面向工程教育专业认证的《计算机组成与体系结构》课程建设研究

赵 姝，刘晓曼，陈 洁，张燕平

（安徽大学计算机科学与技术学院，安徽 合肥 230601）

1 引言

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。在我国，工程教育专业认证是由专门职业或行业协会、学会（联合会）会同该领域的教育工作者和相关行业、企业专家一起进行的，针对高等教育本科工程类专业开展的一种合格评价［1］。我国的工程教育认证始于1992年土建类专业评估，截止2012年底，已有15个专业领域，总计295个专业点接受认证。随着工程教育专业认证的发展，认证协会将逐步扩大认证专业领域。我国开展工程教育专业认证的目的是构建工程教育的质量监控体系，推进工程教育改革，进一步提高工程教育质量：建立与工程师制度相衔接的工程教育专业认证体系，促进工程教育与工业界的联系，增强工程教育人才培养对产业发展的适应性；促进中国工程教育的国际互认，提升我国工程技术人才的国际竞争力。工程教育专业认证是高等教育认证的重要组成部分，通过专业认证，必将加强高等工程教育与工业界的关系，促进专业教育与企业的有效接轨，对保障高等工程教育质量具有重要的意义［2］。工程教育专业认证是中国高等教育进入国际就业市场的“通行证”，高等学校应以工程教育专业认证为契机，对照认证标准查找自身存在的问题域劣势，从人才培养目标、课程体系、教师队伍、产学研合作等方面进行改革与创新，以促进人才培养质量的全面提高［3］。对于计算机专业，工程教育专业认证标准给出了详细的专业分类，并对每个细分专业的具体要求进行了规定，旨在要求相应专业培养出的学生，不仅具有扎实的专业素质，更重要的是要有提出问题并解决问题的实践能力。现阶段，计算机相关专业的毕业生并不能满足企事业单位对计算机相关专业人才的要求，导致这一问题的主要原因是高校的工程教育与企业需求存在着较大的差异［4］，高校没有足够重视学生工程实践技能的培养，而是更偏重与理论教学。这就要求高校进行教学体系改革，不仅要重视理论知识的教学，还要重视学生提出问题并解决实际问题的实践能力的培养［5］，提高培养学生工程实践技能的实践课程的比重。《计算机组成与体系结构》作为计算机专业的核心课程，其内容贯穿于整个计算机专业理论与实践系统，以工程教育为目标重新建立能适应新形势下的满足工程认证标准要求的《计算机组成与体系结构》课程体系势在必行，也是从事《计算机组成与体系结构》教学研究的教育工作者亟待解决的问题。

2 我校《计算机组成与体系结构》课程建设现状与问题

我校《计算机组成与体系结构》课程是计算机学科各专业的核心课程，经过多年的不断探索与改进，现阶段已经形成了相应的课程建设体系。目前，《计算机组成与体系结构》课程建设具有一定的优势，这需要继续保持并发扬，当然也存在着不足，这就需要我们不断进行探索与改进。

《计算机组成与体系结构》课程建设中需要我们继续保持并发扬的优势有：

2.1 教学团队基本稳定

目前，该课程的师资配备从数量与质量上都达到一定的要求，形成了一支良好的教学团队。该团队现有教授1人，副教授3人，讲师2人，高级实验员1名，初级实验员1名，共同建设《计算机组成与体系结构》的理论课和实践课。

2.2 注重教材改革

针对本校学生的实际情况，结合上课经验，撰写符合本校学生特点的教材。首先我们将“计算机组成原理”与“计算机体系结构”两门课合并，编写了21世纪高等学校规划教材《计算机组成原理与系统结构》，接着，面向工程类院校，由安徽省几所高校教师联合编写《计算机组成与体系结构》，被评为安徽省高等学校“十二五”省级规划教材。

2.3 实践教学比重加大

最近几年，该课程的理论课时不断减少，实验课时不断加大。表1详细说明了该课程理论课与实践课课时数的变化，可以很明显的看出目前该课程的实验课时增加了一倍，而且新增加了一门实践教学课程，即课程设计，其课时数也在不断增加。

