基于OBE的电子信息类工程人才培养模式的探索与实践——以大连民族大学为例

李厚杰，张俊星，刘忠富，周 瑜，吴宝春，李 婷

(大连民族大学 信息与通信工程学院，辽宁 大连 116605)

2016年6月，中国成为了《华盛顿协议》正式成员，标志着中国工程教育开始走进世界舞台中央，中国工程教育认证得到国际认可[1]。工程教育认证工作以建立工程教育的质量监控体系为目标，全面推进工程教育改革，促进工程教育与企业界的联系，增强工程教育人才培养对产业发展的适应性，代表着中国工程教育改革和发展的方向[2-3]。成果导向教育(Outcome-Based Education, OBE)是一种先进的工程教育理念，具有比较完整的理论体系，在美国、英国、加拿大等国家成为了教育改革的主流理念，美国工程教育认证协会(ABET)全面接受了OBE理念，并将其贯穿于工程教育认证标准的始终[4]。民族院校工科类专业以工程教育认证标准为导向，基于OBE理念积极开展专业工程教育改革，全面提升人才培养质量，重要性尤为突出[5-7]。但是，一方面民族院校少数民族学生的生源地多为边远民族地区，地域教育差异大，少部分学生基础相对薄弱[8-9]，为民族院校工程人才培养带来了挑战；另一方面，现有培养模式还存在复杂工程问题能力达成途径单一和不充分、非技术因素的融合不深以及质量评价机制不够完善等问题。如何在工程教育中建立基于OBE理念的人才培养模式，深入培养学生复杂工程问题能力以及非技术能力，是摆在教育工作者面前亟待解决的问题。本文以大连民族大学电子信息工程专业建设为例，改革传统人才培养模式，创新人才培养机制，研究并探索基于OBE理念的电子信息类工程人才培养新模式，多元化培养学生解决复杂工程问题的能力以及非技术因素能力，进而有效提升工程人才培养质量和就业竞争力。

1 基于OBE理念的人才培养模式构建思路

借鉴国内外有关研究理论与成果，明确基于OBE的工程教育人才培养模式的内涵与外延。基于对各方利益相关者调查，结合本专业发展趋势、国家标准、行业标准以及国家发展战略、地方经济和民族地区发展需求等，论证本专业的使命、愿景、目标以及实施这些目标所需要的知识、能力和素质，确定培养目标、毕业要求(培养标准)。依据培养目标和毕业要求，逆向设计课程体系，形成课程能力匹配矩阵。建立课群以及教师团队，以课程目标达成为导向，实施OBE理念课堂教学，并有机融入先进教学方法和教学手段。建立“复杂工程问题”能力达成教学体系，切实培养学生复杂工程问题解决能力。构建多元化评价机制和持续改进机制，形成工程人才培养质量保障体系。基于OBE理念的工程人才培养模式如图1。

图1 基于OBE理念的电子信息类工程人才培养模式

2 基于OBE理念的人才培养模式构建与实践

2.1 构建和优化基于OBE的人才培养方案

人才培养应以国家发展战略、行业发展需求以及社会发展需求为准绳，避免高校人才培养和社会需求相脱节。为此，深入研究国家发展战略，对电子信息类行业以及地方经济、民族地区经济发展需求进行深入调研，并依托专业“毕业生跟踪反馈和分析平台”，对应届毕业生和1 000余名五年内往届毕业生进行跟踪反馈调查，分析工程人才培养的制约因素、关键原因以及人才需求特征。依据分析结论，确立了研究型、产品开发及工程实施型、生产维护型“三型工程师”多元化层次性工程人才培养类型、培养标准以及培养目标，实施层次性人才培养，体现了以学生为中心的培养理念。

以培养目标达成为目的，以工程教育认证毕业要求通用标准为依据，结合目标达成所需的知识、能力、职业素养三个方面，并遵循明确的、可衡量、可评价的原则，从工程知识、问题分析、设计开发解决方案、研究现代工具、使用现代工具5个技术要求以及工程与社会、环境与可持续发展、职业规范、个人和团队、项目管理以及终身学习等7个非技术要求，制定了专业12条毕业要求，并结合横向切分和纵向切分的原则，细化为34项毕业要求指标点，使其可衡量、可评价，明确学生毕业时应该达到的知识、能力和素养，有效支撑专业培养目标。

2.2 设计OBE理念的课程体系

以专业培养目标和毕业要求达成为导向，遵循“逆向设计”原则，同时考虑国家专业标准，设置数学与自然科学类课程、工程基础类课程、专业基础类课程、专业类课程(包括企业类课程)、工程实践和毕业设计环节、人文社会科学类通识教育课程。在设置时，明确各门课程对于实现预期“毕业要求”的贡献及程度，形成课程能力匹配矩阵。根据课程能力匹配矩阵，将毕业要求指标点有机融入各类课程，全面修订各课程大纲。

在课程大纲修订时，依据课程性质以及对相应指标点的贡献度，设计明确的课程目标，使课程目标与支撑的毕业要求指标点有效匹配。依据课程目标，从知识单元、对应的知识点、支撑的预期学习成果、对应的课程目标、实施方式等方面，设计教学内容和教学安排。课程考核评价中，要体现过程性评价和终结性评价相结合、理论性评价和实践性评价相结合、知识评价和能力评价相结合的“三结合”原则，切实反映课程教学内容的实施，考核评价能够有效证明课程目标的达成。由此，课程目标“成果”达成，意味着课程支撑的毕业要求(指标点)“成果”达成。所有课程的课程目标达成，意味着毕业要求的达成。

