新工科背景下的自動化專業(yè)課程教學(xué)改革的探索

雷翼龍 田巧玉

（四川大學(xué)錦江學(xué)院 四川·眉山 620860）

1 概述

近年來，我國對高等教育越來越重視，尤其是高等工程教育。由于深化工程教育改革、建設(shè)工程教育強(qiáng)國，對服務(wù)和支撐我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級意義重大。我國在2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，進(jìn)行新工科研究與實(shí)踐，進(jìn)行工程教育改革，探索高校與行業(yè)的接軌，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國建設(shè)[1]。

新工科不僅是針對新興產(chǎn)業(yè)設(shè)置的新生工科專業(yè)、新興工科專業(yè)。對國民經(jīng)濟(jì)起到了巨大作用，所以對自動化專業(yè)進(jìn)行改革是非常有必要的。其中，改革的很大一部分就在于課程內(nèi)容和形式的改革。在此背景下，對于自動化專業(yè)的課程改革在于對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生將理論知識靈活應(yīng)用于實(shí)踐操作中，與自動化行業(yè)相接軌，培養(yǎng)學(xué)生對自動化相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣。

2 課程現(xiàn)狀及存在問題

關(guān)于新工科背景下的課程改革的研究已有很多[5-7]，筆者結(jié)合自身在自動化專業(yè)課程教學(xué)中的體會和學(xué)生的反饋，總結(jié)出課程中存在的一些問題。

2.1 學(xué)生知識基礎(chǔ)較為薄弱

自動化專業(yè)的專業(yè)課程普遍存在綜合性很強(qiáng)，需要用到多方面的基礎(chǔ)理論知識的情況，這就需要學(xué)生們不僅上課要認(rèn)真聽，下課也要多花時間去溫習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課程知識，并融會貫通?！叭f丈高樓平地起”，與課程相關(guān)的基礎(chǔ)知識掌握與否，是一門課程是否能學(xué)好的關(guān)鍵。而有些同學(xué)基礎(chǔ)知識薄弱，在學(xué)習(xí)課程內(nèi)容時還需要再去鞏固前置學(xué)科的基礎(chǔ)知識，這會花費(fèi)大量時間來進(jìn)行復(fù)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率變差等，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果越來越差，甚至索性不再學(xué)習(xí)。

2.2 課程包含知識面廣

有些課程，例如電機(jī)與拖動控制課程，包含內(nèi)容范圍廣，基本概念多，知識點(diǎn)瑣碎，與其他學(xué)科交叉較多。在有限的課時里，老師沒辦法面面俱到，只能挑選重點(diǎn)和難點(diǎn)講解，但缺乏對各個知識點(diǎn)之間內(nèi)部聯(lián)系的闡述，且大部分教材主要介紹基本概念與邏輯關(guān)系，缺乏對公式的系統(tǒng)性推導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)只能依葫蘆畫瓢，對課本結(jié)論死記硬背，卻不能理解這些知識點(diǎn)，更不能將知識點(diǎn)串聯(lián)起來，構(gòu)成一個整體。這樣會嚴(yán)重打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，導(dǎo)致學(xué)生自主學(xué)習(xí)意愿低，產(chǎn)生挫敗感。

2.3 課程實(shí)踐不夠重視

作為應(yīng)用型本科高校的學(xué)生，實(shí)踐教育是非常重要的組成部分。同時，自動化專業(yè)課程很多是理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，例如傳感器與檢測技術(shù)課程，所以自動化專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)是不可或缺的一部分。但是，目前對于課程的實(shí)踐教學(xué)還不夠重視，仍然存在著一些問題。比如，實(shí)踐內(nèi)容過于形式化，大部分實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容都是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，也就是跟著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的步驟來做實(shí)驗(yàn)，每一步需要做什么，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書都詳細(xì)地寫出來了，這樣的實(shí)驗(yàn)只能讓學(xué)生知道如何動手，但不會讓學(xué)生知道為什么要這樣做，能驗(yàn)證哪些理論知識。所以，這樣的實(shí)踐課程和理論課程是分離的，無法給學(xué)生思維的拓展，無法鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.4 教學(xué)方式老套

大部分教師仍然習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即多媒體+板書的上課模式。仍然按照“課前準(zhǔn)備課件、課上講授課件、課下布置作業(yè)”的傳統(tǒng)流程來進(jìn)行教學(xué)。在這個過程中，沒有線上資源的應(yīng)用，沒有課上互動環(huán)節(jié)的設(shè)計，也沒有混合式教學(xué)模式的使用。學(xué)生只能被動的接受知識，尤其是對于一些抽象且學(xué)習(xí)難度大的課程，例如現(xiàn)代控制理論課程，如果無法激發(fā)出學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，那就很難讓學(xué)生把課程學(xué)好。

3 課程改革思路

基于上面提到的課程問題，可以從以下幾個方面入手，來提高課程的教學(xué)效果。

3.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

傳統(tǒng)教學(xué)理念是以教為中心，教師常采用滿堂灌的方式，只在意自己講了多少，不管學(xué)生學(xué)到了多少。而如今，教師需要轉(zhuǎn)變自己的教學(xué)理念，要以學(xué)為主，教師應(yīng)作為課堂的組織者，知識的引導(dǎo)者，學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者而存在。將灌輸式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴浇虒W(xué)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新智慧，培養(yǎng)批判型思維、創(chuàng)造性思維和自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。所以課程內(nèi)容、手段都需要教師用心設(shè)計，要有一定的啟發(fā)性和難度，能激發(fā)學(xué)生自主思考。

