工科专业课群构建思想及运行机制的探索与实践

程耀瑜，赵冬娥，王艳红

（中北大学，太原 030051）

我国高等教育正加快实施“双一流”建设，继而推出“一流本科、一流专业”建设的“本科双一流建设”计划，2019 年4 月教育部办公厅发布《关于实施一流本科专业建设“双万计划”的通知》。按照计划，到2021 年我国将设10 000 个左右国家级一流本科专业点和10 000 个左右省级一流本科专业点，其中国家级一流本科专业点既有中央院校的专业又有地方院校的专业（中央赛道和地方赛道）。“双万计划”是一项推动高等教育内涵式发展的重大战略决策，在重视本科教育内涵发展的同时，高等院校尤为强调专业内涵发展在提高教育教学质量过程中的重要性。据统计，我国80%的本科生均来自地方高校，不仅显著拉动地方经济发展，而且为社会发展提供了人才保障[1]。

在高校本科人才培养过程中，专业建设始终是占据核心地位的重要工作，既是推动一流本科专业教育发展的关键环节，也是达成人才培养目标的基础，专业建设的优劣对人才培养质量起到直接的决定性作用。我国地方高校包含许多省部共建的具有行业或领域特色的学校和一直隶属地方的区域或专业特色鲜明的高校，相较于中央赛道（主要是教育部或特殊部委直属的）的大学，地方高校不仅在办学资源与学科建设方面较为匮乏，而且在办学实力方面明显落后。如何练好内功，充分发挥好专业教师和基层组织的积极性，用好学校、学科资源，扎实推进专业内涵建设是地方赛道国家一流专业建设必然之路。

专业的核心活动是教学，通过教学支撑人才培养[2]。课程是教学活动的具体内容，是人才培养的核心要素[2]。课程是专业培养方案组成及专业特色体现的重要元素，是教学组织实施和实现毕业要求的重要抓手，专业核心课程体系、内容和教学设计是专业内涵建设的关键和重点，教学组织、机制的科学规划和良好运行是教学活动、专业建设能够取得优秀效果的保障。

“双万计划”规定，一流专业建设点报送条件包括定位明确、管理规范、改革成效突出、师资力量雄厚和培养质量一流等五方面，采集的信息囊括专业基本情况、专业负责人情况、毕业生就业、奖励和支持、历史沿革和定位优势、综合改革措施和成效、师资队伍和基层教学组织建设、教学质量保障体系建设、毕业生跟踪调查和外部评价、建设思路及举措等十大方面[2]。《工程教育认证办法》《工程教育认证标准》等文件显示，通用认证标准覆盖学生、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等七方面内容。

从以上一流专业及工程认证等方面建设与考核要素可以看出，其实专业建设不是简单的“专业老师+学生”的组织就能完成，需要学校多层次行政的、学术的、社会的等多形式的协调、配合去共同推进。但是专业建设任务主要落在学院内的专业教研室（或系），方方面面的工作还是主要靠专业为主的组织去做，因此还必须构建一套实用有效的专业建设基层组织与管理机制，去引领、推动、组织、协调及实施一流专业建设方方面面的工作。

一、中北大学“光电”专业简介与构建核心课程群的必要性

（一）中北大学“光电信息科学与工程”专业简介与特点

中北大学是山西省和工信部、山西省和国防科工局双共建的地方管理为主的大学。光电信息科学与工程（简称“光电”）专业是在2002 年开始招生的光信息科学与技术（理学学位）和2009 年开始招生的“光电信息工程”（工学学位）两个专业于2013 年合并后（教育部2012 版本科专业）建立的，授予工学学位，2019 年获批国家一流本科专业建设点（地方院校赛道），2020 年通过工程教育认证（中国工程教育专业认证协会），在全国300 个左右光电专业中走在了前面。

无论从专业名称，还是专业演变过程看，本专业具有理工结合的特点，具有“光、电子、信息”结合的特点。因此，对学生要求的知识面较宽、基础理论较多，同时工程设计及实验能力不能少，是“数理+光学（光电）+电子信息+计算机软硬件+综合设计与应用”的一个专业，相对来说，本专业学生所学知识和能力培养要求（包括理论课程和实践性课程）要多一些，教师和学生也深有体会。

