校企共建之课程线上教学模式探讨

曹 宁 裴旭明

(郑州轻工业大学机电工程学院，郑州 450002)

大学传统教学主要以线下课堂教学为主，实验等实践环节作为辅助，这显然与新时代社会对人才能力追求的高标准要求不太相符[1]。线上教学从起初作为线下教学的辅助，到现在逐渐演变为线上线下混合教学模式[2]，为师生提供了更多可能。教育部等十一部门发布的《关于促进在线教育健康发展的指导意见》[3]中明确指出，要培育优质在线教育资源，建设一批高质量在线教育课程；推进产学研用一体化发展，鼓励普通高校、企业等密切合作，深入实施产学合作协同育人项目，围绕在线教育打造资源共享、开放共建的创新联合体。但是，在条件有限的情况下，教师更多地将线上教学作为一种临时的教学手段，选用现成的教学网站和网络媒介作为线上教学载体，可能会出现网上教学资源不全面、不合理等问题，学生的学习效果也无法得到保证，甚至可能会出现学习质量下降的现象[4]。传统线下教学模式和思维的制约是造成上述不利情况出现的主要因素[5-6]。具体地说，教师作为知识传递的主要力量，是线下课堂教学的主体，然而线上教学开展时依然存在教师占据主导、缺乏学生自主学习等情况，同时实践环节也无法有效正常开展，教师更是无法在线上教学中实时掌握学生的学习情况[7]，易造成学生线上教学无法做到与线下教学实质等效。因此，为了弥补线下教学存在的理论教学环节形式固定、实践动手时间缺乏等问题，打通校企共建中各主体(学生、老师、企业专家)间的客观障碍，改善线下教与学脱离的情况，发挥各主体的主观能动性，更好地实现以学生为中心的教与学理念落地，本研究构建了校企共建的线上教学之学、教、用一体化新模式。研究重点围绕线上教学各环节的过程性评价与反馈，提出校企合作中各主体(学生、老师、企业专家)需要共同参与建设的理念和方法，结合单片机原理及应用课程组织实施线上教学，加强线上教学建设，旨在改善和提升学生在线上学习时对课程知识点的吸收与掌握程度。

一、加强课程思政教育，强化课程线上教学资源建设

课程线上教学资源建设重点围绕课程思政教育教学内容建设、线上实践资源建设进行，如图1所示。资源建设是否可行最终取决于学生的学习感受和效果，因此，要将学生的反馈用于改进线上教学资源的内容建设。

图1 线上教学课程资源建设内容

对于课程线上教学资源建设，重点是要加强课程思政教育[8]。通过分时分段播放《大国工匠》《国之利器》等宣传片，弘扬“自立自强、艰苦创业、追逐卓越、勇攀高峰”的民族精神，引出单片机课程的系统化设计思想，阐述单片机控制设计在航天器等“国之利器、国之重器”中的关键作用，引导学生加强对单片机控制作用的深入认识，鼓励学生上网查阅相关资料，了解单片机控制的典型经验场景，激发学生对于单片机课程学习的兴趣。通过加强学生思想政治教育，引导学生保持积极向上的学习劲头，同时及时掌握学生思想动态和现状，建立线上思想动态互动平台，搭建师生线上课堂沟通反馈的桥梁。

对于课程线上教学内容建设，教师要加强多元性资源建设。例如，可通过充分利用和借鉴中国大学MOOC、SPOC课程、爱课程、超星尔雅及学银在线等优质网络教学资源平台，在学习通“一平三端”建立课程线上教学资源。建设内容重点包括课程教学课件、参考视频、参考教材、扩展阅读、参考文献等，旨在为学生提供丰富多样的学习资料。

而在课程线上实践资源建设方面，可与企业沟通开放共享实践平台。共享行业虚拟仿真资源的同时，结合教师线上资源进行融合发布。开通就业信息咨询，发布行业需求信息，还可设立专门板块进行模拟招聘。通过线上设置不同复杂程度的虚拟仿真项目板块，鼓励学生进行综合性实践演练，同时邀请企业专家对学生的潜在能力进行客观评价，为学生和企业之间搭建最直接的线上互动与双选平台。

学生作为教学活动的主要参与者与反馈者，对于课程线上教学资源建设最有发言权。通过设立在线讨论板块，提供学生互动模块、建议反馈模块、邮件信箱等方式，建立起以网络平台为媒介的点对点联系。通过不断探索多途径、多模式理论实践线上教学资源建设新模式，保障学生线上学习顺利开展。

