趙 姝,劉曉曼,陳 潔,張燕平
(安徽大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,安徽 合肥 230601)
工程教育專業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度,也是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。在我國(guó),工程教育專業(yè)認(rèn)證是由專門(mén)職業(yè)或行業(yè)協(xié)會(huì)、學(xué)會(huì)(聯(lián)合會(huì))會(huì)同該領(lǐng)域的教育工作者和相關(guān)行業(yè)、企業(yè)專家一起進(jìn)行的,針對(duì)高等教育本科工程類專業(yè)開(kāi)展的一種合格評(píng)價(jià)[1]。我國(guó)的工程教育認(rèn)證始于1992年土建類專業(yè)評(píng)估,截止2012年底,已有15個(gè)專業(yè)領(lǐng)域,總計(jì)295個(gè)專業(yè)點(diǎn)接受認(rèn)證。隨著工程教育專業(yè)認(rèn)證的發(fā)展,認(rèn)證協(xié)會(huì)將逐步擴(kuò)大認(rèn)證專業(yè)領(lǐng)域。我國(guó)開(kāi)展工程教育專業(yè)認(rèn)證的目的是構(gòu)建工程教育的質(zhì)量監(jiān)控體系,推進(jìn)工程教育改革,進(jìn)一步提高工程教育質(zhì)量:建立與工程師制度相銜接的工程教育專業(yè)認(rèn)證體系,促進(jìn)工程教育與工業(yè)界的聯(lián)系,增強(qiáng)工程教育人才培養(yǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性;促進(jìn)中國(guó)工程教育的國(guó)際互認(rèn),提升我國(guó)工程技術(shù)人才的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。工程教育專業(yè)認(rèn)證是高等教育認(rèn)證的重要組成部分,通過(guò)專業(yè)認(rèn)證,必將加強(qiáng)高等工程教育與工業(yè)界的關(guān)系,促進(jìn)專業(yè)教育與企業(yè)的有效接軌,對(duì)保障高等工程教育質(zhì)量具有重要的意義[2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證是中國(guó)高等教育進(jìn)入國(guó)際就業(yè)市場(chǎng)的“通行證”,高等學(xué)校應(yīng)以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī),對(duì)照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)查找自身存在的問(wèn)題域劣勢(shì),從人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教師隊(duì)伍、產(chǎn)學(xué)研合作等方面進(jìn)行改革與創(chuàng)新,以促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的全面提高[3]。對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè),工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)給出了詳細(xì)的專業(yè)分類,并對(duì)每個(gè)細(xì)分專業(yè)的具體要求進(jìn)行了規(guī)定,旨在要求相應(yīng)專業(yè)培養(yǎng)出的學(xué)生,不僅具有扎實(shí)的專業(yè)素質(zhì),更重要的是要有提出問(wèn)題并解決問(wèn)題的實(shí)踐能力?,F(xiàn)階段,計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生并不能滿足企事業(yè)單位對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)人才的要求,導(dǎo)致這一問(wèn)題的主要原因是高校的工程教育與企業(yè)需求存在著較大的差異[4],高校沒(méi)有足夠重視學(xué)生工程實(shí)踐技能的培養(yǎng),而是更偏重與理論教學(xué)。這就要求高校進(jìn)行教學(xué)體系改革,不僅要重視理論知識(shí)的教學(xué),還要重視學(xué)生提出問(wèn)題并解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力的培養(yǎng)[5],提高培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐技能的實(shí)踐課程的比重?!队?jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程,其內(nèi)容貫穿于整個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)理論與實(shí)踐系統(tǒng),以工程教育為目標(biāo)重新建立能適應(yīng)新形勢(shì)下的滿足工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求的《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程體系勢(shì)在必行,也是從事《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》教學(xué)研究的教育工作者亟待解決的問(wèn)題。
我?!队?jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程是計(jì)算機(jī)學(xué)科各專業(yè)的核心課程,經(jīng)過(guò)多年的不斷探索與改進(jìn),現(xiàn)階段已經(jīng)形成了相應(yīng)的課程建設(shè)體系。目前,《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程建設(shè)具有一定的優(yōu)勢(shì),這需要繼續(xù)保持并發(fā)揚(yáng),當(dāng)然也存在著不足,這就需要我們不斷進(jìn)行探索與改進(jìn)。
《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程建設(shè)中需要我們繼續(xù)保持并發(fā)揚(yáng)的優(yōu)勢(shì)有:
目前,該課程的師資配備從數(shù)量與質(zhì)量上都達(dá)到一定的要求,形成了一支良好的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有教授1人,副教授3人,講師2人,高級(jí)實(shí)驗(yàn)員1名,初級(jí)實(shí)驗(yàn)員1名,共同建設(shè)《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》的理論課和實(shí)踐課。
針對(duì)本校學(xué)生的實(shí)際情況,結(jié)合上課經(jīng)驗(yàn),撰寫(xiě)符合本校學(xué)生特點(diǎn)的教材。首先我們將“計(jì)算機(jī)組成原理”與“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”兩門(mén)課合并,編寫(xiě)了21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材《計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》,接著,面向工程類院校,由安徽省幾所高校教師聯(lián)合編寫(xiě)《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》,被評(píng)為安徽省高等學(xué)校“十二五”省級(jí)規(guī)劃教材。
