專業(yè)綜合實訓(xùn)課程教學(xué)改革成效

時間:2022-05-20 16:18:54

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專業(yè)綜合實訓(xùn)課程教學(xué)改革成效

摘要:專業(yè)綜合實訓(xùn)在人才培養(yǎng)過程中具有非常重要的作用,在“雙創(chuàng)”教育背景下對電子控制系統(tǒng)專業(yè)綜合實訓(xùn)課程的教學(xué)和考核模式進行改革。堅持“以學(xué)生為中心”,采取“創(chuàng)新引領(lǐng)、項目驅(qū)動、校企協(xié)同”模式,在實訓(xùn)項目中融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和企業(yè)元素;以成果為導(dǎo)向,對優(yōu)秀的實訓(xùn)項目進行深入打磨拓展,構(gòu)建“雙創(chuàng)”教育生態(tài)鏈;將CDIO工程教育模式與敏捷開發(fā)相結(jié)合,構(gòu)建企業(yè)項目開發(fā)模式。為落實因材施教,對不同類型學(xué)生的項目難度進行動態(tài)分層,采用“組內(nèi)自評+團隊互評+教師總評”的三級考核制度;分別在實訓(xùn)的“前、中、后”三次進行異步考核,學(xué)生可根據(jù)情況自行申請考核時間。改革后的專業(yè)綜合實訓(xùn)課程教學(xué)成效顯著提升。

關(guān)鍵詞:成果導(dǎo)向;動態(tài)分層;異步考核;CDIO工程教育模式

1研究背景

2014年9月,國務(wù)院總理李克強在夏季達沃斯論壇上提出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”[1]。2015年,教育部和有關(guān)部委、高校共同主辦了首屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽;為深入推進“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”,引領(lǐng)“雙創(chuàng)”教育國際交流合作,2020年該項賽事更名為中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。加強“雙創(chuàng)”教育,已成為推進高等教育綜合改革、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要舉措。目前,全國各個高校都非常重視“雙創(chuàng)”教育,相關(guān)的教學(xué)改革已經(jīng)從嘗試探索階段發(fā)展到細化分層、多元發(fā)展的新階段,但仍然存在一些問題,如“雙創(chuàng)”教育面向綜合能力較強的“小眾”學(xué)生,沒有實現(xiàn)對所有學(xué)生的全覆蓋。專業(yè)綜合實訓(xùn)作為人才培養(yǎng)過程中最重要的實踐環(huán)節(jié),能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[2]。高校“雙創(chuàng)”教育應(yīng)面向全體學(xué)生,實現(xiàn)“小眾”向“大眾”的轉(zhuǎn)變,應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)所需的能力和素質(zhì)等為重點,讓更多學(xué)生接受“雙創(chuàng)”教育,更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識,提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。我校在電氣工程及其自動化專業(yè)開設(shè)了電子控制系統(tǒng)專業(yè)綜合實訓(xùn)課程,該實訓(xùn)課程以成果為導(dǎo)向[3],采取“創(chuàng)新引領(lǐng)、項目驅(qū)動、校企協(xié)同”模式開展“雙創(chuàng)”教育。

2專業(yè)綜合實訓(xùn)課程在“雙創(chuàng)”教育中的實踐

2.1“雙創(chuàng)”教育的地位和作用

“雙創(chuàng)”教育是大學(xué)人才培養(yǎng)范式的變革,它以實踐為主導(dǎo),通過實踐與專業(yè)的組合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神,提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,其本質(zhì)在于實踐,讓學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉嵺`[4]。而專業(yè)綜合實訓(xùn)課程作為人才培養(yǎng)過程中最重要的實踐環(huán)節(jié),將“雙創(chuàng)”教育元素融入其中,對實現(xiàn)從“小眾”到“大眾”的全員“雙創(chuàng)”教育具有重要的推動作用。

2.2成果導(dǎo)向的專業(yè)綜合實訓(xùn)課程時間安排

在電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案中,該實訓(xùn)環(huán)節(jié)被安排在第五學(xué)期,起到承上啟下的作用。從時間上來說,第五學(xué)期是最適合開展專業(yè)綜合實訓(xùn)課程的時間。本科第一至四學(xué)期,學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識,第四學(xué)期末教師布置具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)內(nèi)容的專業(yè)綜合實訓(xùn)選題,第四學(xué)期暑假學(xué)生根據(jù)實訓(xùn)選題準備相關(guān)知識,并開始實施。第五學(xué)期,學(xué)生重點開展專業(yè)綜合實訓(xùn)。第六學(xué)期寒假,學(xué)生著手準備申請大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(簡稱本創(chuàng)項目);開學(xué)后,繼續(xù)打磨優(yōu)秀作品,準備參加各類學(xué)科競賽。第七學(xué)期,學(xué)生可申請省級重點本創(chuàng)項目、國家級本創(chuàng)項目;優(yōu)秀的項目可以作為本科生的畢業(yè)設(shè)計進行深入研究。專業(yè)綜合實訓(xùn)課程時間安排如圖1所示。

