基于物理學大類招生的師范院校電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索

董永軍 張文娟 黃繼鵬 孟艷麗 郭景富

(1.東北師范大學 物理學院， 長春 130024)(2.東北師范大學 物理學國家級實驗教學示范中心， 長春 130024)

人才培養(yǎng)是高等院校的首要職責和基本功能，尋求最優(yōu)的人才培養(yǎng)模式是高校本科教學與專業(yè)建設改革的終極目標。對此，我國高校普遍開始轉變招生策略，實施“大類招生、分流培養(yǎng)”的人才培養(yǎng)模式，將相同或相近的學科門類按一個大類招生，專業(yè)分流前進行通識課程教育，之后學習專業(yè)課程[1]。該模式的實施打破了傳統人才培養(yǎng)的學科、專業(yè)界限，能夠促進不同學科、專業(yè)間的交叉融合，從而深化以學科為基礎的專業(yè)結構調整和和教學體制改革，使得高校人才培養(yǎng)更加適應社會發(fā)展需求[2]。但這種模式也存在一些問題，比如由于大類內部專業(yè)發(fā)展不均衡，專業(yè)分流后導致所謂的“冷門”專業(yè)生源整體質量下滑，學風較差，專業(yè)認同感較低，從而更加不利于“冷門”專業(yè)的發(fā)展[3]。

1 大類招生概況

目前，我國高校的很多學院下設多個學科專業(yè)，而且部分學科的跨度較大，在實施大類招生方面往往基于其中的特色優(yōu)勢學科專業(yè)。以東北師范大學物理學院為例，下設物理學、材料物理、電子信息科學與技術三個專業(yè)，分屬不同學科。其中，物理學專業(yè)為國家一流本科建設專業(yè)，材料科學與工程為國家“雙一流”建設學科。電子信息科學與技術專業(yè)奠基于1958年應用物理學姜興波先生創(chuàng)建無線電電子學教研室，1986年在張振遠先生進一步開創(chuàng)了電子學與信息系統專業(yè)，1998年更名為電子信息科學與技術專業(yè)。該專業(yè)依托紫外光發(fā)射材料與技術教育部重點實驗室和吉林省先進能源開發(fā)與應用創(chuàng)新重點實驗室，在海洋可再生能源開發(fā)、中子發(fā)生器開發(fā)與應用、靜電除塵、有機微納器件研究等領域具有一定的科研特色。結合所涵蓋專業(yè)基礎與優(yōu)勢，我院依托物理學大類進行招生，第二學期末分流到不同專業(yè)。

由于學科、專業(yè)發(fā)展不均衡，在實施大類招生模式后，電子信息科學與技術專業(yè)必然面臨分流不平衡所帶來的生源質量、專業(yè)認同感、學科團隊建設、班級建設等方面的問題。這種情況下，電子信息科學與技術專業(yè)需要與物理學、材料科學與工程專業(yè)形成多學科交叉培養(yǎng)體系，課程設置有機融合，優(yōu)勢互補，形成畢業(yè)生物理思維敏銳、工程實踐能力強的人才培養(yǎng)特色。與此同時，在培養(yǎng)方案制定、課程體系建設以及學科交叉融合等方面，需充分考慮大類招生模式下的社會需求、學科專業(yè)發(fā)展、學生興趣專長與職業(yè)規(guī)劃等。

2 培養(yǎng)方案制定

我校現有6個一流學科，且已全面完成了建設任務。在材料科學與工程一流學科和物理學國家一流本科建設專業(yè)的帶動下，我院電子信息科學與技術專業(yè)也獲得了省一流本科專業(yè)的建設支持。眾所周知，電子信息領域的任何設計、開發(fā)都是“需求”牽引的，人才培養(yǎng)也不例外，必須緊密結合政府、行業(yè)和社會對人才的需求，以學生為中心、學生全面發(fā)展為本，強化學生品德、知識、能力、素質協調發(fā)展，構建與一流大學建設相適應的人才培養(yǎng)新體系。

