三全育人視域下自動化專業電子實踐類課程群構建與教學改革探索

摘要：應用型本科高校是教育高質量發展的重要支撐，其目標是培養具備實踐能力、創新能力、團隊合作能力，能夠適應社會發展的優秀人才。本文圍繞自動化專業電子實踐課程群，構建以學生為中心，提出了“兩環節、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外的學習活動，探索課堂內外雙閉環模式的實施路徑和方法。該模式在韶關學院自動化實踐教學中取得了較為明顯的成果，為應用型人才培養學生的實踐能力提供了思路。

關鍵詞：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

隨著互聯網、大數據、人工智能，尤其是生成式AI和量子科技等技術的蓬勃發展［1］，實踐教學在應用型本科高校中發揮著越來越重要的作用。充分利用各種技術的優勢，積極應對技術變革帶來的挑戰和機遇［2］，實踐教學才能更好地服務于應用型人才的培養和社會的發展需求。

韶關學院作為應用型地方本科院校，堅持需求導向，緊緊圍繞粵北區域經濟社會發展需求，把握戰略機遇和人才需求導向，以培養能夠服務地方的應用型、德才兼備的技術應用性人才為己任。學院多年來一直秉持“立志、崇德、勤學、創新”的校訓，積極開展應用型專業建設，在人才培養體系、課程設置等方面向“實驗、實踐性環節”傾斜，全面提高學生的實踐能力和創新性意識。

2課程實踐類課程群現狀分析

2.1電子信息實踐類課程教學缺乏整體規劃設計

電子信息實踐類課程包括“電子工藝實訓”“電子電路綜合設計”“單片機原理及應用”“單片機系統綜合設計與實踐”“專業綜合設計”等幾門課程，知識點邏輯關聯強。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系，先修知識對后續課程鋪墊不到位，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系不夠緊密，學生在實踐課程中相關的實踐項目銜接度不夠［3］，各門課程構建各自的知識體系和能力結構，學生沒有形成系統的知識體系和思考邏輯［4］，能力結構也不完整。因此，優化課程體系顯得尤為重要。

2.2實驗設備的專用性強，開發困難

現階段實踐類課程的實踐教學使用各自專用實驗設備，同時也受到體積限制，使得設備進行綜合性、創新性實驗困難。專用設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備說明來使用，使得學生的實驗只能“照方抓藥”，探索性、創新性的實踐無法開展。

3構建“兩環節、三平臺、四層次、五維度”的實踐教學體系

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

本文從自動化行業技術特點和社會人才需求出發，以培養面向產業、知識結構合理、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，構建了“兩環節、三平臺、四層次、五維度”的實踐教學體系，如圖1所示。

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

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

“四層次”是指“基礎工程實踐＋專業綜合性實踐＋自主設計實踐＋工程創新實踐”的課程建設思路。基礎工程實踐層次主要針對低年級學生，培養學生的基本工程技能和素養，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，從基礎到高級，逐步提高學生的實踐能力和創新思維。

“五維度”是在基礎實踐維度，讓學生掌握基本原理和方法，培養基本的工程素養。在專業能力實踐維度，學生通過專業課程設計和實驗，能夠運用專業知識解決實際問題。在創新創業實踐維度，學生通過參加創新、創業項目，培養創新思維和創業精神，提高創新能力［5］。在工程素質實踐維度，學生可以提高自己的工程素質，成為具有全面素質的工程師。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依托聯合實驗室平臺，創新課程實踐教學

實踐是培養學生綜合能力的必要環節，實驗設備作為實踐教學的重要載體，在啟發學生創意、培養創新思維、構建創新知識體系、訓練創新創業方法和能力等方面發揮重要作用。韶關學院分別與兩家公司聯合建立并運作STC高性能聯合實驗室和EDA聯合實驗室，依托自動化專業構建“平臺+模塊”實踐課程群，課程中的項目實行CDIO工程教育模式設計［6］。以項目開發能力為專業技能目標，以硬件電路設計、單片機嵌入式系統與應用、智能電子產品裝配與調試為專業核心，致力于培養具有創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。根據評估結果調整課程內容和方法，以持續提升教學質量。

4.1課程實踐形成持續改進機制，實現質量螺旋上升

在課程實施過程中，根據專業要求指標體系，在符合專業人才畢業能力素質要求的基礎上，以OBE理念重構課程體系，要理清課程群課程知識、能力、素質結構的關系，使課程群課程知識形成模塊體系，防止知識的零碎與孤立。教學內容進行反向設計、正向實施，并將課程目標與畢業要求聯系起來，展現項目教學中質量閉環和持續改進模型，不斷落實結果導向。

4.2以學生為中心，實現課堂內外雙閉環

注重學生的實踐能力和綜合素質的培養，提供多樣化的教學方式和資源，引導學生積極參與課堂內外的學習活動。實現課堂內外雙閉環模式如圖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，準備好課堂內外資源。

課堂內，學生經過課前預習、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。之后再進入下一環節的學習，最終的考核是基于實踐全程的表現給予綜合評定。

課外實踐閉環。首先，學生根據實踐項目任務，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計、實物功能驗證，觀察實驗效果，代碼優化。當效果不符合預期時，進行再調試。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上及時發現問題，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展動力。

通過“雙閉環”模式聯合驅動實踐教學，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，學校構建了一個多元化、全方位的評價體系。彌補傳統課程量化考核存在的不足，采取短期效果和長期相結合的發展性評價機制，確保學生課程學習效果與長期職業發展的統一，從而激發了學生的學習潛能，培養了他們主動學習、持續學習的良好習慣。

評價體系的核心是多元化的，這不僅體現在評價主體的多元，包括學生自我評價、同伴互評、教師點評等，也體現在評價內容和方法的多樣性上。評價體系不僅僅關注學生在期末考試、考評中的一次表現，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、作業質量、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，評價是一個持續不斷、與學生共成長的過程。

結語

建設高水平應用型大學發展理念下，韶關學院圍繞自動化專業電子實踐課程群，構建以學生為中心，提出了“兩環節、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節。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外的學習活動，探索出課堂內外雙閉環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的學習興趣、實現實踐育人、價值觀引領等方面，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實踐課程思政的設計與實施［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與探索［J］.工業和信息化教育，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［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計與實踐教學改革［J］.信息技術與信息化，2016（08）：6063.

基金項目：2021年廣東省本科高校質量工程建設項目（粵教高函〔2021〕29號）：三全育人視域下自動化專業電子實踐類課程群構建與教學改革探索；韶關學院2021年校級課程思政建設項目（韶學院辦〔2022〕5號）；韶關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教育教學。