面向工程教育認(rèn)證的模擬電子技術(shù)課程改革與實(shí)踐

李暉　潘凡

摘要：針對當(dāng)前武漢工程大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，分析面向工程教育認(rèn)證需要進(jìn)行針對性改革的必要性，提出修訂課程教學(xué)大綱、教學(xué)科研深度融合、豐富教學(xué)方式方法以及提升工程實(shí)踐能力等改革措施。近三年，經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐表明：所提出的改革措施，有助于培養(yǎng)“兩型兩化”創(chuàng)新性人才，有益于提高本專業(yè)人才工程化能力。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；教學(xué)科研融合；學(xué)業(yè)導(dǎo)師制

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）31-0136-02

工程教育認(rèn)證，是由美國、英國、加拿大、澳大利亞、韓國、俄羅斯等15個(gè)正式成員和德國、印度等5個(gè)預(yù)備成員倡導(dǎo)、創(chuàng)立而成的，其核心在于簽署的多邊協(xié)議——《華盛頓協(xié)議》[1]。該協(xié)議的目標(biāo)是，在世界范圍內(nèi)即協(xié)議簽署國之間，相互承認(rèn)本科工程學(xué)位。在此基礎(chǔ)之上，對工程教育資格及工程師執(zhí)業(yè)資格進(jìn)行認(rèn)證，促進(jìn)各國工程師人才的流動(dòng)。該協(xié)議的提出代表了協(xié)議國均認(rèn)可的工程專業(yè)教育標(biāo)準(zhǔn)和工程師職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)，是國際工程界對工科畢業(yè)生和工程師職業(yè)能力公認(rèn)的權(quán)威要求[2，3]。我國于2016年6月，在馬來西亞吉隆坡由《華盛頓協(xié)議》預(yù)備會員“轉(zhuǎn)正”，成為該協(xié)議第18個(gè)正式成員。這標(biāo)志著我國工程教育事業(yè)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。

武漢工程大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，于2014年獲批湖北省戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃。根據(jù)學(xué)校專業(yè)發(fā)展的規(guī)劃，擬比照工程教育認(rèn)證，對本專業(yè)進(jìn)行建設(shè)。當(dāng)前，面向工程教育進(jìn)行教學(xué)改革，已成為本專業(yè)較為緊迫的教學(xué)任務(wù)之一。由于專業(yè)認(rèn)證是對未來行業(yè)從業(yè)者所受專業(yè)教育的規(guī)范性和有效性開展綜合評價(jià)，為其未來行業(yè)從業(yè)提供最為基本的質(zhì)量認(rèn)證。這就決定了為適應(yīng)工程教育認(rèn)證的要求，需要對當(dāng)前本專業(yè)課程的教學(xué)方式和方法進(jìn)行改革與創(chuàng)新。在此背景下，本文擬就我校模擬電子技術(shù)課程當(dāng)前面臨的問題展開分析，并面向工程教育認(rèn)證提出針對性教學(xué)改革措施，再通過分析近三年來本專業(yè)該課程改革的成效，期望為本專業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)人才提供一條較為可行的途徑。

1 當(dāng)前模擬電子技術(shù)課程面臨的問題與挑戰(zhàn)

我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生“欺軟怕硬”。我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是開設(shè)在計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院內(nèi)，學(xué)生入學(xué)以來就對本專業(yè)定位于偏“軟”。我校智能專業(yè)偏硬件的課程，整個(gè)大學(xué)期間開設(shè)主要有三門，依次為模擬電子技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、控制原理。其中，模擬電子技術(shù)作為本專業(yè)為數(shù)不多的硬件課程，也為學(xué)生大學(xué)期間首門“硬”課程，并牽涉到半導(dǎo)體理論與工程電路知識，為歷屆學(xué)生所懼怕。

二是部分學(xué)生動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)方式出現(xiàn)較大變化。95 后“互聯(lián)網(wǎng)原住民”學(xué)生往往習(xí)慣于“碎片化”的信息接受方式，滿足于“時(shí)效性”的信息獲取需求，對事物的專注性不強(qiáng)，注意力易轉(zhuǎn)移[4]。一方面，部分學(xué)生對傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)動(dòng)力下降，對傳統(tǒng)教學(xué)方式產(chǎn)生一定的抵觸反應(yīng)。而另一方面，長期應(yīng)試教育導(dǎo)致一部分學(xué)生習(xí)慣了壓力下的課堂聽課和被動(dòng)學(xué)習(xí)，對形式多樣的教學(xué)新方法有一定興趣，卻難以主動(dòng)適應(yīng)[5]。

三是師生課上課下交流交互不充分。傳統(tǒng)的講授方式?jīng)Q定了教師無法兼顧到每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)態(tài)度，只能以講授為主傳遞課程知識，難以開展既有助于學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)、又利于培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)能力的討論式、互動(dòng)式等教學(xué)活動(dòng)[6]。

