電子專業(yè)基于典型電子產品生命周期課程體系的構建

□廖建文　彭永杰　梅容　芳孫鴻

電子專業(yè)基于典型電子產品生命周期課程體系的構建

□廖建文彭永杰梅容芳孫鴻

根據(jù)電子專業(yè)崗位分析和培養(yǎng)目標，選擇學習載體--典型電子產品，剖析載體，以載體生命周期為主線構建專業(yè)的課程體系，基于電子產品整個周期的學習完成培養(yǎng)學生的專業(yè)能力、職業(yè)能力和社會能力。注重課程項目之間的關聯(lián)，通過產品的實踐構建知識和能力體系，使學生對電子產品生命周期過程有一個較清晰的認識。

典型電子產品；課程體系；工程教育

建構主義學習理論認為，人們有意義的真正學習應由個體已具有的經驗和已現(xiàn)存的文本、理念，從周圍的環(huán)境中獲得信息，并與已存的信息相結合，然后建構屬于個體自我的新的知識結構，即自我構建［1］。職業(yè)教育課程是按照工作知識在工作過程中的表征方式來為學生提供知識，其功能是要把學生導向工作體系。

宜賓職業(yè)技術學院電子專業(yè)課程改革，首先選擇教學載體——典型電子產品，對它進行解剖分析、思考設計制作、產品后期運行等過程，涵蓋了高職電子專業(yè)所需的知識和技術［2］。把它作為教學載體，徹底打破傳統(tǒng)的課程體系，以載體的構思、設計、制作、運行為主線重組項目課程［3］。通過對典型產品的構思、設計、制作、運行全過程的學習，從而完成對應電子專業(yè)的主要崗位的知識、技能的學習和培訓。

根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)目標，結合宜職院〔2014〕43號指導意見，堅持“能力本位”的課程觀，注重課程體系的系統(tǒng)性、實踐性，通過對利益相關者對職業(yè)資格標準、職業(yè)崗位（群）的任職要求專業(yè)人才成長特點、職業(yè)能力形成規(guī)律等方面的調查和對職業(yè)崗位知識、技術能力、素質的分析，確定了本專業(yè)人才定位和培養(yǎng)目標［4］，基于CDIO大綱和選取典型電子產品解構實際項目重構為課程項目，根據(jù)產品生命周期設計課程項目結構和順序轉換為一體化課程體系［5］，如圖1所示。

圖1　課程體系開發(fā)模型圖

一、電子專業(yè)職業(yè)領域及培養(yǎng)目標

（一）電子專業(yè)崗位群

電子專業(yè)崗位群主要為電子產品設計類崗位群、電子產品實現(xiàn)類崗位群、電子產品運行類崗位群。其中典型工作崗位為技術員、繪圖員、工藝員、裝配員，其中又將技術員崗位細化為單片機技術員與FPGA技術員；單片機技術員（輔助工程師）的核心職業(yè)能力為單片機系統(tǒng)設計與編程技術；FPGA技術員（輔助工程師）的核心能力為FPGA系統(tǒng)設計與編程技術。對于繪圖員與工藝員，其核心職業(yè)能力為PCB原理圖繪制與布局布線；裝配員的核心職業(yè)能力為元器件焊接、產品安裝調試。

（二）電子專業(yè)典型工作任務

通過實地走訪電子信息企業(yè)、回訪畢業(yè)生及與實踐專家座談和交流，對電子專業(yè)群主要工作崗位工作任務調查分析，整理、分析、歸納和抽象出本專業(yè)的產品設計、產品生產與加工、產品安裝與調試、質量檢驗與售后服務和其他幾個方面主要工作崗位，其對應的具體任務、崗位的知識、能力及素質見表1。

（三）人才培養(yǎng)目標

通過對電子專業(yè)主要崗位分析及分解得到工程職業(yè)教育的典型工作任務所需的專業(yè)技能、專業(yè)知識和職業(yè)素質，提出了本專業(yè)的培養(yǎng)目標：本專業(yè)培養(yǎng)擁護黨的基本路線，德、智、體、美等全面發(fā)展、具有良好的職業(yè)素質和文化修養(yǎng)，適應電子信息行業(yè)發(fā)展需要，掌握電子信息技術理論和應用技術，具備對電子信息產品進行檢測及維護的能力；具備對電子產品進行分析、初步的設計能力；具備獨立解決生產現(xiàn)場實際問題能力。從事電子行業(yè)的管理產品生產過程、檢測產品質量、維護電子設備、營銷電子產品和初步設計電子產品、制作電子產品等崗位工作的高素質技術技能人才。

