三全育人視域下自動化專業(yè)電子實踐類課程群構(gòu)建與教學改革探索

摘要：應用型本科高校是教育高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐，其目標是培養(yǎng)具備實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊合作能力，能夠適應社會發(fā)展的優(yōu)秀人才。本文圍繞自動化專業(yè)電子實踐課程群，構(gòu)建以學生為中心，提出了“兩環(huán)節(jié)、三平臺、四層次、五維度”實踐教學體系。引導學生積極參與課堂內(nèi)外的學習活動，探索課堂內(nèi)外雙閉環(huán)模式的實施路徑和方法。該模式在韶關(guān)學院自動化實踐教學中取得了較為明顯的成果，為應用型人才培養(yǎng)學生的實踐能力提供了思路。

關(guān)鍵詞：課程群；教學模式；實踐教學；教學改革

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A

1概述

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能，尤其是生成式AI和量子科技等技術(shù)的蓬勃發(fā)展［1］，實踐教學在應用型本科高校中發(fā)揮著越來越重要的作用。充分利用各種技術(shù)的優(yōu)勢，積極應對技術(shù)變革帶來的挑戰(zhàn)和機遇［2］，實踐教學才能更好地服務于應用型人才的培養(yǎng)和社會的發(fā)展需求。

韶關(guān)學院作為應用型地方本科院校，堅持需求導向，緊緊圍繞粵北區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展需求，把握戰(zhàn)略機遇和人才需求導向，以培養(yǎng)能夠服務地方的應用型、德才兼?zhèn)涞募夹g(shù)應用性人才為己任。學院多年來一直秉持“立志、崇德、勤學、創(chuàng)新”的校訓，積極開展應用型專業(yè)建設(shè)，在人才培養(yǎng)體系、課程設(shè)置等方面向“實驗、實踐性環(huán)節(jié)”傾斜，全面提高學生的實踐能力和創(chuàng)新性意識。

2課程實踐類課程群現(xiàn)狀分析

2.1電子信息實踐類課程教學缺乏整體規(guī)劃設(shè)計

電子信息實踐類課程包括“電子工藝實訓”“電子電路綜合設(shè)計”“單片機原理及應用”“單片機系統(tǒng)綜合設(shè)計與實踐”“專業(yè)綜合設(shè)計”等幾門課程，知識點邏輯關(guān)聯(lián)強。由于師資限制，同一門課程長期由同一個教師授課，這樣導致課程之間缺乏聯(lián)系，先修知識對后續(xù)課程鋪墊不到位，使學生對所學知識理解不深刻，知識的應用不理想?！半娮与娐肪C合設(shè)計”“單片機原理及應用”“單片機綜合實踐”等課程的實踐教學的知識體系聯(lián)系不夠緊密，學生在實踐課程中相關(guān)的實踐項目銜接度不夠［3］，各門課程構(gòu)建各自的知識體系和能力結(jié)構(gòu)，學生沒有形成系統(tǒng)的知識體系和思考邏輯［4］，能力結(jié)構(gòu)也不完整。因此，優(yōu)化課程體系顯得尤為重要。

2.2實驗設(shè)備的專用性強，開發(fā)困難

現(xiàn)階段實踐類課程的實踐教學使用各自專用實驗設(shè)備，同時也受到體積限制，使得設(shè)備進行綜合性、創(chuàng)新性實驗困難。專用設(shè)備基本上采用了外購的方式，實驗教學只能按照廠家給出的設(shè)備說明來使用，使得學生的實驗只能“照方抓藥”，探索性、創(chuàng)新性的實踐無法開展。

