以學(xué)生需求為導(dǎo)向的教學(xué)改革實施問題探討

王貴成，李曉斌，張 敏，徐 兵，夏乃潔，李丹菁

（1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，上海 201418；2.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 圖書館，上海 201418）

近期，通過參加高校教師信息化教學(xué)能力提升與“金課”建設(shè)專題網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，作為有27 年教齡的高校教師，以及長期擔任專業(yè)系主任，已經(jīng)深入了解信息時代下的教與學(xué)特征，感受到利用信息化技術(shù)提升教學(xué)質(zhì)量已經(jīng)成為大勢所趨，體會新時代教育精神，利用信息化技術(shù)增強自身教學(xué)改革能力是前提，重要的是堅持以教學(xué)為根本，以學(xué)生為中心的教育理念，看清“在線”教學(xué)理念，探討適于學(xué)生能力培養(yǎng)，符合社會需求的教學(xué)創(chuàng)新改革，提出適應(yīng)信息時代發(fā)展的新理念與新方法的主線。各高校結(jié)合新工科理念均將培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用實踐能力和科技創(chuàng)新能力的教學(xué)任務(wù)放到重要的位置。而改革當前的工程實踐教學(xué)模式已成為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才急需解決的問題。工科類專業(yè)要求工程應(yīng)用性很強，需要學(xué)生在掌握扎實的理論基礎(chǔ)知識后，還要具有較強的實際動手能力和一定的科學(xué)素質(zhì)，這也是市場需求。而任何教學(xué)改革初衷都需要以教學(xué)為根本，以學(xué)生為中心，偏離這條主線，即使理念、技術(shù)、方法再先進，都是錯誤的傾向，必須摒棄。

一、教學(xué)改革的出發(fā)點是以學(xué)生為中心，讓學(xué)生參與和獲得

教學(xué)改革以學(xué)生為中心，體現(xiàn)在學(xué)生發(fā)展、學(xué)生學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)效果三個方面，概括來說就是體現(xiàn)學(xué)生的參與和獲得。新工科教學(xué)理念、工程教育認證都是突出學(xué)生應(yīng)用型實踐教學(xué)能力的培養(yǎng)，突出以學(xué)生目標為導(dǎo)向的OBE 教學(xué)理念，采取CDIO 教學(xué)方法，實現(xiàn)理論聯(lián)系實際的工程教育，達成學(xué)生的專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求。作為專業(yè)系主任，多年從事專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作，追隨教育改革方向，逐步提高實踐教學(xué)的學(xué)分占比，結(jié)合工程教育要求修訂課程內(nèi)容，讓學(xué)生切實參與教學(xué)，提高知識的獲得感，達成培養(yǎng)目標。

實施信息化的線上教學(xué)改革，如何讓學(xué)生有效參與和獲得教學(xué)效果就成為必須考慮的問題。例如，“在線”直播或線上資源使用后，教師通過網(wǎng)上平臺共享“線上”教學(xué)內(nèi)容，通過視頻、聲頻與學(xué)生交流，但好多學(xué)生登錄“在線”課堂后，處于一種“掛課”狀態(tài)，登錄后就“掛”著，聽與不聽，在與不在，教師經(jīng)常很難知曉，因為教師“在線”授課，還要關(guān)注學(xué)生狀況，事實上絕大多數(shù)情況是忙不過來的?！霸诰€提問”“在線考勤”可以作為常用的溝通方法，各位老師應(yīng)該很清楚效果。在線資源實施教學(xué)，前提是需要學(xué)生的主動參與。

讓學(xué)生參與“在線”教學(xué)，可以通過在線習(xí)題、課堂練習(xí)、課后測試作為補充，督促學(xué)生要獲得教學(xué)知識，反饋教學(xué)效果，這個過程教師要付出很多。有些課適于題庫，有些課適于應(yīng)用，“一刀切”的網(wǎng)上教學(xué)實施方法是不可取的，要綜合課程的特點，靈活多樣，也可以采用“線上線下”結(jié)合的混合教學(xué)方式。無論選擇何種實施在線教學(xué)的方法，最終目標只有一個：讓學(xué)生參與到教學(xué)環(huán)境中，獲取知識與技能。

