專業認證背景下一流本科課程建設的探索

李紅利 修春波 陳奕梅

摘? ? 要：一流本科課程建設與教學模式改革是培養一流人才的重要基礎?！半姍C及拖動基礎”一流課程建設從課程特點出發，將思政教育內容融入課程教學，促進學生樹立正確的人生觀，形成良好的職業道德。課程建設堅持以產出為目標導向、以學生發展為中心和持續改進的教學理念，努力打造高階、互動開放與多元評價的課堂，使學生在實驗、實踐中做到知行合一，對相關電類課程建設和教學改革具有重要的示范作用與推廣價值。

關鍵詞：一流本科；專業認證；電機及拖動基礎；思政教育

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2024）01-0062-03

收稿日期：2023-01-01

作者簡介：李紅利，天津工業大學控制科學與工程學院副教授，博士

基金項目：第四批（2021年）自動化類教指委專業教育教學改革研究課題“《電機及拖動基礎》‘一流課程’建設的研究與實踐”（202111）；“紡織之光”中國紡織工業聯合會高等教育教學改革項目“《電機及拖動基礎》一流課程建設”（2021BKJGLX

707）；“紡織之光”中國紡織工業聯合會高等教育教學改革項目“具有紡織自動化特色的自動化核心課程的改革與實踐”

（2021BKJGLX660）

工程教育是高等教育的重要組成部分，工程教育所培養的卓越工程師對國家的工業化發展發揮著重要作用。2016年6月2日，我國成為《華盛頓協議》正式成員，標志著我國實現了工程教育國際互認的重要目標，國內通過工程教育專業認證的專業將會得到國際認可。專業認證的重要理念是堅持產出導向教育（Outcome-Based Education，OBE），其核心是反向設計、以學生為中心和持續改進。其中，以學生發展為中心是國際高等教育的公認理念，而課程是實現這個理念的具體抓手，國內高校越來越重視工程類專業的認證申請工作。

2019 年10月30日，教育部發布的《關于一流本科課程建設的實施意見》中明確指出，課程是人才培養的核心要素，人才培養質量直接取決于課程質量。經過三年左右時間，建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程（簡稱

“雙萬計劃”）。建設內容包括確立學生中心、OBE和持續改進的理念[1]。由此可見，一流本科課程的建設要求與工程教育專業認證中對工科專業的建設要求一致，均強調了以學生為中心、OBE和持續改進的重要性。針對一流課程建設的要求，還應提升課程的高階性，突出課程的創新性，增加課程的挑戰度等。

本文以天津工業大學自動化專業的“電機及拖動

基礎”課程為例，闡述了在自動化專業工程認證背景下“電機及拖動基礎”一流本科課程建設的探索過程，圍

繞課程思政建設、OBE理念下的高階課堂、以學生為中心的互動開放課堂、持續改進的多元評價以及實踐平臺中的知行合一等方面對課程開展探索研究，課程閉環教學實施過程如圖1所示。

一、課程思政一體化建設

建設一流本科課程，課程思政一體化建設至關重要，要深入挖掘課程內容中的思想政治元素，努力打造課程思政經典教學案例。課程是落實“立德樹人”根本任務的具體化和可操作的載體[2]。因此，在課程思政中，要全面貫徹黨的教育方針，將課程思政內容潛移默化融入教學過程，教學過程中發揮社會主義核心價值觀引領作用，增強學生的家國情懷和社會責任感，培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。課程思政解決的是接班人的問題，而創新創業能力的培養解決的是建設者的問題[3]。課程思政建設應緊緊抓住教師隊伍建設、思政課程建設和課堂教學三條主線，教師需要精心設計教學案例，在教學過程中以豐富靈活的教學方式開展思政教學，以達到潤物細無聲的教學效果。

