基于學(xué)科競賽的自動(dòng)化設(shè)計(jì)類課程群建設(shè)

常文慧　韓?；ā±铥惙?/p>

摘 要：高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)是當(dāng)前高等教育的組成形式之一，該文以自動(dòng)化專業(yè)為例，通過一系列的具體課程教學(xué)實(shí)施逐步探索依托學(xué)科競賽的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，以學(xué)科競賽為輔助，教學(xué)改革為主體，根據(jù)自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，從內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系上分析不同課程間的關(guān)聯(lián)性，優(yōu)化設(shè)計(jì)類課程的課程體系，整合教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)模式，從而不斷提高教育教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：學(xué)科競賽 設(shè)計(jì)類課程 課程群

Course Design of Automation Based on Subject Competition

Chang WenHui，Han HaiHua，Li LiFen

Abstract：The cultivation of applied talents in Colleges and universities is one of the forms of current higher education. Taking automation department as an example， through a series of specific course teaching implementation， this paper gradually explores the innovative talent cultivation mode relying on subject competition， with subject competition as the auxiliary， teaching reform as the main body. Based on the demand of automation department talent cultivation， from the aspects of content， structure and logical relationship， this paper analyzes the relevance between different courses， optimizes the curriculum system of design courses， integrates the teaching content， teaching methods， and innovative teaching mode， so as to continuously improve the quality of education and teaching， and improve the comprehensive quality of students.

Key words：subject competition， design courses， course group

1 課程教學(xué)問題分析

近年來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，作為高校，為了培養(yǎng)滿足企業(yè)需求的創(chuàng)新型應(yīng)用人才，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)應(yīng)用能力和實(shí)踐能力，大力提倡學(xué)生積極參加學(xué)科競賽，以此為途徑提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合掌握水平。然而，參與學(xué)科競賽的學(xué)生數(shù)目有限，涉及到的競賽內(nèi)容相對(duì)單一，因此需要高校教師在教學(xué)上進(jìn)行一定的改革，合理設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)，逐步探索符合本校的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑。

當(dāng)前高校教學(xué)中，專業(yè)課程主要通過不同的教師對(duì)本課程內(nèi)容進(jìn)行講授，忽略了課程間內(nèi)在邏輯上的聯(lián)系，或者即使在課上提到各課程間的關(guān)聯(lián)性，但是由于課程學(xué)時(shí)的限制，無法通過具體的項(xiàng)目或?qū)嵺`讓學(xué)生對(duì)課程間的知識(shí)進(jìn)行融合和理解，因此難以對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握能力和實(shí)踐動(dòng)手能力進(jìn)行培養(yǎng)?；诖耍卷?xiàng)目以自動(dòng)化設(shè)計(jì)類課程為主，依托學(xué)生參加學(xué)科競賽、項(xiàng)目組教師指導(dǎo)學(xué)科競賽的優(yōu)勢(shì)，采用挖掘?qū)I(yè)課程間的關(guān)聯(lián)性、整合課程教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)教學(xué)案例和教學(xué)項(xiàng)目、探索新的教學(xué)方式等方法來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化專業(yè)設(shè)計(jì)類課程群的建設(shè)，從而有針對(duì)性的提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力、自主學(xué)習(xí)能力、溝通能力及創(chuàng)新應(yīng)用能力。

2 以學(xué)科競賽為紐帶建設(shè)課程群思路

2.1 構(gòu)建專業(yè)設(shè)計(jì)類課程群

對(duì)于工科專業(yè)而言，每門專業(yè)課程不是獨(dú)立的，課程間都存在著內(nèi)在的聯(lián)系，本環(huán)節(jié)通過分析自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和企業(yè)人才需求標(biāo)準(zhǔn)，以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力為重點(diǎn)，從專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課中合理選取課程，挖掘課程的關(guān)聯(lián)性和內(nèi)在邏輯性，構(gòu)建“自動(dòng)化設(shè)計(jì)類課程群”。本課程群所選課程包括《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》、《電力電子技術(shù)》、《PLC原理及應(yīng)用》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《過程控制工程》，由于所選課程的講授學(xué)期不同，并且課程教學(xué)內(nèi)容存在一定的前后連貫性，因此課程群建設(shè)中選擇特定的負(fù)責(zé)教師從整體上把控課程的進(jìn)度調(diào)整、各課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)制度的整理、各課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)實(shí)施方式等內(nèi)容整理，其他授課教師對(duì)所講授課程進(jìn)行具體的教學(xué)實(shí)施，同時(shí)對(duì)每堂課的教學(xué)安排和教學(xué)方式等內(nèi)容進(jìn)行記錄和總結(jié)，為后期課程群建設(shè)的改進(jìn)和模式推廣打下基礎(chǔ)，依據(jù)以上方式實(shí)現(xiàn)整個(gè)課程群的完整有序運(yùn)行[1-2]。