以學(xué)生應(yīng)用需求為導(dǎo)向，對理論課體系加以適當裁剪與重構(gòu)，輔之以基本技能、專業(yè)技能、綜合技能和創(chuàng)新能力訓(xùn)練的ASciT-OBE 模式實踐模塊，實現(xiàn)從虛擬到半實物仿真，再到裝置實物控制操作的創(chuàng)新設(shè)計，使學(xué)生獲得具有自動化工程特色的應(yīng)用技能訓(xùn)練。實踐教學(xué)改革的終極目標就是引導(dǎo)學(xué)生參與、讓學(xué)生獲得專業(yè)應(yīng)用能力，以適應(yīng)社會需求，完成就業(yè)，適應(yīng)工作崗位，完成專業(yè)培養(yǎng)目標，達成畢業(yè)要求。其中學(xué)生參與和獲得的方法、手段是教學(xué)改革一直關(guān)注的問題，如何更好地實現(xiàn)值得進一步思考。這也是教學(xué)改革遵循的主線。例如，新工科結(jié)合工程應(yīng)用教育改革和專業(yè)工程認證的推進，它已經(jīng)不是簡單的局部考核，而是多種新技術(shù)、新知識、新理念和新應(yīng)用的結(jié)合體，高校應(yīng)該從新工科涉及的具體內(nèi)涵出發(fā)，并不是簡單的字面羅列，必須從工科專業(yè)工程教育發(fā)展的角度深入探討，探索工程應(yīng)用教育的特色模式，以適應(yīng)國家發(fā)展戰(zhàn)略的需求，也是高校教育體制改革的目標。當前，國家新戰(zhàn)略的提出，交叉學(xué)科的融合，要求高校要培養(yǎng)具有工程綜合應(yīng)用和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的技術(shù)人才，適應(yīng)新工科專業(yè)工程應(yīng)用型建設(shè)，從學(xué)生對專業(yè)知識的需求、認知開始，尋找培養(yǎng)學(xué)生成為各類工程技術(shù)人員的途徑。但是，國內(nèi)高校一些實驗室花大量資金購置昂貴的大型設(shè)備，看著好看，卻不實用。教師只是開、關(guān)電源過程，學(xué)生無從下手，只是把需要的線插好而已，無法獲得細節(jié)，一走一過敷衍了事。要想獲得參與的真實應(yīng)用結(jié)果，需要這類設(shè)備拆解，分成單元，與理論知識對應(yīng)，再組合成系統(tǒng)的過程，但拆完的實驗設(shè)備就沒人用了，大型設(shè)備閑置，成為擺設(shè)，珍貴的教學(xué)資金投入并沒有帶來真實效益，這種情況在高校實驗室建設(shè)中可能也是一種普遍現(xiàn)象，但也正在逐漸發(fā)生改變，也必須去改變。由多年教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)，作者認為實踐教學(xué)設(shè)備應(yīng)該為單元設(shè)備，可以讓學(xué)生動手，在工程應(yīng)用中獲得成就感，這才是以學(xué)生為中心的教學(xué)改革的終極目標。

二、課堂教學(xué)的改革要以學(xué)生為中心，需要學(xué)生參與和反饋

課堂教學(xué)改革的出發(fā)點同樣是以學(xué)生需求為中心，是讓學(xué)生更好地接受課程知識，參與教學(xué)內(nèi)容思考，融入教師的課堂教學(xué)，調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生更好地接受需要的知識，這個過程需要學(xué)生參與和反饋，才能合理評價教學(xué)效果，師生面對面的課堂交流有時更有助于教學(xué)效果的達成。

目前，對于課堂教學(xué)產(chǎn)生了各種教學(xué)改革的探索，例如在線課程、混合教學(xué)等。同時，為了發(fā)揮優(yōu)秀教學(xué)資源的影響力，開展“金課”建設(shè)，利用網(wǎng)絡(luò)、多媒體、VR/AR 等計算機技術(shù)，設(shè)計具有吸引力的課程內(nèi)容和教學(xué)方式，當前已經(jīng)造就很多精品課程。例如，作者已經(jīng)完成一門專業(yè)在線課程計算機控制系統(tǒng)的建設(shè)，正在開展線上、線上線下混合教學(xué)嘗試與評估。但是，大學(xué)教學(xué)，特別是一些專業(yè)性質(zhì)的課程教學(xué)，教師與學(xué)生面對面的課堂情感交流必不可少，它可能會影響絕大多數(shù)學(xué)生的未來。教學(xué)是面對鏡頭的獨角戲，還是直接面對眾多學(xué)生的眼睛？這其實不是一個問題。當然大學(xué)老師也需要找到引起學(xué)生關(guān)注、使學(xué)生樂于交流的方式，需要吸引學(xué)生參與到教學(xué)中，形成知識的互動交流，為學(xué)生改變教學(xué)模式，選擇適合的教學(xué)手段，通過學(xué)生們的反饋，合理評價教學(xué)效果，學(xué)生獲得真實的知識，心理成熟，適應(yīng)社會，這才是最終的教學(xué)目標。

