电子专业基于典型电子产品生命周期课程体系的构建

□廖建文　彭永杰　梅容　芳孙鸿

电子专业基于典型电子产品生命周期课程体系的构建

□廖建文彭永杰梅容芳孙鸿

根据电子专业岗位分析和培养目标，选择学习载体--典型电子产品，剖析载体，以载体生命周期为主线构建专业的课程体系，基于电子产品整个周期的学习完成培养学生的专业能力、职业能力和社会能力。注重课程项目之间的关联，通过产品的实践构建知识和能力体系，使学生对电子产品生命周期过程有一个较清晰的认识。

典型电子产品；课程体系；工程教育

建构主义学习理论认为，人们有意义的真正学习应由个体已具有的经验和已现存的文本、理念，从周围的环境中获得信息，并与已存的信息相结合，然后建构属于个体自我的新的知识结构，即自我构建［1］。职业教育课程是按照工作知识在工作过程中的表征方式来为学生提供知识，其功能是要把学生导向工作体系。

宜宾职业技术学院电子专业课程改革，首先选择教学载体——典型电子产品，对它进行解剖分析、思考设计制作、产品后期运行等过程，涵盖了高职电子专业所需的知识和技术［2］。把它作为教学载体，彻底打破传统的课程体系，以载体的构思、设计、制作、运行为主线重组项目课程［3］。通过对典型产品的构思、设计、制作、运行全过程的学习，从而完成对应电子专业的主要岗位的知识、技能的学习和培训。

根据本专业人才培养目标，结合宜职院〔2014〕43号指导意见，坚持“能力本位”的课程观，注重课程体系的系统性、实践性，通过对利益相关者对职业资格标准、职业岗位（群）的任职要求专业人才成长特点、职业能力形成规律等方面的调查和对职业岗位知识、技术能力、素质的分析，确定了本专业人才定位和培养目标［4］，基于CDIO大纲和选取典型电子产品解构实际项目重构为课程项目，根据产品生命周期设计课程项目结构和顺序转换为一体化课程体系［5］，如图1所示。

图1　课程体系开发模型图

一、电子专业职业领域及培养目标

（一）电子专业岗位群

电子专业岗位群主要为电子产品设计类岗位群、电子产品实现类岗位群、电子产品运行类岗位群。其中典型工作岗位为技术员、绘图员、工艺员、装配员，其中又将技术员岗位细化为单片机技术员与FPGA技术员；单片机技术员（辅助工程师）的核心职业能力为单片机系统设计与编程技术；FPGA技术员（辅助工程师）的核心能力为FPGA系统设计与编程技术。对于绘图员与工艺员，其核心职业能力为PCB原理图绘制与布局布线；装配员的核心职业能力为元器件焊接、产品安装调试。

（二）电子专业典型工作任务

通过实地走访电子信息企业、回访毕业生及与实践专家座谈和交流，对电子专业群主要工作岗位工作任务调查分析，整理、分析、归纳和抽象出本专业的产品设计、产品生产与加工、产品安装与调试、质量检验与售后服务和其他几个方面主要工作岗位，其对应的具体任务、岗位的知识、能力及素质见表1。

（三）人才培养目标

通过对电子专业主要岗位分析及分解得到工程职业教育的典型工作任务所需的专业技能、专业知识和职业素质，提出了本专业的培养目标：本专业培养拥护党的基本路线，德、智、体、美等全面发展、具有良好的职业素质和文化修养，适应电子信息行业发展需要，掌握电子信息技术理论和应用技术，具备对电子信息产品进行检测及维护的能力；具备对电子产品进行分析、初步的设计能力；具备独立解决生产现场实际问题能力。从事电子行业的管理产品生产过程、检测产品质量、维护电子设备、营销电子产品和初步设计电子产品、制作电子产品等岗位工作的高素质技术技能人才。

表1　典型工作任务分析表

二、电子专业课程体系的构建

电子专业根据电子信息行业发展和人才需求的分析，结合对典型岗位知识、技能、素质等要求的调查和研讨结果，电子专业目标为本专业教师从事教育教学活动提供了依据，为学生学习提供指南。

建构主义认为学习应发生于真实的学习任务中，学习者理解、构建知识受学习环境的影响［6］，教师就创造环境，模拟电子产品整个生命周期的过程还原于课堂，展示给学生。如何选择教学载体，能否包含电子专业培养目标是关键。