3融入“雙創(chuàng)”教育的專業(yè)綜合實訓(xùn)課程改革

3.1構(gòu)建“動態(tài)分層+異步考核”教學(xué)模式

“以學(xué)生為中心”,深化教學(xué)模式改革[5]。針對不同層次的學(xué)生在知識水平、認知能力、智力水平和情感因素等方面存在差異的情況,遵循因材施教原則,在專業(yè)綜合實訓(xùn)課程中,以成果為導(dǎo)向有區(qū)別地設(shè)計實訓(xùn)內(nèi)容和考核要求。在充分體現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)的前提下,將實訓(xùn)分為基本層、提高層、拔尖層三個不同層次,學(xué)生可根據(jù)自身能力自主選擇,并在實施過程中根據(jù)情況進行動態(tài)調(diào)整;教師則按照不同層次的任務(wù)要求進行分類指導(dǎo),以動態(tài)分層設(shè)計為牽引,全面實現(xiàn)教學(xué)異步考核[6],真正落實因材施教。“動態(tài)分層+異步考核”教學(xué)模式實施過程如圖2所示。

3.2成果導(dǎo)向的專業(yè)綜合實訓(xùn)課程

高校要真正落實“雙創(chuàng)”教育,不僅要將其與專業(yè)教育融合[7],還需要在大學(xué)四年中,尤其是在大三和大四的高年級階段,以項目驅(qū)動的方式促進學(xué)生參與實踐。專業(yè)綜合實訓(xùn)課程結(jié)束后,學(xué)生可繼續(xù)打磨優(yōu)秀的項目,爭取獲得更多成果,如圖3所示。

3.3組建“教師+工程師”的雙師隊伍

專業(yè)綜合實訓(xùn)課程引入企業(yè)工程師參與實訓(xùn)指導(dǎo),每次實訓(xùn)課程,企業(yè)都指派1~2名工程師參與指導(dǎo)工作。同時,將人工智能和機器人等熱門技術(shù)引入實訓(xùn)教學(xué),持續(xù)更新實訓(xùn)內(nèi)容,不斷增加實訓(xùn)的含金量。

4專業(yè)綜合實訓(xùn)課程的實施過程

4.1基于CDIO工程教育模式的“敏捷開發(fā)島”構(gòu)成

敏捷開發(fā)[8]是一種以人為核心,迭代、循序漸進的開發(fā)方法。在敏捷開發(fā)中,一個系統(tǒng)項目被切分成多個子項目,各個子項目的成果都經(jīng)過測試,具備集成和可運行的特征。換言之,就是把一個大項目分為多個相互聯(lián)系,但也可以獨立運行的小項目,并分別完成。而CDIO工程教育模式[9]以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程知識。CDIO培養(yǎng)大綱將工程專業(yè)畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面,大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個層面達到預(yù)定目標。筆者將敏捷開發(fā)和CDIO工程教育模式相結(jié)合,并引入專業(yè)綜合實訓(xùn)課程中。以團隊形式組建“敏捷開發(fā)島”,每個項目團隊由四人組成,負責(zé)完成一個獨立的創(chuàng)新項目。團隊成員分別擔(dān)任項目經(jīng)理、硬件工程師、軟件工程師、技術(shù)支持等職務(wù)。“敏捷開發(fā)島”的構(gòu)成如圖4所示[10]。項目經(jīng)理崗位適合動手能力較強且組織協(xié)調(diào)能力較好的學(xué)生。該崗位主要負責(zé)整個團隊的管理、協(xié)調(diào)和正常運作,除此之外,還要負責(zé)整個系統(tǒng)的軟硬件聯(lián)合調(diào)試和系統(tǒng)功能優(yōu)化。硬件工程師崗位適合硬件電路設(shè)計能力比較強的學(xué)生,該崗位要求學(xué)生會使用AltiumDesigner或立創(chuàng)PCB繪圖軟件設(shè)計系統(tǒng)原理圖、制作PCB電路板、焊接電子元器件并調(diào)試系統(tǒng)硬件。軟件工程師崗位適合編程能力較強的學(xué)生,該崗位的主要職責(zé)是使用C語言或Python語言編寫系統(tǒng)程序,調(diào)試系統(tǒng)軟件,并不斷優(yōu)化系統(tǒng)功能。技術(shù)支持崗位適合動手能力不強,但是文檔整理能力較強的學(xué)生。該崗位主要負責(zé)整個系統(tǒng)的文檔資料整理,包括系統(tǒng)的方案論證、元器件選型、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試、系統(tǒng)升級及制作答辯PPT等。

