基于工程教育認(rèn)證的智能終端應(yīng)用開發(fā)課程教學(xué)探索

王飛飛，謝麗明，胡海峰，孫澤軍

（平頂山學(xué)院，河南 平頂山）

工程教育認(rèn)證是工程教育的基本質(zhì)量要求，其核心在于工科專業(yè)學(xué)生在知識、能力、素質(zhì)方面達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)與要求。2016年，我國加入《華盛頓協(xié)議》，為了提高工程教育質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)與國際接軌，越來越多的院校與專業(yè)加入到工程教育認(rèn)證行列[1-3]。工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)的是以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的理念，以學(xué)生為中心的關(guān)鍵在于學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師在教學(xué)過程中起到以引導(dǎo)為主，教學(xué)設(shè)計與過程圍繞學(xué)生能力素質(zhì)培養(yǎng)，以學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際工程問題的能力；建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，對課程教學(xué)效果進(jìn)行常態(tài)性評估，及時解決存在的問題與不足[4-6]。目前我院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)正在進(jìn)行工程教育認(rèn)證的申報工作，智能終端應(yīng)用開發(fā)課程作為該專業(yè)的核心課程，是實(shí)踐性教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，該課程的性質(zhì)沒有改變，但是在原有課程知識基礎(chǔ)上所承載的內(nèi)容與對學(xué)生的要求不同，在知識的基礎(chǔ)上需要兼顧學(xué)生的思維能力、分析解決問題能力、環(huán)境社會、個人素質(zhì)等方面的培養(yǎng)，該課程教學(xué)工作的開展影響到畢業(yè)要求的達(dá)成。

一 課程現(xiàn)狀分析

智能終端應(yīng)用開發(fā)課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的一門核心課程，以前的教學(xué)過程中，理論與實(shí)踐分開，教師的教與學(xué)處于分離狀態(tài)，教師授課前沒有充分進(jìn)行學(xué)情分析，課堂以單方面?zhèn)魇谥R為主，知識講授過程中學(xué)生只是被動地接收，缺乏師生間的互動，學(xué)生分析思考的時間少，從而導(dǎo)致接收的知識不等于講授的知識；缺乏工程型的案例與問題，實(shí)踐效果不好；期末考核以紙質(zhì)試卷的方式進(jìn)行，作為一門程序設(shè)計課程，該方式不能真正反映學(xué)生的實(shí)際知識掌握與實(shí)踐能力情況，并且所學(xué)知識偏重理論，與實(shí)際存在脫節(jié)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響后續(xù)課程的開展。因此需要深刻把握成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)的理念，進(jìn)行課程改革和教學(xué)資源建設(shè)，改變傳統(tǒng)的教育理念、教學(xué)方式與教學(xué)內(nèi)容，在實(shí)際的教學(xué)活動中，教師除了專業(yè)知識之外，還需注重人文素質(zhì)方面的教育，讓教師的教與學(xué)生的學(xué)真正實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。

二 課程改革探索

（一） 改革思路

教學(xué)是教師的教和學(xué)生的學(xué)所組成的一種人才培養(yǎng)活動，是實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)的主要途徑，通過教學(xué)，教師有目的、有計劃、有組織地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握文化專業(yè)知識與技能，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的提高，成為社會所需要的人；在整個教學(xué)過程中，教學(xué)計劃、教學(xué)方法、組織形式等因素的合理程度是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素。在目前的教學(xué)理念中，成果導(dǎo)向教育（Outcomes-Based Education，OBE）是以學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果--課程目標(biāo)為中心來組織、實(shí)施和評價的一種教育思想，其核心體現(xiàn)在學(xué)生對于課程的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果方面，在成果導(dǎo)向教育的過程中，既要體現(xiàn)現(xiàn)在教育的要求，又要滿足未來社會需要，強(qiáng)調(diào)了能力培訓(xùn)與能力訓(xùn)練的重要性。隨著工程教育認(rèn)證的發(fā)展，美國工程教育認(rèn)證協(xié)會全面接受了OBE的理念，因此在工程教育認(rèn)證前提下在智能終端應(yīng)用開發(fā)課程中融入OBE理念，進(jìn)行課程改革與課程資源建設(shè)，提高學(xué)生的知識、素養(yǎng)、能力，具有十分重要的意義。

