新工科背景下自動化專業工業組態技術課程教學模式改革

江德業 郭 娟 高粼澤

（桂林電子科技大學電子信息學院，廣西 北海 536000）

0 引言

在新經濟、新起點的大背景下，2017年，教育部發布了《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》（教高司函〔2017〕6號），此后，“復旦共識”“天大行動”“北京指南”等文件也相繼推出[1]，新工科是國家為主動應對新一輪科技革命與產業變革的戰略行動，“新工科”對應的是新興產業，主要包含新興產業的專業以及對傳統工科專業的升級改造，以實現更新的理念、更好的模式以及更高的教育質量[2]。

大規模開放在線課程（Massive Open Online Course，簡稱MOOC）是一種新型的教育形式，通過在線學習課程，不僅可讓同學獲取課程相關的資源和學習資料，還可以讓各地的學習者組織在一起，并且能夠使其進行討論和交流[3]。MOOC由于其課程選擇靈活以及學習場景便捷的優點，正在逐步改變高校人才的培養模式。線上線下混合式教學是一種將線上網絡教學與線下課堂教學相融合的新模式，通過這兩者的有機結合，能更好地滿足當今學生的學習需求，在“新工科”理念下，該混合式教學模式勢必會成為高校教學改革的方向[4]。

工業組態技術課程是自動化專業的一門必修課，該課程的前修課程是C語言，后期開設課程為可編程序控制器技術及觸摸屏與變頻器，因此是一門承上啟下的課程。在“新工科”背景下，如何提高學生對該課程的興趣，培養學生的實踐能力和創新能力，使學生在有限的時間內具備較高的工程應用能力是自動化專業教學值得探討的話題。

1 教學框架設計

教學框架設計的目標是營造一個積極的混合式學習環境，以提高學生的學習興趣，發揮學生的主觀能動性。然而，傳統的區塊鏈教學存在教學理念陳舊、教學形式欠新穎、教學力度有待提升以及教學內容亟須豐富的問題，因此，更新區塊鏈教學理念，轉變新型的教學模式，提高區塊鏈實踐教學力度以及豐富區塊鏈教學內容是很有必要的。

針對傳統課堂區塊鏈教學存在的不足，結合“新工科”時代背景下所倡導的實踐創新精神，采用一種線上—線下混合式教學模式。該教學模式在傳統線下教師授課模式的基礎上，增加了學生線上通過MOOC等學習平臺完成自主學習的環節，這兩種教學形式相互促進，更能在課程學習過程中發揮學生的積極性，提高學生的區塊鏈知識掌握程度。下面以工業組態技術課程為例，介紹該課程的線上-線下混合式教學模式，該教學模式分為3個模塊：課前預習模塊、課堂教學模塊、課后分析與拓展模塊。

1.1 課前預習模塊

工業組態技術是一門實踐性很強的課程，該課程的教學涉及繪圖軟件實踐操作較多，設計的對象也很多，因此，為激起學生的自主學習興趣，提高上課效率，可在課前階段，先讓學生線上觀看MOOC視頻，完成預習。MOOC視頻可以來自其他高校教師的精講視頻，也可以是教師自己制作上傳的視頻。通過MOOC平臺，教師和同學不僅可針對視頻的內容進行交流和討論，教師也可以“在線”掌握學生的課前學習狀態，以便后續及時調整自己的線下教學方案。

1.2 課堂教學模塊

該模塊是教師線下對知識進行講解的模塊，課堂教學的內容不僅需要根據學生線上學習的情況進行調整，還需要結合課程本身的特點選擇合適的授課模式。由于工業組態技術課程的特點是理論知識較少，重點是實踐操作，因此，課堂教學模式可采用理實一體化，直接在專業實驗室進行理論和實驗的教學，以培養學生工學結合的能力。在“新工科”背景下，為突出課程的實踐性和職業性，課堂教學方法應多樣化，力圖通過教師和學生的密切配合，綜合運用各種方法共同完成學習目標與任務。由于工業組態技術課程采用的是理實一體化的形式進行授課，因此，在課堂授課中，可不必先講完理論，然后才進行實驗操作，可在課程中根據不同項目任務的功能需求及生產工藝需要，選定若干個項目任務，并以此為導向，讓學生完成畫面繪制和動畫連接的整個流程，以培養學生相關就業崗位所需的職業技能。項目的選取遵守的原則：由簡單到復雜、由淺入深。工業組態技術課程根據教學內容，將項目學習劃分為五個，如表1所示。

