面向工程教育认证的光电信息科学与工程专业实践教学体系建设

王姗姗 李颖 于佳

［摘 要］实践教学是工程人才培养中的重要组成部分，面向工程教育认证要求培养具有解决复杂光电工程问题能力的工科人才对工程教育改革具有实际意义。在此背景下，为进一步提升光电信息科学与工程专业工程人才培养质量，文章从实践教学体系改革需求分析出发，提出了可以满足多方需求的实践教学体系设计及构建思路，并依托多方资源协同共建实践教学体系。同时，建立以成果为导向的多主体实践教学质量评价机制，以保障光电信息科学与工程专业实践教学质量体系的可持续发展，进而为工科院校的光电信息科学与工程专业建设提供参考。

［关键词］实践教学体系；工程教育認证；光电信息科学与工程专业；以成果为导向

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）18-0026-04

工程教育认证是我国深化高等教育改革、培养高素质工程人才的重要举措之一，其意义在于可实现工程教育和工程师资格的国际互认，是推进高等教育国际化的必由之路，也是新工科背景下一流专业建设的有力抓手[1-2]。截至2021年底，开设有光电信息科学与工程专业（以下简称光科专业）的高校中，只有北京理工大学、长春理工大学等16所高校的光科专业通过了工程教育认证[3]，这个数量相对于该专业的办学规模（全国大概有300所左右的高校设置了光科专业）而言还是比较少的。换言之，光科专业的工程教育认证在国内尚处于起步摸索阶段。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出，要牢固确立人才培养在高校工作中的中心地位，坚持能力为重，强化实践教学环节，着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力[4]。作为推动光电信息技术变革的重要力量，光科专业为国家和社会培养了大量可从事光学工程、光通信技术、光电子学、光电子器件、光信息技术等领域科学研究与技术研发的人才[5-6]。实践教学作为工程人才培养中的重要环节，其对培养具有解决复杂工程问题能力的工程人才的作用显著。因此，无论是从工程教育认证的角度，还是从社会发展、国家需求的角度，都亟须建立可持续发展的实践教学体系，使其在培养具有解决复杂工程问题能力的工程人才方面持续发挥作用。

在此背景下，本文首先基于调研数据从多个角度分析了光科专业的实践教学体系改革需求，在此基础上，提出了可以满足多方需求的实践教学体系，并在实践中对其进行构建；其次，将多方来源的实践教学资源进行整合，并将其用于实践教学体系的实际建设中；最后，建立以成果为导向的多主体实践教学质量评价机制，以保障光科专业实践教学体系的可持续发展。

一、满足多方需求的实践教学体系设计的出发点

中国海洋大学是一所海洋和水产学科特色鲜明、学科门类齐全的教育部直属重点综合性大学。如何在符合学校和专业人才培养定位的前提下，立足于工程教育认证要求，面向社会经济和光电行业发展及用人单位需求，探索更适合光科专业的实践教学体系，是实现工程教育认证背景下高素质工程技术人才培养目标的重中之重。

（一）人才培养定位对实践教学体系的要求

光科专业的人才培养定位是以海洋光电仪器为特色，培养具有良好的思想品质与职业道德、遵守国家法律法规、掌握光电信息科学领域的基础理论和专业知识、具备较强的工程实践能力和创新精神的复合型人才。人才培养定位一方面对学生的专业素养提出了要求，即具有扎实的基础理论和系统的专业知识，具备较强的工程实践能力和创新精神；另一方面体现了光科专业的办学特色，即海洋光电仪器特色。换言之，光科专业人才培养定位要求实践教学体系具有进行人才实践能力和创新能力培养的强支撑属性，并体现学校和专业的海洋特色。

（二）工程教育认证对实践教学体系的要求

工程教育认证毕业要求1～5分别在运用工程知识解决复杂工程问题能力、复杂工程问题分析、解决方案设计、工程问题研究、工程问题模拟与预测等多个层面对毕业生应具备的解决复杂工程问题的能力提出了具体要求。其中对工程知识的运用、问题分析、方案设计、模拟预测等能力的获取都离不开实践教学体系中各个课程和实践环节对学生相关能力的培养。换言之，构建能够支撑工程教育认证毕业要求的实践教学体系也是专业通过工程教育认证的必经之路。

（三）用人单位、学生对完善实践教学体系的要求

用人单位需求、学生期望是修订人才培养方案和构建实践教学体系时需要考虑的重要因素。光科专业于2022年面向用人单位、近年毕业生、应届毕业生分别开展了问卷调查，具体情况如下。

1.用人单位

在对用人单位的调查中（样本数量24），与实践教学体系相关的问题如“贵单位认为我校人才培养工作哪些方面需要改进”的调查数据显示，虽然近60%的用人单位认为光科专业的人才培养工作已较为完善，但仍有相当比例（超过40%）的受访单位认为需要重点加强专业实践教学。