2 面向工程教育認(rèn)證模擬電子技術(shù)課程的改革措施

2.1 以工程教育認(rèn)證為準(zhǔn)繩，修訂課程教學(xué)大綱

2015 年，本專業(yè)以學(xué)校培養(yǎng)方案修訂為契機(jī)，比照當(dāng)前工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，確立明確、公開的專業(yè)畢業(yè)要求，并據(jù)此擬定本專業(yè)各個(gè)課程的教學(xué)要求。根據(jù)專業(yè)畢業(yè)要求，對模擬電子技術(shù)課程教學(xué)要求進(jìn)行分解，判斷兩者關(guān)聯(lián)程度，然后設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)上述指導(dǎo)思想，對模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)大綱，進(jìn)行了修訂，具體修訂后的大綱如表1所示。

2.2 以學(xué)季學(xué)期改革為契機(jī)，教學(xué)科研深度融合

2015年起，我校實(shí)施了學(xué)期制度改革，每學(xué)期按兩個(gè)學(xué)季分別獨(dú)立完成部分課程的教學(xué)。由于學(xué)季學(xué)期改革，使得有豐富科研經(jīng)驗(yàn)的教師能夠回歸課堂、反哺教學(xué)；同時(shí)，教師在完成教學(xué)任務(wù)后，有相對獨(dú)立的時(shí)間從事科研工作。學(xué)季制加快了教學(xué)運(yùn)行周期，有利于推動(dòng)教學(xué)、科研內(nèi)容相互轉(zhuǎn)化。模擬電子技術(shù)課程，我校智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開始的課時(shí)總計(jì)56學(xué)時(shí)，其中課堂教學(xué)課時(shí)有40學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)有16學(xué)時(shí)。充分利用學(xué)季學(xué)期改革措施，本課程將實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)集中放置在學(xué)術(shù)周，讓學(xué)生集中參加模擬電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)——收音機(jī)套件組裝與調(diào)試。在實(shí)驗(yàn)過程中，讓學(xué)生學(xué)習(xí)超外差式收音機(jī)的基本工作原理；通過對收音機(jī)的安裝、焊接及調(diào)試，了解電子產(chǎn)品的裝配過程，培養(yǎng)調(diào)試電子電路的能力。

2.3 以課程綜合改革為主線，豐富教學(xué)方式方法

由于模擬電子技術(shù)課程為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在大學(xué)期間的第一門電類課程，學(xué)生先期沒有學(xué)習(xí)電路原理課程，造成學(xué)生完全沒有電路相關(guān)的知識。此外，由于高等數(shù)學(xué)課程設(shè)置的問題，造成傅里葉變換等知識教授時(shí)間過晚，難以在本門課程開始的時(shí)候?qū)W習(xí)并掌握。在課程融合、精簡課內(nèi)講授學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上，本課程合理設(shè)置課外學(xué)時(shí)（按課內(nèi)學(xué)時(shí)的0.5倍），明確課內(nèi)外教學(xué)內(nèi)容、要求并嚴(yán)格執(zhí)行。其中，在課外教學(xué)中為學(xué)生講授了簡明電路原理教程，讓學(xué)生掌握基本電路分析方法，如基爾霍夫定律等；以及在課外教學(xué)中為學(xué)生講授傅里葉級數(shù)及傅里葉變換等數(shù)學(xué)知識。還開展“線上+線下”教學(xué)改革，讓學(xué)生參與清華大學(xué)學(xué)堂在線的慕課輔助學(xué)習(xí)，尤其是在講授半導(dǎo)體相關(guān)理論知識期間，借助網(wǎng)絡(luò)平臺以及其資源組織教學(xué)[7]。

2.4 以建立學(xué)業(yè)導(dǎo)師為抓手，提升工程實(shí)踐能力

2015年起，響應(yīng)學(xué)校號召，在智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)內(nèi)推廣本科生導(dǎo)師制。為本專業(yè)每位學(xué)生均安排專任教師擔(dān)任其本科生導(dǎo)師，從生涯輔導(dǎo)、學(xué)業(yè)指導(dǎo)、專業(yè)引導(dǎo)、就業(yè)創(chuàng)業(yè)顧問等方面對學(xué)生提供指導(dǎo)與幫助。對于模擬電子技術(shù)課程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中碰見困難或問題，如果在自己努力及能力范圍之外，均可向?qū)W業(yè)導(dǎo)師請教。由于是全體專任教師均擔(dān)任本科生導(dǎo)師，平均每位專任教師名下每屆約有5-6名學(xué)生，形成實(shí)際的超級迷你班答疑效果，有效解決了師生課上課下交流交互不充分的問題。在一定程度上，學(xué)業(yè)導(dǎo)師制既有助于學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)、又利于培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)能力。endprint