表1 《计算机组成与体系结构》理论课与实践课课时数变化表

根据《计算机组成与体系结构》课程实际的教学工作，从以下几点总结该课程建设存在的不足，这些不足需要我们在该课程建设研究中去克服。

（1）现代工程教育认识上的差距

授课教师本身缺乏工程意识，或工程实践经验，搞不清科学、技术与工程三者关系。目前的一般性实验大都是验证性实验，不能代替工程实践。理论的系统概念与工程系统实践脱节。

（2）课程体系与现代工程教育目标的差距

由于现代工程教育并未全面性的普及，教育者与受教育者的工程素质平均水平较低，导致原有课程设置及教学大纲与现代工程教育脱节；工程教育相关教材匮乏；实践环节设置不尽合理，缺乏工程实践；工程实践案例教学缺乏等。

（3）实践方法和平台的缺乏

目前，该课程的实验内容大多都是验证性实验，实验平台也受技术限制，实验室无法提供工程实训的平台，从而缺少工程实践实验项目，缺少系统设计、开发的实践环节。而且，实验平台使用的硬件设备容易损坏，维修不方便。先理论课后实验课的教学方法，也导致理论与实践不能紧密的联系。

（4）教师工程能力普遍较低和不全面。

从教师本身的角度来说，教师普遍缺乏工程意识，基本没有工程经历，更不用说工程实践经验了；从教学团队来说，工程教学团队意识、精神和能力都不强。

3 面向工程教育认证的课程建设

针对目前《计算机组成与体系结构》课程建设现状，发扬优势，克服不足，从以下几个方面进行课程体系建设：

3.1 课程组的建设

教师是课程教学的组织者与实施者，教师的素质决定课程的教学质量。一支德才兼备、结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的高素质教师队伍，是课程建设的必要基础。

工程教育认证的提出，对教师队伍的素质又有新的要求。目前教师队伍普遍缺乏工程经历，这就严重影响工程教育质量，进而影响高校工程教育认证的进度。高校需要高度重视工程教育认证，为教师提供学习和实践的机会，增强教师的工程意识和工程能力。《计算机组成与体系结构》课程组的教师应抓住学校提供的学习和实践的机会，增强自身的工程意识和工程技能，也应主动创造机会到相关产业和领域的生产第一线参与工程实践活动，提高自身的工程实践能力，积极与产业界合作，聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员到学校兼职授课，在原有教师团队基础上建立一支具有较强工程意识和工程能力的稳定的教师团队。

3.2 教学内容的建设

明确的改革和建设目标是搞好课程建设的动力和活力。教学内容是一门课程的整个教学活动的核心，有特色的丰富的教学内容能体现出一门课程的特色，因此，教学内容建设是整个课程建设的重点。《计算机组成与体系结构》课程的教学内容不仅包括理论教学内容，还包括实验教学内容，两者缺一不可，而且要紧密的有机结合。所以，在进行教学内容建设时，不仅要优化教学内容，还要将理论与实验有机结合起来。

优化教学内容：在教学内容的建设上将更加注重学生动手实践能力的培养，充分了解国内外同类课程及课程所反映的学科背景的发展动向，将课程建设的目标瞄准国内先进水平。教学内容建设的预期成果是经过教学内容的优化形成先进的、完善的教学条件和教学规范，包括课程的教学大纲、教材、辅助资料及授课、作业、实验、设计、考核等各个教学环节的全面优化。

理论与实验有机结合：重视实验教学内容的完善和改革，将理论与实验彻底结合，理论指导实验，实验带动理论。最终形成先理论后实验，由实验验证理论；先实验后理论，由理论解释实验现象的理论与实验有机结合的教学体系。

3.3 教学方法的建设

基于 CDIO（Conceive－Design－Implement－Operate，构思－设计－实现－执行）理念的工程教育模式是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、有机联系的方式学习工程。