表1　典型工作任務分析表

二、電子專業(yè)課程體系的構建

電子專業(yè)根據(jù)電子信息行業(yè)發(fā)展和人才需求的分析，結合對典型崗位知識、技能、素質等要求的調查和研討結果，電子專業(yè)目標為本專業(yè)教師從事教育教學活動提供了依據(jù)，為學生學習提供指南。

建構主義認為學習應發(fā)生于真實的學習任務中，學習者理解、構建知識受學習環(huán)境的影響［6］，教師就創(chuàng)造環(huán)境，模擬電子產品整個生命周期的過程還原于課堂，展示給學生。如何選擇教學載體，能否包含電子專業(yè)培養(yǎng)目標是關鍵。

（一）電子專業(yè)課程體系的載體選擇

智能小車是目前使用較多的測控對象，智能小車是集微處理器技術、傳感技術、信息處理技術等多種于一體的綜合系統(tǒng)，在市場的公共資源充足，在工業(yè)、軍事、醫(yī)院、家庭等各種領域有著重要的作用，其生命周期包含了電子專業(yè)的專業(yè)知識和專業(yè)技能。智能小車有著強大擴充功能并能滿足各個層次學生的學習需要，還能在原來基礎上維護升級和重復利用，滿足學生學習操作。學生通過完成一個典型電子產品的“CDIO”工程教育的構思、設計、實現(xiàn)和運行四個過程，起到從“特殊”到“一般”，以點帶面，激發(fā)興趣，獲取工作經驗，提升學習效果。因此，確定將智能小車作為專業(yè)課程體系的主要載體。

借鑒逆向工程的基本原理，將典型智能小車作為課程的載體進行解構，分析智能測控小車的結構、功能及生產流程，形成對應的項目，將項目所包含的知識、技術與專業(yè)培養(yǎng)要求進行分類整合，提煉成符合認知規(guī)律的課程項目（模塊），構建出對應的教學活動，如圖2所示。進一步對教學活動的梳理和整合，構建為對應的專業(yè)課程。

圖2　基于智能小車為載體的教學活動構建圖

（二）專業(yè)課程體系構建方法

根據(jù)電子產品的生命周期，結合人類的認知規(guī)律和個人職業(yè)形成特點，教學活動分解為五個層次，分別為2個一級項目、8個對應的二級項目及十幾個三級（課程）項目，形成由基礎課程、專業(yè)課程及專業(yè)拓展課程、素質課程4個部分組成的專業(yè)課程體系［7］，構建出課程體系如圖3所示。

圖3　專業(yè)課程體系結構圖

專業(yè)課程體系的實施參照工程教育CDIO大綱，圍繞職業(yè)能力的形成，以職業(yè)發(fā)展為目的，將專業(yè)基礎知識與個人邏輯思維能力、專業(yè)技術能力、團隊合作與溝通能力和企業(yè)的工程理念融入項目中［8］。

CDIO項目按工程教育模式劃分為三級［9］：一級項目為包含本專業(yè)主要核心能力要求的項目；二級項目為包含一組相關核心課程的知識、能力要求的項目；三級項目為單門課程（模塊）。

一級項目確定原則：面向實際、面向工程；知識涵蓋專業(yè)內容；考慮學生的知識水平和實際能力；便于課堂實施。一級項目又是初級引導項目，貫穿整個課程體系，選擇智能測控小車作為載體。

二級項目：由體現(xiàn)“工程化、產品化”CDIO模式特點的五個模塊構成，每個模塊由2～3門課程支撐，其中構思以“典型電子產品剖析”項目實現(xiàn)，設計以“電子電路模塊設計”項目實現(xiàn)，實施以“電子系統(tǒng)設計”項目實現(xiàn)，運作以“電子產品市場運作”項目實現(xiàn)。