為適應“電機及拖動基礎”課程思政的開展，課程組結合多年的教學經驗，組織編寫了以弘揚社會主義核心價值觀為指導思想的《電機及拖動基礎》省部級規劃優秀教材。教材中描述了國產電機的發展過程以及先進性，重點介紹了國產電機及電力拖動的性能品質，強調了電機及電力拖動技術對中國制造所提供的技術支撐等內容，指出國產品牌以及中國制造在世界工業中的引領作用。在教學過程中，通過深入挖掘和精心設計典型的思政教學案例，將思政教育與課程的各章節教學內容進行融合，強調國產電機品牌、國產高精度電機與特種電機的先進性。例如，在第一章緒論的教學內容中，重點介紹國產電機的發展史，從而引出“中國制造2025”目標及內容。經過課程組的努力，“電機及拖動基礎”課程獲天津市高校課程思政示范課程，課程團隊和團隊教師分別獲得天津市高校課程思政團隊和課程思政教學名師稱號。

二、采用混合式教學模式，建設互動開放課堂

在OBE理念下，要求學生的能力與社會需求相適應，學生應具有解決復雜工程問題的能力，課堂的教學內容應取決于學習的產出。我國專業認證標準的畢業要求中，對學生解決復雜工程問題能力提出了明確的要求，強調了學生能力和高階思維培養的重要性。2018年11月，時任教育部高等教育司司長吳巖在第十一屆中國大學教學論壇作了重要報告，并針對建設中國“金課”問題指出，一流課程的高階性是重點培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。OBE關注學生的批判性思維和創新性思維等高階能力，強調對學生分析、綜合、組織和策劃等高階能力的培養，而這種能力可以通過在一流本科課程建設中打造高階課堂、傳授高階知識來獲得[4]。因此，高階課堂的教學重點不是簡單的知識傳授，而是培養學生的能力和素質，使學生組成團隊，以團隊合作的形式解決具有挑戰性的復雜工程問題。

（一）OBE理念下以學生為中心的高階課堂建設

為了打造高階課堂，“電機及拖動基礎”課程組從

課程目標、課程內容和教學方法三方面進行了改革，逐步培養學生解決復雜工程問題的能力。課程目標不再是傳統的知識講授，改變了以學生對知識點掌握程度作為課程目標，而是強調對學生高階能力的培養，強調學生通過對該門課程的學習后具有某種能力。每個課程目標對應工程認證中的一個畢業要求觀測點。在課程內容方面，增加了與實際問題緊密結合的思考題。例如，在單相異步電動機章節中，要求學生分析“三相異步電動機如何在單相電壓下運行，并考慮串聯電容損壞后電動機能否起動”等問題。通過此類問題可以加強學生理論聯系實際能力，將課堂理論內容與電機實際應用聯系起來。部分學生還在課后通過自行更換風扇、洗衣機等家電中的電容排除了家電無法啟動的故障。通過這些思考與實踐活動，學生動手實踐能力得到了鍛煉，同時也增加了學生的學習興趣，提升了學生思考問題、解決問題的能力。在教學方法方面，采用啟發式教學，提出問題讓學生思考，而不是直接將正確的答案講述給學生。例如，在三相異步電動機的變頻調速章節中，提出“分析變頻調速方法得到了普遍的原因”，一部分學生從調速的技術指標方面回答這個問題，分析變頻調速具有優異的調速性能；而另一部分學生通過深入思考認為，變頻調速的節能和變頻器成本的降低是該方法得到普遍應用的重要原因，這正是調速的經濟指標。此外，通過挖掘和設計教學案例，將各章節教學內容與工程案例有機融合，尤其注重對學生工程意識的培養[5]。

（二）充分利用智慧教學工具的互動課堂建設

互動式課堂可以通過多種方法實現，互動式課堂包括翻轉課堂、混合式教學與探究性教學等教學方法，圍繞互動式課堂開展的線上線下教學均是以學生為中心，教師不再是主體，學生作為學習過程中的主體參與到課堂中。打造互動式課堂，可以充分利用“互聯網+教育”背景下的學習平臺，如“雨課堂”“學習通”和“慕課”等新型互動式智慧教學工具?；邮秸n堂要滿足學生的個性化需要，讓學生為實現某些目標而開展個性化的學習。鼓勵學生通過查閱資料解決課堂上沒有理解的內容，同時鼓勵學生之間以及師生之間的課后線上線下討論。如果存在疑問可以通過仿真或實驗驗證，鼓勵學生進入開放實驗室進行仿真和實驗。通過互動式課堂使學生對所學內容加深理解，同時也能在互動課堂中產生新的疑問和想法，逐步解決疑問、驗證想法，使學生在所學知識的基礎上獲取更多的新知識，在此過程中逐漸培養學生的自學能力以及創新意識，促進學生的個性化和全面發展。