2.近年毕业生

在对光科专业近年毕业生（2019届—2021届）的调查中（样本数量142），关于“对于所学专业，您认为在专业教学中最应该改进哪些方面”的问题，受访者中选择“专业实践教学”的占39.44%，远高于其他选项。再如，关于“对光科专业实践教学的满意度”，选择很满意的占40.85%、满意的占33.8%、较满意的占14.08%、一般的占8.45%、不满意的占2.82%，可见实践教学满意度虽然较之前有所提升（2018届的调查结果显示，选择非常满意的仅占25.37%），但仍是当前教学中的薄弱环节之一。

3.应届毕业生

在对2022届应届毕业生的调查中（样本数量36），关于“您对学校实践教学（含实验教学、实习/见习/实训等）的评价”问题的调查显示，33.33%的学生认为“目前的设置比较合理”，54.17%的学生认为“需要继续加强”，这说明光科专业实践教学仍有进一步改进的空间。关于“您认为我校毕业生在哪些能力与同类学校相比存在差距”问题的调查显示，选择“实践能力”的学生数量最多，约占总调查人数的33.33%，这说明部分学生认为自己在毕业时仍不具备足够的实践能力。

综合上述人才培养定位、工程教育认证和多方调查分析的结果可以看出，构建光科专业实践教学体系对专业通过工程教育认证、提升专业人才培养质量、提升用人单位和学生满意度具有重要意义。

二、实践教学体系的设计及构建

光科专业实践教学体系的设计如图1所示，主要包含三个层面：基础实践层面、专业实践层面和综合实践层面。

（一）基础实践层面——培养学生的基本技能和基础实验能力

基础实践层面主要包括专业导航教育、专业学术讲座、课程基础实验（如大学物理实验、数电实验、模电实验、工程光学实验、金工实习、C程序设计等）和专业认知实习四个部分，分别通过讲授为主、实践为主、见习/实习为主的方式加深学生对理论知识的理解和对专业的认知，拓宽学生的专业知识面，从而弥补课堂理论教学的不足，培养学生实践能力的基础，也为工程教育认证毕业要求1和5的达成提供强支撑。

（二）专业实践层面——进一步提升学生的实践和创新能力

在基础实践层面的基础上，以“专业大实验”（如光电信息专业实验、电子基础实践训练、海洋光电仪器实训等实践课程）和“课程设计”（如光电技术设计、光学系统设计、光机结构设计）为两大抓手，进一步提升学生的实践能力。“专业大实验”中，主要通过开展偏光、偏电、具有海洋特色的多课程典型实验，为学生专业技能训练和分析、应用、创新能力培养提供保障；“课程设计”主要体现为利用实际光电工程中常用的系统设计场景，提高学生对光学系统、光电系统、光机系统实现方式的了解和掌握程度，并为工程教育认证毕业要求2和3的达成提供强支撑。

（三）综合实践层面——培养学生解决实际复杂工程问题的能力

在综合实践层面，主要通过光电综合实验设计、科创竞赛、学生社团活动、毕业论文（设计）四个部分培养学生的创新能力，同时也为工程教育认证毕业要求3、4、5的达成提供强支撑。其中，在综合实验设计中，通过让学生设计开放性实验锻炼学生的创新能力；在科创竞赛和学生社团活动中，引导学生选择感兴趣的某一个专业项目，在教师的指导下，以项目小组的形式组合在一起学习和研究，培养学生团队精神和运用多学科知识的能力；在毕业论文（设计）中，部分题目来源于企业需求，由校外企业导师提供题目，校内外导师联合指导。在此过程中，解决企业在生产实践中遇到的问题，有助于学生将大学阶段所积累的知识和掌握的本领真正运用到实践中。

三、多方协同的实践教学资源整合及优化

光科专业实践教学体系涉及课程实验教学、科创竞赛、学术讲座、企业参观、海上试验等环节。因此，该实践教学体系的构建不仅需要校内硬件资源、竞赛资源及教师资源的支撑，还需要校外多方力量共同协助完成。

（一）实验课程及实验项目改革优化

校内实验课程应以能力提升为导向，突出对学生工程能力和创新能力的培养。在现有课程实验的基础上，通过基础实验项目优化、专业实验项目增设、综合实验项目升级等途径优化现有实践教学体系。如新增了几何光学综合实验系统，光学系统像差测量综合实验系统，辐射度、光度、色度综合实验系统等新型实验教学系统，同时新设电子基础实践训练、工程制图与应用、光电技术实验等实践课程。这些改革优化将有助于提升专业实践课程的教学效果。

（二）科创竞赛为第二课堂实践赋能

各类光电相关的科创竞赛，特别是全国大学生光电设计竞赛、全国大学生电子设计竞赛等以“实战”形式检验学生理论和实践学习实际效果的竞赛，都在一定程度上有助于学生科研素养、综合素质和创新能力的提升。第二课堂的开展既能检验学生的学习情况和培养目标的达成情况，又与第一课堂互相补充、有机融合，全面服务于学生的成长成才，有利于实现高素质工程人才培养目标。

