校企共建之課程線上教學模式探討

曹 寧 裴旭明

(鄭州輕工業(yè)大學機電工程學院，鄭州 450002)

大學傳統(tǒng)教學主要以線下課堂教學為主，實驗等實踐環(huán)節(jié)作為輔助，這顯然與新時代社會對人才能力追求的高標準要求不太相符[1]。線上教學從起初作為線下教學的輔助，到現(xiàn)在逐漸演變?yōu)榫€上線下混合教學模式[2]，為師生提供了更多可能。教育部等十一部門發(fā)布的《關(guān)于促進在線教育健康發(fā)展的指導意見》[3]中明確指出，要培育優(yōu)質(zhì)在線教育資源，建設(shè)一批高質(zhì)量在線教育課程；推進產(chǎn)學研用一體化發(fā)展，鼓勵普通高校、企業(yè)等密切合作，深入實施產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目，圍繞在線教育打造資源共享、開放共建的創(chuàng)新聯(lián)合體。但是，在條件有限的情況下，教師更多地將線上教學作為一種臨時的教學手段，選用現(xiàn)成的教學網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)媒介作為線上教學載體，可能會出現(xiàn)網(wǎng)上教學資源不全面、不合理等問題，學生的學習效果也無法得到保證，甚至可能會出現(xiàn)學習質(zhì)量下降的現(xiàn)象[4]。傳統(tǒng)線下教學模式和思維的制約是造成上述不利情況出現(xiàn)的主要因素[5-6]。具體地說，教師作為知識傳遞的主要力量，是線下課堂教學的主體，然而線上教學開展時依然存在教師占據(jù)主導、缺乏學生自主學習等情況，同時實踐環(huán)節(jié)也無法有效正常開展，教師更是無法在線上教學中實時掌握學生的學習情況[7]，易造成學生線上教學無法做到與線下教學實質(zhì)等效。因此，為了彌補線下教學存在的理論教學環(huán)節(jié)形式固定、實踐動手時間缺乏等問題，打通校企共建中各主體(學生、老師、企業(yè)專家)間的客觀障礙，改善線下教與學脫離的情況，發(fā)揮各主體的主觀能動性，更好地實現(xiàn)以學生為中心的教與學理念落地，本研究構(gòu)建了校企共建的線上教學之學、教、用一體化新模式。研究重點圍繞線上教學各環(huán)節(jié)的過程性評價與反饋，提出校企合作中各主體(學生、老師、企業(yè)專家)需要共同參與建設(shè)的理念和方法，結(jié)合單片機原理及應(yīng)用課程組織實施線上教學，加強線上教學建設(shè)，旨在改善和提升學生在線上學習時對課程知識點的吸收與掌握程度。

一、加強課程思政教育，強化課程線上教學資源建設(shè)

課程線上教學資源建設(shè)重點圍繞課程思政教育教學內(nèi)容建設(shè)、線上實踐資源建設(shè)進行，如圖1所示。資源建設(shè)是否可行最終取決于學生的學習感受和效果，因此，要將學生的反饋用于改進線上教學資源的內(nèi)容建設(shè)。

圖1 線上教學課程資源建設(shè)內(nèi)容

對于課程線上教學資源建設(shè)，重點是要加強課程思政教育[8]。通過分時分段播放《大國工匠》《國之利器》等宣傳片，弘揚“自立自強、艱苦創(chuàng)業(yè)、追逐卓越、勇攀高峰”的民族精神，引出單片機課程的系統(tǒng)化設(shè)計思想，闡述單片機控制設(shè)計在航天器等“國之利器、國之重器”中的關(guān)鍵作用，引導學生加強對單片機控制作用的深入認識，鼓勵學生上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，了解單片機控制的典型經(jīng)驗場景，激發(fā)學生對于單片機課程學習的興趣。通過加強學生思想政治教育，引導學生保持積極向上的學習勁頭，同時及時掌握學生思想動態(tài)和現(xiàn)狀，建立線上思想動態(tài)互動平臺，搭建師生線上課堂溝通反饋的橋梁。

對于課程線上教學內(nèi)容建設(shè)，教師要加強多元性資源建設(shè)。例如，可通過充分利用和借鑒中國大學MOOC、SPOC課程、愛課程、超星爾雅及學銀在線等優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學資源平臺，在學習通“一平三端”建立課程線上教學資源。建設(shè)內(nèi)容重點包括課程教學課件、參考視頻、參考教材、擴展閱讀、參考文獻等，旨在為學生提供豐富多樣的學習資料。