三級項目分解在各門課程（模塊）中，由各門課程（模塊）相對獨立的完成初級引導項目中的部分內容。

整個課程體系改變了原來以學科為主的課程體系結構，課程由項目構成，每個課程本身并不強調知識的系統(tǒng)性，注重課程之間的關聯(lián)，專業(yè)課程的實施要求學生能有階段性成果或產品，整個專業(yè)課程體系的實施使學生完成產品的構思、設計、實現(xiàn)和運行的工程教育過程，使學生對產品的生命周期有一個較清晰的認識。

三、課程設置

（一）公共課程設置

本專業(yè)公共課程包括基礎知識課程和思政及素質教育課程，如圖4所示。

圖4　公共課程設置圖

本專業(yè)公共課程在建設過程中，重點根據(jù)電子專業(yè)人才培養(yǎng)目標及專業(yè)后續(xù)課程教學要求開發(fā)課程教學內容，如應用文寫作主要偏重電子信息類技術文檔寫作方法，工程數(shù)學根據(jù)電子信息工程技術專業(yè)課程相關計算要求選擇教學內容，車間英語教學內容重點在電子信息行業(yè)常用英語單詞、句型，電子產品英文說明書閱讀和日?？谡Z等，使得公共課程與專業(yè)很好對接，能為專業(yè)學生學習后續(xù)專業(yè)課程奠定良好的基礎。

（二）專業(yè)課程設置

電子專業(yè)課程體系由2個一級項目組成，第一個一級項目為一個智能小車測試系統(tǒng)，貫穿專業(yè)培養(yǎng)全過程，包含本專業(yè)主要知識和技術能力，創(chuàng)造模擬在企業(yè)和社會環(huán)境中實際產品的構思、設計、實現(xiàn)和運行過程；另一個一級項目為自選項目（畢業(yè)設計題目），是對第一個一級項目進行加強和拓展。

二級項目為一級項目的子項目，包含工程導論、基礎素質、整機分析、模塊制作、電路模塊設計、整機裝調、產品運行、拓展與創(chuàng)新共8個項目。

三級項目為課程（模塊）項目，在整機分析模塊中以電子工程設計導論為基礎，遵照職業(yè)道德和工程規(guī)范培養(yǎng)學生，教會學生正確使用工具和按要求程序進行設備裝配、按標準焊接電子設備，正確識讀電子路圖進行和有效分析電路功能；在電路模塊設計中教會學生基于單片機應用系統(tǒng)或FPGA的小型應用系統(tǒng)的設計功能電子部件，訓練學生使用軟件設計PCB圖和編程的能力；在模塊制作模塊中，帶領學生按規(guī)范利用設備，制作PCB版及對電子產品的工藝管理，訓練學生編制電子產品工藝文件。

其項目課程之間的先后關系如圖5所示。各級項目與專業(yè)能力要求對應見表2。

電子產品產品生命周期、技術開發(fā)、市場信息、市場策略在學院電子愛好者協(xié)會活動中強化；電子產品技術文件、商標設計、整機造型在院級、省級、國家級電子設計競賽活動加強。

圖5　項目課程設置相互關系示意圖

表2　構建“工程化、產品化”課程項目與工程技術能力表

在實施過程中，為了能讓構思、設計、實現(xiàn)和運行四個環(huán)節(jié)的課程能得以順利運行，建立和完善基于CDIO四個環(huán)節(jié)的實驗室和對應的校外實習基地，特別是職業(yè)院校層次專業(yè)側重在設計、實現(xiàn)方面，為學生畢業(yè)后走向專業(yè)較對口的崗位奠定基礎。

在設計類課程方面，除了模擬崗位在實驗室完成外，還需深入企業(yè)，把企業(yè)真實項目的電子部件的設計引入課堂，按企業(yè)要求完成任務，由企業(yè)兼職教師測評學生成績；在實現(xiàn)類課程PCB的設計與制作、元器件裝配等課程中，除了在專業(yè)實驗室的練習外，還要按企業(yè)對工藝要求完成產品制作及裝配，真正落實“工程化、產品化”。