《计算机组成与体系结构》有其自身特点，由于开发工艺的限制和硬件平台的限制，生产实际产品在教学中有很大困难。但是我们可以基于CDIO理念，通过虚拟仿真平台，实施工程教育模式，让学生边做边学，培养学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面的有效发展。虚拟仿真平台的应用可以缓解第一课堂的压力，而且可以提高学生第二课堂的自我学习和自我探讨问题的能力。

3.4 人才培养的建设

《工程教育专业认证标准（试行）》要求学生必须达到以下8项基本要求：具有人文素质、社会责任感和职业道德，能应用数学、自然科学、经济管理知识解决问题，具有专业理论、知识、实验技能、工程实践等专业知识与能力，文献与资料获取能力，懂得专业相关法律法规、认识工程对客观世界和社会的影响，具有组织管理、交往能力以及团队能力，终身学习能力和国际视野、交流、竞争与合作能力。根据这8项基本要求，我们总结出面向工程教育的人才培养目标是培养出理论知识丰富、工程实践技能过硬的综合型人才。

《计算机组成与体系结构》是计算机相关专业的核心课程，起着承上启下的作用。针对面向工程教育的人才培养目标，结合我校《计算机组成与体系结构》的课程实际特点，我们应该在制定该课程培养计划时邀请企业、行业专家参加，以便更好地满足产业界对专业人才的培养要求；在该课程理论教学和实践教学环节充分体现与生产实践、社会发展需要相结合的特征，重视学生职业技能和主动学习能力的训练和培养；该课程的教学内容和教学方法要面向工程实际，更多地采用案例分析、综合设计、小组学习、项目训练等形式，培养学生主动学习和团队合作能力，提供学生工程意识和技能；完善该课程的实验教学内容，减少验证性实验，增加综合设计性、研究创新性实验，重点培养学生的综合实践能力和创新精神。

4 总结

《计算机组成与体系结构》作为计算机各专业的专业核心课程，在计算机相关专业课程中起着承上启下的作用，经过多年的不断探索与改进，该课程建设已经具备一定的优势，但是随着工程教育认证的开展，工程教育认证对人才培养目标、课程体系、教师队伍、产学研合作等方面的新要求，我们迫切地需要对《计算机组成与体系结构》进行课程改革，以适应工程教育认证的需求。工程教育专业认证制度的建立，将是我国高等教育改革和制度创新的一项重要举措。通过工程教育专业认证，必将加强高等工程教育与工业界的关系，促进专业教育与企业的有效接轨，是中国高等教育进入国际就业市场的“通行证”，对保障高等工程教育质量具有重要的意义。本文先分析了我校现阶段《计算机组成与体系结构》课程建设的优势以及不足，其优势我们应该继续保持并发扬，并通过改革克服不足之处，然后针对工程教学认证的新要求，从课程组建设、教学内容建设、教学方法建设和人才培养建设四个方面分别详细阐述面向工程教育认证的《计算机组成与体系结构》课程建设的具体实施策略。工程教育认证是挑战，也是机遇。高等学校应以工程教育专业认证为契机，对照认证标准查找自身存在的问题域劣势，从人才培养目标、课程体系、教师队伍、产学研合作等方面进行改革与创新，以促进人才培养质量的全面提高。

［1］陈文松.工程教育专业认证及其对高等工程教育的影响［J］.高教论坛，2011（7）：29－32.

［2］张志英，张彦通.关于建立我国工程认证制度的几点思考［J］.科技导报，2004，22（0407）：46－48.

［3］程华东.课程建设要抓好五个环节［J］.高等农业教育，1999，3：63－65.

［4］张宁.从工程教育专业认证目标探讨计算机专业教学改革方向［J］.时代教育，2011（1）：51－51.

［5］赵晴.加强课程建设切实提高教学质量［J］.高等理科教育，2001（6）：75－78.

［6］凌波.浅论应用型本科院校提升毕业生就业能力的途径［J］.合肥师范学院学报，2013，31（6）：130－132.