黃照 黃海波 盧軍

摘?要：實(shí)踐教學(xué)是工程教育專業(yè)認(rèn)證中工程能力培養(yǎng)的重要一環(huán)。在電子信息類工程認(rèn)證背景下實(shí)踐教學(xué)改革的需求，各大高校也在結(jié)合自身特色探索符合工程認(rèn)證實(shí)踐教學(xué)模式，將學(xué)科競賽和實(shí)踐教學(xué)相融合儼然成為高等教育中實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要實(shí)現(xiàn)方式之一。在此背景下，結(jié)合自身汽車特色的汽車電子綜合類新型教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，以汽車電子綜合類實(shí)踐課群為主體，學(xué)科競賽為依托，打造具有汽車特色的電子信息類“實(shí)踐教學(xué)+學(xué)科競賽”實(shí)踐平臺，形成基于“基礎(chǔ)—綜合—創(chuàng)新”的階梯式工程實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，為培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才提供了強(qiáng)有力的支撐。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證??實(shí)踐教學(xué)??實(shí)踐課群??學(xué)科競賽??創(chuàng)新型人才

中圖分類號：G482;?G642.0??????????????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：?A

Exploration?and?Research?on?"Practical?Teaching?+?Subject?Competitions"?of?Electronic?Information?under?the?Background?of?Engineering?Accreditation

HUANG?Zhao??HUANG?Haibo??LU?Jun

（Hubei?University?of?Automotive?Technology，?Shiyan，?Hubei?Province，?442002?China）

Abstract：?Practical?teaching?is?an?important?part?of?engineering?ability?training?in?engineering?education?accreditation.?For?the?demand?of?practical?teaching?reforms?under?the?background?of?electronic?information?engineering?accreditation，?universities?are?also?exploring?the?practical?teaching?mode?that?conforms?to?engineering?accreditation?in?combination?with?their?own?characteristics，?and?the?integration?of?discipline?competitions?and?practical?teaching?has?become?one?of?the?important?ways?to?achieve?the?cultivation?of?practical?ability?in?higher?education.?Under?this?background，?the?integrated?new?teaching?model?of?automotive?electronics?with?its?own?automotive?characteristics?comes?into?being.?With?the?integrated?practice?class?group?of?automotive?electronics?as?the?main?body?and?the?subject?competition?as?the?basis，?it?builds?a?practical?platform?of?"practical?teaching?+?subject?competitions"?of?electronic?information?with?automotive?characteristics，?and?forms?a?multi-step?engineering?practice?and?innovation?ability?training?system?based?on?"foundation-integration-innovation"，?which?provides?strong?support?for?the?cultivation?of?innovative?engineering?talents.

Key?Words：?Engineering?education?accreditation;?Practical?teaching;?Practice?class?group;?Discipline?competition;?Innovative?talents

1.?研究背景和意義

工程教育專業(yè)認(rèn)證旨在培養(yǎng)工科專業(yè)學(xué)生時，能夠達(dá)到所在行業(yè)要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)工程能力[1]。工程能力是未來科技前沿、技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、國家重大戰(zhàn)略發(fā)展、工程教育改革和創(chuàng)新發(fā)展的必要條件[2]。因此工程認(rèn)證背景下的學(xué)生工程能力培養(yǎng)，必須建立在對傳統(tǒng)工科基礎(chǔ)課、工程實(shí)踐教學(xué)模式等方面進(jìn)行有益探索的前提下[3]。為推動工程實(shí)踐教學(xué)改革和發(fā)展，各大高校對工科教學(xué)模式、教學(xué)體系進(jìn)行重構(gòu)和改革，以期提升學(xué)生工程能力。

