“以學生為中心”的新工科專業課程建設改革探究

摘? 要：該文提出“以學生為中心”，從專業能力培養、混合教學模式、實驗課程建設等三方面來探討新工科專業課程建設的幾點思考，提出“以學生為中心”的專業能力培養體系，“以學生為中心”的線上/線下混合教學模式，“以學生為中心”的虛擬仿真技術的實驗課程建設思路等。這些研究為新工科專業的課程建設、專業認證和學科建設提供重要的參考。

關鍵詞：以學生為中心;新工科;課程建設;混合教學;專業認證

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）23-0144-04

Abstract： This paper discusses some thoughts on the construction of new engineering curriculum from three aspects： professional ability cultivation， mixed teaching mode and experimental curriculum construction. This study puts forward a student-centered professional ability training system， a student-centered online/offline mixed teaching model， and a student-centered virtual simulation technology for the construction of experimental courses. The study provides important references for the curriculum construction， professional certification and discipline construction of new engineering majors.

Keywords： student-centered; new engineering; curriculum construction; mixed teaching; professional certification

目前，高等教育的重心是要培養人才，因此每個專業的課程建設主要素質和潛能表現作為衡量教學成果的主要依據，以促進其持續改進作為認證的最終目標。也就是說，認證的重點宗旨應該堅持以學生為中心的理念，完善支撐條件和堅持持續改進[1]。專業工程認證中的OBE理念中也強調以產出導向為原則，將受教育人的是考核“教育產出”，即學生學到什么，更加關注教育的結果和產出。因此，采用“能力導向”的認證標準來促進學校的持續改進，保證專業教育質量的持續提高[2]是一項重要的舉措。這就要求在專業培養的各個環節都應該有明確的質量控制要求及檢查措施，其中質量控制要求是要明確培養標準，檢查是將發現的問題反饋于改進工作中[3]。而課程建設是專業培養環節中的關鍵一步，是一種階段性的總結與檢驗，是課程教學質量持續改進的里程碑，是專業認證反饋與評價的重要環節。因此，這里以課程建設為目標，開展了電子信息技術專業課程建設的系列研究，提出了“以學生為中心”的課程建設思路，為電子信息技術專業的課程建設、專業認證和學科提供了重要的參考。

一? “以學生為中心”的專業能力培養體系構建

高校的各個新工科專業以培養學生的專業技能為核心。各專業課程教學都應以學生能力培養和達成為中心，培養過程中培養方案的設計、教學活動的績效等都是以學生能力培養是否達成為主要目標。這種績效是針對全體學生的合格性評價，而不是少數優秀的學生，也不是抽樣的學生。圖1給出了“以學生為中心”的專業能力培養體系框架，課程建設的基本構建主要以“學生”為中心，以培養目標與畢業要求為導向，通過課程體系平臺的建設、發揮師資隊伍與支持條件的作用，實現培養目標與畢業要求，構建內/外部評價反饋的持續改進體系。課程體系和師資隊伍對課程教學形成條件支撐，課程教學為考核評價提供教學支撐，考核評價為畢業要求提供證明支撐，畢業要求為學生能力包括專業能力、通用能力、綜合素養提供了重要的能力支撐。學生能力的高低進一步反證了專業培養目標。因此，通過課程體系、師資隊伍、課程教學和考核評價等的持續改進，就可以實現以學生為中心的能力培養目標。

同時，針對新工科專業，圍繞工程設計目標，以問題為牽引開展學生培養。通過學生能力點分解開展能力點支持的培養研究。學生的能力主要指專業能力、通用能力和社會素質三方面，專業能力主要指工程知識運用能力、問題分析能力、設計/開發能力、研究能力等;通用能力主要指現代工具使用能力、個人和團隊工作能力、溝通交流能力和項目管理能力等;社會素質主要指工程與社會意識、環境和可持續發展意識、工程倫理與職業規范意識、終身學習意識。課程的持續改進主要包括持續的教研活動來實現，包括課程教學團隊定期開展教學研討、觀摩和參加國內外同行交流，學習新技術和新手段，對教學中的問題進行研討，修訂和改進教學內容，促進教學改革?？傊?，課程建設成為學生能力培養的關鍵一環，勢必需要在課程建設中開展深入的思考。