（二）构建核心课程群和教学改革的必要性

本专业由信息与通信工程学院（五院）光电工程系负责建设。在2018 年秋季前，本专业基本是以“专业责任人+30 个左右教师”一种形式组织日常教学、课程建设、专业建设、实验室建设等工作。主要的措施是：学院教学科下达任务（包括各种课程教学、课程建设、大纲修订、培养方案修订、教改项目申报和工程认证措施落实等方方面面），专业责任人通知大家申报、或直接分配任务、或找几个人商量一下交差。由于平时缺少研讨、缺少专人规划、很多老师重科研轻教学、老师流动性大及青年教师没有教学归属感等原因，这种基层组织工作起来有些随机、有些乱、实施效果差，专业责任人也辛苦。如课程大纲缺少讨论、审核，以至于有错误、内容在不同课程重复或衔接不好；课程建设与教改项目申报没有规划，更多是为了完成任务，报不出高水平项目；青年教师遇到问题找不到相应的人指导和研讨；专业责任人忙于和所有的老师以及上级教学部门联系，做思想工作、布置任务、总结归纳，身心疲惫等问题。随着2018 年光电专业工程教育认证正式提交申请，这方面的体会越发深重，专业老师不仅仅是讲授自己的课程，还要了解整个专业培养目标、毕业要求，要和学院、学校的其他课程对接等等，工作越来越细化，事情越来越多。

学院有一些服务于全校或全院的电工电子、信号与信息处理专业基础课程群与本专业有关，但涉及专业特色的核心课程没有明确稳定的课程群（组），缺少明确的基层教学讨论和组织群组，难以开展核心课程教学策略方面的研究，缺乏根据专业角度对接电工电子等基础课程群的长效机制（临时由专业责任人等对接一下）。

通过综合分析，进行基层教学组织和管理方式改革，构建光电专业的核心课程群，成立教学讨论和组织群组，分解任务、协同作战，有利于完成好各项任务，有利于提高教学质量，是一个有力的抓手，因此，构建专业课程群、制定相应的工作机制和方式是非常必要的。

二、核心课程群的初步构建与初衷

（一）专业核心课程与核心课程群的构建思路

从2015 年秋季开始光电专业逐步注入工程认证的理念，系里组织对2013 版的培养方案进行了简单修订，经过三年的运行，2018 年正式提交工程教育认证申请，并对各门课程（培养方案中的所有教学环节）进行了梳理。

课程（含实践性环节的课程）是专业培养方案构成的主要元素，是专业特色的主要体现因素，是教学组织与实施的基本单元，也是实现毕业要求与培养目标的重要抓手。培养方案中的课程分为通识教育课程（一般是校级课程）、学科基础教育课程（通常是校级、院级、系级都有）、专业教育课程（系级）和实践行环节课程（校级、院级、系级都有）四种类型。通识教育课程支撑毕业要求相对明确，专业只需要了解即可，后三者都应该本专业建设或参与建设，但由于行政隶属以及长期的习惯，系或专业直接建设的是和专业关系紧密的专业基础及专业课程（含实践性课程）——这些课程称为专业核心课程（当然其他校、院级课程也必须分工到这些课群中对接和研究），本专业的核心课程有28 门（含6 门选修课）。

光电工程系通过对过去工作的反思、28 门课程的梳理及工程认证、国家一流专业申报与建设等教学工作复杂性的考虑，决定成立几个课程群（组），主要的目的是形成系内的基层教学组织，进行教学研讨、教学组织与实施、课程建设和细化工作，课程群间互相协助进行专业建设等方方面面的工作。每个教师、每门课程有相应的小组去规划、安排、讨论和把关。

（二）（7+1）个课程群的确定及基本教学组织方法

在梳理课程内容、师资队伍等基础上，构建了（7+1）个专业核心课程群（简称课群），其中“+1”是指毕业设计的特殊课程群。（7+1）个课程群名称、负责的课程、负责人及对接的主要校、院级课程如图1 所示。7 个课群分别是工程光学、光信息基础与处理、电子与嵌入式、激光与红外、光电检测技术与系统、光电信息综合应用、实习实训。（7+1）个课群包括了由光电工程系给本专业开设的所有课程（含选修课），课群设置的原则是：课程内涵或性质有关联，兼顾考虑师资、实验设备等方面便于组织与实施。

图1 （7+1）个课程群名称、负责人及相关课程

每个课群有一个负责人及若干名相对固定的教师（本课群骨干教师），每个教师除毕业设计外，一般分配在1～2 个群内，每门课程设1 名课程负责人，理论课程一般1～3 人代一门课，实践性环节课程通常每个自然班由2～3 名老师负责，其中1 人为课程总负责人，以课群负责人分配本群课程教学任务为主，主要负责人统筹和协调整个工作，毕业设计采用教师出题（有一定数量、内容的要求）、负责人组织相关人员审题、学生和教师双向选择，导师主要负责的办法。

