自动化专业软件类课程教学改革与探索

2017-04-14南京航空航天大学金城学院自动化系郝雯娟胡芬巧

电子世界 2017年15期

南京航空航天大学金城学院自动化系陈薇郝雯娟胡芬巧钱荔

自动化专业软件类课程教学改革与探索

南京航空航天大学金城学院自动化系陈薇郝雯娟胡芬巧钱荔

自动化专业软件类课程教学现状有两个特点：一是应掌握的软件多，可安排的学时少；二是学生只是机械地重复教师上机过程，而不能运用软件解决实际问题。针对目前教学实践中的问题，提出从教学模式，到教学内容、考试方式上的改革方案，打破原有软件类课程设置惯例，这种方式既符合软件类课程的特点，又提高了学生对软件的自学能力和综合应用能力。

软件类课程；教学模式；教学内容；考试方式

0 引言

自动化专业学生，除需具备较高的专业知识、较强的动手能力外，还应对专业软件（如Matlab、Altium、电气AutoCAD、Labview等）熟练掌握甚至精通。如何在教学计划有限的学时内多开设几门软件类课程，改变“教师演示操作、学生模仿操作”的软件类课程教学现状，提高学生运用软件解决实际问题的能力，是目前值得探索的问题。

本文对自动化专业软件类课程的教学现状进行分析，针对存在问题，提出课程改革目标和具体思路。

1 课程教学现状

1.1 软件类课程种类太少与教学资源之间的矛盾

由于自动化专业教学计划中的学时限制，软件类课程最多只能安排2～3门，据调研，高校一般开设MATLAB、Altium这两门软件课程。前者是国内外高校理工科专业广泛开设的软件类专业基础课，自动化专业对该软件的应用主要在工程理论分析与仿真、控制器及控制系统设计等领域。后者为印制电路板设计软件，其为EDA技术的一种相关软件，Altium为EDA技术教学首选软件。

若自动化专业学生仅熟悉这两类软件，是无法满足就业市场对专业人才需求的。但若每个专业软件都单独开课，首先，势必会占用某些主干课程的学时；其次，根据目前高等学校采取的学分制，学生在总学分修满的基础上，可能就不选其中某些软件课程，造成教学资源的浪费。

1.2 教学方式与学生软件学习方式脱节

目前，自动化专业软件类课程的教学模式：机房授课，教师讲授和学生操作同时进行。

教学内容上，教师主要按章逐节对软件的功能、菜单选项等知识点进行讲授，最后通过实例进行综合性应用的教学。但实际上，由于软件相关操作的知识点多、杂，导致最后对软件综合运用的实例教学所占学时不够。教学方法上，以讲授法为主，教师通过教师机进行软件操作的演示教学，再通过相关例子讲解用法，学生模仿演示进行操作，学生不能自主学习和探索。

上述的教学方式与学生软件学习方式脱节，具体原因在于软件类课程，现在学生的学习方式已经与以往不同，现在网络学习资源非常丰富，有很多开源代码，学生电脑普及率几乎达百分百，学生也已不再需要教师从零开始，手把手教授，而是需要更多的实战实训。因此，以教师为中心，按软件类书籍的编排模式，从零开始介绍软件的教学模式，不能锻炼学生自主地分析问题和解决问题的能力。

2 课程改革目标与思路

鉴于目前教学现状和存在的问题，需对自动化专业软件类课程进行教学改革研究，探索既符合学生的认知规律，又能提高学生学习和应用能力的教学模式，从而提高教学效果。

2.1 教学模式改革

2．1．1 《专业软件实训》课程代替各类软件课程

具体实施方法：不再针对某一软件单独开设课程，而是将4～5个软件课程相结合，课程名称不再是单一的软件名称，而是如《专业软件实训》等统一名称。教学计划中，在第4～6学期的每学期集中安排2～3周作为专业软件实训的学时，将各类软件（如Matlab、Altium、电气AutoCAD、Labview等）按照学习的难易程度合理安排到每学期每周，每个软件的课时限制在16学时以下，或更少。在这种方式下，学生可根据自己的需求，选择相应的软件进行学习，充分发挥学生主观能动性。

2．1．2 工程项目案例式教学代替纯理论式教学

将教学活动与实际工程项目相结合，通过完成一个完整的项目而由浅入深、逐步展开教学活动。具体实施方法：采用案例式教学，通过一个工程案例讲解软件基本使用方法，其余时间让学生根据专业方向，兴趣爱好，选择相应的工程案例进行实训，考核合格学生可获得相应学分。学生通过分析问题和解决问题，有目的地来学习软件的基本操作和使用技巧，有助于提高学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力，从而更加有利于学生在实践中理解、应用和巩固所学的基本知识点，最终逐步掌握软件的使用。

2．1．3 多元化教学手段代替单一课堂教学

软件类课程操作多，知识点多，但理论不深，易于学习。一些基本的操作学生能够通过查阅工具书或使用软件的帮助菜单自行解决，但一些有工程难度的问题或操作经验需要老师来讲授和答疑。由于知识点多，遇到的问题可能五花八门，那么，单一的课堂教学就很难兼顾。

具体实施方法：教师将某些涉及知识点较多的教学内容以项目的形式制作成微课教学视频，并强调操作重点和难点；学生可以根据自身需求，利用计算机、移动客户端观看微课教学视频，随时随地反复学习来加强理解，解决操作中遇到的问题，打破学习的时间和地域的限制，可在较短的时间内掌握相应的知识点。该方式也减轻了教师的指导和答疑工作量，极大地提高了授课效率。此外，利用目前热门的社交网络平台，如微信群、QQ群等，可进行在线答疑，资料案例分享等工作，节省教学资源，提高教学效率。

2.2 教学内容改革

在教学模式改革的基础上，相应的教学内容也应作出调整。由于缩短了每个软件课程的学时，那么在实施项目式教学的过程中，关键在于教学内容的选择，应做到理论联系实际，强调应用领域。

作为教学内容的项目除了要有一定的实用价值外，还要具备可行性，由于学时限制，选择的教学项目不能太复杂，项目应立足于教学内容和教学目标，要符合学生的能力水平，在完成项目的同时，能够加强基本操作的练习，更重要的是能对学生进行综合训练。

以印制电路板绘图软件Altium为例，在教学过程中选择生活中常见的电路为案例（如手机充电器电路、门铃电路、LED显示屏驱动电路等），这种真实的项目能提高学生的求知欲望，通过项目的完成，学生会更加深刻地认识到课程的作用，通过强调教学内容潜在的应用价值，可以充分调动学生学习的积极性。

2.3 考核方式改革

目前自动化专业软件类课程的考核方式主要是两种：笔试、上机考试，这两种方式由于考试时间的限制，都仅偏重对基础知识、基本操作的考核，而这对实践性很强的软件类课程来说，并不能科学地检验出学生应用软件解决实际问题的能力。

因而在考试方式上，应以能否利用软件解决相关的实际问题作为考核软件掌握程度的指标。以Altium软件为例，教师可以拟定一些具体印制电路板设计题目（如电源电路设计、电机驱动板设计），学生也可自我命题，教师从课程开始即将考试方式告知学生，给学生充足时间准备，学生在完成印制电路板设计的基础上，撰写报告书，总结设计思路，方案。这种考核方式，使学生在学习过程中不断综合运用所学去解决问题，提高了自主学习能力。

此外，也鼓励学生利用与所学软件相关的大学生创新实践项目的成果来抵相应学分。