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摘 要：在我国工程教育认证国际化步伐加速的背景下，为电子和计算机类工程专业课程建立“能力导向”的认证标准，设置过程化考核环节和评分机制显得尤为迫切。本文以通信工程专业本科课程《FPGA技术》为改革对象，结合国际工程教育认证标准，从教学大纲设计，课程达成度计算和实施效果评价三个方面简明扼要地介绍了工程教育认证机制在该课程中的推广情况。
关键词：工程教育认证；FPGA；课程改革；达成度；实施效果评价
一、 引言
2016年6月2日在吉隆坡召开的国际工程联盟大会上，中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员。这是我国高等教育发展的一个里程碑，不仅意味着我国工程教育的质量得到了英、美等发达国家的认可，更标志着中国高等教育将真正走向世界。《华盛顿协议》体系的一个突出特点是建立“能力导向”的认证标准，有效考核“教育产出”（学生学到什么）的效果。相关能力指标对教师和教学机构设计课程提出了明确的方向和要求，教师在有限的教学时间内，不仅要指导学生掌握相关领域的专业基础知识，还要培养学生解决实际工程问题和开展独立研究的能力。因此，针对课程体系的主要特点设置过程化考核环节和评分机制显得尤为重要，主要表现在：过程化考核环节的设置可以全程监控教学效果，及时发现存在问题的环节，利于查漏补缺；而相关评分机制可以提供量化评价标准，特别是对课程达成度的计算，可以辅助教学环节持续改进。
二、 改革内容
（一） 教学大纲设计
面向目标达成度的教学设计改革首先需要在《FPGA技术》课程的教学大纲中建立课程目标与通信工程专业毕业要求之间的关系，该课程的两个目标分别对应毕业要求的两个二级指标：目标1（熟悉FPGA的开发流程，掌握在其相关硬件平台上进行组合与时序逻辑电路设计的基础知识和基本方法，熟悉状态机设计）对应能力指标3.2（掌握通信工程专业知识，具有设计开发满足特定需求的电路模块、软件模块和通信系统的能力）；目标2（熟悉FPGA的硬件结构和工作原理，掌握运用Verilog语言描述数字电路基础模块的方法，掌握Testbench的编写和在模块测试中的应用）对应能力指标5.2（具有运用通信工程专业工具，对通信系统中软、硬件模块进行预测和模拟的能力）。
接下来，在课程中设定具体考核环节来支撑前面所提出的二级指标3.2和5.2，具体思路为：课堂测试、实验操作、实验报告和卷面考核四个环节支撑指标3.2；文献阅读、实验操作、实验报告和卷面考核四个环节支撑指标5.2。这样就把较宽泛的毕业要求转换成较具体的能力指标，并结合课程内容对能力指标的考核设定了具体环节。
（二） 课程达成度计算
课程达成度计算是把考核环节对能力指标的支撑进行量化的过程，分两个步骤：第一，确定各类考核环节的权重和具体环节的分值，《FPGA技术》课程的教学大纲中限定了平时成绩和考试成绩在总评成绩中的权重比例是4∶6，其中平时成绩包括文献阅读、随堂测试和实验项目三个部分，分数分布及支撑情况为：文献阅读10分，支撑5.2；随堂测试3次，共15分，支撑3.2；实验5个，共60分（实验一、二占15分，实验三到五各占15分），這里，实验一到三支撑5.2，实验四和五支撑3.2。期末考试成绩包括填空题、名称解释、简答题和设计题四个部分，分数分布和支撑情况为：填空题15分、名称解释10分、简答题30分，共同支撑5.2；设计题45分，支撑3.2。
第二，在课程结束后抽取一定数量的学生（通常为一个自然班）作为课程达成度计算样本，通过计算各个考核环节所有样本的平均分数来确定本课程所支撑的各个能力指标点的达成度评价值。这里，3.2和5.2两个指标点分别对应了若干个考核环节和考核内容，相应评价值的计算方法为该指标点对应的教学活动平均考核成绩除以教学活动的满分值。即：
