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三全育人视域下自动化专业电子实践类课程群构建与教学改革探索

2025-01-08 78 上传者：管理员

摘要：应用型本科高校是教育高质量发展的重要支撑，其目标是培养具备实践能力、创新能力、团队合作能力，能够适应社会发展的优秀人才。本文围绕自动化专业电子实践课程群，构建以学生为中心，提出了“两环节、三平台、四层次、五维度”实践教学体系。引导学生积极参与课堂内外的学习活动，探索课堂内外双闭环模式的实施路径和方法。该模式在韶关学院自动化实践教学中取得了较为明显的成果，为应用型人才培养学生的实践能力提供了思路。

关键词：
实践教学
应用性人才
教学改革
教学模式
课程群
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1、概述

随着互联网、大数据、人工智能，尤其是生成式AI和量子科技等技术的蓬勃发展[1],实践教学在应用型本科高校中发挥着越来越重要的作用。充分利用各种技术的优势，积极应对技术变革带来的挑战和机遇[2],实践教学才能更好地服务于应用型人才的培养和社会的发展需求。

韶关学院作为应用型地方本科院校，坚持需求导向，紧紧围绕粤北区域经济社会发展需求，把握战略机遇和人才需求导向，以培养能够服务地方的应用型、德才兼备的技术应用性人才为己任。学院多年来一直秉持“立志、崇德、勤学、创新”的校训，积极开展应用型专业建设，在人才培养体系、课程设置等方面向“实验、实践性环节”倾斜，全面提高学生的实践能力和创新性意识。

2、课程实践类课程群现状分析

2.1 电子信息实践类课程教学缺乏整体规划设计

电子信息实践类课程包括“电子工艺实训”“电子电路综合设计”“单片机原理及应用”“单片机系统综合设计与实践”“专业综合设计”等几门课程，知识点逻辑关联强。由于师资限制，同一门课程长期由同一个教师授课，这样导致课程之间缺乏联系，先修知识对后续课程铺垫不到位，使学生对所学知识理解不深刻，知识的应用不理想。“电子电路综合设计”“单片机原理及应用”“单片机综合实践”等课程的实践教学的知识体系联系不够紧密，学生在实践课程中相关的实践项目衔接度不够[3],各门课程构建各自的知识体系和能力结构，学生没有形成系统的知识体系和思考逻辑[4],能力结构也不完整。因此，优化课程体系显得尤为重要。

2.2 实验设备的专用性强，开发困难

现阶段实践类课程的实践教学使用各自专用实验设备，同时也受到体积限制，使得设备进行综合性、创新性实验困难。专用设备基本上采用了外购的方式，实验教学只能按照厂家给出的设备说明来使用，使得学生的实验只能“照方抓药”,探索性、创新性的实践无法开展。

3、构建“两环节、三平台、四层次、五维度”的实践教学体系

自动化专业开设的电子信息硬件实践类课程贯穿大一到大四，覆盖人才培养的全过程。其中，包括大一开设的“专业技能训练”“电子工艺实训”,大二下半学期的“单片机原理及应用”“单片机课程设计与实践”,大三上半学期“专业综合设计与实践”,以及大四的“毕业设计”。课程由不同的教师授课，每一门课程联系不紧密，知识体系、课程项目没有系统化，相对离散，没有形成系统的体系和循序渐进的逻辑，能力结构也不完整。

本文从自动化行业技术特点和社会人才需求出发，以培养面向产业、知识结构合理、实践能力强的应用型人才为目标，进行了电子实践课程群教学改革，构建了“两环节、三平台、四层次、五维度”的实践教学体系，如图1所示。

两环节是指根据学生课程群课程，在人才培养方案中第一课堂集中实践环节以及第二、第三课堂的分散实践环节。集中实践环节是人才培养方案中的重要组成部分，这一环节课程群包括课程实验、课程设计等，学生在教师的指导下进行实践活动；分散实践环节不受时间和空间限制，强调学生的团队精神、自主性和创新性，学生可以根据自己的兴趣，通过亲身实践，提高自己的综合素质和实践能力。通过第二课堂，学生可以更好地将理论知识与实践相结合，提高自己的综合素质和实践能力。