而在課程線上實踐資源建設(shè)方面，可與企業(yè)溝通開放共享實踐平臺。共享行業(yè)虛擬仿真資源的同時，結(jié)合教師線上資源進行融合發(fā)布。開通就業(yè)信息咨詢，發(fā)布行業(yè)需求信息，還可設(shè)立專門板塊進行模擬招聘。通過線上設(shè)置不同復雜程度的虛擬仿真項目板塊，鼓勵學生進行綜合性實踐演練，同時邀請企業(yè)專家對學生的潛在能力進行客觀評價，為學生和企業(yè)之間搭建最直接的線上互動與雙選平臺。

學生作為教學活動的主要參與者與反饋者，對于課程線上教學資源建設(shè)最有發(fā)言權(quán)。通過設(shè)立在線討論板塊，提供學生互動模塊、建議反饋模塊、郵件信箱等方式，建立起以網(wǎng)絡(luò)平臺為媒介的點對點聯(lián)系。通過不斷探索多途徑、多模式理論實踐線上教學資源建設(shè)新模式，保障學生線上學習順利開展。

二、校企共建，夯實線上課程教學組織實施

通過學生、老師和企業(yè)專家共同參與建設(shè)線上教學，夯實線上教學各環(huán)節(jié)的組織實施，能夠為學生掌握理論知識和實踐技能提供有效的組織保障。組織實施過程如圖2所示。

圖2 校企共建線上課程的教學實施

1.課前問題發(fā)布，項目教學分組

為了有效利用線上教學的優(yōu)勢，老師采用學習通在課前發(fā)布重難點、課次通知、討論內(nèi)容、知識點和預(yù)習要求，重點發(fā)布一些需要利用專業(yè)知識解決實際工程問題的思考題，讓學生能夠提前預(yù)習和了解相關(guān)知識點，從而留出足夠的時間自主查找和學習課程相關(guān)的資料及知識點內(nèi)容。

通過采用項目教學法細化知識點，梳理主要的知識難點，強調(diào)知識應(yīng)用能力的培養(yǎng)，劃分小組進行互助討論和模塊化學習。以單片機控制LED數(shù)碼管實現(xiàn)動態(tài)、靜態(tài)顯示為例，根據(jù)企業(yè)提出的中控顯示屏控制應(yīng)用需求，課前發(fā)布項目知識點解析，作為學生知識學習和應(yīng)用的落腳點。具體來講，教學的重點是講解單片機控制LED數(shù)碼管實現(xiàn)動態(tài)、靜態(tài)顯示的原理，最終目的是讓學生自己掌握實現(xiàn)中控屏顯示的控制方法。具體知識點包括LED數(shù)碼管工作原理、單片機與LED數(shù)碼管硬件連接方式、軟件控制編程方法等。當具體控制任務(wù)和知識點解析下發(fā)后，以3～5人為組分模塊進行實際顯示的軟硬件控制系統(tǒng)分析和設(shè)計，引導學生以解決實際問題為學習目的，啟發(fā)和培養(yǎng)學生高階思維能力。

2.在線互動討論，課堂成果展示

為了保證課程線上教學活動能夠順利開展，督促學生遵守課堂紀律，老師主要采用學習通、QQ等在線直播方式進行教學，同時輔助采用學習通簽到、互動討論、搶答和同步課堂等多種線上教學形式，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢，綜合應(yīng)用線上教學各種模式進行在線互動討論。通過線上隨機抽查的方式進行隨機點名，實時邀請企業(yè)專家一起形成三方在線互動討論的新模式。互動反饋主要以檢查和反映學生知識點的掌握情況為主，同時注重加強學生思政教育，以期達成與線下課堂教學實質(zhì)等效。

根據(jù)學生分組預(yù)習和知識點學習的情況，重點開展應(yīng)用案例分析和討論。結(jié)合單片機各主要功能(例如定時器/計數(shù)器功能、中斷技術(shù)、存儲器擴展、接口顯示、串口通信等)，學生分組展示各小組的單片機控制應(yīng)用案例和成果，分享小組成員是如何分工協(xié)作的，以及各小組找出問題、提出解決方案并具體實現(xiàn)的過程，分享各小組在分析和解決具體問題中的收獲和心得體會。引導學生主動思考問題，激發(fā)學生學習的內(nèi)在動力。結(jié)合單片機課程實踐性強的特點，線上課堂會定期邀請企業(yè)人員對學生進行指導，學生采用項目法進行控制系統(tǒng)的設(shè)計和展示，學習成果展示主要以解決企業(yè)產(chǎn)品控制應(yīng)用問題為目的，著重培養(yǎng)學生思考問題、解決問題的動手能力。