（一）电子专业课程体系的载体选择

智能小车是目前使用较多的测控对象，智能小车是集微处理器技术、传感技术、信息处理技术等多种于一体的综合系统，在市场的公共资源充足，在工业、军事、医院、家庭等各种领域有着重要的作用，其生命周期包含了电子专业的专业知识和专业技能。智能小车有着强大扩充功能并能满足各个层次学生的学习需要，还能在原来基础上维护升级和重复利用，满足学生学习操作。学生通过完成一个典型电子产品的“CDIO”工程教育的构思、设计、实现和运行四个过程，起到从“特殊”到“一般”，以点带面，激发兴趣，获取工作经验，提升学习效果。因此，确定将智能小车作为专业课程体系的主要载体。

借鉴逆向工程的基本原理，将典型智能小车作为课程的载体进行解构，分析智能测控小车的结构、功能及生产流程，形成对应的项目，将项目所包含的知识、技术与专业培养要求进行分类整合，提炼成符合认知规律的课程项目（模块），构建出对应的教学活动，如图2所示。进一步对教学活动的梳理和整合，构建为对应的专业课程。

图2　基于智能小车为载体的教学活动构建图

（二）专业课程体系构建方法

根据电子产品的生命周期，结合人类的认知规律和个人职业形成特点，教学活动分解为五个层次，分别为2个一级项目、8个对应的二级项目及十几个三级（课程）项目，形成由基础课程、专业课程及专业拓展课程、素质课程4个部分组成的专业课程体系［7］，构建出课程体系如图3所示。

图3　专业课程体系结构图

专业课程体系的实施参照工程教育CDIO大纲，围绕职业能力的形成，以职业发展为目的，将专业基础知识与个人逻辑思维能力、专业技术能力、团队合作与沟通能力和企业的工程理念融入项目中［8］。

CDIO项目按工程教育模式划分为三级［9］：一级项目为包含本专业主要核心能力要求的项目；二级项目为包含一组相关核心课程的知识、能力要求的项目；三级项目为单门课程（模块）。

一级项目确定原则：面向实际、面向工程；知识涵盖专业内容；考虑学生的知识水平和实际能力；便于课堂实施。一级项目又是初级引导项目，贯穿整个课程体系，选择智能测控小车作为载体。

二级项目：由体现“工程化、产品化”CDIO模式特点的五个模块构成，每个模块由2～3门课程支撑，其中构思以“典型电子产品剖析”项目实现，设计以“电子电路模块设计”项目实现，实施以“电子系统设计”项目实现，运作以“电子产品市场运作”项目实现。

三级项目分解在各门课程（模块）中，由各门课程（模块）相对独立的完成初级引导项目中的部分内容。

整个课程体系改变了原来以学科为主的课程体系结构，课程由项目构成，每个课程本身并不强调知识的系统性，注重课程之间的关联，专业课程的实施要求学生能有阶段性成果或产品，整个专业课程体系的实施使学生完成产品的构思、设计、实现和运行的工程教育过程，使学生对产品的生命周期有一个较清晰的认识。

三、课程设置

（一）公共课程设置

本专业公共课程包括基础知识课程和思政及素质教育课程，如图4所示。

图4　公共课程设置图

本专业公共课程在建设过程中，重点根据电子专业人才培养目标及专业后续课程教学要求开发课程教学内容，如应用文写作主要偏重电子信息类技术文档写作方法，工程数学根据电子信息工程技术专业课程相关计算要求选择教学内容，车间英语教学内容重点在电子信息行业常用英语单词、句型，电子产品英文说明书阅读和日常口语等，使得公共课程与专业很好对接，能为专业学生学习后续专业课程奠定良好的基础。

（二）专业课程设置

电子专业课程体系由2个一级项目组成，第一个一级项目为一个智能小车测试系统，贯穿专业培养全过程，包含本专业主要知识和技术能力，创造模拟在企业和社会环境中实际产品的构思、设计、实现和运行过程；另一个一级项目为自选项目（毕业设计题目），是对第一个一级项目进行加强和拓展。

二级项目为一级项目的子项目，包含工程导论、基础素质、整机分析、模块制作、电路模块设计、整机装调、产品运行、拓展与创新共8个项目。

三级项目为课程（模块）项目，在整机分析模块中以电子工程设计导论为基础，遵照职业道德和工程规范培养学生，教会学生正确使用工具和按要求程序进行设备装配、按标准焊接电子设备，正确识读电子路图进行和有效分析电路功能；在电路模块设计中教会学生基于单片机应用系统或FPGA的小型应用系统的设计功能电子部件，训练学生使用软件设计PCB图和编程的能力；在模块制作模块中，带领学生按规范利用设备，制作PCB版及对电子产品的工艺管理，训练学生编制电子产品工艺文件。