圖2給出了“以學生為中心”的實踐能力培養框圖，主要包括以學生培養為中心和以學習規律為準則兩個基本點，其中以學生培養為中心主要指從讓學生學的時候學得懂，用的時候用得順，到解決問題的時候想得到，甚至做得到;以學習規律為準則主要從課程引學、實踐引練、需求啟思到項目啟創四個階段，完成專業技能的學習和應用。最終形成“以能力為主線”和“以項目為驅動”的實踐檢驗思路，包括項目、比賽、課程設計、考試和科研等方式。主要從做好課堂設計，做細教學案例、做實課程實踐環節、做深教學改革研究、 做足課程思政、做精課程教材和做優在線慕課這幾方面做好工作。做到抓課程質量、抓內容體系、抓課程思政、抓實踐教學、抓產教融合和抓示范引領。

二? “以學生為中心”的線上線下混合教學模式的課程建設

在新冠感染疫情嚴峻形勢和互聯網快速發展的推動下，各種新型的線上教學形式層出不窮，如在線開放課程、翻轉課堂、雨課堂、慕課等[4]。目前的一流課程評選中也將教學形式放在首要地位，從而出現了線上一流課程、線下一流課程、線上線下混合一流課程和虛擬仿真課程等多種形式。這種形式的變化給教學帶來了巨大的挑戰。隨著電子信息技術和計算機技術的飛速發展，相關課程內容必須不斷推陳出新[5]，人們解決問題的方法也在不斷變化，最終引起教學內容的改革[6]。然而，教學改革必須充分考慮教學規律，而不是簡單地內容增加或刪減。教學內容更新的主要原則就是將有用的內容必須加入，同時適時適當刪減已經過時不用的內容。而這些內容會以各種形式展現，如圖片、視頻、動畫等，這些更加適合在線上給予展示。因此，傳統的線下教學與線上教學成為一個必然趨勢。然而，由于線上教學的特殊模式，更需要關注學生的學習效果。以學校和學生的實際情況為出發點，堅持“以學生為中心”的教學理念在線上教學中更需要深入地的探索。也就是說，線上教學比線下教學更需要強調“以學生為中心”。為了實時掌握學生的反映，可以通過增加學生的互動環節，激發學生自主學習，讓學生主動參與到教學過程中，避免教師唱“獨角戲”。與此同時，教師要對課程進行合理的設計也是吸引學生的重要手段，包括對內容、流程和互動的設計。通常很多知識我們學起來簡單就認為對學生也簡單，這是站在自己的知識積淀的基礎上的感覺，沒有換位思考，也是所謂的“知見障”。這就需要打破思維定式，切實地從學生出發來思考教學內容設計和推陳出新，才能使課程教學更好地服務人才培養，達到較好的培養績效[7]。

樹立“以學生為中心”的教育理念，應首先明晰課程教學中教與學的關系，具體包括以下四個方面的內涵：一是充分調動學生的主體性，為學生預留更多的時間和空間，引導學生主動參與教學過程;二是注重尊重學生的差異性，適應學生的不同基礎和學習需求，為學生發展提供多元化的選擇;三是強調知識學習與實際應用的有機結合，促進學用結合、學以致用;四是著眼學生的未來持續發展，注重培養學生的學習能力、研究意識、創新思維等能力素質[8]。

這里構建了“以學生為中心”的教與學混合培養體系，如圖3所示。這里的“教和學的混合”主要從講授自由結合、教學結合、課內課外結合和線上線下結合四個方面，其中教學模式的混合包括了課前預習、課堂講授和課后復習三個階段;學習方式的混合主要以系統講授和自主學習兩個方面;學習資源的混合主要包括課堂資源和網絡資源的融合;學習空間的混合主要指教師面授和網絡學習的混合。通過以上的四融合，實現了教與學混合培養，為線上線下混合教學模式開辟了道路。網絡資源、線上授課、網絡聽課等就成為線上教學的新載體。

落實“以學生為中心”教育理念，既要求高校在構建整體課程體系時為學生預留更多的自主選擇空間，滿足學生差異化的發展需求，又要求教師在具體的課程教學過程中深化教學模式改革，借助現代信息技術，為學生提供豐富的學習資源，實現從教師到學生、從教學到學習的中心轉變，體現“學是目的、教是手段，學是主體、教是主導，學是內因、教是外因”的關系，真正讓學生成為學習的主人。