2.3 实施OBE理念的课堂教学

专业课程目标、毕业要求、课程体系的设计属于顶层设计层面，而课堂教学是落脚点，如果不能够在课堂教学中进行精准落地和有效实施，顶层设计就成了“空中楼阁”。为此，紧紧围绕课程目标和教学内容，精心设计教学，有机融入先进教学方法和教学手段，注重形成性评价，让知识、能力、素质培养切实落地。

为提升OBE课堂教学的教学质量和教学效果，构建了基础电子技术课群、信息处理课群、应用电子技术课群、软件技术课群“四大课群”，并围绕课群，建立与工程教育相适应的教学团队。教学团队围绕OBE教学理念，深入研讨课堂教学的共性问题，交流改革经验，并在课堂教学中以知识内化和能力本位为主线，实施教学设计，深入开展以学生为中心、以知识能力深度融合为重点的课堂教学，切实实现从灌输课堂向对话课堂转变、从知识课堂向能力课堂转变、从重教轻学向教主于学转变、从重学轻思课堂向学思结合课堂转变。同时，注重创新教学方法和教学手段，实施CDIO(Conceive，Design，Implement and Operate)、以问题为基础的教学法(Problem based Learning，PBL)、探究式学习、基于项目的学习、案例教学、发现式学习、适时教学等教学方法，注重在构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运行(Operate)现实世界的系统和产品过程中学习工程理论，系统设计和创新实践，使学生的独立人格、知识结构、专业素质与综合能力得到全面的提升。

2.4 构建“三层两翼”分层递进式复杂工程问题解决能力培养体系

在工程教育认证体系中，毕业要求12条通用标准中，有8条标准涉及复杂工程问题，建立“复杂工程问题”能力达成教学体系十分关键。明确“复杂工程问题”的特征内涵与外延，以毕业要求二级指标点中“复杂工程问题”能力课程支撑为导向，构建“三层两翼”多维载体层层递进式“复杂工程问题”能力达成教学体系。即以基础课程群、专业核心课程群以及实验课程群构成“意识培养平台”；以课程设计、实习实训环节构成“实践提高平台”；毕业设计环节作为“综合提升平台”；以太阳鸟科研项目、大学生创新创业训练项目、工作室课题等作为“左翼强化”；电子技术竞赛、微机化产品设计竞赛、各类省部级国家级学科竞赛等作为“右翼强化”，从而形成“三层两翼”多维载体的复杂工程问题解决能力达成教学体系。

大连民族大学电子信息工程专业立足于“三层两翼”多维载体的能力达成教学体系，在理论课程中增加和引入平时测验或阶段性测验、项目自学环节、仿真软件设计环节、研究报告以及综合训练项目等；在单片机系统课程设计、毕业设计、生产实习等集中实践环节，引入项目化教学管理模式，通过项目复杂工程问题系统解决方案提出、方案论证中的成本核算、安全、节能和环境保护以及实践活动对社会、文化、可持续发展、团队精神、交流沟通、项目管理等元素的引入，有意识培养学生对“复杂工程问题”的分析和解决能力，并在项目设计、开发或综合训练中有意识融入“非技术因素”。

2.5 建立多主体多元化评价机制和持续改进反馈机制

以形成性评价与总结性评价相结合、定性与定量相结合为原则，以任课教师、课程负责人、专业负责人、评价小组组长、学校质量评价中心以及毕业生、企业为主体评价人，构建由课程目标、毕业要求达成和培养目标达成三个层次组成的达成评价体系，实现多主体多元化教学质量评价机制。在各个教学环节建立教学反馈制度，实施多元化课程目标达成和毕业要求达成评价，并以此建立课内循环和校内循环持续改进机制。同时，利用毕业生信息反馈、用人单位等社会评价，建立外循环持续改进机制，从而形成完善的质量保障体系。

3 模式实施效果

大连民族大学电子信息工程专业基于OBE理念的工程教育模式经过多年的实践和持续改进，提升了专业工程教育教学水平，促进了质量工程的建设，先后获批为“辽宁省普通高等学校创新创业教育试点专业”“辽宁省一流本科教育示范专业”“国家一流本科教育示范专业”。同时，有效提升了学生的工程实践能力、创新能力、复杂工程问题的解决能力、非技术能力，人才培养效果显著。2018年以来，学生参加各级大学生创新创业训练计划项目190余项，在国内电子设计竞赛等知名赛事上取得一等奖60余项、二等奖近80余项、三等奖100余项，学生第一作者公开发表论文60余篇，第一发明人获得专利50余项。经统计，学生就业竞争力得到了有效提升，就业质量和起薪处于较高水平，学生质量得到用人单位的肯定和认可。

4 结 论

OBE教育模式和教育理念是一种教育范式的革新，是切实以学生为中心的先进工程教育模式，代表了高等工程教育改革的正确方向。立足民族高校，对现有工程教育人才培养模式存在的问题进行了分析，并从人才培养方案重构、课程体系优化、课堂教学改革、复杂工程问题能力培养教学体系构建以及评价机制和持续改进机制等方面，对民族院校基于OBE理念的工程人才培养模式进行了有益的探索，提升了工程教育教学水平，取得了良好的人才培养效果，具有一定的推广和示范作用。