二、校企共建，夯实线上课程教学组织实施

通过学生、老师和企业专家共同参与建设线上教学，夯实线上教学各环节的组织实施，能够为学生掌握理论知识和实践技能提供有效的组织保障。组织实施过程如图2所示。

图2 校企共建线上课程的教学实施

1.课前问题发布，项目教学分组

为了有效利用线上教学的优势，老师采用学习通在课前发布重难点、课次通知、讨论内容、知识点和预习要求，重点发布一些需要利用专业知识解决实际工程问题的思考题，让学生能够提前预习和了解相关知识点，从而留出足够的时间自主查找和学习课程相关的资料及知识点内容。

通过采用项目教学法细化知识点，梳理主要的知识难点，强调知识应用能力的培养，划分小组进行互助讨论和模块化学习。以单片机控制LED数码管实现动态、静态显示为例，根据企业提出的中控显示屏控制应用需求，课前发布项目知识点解析，作为学生知识学习和应用的落脚点。具体来讲，教学的重点是讲解单片机控制LED数码管实现动态、静态显示的原理，最终目的是让学生自己掌握实现中控屏显示的控制方法。具体知识点包括LED数码管工作原理、单片机与LED数码管硬件连接方式、软件控制编程方法等。当具体控制任务和知识点解析下发后，以3～5人为组分模块进行实际显示的软硬件控制系统分析和设计，引导学生以解决实际问题为学习目的，启发和培养学生高阶思维能力。

2.在线互动讨论，课堂成果展示

为了保证课程线上教学活动能够顺利开展，督促学生遵守课堂纪律，老师主要采用学习通、QQ等在线直播方式进行教学，同时辅助采用学习通签到、互动讨论、抢答和同步课堂等多种线上教学形式，充分发挥网络资源优势，综合应用线上教学各种模式进行在线互动讨论。通过线上随机抽查的方式进行随机点名，实时邀请企业专家一起形成三方在线互动讨论的新模式。互动反馈主要以检查和反映学生知识点的掌握情况为主，同时注重加强学生思政教育，以期达成与线下课堂教学实质等效。

根据学生分组预习和知识点学习的情况，重点开展应用案例分析和讨论。结合单片机各主要功能(例如定时器/计数器功能、中断技术、存储器扩展、接口显示、串口通信等)，学生分组展示各小组的单片机控制应用案例和成果，分享小组成员是如何分工协作的，以及各小组找出问题、提出解决方案并具体实现的过程，分享各小组在分析和解决具体问题中的收获和心得体会。引导学生主动思考问题，激发学生学习的内在动力。结合单片机课程实践性强的特点，线上课堂会定期邀请企业人员对学生进行指导，学生采用项目法进行控制系统的设计和展示，学习成果展示主要以解决企业产品控制应用问题为目的，着重培养学生思考问题、解决问题的动手能力。

3.虚拟仿真验证，企业虚实模拟

项目虚拟仿真作为线上项目教学的重要辅助手段，能够对学生展示的项目成果进行有效验证和检验。通过鼓励和引导学生深入学习编程软件Keil，加强对电路硬件设计与仿真软件Proteus的学习，重点掌握对控制系统软硬件联合调试的原理和方法。以企业汽车中控显示屏的LED显示控制需求为例，通过搭建虚拟系统进行软硬件虚拟仿真，可通过LED显示屏对是否能够根据需要显示不同的图标、不同的显示时间等对控制系统的虚拟仿真效果进行验证。首先，要设计控制系统软硬件框架，在软件Keil环境下编写LED点亮的控制程序。其次，在软件Proteus环境下设计单片机控制LED的硬件系统，最后将通过软件编译调试后的程序与硬件系统进行联合仿真，模拟单片机控制LED点亮的效果，验证控制系统软硬件设计的合理性。

虚拟现实技术是在虚拟环境下模拟现实物理系统操作的特殊手段[9]，而企业的现实物理系统为模拟现场实操提供了有力支撑。依托企业在汽车虚实仿真方面的优势，为学生线上实践开展提供多元化学习方式。引导学生将项目硬件系统模拟仿真，移植到企业现实物理系统控制中去，然后通过改变控制程序的设计逻辑，采用虚实结合的方法验证控制系统软硬件设计的合理性。

4.课后师企答疑，项目在线考核

为了体现以学生为中心的教学理念，课程采取多样化方式考核教、学效果，通过收集学习通上学生学习访问、讨论、抢答、章节测验和作业等情况的学习数据，评价学生学习满意度和学习效果达成度。老师、企业专家可利用QQ、微信、学习通等网络多媒介质进行多元化、多渠道课后答疑，帮助学生解决线上课程学习中存在的困难和问题，从而为线上教学质量提高和课程评价体系完善提供参考和借鉴。

