(沈阳航空航天大学 辽宁·沈阳 110136)
在电子信息工程教学实践中,专业工程设计是其中的一项重要内容,专业工程设计(三周)在学生进行毕业设计前进行,为学生着手进行毕业设计提供了一个有效过渡。通过课程设计,学生可以将理论知识有效应用于实践,促进理论与实践的相互融合和相互提高。在进行专业工程设计的过程中,要从专业的发展方向出发,着手培养学生的实践操作能力以及创造能力,促进学生的全面综合发展。
结合当前电子信息工程教学实践的开展情况来看,在进行教学实践的过程中,教师对专业工程设计存在重视程度不足的现象。比如,多数教师受到传统教学观念的影响,在教学实践中更加注重对知识和技能的传授,而其它环节,尤其是课程设计环节有所忽视,认为课程设计环节对教学的影响不大,只要在教学实践的过程中将相关内容讲解清楚便可以,这样一种错误的认识,导致教学实践的质量大打折扣。
大量的电子信息工程教学实践表明,教师在进行专业工程设计的时候,往往缺少对专业方向的考虑,通常都是根据教材内容,在立足教材内容的基础上,忽视了与专业方向的有效结合。比如,在教学实践过程中,有的教师确实消耗了大量的时间和精力在课程设计上,但是所完成的课程设计缺少实践探究的因素,而电子信息工程对实践探究的要求非常高,一味地根据教材进行课程设计,很难为教学实践提供真正的参考。在电子信息工程专业专业工程设计时,还要将学生的实际情况纳入到考虑范围之内。比如,要考虑学生的兴趣爱好,只有充分考虑到学生的兴趣爱好,学生的学习兴趣才会被最大限度地激发,学生的学习动力才会更足。又比如,要考虑学生的知识能力结构,不同的学生存在明显的差异,这就要求专业工程设计要根据学生的学习基础与学习能力,确定合理的专业工程设计方向。但是,实际情况中却缺少考虑。
所以进行专业认证背景下专业工程设计教学改革研究与实践是非常必要的。
本次电子信息实践课程中的专业工程设计主要从专业工程设计方向的确定,专业工程设计题目筛选,加强过程管理的分类成绩评定方式这几个方面进行改革。
工程教育专业认证对我国传统的教育模式提出了挑战,为了符合认证要求,必须对包括培养方案、课程体系在内的整个教学体系进行革命性重构。作为教学环节的落脚点,课程教学大纲更需要精心设计。传统的教学大纲关注课程知识体系的完备性,课程目标定位于知识点的传授和获取,对于课程对培养目标的支撑,在课程体系中的地位则考虑不多,因而不能回答为什么学,学生修完本课程后要获得什么能力的问题。课程教学要为培养目标服务,教学大纲的制订也必须以培养目标和毕业要求为指引,毕业要求即毕业生应该具备的能力,这些能力必须能够支撑培养目标。2015版工程教育专业认证标准提出了12条毕业要求,电子信息工程专业对此进行了具体化,使之符合本专业内涵。同时,为了有效地将毕业能力培养任务分解到具体教学中,客观衡量学生所具备的能力,本专业对12条毕业要求进行了二级指标分解,形成了30条二级指标,这些指标就是课程教学要达到的目的。根据毕业要求,设置课程模块,构建课程体系,明确每门课对毕业要求的支撑情况。
电子信息工程是国内高校中开设数量较多的一个专业,社会对该专业的学生需求量大。如何使电子信息工程的人才培养真正形成特色、让学生能力更强是值得共同思考和探索的问题。树立并强化培养方向是电子信息工程专业人才培养的重要问题,让学生明确学习的每门课程有什么用、经历的每个教学环节对其有什么提高、以至于明白毕业后能够干什么。具体到专业工程设计而言,其组织实施要以整个专业的培养方向为指导,并最终服务于既定的人才培养方向,这也是专业工程设计在教学中能否发挥应有作用的关键。专业工程设计内容要和专业培养方向相互呼应。
根据学院自身特色,确定专业工程设计为电子系统的设计开发、信息处理与信息系统开发两个方向,电子系统的设计开发强调学生在硬件方面的能力,通过电路、电子技术、单片机、DSP、嵌入式系统、EDA等课程的学习和实践,以电子系统的设计开发为发展方向。信息处理与信息系统开发则强调算法开发与软件编程能力,以信息处理与信息系统开发为主攻方向,重点课程包括信号与系统、数字信号处理、语音信号处理、数字图像处理、高级语言编程等。通过专业工程设计使学生了解工程应用中的典型电路及系统,能进行综合电路设计和相应的实验方案设计;或利用工具软件以及相应算法来实现信号与信息系统的设计与仿真;能较规范的书写设计报告。通过专业工程设计的训练,提高学生综合运用所学知识的能力,培养学生的创新意识和创新能力。
教师在指导专业工程设计的时候,往往缺少对专业方向的考虑,通常都是根据教材内容,在立足教材内容的基础上,忽视了与专业方向的有效结合。比如,在教学实践过程中,有的教师确实消耗了大量的时间和精力在课程设计上,但是所完成的课程设计缺少实践探究的因素,而电子信息工程对实践探究的要求非常高,一味地根据教材进行课程设计,很难为教学实践提供真正的参考。所以在学生进行专业工程设计之前,教研室要组织研讨,每位教师把课程设计的内容讲述出来,通过教研室成员的集体研讨,确定题目方向是否属于应用电子或者信息处理这两个方向,然后确定题目和内容是否合理。
工程教育认证强调成果导向,考核办法要对学习成果的考核作出具体规定。考核办法应该多样化且与考核内容相适应,以便能真正检验学习成果,做出正确评价。
以往课程设计结束时,指导教师往往不分方向进行成绩评定,评分没有统一标准,仅仅根据学生报告以及答辩情况给出成绩。这种考核方式欠缺过程管理,对学生学习态度是否端正,是否真正独立完成设计,有无抄袭或代做设计等情况无法掌握。
课程设计的方向确定后,不同的方向给出不同的评定标准,同时通过设置阶段性任务,以及阶段性检查来加强过程考核。在考核方式上加强过程考核,可以建立考勤抽查制以及进度抽查制。指导老师向学院提交答疑时间,学院派督导小组人员进行不定期抽查,以确保答疑能够按时进行。同时,学院应根据任务进度安排表不定期对学生的进度进行抽查,以杜绝学生到课设最后加班赶任务的情况发生。
电子信息实践课程中的专业工程设计经过两轮的改革,有了明确的课程目标,并且已经形成了稳定的电子系统的设计开发、信息处理与信息系统开发两个方向的工程类题目库,阶段性考核目标设置明确,过程考核增加到了总评成绩中,答辩环节运行良好。在课设成绩评定中,进一步细化了成绩评定标准,完善了课程设计目标达成机制,实现对毕业要求的科学支撑。
后续改革还需要注意的问题有:(1)课设题目工程性比例提高了,但是校外指导教师参与度不高,只起到辅助指导的作用,需进一步完善校外指导教师参与方式与参与指导的强度。(2)从学生成绩评定各目标点的得分情况可以看出,学生对于非技术因素如何在设计中体现认识模糊,需加强指导如何在设计过程体现工程项目设计流程和管理方法。(3)答辩的过程中发现学生对于一些实际问题的仿真过于理想化,对于器件的选择过于随意,没能体现实际应用场景的限制。(4)虽然题目进行了筛选,但是在学生进行课设的过程中发现存在有些题目存在过于简单,工作量不饱满的问题。