3構(gòu)建“兩環(huán)節(jié)、三平臺、四層次、五維度”的實踐教學體系

自動化專業(yè)開設(shè)的電子信息硬件實踐類課程貫穿大一到大四，覆蓋人才培養(yǎng)的全過程。其中，包括大一開設(shè)的“專業(yè)技能訓練”“電子工藝實訓”，大二下半學期的“單片機原理及應用”“單片機課程設(shè)計與實踐”，大三上半學期“專業(yè)綜合設(shè)計與實踐”，以及大四的“畢業(yè)設(shè)計”。課程由不同的教師授課，每一門課程聯(lián)系不緊密，知識體系、課程項目沒有系統(tǒng)化，相對離散，沒有形成系統(tǒng)的體系和循序漸進的邏輯，能力結(jié)構(gòu)也不完整。

本文從自動化行業(yè)技術(shù)特點和社會人才需求出發(fā)，以培養(yǎng)面向產(chǎn)業(yè)、知識結(jié)構(gòu)合理、實踐能力強的應用型人才為目標，進行了電子實踐課程群教學改革，構(gòu)建了“兩環(huán)節(jié)、三平臺、四層次、五維度”的實踐教學體系，如圖1所示。

兩環(huán)節(jié)是指根據(jù)學生課程群課程，在人才培養(yǎng)方案中第一課堂集中實踐環(huán)節(jié)以及第二、第三課堂的分散實踐環(huán)節(jié)。集中實踐環(huán)節(jié)是人才培養(yǎng)方案中的重要組成部分，這一環(huán)節(jié)課程群包括課程實驗、課程設(shè)計等，學生在教師的指導下進行實踐活動；分散實踐環(huán)節(jié)不受時間和空間限制，強調(diào)學生的團隊精神、自主性和創(chuàng)新性，學生可以根據(jù)自己的興趣，通過親身實踐，提高自己的綜合素質(zhì)和實踐能力。通過第二課堂，學生可以更好地將理論知識與實踐相結(jié)合，提高自己的綜合素質(zhì)和實踐能力。

“三平臺”在實踐課程群體系建設(shè)中具有重要意義。這三個平臺分別是：EDA聯(lián)合實驗室、STC高性能聯(lián)合實驗室和校級智能機器人實踐教學工作坊。通過EDA聯(lián)合實驗室，學生們可以接觸到先進的電子設(shè)計自動化（EDA）工具和技術(shù)，從而更好地掌握電子設(shè)計的核心技能；聯(lián)合STC高性能聯(lián)合實驗室，則為學生提供了學習高性能微控制器的機會，有助于培養(yǎng)他們在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方面的能力；校級智能機器人實踐教學工作坊作為校內(nèi)實踐教學平臺，為學生提供了實踐教學的資源、場地和技術(shù)支持，幫助他們更好地實現(xiàn)理論知識與實踐操作的結(jié)合，提高了學生解決實際問題的能力［4］。

“四層次”是指“基礎(chǔ)工程實踐＋專業(yè)綜合性實踐＋自主設(shè)計實踐＋工程創(chuàng)新實踐”的課程建設(shè)思路?；A(chǔ)工程實踐層次主要針對低年級學生，培養(yǎng)學生的基本工程技能和素養(yǎng)，課程包括基本實驗、基本技能訓練等，幫助學生掌握工程實踐的基本知識和技能，提高解決復雜工程問題的能力。這四個層次的實踐教學體系層層遞進，從基礎(chǔ)到高級，逐步提高學生的實踐能力和創(chuàng)新思維。

“五維度”是在基礎(chǔ)實踐維度，讓學生掌握基本原理和方法，培養(yǎng)基本的工程素養(yǎng)。在專業(yè)能力實踐維度，學生通過專業(yè)課程設(shè)計和實驗，能夠運用專業(yè)知識解決實際問題。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐維度，學生通過參加創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)項目，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)精神，提高創(chuàng)新能力［5］。在工程素質(zhì)實踐維度，學生可以提高自己的工程素質(zhì)，成為具有全面素質(zhì)的工程師。在工程綜合實踐維度，提高綜合運用知識的能力和解決復雜工程問題的能力。