4.2專業(yè)綜合實訓(xùn)課程敏捷開發(fā)流程

電子控制系統(tǒng)專業(yè)綜合實訓(xùn)課程的所有項目都要具有一定的創(chuàng)新性和實際應(yīng)用價值,教師與每個項目組要經(jīng)過多次討論,才能確定最終的項目內(nèi)容。這些項目來源于具有實際應(yīng)用價值的企業(yè)項目、教師科研子項目、師生共同討論或?qū)W生自主設(shè)計的創(chuàng)新項目。項目要與實際生產(chǎn)實踐相結(jié)合,能夠解決社會熱點或亟待解決的問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和熱情[10]。專業(yè)綜合實訓(xùn)課程采用的敏捷開發(fā)流程如圖5所示。圖5敏捷開發(fā)流程

4.3考核方式改革舉措

4.3.1三級考核方式專業(yè)綜合實訓(xùn)更加注重對過程的考核,要求學(xué)生每周一提交本周工作計劃,周五進行本周任務(wù)檢查,同時要求教師加強過程管理,形成“過程考核+系統(tǒng)演示+答辯匯報+設(shè)計報告”相結(jié)合的考核方法。“實訓(xùn)項目系統(tǒng)功能”成績考核采用“三級評審”制度,即“組內(nèi)自評+團隊互評+教師總評”。組內(nèi)自評是項目組內(nèi)每個成員根據(jù)分配的任務(wù)及完成情況相互打分。團隊互評是參照國際流行的“同行評議”準則,每組選派一個成員,對其他所有項目進行評分。教師總評是指實訓(xùn)的兩名指導(dǎo)教師根據(jù)平時每個項目組成員的表現(xiàn)單獨打分,再相互討論給出一個最終的教師總評分。最終,將組內(nèi)自評、團隊互評、教師總評的分數(shù)再綜合起來,就得出了每名學(xué)生的“實訓(xùn)項目系統(tǒng)功能”成績,然后結(jié)合過程考核結(jié)果、設(shè)計報告、答辯匯報、系統(tǒng)演示等給出最終課程成績。4.3.2三次考核時間改革原有的在固定時間統(tǒng)一進行教學(xué)考核的方式,以學(xué)期為單位實行根據(jù)學(xué)生實訓(xùn)項目完成情況進行異步申請考核的機制。考核周期通常設(shè)置為一個學(xué)期,考核要求按學(xué)生申請執(zhí)行,為學(xué)生提供與其能力相適應(yīng)的培養(yǎng)環(huán)境,真正做到以生為本、因材施教。考核時間共有三次,分別是項目提前完成即可申請考核、教學(xué)計劃規(guī)定的時間進行考核以及在學(xué)期結(jié)束前兩周組織最后一次考核。該方式在充分體現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)的前提下,能夠針對不同層次的學(xué)生實施多次異步考核,真正落實“以學(xué)生為中心”。

4.4專業(yè)綜合實訓(xùn)課程的改革成效

在一系列改革舉措之下,我校全面落實“雙創(chuàng)”教育人才培養(yǎng),在“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等高水平學(xué)科競賽、國家級本創(chuàng)項目、科技論文、專利和軟著(計算機軟件著作權(quán))等方面都取得了顯著的成效,如學(xué)生在“挑戰(zhàn)杯”比賽中獲得全國銅獎、省金獎和銀獎,在“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲得省二等獎、三等獎等。

5結(jié)語

本文將“雙創(chuàng)”教育融入專業(yè)綜合實訓(xùn)課程的教學(xué)之中,提出了一種將敏捷開發(fā)與CDIO工程教育模式相結(jié)合,以成果為導(dǎo)向的多階段、多層次的實訓(xùn)教學(xué)模式。針對不同層次的學(xué)生,提出了因材施教、動態(tài)分層、異步考核的機制,并對考核方式和時間進行改革,取得了顯著的效果。

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作者:田會峰 劉乾 鄭艷芳 單位:江蘇科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院