三? “以學生為中心”基于虛擬仿真技術的實驗課程建設

在新工科專業的教學中，除了理論教學，實驗教學也是至關重要的內容之一。在“以學生為中心”理念的影響下，很多課程的基礎實驗教學已經從以教為中心逐步向以學為中心的轉變，目的是實現理論與實驗融合，打破課堂界限。通過開展第一課堂和第二課堂的融合、專業教育和創新教育的融合、思政教育和專業教育融合的“三融合”，實現實驗課程建設和實驗室建設互為支撐。以工程教育專業認證為重要抓手， 開展教學質量的持續改進，從而加快推進“一流專業”建設和提高人才培養質量[9]。

針對傳統工科課程設計實踐教學手段中存在的問題，在實踐教學中引入虛擬仿真技術輔助教學成為首要更新課程設計的首選教學手段。實踐表明，在課程設計實踐操作中引入虛擬仿真教學環節，很大程度上優化了教學模式，切實提升了學生實踐創新能力，在培養學生的工程創新能力等方面取得良好的效果。

同時，在新工科專業的課程建設中，實驗課程建設的一個重要組成就是要學會使用各種仿真軟件開展系統設計。同時，很多設計都需要提前在仿真軟件里進行設計和仿真，達到高效設計的目的。因此，很多核心專業課的教學中增加了軟件仿真設計環節，為的就是讓學生扎實掌握理論的同時加強理論的應用和驗證，以便到實驗室開展實踐環節時胸有成竹[10]。而且，很多實驗可以在仿真軟件中得到。

圖4給出了虛擬仿真技術的流程圖（以ADS為例），首先根據需求分析設計要求，進一步確定方案，進行系統的原理圖設計，加載輸入信號后就可以采用軟件開展電路的仿真，測試電路性能指標是否滿足要求，如果不滿足要求就需要及時修改電路重新進行仿真驗證，如果滿足要求就接著開展電路的版圖設計，最終實現系統的制作。

四? 結束語

基于“以學生為中心”的理念，本文探討了新工科專業課程建設的幾點思考，提出了“以學生為中心”的專業能力培養體系、“以學生為中心”的線上/線下混合教學模式、“以學生為中心”基于虛擬仿真技術的實驗課程建設思路。這些研究為電子信息技術專業的課程建設、專業認證和學科評估提供了重要的參考。

今后通過課程建設的系列改革，老師和學生在教與學的各個環節都要傾注更多的精力，一定會在教師教學能力的加強和學生專業能力的提高方面取得長足的進步。在一流課程建設、教研團隊建設、教學改革項目、學科競賽、教學競賽、創新創業大賽、畢業設計、考研比例及教材出版多方面達到質和量的提高。

參考文獻：

[1] 教育部.關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知[EB/OL].（2018-08-27）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201809/t20180903_347079.html.

[2] 教育部.國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020）[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A01/s7048/201007/t20100729_171904.html.

[3] 教育部關于印發《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》的通知[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/gjs_left/s5664/moe_1623/201001/t20100129_88633.html.

[4] 戴子山.混合式學習在電子技術課程中的應用研究[J].中國現代教育裝備，2009（10）：58-59.

[5] 王莉.基于網絡教學平臺的模擬電子SPOC混合式教學探討[J].中國現代教育裝備，2018（15）：15-17.

[6] 王玉菡.基于“混合式學習”教學模式的《電子技術》課程改革與實踐[J].內江科技，2016，37（9）：150.

[7] 常敬先，趙媛，劉延飛.基于MOOC的數字電子技術課程線上線下混合教學模式研究[J].工業和信息化教育，2020（8）：33-37.

[8] 高秋紅.項目驅動的線上線下混合教學模式在數字電子技術課程中的應用研究[J].教育教學論壇，2020（20）：280-281.

[9] 趙銘超，孫澄宇.虛擬仿真實驗教學的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2017，36（4）：90-93.

[10] 王衛國.胡今鴻，劉宏.國外高校虛擬仿真實驗教學現狀與發展[J].實驗室研究與探索，2015，34（5）：214-219.

基金項目：2021年度國家民委教改項目“西部地區民族院?！p創型人才培養模式研究——以青海民族大學為例”（21070）;2021年青海民族大學本科一流課程建設項目“電路分析基礎”（[2021]-40）

作者簡介：林倩（1982-）女，漢族，陜西藍田人，博士，教授。研究方向為電子信息技術。