（二） 課程目標(biāo)的確立

首先基于工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，結(jié)合專業(yè)實(shí)際，確定物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)畢業(yè)要求12條及其對應(yīng)子指標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)智能終端應(yīng)用開發(fā)的課程性質(zhì)與內(nèi)容，確定其對應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)為3.2、4.2、5.3，其內(nèi)容分別為能夠根據(jù)設(shè)計目標(biāo)給出滿足特定需求和約束條件的設(shè)計方案，按照設(shè)計方法與開發(fā)流程設(shè)計功能模塊與系統(tǒng)，用圖紙、文檔或?qū)嵨锏刃问竭M(jìn)行呈現(xiàn)，并在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識；能夠基于相關(guān)原理并采用科學(xué)方法對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題中的軟件、硬件、模塊、系統(tǒng)制定實(shí)驗(yàn)方案；能夠依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)或任務(wù)，運(yùn)用適當(dāng)?shù)能浻布_發(fā)技術(shù)、開發(fā)平臺等物聯(lián)網(wǎng)工程領(lǐng)域的現(xiàn)代工具，模擬與預(yù)測該領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，并能夠分析其局限性。

然后根據(jù)對應(yīng)畢業(yè)要求，制定課程目標(biāo)，描述課程每個知識單元和能力項(xiàng)的學(xué)習(xí)結(jié)果，即課程培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后學(xué)生應(yīng)該具備的表現(xiàn)，將傳統(tǒng)教學(xué)中教師角度轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生角度、以內(nèi)容為本轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)果為本，結(jié)合畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，以布魯姆教育目標(biāo)分類法為基礎(chǔ)描述學(xué)生在學(xué)完本課程后應(yīng)具有的能力，明確學(xué)生學(xué)習(xí)智能終端應(yīng)用開發(fā)課程之后，在知識、能力與素質(zhì)方面應(yīng)有的體現(xiàn)。最后確定本課程的具體目標(biāo)為：掌握Android開發(fā)的基礎(chǔ)語法與用戶界面設(shè)計知識，能夠利用所學(xué)開發(fā)用戶界面程序；掌握異常處理與多線程，開發(fā)應(yīng)用程序時考慮各種可能發(fā)生的異常情況，使程序具有較強(qiáng)的容錯能力；掌握圖形、音頻視頻多媒體處理相關(guān)知識，具有分析能力以及程序設(shè)計能力，能夠運(yùn)用后臺服務(wù)與系統(tǒng)服務(wù)技術(shù)進(jìn)行程序開發(fā)。掌握數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡(luò)通信的工作原理和相關(guān)知識，能夠運(yùn)用Android軟件開發(fā)知識進(jìn)行程序?qū)崿F(xiàn)，在應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)通信功能。在以上知識能力培養(yǎng)基礎(chǔ)上，同時使學(xué)生具備應(yīng)用Android相關(guān)知識解決復(fù)雜物聯(lián)網(wǎng)工程問題的能力，良好的語言表達(dá)和文字組織能力，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)軟件開發(fā)知識與同學(xué)協(xié)作完成程序開發(fā)任務(wù)。

（三） 課程內(nèi)容的設(shè)置與實(shí)施

與以往的理論實(shí)踐分開的課時安排不同，該課程采用理論實(shí)踐一體化的授課方式，課程具體知識點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用案例相結(jié)合，課程內(nèi)容主要分為八個模塊：Android開發(fā)環(huán)境搭建與簡單程序創(chuàng)建；Java程序編寫；Android用戶界面設(shè)計；多用戶界面程序設(shè)計與實(shí)現(xiàn)；程序?qū)崿F(xiàn)中的異常處理與多線程；音頻、視頻播放與圖片顯示App；后臺服務(wù)與系統(tǒng)服務(wù)在程序中的應(yīng)用；數(shù)據(jù)存儲方式與應(yīng)用；Android程序開發(fā)中的網(wǎng)絡(luò)通信。在教學(xué)實(shí)施過程中，主要借鑒BOPPPS教學(xué)模式，教師的教與學(xué)生的學(xué)、實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。課前通過教學(xué)平臺發(fā)布問題，學(xué)生對問題進(jìn)行思考，并對發(fā)布的資料進(jìn)行預(yù)習(xí)；課堂開始以案例引入的方式引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)課程內(nèi)容進(jìn)行思考，從而引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)；通過針對性地提問使學(xué)生聚焦學(xué)習(xí)內(nèi)容并了解學(xué)生對于前面知識的掌握情況；然后以參與式學(xué)習(xí)的形式進(jìn)行知識講解與案例實(shí)現(xiàn)，提高學(xué)生的參與度與理論融入實(shí)踐的能力；本節(jié)知識內(nèi)容完成后通過布置相關(guān)習(xí)題與其完成度了解學(xué)生本節(jié)課知識的完成度；最后對本節(jié)課程所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，在既定課后作業(yè)的基礎(chǔ)上有針對地布置拔高性習(xí)題、預(yù)告下節(jié)課內(nèi)容，以讓學(xué)生進(jìn)行鞏固練習(xí)與預(yù)習(xí)。