1.1?工程型人才能力需求

1.1.1?具備學(xué)科間知識交叉融合能力

在高新技術(shù)不斷發(fā)展的需求下，傳統(tǒng)的學(xué)科技術(shù)壁壘被打破，科技發(fā)展進(jìn)入跨界融合時代。結(jié)合自身學(xué)科特色為例，以汽車智能化、電動化、網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型升級需求為導(dǎo)向，開展以電子信息為學(xué)科基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制工程、汽車工程等多學(xué)科交叉融合，能將多學(xué)科知識靈活應(yīng)用于汽車電子與通信復(fù)雜工程問題的思考、分析和研究，最終提供系統(tǒng)性的解決方案。實(shí)踐證明，并在工作中考慮法律、安全、健康、文化、環(huán)境等因素，更有利于實(shí)現(xiàn)評估工程的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。

電子信息類人才不僅要掌握本專業(yè)的具體知識，更要有新思維、新視野，具備跨學(xué)科、跨行業(yè)的跨界思維能力和跨界整合能力[4]。

1.1.2?具備良好的交流、協(xié)調(diào)和團(tuán)隊(duì)合作能力

工程教育專業(yè)認(rèn)證是一套國際通行標(biāo)準(zhǔn)的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實(shí)現(xiàn)工程能力教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。在國際互認(rèn)背景下，電子信息類工科人才需要走出國門，開闊視野，與國際同行交流學(xué)習(xí)，并及時了解理論研究前沿動態(tài)，主動跟蹤本專業(yè)國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢，具備跨文化交流的語言和書面表達(dá)能力[5]。只有具備國際視野和跨文化交流能力的工程型人才，才能在飛速發(fā)展的現(xiàn)代電子信息技術(shù)行業(yè)里把握住技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的新方向。

1.1.3?具備創(chuàng)新能力、持續(xù)發(fā)展理念和終身學(xué)習(xí)能力

新經(jīng)濟(jì)是以技術(shù)創(chuàng)新為前提的經(jīng)濟(jì)模式，技術(shù)創(chuàng)新催生了新模式、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而促使高校大力開展新工科教育，培育新工科人才。對于電子信息類新工科人才來說，明確社會發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步對知識和能力的新要求，形成自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識理念，掌握核心技術(shù)，積極創(chuàng)新，是當(dāng)代工程人才的立足之本。只有不斷提升電子信息類新工科人才的實(shí)踐創(chuàng)新能力，使其具備解決汽車電子與通信復(fù)雜工程問題的應(yīng)用能力，才能培養(yǎng)出更多適應(yīng)汽車及相關(guān)行業(yè)發(fā)展所需要的電子信息高級工程技術(shù)人才[6]。

1.2?工程型人才培養(yǎng)理念

以往實(shí)踐教學(xué)只是建立在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)箱的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過程中，且能使用的資源相對固定，缺乏創(chuàng)新性，導(dǎo)致學(xué)生在將多個點(diǎn)知識串聯(lián)起來時遇到障礙，不能深度掌握靈活應(yīng)用，對于解決復(fù)雜工程問題缺乏有效的綜合分析以及創(chuàng)新能力。由此可見，對電子信息類專業(yè)的實(shí)踐課程改革，要設(shè)計(jì)綜合性開放式實(shí)踐課程，設(shè)置實(shí)踐內(nèi)容的難度合理，具有綜合性和可選擇性，以提高電子信息類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)效果，強(qiáng)化學(xué)生解決汽車電子領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力[7]，實(shí)現(xiàn)汽車電子領(lǐng)域工程型人才能力需求的培養(yǎng)目標(biāo)。

2??工程認(rèn)證背景下實(shí)踐教學(xué)+學(xué)科競賽模式思路

在“學(xué)生為中心，成果為導(dǎo)向”的專業(yè)認(rèn)證理念指導(dǎo)下，考慮到不同階段學(xué)生所處的能力水平，設(shè)置了階梯式實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。主要表現(xiàn)為工程能力培養(yǎng)目標(biāo)階梯式層級化，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)科競賽階梯式配套設(shè)計(jì)；實(shí)踐教學(xué)過程學(xué)生主導(dǎo)，開放式和集中式相結(jié)合；實(shí)踐教學(xué)效果體現(xiàn)過程評價。因此，在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，電子信息類實(shí)踐課程改革具有重要的實(shí)踐意義與理論價值。