“三平台”在实践课程群体系建设中具有重要意义。这三个平台分别是：EDA联合实验室、STC高性能联合实验室和校级智能机器人实践教学工作坊。通过EDA联合实验室，学生们可以接触到先进的电子设计自动化(EDA)工具和技术，从而更好地掌握电子设计的核心技能；联合STC高性能联合实验室，则为学生提供了学习高性能微控制器的机会，有助于培养他们在嵌入式系统设计方面的能力；校级智能机器人实践教学工作坊作为校内实践教学平台，为学生提供了实践教学的资源、场地和技术支持，帮助他们更好地实现理论知识与实践操作的结合，提高了学生解决实际问题的能力[4]。

“四层次”是指“基础工程实践+专业综合性实践+自主设计实践+工程创新实践”的课程建设思路。基础工程实践层次主要针对低年级学生，培养学生的基本工程技能和素养，课程包括基本实验、基本技能训练等，帮助学生掌握工程实践的基本知识和技能，提高解决复杂工程问题的能力。这四个层次的实践教学体系层层递进，从基础到高级，逐步提高学生的实践能力和创新思维。

“五维度”是在基础实践维度，让学生掌握基本原理和方法，培养基本的工程素养。在专业能力实践维度，学生通过专业课程设计和实验，能够运用专业知识解决实际问题。在创新创业实践维度，学生通过参加创新、创业项目，培养创新思维和创业精神，提高创新能力[5]。在工程素质实践维度，学生可以提高自己的工程素质，成为具有全面素质的工程师。在工程综合实践维度，提高综合运用知识的能力和解决复杂工程问题的能力。

图1 “两环节、三平台、四层次、五维度”实践教学体系

4、依托联合实验室平台，创新课程实践教学

实践是培养学生综合能力的必要环节，实验设备作为实践教学的重要载体，在启发学生创意、培养创新思维、构建创新知识体系、训练创新创业方法和能力等方面发挥重要作用。韶关学院分别与两家公司联合建立并运作STC高性能联合实验室和EDA联合实验室，依托自动化专业构建“平台+模块”实践课程群，课程中的项目实行CDIO工程教育模式设计[6]。以项目开发能力为专业技能目标，以硬件电路设计、单片机嵌入式系统与应用、智能电子产品装配与调试为专业核心，致力于培养具有创新精神和实践能力的“新工科”人才。

教师需要进行课程评估和反馈收集，了解学生对知识的掌握程度、实践能力的提升情况以及他们对课程的建议和意见。根据评估结果调整课程内容和方法，以持续提升教学质量。

4.1 课程实践形成持续改进机制，实现质量螺旋上升

在课程实施过程中，根据专业要求指标体系，在符合专业人才毕业能力素质要求的基础上，以OBE理念重构课程体系，要理清课程群课程知识、能力、素质结构的关系，使课程群课程知识形成模块体系，防止知识的零碎与孤立。教学内容进行反向设计、正向实施，并将课程目标与毕业要求联系起来，展现项目教学中质量闭环和持续改进模型，不断落实结果导向。

4.2 以学生为中心，实现课堂内外双闭环

注重学生的实践能力和综合素质的培养，提供多样化的教学方式和资源，引导学生积极参与课堂内外的学习活动。实现课堂内外双闭环模式如图2所示，教师在制定实践教学计划和教学目标时，要考虑学生的特点和个性，准备好课堂内外资源。

课堂内，学生经过课前预习、观看教师演示后，便可开始进行讨论、实践操作，实践过程中遇到问题可以直接寻求教师的指导；教师根据学生的项目完成进度进行精细化指导，针对小组遇到的共性问题进行讲解点评。之后再进入下一环节的学习，最终的考核是基于实践全程的表现给予综合评定。

