工程教育认证视域下电子信息类专业“工程形成”实践教学体系构建与实践

马善农，王怀平，王仁波，张胜群，李达，王晓荣

（东华理工大学 机械与电子工程学院，江西南昌 330013）

随着科学技术的快速发展，高素质工程技术人才成为推动我国成为一流制造业大国和工程大国的有力保障。工程教育是由工程教育者有目的、有计划、有组织地对受教育者施加全面系统影响以达到预期目的的社会活动过程，具有实践性、复合性、伦理性以及全球性等特征[1]。工程教育认证是实现工程教育和工程师资格国际互认的重要基础，也是国际通行的工程教育质量保证制度[2-3]。工程实践是工程教育教学的根本，传统工程教育过于强调学科专业化，割裂了工程教育与工程本身的联系，难以满足现代工程人才的培养要求[4]。围绕“大工程观”“回归工程”等教育理念，国内外工程教育界开展了系列工程教育实践教学改革探索，2000 年美国麻省理工学院联合瑞典皇家工学院等四所高校组成跨国研究机构，创立了CDIO 工程教育理念和实施体系，强调工程教育必须与工程实践紧密结合，以提高学生解决实际问题的能力[5]。浙江理工大学余建潮[6]对国内高校实践教学现状进行了分析和总结，提出了“以实践为主线，以创新为导向”全过程创新理念的实践教学体系构建方法。宁波大学戴亚虹等[7]探索了“学践研创”四位一体电子信息类实践教学体系改革，构建了“平台+模块+项目”人才培养模式，重构了“基础+应用+综合创新”三级能力培养体系。

1 理解认证标准，把握核心理念，兼顾工程教育的共性与特色

为了培养面向工业界、面向世界、面向未来的高素质工程技术人才，我国自2006 年开始建立工程教育认证体系，2010 年启动实施“卓越工程师教育培养计划”，2015 年成立中国工程教育专业认证协会，2016 年正式成为《华盛顿协议》的成员，截至2021 年底，全国共有288 所普通高校1 977 个专业通过了工程教育专业认证，涉及机械、仪器等24 个工科专业类别[8]。工程教育认证包括申请和受理、学校自评与提交自评报告、自评报告的审阅、现场考查、审议和做出认证结论、认证状态保持6 个阶段。自评报告的撰写、审阅以及现场考查都要求以《工程教育认证标准》为依据，当前正在实施的《工程教育认证标准》包含3 个部分，即说明、通用标准和专业补充标准，对认证标准的修订也反映出我国高等工程教育与时俱进的改革进展[9]。通用标准部分包含学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件7 个标准项，是对认证专业基本的通用性要求；专业补充标准则是在通用标准基础上依据专业类别对课程体系、师资队伍和支持条件3 项内容进行了更为深入、具体的指导性要求，工程教育认证标准如表1 所示。

工程教育认证倡导“以学生为中心、成果导向、持续改进”三大基本理念。“以学生为中心”蕴含了工程教育的基本特征，学生是工程实践的主体，要实现传统知识课堂向能力课堂的转变。“成果导向”是根据社会对专业人才需求决定培养目标和毕业要求，再由毕业要求设计课程体系以及确定课程目标。“持续改进”则要求建立“评价—反馈—改进”的循环机制，通过“三个改进”来保障“三个符合”[10]，以体现工程教育为适应工程领域发展需要进行动态调整的特点。

专业制订人才培养方案时，既要符合工程认证通用标准，还应充分考虑区域经济发展和教育资源等，结合自身的学科优势和办学特色，实施多样化的专业教育，兼顾共性与特色。

2 “两模块三层次”“工程形成”实践教学体系的构建策略

实践教学是与理论教学相对应的工程教育的重要环节，它是以学科专业为平台，以课程实践教学为主体，以专业实践教学和社会实践教学为“两翼”的逻辑体系[11]。实践教学强调“以学生为主体”，学生在教师指导下利用学科专业知识开展复杂、深入、创造性的工程实践活动，达到掌握知识、发展技能、提升素质的教学目的。20 世纪80 年代，英国工程学家R.G.Carter用“工程形成”将工程教育与工程实践训练概括统一，用于阐述工程教育内涵的发展[12]。“工程形成”理念强调工程教育可持续发展目标，要求工程教育在重视学科专业理论教学的同时，更加重视工程实践能力的培养。“工程形成”实践教学包含了工程知识的组织、教学、吸收和运用4 个过程，利用实际工程问题帮助学生理解物理现象，通过工程实践解决实际问题，最终实现由新手到专家的转变。

本文着眼于工程教育认证，深化实践教学改革，构建面向电子信息类专业的“两模块三层次”“工程形成”实践教学体系（如图1 所示），探索实践教学有效培养学生解决复杂工程问题能力和创新意识的途径和措施，逐步培养学生“工程观”。“两模块”是根据“工程形成”理念将实践教学体系分为工程认知教学和工程实践训练两个部分，前者包含学科专业基础的实践教学，如认识实习、电子工艺实训等，后者是根据毕业要求确定复杂的、跨学科的实践训练，如生产实习、创新创业项目训练、毕业设计等。“三层次”是指将实践教学内容分为基础型、应用型和创新型[13]：基础型内容主要是常用电子仪器仪表的使用、学科专业基本原理验证等，目的是培养学生工程实践基本技能；应用型内容侧重于专业知识的综合应用，目的是培养学生综合运用所学专业知识解决稍复杂工程实践问题的能力；创新型内容来源于教师科研课题、合作企业提出的工程问题以及创新创业训练项目等，目的是培养学生灵活运用专业知识和技能解决复杂、跨学科的实际工程问题的能力、团队意识以及创新精神。

图1 电子信息类专业“两模块三层次”“工程形成”实践教学体系

上述以“工程形成”理念构建的实践教学体系，体现工程教育的“工程认识—工程实践—深层次工程认识—深层次工程实践”持续改进、渐进式自我突破的教学特点，有效解决了传统实践教学存在的内容单一、实践项目缺乏创新性和挑战度等问题，通过阶梯式工程实践帮助学生积累工程经验，逐步形成“工程观”。

3 打造高质量“双师型”教师队伍，完善本科生导师制

工程教育是学校教育与社会需求的有机结合，学校与企业之间良好的合作关系，有利于促进深层次产学融合，提高工程教育的教学质量。近些年，东华理工大学坚持实施“本科教学工程”，狠抓内涵建设，创造了良好的教学和育人环境[14]。学校在财政经费、教学场地、师资建设等方面都给予极大支持，为电子信息工程专业继承和发扬“江西省本科品牌专业”优势、建设江西省一流本科专业、通过工程教育认证提供了有力保障。

“手把手示范教学”是工程教育初始阶段的教学特点，培养未来卓越工程师需要打造富有工程实践经验的“双师型”教师队伍。为缓解“工程型”师资难题，学院采取了“两条腿”走路的办法：一是深化校企合作，共建企业实践教学基地，聘请企业中品德高尚、经验丰富的技术骨干参与制订教学计划并指导实践教学；二是选派专业教师前往企业学习和锻炼，取得企业相关职业资质认证。此外，不断完善本科生导师制，修订本科生导师制过程管理手册[15]，学生前往企业实习时，由企业导师和校内导师利用真实工程案例开展工程实践培训，定期对教学效果进行综合评价。目前，学院“双师型”师资建设已初见成效，也获得工程教育认证专家的肯定。

根据“两模块三层次”“工程形成”实践教学体系，优化教学资源，建设工程实践教学平台，包括实验教学、实训教学和创新创业训练三部分，以满足工程教育教学任务[16]。实验教学平台对应专业基础实践教学，主要培养学生工程认知能力，促进学生对专业基本知识的理解和专业基本实验技能的培养；实训教学平台对应综合应用实践教学内容，主要培养学生综合运用专业知识解决一般性工程问题的实践能力；创新创业训练平台对应学科竞赛、企业工程项目等实践教学，注重对实践成果的综合考核，旨在培养学生的团队意识和创新精神，提高其综合素质。工程实践教学平台与实践教学体系中的三层次实践教学内容相互对应，通过开展阶梯式工程教育实践教学，有效培养学生的工程实践技能，促进其“工程观”的形成。

4 结语

本文以东华理工大学电子信息工程专业为对象，系统总结工程教育认证和江西省一流本科专业建设的经验，以工程教育认证为视域，结合《工程教育专业认证标准》，探索专业实践教学改革途径，构建“两模块三层次”“工程形成”实践教学体系；优化教学资源，建设实践教学平台；强化校企产学研创的深度融合，建设“双师型”教师队伍。近三年专业取得了显著的教学成效，学生累计获得“挑战杯”“双创”大赛、“蓝桥杯”等国家级大学生学科竞赛一等奖1 项、二等奖5 项；获得江西省大学生电子类学科竞赛一等奖12 项、二等奖20 项、三等奖28 项；完成国家级创新创业训练项目13 项，江西省“双创”项目4 项；发表科技论文5 篇，授权专利9 项。教学实践表明：构建的实践教学体系有效地培养了学生解决复杂实际工程问题的能力和创新精神，促进了其“工程观”的塑造，提高了其专业综合素质，也提升了其职业竞争力。