（三）混合教學模式下的開放課堂建設

為了打造開放課堂，本課程采用線上、線下混合教學模式，建設了豐富的教學資源，制作了完整的課程授課視頻，出版了具有針對性的自編教材，建立了習題庫與測試庫，具有完善的電子教案，建設了滿足線上、線下混合教學的課程學習資源網站。為突出學生的主體地位，線下教學以核心知識的講解為主，重點講解電機原理，對學生進行拖動系統工程計算能力的訓練；線上教學以視頻講解、虛擬仿真實驗教學為主，線上教學拓展學生對運動控制相關知識的理解與應用。線上教學通過分散式教學與分散式答疑的方式開展教學，學生利用這些現代信息技術充分作好課前預習和課后復習，教師通過引導、評價、協助等輔助性策略手段對學生進行答疑，對學生的學習成果進行考核，培養學生的自學能力、探索意識和創新能力，引導和協助學生實現課程目標。線上教學與線下教學實現互補，可以共同促成課程教學目標的達成。經過課程組的建設，2021年“電機及拖動基礎”課程獲批第二批天津市一流本科建設課程，獲批課程類型為線上、線下混合式一流課程。

三、持續改進的多元評價

傳統的教學評價內容主要包括考試試卷、課后作業、實驗報告等，通過這些評價內容給出學生最終的學習成績，來評價學生的學習成果，但卻忽視了對學生學習過程的評價。在這種評價方式下，會促使學生在期末考試前“搞突擊”，記背所學的知識點，甚至記背例題和習題，平時作業和實驗報告也存在嚴重的抄襲行為。顯然，傳統的評價方式影響了學生的學習興趣和學習熱情，不利于培養學生的自學、分析和創新等高階能力[6]。

為了使課程評價方式具有激勵性、反饋性和多元性的特點，能反映出學生的學習產出，課程組對課程的評價方式進行了改進，課程組推行過程評價（50%）與期末評價（50%）相結合的教學考核制度，從多角度、多方面實現課程成績的評定。過程評價通過線上、線下多種手段，注重考核學生的自主學習情況、方案的創新性以及實驗項目的完整性。過程評價注重過程，學生每取得一個階段性的成果都給出評價，使學生獲得自信和成就感。評價的反饋性體現在學生的自我調節方面，在學習過程的每個階段，要求學生根據學習產出的實時評價結果，與本人預期目標和其他學生的評價結果進行比較，及時進行學習活動的自我調整。教師也可以根據評價結果，從教學的角度進行調整，形成學習目標、學習過程、學習評價的閉環。期末評價注重學生在有限時間內對問題的分析、求解能力，期末考試將以往的閉卷考試改為開卷考試，學生可以參考紙質版資料進行答題，有效地避免了學生記背知識點的問題。期末試題均為主觀計算題，每道題對應一個課程目標，每個課程目標對應一個畢業要求觀測點。多元評價方式注重了學生主動學習與自學能力的培養和考核，強化了學生知識學習和能力增長的可持續性培養。

四、實踐平臺中的知行合一

部分高校的課程重知輕行，學生的主要精力都投入到理論知識的學習中，而在實驗、實踐中的自主學習和思考較少，導致學生只學到知識的表面，沒有深入理解知識的精髓，隨著考試的完成，所學的知識點很快忘記。實驗、實踐教學是對課堂中所學知識進行驗證和升華的過程，實踐中具有挑戰性的任務，不僅可以加深學生對所學理論知識的理解，還可以培養學生的設計、分析、調試等能力，進而培養學生創新能力，使之逐步具備解決復雜工程問題的能力[7]。