2.1?階梯式培養(yǎng)目標(biāo)

電子信息類學(xué)生工程能力培養(yǎng)指能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、電子信息的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識的基本原理，識別、表達(dá)后通過建立合適且有創(chuàng)造性的抽象模型用于推演、分析汽車電子與通信工程問題。為了利用好實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，制定了以基礎(chǔ)、綜合，創(chuàng)新為“三階梯”培養(yǎng)目標(biāo)，該設(shè)定符合由點(diǎn)到面、階梯式的認(rèn)知規(guī)律，有利于設(shè)置遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與環(huán)節(jié)，從而能夠?qū)?shí)踐教學(xué)過程考核。

2.2?實(shí)踐教學(xué)+學(xué)科競賽實(shí)踐平臺

2.2.1?實(shí)踐類課程群建設(shè)

為體現(xiàn)出在實(shí)踐教學(xué)對各個階段學(xué)生能力培養(yǎng)要求，并結(jié)合自身汽車電子特色，打造了汽車電子綜合課程群。將該系列實(shí)踐課程成分三層：基礎(chǔ)—綜合—創(chuàng)新，其中基礎(chǔ)級旨在讓學(xué)生熟悉電子設(shè)計(jì)制作的流程及基本方法，能夠熟練使用相關(guān)儀器設(shè)備以及電工電子類軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握基本元器件的識別與檢測并進(jìn)行電路調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力及管理能力，為后續(xù)課程和從事更復(fù)雜的電子設(shè)計(jì)制作打下良好基礎(chǔ)。綜合級旨在讓學(xué)生掌握汽車電子設(shè)計(jì)的基本步驟和方法以及分解車載電子設(shè)計(jì)中工程問題的能力，通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，強(qiáng)化對課程中的基本理論、設(shè)計(jì)方法的掌握，樹立學(xué)生以工程應(yīng)用為驅(qū)動的理論聯(lián)系實(shí)際的工程觀點(diǎn)，訓(xùn)練學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程，以實(shí)現(xiàn)汽車電子系統(tǒng)開發(fā)。創(chuàng)新級旨在讓學(xué)生掌握汽車電子設(shè)備通信系統(tǒng)的基本分析方法、設(shè)計(jì)方法、測試技術(shù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和歸納的能力，培養(yǎng)學(xué)生的溝通、協(xié)調(diào)和團(tuán)隊(duì)合作的能力，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力，為從事更復(fù)雜的汽車電子系統(tǒng)的開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該系列課程從大一持續(xù)到大四，旨在遞進(jìn)式學(xué)生激發(fā)學(xué)生對專業(yè)知識的興趣以及培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，具體實(shí)踐類課程群設(shè)置如圖1所示。

2.2.2?競賽項(xiàng)目反向設(shè)計(jì)實(shí)踐課

競賽類題目一般具有一定實(shí)際意義和應(yīng)用背景，將專業(yè)基本知識、技術(shù)應(yīng)用趨勢及趣味性三者有機(jī)結(jié)合，旨在發(fā)掘?qū)W生針對實(shí)際問題設(shè)計(jì)制作能力、創(chuàng)新能力、應(yīng)變能力和協(xié)作精神。實(shí)踐教學(xué)+學(xué)科競賽的思路是教學(xué)，因此，將競賽實(shí)際案例引入各個階段的實(shí)踐教學(xué)，在各個階段實(shí)踐教學(xué)中融入歷史競賽項(xiàng)目案例，反向設(shè)計(jì)案例與該階段實(shí)踐教學(xué)難度匹配實(shí)踐項(xiàng)目。例如：在基礎(chǔ)階段，引入藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽EDA項(xiàng)目省賽真題案例，并與自身汽車電子特色結(jié)合，設(shè)計(jì)一款有刷直流電機(jī)驅(qū)動電路板，并完成驅(qū)動電路板制板，焊接調(diào)試。該實(shí)踐案例滿足入門級實(shí)踐課程對專業(yè)相關(guān)工具軟件使用要求，提升學(xué)生動手操作能力。在創(chuàng)新階段，以全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽控制類競賽真題類作為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一款H型循跡智能探障小車平臺（如圖2所示），在H型軌跡4個角點(diǎn)中除取起始點(diǎn)外的三點(diǎn)任意放置兩個障礙物，小車從起點(diǎn)出發(fā)，在三點(diǎn)探障礙物探測到兩個以后立即返回。實(shí)踐過程中學(xué)生必須了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素，如完成任務(wù)時間、車輛行駛軌跡是否平穩(wěn)、遇到障礙物停車返回時位置是否合理等，然后確定可行的解決方案，并在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。