4依托聯(lián)合實驗室平臺，創(chuàng)新課程實踐教學

實踐是培養(yǎng)學生綜合能力的必要環(huán)節(jié)，實驗設(shè)備作為實踐教學的重要載體，在啟發(fā)學生創(chuàng)意、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、構(gòu)建創(chuàng)新知識體系、訓練創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方法和能力等方面發(fā)揮重要作用。韶關(guān)學院分別與兩家公司聯(lián)合建立并運作STC高性能聯(lián)合實驗室和EDA聯(lián)合實驗室，依托自動化專業(yè)構(gòu)建“平臺+模塊”實踐課程群，課程中的項目實行CDIO工程教育模式設(shè)計［6］。以項目開發(fā)能力為專業(yè)技能目標，以硬件電路設(shè)計、單片機嵌入式系統(tǒng)與應用、智能電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試為專業(yè)核心，致力于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的“新工科”人才。

教師需要進行課程評估和反饋收集，了解學生對知識的掌握程度、實踐能力的提升情況以及他們對課程的建議和意見。根據(jù)評估結(jié)果調(diào)整課程內(nèi)容和方法，以持續(xù)提升教學質(zhì)量。

4.1課程實踐形成持續(xù)改進機制，實現(xiàn)質(zhì)量螺旋上升

在課程實施過程中，根據(jù)專業(yè)要求指標體系，在符合專業(yè)人才畢業(yè)能力素質(zhì)要求的基礎(chǔ)上，以O(shè)BE理念重構(gòu)課程體系，要理清課程群課程知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，使課程群課程知識形成模塊體系，防止知識的零碎與孤立。教學內(nèi)容進行反向設(shè)計、正向?qū)嵤?，并將課程目標與畢業(yè)要求聯(lián)系起來，展現(xiàn)項目教學中質(zhì)量閉環(huán)和持續(xù)改進模型，不斷落實結(jié)果導向。

4.2以學生為中心，實現(xiàn)課堂內(nèi)外雙閉環(huán)

注重學生的實踐能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提供多樣化的教學方式和資源，引導學生積極參與課堂內(nèi)外的學習活動。實現(xiàn)課堂內(nèi)外雙閉環(huán)模式如圖2所示，教師在制定實踐教學計劃和教學目標時，要考慮學生的特點和個性，準備好課堂內(nèi)外資源。

課堂內(nèi)，學生經(jīng)過課前預習、觀看教師演示后，便可開始進行討論、實踐操作，實踐過程中遇到問題可以直接尋求教師的指導；教師根據(jù)學生的項目完成進度進行精細化指導，針對小組遇到的共性問題進行講解點評。之后再進入下一環(huán)節(jié)的學習，最終的考核是基于實踐全程的表現(xiàn)給予綜合評定。

課外實踐閉環(huán)。首先，學生根據(jù)實踐項目任務，組建項目小組，在課堂外對課程項目任務進行需求分析、任務分解、小組會議討論、使用口袋實驗板進行項目設(shè)計。其次，實施方案評審通過之后利用口袋實驗室進行軟硬件設(shè)計、實物功能驗證，觀察實驗效果，代碼優(yōu)化。當效果不符合預期時，進行再調(diào)試。最后，把實驗效果在學校在線教學服務平臺中上傳視頻或者圖片的方式提交。做到線上線下的無縫對接，為學生營造一個全天候在線的實踐環(huán)境，真正解決硬件實踐類課程線上開展途徑缺失的問題，有效增強學生實踐的自主性，提高其課下碎片化時間的利用效率，促進學習效果的提升。學生在線上實踐過程中遇到的問題可以線下或者在線反饋給授課教師，得到及時的輔導幫助；同時教師也能夠切實掌握學生的實踐進度，在尊重個體特點的基礎(chǔ)上及時發(fā)現(xiàn)問題，能更好地進行差異化的指導，幫助學生建立起學習的良性發(fā)展動力。