指标点达成度值=样本考核成绩的平均值（B）考核成绩的满分值（A）
其中，支撑指标3.2满分值（A）的计算公式为：平时考核×40% 期末考试×60%= 45×40% 45×60%= 45；而支撑指标5.2满分值（A）的计算公式为：平时考核×40% 期末考试×60%= 40×40% 55×60%= 49。另外，由于平时成绩中考勤15分不作为支撑依据，按15×40%= 6，与上述两部分分数相加总和正好为100分。
将通信工程专业2014级本科1～4班作为考核样本，得到各环节平均分数情况如下：平时考核环节中，文献阅读平均分6.8；三次随堂测试平均成绩分别为3.3，3.9和3.2；各项实验的平均成绩为实验一、二13.1分，实验三12.9分，实验四12.8分，实验五12.3分。期末考试中，各题型的平均成绩为填空9.9分，名词解释5.4分，简答题24.7分，设计题 27.3 分。
综上所述，经过加权后，支撑3.2的各环节样本成绩总平均值（B）为30.6，而支撑5.1的各环节的总平均值（B）为37.1，由达成度值计算公式得出该课程对毕业要求二级指标3.2和5.2的总达成度分别为0.68和0.76。
三、 实施效果评价
（一） 平时考核分析
在平时考核环节中，实验一、二和三的达成度都比较高。一方面是因为实验内容比较基础，与讲授内容结合度比较高；另一方面，实验操作中软硬件结合紧密，且入门难度较低，特别是实验一里面，对DE2板的测试内容有一部分和大一阶段已开设的计算机基础类课程相关。
第一、三次作业和第五次实验的完成情况都不理想。第一、三次作业分别考核了对FPGA开发原理的深入理解和运用Verilog语言准确描述重要的时序功能，平均分在及格线附近说明对课堂上重要知识点的理解还停留在表面。第五次实验是复杂时序逻辑设计，对综合运用FPGA开发技术的要求较高，该实验的平均分是所有实验中最低的，说明很多同学对复杂设计实例的整体把握能力还较差。
此外，文献阅读环节对指标5.2的达成度贡献偏低，这主要因为学生对调研题目的理解程度有较大差异，且课后愿意投入的时间也因人而异。
（二） 期末考试分析
从期末考试的考核内容看，简答题部分占的权重最高，且完成情况也最好，对指标5.2的贡献很大。简答题部分主要考核FPGA的基本硬件原理，芯片识别，及Verilog基础语法。这些内容都是课堂上和实验中反复强调的重点，受学生关注度较高。
设计题的平均分仅占该项满分的61%，大大降低了指标3.2的达成度。再次反映出许多学生对Verilog语言的运用还停留在表面，对基本开发流程也不够熟练。
四、 结语
在我国工程教育认证与国际标准迅速接轨的大环境下，工程背景较强的专业课程亟待建立更科学的教学框架和完善的考核体系。《FPGA技术》这门课程属于电子和计算机学科的交叉范畴，又有广阔的工程应用空间，把该课程纳入工程教育专业认证能起到很好的示范作用。本文结合国际工程教育认证机制的主要特点，系统扼要地介绍了该课程的教学改革设计框架及初步实施效果，希望能为工程教育认证的深入推广提供有价值的参考。
五、 致谢
感谢成都信息工程大学通信工程学院教学改革项目经费的资助。
参考文献：
[1]王孙禺，孔钢城，雷环.《华盛顿协议》及其对我国工程教育的借鉴意义[J].高等工程教育研究，2007，（1）：10-15.
[2]方峥.中国工程教育认证国际化之路——成为《华盛顿协议》预备成员之后[J].高等工程教育研究，2013，（6）：72-76.
[3]林健.工程教育认证与工程教育改革与发展[J].高等工程教育研究，2015，（2）：10-19.
[4]钱振江，龚声蓉，徐文彬.面向复杂工程问题的应用型本科计算机类专业人才培养模式研究和实践[J].计算机教育，2017，（6）：10-13.