2.2 細(xì)化課程教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)

本環(huán)節(jié)結(jié)合課程群所選課程間的內(nèi)在聯(lián)系性，基于PDSIPE的教學(xué)模式，將每門課程的知識(shí)點(diǎn)分別從職業(yè)、場(chǎng)景、項(xiàng)目、行動(dòng)幾個(gè)方面進(jìn)行分解和重新構(gòu)建，細(xì)化課程內(nèi)容和課程目標(biāo)，深入挖掘各門課程知識(shí)點(diǎn)的連續(xù)性和相通性，以提高學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力為主線，聯(lián)合設(shè)計(jì)教學(xué)大綱和教學(xué)日歷，將教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)日歷細(xì)化到教學(xué)周，從而保證整個(gè)課程群課程體系的完整實(shí)施。

2.3 以學(xué)科競賽為紐帶設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目

學(xué)科競賽是高校人才培養(yǎng)中提高學(xué)生專業(yè)應(yīng)用能力的方法之一，作為應(yīng)用型本科院校，如何培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力和實(shí)踐能力是高校教師教學(xué)過程中需要考慮的關(guān)鍵內(nèi)容。在本項(xiàng)目的課程群建設(shè)中，項(xiàng)目組教師通過對(duì)近十年學(xué)科競賽的賽題和當(dāng)前學(xué)科競賽現(xiàn)狀等進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)，歸納總結(jié)教學(xué)項(xiàng)目和教學(xué)案例，將其融入到課程教學(xué)中，突出課程間的關(guān)聯(lián)性，將涉及課程門類較多的項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)和統(tǒng)一評(píng)價(jià)，體現(xiàn)各課程間知識(shí)的綜合性和連貫性。

在課程群建設(shè)中，依據(jù)學(xué)科競賽設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目和項(xiàng)目設(shè)計(jì)的連續(xù)性是課程群建設(shè)的重要特點(diǎn)，對(duì)于本校自動(dòng)化專業(yè)而言，《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》、《電力電子技術(shù)》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是第五學(xué)期學(xué)習(xí)的課程，其中傳感器原理及應(yīng)用課程對(duì)各種不同類型傳感器的原理結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等知識(shí)進(jìn)行講授;電力電子技術(shù)是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各種電力電子器件和電力變換電路認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)性課程;單片機(jī)原理及應(yīng)用要求學(xué)生對(duì)單片微型計(jì)算機(jī)的原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)流程進(jìn)行掌握，三門課程的實(shí)踐性和應(yīng)用性均較強(qiáng)，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，課題組教師結(jié)合本校自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生參加的“藍(lán)橋杯”電子設(shè)計(jì)與開發(fā)組和單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)組、“博創(chuàng)杯”電子設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生智能汽車競賽等賽項(xiàng)，對(duì)賽題進(jìn)行分析整理，將其融入到課程教學(xué)中，在對(duì)單門課程進(jìn)行課堂教學(xué)案例設(shè)計(jì)的同時(shí)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐項(xiàng)目，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)不同課程知識(shí)的融會(huì)貫通[3];課程群中的《PLC原理及應(yīng)用》、《過程控制工程》是自動(dòng)化專業(yè)第六學(xué)期學(xué)習(xí)的課程，PLC原理及應(yīng)用主要培養(yǎng)學(xué)生的低壓電器的安裝調(diào)試技能和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，在PLC的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，主要收集“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航和變槳距控制系統(tǒng)、三層箱式電梯控制和飛剪控制等典型案例，結(jié)合我校THSMS-A型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以企業(yè)中PLC控制的典型設(shè)備為載體，優(yōu)化學(xué)科競賽題目，融入教學(xué)過程，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的整體掌握水平。過程控制工程主要收集了“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽中反應(yīng)器控制、鍋爐燃燒控制、火電廠煙氣脫硫控制等案例，結(jié)合PLC的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備，進(jìn)行過程控制案例的設(shè)計(jì)和仿真實(shí)現(xiàn)。在兩門課程的教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)上，均對(duì)第五學(xué)期的傳感器、單片機(jī)等知識(shí)進(jìn)行了融合，要求學(xué)生在項(xiàng)目研究過程中不斷完善功能，通過課堂討論與資料查閱，進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，撰寫設(shè)計(jì)文稿，并在課堂上通過演講、答辯和討論等環(huán)節(jié)，集思廣益，優(yōu)化作品[4]。