（一）結合虛擬仿真實驗的課內實踐教學

為了加強課內實踐教學效果，本課程依托天津市虛擬仿真實驗教學中心——自動化虛擬仿真實驗教學中心，設計了與實驗任務等效的仿真實驗，要求學生在進行實際實驗之前自行在仿真平臺完成實驗驗證，在仿真結果有效的情況下再開展實際實驗。通過仿真實驗，學生既能認真預習實驗內容，又能提高實際實驗的效率，達到理論指導實驗的教學效果。此外，課程增加了具有挑戰性的設計性實驗和綜合性實驗，此類實驗只給出實驗目的，由學生自行分析實驗要求，選擇實驗方案，設計實驗方法，以團隊的方式完成。例如，“利用變頻調速方法實現三相異步電動機的多段速控制實驗”。學生的實驗方案主要包括三種，第一種方案是利用變頻器的接線端子選擇預設的固定頻率進行多段速度控制，該方案最為簡單，不需要編程即可實現，但功能有限；第二種方案是通過單片機或者PLC的輸入輸出端子對變頻器進行控制，該方案難度適中，要求學生熟悉單片機或者PLC編程，并輸出模擬量控制變頻器的輸出頻率；第三種方案是以通信的方式由單片機或PLC對變頻器的輸出頻率進行控制，該方案最為復雜，學生不僅要熟悉單片機或PLC的編程方法，而且還要自行學習通信協議以及通信指令，該種方案涉及編程和通信的知識點，具有挑戰性和綜合性。在進行過程性評價時，根據學生的不同方案，給出不同的評價結果，在過程性評價的激勵下，絕大部分學生利用第三種方案完成了實驗。

（二）校內實踐平臺與企業實訓基地相結合的第二課堂教學

校內實踐平臺和企業實訓基地作為課程的第二課堂，是對第一課堂的補充和拓展。課程組教師鼓勵學生加入智能車平臺、電腦鼠走迷宮平臺、機器人平臺、羅克韋爾實驗室等校級實踐平臺，這些平臺的實踐活動均涉及到直流電機、步進電機、伺服電機以及舵機等電機的控制，是對書本所學理論知識的驗證和提升。此外，通過引導、鼓勵、支持學生參與學科競賽和大學生創新創業訓練計劃項目，可以進一步培養學生理論聯系實際的綜合能力，達到知行合一。課程組還與天津多家制造型企業簽訂了校企聯合實踐基地合作協議，學生可利用企業的設備優勢和生產條件開展電機系統實時檢測與控制、電力電子變流與驅動以及多電機協同運行等方面的實踐。實踐基地建設能使學生早日接觸社會與企業，了解社會與企業需求，培養學生解決實際工程問題的能力，有利于學生畢業后盡快融入社會和服務企業。

五、結論

工程教育專業認證給我國大學的工程專業教育帶來了新的理念，并引領了一系列的專業教學改革，“雙萬計劃”同樣為高等教育課程的深化改革提供了新的

機遇?！半姍C及拖動基礎”課程改革緊扣工程教育專業認證理念和“雙萬計劃”建設內容，承擔了落實立德樹人的根本任務，開展一系列基于目標導向的閉環動態調整教學活動，培養了學生創新能力和解決復雜工程問題的能力。

參考文獻：

[1]? 閆長斌，時剛，張素磊，等.“雙一流”和“雙萬計劃”背景下

學科、專業、課程協同建設：動因、策略與路徑[J].高等教

育研究學報，2019（3）.

[2]? 李志義.“水課”與“金課”之我見[J].中國大學教學，2018（12）.

[3]? 吳巖.建設中國“金課”[J].中國大學教學，2018（12）.

[4]? 李志義.對我國工程教育專業認證十年的回顧與反思之

一：我們應該堅持和強化什么[J].中國大學教學，2016（11）.

[5]? 王喬，徐建斌，王雯.一流本科課程建設的探索——以“中

國稅制”課程為例[J].中國大學教學，2020（12）.

[6]? 吳明玉，裴金萍，楊秀娟.“一流課程、兩個引領、三大項

目、四類競賽”人才培養體系探索與實踐[J].黑龍江教育

（高教研究與評估），2022（9）.

[7]? 姜宇，金晶，李丹丹.智能冰壺機器人實踐教學平臺設計

與建設[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2022（8）.