[5]张建树，郭瑞丽.工程教育认证背景下课程达成度的评价改革[J].高教论坛，2016，（6）：72-74.
作者简介：
凌味未，马文英，姚尧，石跃，陈祝，四川省成都市，成都信息工程大学通信工程学院。
关键词：工程教育认证；FPGA；课程改革；达成度；实施效果评价
一、 引言
2016年6月2日在吉隆坡召开的国际工程联盟大会上，中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员。这是我国高等教育发展的一个里程碑，不仅意味着我国工程教育的质量得到了英、美等发达国家的认可，更标志着中国高等教育将真正走向世界。《华盛顿协议》体系的一个突出特点是建立“能力导向”的认证标准，有效考核“教育产出”（学生学到什么）的效果。相关能力指标对教师和教学机构设计课程提出了明确的方向和要求，教师在有限的教学时间内，不仅要指导学生掌握相关领域的专业基础知识，还要培养学生解决实际工程问题和开展独立研究的能力。因此，针对课程体系的主要特点设置过程化考核环节和评分机制显得尤为重要，主要表现在：过程化考核环节的设置可以全程监控教学效果，及时发现存在问题的环节，利于查漏补缺；而相关评分机制可以提供量化评价标准，特别是对课程达成度的计算，可以辅助教学环节持续改进。
二、 改革内容
（一） 教学大纲设计
面向目标达成度的教学设计改革首先需要在《FPGA技术》课程的教学大纲中建立课程目标与通信工程专业毕业要求之间的关系，该课程的两个目标分别对应毕业要求的两个二级指标：目标1（熟悉FPGA的开发流程，掌握在其相关硬件平台上进行组合与时序逻辑电路设计的基础知识和基本方法，熟悉状态机设计）对应能力指标3.2（掌握通信工程专业知识，具有设计开发满足特定需求的电路模块、软件模块和通信系统的能力）；目标2（熟悉FPGA的硬件结构和工作原理，掌握运用Verilog语言描述数字电路基础模块的方法，掌握Testbench的编写和在模块测试中的应用）对应能力指标5.2（具有运用通信工程专业工具，对通信系统中软、硬件模块进行预测和模拟的能力）。
接下来，在课程中设定具体考核环节来支撑前面所提出的二级指标3.2和5.2，具体思路为：课堂测试、实验操作、实验报告和卷面考核四个环节支撑指标3.2；文献阅读、实验操作、实验报告和卷面考核四个环节支撑指标5.2。这样就把较宽泛的毕业要求转换成较具体的能力指标，并结合课程内容对能力指标的考核设定了具体环节。
（二） 课程达成度计算
课程达成度计算是把考核环节对能力指标的支撑进行量化的过程，分两个步骤：第一，确定各类考核环节的权重和具体环节的分值，《FPGA技术》课程的教学大纲中限定了平时成绩和考试成绩在总评成绩中的权重比例是4∶6，其中平时成绩包括文献阅读、随堂测试和实验项目三个部分，分数分布及支撑情况为：文献阅读10分，支撑5.2；随堂测试3次，共15分，支撑3.2；实验5个，共60分（实验一、二占15分，实验三到五各占15分），這里，实验一到三支撑5.2，实验四和五支撑3.2。期末考试成绩包括填空题、名称解释、简答题和设计题四个部分，分数分布和支撑情况为：填空题15分、名称解释10分、简答题30分，共同支撑5.2；设计题45分，支撑3.2。
第二，在课程结束后抽取一定数量的学生（通常为一个自然班）作为课程达成度计算样本，通过计算各个考核环节所有样本的平均分数来确定本课程所支撑的各个能力指标点的达成度评价值。这里，3.2和5.2两个指标点分别对应了若干个考核环节和考核内容，相应评价值的计算方法为该指标点对应的教学活动平均考核成绩除以教学活动的满分值。即：
指标点达成度值=样本考核成绩的平均值（B）考核成绩的满分值（A）
