自動化專業軟件類課程教學改革與探索

南京航空航天大學金城學院自動化系 陳 薇 郝雯娟 胡芬巧 錢 荔

自動化專業軟件類課程教學改革與探索

南京航空航天大學金城學院自動化系 陳 薇 郝雯娟 胡芬巧 錢 荔

自動化專業軟件類課程教學現狀有兩個特點：一是應掌握的軟件多，可安排的學時少；二是學生只是機械地重復教師上機過程，而不能運用軟件解決實際問題。針對目前教學實踐中的問題，提出從教學模式，到教學內容、考試方式上的改革方案，打破原有軟件類課程設置慣例，這種方式既符合軟件類課程的特點，又提高了學生對軟件的自學能力和綜合應用能力。

軟件類課程；教學模式；教學內容；考試方式

0 引言

自動化專業學生，除需具備較高的專業知識、較強的動手能力外，還應對專業軟件（如Matlab、Altium、電氣AutoCAD、Labview等）熟練掌握甚至精通。如何在教學計劃有限的學時內多開設幾門軟件類課程，改變“教師演示操作、學生模仿操作”的軟件類課程教學現狀，提高學生運用軟件解決實際問題的能力，是目前值得探索的問題。

本文對自動化專業軟件類課程的教學現狀進行分析，針對存在問題，提出課程改革目標和具體思路。

1 課程教學現狀

1.1 軟件類課程種類太少與教學資源之間的矛盾

由于自動化專業教學計劃中的學時限制，軟件類課程最多只能安排2～3門，據調研，高校一般開設MATLAB、Altium這兩門軟件課程。前者是國內外高校理工科專業廣泛開設的軟件類專業基礎課，自動化專業對該軟件的應用主要在工程理論分析與仿真、控制器及控制系統設計等領域。后者為印制電路板設計軟件，其為EDA技術的一種相關軟件，Altium為EDA技術教學首選軟件。

若自動化專業學生僅熟悉這兩類軟件，是無法滿足就業市場對專業人才需求的。但若每個專業軟件都單獨開課，首先，勢必會占用某些主干課程的學時；其次，根據目前高等學校采取的學分制，學生在總學分修滿的基礎上，可能就不選其中某些軟件課程，造成教學資源的浪費。

1.2 教學方式與學生軟件學習方式脫節

目前，自動化專業軟件類課程的教學模式：機房授課，教師講授和學生操作同時進行。

教學內容上，教師主要按章逐節對軟件的功能、菜單選項等知識點進行講授，最后通過實例進行綜合性應用的教學。但實際上，由于軟件相關操作的知識點多、雜，導致最后對軟件綜合運用的實例教學所占學時不夠。教學方法上，以講授法為主，教師通過教師機進行軟件操作的演示教學，再通過相關例子講解用法，學生模仿演示進行操作，學生不能自主學習和探索。

上述的教學方式與學生軟件學習方式脫節，具體原因在于軟件類課程，現在學生的學習方式已經與以往不同，現在網絡學習資源非常豐富，有很多開源代碼，學生電腦普及率幾乎達百分百，學生也已不再需要教師從零開始，手把手教授，而是需要更多的實戰實訓。因此，以教師為中心，按軟件類書籍的編排模式，從零開始介紹軟件的教學模式，不能鍛煉學生自主地分析問題和解決問題的能力。

2 課程改革目標與思路

鑒于目前教學現狀和存在的問題，需對自動化專業軟件類課程進行教學改革研究，探索既符合學生的認知規律，又能提高學生學習和應用能力的教學模式，從而提高教學效果。

2.1 教學模式改革

2．1．1 《專業軟件實訓》課程代替各類軟件課程

具體實施方法：不再針對某一軟件單獨開設課程，而是將4～5個軟件課程相結合，課程名稱不再是單一的軟件名稱，而是如《專業軟件實訓》等統一名稱。教學計劃中，在第4～6學期的每學期集中安排2～3周作為專業軟件實訓的學時，將各類軟件（如Matlab、Altium、電氣AutoCAD、Labview等）按照學習的難易程度合理安排到每學期每周，每個軟件的課時限制在16學時以下，或更少。在這種方式下，學生可根據自己的需求，選擇相應的軟件進行學習，充分發揮學生主觀能動性。

2．1．2 工程項目案例式教學代替純理論式教學

將教學活動與實際工程項目相結合，通過完成一個完整的項目而由淺入深、逐步展開教學活動。具體實施方法：采用案例式教學，通過一個工程案例講解軟件基本使用方法，其余時間讓學生根據專業方向，興趣愛好，選擇相應的工程案例進行實訓，考核合格學生可獲得相應學分。學生通過分析問題和解決問題，有目的地來學習軟件的基本操作和使用技巧，有助于提高學生的學習興趣，培養學生的自主學習能力，從而更加有利于學生在實踐中理解、應用和鞏固所學的基本知識點，最終逐步掌握軟件的使用。

2．1．3 多元化教學手段代替單一課堂教學

軟件類課程操作多，知識點多，但理論不深，易于學習。一些基本的操作學生能夠通過查閱工具書或使用軟件的幫助菜單自行解決，但一些有工程難度的問題或操作經驗需要老師來講授和答疑。由于知識點多，遇到的問題可能五花八門，那么，單一的課堂教學就很難兼顧。

具體實施方法：教師將某些涉及知識點較多的教學內容以項目的形式制作成微課教學視頻，并強調操作重點和難點；學生可以根據自身需求，利用計算機、移動客戶端觀看微課教學視頻，隨時隨地反復學習來加強理解，解決操作中遇到的問題，打破學習的時間和地域的限制，可在較短的時間內掌握相應的知識點。該方式也減輕了教師的指導和答疑工作量，極大地提高了授課效率。此外，利用目前熱門的社交網絡平臺，如微信群、QQ群等，可進行在線答疑，資料案例分享等工作，節省教學資源，提高教學效率。

2.2 教學內容改革

在教學模式改革的基礎上，相應的教學內容也應作出調整。由于縮短了每個軟件課程的學時，那么在實施項目式教學的過程中，關鍵在于教學內容的選擇，應做到理論聯系實際，強調應用領域。

作為教學內容的項目除了要有一定的實用價值外，還要具備可行性，由于學時限制，選擇的教學項目不能太復雜，項目應立足于教學內容和教學目標，要符合學生的能力水平，在完成項目的同時，能夠加強基本操作的練習，更重要的是能對學生進行綜合訓練。

以印制電路板繪圖軟件Altium為例，在教學過程中選擇生活中常見的電路為案例（如手機充電器電路、門鈴電路、LED顯示屏驅動電路等），這種真實的項目能提高學生的求知欲望，通過項目的完成，學生會更加深刻地認識到課程的作用，通過強調教學內容潛在的應用價值，可以充分調動學生學習的積極性。

2.3 考核方式改革

目前自動化專業軟件類課程的考核方式主要是兩種：筆試、上機考試，這兩種方式由于考試時間的限制，都僅偏重對基礎知識、基本操作的考核，而這對實踐性很強的軟件類課程來說，并不能科學地檢驗出學生應用軟件解決實際問題的能力。

因而在考試方式上，應以能否利用軟件解決相關的實際問題作為考核軟件掌握程度的指標。以Altium軟件為例，教師可以擬定一些具體印制電路板設計題目（如電源電路設計、電機驅動板設計），學生也可自我命題，教師從課程開始即將考試方式告知學生，給學生充足時間準備，學生在完成印制電路板設計的基礎上，撰寫報告書，總結設計思路，方案。這種考核方式，使學生在學習過程中不斷綜合運用所學去解決問題，提高了自主學習能力。

此外，也鼓勵學生利用與所學軟件相關的大學生創新實踐項目的成果來抵相應學分。

3 結語

針對目前自動化專業軟件類課程教學現狀，本文通過以上對該類課程教學模式、教學內容、考試方式的改革，打破了原先的軟件類課程設置慣例，為學生提供了更加有效、合理的軟件類課程體系。

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陳薇（1984—），女，江蘇泰州人，南京航空航天大學金城學院自動化系講師，主要從事樓宇自動化系統的研究。