本課程教學(xué)貫徹“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想，采用“互動、開放、演示、實(shí)例訓(xùn)練”等課堂教學(xué)形式，具體以講授為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔，結(jié)合自學(xué)和網(wǎng)絡(luò)在線開放課程，教師采用啟發(fā)式、案例式的教學(xué)方法，依據(jù)基于項(xiàng)目的實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生Android應(yīng)用程序的設(shè)計、實(shí)現(xiàn)等能力，提高學(xué)生有效實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題解決方案能力，促進(jìn)課程目標(biāo)的達(dá)成。

（四） 教學(xué)中融入思政元素

在工程教育專業(yè)認(rèn)證中，強(qiáng)調(diào)的是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，要求學(xué)生能夠在掌握基礎(chǔ)數(shù)理、自然科學(xué)知識的基礎(chǔ)上，能夠?qū)栴}進(jìn)行分析、研究，進(jìn)而設(shè)計與開發(fā)解決方案，在此過程中，注意在專業(yè)知識學(xué)習(xí)的同時引導(dǎo)學(xué)生的人文素質(zhì)的養(yǎng)成，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，具有正確的人生觀與價值觀。立德樹人，工程認(rèn)證下的課堂教學(xué)，除了教會學(xué)生課程知識內(nèi)容，還需要長時間潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生安全法規(guī)、團(tuán)隊(duì)合作、溝通交流、終身學(xué)習(xí)等非技術(shù)能力，同時結(jié)合行業(yè)經(jīng)典事例與發(fā)展前景將核心價值觀、探索精神自然地融入其中，培養(yǎng)學(xué)生的誠信、敬業(yè)等精神，增強(qiáng)責(zé)任心與使命感[7-9]。

在本課程的理論與實(shí)踐教學(xué)中，引進(jìn)行業(yè)資源案例與前沿知識，例如華為的鴻蒙系統(tǒng)，在知識講授中培養(yǎng)學(xué)生的愛國精神；在實(shí)踐環(huán)節(jié)，為學(xué)生組建小組，分配任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生分組討論、團(tuán)隊(duì)合作制定方案、獨(dú)自完成某一模塊任務(wù)，進(jìn)而能用語言或文檔進(jìn)行表達(dá)與描述，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識與溝通交流能力。

對工程教育專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)要求12條進(jìn)行分析，在5條技術(shù)要求中，可以將思政內(nèi)容融入其中，而對于7條非技術(shù)要求，則可以作為課程思政內(nèi)容的一部分，在課堂教學(xué)中得到體現(xiàn)，因此，工程教育專業(yè)認(rèn)證并非與課程思政是獨(dú)立的兩部分，而是可以相互融合，并且能夠更好地為人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升服務(wù)。

（五） 考核方式

確定課程考核結(jié)構(gòu)、考核細(xì)則與考核評估標(biāo)準(zhǔn)，課程考核由作業(yè)、實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計項(xiàng)目構(gòu)成，在考核細(xì)則中各組成項(xiàng)都要體現(xiàn)出對課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的支撐，課程考核評估標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)各項(xiàng)所對應(yīng)的課程目標(biāo)是否與期望一致進(jìn)行評估。根據(jù)每項(xiàng)課程目標(biāo)的達(dá)成途徑，以及評價每項(xiàng)課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況的需要，確定相應(yīng)的考核方式和不同考核方式在每項(xiàng)課程目標(biāo)評價中所占比例，根據(jù)每種考核方式在課程目標(biāo)評價所占比例，本課程的學(xué)生成績構(gòu)成參考比例：作業(yè)10%，實(shí)驗(yàn)報告30%，期末考核60%。

作業(yè)（占10%）：包括課堂考核、課后作業(yè)。其中課堂考核采取學(xué)習(xí)軟件隨堂測試情況評定，課后作業(yè)根據(jù)作業(yè)內(nèi)容的正確性及規(guī)范性評定。

實(shí)驗(yàn)（占30%）：主要考核學(xué)生對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分析設(shè)計能力、編程實(shí)踐能力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計思路與完成度進(jìn)行評定。

