工程教育专业认证背景下光电专业物理光学教学探讨

贾宏志+郑继红+徐伯庆

摘要：在简要介绍工程教育专业认证的核心理念和基本要求的基础上，针对光电信息科学与工程专业的物理光学课程，从课程教学目标的设计、工程素养的培养、课程评价机制的建立等三个方面如何使物理光学课程教学适应工程教育专业认证的要求。

关键词：工程教育专业认证；光电专业；物理光学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）01-0160-02

一、工程教育专业认证的意义

中国经济经过三十年的高速增长，已进入经济“新常态”的发展时期，其发展特点一是从高速增长转为中高速增长；二是经济结构不断优化升级，发展成果惠及更广大民众；三是从要素驱动、投资驱动转向创新驱动。为此，我们需要培育和催生经济社会发展的新动力，推动大众创业，万众创新。经济新常态对高等教育工作提出了新的要求，那就是更加注重提升人力资本素质，更加注重科技进步和创造创新。为此，政府以促进教育公平发展和质量提升为目标，加大对教育的投入，加快高等教育强国的建设步伐，提出到本世纪中叶实现从高等教育大国到高等教育强国的历史性跨越。通过工程教育专业认证，可以促进我国工程教育改革，进一步提高工程教育质量；可以密切工程教育与工程界的联系，提高工程教育人才培养产业适应性；可以促进工程教育的国际交流，实现国际互认。

二、工程教育专业认证的理念和基本要求

工程教育专业认证是由工业界行业协会、专业学会与工程教育界联合实施的对高等学校的工科专业进行的专门性认证，其目的是为工程专业人才进入行业的工程教育提供外部质量保证。工程教育认证是一种合格评估，不分等级，认证通过意味着该专业的全体学生都达到毕业要求。

工程教育专业认证的核心理念包括以下三点：一是以学生为中心，要求教学设计以学生知识、能力、素质达到既定标准（毕业要求）而设计；师资、课程等教学资源配置以保证学生学习目标达成为导向；质量保障与评价以学生学习结果为唯一标准。二是结果导向教育（outcome based education，OBE），即根据行业需求确定培养目标，将培养目标具体化为毕业要求，所有的教学环节均围绕毕业要求的达成而设计。三是持续改进，要求建立合适的评价机制和评价周期，每一个教学参与者都要对培养目标、毕业要求、教学环节等进行评价，并将评价结果用于改进。

工程教育专业认证尽管鼓励各个高校根据自己的办学特色制定各具特色的各专业培养目标和毕业要求，但2015年最新版“工程教育认证通用标准”中规定各个专业制定的毕业要求应完全覆盖以下12个方面的内容：

工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

三、光电专业物理光学教学改革思路

工程教育专业认证的实施过程首先是检查培养目标和毕业要求是否合适，然后是看整个教学环节是否是围绕培养目标和毕业要求的达成而设计的，是否有合适的评价机制对毕业要求及各个教学环节进行持续改进，最后是检查是否有足够的证据证明以上各个环节的实施是有效的而且是该专业针对所有学生的。因此，根据工程教育专业认证的要求，对现有光电专业物理光学的教学需要注意以下几个方面：

1.课程教学目标的设计：按照工程教育专业认证的要求，课程教学目标必须支撑一个或数个毕业要求，而且本课程对哪些毕业要求是强关联，哪些是弱关联也必须明确。一般来说，一门课仅支撑一个毕业要求太单一，但也不宜支撑太多毕业要求，因为对毕业要求的支撑要体现在课程的考核内容中，支撑太多的毕业要求会对课程的考核带来麻烦。按照对12项毕业要求的详细解释，物理光学作为光电专业的一门专业基础课，主要以光的电磁理论为理论基础，讲授光的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性，光的吸收、色散、散射等现象，使学生对光学的基本概念、基本原理、典型光学系统及波动光学技术的应用有较为深刻的认识，因此至少应该支撑工程知识、问题分析、研究等毕业要求。同时，作为专业基础课，它对毕业要求中复杂工程问题的解决、分析和研究应该是初步的。物理光学需要较强的数学知识，同时它又是光电专业其他专业课的基础，起着承上启下的作用，因此在这门课程中应该初步培养学生通过各种运用各种信息技术工具查找相关专业资料并完成部分内容的自学的能力，即部分支撑运用现代工具和终身学习的毕业要求。对其他毕业要求的支撑，可以根据每个学校的特色适当选择。

2.工程素养的培养：工程教育专业认证强调实践教学，注重学生工程素养的培养，主要体现在以下几个方面：一是培养目标、毕业要求和课程体系的制定要有企业人员参与；二是在工程认证通用标准中毕业要求部分特别强调学生研究、分析和解决复杂工程问题的能力，并要求以此为标准贯穿于教学的各个环节。物理光学本身的内容偏重理论，这就要求在教学过程中在注重理论学习的同时，还要强调对学生工程素养的培养。在教学过程中可以通过以下几点来达到工程教育专业认证的要求：一是重视理论推导过程中的目的、结论和适用条件的讲解，让学生从宏观上把握为什么要如此推导，得到的结论有何意义，这些结论的适用条件是什么。这种在为达到某种目的在一定条件下利用所学知识分析问题并得到相应结论的过程实际上就是一种工程素养。二是注重理论联系实际，多讲一些物理光学在科学研究和生活实践中的应用，例如干涉测量原理及各种干涉仪的应用等。三是适当增加实验，并合理设计实验。作为专业基础课，物理光学需要一些验证性实验以增强学生对理论部分的理解，也需要一些设计性实验，鼓励学生运用课堂所学理论知识解决一些实际问题，从而达到提高解决实际问题能力的目的。针对工程教育专业认证要求的“复杂工程问题”，设计性实验中可以尝试多个知识点结合设计实验，逐步培养对“复杂工程问题”的分析、研究和解决能力。

3.课程评价机制的建立：按照工程教育专业评估的要求，需要在一定时间周期内进行毕业要求达成度评价，评价的基础是每门课程的考核结果。一门课程支撑若干毕业要求，这门课的考核内容是否完整体现了对相应毕业要求指标点的考核、考核形式是否合适、结果判定是否严格等就是这门课程达成度评价的最基本依据。因此，必须根据本门课程支撑的毕业要求合理设计考核形式以及考核内容。最后，课程达成度的评价结果作为进一步完善该课程今后教学计划的依据。

参考文献：

[1]罗正祥.工程教育专业认证及其对高校实践教学的影响[J].实验室研究与探索，2008，（06）：6-8.

[2]牛红梅，汪广恒，张亚婷.以工程教育专业认证为导向的化工专业改革探析[J].技术与创新管理，2012，（03）：98-101.

Under the Background of Engineering Education Professional Certification Photoelectric Professional Physical Optics Teaching

JIA Hong-zhi，ZHENG Ji-hong，XU Bo-qing

（School of Optical-Electrical and Computer Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China）

Abstract：The brief introduction of the engineering education professional certification，on the basis of core idea and the basic requirements for the optical information science and engineering of the physical optics course，from the design of the teaching goal，the cultivation of engineering quality，the establishment of the curriculum evaluation mechanism three aspects，such as how to make the physical optics teaching to meet the requirements of engineering education professional certification.

Key words：engineering education professional certification；photoelectric professional；Physical optics