四、課程體系改革的特色與創(chuàng)新

（一）電子專業(yè)基于典型電子產品生命周期課程體系構建，總結專業(yè)多年的人才培養(yǎng)經驗，形成特色：

1.以工程教育為背景，以典型電子產品作為學習的載體，將工程職業(yè)的特征用于職業(yè)教育，形成“工程化、產品化”CDIO的人才培養(yǎng)模式；

2.項目（模塊）化課程。以典型電子產品及其生命周期作為課程的載體，改變了傳統(tǒng)的以學科為主的課程體系結構，專業(yè)課程以項目（模塊）實施，課程項目不強調知識的深度和完整性，但注重課程項目（模塊）之間的關聯(lián)，使學生對系統(tǒng)、工程有一個較全面的認識，通過典型電子產品的學習實踐構建知識體系；

3.教學實施強調工程背景，即強調把工程教育作為背景而不是內容是教學，要求教師要有工程背景、教學環(huán)境模擬工程環(huán)境；

4.基于實踐的“做中學”教學方法，即以學生為主體，學生主動基于經驗的學習，教師引導和協(xié)助學生解決問題。

（二）電子專業(yè)基于典型電子產品生命周期課程體系構建具有以下創(chuàng)新點：

1.探索出了適合高職工程類專業(yè)的高技能人才培養(yǎng)模式。以就業(yè)為導向，以工程教育為背景，以典型電子信息產品作為學習的載體，將工程職業(yè)不變的特征用于教育，借鑒CDIO工程教育模式形成的“工程化、產品化”CDIO人才培養(yǎng)模式，較好地解決了教學、科研、生產實踐相結合。

2.建立了以產品為載體的項目課程體系。以典型產品為載體，將其解構成實際項目，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標所需的學習效果重構形成課程項目，將課程項目與教育教學規(guī)律結合形成項目之間相互關聯(lián)而成系統(tǒng)的項目課程體系，打破了傳統(tǒng)的課程結構，課程項目不強調知識的深度和完整性，但注重課程項目之間的關聯(lián)，使學生對系統(tǒng)、工程有一個較全面的認識，通過產品的實踐構建知識體系，為學生提供了一種學習經驗，并形成相應的課程標準。

3.探索并實踐了以學生為主體，以項目為載體的實踐體驗式“做中學”教學模式。根據(jù)建構主義的學習觀，以學生為主體，以項目為載體，并將技能競賽與教學有機結合，極大地把課堂還給了學生，也改變了教師的教學觀，真正使學生“做中學”，在做中建構屬于自己的知識體系和經驗，提高了學生做事、做成事的能力，較好地契合了《國家中長期教育發(fā)展改革和規(guī)劃綱》中提出的“注重學思結合、注重要知行統(tǒng)一”。

［1］［6］高文，徐斌艷，吳剛.建構主義教育研究［M］.北京：教育科學出版社，2009：28-31，387-394.

［2］石偉平.實踐導向職業(yè)教育課程研究：技術學范式［M］.上海：上海教育出版社，2008：31-36.

［3］［5］［8］顧佩華，陸小華.CDIO工作坊手冊［M］.汕頭：汕頭大學出版社，2008：30-32.

［4］陳挺.基于產品生命周期的應電類專業(yè)課程體系構建［J］.電子制作，2013（12）：100.

［7］黃明清，李春明.高職CDIO培養(yǎng)模式的應用［J］.職教論壇，2012（5）：53-54.

［9］查建中，何永汕.工程教育的三大戰(zhàn)略［M］.北京：北京理工大學出版社，2009：55-59.

責任編輯王國光

廖建文（1964－），女，四川宜賓人，宜賓職業(yè)技術學院副教授，研究方向為高職人才培養(yǎng)模式、課程改革；彭永杰（1983-），男，河南駐馬店人，宜賓職業(yè)技術學院講師，研究方向為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)；梅容芳（1981-），女，重慶奉節(jié)人，宜賓職業(yè)技術學院副教授，研究方向為電子與通信工程教學；孫鴻（1976-），男，四川宜賓人，宜賓一體化研究所工程師，研究方向為天然氣流量計算機系統(tǒng)。

四川省教育廳培養(yǎng)質量和教學改革（重點）項目“CDIO在高技能人才培養(yǎng)中的研究應用與實踐—以電子信息工程技術專業(yè)為例”（編號：P09540），主持人：黃明清。

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1001－7518（2016）20-0058-06