工程认证驱动下应用型高校新工科建设探索--以浙江万里学院电子信息工程专业为例.pdf

第3 7 卷第2 期2024年3 月浙江万里学院学报Journal of Zhejiang Wanli UniversityVo1.37 No.2March 2024工程认证驱动下应用型高校新工科建设探索一以浙江万里学院电子信息工程专业为例吕昂（浙江万里学院，浙江宁波3 1 5 1 0 0）摘要：应用型高校为产业发展建立，它是新工科建设的主力军。工程认证是工科专业建设和教学质量保障的有效途径。针对应用型高校人才培养特点以及工科教学现状，对电子信息工程专业的培养目标、课程体系、实践教学、教学模式和质量保障开展“四方协同”“四元融合”“四阶递进”“四维联动”“四层连环”“四化发展”，六个“四”的新工科建设。实践表明，工程认证驱动的新工科建设培养目标、课程系统更符合新产业、新业态需求，教学模式更适合当代青年学生，教学质量得到有效保障，育人成效更显著。关键词：应用型高校；新工科建设；工程认证；培养目标；课程体系；教学质量保障中图分类号：G648文献标识码：A文章编号：1 6 7 1-2 2 5 0（2 0 2 4)0 2-0 1 1 0-0 721世纪新技术层出不穷，加快了传统产业升级转型，新产业快速崛起，传统的工程教育教学已很难适应新产业、新技术、新经济对工程技术人才的需求叫。为主动适应新一轮产业变革，2 0 1 7 年教育部启动了新工科建设2,先后发布了“复旦共识”3 “天大行动 4“北京指南”推进新工科建设，以实现我国从工程教育大国走向工程教育强国。应用型高校是在一定历史阶段为满足经济社会发展对人才需求而建立的新型高等教育机构4。从历史角度看，应用型高校是工业革命的产物；从现实角度看,应用型高校为产业而建设，支撑产业发展,故应用型高校是新工科建设的主力军。工程教育认证(Engineering Education Ac-creditation，简称工程认证，文章特指华盛顿协议工程教育认证)是一种教育质量认证,通过确保学校的培养目标、毕业要求、课程体系、教学过程满足认证标准和要求，以提高工程教育质量回。工程认证是工科专业建设和教学质量保障的有效途径，工程认证“学生中心、产出导向、持续改进”的教学理念和“反向设计、正向实施”建设思路是新工科建设最有力的手段。浙江万里学院电子信息工程专业于2 0 2 0 年起开展工程认证驱动的新工科专业建设，历经4年取得良好的建设成效。1人才培养特色与现状1.1应用型高校人才培养特色我国应用型高校主要分两类：一类是传统的普通本科院校，在社会经济快速发展中，因市场需求转型建设应用型高校;另一类是职业院校、大专院校,因学校发展需要升级建设应用型高校4。与传统学术型高校相比，应用型高校在人才培养方面更具特色。1.1.1应用导向应用型高校是工业革命后社会生产对各种专业技术人才需求而生，应用型高校的人才培养重点是职业知识的传授和应用能力的培养，人才培养方案、课程体系和教学活动围绕获得和培养能在职业活动中收稿日期：2 0 2 3-1 0-2 2基金项目：浙江省普通本科高校“十四五”教学改革项目“以产教融合和工程认证双驱动的应用型高校电子信息类专业新工科建设探索(jg20220459)作者简介：吕昂（1 9 7 2 一），男，浙江宁波人，浙江万里学院智能与信息工程学院副教授，研究方向：嵌人式系统。:110:吕昂：工程认证驱动下应用型高校新工科建设探索得到应用的知识和能力。1.1.2教学与产业紧密融合为使培养的人才更加符合社会的需求，应用型高校人才培养必须坚持产教融合，通过产教融合使人才培养方案和课程体系更加符合社会发展的需求；通过产教融合使教学内容更加符合产业发展的需求；通过产教融合使培养的实践能力，更加符合社会和产业的发展；通过产教融合使教师的实践能力得到锻炼，进一步促进学生实践能力的培养8。1.1.3理论与实践紧密联系应用型高校由社会生产需求而催生，应用型高校人才培养强调实践能力，以解决生产生活中实际问题。