最近幾年,該課程的理論課時(shí)不斷減少,實(shí)驗(yàn)課時(shí)不斷加大。表1詳細(xì)說(shuō)明了該課程理論課與實(shí)踐課課時(shí)數(shù)的變化,可以很明顯的看出目前該課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)增加了一倍,而且新增加了一門(mén)實(shí)踐教學(xué)課程,即課程設(shè)計(jì),其課時(shí)數(shù)也在不斷增加。
表1 《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》理論課與實(shí)踐課課時(shí)數(shù)變化表
根據(jù)《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程實(shí)際的教學(xué)工作,從以下幾點(diǎn)總結(jié)該課程建設(shè)存在的不足,這些不足需要我們?cè)谠撜n程建設(shè)研究中去克服。
(1)現(xiàn)代工程教育認(rèn)識(shí)上的差距
授課教師本身缺乏工程意識(shí),或工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),搞不清科學(xué)、技術(shù)與工程三者關(guān)系。目前的一般性實(shí)驗(yàn)大都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),不能代替工程實(shí)踐。理論的系統(tǒng)概念與工程系統(tǒng)實(shí)踐脫節(jié)。
(2)課程體系與現(xiàn)代工程教育目標(biāo)的差距
由于現(xiàn)代工程教育并未全面性的普及,教育者與受教育者的工程素質(zhì)平均水平較低,導(dǎo)致原有課程設(shè)置及教學(xué)大綱與現(xiàn)代工程教育脫節(jié);工程教育相關(guān)教材匱乏;實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置不盡合理,缺乏工程實(shí)踐;工程實(shí)踐案例教學(xué)缺乏等。
(3)實(shí)踐方法和平臺(tái)的缺乏
目前,該課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也受技術(shù)限制,實(shí)驗(yàn)室無(wú)法提供工程實(shí)訓(xùn)的平臺(tái),從而缺少工程實(shí)踐實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,缺少系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。而且,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用的硬件設(shè)備容易損壞,維修不方便。先理論課后實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法,也導(dǎo)致理論與實(shí)踐不能緊密的聯(lián)系。
(4)教師工程能力普遍較低和不全面。
從教師本身的角度來(lái)說(shuō),教師普遍缺乏工程意識(shí),基本沒(méi)有工程經(jīng)歷,更不用說(shuō)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)了;從教學(xué)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),工程教學(xué)團(tuán)隊(duì)意識(shí)、精神和能力都不強(qiáng)。
針對(duì)目前《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程建設(shè)現(xiàn)狀,發(fā)揚(yáng)優(yōu)勢(shì),克服不足,從以下幾個(gè)方面進(jìn)行課程體系建設(shè):
教師是課程教學(xué)的組織者與實(shí)施者,教師的素質(zhì)決定課程的教學(xué)質(zhì)量。一支德才兼?zhèn)?、結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的高素質(zhì)教師隊(duì)伍,是課程建設(shè)的必要基礎(chǔ)。
工程教育認(rèn)證的提出,對(duì)教師隊(duì)伍的素質(zhì)又有新的要求。目前教師隊(duì)伍普遍缺乏工程經(jīng)歷,這就嚴(yán)重影響工程教育質(zhì)量,進(jìn)而影響高校工程教育認(rèn)證的進(jìn)度。高校需要高度重視工程教育認(rèn)證,為教師提供學(xué)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì),增強(qiáng)教師的工程意識(shí)和工程能力?!队?jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程組的教師應(yīng)抓住學(xué)校提供的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì),增強(qiáng)自身的工程意識(shí)和工程技能,也應(yīng)主動(dòng)創(chuàng)造機(jī)會(huì)到相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的生產(chǎn)第一線參與工程實(shí)踐活動(dòng),提高自身的工程實(shí)踐能力,積極與產(chǎn)業(yè)界合作,聘請(qǐng)具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員到學(xué)校兼職授課,在原有教師團(tuán)隊(duì)基礎(chǔ)上建立一支具有較強(qiáng)工程意識(shí)和工程能力的穩(wěn)定的教師團(tuán)隊(duì)。
明確的改革和建設(shè)目標(biāo)是搞好課程建設(shè)的動(dòng)力和活力。教學(xué)內(nèi)容是一門(mén)課程的整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的核心,有特色的豐富的教學(xué)內(nèi)容能體現(xiàn)出一門(mén)課程的特色,因此,教學(xué)內(nèi)容建設(shè)是整個(gè)課程建設(shè)的重點(diǎn)?!队?jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)內(nèi)容不僅包括理論教學(xué)內(nèi)容,還包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,兩者缺一不可,而且要緊密的有機(jī)結(jié)合。所以,在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容建設(shè)時(shí),不僅要優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,還要將理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。
優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容:在教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)上將更加注重學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng),充分了解國(guó)內(nèi)外同類課程及課程所反映的學(xué)科背景的發(fā)展動(dòng)向,將課程建設(shè)的目標(biāo)瞄準(zhǔn)國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。教學(xué)內(nèi)容建設(shè)的預(yù)期成果是經(jīng)過(guò)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化形成先進(jìn)的、完善的教學(xué)條件和教學(xué)規(guī)范,包括課程的教學(xué)大綱、教材、輔助資料及授課、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、考核等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的全面優(yōu)化。
