专业综合实训课程教学改革成效

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摘要：专业综合实训在人才培养过程中具有非常重要的作用，在“双创”教育背景下对电子控制系统专业综合实训课程的教学和考核模式进行改革。坚持“以学生为中心”，采取“创新引领、项目驱动、校企协同”模式，在实训项目中融入创新创业和企业元素；以成果为导向，对优秀的实训项目进行深入打磨拓展，构建“双创”教育生态链；将CDIO工程教育模式与敏捷开发相结合，构建企业项目开发模式。为落实因材施教，对不同类型学生的项目难度进行动态分层，采用“组内自评+团队互评+教师总评”的三级考核制度；分别在实训的“前、中、后”三次进行异步考核，学生可根据情况自行申请考核时间。改革后的专业综合实训课程教学成效显著提升。

关键词：成果导向；动态分层；异步考核；CDIO工程教育模式

1研究背景

2014年9月，国务院总理李克强在夏季达沃斯论坛上提出“大众创业、万众创新”[1]。2015年，教育部和有关部委、高校共同主办了首届中国“互联网+”大学生创新创业大赛；为深入推进“大众创业、万众创新”，引领“双创”教育国际交流合作，2020年该项赛事更名为中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛。加强“双创”教育，已成为推进高等教育综合改革、提高人才培养质量的重要举措。目前，全国各个高校都非常重视“双创”教育，相关的教学改革已经从尝试探索阶段发展到细化分层、多元发展的新阶段，但仍然存在一些问题，如“双创”教育面向综合能力较强的“小众”学生，没有实现对所有学生的全覆盖。专业综合实训作为人才培养过程中最重要的实践环节，能够培养学生的创新创业能力[2]。高校“双创”教育应面向全体学生，实现“小众”向“大众”的转变，应以培养学生的创新精神、创业所需的能力和素质等为重点，让更多学生接受“双创”教育，更好地激发学生的创新精神和创业意识，提高学生的创新创业能力。我校在电气工程及其自动化专业开设了电子控制系统专业综合实训课程，该实训课程以成果为导向[3]，采取“创新引领、项目驱动、校企协同”模式开展“双创”教育。

2专业综合实训课程在“双创”教育中的实践

2.1“双创”教育的地位和作用

“双创”教育是大学人才培养范式的变革，它以实践为主导，通过实践与专业的组合，培养学生的创新创业精神，提高创新创业能力，其本质在于实践，让学生由被动学习变为主动实践[4]。而专业综合实训课程作为人才培养过程中最重要的实践环节，将“双创”教育元素融入其中，对实现从“小众”到“大众”的全员“双创”教育具有重要的推动作用。

2.2成果导向的专业综合实训课程时间安排

在电气工程及其自动化专业人才培养方案中，该实训环节被安排在第五学期，起到承上启下的作用。从时间上来说，第五学期是最适合开展专业综合实训课程的时间。本科第一至四学期，学生学习专业基础知识，第四学期末教师布置具有创新创业内容的专业综合实训选题，第四学期暑假学生根据实训选题准备相关知识，并开始实施。第五学期，学生重点开展专业综合实训。第六学期寒假，学生着手准备申请大学生创新创业训练计划项目(简称本创项目)；开学后，继续打磨优秀作品，准备参加各类学科竞赛。第七学期，学生可申请省级重点本创项目、国家级本创项目；优秀的项目可以作为本科生的毕业设计进行深入研究。专业综合实训课程时间安排如图1所示。

3融入“双创”教育的专业综合实训课程改革

3.1构建“动态分层+异步考核”教学模式

“以学生为中心”，深化教学模式改革[5]。针对不同层次的学生在知识水平、认知能力、智力水平和情感因素等方面存在差异的情况，遵循因材施教原则，在专业综合实训课程中，以成果为导向有区别地设计实训内容和考核要求。在充分体现个性化学习的前提下，将实训分为基本层、提高层、拔尖层三个不同层次，学生可根据自身能力自主选择，并在实施过程中根据情况进行动态调整；教师则按照不同层次的任务要求进行分类指导，以动态分层设计为牵引，全面实现教学异步考核[6]，真正落实因材施教。“动态分层+异步考核”教学模式实施过程如图2所示。

3.2成果导向的专业综合实训课程

高校要真正落实“双创”教育，不仅要将其与专业教育融合[7]，还需要在大学四年中，尤其是在大三和大四的高年级阶段，以项目驱动的方式促进学生参与实践。专业综合实训课程结束后，学生可继续打磨优秀的项目，争取获得更多成果，如图3所示。

3.3组建“教师+工程师”的双师队伍

专业综合实训课程引入企业工程师参与实训指导，每次实训课程，企业都指派1～2名工程师参与指导工作。同时，将人工智能和机器人等热门技术引入实训教学，持续更新实训内容，不断增加实训的含金量。