这并不意味着应用型高校不需要理论研究，相反应用型高校，特别是应用型本科院校需要一定的理论研究和理论教学才能使培养的学生能够解决实际工作中的复杂问题。与传统学术型高校不同，应用型高校的理论研究与理论教学必须与工作实践紧密联系，其出发点和落脚点都是为了更好地解决实际问题。1.2工科人才培养现状1.2.1培养目标不符合新工科建设目前应用型高校电子信息类专业普遍以培养电子信息工程技术和能力为唯一培养目标，在具体要求上缺少可量化标准，没有充分反映新产业、新模式、新经济的需求，这使得培养的学生与社会的需求有差距，学生的专业水平和综合能力难以达到就业的要求。时代发展促使社会对高素质复合型人才需求越来越多，电子信息行业对人才的要求更加多元化和复合型，单一的专业型人才越来越不适应就业市场的实际需要。现阶段社会的发展对新工科的人才，除了有电子信息工程技术能力，还需要有工程社会观、团队协作、沟通表达、经济管理以及自我革新、终身学习的能力和素质。未来新经济、新产业发展对具有创新性、综合性、多维度能力的新型工程科技人才需求紧迫，这就要求专业要不断全面、系统、深人地推进电子信息类专业人才培养目标、课程结构和教学模式的改革，才能跟上时代的发展，适应社会的需求 91.2.2培养模式不适应时代发展近年来，我国虽然大力推广以学生为中心的教学理念，研讨式、启发式、探究式、问题驱动式等教学方法，但大多数教师传统教学思想根深蒂固，在实际教学过程中不自觉地注重以教为主，教师的主导地位并没有真正的改变，学生实际知识与能力的获得与教师的教学有较大差距。而且，传统以教师为主导的教学方式不利于学生创新能力的培养，学生极少有主动思考，自主探索的空间，很难培养学生主动学习意识和自学能力，也不利于电子信息工程技术人才的核心能力和素养的培养。随着时代发展，电子信息行业正在飞速发展，知识更新换代的步伐也在加快，未来社会发展对人才的自学能力和创新能力的要求越来越高，现有的教学模式越来越跟不上时代的发展。1.2.3教学内容与产业发展脱节新工科建设的目标是人才培养能主动适应新技术、新产业、新经济发展4。当前部分应用型高校电子信息类专业课程设置滞后社会发展，教学内容陈旧，与产业发展不匹配，教学评价偏重知识、弱化能力等原因，造成培养的学生与社会脱节，无法支撑新产业、新业态、新经济对人才的需求。1.2.4理论教学与实践能力脱节应用型高校新工科建设注重实践能力培养，但并不是不需要理论研究和理论教学，而是应用型高校的理论研究和理论教学服务于、落脚于实践能力培养。从传统本科院校转型而来的应用型高校受传统本科教学的惯性影响，注重理论教学，对实践能力重视不够，造成学生实践能力弱，不能合理地解决实际工程问题，如在模拟电子技术等专业课程中讲授了很多理论计算，但并未教导学生如何将计算结果应用于工程实践，解决实际工程问题。从职业院校升级而来的应用型高校一贯重视实践教学，忽视理论教学，造成学生有一定的实践能力，但没有理论知识的支撑，无法解决较复杂的实际工程问题。如职业院校重视培养学生的焊接能力，但忽视了学生的电路分析和设计能力，造成学生只会按照图纸焊接电路，不会设计电路、不会测试和调试电路。第2 期:111:持续改2024 年3 月2新工科建设探索工程认证是针对工程专业的教学质量认证，是检验、评估和认可专业人才培养水平的重要方法。工程认证注重学生能力培养，特别是解决复杂工程问题能力；注重教学全过程监控,通过自我评估、专家评估、现场考查等环节开展全过程监控；注重持续改进教学质量，通过课程目标达成情况评价和毕业要求达成评价，建立质量反馈与持续改进机制，促进专业不断提高办学水平；注重行业参与认证，吸收行业企业专家参与专业建设、专业评价与专业认证。工程认证目标、教学理念和建设思路符合新工科建设需求，工程认证是当前新工科建设最有力的抓手。浙江万里学院电子信息工程专业针对当前应用型高校工科专业人才培养存在的问题，依据工程认证反向设计、正向实施理念开展新工科建设，如图1 所示。