理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合:重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的完善和改革,將理論與實(shí)驗(yàn)徹底結(jié)合,理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)帶動(dòng)理論。最終形成先理論后實(shí)驗(yàn),由實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論;先實(shí)驗(yàn)后理論,由理論解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合的教學(xué)體系。
基于 CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-執(zhí)行)理念的工程教育模式是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。
《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》有其自身特點(diǎn),由于開(kāi)發(fā)工藝的限制和硬件平臺(tái)的限制,生產(chǎn)實(shí)際產(chǎn)品在教學(xué)中有很大困難。但是我們可以基于CDIO理念,通過(guò)虛擬仿真平臺(tái),實(shí)施工程教育模式,讓學(xué)生邊做邊學(xué),培養(yǎng)學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面的有效發(fā)展。虛擬仿真平臺(tái)的應(yīng)用可以緩解第一課堂的壓力,而且可以提高學(xué)生第二課堂的自我學(xué)習(xí)和自我探討問(wèn)題的能力。
《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(試行)》要求學(xué)生必須達(dá)到以下8項(xiàng)基本要求:具有人文素質(zhì)、社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德,能應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理知識(shí)解決問(wèn)題,具有專業(yè)理論、知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能、工程實(shí)踐等專業(yè)知識(shí)與能力,文獻(xiàn)與資料獲取能力,懂得專業(yè)相關(guān)法律法規(guī)、認(rèn)識(shí)工程對(duì)客觀世界和社會(huì)的影響,具有組織管理、交往能力以及團(tuán)隊(duì)能力,終身學(xué)習(xí)能力和國(guó)際視野、交流、競(jìng)爭(zhēng)與合作能力。根據(jù)這8項(xiàng)基本要求,我們總結(jié)出面向工程教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)出理論知識(shí)豐富、工程實(shí)踐技能過(guò)硬的綜合型人才。
《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心課程,起著承上啟下的作用。針對(duì)面向工程教育的人才培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合我?!队?jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》的課程實(shí)際特點(diǎn),我們應(yīng)該在制定該課程培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)邀請(qǐng)企業(yè)、行業(yè)專家參加,以便更好地滿足產(chǎn)業(yè)界對(duì)專業(yè)人才的培養(yǎng)要求;在該課程理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)與生產(chǎn)實(shí)踐、社會(huì)發(fā)展需要相結(jié)合的特征,重視學(xué)生職業(yè)技能和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力的訓(xùn)練和培養(yǎng);該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法要面向工程實(shí)際,更多地采用案例分析、綜合設(shè)計(jì)、小組學(xué)習(xí)、項(xiàng)目訓(xùn)練等形式,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作能力,提供學(xué)生工程意識(shí)和技能;完善該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加綜合設(shè)計(jì)性、研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。
《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》作為計(jì)算機(jī)各專業(yè)的專業(yè)核心課程,在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程中起著承上啟下的作用,經(jīng)過(guò)多年的不斷探索與改進(jìn),該課程建設(shè)已經(jīng)具備一定的優(yōu)勢(shì),但是隨著工程教育認(rèn)證的開(kāi)展,工程教育認(rèn)證對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教師隊(duì)伍、產(chǎn)學(xué)研合作等方面的新要求,我們迫切地需要對(duì)《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》進(jìn)行課程改革,以適應(yīng)工程教育認(rèn)證的需求。工程教育專業(yè)認(rèn)證制度的建立,將是我國(guó)高等教育改革和制度創(chuàng)新的一項(xiàng)重要舉措。通過(guò)工程教育專業(yè)認(rèn)證,必將加強(qiáng)高等工程教育與工業(yè)界的關(guān)系,促進(jìn)專業(yè)教育與企業(yè)的有效接軌,是中國(guó)高等教育進(jìn)入國(guó)際就業(yè)市場(chǎng)的“通行證”,對(duì)保障高等工程教育質(zhì)量具有重要的意義。本文先分析了我?,F(xiàn)階段《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程建設(shè)的優(yōu)勢(shì)以及不足,其優(yōu)勢(shì)我們應(yīng)該繼續(xù)保持并發(fā)揚(yáng),并通過(guò)改革克服不足之處,然后針對(duì)工程教學(xué)認(rèn)證的新要求,從課程組建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容建設(shè)、教學(xué)方法建設(shè)和人才培養(yǎng)建設(shè)四個(gè)方面分別詳細(xì)闡述面向工程教育認(rèn)證的《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》課程建設(shè)的具體實(shí)施策略。工程教育認(rèn)證是挑戰(zhàn),也是機(jī)遇。高等學(xué)校應(yīng)以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī),對(duì)照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)查找自身存在的問(wèn)題域劣勢(shì),從人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教師隊(duì)伍、產(chǎn)學(xué)研合作等方面進(jìn)行改革與創(chuàng)新,以促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的全面提高。
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