3.2 引入新型教學(xué)方式

現(xiàn)如今的課程教學(xué)不再是僅采用課堂上老師講，學(xué)生下來做作業(yè)的方式了。我們可以引入多種新型的教學(xué)方式，確保學(xué)生能夠全面地掌握課程知識。首先，慕課是近幾年使用很廣泛的一種線上教學(xué)方式，在各類慕課網(wǎng)站上，有多門與自動化專業(yè)課程相關(guān)的線上課程，其中還包含了國家精品課程，因此慕課可以作為學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課后知識點(diǎn)查缺補(bǔ)漏，課外知識深化的重要手段。其次，可以采用雨課堂、超新學(xué)習(xí)通等線上線下混合式教學(xué)方式來達(dá)到我們想要的教學(xué)效果，可以錄制重難點(diǎn)講解視頻，把課堂上沒時間給學(xué)生詳細(xì)講解的重難點(diǎn)知識放到網(wǎng)上，讓學(xué)生在課下進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，可以在網(wǎng)上布置作業(yè)、測試、討論、簽到等等，這種教學(xué)方式的使用，能讓學(xué)生更有效主動地學(xué)習(xí)，讓老師更好的與學(xué)生互動，掌握學(xué)生更真實(shí)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。[4]

3.3 強(qiáng)化課程實(shí)踐

根據(jù)“知識的獲取、知識的應(yīng)用、知識的創(chuàng)造”三個層次構(gòu)建分層遞進(jìn)的實(shí)踐課程體系。本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立授課實(shí)驗(yàn)、課程綜合設(shè)計、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類的競賽或項(xiàng)目等。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)的不同，將其分為三個層次。其中，基礎(chǔ)層的實(shí)踐環(huán)節(jié)側(cè)重基礎(chǔ)知識的獲取及應(yīng)用，主要鍛煉學(xué)生的工程設(shè)計能力，制造能力，計算機(jī)的語言編程以及工程制圖等能力；其中，專業(yè)基礎(chǔ)課中開設(shè)的實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)自動化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握和應(yīng)用，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打好堅實(shí)的基礎(chǔ)。專業(yè)課中開設(shè)的實(shí)驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證理論課程中的知識并注重理論知識在實(shí)際中的使用，培養(yǎng)學(xué)生舉一反三，解決實(shí)際工程問題的能力。而開展的各類競賽活動能以賽促學(xué)，更好的引導(dǎo)學(xué)生把大學(xué)所學(xué)知識融會貫通，串聯(lián)出完整的知識鏈，并在此基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，加入自己對于專業(yè)的理解，綜合性的提高學(xué)生能力。

3.4 產(chǎn)教融合，校企協(xié)作

黨的十八大以來，隨著創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的深入實(shí)施，教育和人才改革發(fā)展面臨前所未有的新形勢新任務(wù)新要求。在產(chǎn)教融合前，高校和行業(yè)是有一定程度脫節(jié)的，教導(dǎo)的內(nèi)容仍然是十幾年前甚至是幾十年前的知識，而現(xiàn)代科技發(fā)展速度越來越迅速，導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后發(fā)展大學(xué)學(xué)的知識有滯后，還需要到行業(yè)中重新再學(xué)一次。而產(chǎn)教融合完美的解決了這一問題，只有通過引企入校、引校入企，讓學(xué)校依托企業(yè)的行業(yè)靈敏度，企業(yè)的軟硬件條件，將企業(yè)的需求及時、有效地轉(zhuǎn)化為學(xué)校育人的標(biāo)準(zhǔn)和方案，保證學(xué)生進(jìn)入行業(yè)中時的無縫銜接，不需要額外浪費(fèi)時間進(jìn)行再次學(xué)習(xí)，而在學(xué)校就能學(xué)到行業(yè)中的最新知識和技能。同時，學(xué)校也可以作為企業(yè)的培訓(xùn)基地，企業(yè)需要什么樣的人才可以有針對性地進(jìn)行培養(yǎng)。產(chǎn)教融合的好處在自動化專業(yè)這一類的工科專業(yè)中體現(xiàn)得更為具體。

4 結(jié)語

論文分析了自動化專業(yè)教學(xué)過程中普遍存在的一些問題，并基于新工科建設(shè)的培養(yǎng)理念，結(jié)合在教學(xué)過程中正在進(jìn)行的課程教學(xué)改革方法，對于如何培養(yǎng)能適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展需要的學(xué)生進(jìn)行了一定的探索。論文主要從轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、引入新型教育方式、強(qiáng)化課程實(shí)踐、產(chǎn)教融合這四個方面進(jìn)行分析，討論了如何實(shí)現(xiàn)新工科背景下的應(yīng)用型人才培養(yǎng)。新工科建設(shè)的提出將會為我國高校帶來新的發(fā)展方向，只有牢牢把握住了這一次的改革建設(shè)，才能積極應(yīng)對新一輪的科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，才能跟得上我國經(jīng)濟(jì)加速轉(zhuǎn)型的腳步。