课外实践闭环。首先，学生根据实践项目任务，组建项目小组，在课堂外对课程项目任务进行需求分析、任务分解、小组会议讨论、使用口袋实验板进行项目设计。其次，实施方案评审通过之后利用口袋实验室进行软硬件设计、实物功能验证，观察实验效果，代码优化。当效果不符合预期时，进行再调试。最后，把实验效果在学校在线教学服务平台中上传视频或者图片的方式提交。做到线上线下的无缝对接，为学生营造一个全天候在线的实践环境，真正解决硬件实践类课程线上开展途径缺失的问题，有效增强学生实践的自主性，提高其课下碎片化时间的利用效率，促进学习效果的提升。学生在线上实践过程中遇到的问题可以线下或者在线反馈给授课教师，得到及时的辅导帮助；同时教师也能够切实掌握学生的实践进度，在尊重个体特点的基础上及时发现问题，能更好地进行差异化的指导，帮助学生建立起学习的良性发展动力。

通过“双闭环”模式联合驱动实践教学，能够丰富硬件实践类课程教学的手段，有效增加学生的实践时间，加速推进实践进度，也为学生充分地拓展创新提供更加便利的项目实践平台[3]。

图2 课堂内外双闭环

5、开展成效评价，建立多元化评价体系

在实践类课程考核过程中，学校构建了一个多元化、全方位的评价体系。弥补传统课程量化考核存在的不足，采取短期效果和长期相结合的发展性评价机制，确保学生课程学习效果与长期职业发展的统一，从而激发了学生的学习潜能，培养了他们主动学习、持续学习的良好习惯。

评价体系的核心是多元化的，这不仅体现在评价主体的多元，包括学生自我评价、同伴互评、教师点评等，也体现在评价内容和方法的多样性上。评价体系不仅仅关注学生在期末考试、考评中的一次表现，而是把评价的视线投向他们整个学期的学习过程。学生的课堂参与、作业质量、小组讨论、实践活动等都将成为实践课堂评价的重要组成部分。

学生的学习过程为评价的重中之重。学生在实践课程群学习中的每一次尝试、每一次进步都是他们学习效果的真实写照。因此，评价是一个持续不断、与学生共成长的过程。

6、结语

建设高水平应用型大学发展理念下，韶关学院围绕自动化专业电子实践课程群，构建以学生为中心，提出了“两环节、三平台、四层次、五维度”的实践教学体系，以工程教育的理念贯穿课程群实践教学的各个环节。在教学实践中融入课程思政的教学方法和手段，引导学生积极参与课堂内外的学习活动，探索出课堂内外双闭环模式的实施路径和方法。该模式在实践教学中提高学生对本专业的学习兴趣、实现实践育人、价值观引领等方面，取得了较为明显的成果。

参考文献:

[1]周纯杰,何顶新,张耀,等.新工科背景下自动化专业实践课程思政的设计与实施[J].高等工程教育研究,2022(04):31-37.

[2]耿玉,张东平,时焕岗.应用型本科院校专业实践教学体系探索与实践[J].实验室研究与探索,2021,40(08):216-220.

[3]娄睿,王奕森,林键.E-HIL实践教学的在线模式研究与应用[J].计算机教育,2021(08):1-5.

[4]韩竺秦,张丽娜.基于学科竞赛的本科生解决复杂工程问题能力的培养与探索[J].工业和信息化教育,2021(10):75-78.

[5]唐丹,尹宏鹏,方觅,等.新工科背景下基于OBE理念的信息类课程群建设[J].计算机教育,2023(06):141-144.

[6]韩竺秦,彭昕昀,张丽娜,等.CDIO工程教育模式下单片机原理综合设计与实践教学改革[J].信息技术与信息化,2016(08):60-63.

基金资助:2021年广东省本科高校质量工程建设项目(粤教高函[2021]29号):三全育人视域下自动化专业电子实践类课程群构建与教学改革探索; 韶关学院2021年校级课程思政建设项目(韶学院办[2022]5号);韶关学院第二十二批校级教育教学改革项目(SYJY20211163); 2022年度实践教学工作坊建设项目(韶学院办[2022]38号);

文章来源:韩竺秦,龙迎春,刘文秀,等.三全育人视域下自动化专业电子实践类课程群构建与教学改革探索[J].科技风,2025,(01):13-15.