4专业综合实训课程的实施过程

4.1基于CDIO工程教育模式的“敏捷开发岛”构成

敏捷开发[8]是一种以人为核心，迭代、循序渐进的开发方法。在敏捷开发中，一个系统项目被切分成多个子项目，各个子项目的成果都经过测试，具备集成和可运行的特征。换言之，就是把一个大项目分为多个相互联系，但也可以独立运行的小项目，并分别完成。而CDIO工程教育模式[9]以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程知识。CDIO培养大纲将工程专业毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。笔者将敏捷开发和CDIO工程教育模式相结合，并引入专业综合实训课程中。以团队形式组建“敏捷开发岛”，每个项目团队由四人组成，负责完成一个独立的创新项目。团队成员分别担任项目经理、硬件工程师、软件工程师、技术支持等职务。“敏捷开发岛”的构成如图4所示[10]。项目经理岗位适合动手能力较强且组织协调能力较好的学生。该岗位主要负责整个团队的管理、协调和正常运作，除此之外，还要负责整个系统的软硬件联合调试和系统功能优化。硬件工程师岗位适合硬件电路设计能力比较强的学生，该岗位要求学生会使用AltiumDesigner或立创PCB绘图软件设计系统原理图、制作PCB电路板、焊接电子元器件并调试系统硬件。软件工程师岗位适合编程能力较强的学生，该岗位的主要职责是使用C语言或Python语言编写系统程序，调试系统软件，并不断优化系统功能。技术支持岗位适合动手能力不强，但是文档整理能力较强的学生。该岗位主要负责整个系统的文档资料整理，包括系统的方案论证、元器件选型、硬件设计、软件设计、系统调试、系统升级及制作答辩PPT等。

4.2专业综合实训课程敏捷开发流程

电子控制系统专业综合实训课程的所有项目都要具有一定的创新性和实际应用价值，教师与每个项目组要经过多次讨论，才能确定最终的项目内容。这些项目来源于具有实际应用价值的企业项目、教师科研子项目、师生共同讨论或学生自主设计的创新项目。项目要与实际生产实践相结合，能够解决社会热点或亟待解决的问题，激发学生的学习动力和热情[10]。专业综合实训课程采用的敏捷开发流程如图5所示。图5敏捷开发流程

4.3考核方式改革举措

4.3.1三级考核方式专业综合实训更加注重对过程的考核，要求学生每周一提交本周工作计划，周五进行本周任务检查，同时要求教师加强过程管理，形成“过程考核+系统演示+答辩汇报+设计报告”相结合的考核方法。“实训项目系统功能”成绩考核采用“三级评审”制度，即“组内自评+团队互评+教师总评”。组内自评是项目组内每个成员根据分配的任务及完成情况相互打分。团队互评是参照国际流行的“同行评议”准则，每组选派一个成员，对其他所有项目进行评分。教师总评是指实训的两名指导教师根据平时每个项目组成员的表现单独打分，再相互讨论给出一个最终的教师总评分。最终，将组内自评、团队互评、教师总评的分数再综合起来，就得出了每名学生的“实训项目系统功能”成绩，然后结合过程考核结果、设计报告、答辩汇报、系统演示等给出最终课程成绩。4.3.2三次考核时间改革原有的在固定时间统一进行教学考核的方式，以学期为单位实行根据学生实训项目完成情况进行异步申请考核的机制。考核周期通常设置为一个学期，考核要求按学生申请执行，为学生提供与其能力相适应的培养环境，真正做到以生为本、因材施教。考核时间共有三次，分别是项目提前完成即可申请考核、教学计划规定的时间进行考核以及在学期结束前两周组织最后一次考核。该方式在充分体现个性化学习的前提下，能够针对不同层次的学生实施多次异步考核，真正落实“以学生为中心”。

4.4专业综合实训课程的改革成效

在一系列改革举措之下，我校全面落实“双创”教育人才培养，在“互联网+”“挑战杯”等高水平学科竞赛、国家级本创项目、科技论文、专利和软著(计算机软件著作权)等方面都取得了显著的成效，如学生在“挑战杯”比赛中获得全国铜奖、省金奖和银奖，在“互联网+”创新创业大赛中获得省二等奖、三等奖等。

5结语

本文将“双创”教育融入专业综合实训课程的教学之中，提出了一种将敏捷开发与CDIO工程教育模式相结合，以成果为导向的多阶段、多层次的实训教学模式。针对不同层次的学生，提出了因材施教、动态分层、异步考核的机制，并对考核方式和时间进行改革，取得了显著的效果。

参考文献

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[2]杜坡,孙凤,段振云,等.“六化一体”工程实训运行模式的探索与实践[J].实验技术与管理,2020,37(6):202-206.

[3]田会峰,郑艳芳,刘乾.基于OBE理念的电气专业人才培养体系重构[J].教育现代化,2018,5(41):44-45.

[4]赵丽,田会峰,张宝芳.基于翻转课堂的“电子控制综合实训”课程的改革与探索[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2018(8):44-45.

[5]阎群,李擎,崔家瑞,等.新工科背景下实践类课程混合教学模式研究[J].实验技术与管理,2021,38(1):198-201.

[6]苑惠娟,孙永全,苏子美,等.动态分层异步教学方法研究与实践[J].电气电子教学学报,2013,35(5):71-72.

[7]周步昆,耿颖.创新创业与专业教育有机融合的应用型人才培养模式改革与实践[J].实验室研究与探索,2020,39(10):220-223.

[8]闫帅,许朋翔.基于瀑布模型与敏捷开发相结合的项目管理方法探讨[J].电子技术与软件工程,2013(18):67.

[9]马金玉,张涛,马凤鸣,等.基于CDIO工程教育理念的黏度计研制项目实训教学[J].实验室研究与探索,2019,38(9):237-242.

[10]田会峰,周瑜,赵丽.面向应用型人才的“单片机”课程教学改革[J].电气电子教学学报,2014,36(6):47-49.

作者：田会峰 刘乾 郑艳芳 单位：江苏科技大学电气与信息工程学院