學(xué)生應(yīng)該是課堂的“主角”，教師應(yīng)該是“引路者”，引導(dǎo)學(xué)生思考與獲取，獲取學(xué)生真實的反饋信息，總結(jié)教學(xué)中的得與失，這才是正確的課堂教學(xué)改革方向。任何形式的課堂教學(xué)改革，如果沒有學(xué)生的直接參與和反饋，就無從談起效果和成功，這個問題應(yīng)該顯而易見，可是現(xiàn)在很多做法卻是空中樓閣、孤芳自賞，學(xué)生僅僅旁觀教師的忙碌，課堂不參與，課后自學(xué)的現(xiàn)象很普遍，需要反思課堂教學(xué)還有存在的必要嗎？目前，線上資源那么多，學(xué)生的選擇也很多，課后網(wǎng)上學(xué)習(xí)已經(jīng)是一種潮流，如何讓學(xué)生回到課堂教學(xué)中，恢復(fù)課堂教學(xué)應(yīng)有的“模樣”，體現(xiàn)與線上教學(xué)的不同，這是需要教師們探討的問題。課堂教學(xué)如何吸引學(xué)生的有效參與，體現(xiàn)線下教學(xué)的特點，同樣是有待探討的問題。

三、線上教學(xué)也要以學(xué)生需求為導(dǎo)向，需要學(xué)生參與和融入

網(wǎng)上教學(xué)要體現(xiàn)教師“在線”為首要目標，并不是簡單的教學(xué)資源的“在線”。例如，作者選擇“企業(yè)微信”作為在線教學(xué)平臺，因為初期“釘釘”選的人多，擔心服務(wù)器會出問題，所以選擇用的人比較少的“企業(yè)微信”，保證“在線”教學(xué)效果，不會造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。目前，“在線”平臺基本都能提供視頻、屏幕共享等教學(xué)功能，只是在學(xué)生管理方面有一些差別?！捌髽I(yè)微信”將教學(xué)班作為一個整體（部門），“在線”教學(xué)中，很容易統(tǒng)計學(xué)生出勤或在線與否，跟答疑的“微信群”還可以共享。而考試用的“釘釘”網(wǎng)上考試平臺，同樣也能避免“超星”等平臺用的人過多出現(xiàn)問題，監(jiān)考引入雙機位模式，很好地反饋學(xué)生考試的狀態(tài)。大學(xué)教學(xué)，特別是一些專業(yè)性質(zhì)的課程教學(xué)，教師與學(xué)生面對面的“在線”情感交流不可少，它可能會影響絕大多數(shù)學(xué)生思考問題的方法與對未來的抉擇。大學(xué)老師需要找到吸引學(xué)生、與學(xué)生進行真正情感交流的方式，并不是簡單地看網(wǎng)上教學(xué)資源，學(xué)生的反饋必不可少，這才是“在線”網(wǎng)上教學(xué)的實質(zhì)。

四、以學(xué)生需求為中心是工程教育、新工科改革的主線，實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的達成

當前，工程教育、新工科改革都是以學(xué)生工程問題能力培養(yǎng)為目標的，教學(xué)中采取面向?qū)W生需求為引導(dǎo)的OBE 教育理念。上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)自動化專業(yè)遵循學(xué)校建設(shè)國際高水平應(yīng)用創(chuàng)新型大學(xué)的定位，以立德樹人為根本，采用ASciT-OBE 工程教育理念，突出新工科培養(yǎng)模式以學(xué)生為中心的工程教育理念，突出協(xié)同育人特色，對接“中國制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略的智能制造方向，發(fā)揮地方一流本科專業(yè)的特色，服務(wù)于長三角經(jīng)濟建設(shè)。實際教學(xué)中，學(xué)生們帶著工程應(yīng)用問題來，組成研究團隊，分析控制需求，確定研究內(nèi)容，給出自動化工程項目的系統(tǒng)方案設(shè)計。然后，教師評價方案的可行性，提出改進意見。學(xué)生團隊將方案修改通過后，在網(wǎng)上單元設(shè)備庫中申請設(shè)備，并預(yù)約實驗室時間，實施自動化工程項目的硬件選型、安裝與調(diào)試。進而依托硬件平臺的設(shè)計軟件功能，實現(xiàn)系統(tǒng)整體功能調(diào)試，分析與總結(jié)工程項目的完成情況，撰寫實踐報告。最后由老師組織實際操作與答辯考核，給出指導(dǎo)性意見。整個教學(xué)過程都應(yīng)該是由學(xué)生們推動，反映學(xué)生對工程知識的需求，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標，以工程教育理念的轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘?dǎo)，以新工科改革為主線”的培養(yǎng)模式變革，實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的達成。