期末考核（占60%）：采用課程設(shè)計形式，主要考核學(xué)生對于Android開發(fā)軟件知識的掌握程度與開發(fā)實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計時的分析能力以及程序設(shè)計能力，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)軟件開發(fā)知識根據(jù)需要開發(fā)合適的運(yùn)行程序。項(xiàng)目完成過程中能夠與同學(xué)進(jìn)行交流、相互協(xié)作完成程序開發(fā)任務(wù)，設(shè)計報告書寫內(nèi)容完整，術(shù)語表達(dá)正確，文字組織能力好。

課程考核對學(xué)生專業(yè)核心知識的掌握情況、運(yùn)用理論知識解決復(fù)雜軟件工程問題的能力、文字組織、溝通交流與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力進(jìn)行考查，支持課程目標(biāo)的要求，全面反映本課程對本專業(yè)畢業(yè)要求達(dá)成情況的支撐關(guān)系。

三 實(shí)施效果

將該模式在我院2017級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)1、2班中進(jìn)行實(shí)施，取得了一定成效，學(xué)生的課程目標(biāo)總體達(dá)成情況如圖1所示：

由圖1可知，學(xué)生課程目標(biāo)1、2、3的達(dá)成度分別為0.86、0.85、0.82，目標(biāo)平均值0.84，說明學(xué)生已經(jīng)達(dá)到智能終端應(yīng)用開發(fā)的課程目標(biāo)，但是目標(biāo)3低于平均值0.02。

圖1 智能終端應(yīng)用開發(fā)課程目標(biāo)總體達(dá)成情況

將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計比較，進(jìn)而對全體學(xué)生的個體達(dá)成情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生的課程目標(biāo)1、2、3達(dá)成情況評價值位于0.75～0.85之間，能夠達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)。但學(xué)生個體的課程目標(biāo)達(dá)成值相差較大，其中最高為0.93，最低僅為0.15。課程目標(biāo)1達(dá)成度低于0.60為3人，課程目標(biāo)2與課程目標(biāo)3達(dá)成度低于0.60均為4人。分析其原因在于：學(xué)生對于簡單的知識重視程度不夠，對于復(fù)雜的知識存在畏難心理，加之個別學(xué)生對本門課程的先修課程面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（Java語言）的基礎(chǔ)比較薄弱，造成后續(xù)課程學(xué)習(xí)困難，出現(xiàn)不聽講、不做不交作業(yè)的情況。而老師沒有及時關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，對學(xué)生進(jìn)行有效地持續(xù)跟蹤引導(dǎo)管理，對實(shí)驗(yàn)課堂的管控不嚴(yán)格，導(dǎo)致了個別學(xué)生的達(dá)成情況極差。

針對這種情況，對于本屆學(xué)生需要擴(kuò)充線上資源，完善知識內(nèi)容，利用網(wǎng)絡(luò)線上平臺，強(qiáng)化該部分知識庫的建設(shè)，督促學(xué)生課余時間采用線上學(xué)習(xí)，對前期知識進(jìn)行查漏補(bǔ)缺；并將這些學(xué)生情況及時反映到學(xué)院，啟動學(xué)業(yè)預(yù)警機(jī)制，通過學(xué)業(yè)指導(dǎo)教師對其全面進(jìn)行幫扶。對下一屆學(xué)生改變教學(xué)方法，多結(jié)合真實(shí)應(yīng)用構(gòu)建開發(fā)案例，培養(yǎng)學(xué)生解決問題和應(yīng)用開發(fā)的能力；實(shí)驗(yàn)課加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管控，如采用PBL分組、組內(nèi)互助等方式，引導(dǎo)學(xué)生協(xié)作而又獨(dú)立地完成作業(yè)與實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時結(jié)合線上平臺加強(qiáng)平時學(xué)習(xí)的過程管理，多與學(xué)生進(jìn)行溝通交流，引導(dǎo)學(xué)生自主地去學(xué)習(xí)，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時解決。

四 結(jié)語

結(jié)合工程教育認(rèn)證理念，智能終端應(yīng)用開發(fā)課程堅(jiān)持“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，課程教學(xué)由教師的“教”轉(zhuǎn)為學(xué)生的“學(xué)”，改變傳統(tǒng)課程過于注重知識傳授的傾向，采用理論實(shí)踐一體化的教學(xué)方式，通過“講授、互動、討論、實(shí)踐”的課堂形式，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，達(dá)到課程目標(biāo)的要求。教學(xué)過程中理論知識與實(shí)際案例相結(jié)合，啟發(fā)式地引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的思考，深化對知識的理解，掌握明確的學(xué)習(xí)方向，從而有效參與到學(xué)習(xí)中來。