新能力和團隊合作精神是計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)，也是ASIIN認(rèn)證考核的重要標(biāo)準(zhǔn)。近5年，我校計科專業(yè)有300多人參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目和山西省互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。獲得山西省互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎2次、銀獎15次，山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目立項115項。學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)成立了山西掌上云電子科技有限公司、山西文化傳媒有限公司和新媒體聯(lián)盟等多家有競爭力的公司。

4 結(jié)束語

主動對接國際工程教育專業(yè)認(rèn)證，探索專業(yè)實踐教學(xué)體系的改革途徑是適應(yīng)高等教育國際化新形勢的重要舉措。我校計科專業(yè)以ASIIN認(rèn)證為契機、以校企合作平臺為依托、以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，重組實踐課程內(nèi)容，引入真實工程項目，構(gòu)建了“橫向課程模塊化、縱向體系工程化”的專業(yè)實踐教學(xué)體系。該體系在我校網(wǎng)絡(luò)工程和機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)中的實踐取得很好效果，兩個專業(yè)都通過了ASIIN認(rèn)證，為高校計算機類專業(yè)的國際工程教育專業(yè)認(rèn)證和縱深改革提供鏡鑒方案。