3.虛擬仿真驗證，企業(yè)虛實模擬

項目虛擬仿真作為線上項目教學的重要輔助手段，能夠?qū)W生展示的項目成果進行有效驗證和檢驗。通過鼓勵和引導學生深入學習編程軟件Keil，加強對電路硬件設(shè)計與仿真軟件Proteus的學習，重點掌握對控制系統(tǒng)軟硬件聯(lián)合調(diào)試的原理和方法。以企業(yè)汽車中控顯示屏的LED顯示控制需求為例，通過搭建虛擬系統(tǒng)進行軟硬件虛擬仿真，可通過LED顯示屏對是否能夠根據(jù)需要顯示不同的圖標、不同的顯示時間等對控制系統(tǒng)的虛擬仿真效果進行驗證。首先，要設(shè)計控制系統(tǒng)軟硬件框架，在軟件Keil環(huán)境下編寫LED點亮的控制程序。其次，在軟件Proteus環(huán)境下設(shè)計單片機控制LED的硬件系統(tǒng)，最后將通過軟件編譯調(diào)試后的程序與硬件系統(tǒng)進行聯(lián)合仿真，模擬單片機控制LED點亮的效果，驗證控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計的合理性。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是在虛擬環(huán)境下模擬現(xiàn)實物理系統(tǒng)操作的特殊手段[9]，而企業(yè)的現(xiàn)實物理系統(tǒng)為模擬現(xiàn)場實操提供了有力支撐。依托企業(yè)在汽車虛實仿真方面的優(yōu)勢，為學生線上實踐開展提供多元化學習方式。引導學生將項目硬件系統(tǒng)模擬仿真，移植到企業(yè)現(xiàn)實物理系統(tǒng)控制中去，然后通過改變控制程序的設(shè)計邏輯，采用虛實結(jié)合的方法驗證控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計的合理性。

4.課后師企答疑，項目在線考核

為了體現(xiàn)以學生為中心的教學理念，課程采取多樣化方式考核教、學效果，通過收集學習通上學生學習訪問、討論、搶答、章節(jié)測驗和作業(yè)等情況的學習數(shù)據(jù)，評價學生學習滿意度和學習效果達成度。老師、企業(yè)專家可利用QQ、微信、學習通等網(wǎng)絡(luò)多媒介質(zhì)進行多元化、多渠道課后答疑，幫助學生解決線上課程學習中存在的困難和問題，從而為線上教學質(zhì)量提高和課程評價體系完善提供參考和借鑒。

課程考核和檢測采用學生、老師和企業(yè)專家共同參與、在線舉行的方式。根據(jù)線上教學的特點，課程考核依托線上平臺進行，采用騰訊會議視頻直播方式進行雙向考評。學生分組進行考核，首先對工程實際控制項目進行展示，重點對控制系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)、算法程序、硬件系統(tǒng)設(shè)計等進行宣講，隨后老師和企業(yè)專家分別進行點評和打分，并評選出優(yōu)秀項目案例。通過學生、老師和企業(yè)專家共同參與的項目在線考核，能夠檢測和反饋學生線上學習效果，查漏補缺，為線上教學提供改進方向。

三、閉環(huán)持續(xù)改進，提升課程線上教學質(zhì)量

通過開展課程線上教學資源建設(shè)、線上課程教學組織實施，強化學生、老師、企業(yè)專家參與共建的理念，旨在搭建起學生與老師、老師與企業(yè)、企業(yè)與學生之間的理論知識學習、知識轉(zhuǎn)化應(yīng)用、在線演練實戰(zhàn)的橋梁，打通線下學、教、用存在的阻礙。下面主要圍繞學生知識掌握、企業(yè)實踐共享、老師閉環(huán)持續(xù)改進三個方面展開，旨在通過閉環(huán)持續(xù)改進，提升課程線上教學質(zhì)量。