课程考核和检测采用学生、老师和企业专家共同参与、在线举行的方式。根据线上教学的特点，课程考核依托线上平台进行，采用腾讯会议视频直播方式进行双向考评。学生分组进行考核，首先对工程实际控制项目进行展示，重点对控制系统设计架构、算法程序、硬件系统设计等进行宣讲，随后老师和企业专家分别进行点评和打分，并评选出优秀项目案例。通过学生、老师和企业专家共同参与的项目在线考核，能够检测和反馈学生线上学习效果，查漏补缺，为线上教学提供改进方向。

三、闭环持续改进，提升课程线上教学质量

通过开展课程线上教学资源建设、线上课程教学组织实施，强化学生、老师、企业专家参与共建的理念，旨在搭建起学生与老师、老师与企业、企业与学生之间的理论知识学习、知识转化应用、在线演练实战的桥梁，打通线下学、教、用存在的阻碍。下面主要围绕学生知识掌握、企业实践共享、老师闭环持续改进三个方面展开，旨在通过闭环持续改进，提升课程线上教学质量。

1.促进知识掌握，加强线上反馈

学生是教学活动的主体和关键，通过校企共建各主体(学生、老师、企业专家)的共同参与，线上教学资源建设和活动才可能高质量地组织和实施。通过充分利用线上各类教学资源，注重学生动手实践能力的培养，采用虚实结合训练法，期望能够补足线下课堂理论教学中存在的短板。注重线上教学内容的融合，让学生从理论知识点的学习中掌握分析问题的方法，从企业专家开展虚实仿真实践项目训练中发现解决问题的方案，重点培养学生将理论知识转化为实际生产力的方法。根据学生反馈的知识应用能力掌握情况进行数据化处理，绘制各模块的学习效果图，分析学情报告，研究和制定理论结合实践的工程应用线上虚拟教与学新模式。探索线上课程思政教育方法，加强学生线上学习的过程性反馈，以学生学习程度和效果反馈为立足点，追求线上与线下教学实质等效，不断提升线上教学质量。

2.企业实践共享，促进学生提升

结合课程教学大纲中规定的学习任务，企业专家依据用人单位的选人标准实施项目教学法，反馈学生对于重难点的工程应用能力的掌握程度。通过量化简单小项目与复杂项目的区别与联系，引导学生掌握“总—分—总”控制系统的设计理念，旨在提高学生虚实结合的线上仿真与实操能力。以设计单片机控制LED信号灯闪烁的控制系统训练为例，企业专家依据教学大纲涵盖的关键知识点，下达控制系统设计任务书，作为控制系统的设计依据。设计任务书主要包括控制系统框架搭建、控制系统硬件系统设计、控制系统软件编程、控制系统软硬调试和控制系统虚实联调。首先，引导学生根据控制任务搭建控制系统总框架，设计总框架流程图，以此作为软硬件系统设计的依据。其次，学生可选择不同单片机主流机型作为主控制器，依托该主控制器搭建与各外围硬件模块单元的电路连接，明确单片机主控制器与各模块间的工作逻辑关系；根据控制任务和硬件连接关系，利用软件Keil编写相应的控制程序；在软件Proteus环境下设计硬件模块连接，与软件Keil程序进行软硬件联合调试，找出并解决可能存在的问题。最后，利用与企业专家共享的企业虚实仿真平台，通过接口串接方式，对控制系统进行系统性虚实联调，从而验证控制系统设计的合理性。通过企业虚实平台与仿真实践共享，提升学生工程应用能力，促进学生形成系统化设计思维。

3.闭环持续改进，注重基础积累

老师是引导学生成为企业专门技术人才的纽带和桥梁。老师要根据学生过程性反馈、专家实践和在线考核综合评定学生成绩。通过分析学生学习效果统计数据，形成学生线上学习过程性反馈分析报告。尤其是针对学生在单片机控制器学习中存在的薄弱环节，制定针对性强化学习方案，持续完善以学生需求为中心的线上教学内容建设、实施和反馈环节，闭环持续改进教学质量。以单片机原理及应用课程线上教学为例，学生、老师和企业专家共同参与线上教与学，学生能够更好地解决基本工程控制应用项目，对于单片机课程重难点知识的掌握度也有所提高，从而为学生毕业工作或继续求学深造提供了坚实的知识积累。

四、结语

以学生、老师和企业专家共同参与的校企共建线上教学新模式，旨在为线上教学与线下教学达到实质等效提供新的研究思路和方法。研究结合单片机原理及应用课程内容，分别从如何强化线上教学课程资源建设、夯实线上课程教学组织实施、提升课程线上教学质量三个方面进行了分析和讨论，并提出了具有针对性的可操作实施方案，从而为持续改进基于校企共建的线上教学模式提供了有益的参考。