2.2.3“三階梯”學(xué)科競賽創(chuàng)新平臺

實(shí)踐教學(xué)+學(xué)科競賽的思路是將學(xué)科競賽作為推動力量，在各個階段的實(shí)踐教學(xué)中融入歷史競賽項(xiàng)目案例，反向設(shè)計(jì)案例與該階段實(shí)踐教學(xué)難度匹配實(shí)踐項(xiàng)目。在當(dāng)前階段的實(shí)踐項(xiàng)目訓(xùn)練后，積極引導(dǎo)學(xué)生自主參加相應(yīng)階段能夠參加的一些學(xué)科競賽。通過學(xué)科競賽檢驗(yàn)學(xué)生在實(shí)踐訓(xùn)練過程相應(yīng)知識、能力的掌握情況，并在競賽中積極創(chuàng)新，提升學(xué)生應(yīng)用工程能力。實(shí)踐教學(xué)最終效果的檢驗(yàn)，需要在實(shí)踐中進(jìn)行。顯然，各級各類學(xué)科競賽，是檢驗(yàn)學(xué)生對實(shí)踐類課程學(xué)習(xí)的效果是最好的方式之一。在參加的個人、團(tuán)體比賽中，學(xué)生個人實(shí)踐能力，溝通、協(xié)調(diào)和團(tuán)隊(duì)合作能力，自主學(xué)習(xí)能力等都得到充分驗(yàn)證。

為實(shí)現(xiàn)解決汽車電子領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的終極培養(yǎng)目標(biāo)，在探索中形成了包含汽車特色的?“三階梯”實(shí)踐課群和“三階梯”學(xué)科競賽平臺相互匹配的實(shí)踐平臺，以及基于該平臺的階梯式工程實(shí)踐創(chuàng)新能力訓(xùn)練體系，如圖3所示。

2.3?學(xué)生主導(dǎo)的開放式和集中式實(shí)踐教學(xué)模式

在工程認(rèn)證理念中，注重形成以學(xué)生為中心自主式實(shí)踐教學(xué)模式，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主觀能動性發(fā)揮作用。通過與階段配套的實(shí)踐教學(xué)+學(xué)科競賽的方式，學(xué)生在各階段實(shí)踐教學(xué)以及學(xué)科競賽項(xiàng)目中鍛煉工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。在實(shí)踐教學(xué)中體驗(yàn)競賽的趣味性以及基礎(chǔ)專業(yè)知識的創(chuàng)新性，在競賽中檢驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的工程素養(yǎng)，并積極創(chuàng)新。此外，采用自主開放式和集中學(xué)習(xí)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)模式，加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。具體措施為設(shè)立開放實(shí)驗(yàn)室，從大一下學(xué)期開始吸引學(xué)生加入，激發(fā)興趣，營造學(xué)習(xí)氛圍，保證學(xué)生學(xué)習(xí)自主性、參與性，同時教師配合輔助指導(dǎo)。進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室后，布置階段性任務(wù)，設(shè)計(jì)并創(chuàng)新任務(wù)內(nèi)容。由學(xué)生自主設(shè)計(jì)、確定實(shí)驗(yàn)方案、預(yù)約實(shí)驗(yàn)室儀器等進(jìn)行方案驗(yàn)證，任務(wù)完成后開展高年級能力突出學(xué)生、本專業(yè)教師成果評價，在評價過程中，使其明白理論和實(shí)踐的關(guān)聯(lián)性，后續(xù)不斷提高分析解決復(fù)雜工程問題的能力，并積極引導(dǎo)學(xué)生參加對應(yīng)階段能夠參加的學(xué)科競賽。