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標要求學(xué)生具有扎實的自動化基礎(chǔ)知識和基本技能，能在化工、制造、生物等行業(yè)過程控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域從事設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試、操作、維護與管理工作，成為適應(yīng)生產(chǎn)過程控制發(fā)展的應(yīng)用型技術(shù)開發(fā)或管理人才。堅持立德樹人，重點培養(yǎng)綜合素質(zhì)優(yōu)良，德智體美勞全面發(fā)展的社會主義事業(yè)建設(shè)者，具有國際視野、服務(wù)上海區(qū)域經(jīng)濟，具有社會責任感、職業(yè)道德和人文素養(yǎng)的應(yīng)用型人才，面向生產(chǎn)、管理、服務(wù)一線的專業(yè)型、技術(shù)型“現(xiàn)場工程師”。就業(yè)領(lǐng)域面向工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、“中國制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能控制為目標，具有過程控制分析、計算機控制系統(tǒng)集成等方面能力，培養(yǎng)能夠勝任工業(yè)智能檢測和自動化控制系統(tǒng)性能分析、設(shè)計、安裝、調(diào)試和運行等方面工作的應(yīng)用型技術(shù)人才。

根據(jù)自動化專業(yè)培養(yǎng)目標劃分能力培養(yǎng)要求為三級：

（1）初級能力。具有生產(chǎn)工藝、控制理論、儀器儀表、計算機技術(shù)、自動化系統(tǒng)、行業(yè)技術(shù)標準等多學(xué)科知識，適應(yīng)自動化系統(tǒng)工程對象的變化，以及職業(yè)發(fā)展的變化，熟悉自動化行業(yè)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。能夠在自動化工程特別是生產(chǎn)過程自動控制領(lǐng)域中從事生產(chǎn)運行、工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、建造或運行管理、科學(xué)研究等工作，成為所在單位相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)骨干或管理骨干。

（2）中級能力。具備綜合運用自動化基礎(chǔ)理論和一定智能控制技術(shù)，理解和解決自動控制系統(tǒng)分析、設(shè)計、開發(fā)、集成、服務(wù)或自動化工程項目施工、運行、維護等實際工程問題，并對自動化工程特別是生產(chǎn)過程自動控制領(lǐng)域涉及的經(jīng)濟、環(huán)境等進行分析的初步能力，成為專業(yè)型、職業(yè)型“現(xiàn)場工程師”。具有高度的社會責任感、道德修養(yǎng)和良好的心理素質(zhì)，擁有健康的體魄和正確的人生價值觀，具有較強的知識更新能力、創(chuàng)新意識、實踐能力、組織協(xié)調(diào)能力、團隊合作意識以及跨文化的交流、競爭與合作能力。

（3）高級能力。能夠適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需求，結(jié)合地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，緊跟國家戰(zhàn)略，具備結(jié)合自動化新知識、新技術(shù)、新發(fā)展，發(fā)揮個人潛質(zhì)，成為智能制造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的人才。

根據(jù)自動化專業(yè)綜合能力培養(yǎng)要求，以控制單元到控制系統(tǒng)到自動化工程再到創(chuàng)新的模式，跨越初級、中級到高級能力培養(yǎng)全過程，進一步規(guī)劃自動化工程綜合實訓(xùn)中心和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工控安全實驗平臺建設(shè)，實現(xiàn)自動化專業(yè)“現(xiàn)場工程師”應(yīng)用技術(shù)全流程的ASciTOBE 模式培養(yǎng)。其中，綜合實訓(xùn)平臺建設(shè)是以新工科工程應(yīng)用型本科特色教學(xué)為切入點，以“新工科”工程認知和實踐的理念，考慮自動化工程項目實施過程，為學(xué)生、教師提供典型控制設(shè)備、測控儀表、電氣組件，形成單元設(shè)備庫，同時配套網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)信息管理平臺，以開放式的實踐模式，讓學(xué)生根據(jù)需求自己進行項目構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作，教師輔助指導(dǎo)、審核項目方案和驗收、評價項目，達到提升學(xué)生創(chuàng)新意識和工程應(yīng)用能力的目的。通過調(diào)研國內(nèi)一些工科高校，此方面建設(shè)還處于探索與起步階段，但發(fā)展勢頭迅猛，建設(shè)具有上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)特色的自動化專業(yè)實踐教學(xué)模式，始終是實踐教學(xué)改革的方向，綜合實訓(xùn)平臺建設(shè)真實地體現(xiàn)了這種思路。