2.1 培養(yǎng)模式

我院電子信息科學與技術專業(yè)發(fā)展至今已有60余年，早已形成了“3+1”(3年專業(yè)教育，1年實訓教育)的人才培養(yǎng)模式。在我校推行“大類招生、分流培養(yǎng)”的新形勢下，原有培養(yǎng)模式已無法適應。為此，我院開始實施“1+2+1”新培養(yǎng)模式，即學生第1學年按大類培養(yǎng)，學習通識教育課程、大類平臺課程和專業(yè)通修課程，主要深入了解大類招生覆蓋的學科、專業(yè)。第1學年末，按照學院制定的選擇專業(yè)標準與要求，學生結合自身興趣、專長、學業(yè)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，進行專業(yè)分流。然后進行2年的專業(yè)理論與實踐課程學習，最后1年為綜合實訓教育階段。

2.2 培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求

根據我國工程教育改革發(fā)展需要，工程教育專業(yè)認證已成為衡量工程教育質量的重要標準。顯然，進行工程教育專業(yè)認證是我校電子信息科學與技術專業(yè)未來發(fā)展的必經之路。然而，原有培養(yǎng)方案與專業(yè)認證標準在培養(yǎng)目標和教學大綱制定等方面存在較大差異，無法滿足專業(yè)認證標準對培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和課程體系的要求。培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求是培養(yǎng)方案的關鍵組成部分，直接決定了課程體系結構設計深度與廣度。

通過電子信息專業(yè)人才市場需求以及國內高校同類專業(yè)的調研與分析，結合學校發(fā)展定位和學科基礎與特色，我院電子信息科學與技術專業(yè)根據工程教育“學生中心、產出導向、持續(xù)改進”核心理念，結合我?！皠?chuàng)造的教育”理念，采用PPBL (Physics Problem Based Learning)教學模式，推進電子信息與物理學、材料物理等特色優(yōu)勢學科的交叉融合，整合優(yōu)質教學資源，強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程建設，培養(yǎng)國家一流的卓越工程師和中學通用技術教師人才，引領全國基礎教育科技實踐改革與發(fā)展[4]。在畢業(yè)要求方面，針對“道德素養(yǎng)、專業(yè)知識、專業(yè)技能、協作創(chuàng)新、職業(yè)發(fā)展”等細分目標，從工程教育專業(yè)認證標準的工程知識、問題分析、設計、開發(fā)解決方案等12個方面進行了明確的要求。

3 課程體系建設

基于產出導向理念OBE(Outcome Based Education)的工程教育專業(yè)認證強調學生接受教育后所獲得的學習成果，即教育產出。課程體系建設是決定教育產出質量的重要環(huán)節(jié)。我國目前的課程體系普遍采用“新三層+個性選修”模式，即“通識教育課程+學科大類課程+專業(yè)教育課程”以及“方向選修課程”。當前一流大學本科課程改革注重廣博基礎、跨學科學習和個性化培養(yǎng)，存在課程“深度”缺失、核心課程學分不足等問題[5-6]。顯然，我國建設一流大學的一流本科教育應當首先考慮課程體系建設與完善。

3.1 主要思路

我院電子信息科學與技術專業(yè)課程體系建設的主要思路是通過人才需求調研與分析，明確專業(yè)培養(yǎng)目標，制定人才培養(yǎng)方案，劃分課程門類，建立課程群，設計課程大綱，其技術路線如圖1所示。

圖1 課程體系建設思路

特色鮮明的課程體系結構是高校課程設計的核心內容。構建課程體系，首先需要符合專業(yè)培養(yǎng)目標的達成度。為促進學生全面發(fā)展，高校在學生思政、人文、社科、藝體等基本素養(yǎng)的發(fā)展方面均做出了具體要求。我校通過劃分課程門類，分層分類推進課程教學，將課程整合成面向全體學生的通識教育課程、面向大類招生內學生的專業(yè)教育課程和面向學生個性化培養(yǎng)的發(fā)展方向課程三大門類主要課程。各門類涵蓋的課程類別如圖2所示。