三、课群建设与运行机制（方法）的探索

本专业隶属于五院光电工程系，设系主任和副主任各1 名。系主任全面主持系里工作，包括光学工程学科与学位点建设、牵头组织本科专业及实验平台建设、协助学院进行光电系师资队伍和科研等管理；系副主任（即专业负责人）主要负责本专业的日常教学组织与管理、课程与专业建设具体工作及教学研讨等。

从2015 年秋季开始光电专业逐步注入工程认证的理念，2018 年秋季设立了课群系内的教学基层组织，随着工程认证申请的通过，中北大学2019 版培养方案的修订等工作的开展，专业建设、课程建设、认证工作等非常多，如何发挥好课群组织的作用、理顺课群的关系、建立完善的运行机制，一直在边实践边探索边完善，结合中北大学各方面的实践情况，经过一年多的探索，初步制定了课群运行的方式（机制）。

（一）课群的建设和课群内部的工作方法（群级）

每门课程（含实践性环节课程）由课群负责人和专业负责人商量确定一名课程负责人（因为班多或交叉代课，通常每门课有多名老师）。每个课群在负责人的带领下负责群内课程的建设与日常的相关课程的教学、定期与不定期的研讨，以及对接相应的校、院级课程。包括群内课程教学设计与研讨，大纲制定与讨论（初审），交叉代课与互相听课，课程建设与参加评估，课程教改项目的凝练与申报，课程开始前、中期、考试考核后的相互交流与教学材料检查，特别是同一门课程不同老师之间的研讨（教学日历、重点难点、课程目标和教学设计、课程考核、实验、目标达成材料收集与分析等等），这些措施对避免教师各自为政、随意操作能够起到很大作用，是对教师教学工作精力投入的必要措施，也是对青年教师的引导与培训，使青年教师有归宿感、有组织感。

（二）课群之间的工作方式及主要内容（专业级）

各课群负责人和骨干教师在专业责任人带领下，进行课群之间交流和专业建设，包括课程大纲的审核（特别是教学内容的衔接和分配）、专业特色研讨和确定、专业建设方面的教改讨论及协作，解决课群之间的问题、协调实验室及老师方面的资源。

一般要求每学期开学前和中后期所有课群责任人碰头讨论安排2 次（顺便安排课程设计及确定下学期的课程老师），其他时间段如有个别群之间协商则临时安排。

（三）系级层面的课程群工作方式及主要内容（系级）

系是学校的基层组织，具有一定的行政管理性质。有些专业建设、课程建设、实验室建设与实习基地建设等需要和学院各部门、学校多个部门，甚至校外单位打交道，所以需要具有行政色彩的系去组织和推进。

基本思路是由主任（和副主任）组织和学院支持下，各群负责人（或邀请相关人员一起）共同研讨专业层面大的问题及专业建设中与各部门需要协作和打交道的解决方案。如培养方案的修订（或制定），需要综合分析社会需求、学校定位、专业特色、科研特色及技术发展等方面，也要结合专业沿革、师资队伍、现有条件等方面经过反复研讨、修改而确定。另外，共同讨论与校级、院级课程群（或课程）的接洽问题，特别是工程教育认证理念的非技术因素；数理课程、电路电子等课程对毕业要求的支撑；实验室建设与管理，实习实训基地建设中与教务处、国资处、财务处、院校领导及校外企业之间的交涉、争取、协助等等。

在群级（群内）、专业级（群之间）、系级（各群联合系行政）建立了相应的工作方法，以课群为抓手建立了日常课程教学、专业特色建设、实验室建设、培养方案制定等一系列的工作方式与运行机制，三级课群组织的工作方式与主要内容如图2 所示。