教師必須對學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)達到的能力及其水平有清楚的構(gòu)想，然后尋求設(shè)計適宜的教育結(jié)構(gòu)來保證學(xué)生達到這些預(yù)期目標。在OBE 工程教育模式中，學(xué)生學(xué)到了什么和是否成功遠比怎樣學(xué)習(xí)和什么時候?qū)W習(xí)重要，即學(xué)生的需求最重要。下面以上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)自動化專業(yè)自動化工程綜合實訓(xùn)為例，結(jié)合學(xué)校ASciT-OBE 工程教學(xué)模式，突出新工科培養(yǎng)模式以學(xué)生需求為中心的理念，體現(xiàn)復(fù)雜工程問題分析和解決方案的過程。具體實施過程包括：

（1）學(xué)生組成團隊（3～5 人/組），提出要解決的自動化工程問題，例如實現(xiàn)鍋爐自動控制系統(tǒng)，也可由指導(dǎo)教師制定具體的自動化工程問題，學(xué)生團隊初步明確每位同學(xué)的任務(wù)分工，建議全員參與各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)全部環(huán)節(jié)的工程訓(xùn)練。

（2）學(xué)生根據(jù)選擇的工程問題，查找資料，設(shè)計自動控制系統(tǒng)方案，從網(wǎng)上實踐教學(xué)信息系統(tǒng)中提交。

（3）指導(dǎo)教師或企業(yè)導(dǎo)師，在網(wǎng)上審查學(xué)生方案的合理性與可行性，給出指導(dǎo)意見，反饋給學(xué)生團隊修改與完善。通過教師審查后，下一步進入實施環(huán)節(jié)。

（4）學(xué)生團隊根據(jù)方案，選擇硬件產(chǎn)品搭建系統(tǒng)。由自動化專業(yè)實驗室提供通用產(chǎn)品庫，并在信息系統(tǒng)中發(fā)布，供學(xué)生網(wǎng)上選擇。

（5）學(xué)生團隊硬件選好后，從信息系統(tǒng)中預(yù)約工程訓(xùn)練場所與時間，獲得批準后，按要求完成自動化工程控制系統(tǒng)的組裝、配線、連接與調(diào)試等全流程工作。

（6）現(xiàn)場實訓(xùn)期間，由指導(dǎo)教師或企業(yè)導(dǎo)師負責定時現(xiàn)場指導(dǎo)，并檢查學(xué)生的完成情況，給出學(xué)生團隊成員的工作評價。

（7）學(xué)生團隊自動化工程按方案調(diào)試完成后，撰寫自動化工程問題的實訓(xùn)報告，網(wǎng)上信息系統(tǒng)提交后可以申請團隊考核。由指導(dǎo)教師或企業(yè)導(dǎo)師進行現(xiàn)場考評和答辯，按照制定的實訓(xùn)考核標準給出評分。如果考核未通過，對學(xué)生團隊或成員提出改進意見，由學(xué)生團隊進一步修改與完善后，再次考核，直至合格為止。

（8）指導(dǎo)教師與企業(yè)導(dǎo)師交流，根據(jù)學(xué)生團隊實訓(xùn)情況，進行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)問題，提出改進措施，對照專業(yè)培養(yǎng)目標的達成持續(xù)改進與完善細節(jié)。

實施中的一些問題需要研討，例如，建立切實可行的長效機制，制定相對完善的規(guī)章制度；實踐教學(xué)改革的及時總結(jié)；專業(yè)新知識、新技術(shù)、新設(shè)備的引入；促進課程內(nèi)容的革新和教學(xué)改革；線上線下混合教學(xué)、虛擬仿真技術(shù)的融入；教師工作量的認證標準等方面。

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)自動化專業(yè)遵循學(xué)校一流應(yīng)用創(chuàng)新型大學(xué)建設(shè)目標，充分發(fā)揮雙師型教師占比高的優(yōu)勢，將企業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗融合到人才培養(yǎng)中，以課程體系與產(chǎn)業(yè)需求，工程教育與應(yīng)用實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與培養(yǎng)目標相結(jié)合為育人手段，實施自動化工程全流程ASciT-OBE 理念，與西門子、羅克韋爾等行業(yè)知名企業(yè)產(chǎn)教融合，培養(yǎng)出一批自動化行業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生。

以學(xué)生需求為導(dǎo)向的創(chuàng)新型教學(xué)改革新理念與新方法，才是教學(xué)改革的正確方向，而學(xué)生們的參與和獲得，人才培養(yǎng)目標的達成，是評價教學(xué)改革成敗的重要前提。