3 面向工程教育認(rèn)證的模擬電子技術(shù)實(shí)踐

根據(jù)所提出的改革措施，于2014年開始啟動(dòng)模擬電子技術(shù)課程改革，共有三屆學(xué)生參與，分別是2013級、2014級與2015級智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，合計(jì)達(dá)160余人。智能科學(xué)與技術(shù)教研室共有專任教師11位，其中9位擁有博士學(xué)位，10位為副教授，擔(dān)任這三屆學(xué)生的學(xué)業(yè)導(dǎo)師。為保證期末考試成績的合理性、有效性，近三年考試試題類型、難易系數(shù)、試題數(shù)量均保持不變。表2為近三年來，參加模擬電子技術(shù)課程期末考試的分?jǐn)?shù)總表，含各個(gè)分?jǐn)?shù)段的數(shù)據(jù)。表中數(shù)據(jù)，縱向上呈現(xiàn)了三屆學(xué)生在各個(gè)分?jǐn)?shù)區(qū)間的分布情況。

對表2，具體分析如下：2013級智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，高分區(qū)間（91分-100分）人數(shù)占比為5.77%，成績中位數(shù)位于合格區(qū)間（61分-70分），不及格人數(shù)占比19.23%；2014級智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，高分區(qū)間（91分-100分）人數(shù)占比為7.25%，成績中位數(shù)也位于合格區(qū)間（61分-70分），不及格人數(shù)占比8.70%；2015級智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，高分區(qū)間（91分-100分）人數(shù)占比為15.79%，成績中位數(shù)位于良好區(qū)間（71分-80分），不及格人數(shù)占比0.0%。由于每屆學(xué)生個(gè)體差異，而且影響學(xué)生最終考試成績的因素較多，本文僅做宏觀分析，不細(xì)究影響成績的唯一因素。從近三年的成績總表中，還是可以看出一些共性趨勢：其一，改革開展后，高分區(qū)間學(xué)生占比明顯增多，同期不及格人數(shù)明顯減少；其二，期末考試成績中位數(shù)也有明顯提升。這表明，從一定程度上來說，模擬電子技術(shù)課程改革所采用的措施起到一定成效，總體改革趨勢向預(yù)期方向發(fā)展。

此外，參與課程實(shí)踐的2013級智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生，在今年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇了接近30%的與硬件相關(guān)的課題，較2013級之前的學(xué)生有了較大幅度的提升。這也從另外一個(gè)側(cè)面反映，模擬電子技術(shù)課程改革明顯激發(fā)了學(xué)生對硬件的興趣，對學(xué)生中“欺軟怕硬”現(xiàn)象有所改觀。

最后，部分對硬件課程有極大興趣的學(xué)生，課下在學(xué)業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，參加了各類偏硬件的課外科技活動(dòng)和比賽，取得了一些成績。其中，最為代表性的成果是《視覺引導(dǎo)的智能COB點(diǎn)膠及固晶機(jī)系統(tǒng)》，榮獲了第十四屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽決賽二等獎(jiǎng)；此外，還有兩位同學(xué)申請了實(shí)用新型專利兩項(xiàng)。

4 結(jié)束語

本文針對當(dāng)前模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，針對性提出了改革措施，并在近三年的教學(xué)中進(jìn)行實(shí)踐。實(shí)踐表明，所采取的改革措施能夠較為有效的提升全體學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；對于較為優(yōu)秀的學(xué)生，其工程能力等綜合素質(zhì)可以得到較為明顯的提升。本文的探討，可以為智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)工程化人才提供一條有效的路徑，并為本專業(yè)日后通過工程教育認(rèn)證奠定較為扎實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 方崢. 中國工程教育認(rèn)證國際化之路——成為《華盛頓協(xié)議》預(yù)備成員之后[J].高等工程教育研究，2013（06）：72-76+175.

[2] 華爾天，計(jì)偉榮，吳向明. 中國加入《華盛頓協(xié)議》背景下工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].中國高教研究，2017（01）：82-85.

[3] 樊一陽，易靜怡.《華盛頓協(xié)議》對我國高等工程教育的啟示[J].中國高教研究，2014（08）：45-49.

[4] 方崢. 中國工程教育認(rèn)證國際化之路——成為《華盛頓協(xié)議》預(yù)備成員之后[J].高等工程教育研究，2013（06）：72-76+175.

[5] 燕彩蓉，李繼云，郭文靜. 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的高等工程教育教學(xué)模式研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2015（19）：53-56.

[6] 董文瀚，解武杰，孫秀霞，等. “互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)教育”模式在工程類高等教育中的應(yīng)用[J].高計(jì)算機(jī)教育，2015（24）：45-47.

[7] 鄭兆華，彭金蓮，邱錫光，等. 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在高校教育中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育，2014（05）：80-83.endprint