1.促進知識掌握，加強線上反饋

學生是教學活動的主體和關(guān)鍵，通過校企共建各主體(學生、老師、企業(yè)專家)的共同參與，線上教學資源建設(shè)和活動才可能高質(zhì)量地組織和實施。通過充分利用線上各類教學資源，注重學生動手實踐能力的培養(yǎng)，采用虛實結(jié)合訓練法，期望能夠補足線下課堂理論教學中存在的短板。注重線上教學內(nèi)容的融合，讓學生從理論知識點的學習中掌握分析問題的方法，從企業(yè)專家開展虛實仿真實踐項目訓練中發(fā)現(xiàn)解決問題的方案，重點培養(yǎng)學生將理論知識轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力的方法。根據(jù)學生反饋的知識應(yīng)用能力掌握情況進行數(shù)據(jù)化處理，繪制各模塊的學習效果圖，分析學情報告，研究和制定理論結(jié)合實踐的工程應(yīng)用線上虛擬教與學新模式。探索線上課程思政教育方法，加強學生線上學習的過程性反饋，以學生學習程度和效果反饋為立足點，追求線上與線下教學實質(zhì)等效，不斷提升線上教學質(zhì)量。

2.企業(yè)實踐共享，促進學生提升

結(jié)合課程教學大綱中規(guī)定的學習任務(wù)，企業(yè)專家依據(jù)用人單位的選人標準實施項目教學法，反饋學生對于重難點的工程應(yīng)用能力的掌握程度。通過量化簡單小項目與復雜項目的區(qū)別與聯(lián)系，引導學生掌握“總—分—總”控制系統(tǒng)的設(shè)計理念，旨在提高學生虛實結(jié)合的線上仿真與實操能力。以設(shè)計單片機控制LED信號燈閃爍的控制系統(tǒng)訓練為例，企業(yè)專家依據(jù)教學大綱涵蓋的關(guān)鍵知識點，下達控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書，作為控制系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)。設(shè)計任務(wù)書主要包括控制系統(tǒng)框架搭建、控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計、控制系統(tǒng)軟件編程、控制系統(tǒng)軟硬調(diào)試和控制系統(tǒng)虛實聯(lián)調(diào)。首先，引導學生根據(jù)控制任務(wù)搭建控制系統(tǒng)總框架，設(shè)計總框架流程圖，以此作為軟硬件系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)。其次，學生可選擇不同單片機主流機型作為主控制器，依托該主控制器搭建與各外圍硬件模塊單元的電路連接，明確單片機主控制器與各模塊間的工作邏輯關(guān)系；根據(jù)控制任務(wù)和硬件連接關(guān)系，利用軟件Keil編寫相應(yīng)的控制程序；在軟件Proteus環(huán)境下設(shè)計硬件模塊連接，與軟件Keil程序進行軟硬件聯(lián)合調(diào)試，找出并解決可能存在的問題。最后，利用與企業(yè)專家共享的企業(yè)虛實仿真平臺，通過接口串接方式，對控制系統(tǒng)進行系統(tǒng)性虛實聯(lián)調(diào)，從而驗證控制系統(tǒng)設(shè)計的合理性。通過企業(yè)虛實平臺與仿真實踐共享，提升學生工程應(yīng)用能力，促進學生形成系統(tǒng)化設(shè)計思維。

3.閉環(huán)持續(xù)改進，注重基礎(chǔ)積累

老師是引導學生成為企業(yè)專門技術(shù)人才的紐帶和橋梁。老師要根據(jù)學生過程性反饋、專家實踐和在線考核綜合評定學生成績。通過分析學生學習效果統(tǒng)計數(shù)據(jù)，形成學生線上學習過程性反饋分析報告。尤其是針對學生在單片機控制器學習中存在的薄弱環(huán)節(jié)，制定針對性強化學習方案，持續(xù)完善以學生需求為中心的線上教學內(nèi)容建設(shè)、實施和反饋環(huán)節(jié)，閉環(huán)持續(xù)改進教學質(zhì)量。以單片機原理及應(yīng)用課程線上教學為例，學生、老師和企業(yè)專家共同參與線上教與學，學生能夠更好地解決基本工程控制應(yīng)用項目，對于單片機課程重難點知識的掌握度也有所提高，從而為學生畢業(yè)工作或繼續(xù)求學深造提供了堅實的知識積累。

四、結(jié)語

以學生、老師和企業(yè)專家共同參與的校企共建線上教學新模式，旨在為線上教學與線下教學達到實質(zhì)等效提供新的研究思路和方法。研究結(jié)合單片機原理及應(yīng)用課程內(nèi)容，分別從如何強化線上教學課程資源建設(shè)、夯實線上課程教學組織實施、提升課程線上教學質(zhì)量三個方面進行了分析和討論，并提出了具有針對性的可操作實施方案，從而為持續(xù)改進基于校企共建的線上教學模式提供了有益的參考。