同時開設(shè)階梯式綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)并集中安排綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)。讓在開放實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)形成模范作用，在集中實(shí)踐環(huán)節(jié)能夠幫助班級同學(xué)解答部分疑惑，鍛煉合作意識和協(xié)作精神，能與其他學(xué)科的成員有效溝通，合作共事。

2.4?實(shí)踐教學(xué)過程考核機(jī)制

根據(jù)成果導(dǎo)向的理念，對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建立多元化的內(nèi)外評價機(jī)制。針對不同層次實(shí)踐環(huán)節(jié)，設(shè)置相應(yīng)的遞進(jìn)式培養(yǎng)目標(biāo)，分項(xiàng)考核專業(yè)基礎(chǔ)知識、動手能力、課程目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)，考核緊扣實(shí)驗(yàn)過程，針對實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)、過程操作表現(xiàn)、實(shí)物驗(yàn)收、答辯、報告文檔等環(huán)節(jié)設(shè)對應(yīng)評價機(jī)制，細(xì)化量化指標(biāo)，依據(jù)各個成分權(quán)重比例構(gòu)成，得到最終實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)效果評價結(jié)果，實(shí)現(xiàn)多元化評價。例如：（1）汽車電子綜合入門實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報告，評估人實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師；（2）汽車電子綜實(shí)訓(xùn)A包括平時表現(xiàn)、設(shè)計(jì)方案說明書、電路圖、答辯、報告、綜合成績評定等，評估人為校內(nèi)外指導(dǎo)教師；（3）生產(chǎn)實(shí)習(xí)包括平時表現(xiàn)、實(shí)習(xí)報告、答辯、綜合成績評定等，評估人為指導(dǎo)教師、企業(yè)專家。另外，對本專業(yè)用人單位和校友進(jìn)行走訪調(diào)研，收集相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié)的多方評價，持續(xù)改進(jìn)，使各環(huán)節(jié)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求更加合理。

3?實(shí)踐效果

通過對實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)平臺、教學(xué)方法等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化改革，幫助學(xué)生深入理解與掌握課程中的相關(guān)原理和分析方法，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力得到改善。

筆者學(xué)校電子信息工程專業(yè)于2020年申請教育部工程教育專業(yè)認(rèn)證并受理，2021年獲批為國家一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。近5年獲中國大學(xué)生方程式汽車大賽全國一等獎3項(xiàng)、二等獎1項(xiàng)，三等獎1項(xiàng)，先后4次代表中國前往日本和德國征戰(zhàn)全球大學(xué)生方程式賽車，為祖國贏得榮譽(yù)。近3年在“智能車、電子設(shè)計(jì)”等賽事中獲省部級以上獎勵50余項(xiàng)。近3年該校電子信息工程專業(yè)畢業(yè)生平均就業(yè)率達(dá)到95%以上，調(diào)查顯示該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)5年后工作與專業(yè)保持著77%以上的相關(guān)度。走訪畢業(yè)生就職企業(yè)，對該專業(yè)學(xué)生工程能力認(rèn)可度較高。

4??結(jié)語

結(jié)合自身汽車特色的實(shí)踐教學(xué)與競賽的實(shí)踐體系，以競賽案例設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容，學(xué)科競賽激發(fā)了學(xué)生對實(shí)踐環(huán)節(jié)的興趣；以實(shí)踐提升競賽熱情，使學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)和競賽中鍛煉和檢驗(yàn)實(shí)踐能力；自主開放式和集中學(xué)習(xí)教學(xué)模式、過程評價提升了實(shí)踐教學(xué)效果，有效培養(yǎng)了學(xué)生解決汽車電子領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力。

參考文獻(xiàn)