企设计，各方需求培养目标实施实施图1 工程认证驱动的新工科建设路线2.1“四方协同 重塑应用型高校新工科人才培养目标应用型高校人才培养根本目标是解决社会生产、生活对人才的需求，如在当前国内国际形势下国家对集成电路人才的需求。新工科建设目标人才培养能主动适应新产业、新经济、新业态的发展，根据“天大行动”指出的“问技术发展改内容，更新工程人才知识体系”，针对电子信息类专业培养目标中体现对人工智能、物联网等新兴技术、新兴产业对专业领域知识和能力的需求。工程认证要求人才培养目标体现利益相关者的需求，即学校、社会和学习者,如学生希望通过大学学习，提高专业能力,加强综合素质，以便毕业后实现高质量就业。在新工科背景下，专业融合四方一一社会、企业、学校，以及学生和家长对教育的需求，“四方协同”制定符合需求的人才培养目标。2.2“四元融合”重构应用型高校新工科课程体系根据应用型高校人才培养特色以及新工科建设目标设置“1+1.5+0.5+1”课程体系，即1 学年基础课程、1.5 学年专业课程、0.5 学年模块课程，以及1 学年项目实践四元融合的新课程体系。浙江万里学院作为应用型本科院校,培养的学生需要掌握一定的理论知识，才能使其毕业后具备解决复杂工程问题的能力,故在大一学年的基础课程中开设足量的工程基础课程和数理基础课程。大二学年以及大三上学期开设的专业课程教学将传统的理论教学与实践教学相融合，如数字电子技术及实践，课程教学中强调理论联系实际，采用“理实一体”全程实验室授课方式，将理论知识融入实验、实训等实践教学环节。一方面将晦涩、枯燥的理论知识具体化、形象化,方便学生理解；同时也指导了学生如何将理论知识运用于工程实践，做到理论与实践高度融合，凸显应用型高校人才培养特色。在大三下学期开设4个模块课程，包括：当前国家急需的集成电路设计模块；体现产业发展新方向的人工智能模块；支撑产业升级转型核心技术的嵌人式系统设计模块；服务本地产业发展的电子产品设计模块，这些专业模块充分体现了新工科建设“天浙江万里学院学报设计设计课程体系教学模式实施实施教学资源师资队伍设计进教学评价:112:吕昂：工程认证驱动下应用型高校新工科建设探索大行动”指出的“问产业需求建专业，构建工科专业新结构”。大四学年主要包括两大教学环节：毕业设计和毕业实习，毕业实习要求学生进入企业，参与企业实际工程项目，在企业导师的指导下完成项目的设计、开发、部署、运行或者维护等工作；毕业设计要求课题来源于产教融合的企业工程项目或科教融合的导师科研项目。通过一学年的真实项目训练,培养学生解决实际工程问题能力，使学生毕业后能适应产业发展和新业态的需求。电子信息工程专业面向新工科建设的课程体系如图2 所示。基础课程（1 学年）数理基础掌握理论知识高等教学大学物理线性代数等工程数学大学物理实验工程基础认识工程实践工程基础工程制图金工实习电工基本技能实习电子工艺实习人文通识培养人文素养中国近代史纲要马克思主义原理英语旧日语思想道德与法治2.3“四阶递进”推动实践教学工程化实践能力培养是应用型高校人才培养的落脚点，是新工科建设成败的关键点。为推进实践教学改革，提高实践教学质量，电子信息工程专业借鉴工程认证的工程化教学思想，采用四阶递进推动实践教学工程化。工程化使实践教学更加接近实际工程问题,培养的学生能更快适应实际工程环境，具有更强的解决实际工程问题能力。专业从初识工程、体验工程、实践工程、创新工程四个阶段递进推动实践教学工程化1 0，如图3 所示。在工程制图、大学物理以及大学物理实验等工程基础课程教学中,采用简单工程案例让学生认识工程初貌；在模拟电子技术与实践、数字电子技术与实践、单片机原理及应用等专业课程实践教学中，采用工程案例抽象改造成教学案例，使学生掌握实际工程问题的解决方法；在各个模块课程和独立实践教学环节中，采用真实的工程项目让学生实践工程，培养学生解决实际工程问题能力；在毕业设计、毕业实习项目实践教学环节中，倡导创新意识和锻炼创新思维，并通过专业学科竞赛、大学生创新创业项目等第二课堂提高学生的工程创新能力，以实现“天大行动”提出的“完善新工科人才“创意-创新-创业 教育体系，广泛搭建创新创业实践平台，努力实现5 0%以上工科专业学生参加大学生创新创业训练计划”新工科建设目标。