（三）引进具有工程经历的高层次人才

有工程经历的高层次人才的引进可以为实践教学提供更多更符合工程实际的实践案例和实践经验。近5年，光科专业引进教授1人、高级工程师1人、相关工程类人才2人，他们或参与风云三号卫星项目，或在海洋传感器研发、光电显示和光电仪器研发方面具有丰富的工程实践经验。工程类人才的引进将为光科专业人才培养注入新的活力，同时也会带动其他专业教师参与工程类研发项目，提升整个专业师资队伍的实践教学能力。

（四）开展校企合作

校企合作已成为推进高校工科专业发展的重要力量，工程教育认证在课程体系设计、毕业论文（设计）指导、师资队伍建设等方面均对企业专家的参与做出了相应要求。光科专业已与海信新研发中心、自然资源部第一海洋研究所、歌尔青岛研发中心、中国科学院上海光学精密机械研究所等建立了长期稳定的共建关系，既满足了工程教育认证中关于企业参与的各项要求，又有助于提升学生的实践创新能力。如专业每年都会组织学生前往海信研究发展中心、青岛海泰新光科技股份有限公司等参观，并在青岛近海海域开展规范化海上试验，这些校外实践经历使得学生的专业视野更加开阔，对工程项目管理、研发等流程更加了解。

教师、学生、企业等多方共同参与实践教学活动，多方力量协同使得实践教学的实现形式更加多样化，实践内容也更加丰富，能使学生获得不同的实践经验。

四、以成果为导向的多主体实践教学质量评价机制

成果导向教育是工程教育认证的核心理念[7]，基于成果导向的质量评价机制既为实践教学体系建设提供了质量保障，又与工程教育认证成果导向、自上而下设计、自下而上支撑及闭环持续改进的理念相契合。

（一）任课教师为主体的实践教学达成度评价

在工程教育认证的课程矩阵中，大多数实践教学课程都有与之相对应的毕业要求指标點，而要评估或计算每个指标点的达成就需要每个学期结束后对每个有指标点支撑任务的实践教学课程进行达成度评价，这项工作主要由任课教师完成并由专业负责人进行审核。通过对实验课程的课程目标达成情况进行评价，可以及时发现实践教学活动中的薄弱环节，以便教师及时调整教学内容及教学方式，进一步提高实践教学质量。

（二）用人单位为主体的社会质量评价

定期向用人单位发放培养目标合理性评价和毕业生满意度调查问卷。在问卷中以育人成果为导向，获取用人单位对光科专业实践教学体系改革效果的反馈以及对光科专业毕业生培养目标达成情况的评价。专业可以依据用人单位反馈的培养目标合理性评价和培养目标达成度评价结果对后续的培养目标、课程体系进行持续改进。

（三）学生为主体的反馈评价

学生为主体的反馈评价调查对象分为在校生、应届毕业生和近年毕业生。其中，针对在校生的调查主要是通过麦可思教学质量管理平台对每个学期的实践课程进行评价反馈；针对应届毕业生的调查重心是学生对毕业要求达成情况的自评以及对光科专业课程体系特别是实践课程体系的评价；针对近年毕业生的调查主要是了解近年来毕业学生培养目标达成情况，便于专业依据培养目标达成情况对培养目标的合理性进行评价，并对包含实践课程在内的课程体系进行闭环持续改进。

五、结语

随着信息化社会的不断发展和光电信息技术的持续更新换代，不论是社会发展还是企业、家长、学生都对高校工程人才培养提出了越来越高的期望。适应产业升级需求、构建可满足多方需求的实践教学体系将为国家培养出更多具备工程实践能力和创新精神的复合型工程人才，这也是未来光科专业建设及发展的主要趋势之一。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 王孙禺，孔钢城，雷环.《华盛顿协议》及其对我国工程教育的借鉴意义[J].高等工程教育研究，2007（1）：10-15.

[2] 陈平. 专业认证理念推进工科专业建设内涵式发展[J].中国大学教学，2014（1）：42-47.

[3] 教育部高等教育司.教育部高等教育司关于转发《中国工程教育专业认证协会 教育部教育质量评估中心关于发布已通过工程教育认证专业名单的通告》的通知[EB/OL].[2023-04-05].http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/202306/t20230628_1066183.html.

[4] 张其亮，陈永生.多元思维引导下的计算机专业实践教学体系构建与实施[J].实验室研究与探索，2018，37（11）：204-207.

[5] 隋国荣，王宁，贾宏志，等.光电信息科学与工程专业的实践教学探索[J].大学教育，2020（9）：90-92.

[6] 王晓萍，刘向东，刘旭.课程实验在工程创新人才培养中的作用及实践探索[J].中国大学教学，2012（1）：74-76.

[7] 郭焱，骆文，戴智刚.面向工程教育认证的光电信息科學与工程专业课程教学体系改革初探[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2021（4）：21-22.

［责任编辑：苏祎颖］