表1 項目學習描述

1.3 課后分析與拓展模塊

在課程結束后，為加深學生對知識點的理解，教師可利用MOOC平臺發布一些與本節課相關的練習題和資料，學生可線上進行作答，教師也可在線進行評閱。此外，在“新工科”背景下，為凸顯“新工科”特色，還應根據本課程在就業崗位中需要具備的能力要求，選取一些與生產實際相結合的拓展項目進行練習，還可通過對合作行業企業的實際參觀實習，使學習與實際工作崗位和工作過程緊密聯系。

2 教學評價設計

教學評價即考核方式，傳統的考核方式采用的是學校、教師等單一評價方式，這種評價方式不利于培養學生的思維能力和創新創業能力，針對“線上—線下”混合式教學框架設計，工業組態技術課程采用的是一種多維評價方式。該評價方式圍繞“新工科”理念，以人才培養方案為目標，通過項目分解去搭建課程體系拓撲圖，根據課程體系拓撲圖，選擇合適的線上教學資源和相應的教學模式，同時注重本課程與先修課程和后續課程的一個銜接關系。因此，從培養產出的角度出發，工業組態技術課程應建立一種合理的多維評價方式，在最大程度上保障和激勵學生學習，提高教學質量，評價方式可分為3項。

2.1 課前線上學習

課前學習指的是線上觀看MOOC教學視頻和完成相關預習作業，該部分內容占總成績的20%。通過課前線上學習，可引導學生由被動學習轉為主動學習，培養學生的自主管理能力以及個性化學習能力。

2.2 課堂集中訓練

線下課堂集中學習的每一個項目，可采用過程考核對學生的實踐技能進行考核，該部分內容占總成績的50%。通過課堂集中訓練，可培養學生的動手能力以及團隊協作能力。其中，過程考核總成績為100分，各學習項目在過程考核中所占比例如表2所示。

表2 過程考核比例分配

2.3 課后交流與研討

線下學習內容結束后，學生課后可通過相互交流對課上的學習內容進行歸結，由于工業組態技術課程理論性一般，重點是考驗學生的實際操作技能，因此，本課程的期末結課考核不再采用閉卷考試，而是采用項目綜合設計的形式，對學生的實際能力再次考核。提前1周給學生公布結課考核題目和要求，讓學生自由選擇2個隊友，組好隊后以小組的形式，共同完成綜合設計，后面當場進行驗收、提問和打分，做到公平公正，該部分內容占總成績的30%。

學生總體評價方式為：總成績=線上視頻學習和作業（20%）+線下課程過程考核（50%）+期末結課考核（30%）。

通過課前線上學習、課堂集中訓練以及課后交流與研討的多維評價方式，有效地培養了學生的專業學習教育和素質培養教育相融合的能力。實踐表明，這種線上-線下的混合式成績評價方式，不僅考核了學生的專業知識掌握程度，也體現了學生的團隊協作能力和創新創業能力，實現了“新工科”的培養目標。

3 結語

“新工科”的“新”在于需用更新的理念、更好的模式、更高的教育質量去培養一批實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才，這需要在區塊鏈教學過程中，建立能力與人才培養的新模式，持續改進和完善新的課程體系，以培養未來多元化、創新型的卓越工程人才。在“新工科”背景下，文章以工業組態技術課程為例，采用了一種線上線下混合式教學模式來改革區塊鏈的課程教學，這樣既可以融合專業教育和素質培養教育，實現學校教育和企業崗前培訓的對接，同時也可發揮學生的主觀能動性，幫助教師提高教學質量。