2.4“四维联动 构建学生导向的教学模式课程教学是提高教学质量的最终保障,培养目标的达成、课程体系的实施，最终依靠课程教学落实。21世纪信息技术的高速发展支撑多元化的课程教学模式，如线上线下混合教学、反转课堂、BOPPPS教学模式等。工程认证的“学生中心、成果导向、持续改进”教学理念是工程教学质量的有力保障。新工科建设第2 期专业课程（1.5 学年）模块课程（0.5 学年）集成电路设计模块电子技术类支撑国家重点发展产业学会用电子技术解决工程问题模拟电子技术及实践数字电子技术及实践通信电路数字系统设计信息工程类学会用信息工程解决工程问题单片机原理及应用信号与系统数字信号处理机器学习图2 电子信息工程专业面向新工科建设的课程体系:113:项目实践（1 学年）毕业设计培养解决复杂工程数字集成电路设计问题能力模拟集成电路设计培养工程创新能力集成电路版图设计嵌人式系统设计模块支撑产业转型核心技术嵌人式Linux开发嵌人式实时操作系统嵌人式系统设计电子系统设计模块支撑区域产业发展电路仿真与PCB设计高性能单片机应用信号采集与处理边缘智能模块支撑新产业发展机器视觉应用技术数字图像处理边缘智能系统开发毕业实习培养工程实践能力培养工程创新能力2024 年3 月浙江万里学院学报工程化创新工程实践工程体验工程初始工程图3 四阶递进推动实践教学工程化“天大行动”提出：“问学生志趣变方法，创新工程教育方式与手段”，电子信息工程专业根据学生特点和喜好构建学生导向的四维联动教学模式，即虚拟与现实联动，线上与线下联动，课内与课外联动，校内与校外联动。实践教学是工程专业培养实践能力最重要的手段，随着计算机仿真技术的发展，电子信息类专业在实践教学中越来越多地采用虚拟仿真技术，专业依托浙江省虚拟仿真一流课程，在专业核心课程中开展虚拟仿真实验。考虑到虚拟仿真实践教学的局限性，针对实践环境依赖性强的实践教学依然采用硬件实物实践教学，特别针对一些典型案例，采取虚拟仿真与实物实践协同开展，使实践教学更接近实际工程，同时提高学生理论联系实际能力。随着互联网的普及，线上教学备受关注。电子信息工程专业以现有浙江省线上线下混合一流课程、浙江省线上一流课程、浙江省精品在线课程为平台，根据现在年轻学生的阅读习惯和学习特点，在专业课程教学中普遍采用线上线下混合教学，提高学习效率，提升学习质量。针对学科领域和专业特点，一方面通过科教融合将教师的科研项目转换为学生的双创项目，另一方面通过专业学科竞赛，丰富专业相关第二课堂教育教学,培养和吸引学生专业学习兴趣，提高第一课堂的专业教学效果。借助学生的好奇心，想看看校外的真实工程项目的心理，通过产业学院、校企共建实践平台等产教融合途径，让学生尽早接触校外实际工程项目，以目标导向思维，带着实际工程项目学习专业知识和技能，提高学习兴趣、学习效率、学习效果，进一步培养学生工程实践能力。2.5“四层连环”建设新工科教学质量保障体系工程认证最大的特点和优势是通过以教学评价（包括课程目标达成情况评价和毕业要求达成情况评价)为依据的持续改进，保证工程教育教学质量。电子信息工程专业以工程认证的“反向设计，正向实施”思想为基础，建设由学生、教师、企业和社会四方评价主体协同，由课程教学、课程体系、毕业要求和培养目标四个层级组成的教学评价和持续改进机制保障新工科教学质量，如图4所示。通过课程体系层面和培养目标层面的合理性评价和持续改进，使培养目标和课程体系符合社会发展、新产业和新业态需求。通过课程教学层面和毕业要求层面的目标达成情况评价和持续改进，保证课程教学能支撑毕业要求，从而支撑培养目标。教学评价是教育教学的指挥棒，指引教师正确地开展教育教学活动。