圖2 三大課程門類涵蓋的課程類別

3.2 課程群式課程體系

在原有課程基礎上，綜合考慮師資隊伍、教學方法與內容、教學資源等因素，進行課程整合，形成課程群。實現群內課程有機融合以及群間內容有效銜接的模塊化建設，構建以基礎扎實、知識面廣、實踐能力強為目標的課程體系。一方面，通過整合同一課程群內的課程內容，在避免課程內容重復的同時，增加群內各課程間的關聯度和邏輯性，使得教學內容更加連貫精煉以及教學目標更加明確；另一方面，通過合理調整優(yōu)勢學科基礎課程占比，加強學科交叉融合，借助優(yōu)質共享教學資源和教學手段，擴充應用性、實踐性、科技前沿性教學內容，進一步優(yōu)化課程結構，更好地支撐培養(yǎng)目標達成度。例如，將原有“大學物理”拆分為力、熱、光、電等課程，深化PPBL教學模式，提高學生從根源上分析和解決問題的能力；增設“科技制作”“近代物理實驗”等課程，使課程體系更加符合培養(yǎng)目標的達成。再如整合專業(yè)系列課程與發(fā)展方向課程，根據不同類別、方向和特色將其劃分為專業(yè)通選課程、信號與圖像處理方向課程以及智能感知與自主控制方向課程，通過細化具有明確方向性的特色課程群，集中培養(yǎng)學生在某一領域分析與解決問題的能力，為學生未來發(fā)展規(guī)劃提供指導。

與此同時，通過教學團隊建設，采用“學院-學科PI-PI助理”三級管理制度，充分發(fā)揮學科在專業(yè)建設中的作用，創(chuàng)建高水平教學團隊，構建“課程建設-人才培養(yǎng)-科學研究”三位一體的“教授負責制”，推動教學、科研協同發(fā)展。在課程群建設中，由課程群負責人、子課程負責人、子課程成員組成的教學團隊覆蓋了全部專業(yè)課程。課程群建設采用精細化管理方式，通過職能分工，明確課程教學的主要內容和責任人；通過制度建設，形成過程管理的制度約束；通過確立課程目標，建立和完善課程實施過程中的質量評價標準。其中，課程群負責人負責課程的戰(zhàn)略規(guī)劃與指導，統籌規(guī)劃團隊成員在課程講授中的任務分工，設計課程考核環(huán)節(jié)，建設課程思政等；子課程負責人在課程群負責人的指導下完成課程教學大綱、教學內容與教學方法的制定與實施；子課程成員協助子課程負責人完成相關教學工作。根據我院電子信息科學與技術專業(yè)的課程體系建設方案，相應的課程群及其核心課程如圖3所示。

圖3 課程群及其核心課程

在課程大綱制定方面，根據布魯姆修訂后的教育目標分類法，從識記、領會、應用、分析、綜合評價、創(chuàng)新六個層面制定課程教學目標，確定課程各部分教學內容與教學方法的具體要求，從更深層次促進教師對教學的思考[7]。在整個教學活動中，將過程管理和目標管理有機結合，可以更好地安排教學計劃，優(yōu)化教學方法與教學內容，做到思路明確、步驟清晰、目標合理、分工明晰、責任具體、評價到位、制度完善，從而更好地實現教學目標。

4 結語

“以學生為中心”的大類招生培養(yǎng)是社會發(fā)展的必然要求。在此背景下，構建適應大類招生的人才培養(yǎng)方案和課程體系，是保障高校人才培養(yǎng)質量的重要前提。人才培養(yǎng)應以培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求為出發(fā)點，結合學校發(fā)展定位，設計科學合理的培養(yǎng)方案和課程體系。針對學科跨度較大的大類招生培養(yǎng)專業(yè)，應立足本專業(yè)特色優(yōu)勢，通過學科交叉、優(yōu)勢互補，形成具有一定特色的人才培養(yǎng)模式。課程體系建設必須圍繞培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，采用課程群式的課程體系，通過課程整合、教學團隊建設、管理制度優(yōu)化，可以更加合理地開展教學活動，在有效完成教學目標的前提下，高質量地實現培養(yǎng)目標。