通過“雙閉環(huán)”模式聯(lián)合驅(qū)動實踐教學，能夠豐富硬件實踐類課程教學的手段，有效增加學生的實踐時間，加速推進實踐進度，也為學生充分地拓展創(chuàng)新提供更加便利的項目實踐平臺［3］

5開展成效評價，建立多元化評價體系

在實踐類課程考核過程中，學校構(gòu)建了一個多元化、全方位的評價體系。彌補傳統(tǒng)課程量化考核存在的不足，采取短期效果和長期相結(jié)合的發(fā)展性評價機制，確保學生課程學習效果與長期職業(yè)發(fā)展的統(tǒng)一，從而激發(fā)了學生的學習潛能，培養(yǎng)了他們主動學習、持續(xù)學習的良好習慣。

評價體系的核心是多元化的，這不僅體現(xiàn)在評價主體的多元，包括學生自我評價、同伴互評、教師點評等，也體現(xiàn)在評價內(nèi)容和方法的多樣性上。評價體系不僅僅關(guān)注學生在期末考試、考評中的一次表現(xiàn)，而是把評價的視線投向他們整個學期的學習過程。學生的課堂參與、作業(yè)質(zhì)量、小組討論、實踐活動等都將成為實踐課堂評價的重要組成部分。

學生的學習過程為評價的重中之重。學生在實踐課程群學習中的每一次嘗試、每一次進步都是他們學習效果的真實寫照。因此，評價是一個持續(xù)不斷、與學生共成長的過程。

結(jié)語

建設(shè)高水平應用型大學發(fā)展理念下，韶關(guān)學院圍繞自動化專業(yè)電子實踐課程群，構(gòu)建以學生為中心，提出了“兩環(huán)節(jié)、三平臺、四層次、五維度”的實踐教學體系，以工程教育的理念貫穿課程群實踐教學的各個環(huán)節(jié)。在教學實踐中融入課程思政的教學方法和手段，引導學生積極參與課堂內(nèi)外的學習活動，探索出課堂內(nèi)外雙閉環(huán)模式的實施路徑和方法。該模式在實踐教學中提高學生對本專業(yè)的學習興趣、實現(xiàn)實踐育人、價值觀引領(lǐng)等方面，取得了較為明顯的成果。

參考文獻：

［1］周純杰，何頂新，張耀，等.新工科背景下自動化專業(yè)實踐課程思政的設(shè)計與實施［J］.高等工程教育研究，2022（04）：3137.

［2］耿玉，張東平，時煥崗.應用型本科院校專業(yè)實踐教學體系探索與實踐［J］.實驗室研究與探索，2021，40（08）：216220.

［3］婁睿，王奕森，林鍵.EHIL實踐教學的在線模式研究與應用［J］.計算機教育，2021（08）：15.

［4］韓竺秦，張麗娜.基于學科競賽的本科生解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)與探索［J］.工業(yè)和信息化教育，2021（10）：7578.

［5］唐丹，尹宏鵬，方覓，等.新工科背景下基于OBE理念的信息類課程群建設(shè)［J］.計算機教育，2023（06）：141144.

［6］韓竺秦，彭昕昀，張麗娜，等.CDIO工程教育模式下單片機原理綜合設(shè)計與實踐教學改革［J］.信息技術(shù)與信息化，2016（08）：6063.

基金項目：2021年廣東省本科高校質(zhì)量工程建設(shè)項目（粵教高函〔2021〕29號）：三全育人視域下自動化專業(yè)電子實踐類課程群構(gòu)建與教學改革探索；韶關(guān)學院2021年校級課程思政建設(shè)項目（韶學院辦〔2022〕5號）；韶關(guān)學院第二十二批校級教育教學改革項目（SYJY20211163）；2022年度實踐教學工作坊建設(shè)項目（韶學院辦〔2022〕38號）

作者簡介：韓竺秦（1982—），男，漢族，甘肅白銀人，碩士，講師，研究方向：服務機器人研究和自動化專業(yè)教育教學。