其项目课程之间的先后关系如图5所示。各级项目与专业能力要求对应见表2。

电子产品产品生命周期、技术开发、市场信息、市场策略在学院电子爱好者协会活动中强化；电子产品技术文件、商标设计、整机造型在院级、省级、国家级电子设计竞赛活动加强。

图5　项目课程设置相互关系示意图

表2　构建“工程化、产品化”课程项目与工程技术能力表

在实施过程中，为了能让构思、设计、实现和运行四个环节的课程能得以顺利运行，建立和完善基于CDIO四个环节的实验室和对应的校外实习基地，特别是职业院校层次专业侧重在设计、实现方面，为学生毕业后走向专业较对口的岗位奠定基础。

在设计类课程方面，除了模拟岗位在实验室完成外，还需深入企业，把企业真实项目的电子部件的设计引入课堂，按企业要求完成任务，由企业兼职教师测评学生成绩；在实现类课程PCB的设计与制作、元器件装配等课程中，除了在专业实验室的练习外，还要按企业对工艺要求完成产品制作及装配，真正落实“工程化、产品化”。

四、课程体系改革的特色与创新

（一）电子专业基于典型电子产品生命周期课程体系构建，总结专业多年的人才培养经验，形成特色：

1.以工程教育为背景，以典型电子产品作为学习的载体，将工程职业的特征用于职业教育，形成“工程化、产品化”CDIO的人才培养模式；

2.项目（模块）化课程。以典型电子产品及其生命周期作为课程的载体，改变了传统的以学科为主的课程体系结构，专业课程以项目（模块）实施，课程项目不强调知识的深度和完整性，但注重课程项目（模块）之间的关联，使学生对系统、工程有一个较全面的认识，通过典型电子产品的学习实践构建知识体系；

3.教学实施强调工程背景，即强调把工程教育作为背景而不是内容是教学，要求教师要有工程背景、教学环境模拟工程环境；

4.基于实践的“做中学”教学方法，即以学生为主体，学生主动基于经验的学习，教师引导和协助学生解决问题。

（二）电子专业基于典型电子产品生命周期课程体系构建具有以下创新点：

1.探索出了适合高职工程类专业的高技能人才培养模式。以就业为导向，以工程教育为背景，以典型电子信息产品作为学习的载体，将工程职业不变的特征用于教育，借鉴CDIO工程教育模式形成的“工程化、产品化”CDIO人才培养模式，较好地解决了教学、科研、生产实践相结合。

2.建立了以产品为载体的项目课程体系。以典型产品为载体，将其解构成实际项目，根据专业培养目标所需的学习效果重构形成课程项目，将课程项目与教育教学规律结合形成项目之间相互关联而成系统的项目课程体系，打破了传统的课程结构，课程项目不强调知识的深度和完整性，但注重课程项目之间的关联，使学生对系统、工程有一个较全面的认识，通过产品的实践构建知识体系，为学生提供了一种学习经验，并形成相应的课程标准。

3.探索并实践了以学生为主体，以项目为载体的实践体验式“做中学”教学模式。根据建构主义的学习观，以学生为主体，以项目为载体，并将技能竞赛与教学有机结合，极大地把课堂还给了学生，也改变了教师的教学观，真正使学生“做中学”，在做中建构属于自己的知识体系和经验，提高了学生做事、做成事的能力，较好地契合了《国家中长期教育发展改革和规划纲》中提出的“注重学思结合、注重要知行统一”。

［1］［6］高文，徐斌艳，吴刚.建构主义教育研究［M］.北京：教育科学出版社，2009：28-31，387-394.

［2］石伟平.实践导向职业教育课程研究：技术学范式［M］.上海：上海教育出版社，2008：31-36.

［3］［5］［8］顾佩华，陆小华.CDIO工作坊手册［M］.汕头：汕头大学出版社，2008：30-32.

［4］陈挺.基于产品生命周期的应电类专业课程体系构建［J］.电子制作，2013（12）：100.

［7］黄明清，李春明.高职CDIO培养模式的应用［J］.职教论坛，2012（5）：53-54.

［9］查建中，何永汕.工程教育的三大战略［M］.北京：北京理工大学出版社，2009：55-59.

责任编辑王国光

廖建文（1964－），女，四川宜宾人，宜宾职业技术学院副教授，研究方向为高职人才培养模式、课程改革；彭永杰（1983-），男，河南驻马店人，宜宾职业技术学院讲师，研究方向为嵌入式系统开发；梅容芳（1981-），女，重庆奉节人，宜宾职业技术学院副教授，研究方向为电子与通信工程教学；孙鸿（1976-），男，四川宜宾人，宜宾一体化研究所工程师，研究方向为天然气流量计算机系统。

四川省教育厅培养质量和教学改革（重点）项目“CDIO在高技能人才培养中的研究应用与实践—以电子信息工程技术专业为例”（编号：P09540），主持人：黄明清。

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