图2 三级课群工作方式与主要内容

四、课群及相关机制实践的初步效果及专业内涵建设的思考

（一）课群在教学组织和工程认证中发挥了明显作用

从2019 年开始，光电系在各项教学组织与管理中逐步探索运行群级、专业级、系级的三级联动的工作机制，改变过去“专业责任人+30 个左右教师”的组织和管理机制，在系、专业、课群负责人的带领下，细化组织方式和工作内容，逐级细化工作内容、任务和责任分解和下移、改变了以前很多事情只有专业责任人着急，其他人往往随意做事的状态。在各级责任人的带领、示范、督促下，大家有章可循、有组织感、有渠道商量和反映问题，有方式方法组织教学及各项建设工作。三年的实践证明，发挥并取得了明显的作用，取到了很好的效果。除日常教学工作外，表现和印象最深的是：（1）2019 版培养方案制定及相应的大纲修订。2019 版培养方案有较大的改动，特别是在工程认证理念的完全注入、培养目标、专业课程体系、学时学分压缩、课程思政和大纲制定等方面有较多变化、大量工作或需要进行大量调研、研讨、总结。需要有校外的、企业的及校内多部门专家、老师的参加（系级组织为主）；需要专业负责人的整体规划及各课群的群策群力，反复研讨（专业级组织为主），需要每位老师的积极配合与认真完成（群级组织为主）。先由专业责任人组织研讨提出基本思路与方案，系级组织在学院、学校的支持下，联系多部门进行调研（如毕业生用人单位情况、其他院校情况）、研讨（企业专家、校内其他部门等，如理学院等）；专业层面根据情况反复修订、细化；确定后课程大纲的制定与初审需要课程群撰写与研讨确定等。（2）工程认证自评报告和专家进校检查工作。众所周知，工程教育认证无论是自评报告的撰写，还是专家进校考察，需要做大量的调研、研讨、规划、总结、修订、材料收集整理和协调等，虽然一些工作学院、学校会协调或参与，但大部分工作、具体规划和对接，必须专业或系里进行操作。很多工作是在三级机制作用下分工协助完成的，比如涉及学生的方方面面问题，必须有学生科（处）协助（行政出面），课程体系以专业为主、试卷抽查等课群为主等。

总之，以课群建设为抓手，三级机制运行方法，在近几年的教学工作工程认证中发挥了明显的作用。以上仅仅是专业核心课群建设的初步作用和实践。

（二）新工科背景下，课群在专业内涵建设中的思考

以课群为抓手的三级基层联动工作方式能够解决专业建设的部分机制问题，新时代本科专业改革应坚持内涵式发展，国家一流专业建设必须重视内涵建设，如何发挥好课群在国家一流专业内涵建设中更高层次的作用，是课群建设的重要思考。

相比于现有的传统工科人才培养，新工科的人才培养必须具有较强的工程实践能力、创新应用能力，具备较强的国际竞争力，包括既能够在某一学科进行深入的学术研究，又应具有“跨学科整合”的特点;既具有利用所获得的专业知识去解决现有问题的能力，又具有对新知识、新技术深入学习的能力，以解决未来发展中存在的问题，并具有在未来技术行业中发挥领导作用的能力[3]。因此在课程体系的设计中，要特别重视理论联系实际，重视培养学生利用所学的理论知识、新技术，综合分析和解决实践问题的能力，利用实例引导学生对新知识、新技术深入学习的兴趣，培养“跨学科整合”的能力。

以电子与嵌入式课程群为例，相关课程及教学目标见表1。本课程群有校级、院级、系级三种课程（系级为主），有理论课、理论实践结合性课程和实践课（课程设计），内容有电路与电子基础、C 语言基础、设计和仿真用工具的软件、嵌入式单元与电子系统，从理论基础—小单元电路—系统，从仿真—调试，课程群自成体系，内容关联、互补又层层递进。如何进一步合理优化内容、整合课程内容，合理安排各个模块的内容、课时、顺序等，结合电子技术和嵌入式在光电信息系统中的应用与特点，结合新的知识、器件、工具软件，以提高学生将理论知识应用于工程实践能力，加深学生对理论的理解，增强工程实践能力，是课群内涵建设的重要方面。

表1 电子与嵌入式课程群相关课程及教学目标

（三）课群组建的其他深层次作用思考

随着中北大学光电专业国家一流专业的建设，对专业建设提出了更高的要求，如一流课程、高层次教学成果、人才培养质量的提高等。经过一定的讨论和思考，认为下一步应该在以下几方面加强和提高。

（1）梳理课群涵盖知识点和能力培养的要求，融入光学工程学科特色，重构课群内课程教学内容，提高核心课程高阶性，积极进行教材与一流课程建设。

（2）依托科研与学科支撑，促进特色课程与专业特色建设，专业方向类课程注重实践能力提高的内涵建设，提高人才培养质量。

传统的常规教学过程中更多强调概念与理解等低阶思维技能的培养，以质量为导向的新时代教育理念，要求专业方向类课程的教学应从低阶思维技能训练逐步向高阶思维技能的培养过渡、转移[4]。专业方向类课程通常是专业特色课程，与本专业相应的学科及教师的科研项目有一定的关联。要依托学科建设、科研反哺教学，从而增强学生对应用、分析、综合和评价等高阶思维技能的训练。

（3）群策群力，在学校的支持下，与企业合作，发挥科研项目优势，加强实训实习基地和内涵建设；调动老师的教学积极性与精力投入，积极组织，争取高层次的教学成果。