新工科建设背景下教实践课程项目实践&第二课堂毕业实习电子设计竞赛大学生创新创业项目模块课程&独立实践嵌人式系统综合设计电子系统综合设计培养解决工程问题能力集成电路版图设计单片机应用系统设计专业课程数字电子技术及实践模拟电子技术及实践单片机原理及应用数字系统设计工程基础工程制图大学物理金工实习电子工艺实习:114:实现途径创新工程项目一培养工程项目创新能力实现工程项目一抽象工程案例一掌握解决工程问题方法简单工程案例一认识工程项目初貌吕昂：工程认证驱动下应用型高校新工科建设探索学评价以产业需求为导向，面向技术发展，加强企业和社会参与教学评价，使评价结果更加贴近人才培养对新技术、新产业和新经济的符合度。以四层级的教育教学评价为依据，开展持续改进，形成评价-改进闭环的教育质量保障体系，一方面保证培养目标和课程体系符合产业发展和社会需求；另一方面保证课程教学能够支撑毕业要求，学生毕业时能达到毕业要求描述的知识和能力。同时由于企业和社会参与评价，使制定的培养目标和课程体系更加符合社会发展，以及新技术、新产业、新业态对人才的需求，符合新工科建设目标。评价主体：社会企业学校评价类型：合理性达成度评价评价主体：社会企业学校评价类型：达成度评价评价主体：企业学校个评价类型：合理性评价评价主体：教师学生评价类型：达成度评价第2 期培养目标毕业要求课程体系课程教学教学评价2.6“四化发展”探索新工科教学资源建设教学资源是课程教学的基础,是教学活动的基本素材,如图1 所示。教学资源的有效性、可用性和易用性直接影响教学活动的开展和教学质量的提升。在新工科建设背景下，以教材为首的教学资源建设遵循多元化、数字化、定制化和动态化发展原则。新工科建设倡导多学科交叉融合，为此教材等教学资源建设需要结合跨学科多元融合。随着新型信息技术的发展，传统纸质教材已很难满足当前互联网+教学、线下线上线下混合教学的需求，数字化教材是新工科教材建设的必经之路。技术与经济的快速发展促使社会需求人才的个性化，而非千篇一律的标准件，个性化人才培养需要以学生的兴趣、习惯和特征为基础定制化教学资源。社会的高速发展促使产业升级转型，催生新产业和新业态，为使工科专业建设适应社会发展提出新工科建设,为此新工科教学资源建设必须紧跟产业与技术发展，教材内容必须紧跟社会与生产的需求，科学与技术的发展，教材建设必须动态化。3结论在新工科建设背景下，浙江万里学院电子信息工程专业以工程认证为抓手，针对应用型高校应用导向、教学与产业紧密融合、理论与实践紧密联系的人才培养特点和传统工科教育培养目标不符合新工科建设、培养模式不适应时代发展、教学内容与产业发展脱节等问题，通过对培养目标、课程体系、实践教学、教学模式、质量保障和教学资源开展“四方协同”“四元融合”“四阶递进”“四维联动”“四层连环”“四化持续改进图4 四层连环教学质量保障体系:115:2024 年 3 月发展”六个“四”的新工科建设，人才培养质量明显提高，毕业生就业岗位与专业相关性、用人单位对毕业生评价等指标明显好于往年。工程教育质量直接影响国家硬实力，工程教育改革之路，虽不好走，只要我们有坚定的信念，经过坚持不懈的努力，坚信“到2 0 5 0 年,形成领跑全球工程教育的中国模式，建成工程教育强国浙江万里学院学报参考文献：1教育部高等教育司。新工科建设指南(“北京指南)J高等工程教育研究，2 0 1 7(4)：2 0-2 1.2教育部高等教育司.关于开展新工科研究与实践的通知 Z.教高司函 2 0 1 7 6 号,2 0 1 7.3中华人民共和国教育部高等教育司“新工科 建设复旦共识 高等工程教育研究,2 0 1 7(1)：1 0-1 1.4中华人民共和国教育部高等教育司.“新工科 建设行动路线：“天大行动 J.高等工程教育研究，2 0 1 7(2)：2 4-2 5.5别敦荣。应用型高校的办学理念与建设路径 。中国高教研究,2 0 2 2(4):1-8.6施晓秋,徐赢颖。工程教育认证与产教融合共同驱动的人才培养体系建设 J高等工程教育研究,2 0 1 9(2)：3 3-3 9.7李擎，崔家瑞，杨旭，等。自动化专业三创能力培养方案的构建与实施 。高等工程教育研究,2 0 2 1(2)：5 5-6 1.8肖荣辉。政校企协同视域下应用型高校产教融合路径重构 。黑龙江高教研究,2 0 2 3 5)：1 4 3-1 4 8.9王勇军。