OBE赋能产学研协同的电子信息工程专业课程体系构建研究

2022-03-16张振源

科教导刊·电子版 2022年16期

张振源

（重庆交通大学信息科学与工程学院，重庆 400074）

0 引言

在全球信息科技竞争空前激烈的大背景下，我国电子信息专业的发展规划必须要符合国家信息战略发展的需要，这对电子信息专业的本科人才培养提出了更高的要求[1-2]。在国内高校积极开展的工程教育专业认证中，更是将成果导向教育（Outcome Based Education，OBE）放在优先考量指标中。成果导向教育的目标是教师在教学内容设计和教学工作实施过程中，要让学生能够持续关注通过课程教育的开展最终取得的学习成果。结合电子信息工程专业的实际情况，需要强调四个关键问题：首先，在教学设计的过程中教师想让学生取得什么样的学习成果为什么需要引导学生取得这样的成果其次，在教学设施过程中如何帮助学习积极取得预定成果最后，如何设计评价指标考查学生是否已经达成预定目标从教育目标达成的角度出发，OBE理念和产学研协同发展理念高度契合；从建设内涵的角度出发，OBE理念又进一步为产学研协同发展提供实现思路和途径。因此，OBE赋能产学研协同的电子信息工程专业课程体系构建势在必行。

1 OBE赋能产学研协同的电子信息工程专业课程体系构建思路

1.1 根据专业产学研需求定位，明确电子信息工程专业本科培养目标

电子信息工程专业本科培养方案要求适应经济社会与科技发展需要，培养能担当民族复兴大任、德智体美劳全面发展，能够在信息产业行业、企事业单位的电子信息工程领域从事信息系统的硬件和软件系统的科学研究、技术开发、工程设计、设备制造、运营管理等工作的高素质工程技术人才，毕业后多数学生能够成为电子信息行业部门的骨干力量。因此，制订专业培养目标的过程中，必须要结合OBE的成果导向理念，明确专业培养的人才目标导向，在此基础上构建起专业课程体系。

1.2 基于专业培养目标牵引，明晰电子信息工程专业本科毕业要求

在明确专业本科培养目标的基础上，需要进一步根据培养目标，结合高校自身特色，明晰电子信息工程专业本科毕业要求。总体而言，本科毕业要求主要由思想修养部分和专业技能部分构成，后者主要涵盖工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、科学研究、使用现代工具五个方面。因此根据OBE的成果导向，毕业时学生所具备的能力本身就蕴含了OBE的成果导向理念。相比于灌输式教育方法，OBE强调在专业课程开展之初就让学生明确通过学习所要达到的毕业目标要求，它的最大特点在于它能够让学生自主探索目标达成之路，而不是简单的让学生配合老师教学。结合电子信息工程的专业特点，例如在重点考察的工程知识方面，要求学生在毕业时能够将数学、自然科学、电子信息领域的工程基础和专业知识用于解决与电子信息相关的复杂工程问题：具体包括（1）问题表述：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过电子信息专业领域文献检索研究分析电子信息工程领域复杂工程问题，正确理解工程问题并进行专业表述；（2）建立数学模型：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识应用于电子信息领域的复杂工程问题，能够将复杂问题进行分解、转化，建立数学模型并求解；（3）推演与分析：能够针对电子信息领域工程问题，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，对电子信息领域工程问题进行预测、模拟与分析；（4）比较与综合：能综合运用数理、工程及专业知识，对电子信息领域工程问题的解决方法进行边界条件分析、评价与改进。

1.3 OBE理念多维度贯通，构建电子信息工程专业课程体系

OBE理念驱动下的本科培养目标达成及本科毕业目标要求分解最终都要落实在电子信息工程专业课程体系构建中去。因此电子信息专业的课程体系构建对于真正在教学实践中贯彻OBE理念极为重要。通过上述学生毕业要求能力分析可以发现，能力结构的培养与课程体系结构之间有着清晰的映射关系。因此在课程体系构建的过程中，必须要有明确的课程对上述的毕业要求能力进行支撑，也就是说在课程设计的过程中不仅要考虑不同课程之间的承接关系，更要明确每门课程对设计培养目标及毕业目标的贡献系数。否则，OBE的成果导向理念就会变成空中楼阁，无法有效提升本科教育培养水平。结合电子信息工程专业，本文以课程教育目的为基准，将整体课程体系划分为通识教育、专业教育以及实践环节。其中专业教育根据课程间支撑关系进一步划分为学科基础、专业基础、专业核心以及领域前沿。在此基础上，结合学期课程教学进展，构建出适合电子信息专业课程体系。从横向来看，该课程体系设计构建起了由高等数学、电子电路、专业导论、EDA等基础课程到电磁场与电磁波、数字集成电路分析与设计、基于FPGA高级开发应用的不同阶段课程目标导向的课程学习通路，有助于学生在学习之初理解不同课程之间的脉络关系，有的放矢的安排自主学习。从纵向来看，该课程体系构建起了电子信息工程专业的学生能力培养通路，学生在教师指导下依次开展学科基础、专业基础、专业核心及领域前沿的学习，专业能力由浅入深，层层递进。最终，课程学习通路和能力培养通路共同汇聚于感知与移动计算、车载智能移动终端设计上，充分体现了交通特色院校的电子信息专业本科培养目标与成果。

1.4 “OBE+产学研”协同驱动，解析电子信息工程专业课程体系评价标准

电子信息工程专业OBE的教学指标重点在于突破教学内容、学习方式、学习时间的限制，成果导向必须聚焦于专业输出成果上。OBE理念不再强调学生之间的能力比较，而是通过采用跨时域、多维度、多梯度评价标准，重点强调学生通过学习过程达成的学习方法及学生成果上的进步。进一步结合学生自身基础、学习特点，综合评价学生的学习成果达成度和成果输出等级，通过对学生知识掌握及能力输出的全过程监控，为教师改进教学内容、教学目标提供真实参考。本文的课程体系评价主要关注学生在智能感知与移动计算、车载智能终端设计方面的成果输出。通过将考核内容与考核成果逐级分解，包括智能终端设计的需求分析、硬件设计、算法描述、算法设计与仿真、软件设计、系统设计、系统测试、系统设计与改进报告等方面，兼顾细致性与综合性，对学生的能力进行全面客观评价。因此，从考核评价指标来看，该指标摒弃了传统的严格时间划的通过式评价，而是以成果输出为导向、结合实际课程设计需求，将学习划分为不同能力阶段，突破了传统的时间、方式上的限制，让学生自主完成从低级成果输出到高级成果输出的攀登之路，同时允许不同学习能力的学生结合自身的学习特点，用不同时间，通过不同方法和不同途径达到成果输出考核目标。

2 OBE赋能产学研协同的新型电子信息工程专业建设思考

通过上述分析可以发现，OBE的教育理念和传统的教育理念之间存在明显的差别。主要体现在OBE强调学生学习成果导向而不是单一的学习过程导向，学习过程为学习成果服务。传统的教学过程强调循规蹈矩的课堂模式为主导，严格按照年度计划开展教学内容的安排，要求学生必须在规定时间点上完成预设目标，忽略了学生之间学习能力的差异性，制约了学生学习主观能动性的发挥；OBE不需要预设严格的时间节点，课程目标，教学内容和实施计划都是围绕成果达成目标而设定，不拘泥于古板的教学进程。学生可以根据自己的目标达成度灵活的安排自己的学习规划，所有同学的学习能力都能够得到提高。