2.4 產(chǎn)教融合建設(shè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)類課程群

對(duì)于應(yīng)用型高校來說，學(xué)生的知識(shí)素養(yǎng)應(yīng)符合社會(huì)及企業(yè)的需求，從而在一定程度上避免高校培養(yǎng)和市場(chǎng)需求的脫節(jié)，這就對(duì)高校教師提出了更高的要求;此外，企業(yè)生產(chǎn)并非僅僅涉及某一門課程知識(shí)，而更多的是各課程或?qū)W科間的融合，因此如何將企業(yè)生產(chǎn)需求融入到課程教學(xué)和課程建設(shè)中是高校教師需要思考的關(guān)鍵問題?；诖耍谡n程群的建設(shè)中，通過校企聯(lián)合共同進(jìn)行定期的師資培訓(xùn)、企業(yè)導(dǎo)師參與部分課程教學(xué)大綱及培養(yǎng)方案的編寫、聯(lián)合企業(yè)導(dǎo)師共同設(shè)計(jì)課程教學(xué)安排和教學(xué)項(xiàng)目等方式對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行研究，使得整個(gè)教學(xué)更加體現(xiàn)應(yīng)用性和實(shí)踐性。同時(shí)教師也應(yīng)走進(jìn)企業(yè)、了解企業(yè)，參與到企業(yè)運(yùn)行中去，對(duì)當(dāng)前的最新技術(shù)和企業(yè)人才需求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熟悉，思考課堂教學(xué)和企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)性，合理設(shè)計(jì)創(chuàng)新課堂教學(xué)過程[5]。

3 探索創(chuàng)新教學(xué)模式

教學(xué)模式的創(chuàng)新涉及課堂教學(xué)過程的創(chuàng)新和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新兩個(gè)方面：

3.1 創(chuàng)新課堂教學(xué)過程

課堂教學(xué)過程是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)專注力和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的重要環(huán)節(jié)，如何合理設(shè)計(jì)教學(xué)過程對(duì)于課堂教學(xué)效果有著舉足輕重的作用。在課程群的教學(xué)實(shí)施過程中，課堂教學(xué)重點(diǎn)采用PDSIPE的教學(xué)模式，結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”和“項(xiàng)目教學(xué)”、“以線上教學(xué)為輔助”等方法，構(gòu)建“以學(xué)生為中心”的教學(xué)氛圍，同時(shí)通過小組學(xué)習(xí)、小組討論和小組評(píng)價(jià)的方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，充分激發(fā)學(xué)生的探索積極性。

3.2 創(chuàng)新評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

明確評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的提升有著積極的作用，通過將評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量化，學(xué)生能夠更加明確學(xué)習(xí)方向和課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在課程群建設(shè)的具體實(shí)施中，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也是一個(gè)關(guān)鍵的方面，主要涉及到項(xiàng)目和案例的評(píng)價(jià)，重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

①項(xiàng)目最終產(chǎn)品評(píng)價(jià)：根據(jù)學(xué)生實(shí)施項(xiàng)目的完成度和創(chuàng)新性進(jìn)行等級(jí)劃分。

②項(xiàng)目過程評(píng)價(jià)：通過項(xiàng)目中期檢查等方式對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)和解決問題的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

③專業(yè)能力獲得評(píng)價(jià)：如設(shè)計(jì)文檔的撰寫能力、團(tuán)隊(duì)溝通能力、語言表達(dá)能力等。

④項(xiàng)目實(shí)施策略與方法評(píng)價(jià)：能夠?qū)I(yè)知識(shí)進(jìn)行正確運(yùn)用，利用相關(guān)知識(shí)分析問題和解決問題。

4 結(jié)語

本文以提高學(xué)生系統(tǒng)應(yīng)用能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力為主線，通過建設(shè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)類課程群的方式對(duì)部分專業(yè)課程從關(guān)聯(lián)性、結(jié)構(gòu)性和邏輯性等方面進(jìn)行了融合，從而避免了學(xué)生在學(xué)生中無法建立課程知識(shí)的聯(lián)系性，避免雖然學(xué)過該課程，但是面對(duì)具體項(xiàng)目應(yīng)用時(shí)又無從下手的情況。在課程群的建設(shè)中，依托將學(xué)科競賽融入教學(xué)的方式不但很大程度上提高了學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的欲望，而且使學(xué)生的學(xué)習(xí)更有層次性和針對(duì)性，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)專業(yè)能力發(fā)展。

課題項(xiàng)目：河北省高等教育學(xué)會(huì)高等教育科學(xué)研究“十三五”規(guī)劃課題。課題名稱：以學(xué)科競賽為紐帶建設(shè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)類課程群（項(xiàng)目編號(hào)：GJXH2017-51）。

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