工程教育认证和新工科背景下的人才培养模式探索：基于桂林航天工业学院电子信息工程专业的分析。教育观察,2 0 1 8(1 1):7 3-7 5.10刘志刚，田枫，王梅，等。工程认证与产教融合双驱动的新工科人才培养探索 。实验室研究与探索,2 0 2 2(1 0)：1 6 7-1 7 2.Exploration of the Construction of Emerging Engineering Education inApplication-Oriented Universities Driven by Engineering EducationAccreditation:Taking the Electronic Information Engineering Major atZhejiang Wanli University as an ExampleLV Ang(Zhejiang Wanli University,Ningbo Zhejiang 315100)Abstract:Application-oriented universities have been established to support industrial development andare the main force in this construction.To ensure the quality of engineering majors,engineering educationcertification is an effective way.In response to the characteristics of talent cultivation in application-ori-ented universities and the current situation of engineering education,the construction of six“four e-merging engineering education has been carried out for the electronic information engineering major.Theseinclude“four-party collaboration,“four-element integration,“four-step progression,“four-dimensionallinkage,“four-layer linkage,and“four-direction development.The practice has demonstrated that thetraining objectives and curriculum system of engineering education certification-driven emerging engineer-ing education construction are more in line with the needs of new industries and formats.The teachingmode is more suitable for contemporary young students,and the quality of teaching is effectively guaran-teed.Key Words:application-oriented universities;construction of emerging engineering education;engi-neering education certification;training objectives;curriculum system;teaching quality assurance（责任编辑：刘阳雄）:116: