“中外合作辦學升級版”視域下“虛擬儀器技術”研究生課程的教學改革研究與實踐

崔陸軍 孫玉周 馬肖華 徐 航

（中原工學院機電學院 河南·鄭州 451191）

0 引言

研究生教育是高等院校在建設“產學研”一體綜合型大學的重要力量，隨著高等院校在學科建設方面的跨越式發(fā)展，學位點數量的大幅度激增，研究生教育越來越成為高校培養(yǎng)高層次人才的關鍵。研究生教育作為我國人才教育體系的頂端，是培養(yǎng)高層次人才和釋放人才紅利的主要途徑，是國家人才強國和科技強國戰(zhàn)略的重要支撐，是實施創(chuàng)新驅動發(fā)展和建設創(chuàng)新型國家的核心要素，是科技第一生產力、人才第一資源、創(chuàng)新第一動力的重要結合點。研究生教育擔負著為國家和社會培養(yǎng)高層次人才的任務。到2020 年，我國在校研究生將達到290萬人，成為一個研究生教育大國，但是要成為研究生強國，要對外國留學生有吸引力，必須大幅度提高國際化教育水平才行。面對教育國際化的浪潮，高等院校必須緊跟時代的脈搏，需認清目前研究生高等人才培養(yǎng)的不足之處。[1]隨著我國高等教育發(fā)展日益國際化和全球化，大力發(fā)展來華留學教育具有重要的現實意義，為推動來華留學教育事業(yè)的發(fā)展，2010 年9 月21 日教育部出臺了《留學中國計劃》，其主要目標是：到2020 年，全年在內地高校及中小學校就讀的外國留學人員達到 50 萬人次，并使中國成為亞洲最大的留學目的地。[2]

中原工學院近年來始終堅持開放辦學，實施國際化帶動戰(zhàn)略，形成了跨越五大洲31 個國家和地區(qū)、62 所教育機構合作的全球朋友圈，構建了中英合作辦學項目、中俄非獨立法人合作辦學機構、泰國曼谷海外分校三大合作辦學平臺，以留學生教育、博士聯合培養(yǎng)、教師海外訪學、學生海外交流、海外高端智力引進、國際科研交流等活動和項目為載體，引進海外優(yōu)質資源，全力打造寬領域、多層次、高質量的國際化升級版。學校通過與英國、美國、俄羅斯、澳大利亞、意大利及臺灣地區(qū)高校合作，開展研究生層次的學生交流、交換及攻讀碩士學位項目，借助國家公派出國留學研究生項目（主要包括國家建設高水平大學公派研究生項目與國家公派碩士研究生項目）選拔推薦優(yōu)秀學生出國（境）交流學習，培養(yǎng)具有高水平的國際交往能力和學術水平的研究生人才。然而在現有的環(huán)境下，學生整體國際交流合作愿望不夠強烈，主動尋求國際交流合作并為此積極準備的學生數量有限；基于學校前期國際化教育積累，學校近期提出了努力打造中外合作辦學升級版、推進“二次創(chuàng)業(yè)”、建設國內一流的高水平特色骨干大學、實現“博士授權、更名大學”的奮斗目標。“中外合作辦學升級版”理念包括“重視國際化的同時強化內涵建設”“鼓勵走出去的同時重視引進來”“講究研究生數量的同時追求培養(yǎng)質量”“講究課堂和課程教學的高質量產出”等。

“虛擬儀器技術” 是我校機械工程類和測控類專業(yè)型碩士研究生的一門專業(yè)課程，是一門理論分析與實踐操作要求較高的綜合性課程，由于各行業(yè)中Labview 等虛擬儀器軟件的用戶越來越多，同時選修該課程的研究生數量也逐年遞增。國內外對“虛擬儀器技術”的教學方法進行了多種探索，哈爾濱工業(yè)大學彭喜元[3]等老師指出“現行該課程模式偏離了教學大綱對學生的基本要求，而且缺少動手實踐機會，難于激發(fā)學生學習的興趣。而在考核方式上，一張試卷定終身的模式并不是學生綜合能力的評測。”國內的胡乾苗[4]等老師對3P教學法進行了有益嘗試，并取得了一定的效果。沈冰夏[5]等老師利用大型開放網絡教學資源，將傳統的“以教師講授為中心”的教學翻轉為“以學生學習為中心”的教學模式，通過學生參加課外實驗報名情況及參加校級和全國虛擬儀器大賽的獲獎情況可認證教學效果有一定程度的提高。國外的麻省理工、加州大學伯克利分校、加州大學洛杉磯分校等美國頂尖工程院校，均將“虛擬儀器技術”教學引入其學生培養(yǎng)的全階段中，并將其概念和學習方法滲透到其它多學科教學（如機械、電氣、通信、環(huán)境、自動化等），同時在教學法中采用理論教學、教學實驗與項目教學案例相結合的模式，貫穿于整個研究生教學階段。

1 混合式課程教學實施過程

針對當前“虛擬儀器技術”課程中部分碩士研究生存在自主學習意識差、學習能力弱的問題，對該課程提出了混合式教學方法。這一教學法使課堂中的老師和學員的角色發(fā)生了轉變，對常規(guī)教學內容和課外學習內容進行“翻轉”，學生成為課堂的中心，由此提高了自主學習能力。將新型“混合式教學方式” 引入到我校機械工程類專業(yè)碩士研究生的“虛擬儀器技術” 課程中，有望適應該研究生課程實踐性和綜合性強的特點，并調動學生學習的自覺性和主動性，提高學生的自學能力和實踐能力，對于提升研究生教育的高質量培養(yǎng)具有重要的意義。

“虛擬儀器技術”課程進行混合式教學的實施過程是將“線上教學+線下課堂” 引入傳統課程教學中，使得教師可以全程“干預”學生課程學習的全過程，實現“靶向式”課程教學。混合式課程實施過程如下：

1.1 課程網絡資源建立

以“虛擬儀器技術”課程教學大綱為基礎，在學校Canvas教學平臺上建立研究生課程“虛擬儀器技術” 的線上課程資源，見圖1 所示，包括：該課程中的每個章節(jié)的相關知識點梳理、重點和難點的學習內容講解，同時還設置和分析章節(jié)測驗題型、章節(jié)教學案例、作業(yè)和答案等各種形式的教學網絡資源建立工作，見圖2 所示，方便學生隨時隨地進行線上網絡學習。

圖1 Canvas 平臺的“虛擬儀器技術”課程

圖2 “虛擬儀器技術”課程大綱、課程章節(jié)知識點

1.2 混合教學課程實施

“混合式教學”重新調整了學生的課程學習階段：通過“線上學習”實現學生在課前獨自完成“信息傳遞”過程；將“吸收內化”過程安排在線下課中，通過在課堂上與教師和學生的互動來完成。教師可以在課前通過自測問題提前了解學生的學習困難，并在課堂上提供有效的輔導并組織學生之間的互動與交流，實現學生流程的重新構建。同時，混合式教學為教師教學節(jié)省了大量的課堂時間，教師可以在課堂上組織互動和合作式的學習活動（如通過每個章節(jié)的課程案例庫等，詳見表1 所示），解決學生學習網絡課程資源后產生的問題，引導學員進行知識的學習和應用，提升自我學習能力。

表1 “虛擬儀器技術”課程中設計的教學案例

1.3 課程教學效果評價

采用學習實踐與考試相結合的考核方法。利用線上教學平臺可精準對研究生的平時課前預習情況、課堂參與度、課下任務完成情況以及平臺活躍度等客觀評價平時成績，減少以期末考試為主單一決定學生期末成績的弊端，使評價更加合理。同時，以典型項目虛擬儀器產品為題目，老師對每位同學的設計進行實踐打分；在考核環(huán)節(jié)采用一人一卷，針對每一位研究生的研究方向可以設置不同的課程考試內容，為他們項目研究階段提供理論支持。

2 結語

通過引進的Canvas 等線上教學平臺，對研究生課程“虛擬儀器技術”傳統課堂教學方式實施混合式新型教學模式改革，真正實現以“學生為主”的混合教學，提升學生“自主學習”的能力。通過對該課程教學模式的改革，可以多方面培養(yǎng)研究生勤思考、善學習等綜合專業(yè)素質和能力，課程教革的研究方法與成果不僅僅適用于國內研究生的課程學習，也涉及來校外國留學生來華培養(yǎng)，也包含中國學生到國外進行聯合培養(yǎng)等研究生培養(yǎng)過程，該課程的教學改革對機械工程研究生開展國際化培養(yǎng)將是一次有益的課程探究。