其中，支撑指标3.2满分值（A）的计算公式为：平时考核×40% 期末考试×60%= 45×40% 45×60%= 45；而支撑指标5.2满分值（A）的计算公式为：平时考核×40% 期末考试×60%= 40×40% 55×60%= 49。另外，由于平时成绩中考勤15分不作为支撑依据，按15×40%= 6，与上述两部分分数相加总和正好为100分。
将通信工程专业2014级本科1～4班作为考核样本，得到各环节平均分数情况如下：平时考核环节中，文献阅读平均分6.8；三次随堂测试平均成绩分别为3.3，3.9和3.2；各项实验的平均成绩为实验一、二13.1分，实验三12.9分，实验四12.8分，实验五12.3分。期末考试中，各题型的平均成绩为填空9.9分，名词解释5.4分，简答题24.7分，设计题 27.3 分。
综上所述，经过加权后，支撑3.2的各环节样本成绩总平均值（B）为30.6，而支撑5.1的各环节的总平均值（B）为37.1，由达成度值计算公式得出该课程对毕业要求二级指标3.2和5.2的总达成度分别为0.68和0.76。
三、 实施效果评价
（一） 平时考核分析
在平时考核环节中，实验一、二和三的达成度都比较高。一方面是因为实验内容比较基础，与讲授内容结合度比较高；另一方面，实验操作中软硬件结合紧密，且入门难度较低，特别是实验一里面，对DE2板的测试内容有一部分和大一阶段已开设的计算机基础类课程相关。
第一、三次作业和第五次实验的完成情况都不理想。第一、三次作业分别考核了对FPGA开发原理的深入理解和运用Verilog语言准确描述重要的时序功能，平均分在及格线附近说明对课堂上重要知识点的理解还停留在表面。第五次实验是复杂时序逻辑设计，对综合运用FPGA开发技术的要求较高，该实验的平均分是所有实验中最低的，说明很多同学对复杂设计实例的整体把握能力还较差。
此外，文献阅读环节对指标5.2的达成度贡献偏低，这主要因为学生对调研题目的理解程度有较大差异，且课后愿意投入的时间也因人而异。
（二） 期末考试分析
从期末考试的考核内容看，简答题部分占的权重最高，且完成情况也最好，对指标5.2的贡献很大。简答题部分主要考核FPGA的基本硬件原理，芯片识别，及Verilog基础语法。这些内容都是课堂上和实验中反复强调的重点，受学生关注度较高。
设计题的平均分仅占该项满分的61%，大大降低了指标3.2的达成度。再次反映出许多学生对Verilog语言的运用还停留在表面，对基本开发流程也不够熟练。
四、 结语
在我国工程教育认证与国际标准迅速接轨的大环境下，工程背景较强的专业课程亟待建立更科学的教学框架和完善的考核体系。《FPGA技术》这门课程属于电子和计算机学科的交叉范畴，又有广阔的工程应用空间，把该课程纳入工程教育专业认证能起到很好的示范作用。本文结合国际工程教育认证机制的主要特点，系统扼要地介绍了该课程的教学改革设计框架及初步实施效果，希望能为工程教育认证的深入推广提供有价值的参考。
五、 致谢
感谢成都信息工程大学通信工程学院教学改革项目经费的资助。
参考文献：
[1]王孙禺，孔钢城，雷环.《华盛顿协议》及其对我国工程教育的借鉴意义[J].高等工程教育研究，2007，（1）：10-15.
[2]方峥.中国工程教育认证国际化之路——成为《华盛顿协议》预备成员之后[J].高等工程教育研究，2013，（6）：72-76.
[3]林健.工程教育认证与工程教育改革与发展[J].高等工程教育研究，2015，（2）：10-19.
[4]钱振江，龚声蓉，徐文彬.面向复杂工程问题的应用型本科计算机类专业人才培养模式研究和实践[J].计算机教育，2017，（6）：10-13.
[5]张建树，郭瑞丽.工程教育认证背景下课程达成度的评价改革[J].高教论坛，2016，（6）：72-74.
作者简介：
凌味未，马文英，姚尧，石跃，陈祝，四川省成都市，成都信息工程大学通信工程学院。