产学协同育人背景下的多模式混合教学探索与实践

2022-08-17李奕霖张金宇

牡丹江教育学院学报 2022年6期

李奕霖张奥张金宇

(1上海理工大学环境与建筑学院，上海 200093；2上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093)

一、引言

习近平总书记在党的十九届五中全会上指出，当今世界正在经历百年未有之大变局，新一轮的科技革命和产业变革深入发展。为了实施“创新驱动”战略，国务院和教育部先后出台了《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》[1]和《教育部产学合作协同育人项目管理办法》[2]，促进企业和高校在产学合作协同育人机制方面的创新改革，使得人才培养目标更加符合社会发展和需要。

长期以来，高等工程教育在我国高等教育中占有重要地位。随着“新工科”教育教学改革的持续推进，深化工程教育改革、建设工程教育强国，对服务和支撑我国经济转型升级意义重大[3]。相较于传统工科专业，“新工科”更关心学生的创新能力和全球视野，注重以学生为中心、开展过程化考核并对课程教学进行持续改进。而教育教学中心的转变和考核模式的转变，离不开课程教学模式的更新迭代。为了培养适应未来国家发展和社会需求的“新工科”人才，亟需和行业紧密结合，在产学合作基础上共同探索协同育人新机制下的多模式混合教学。

2020年以来，疫情对高等教育造成了巨大影响，线上线下混合式教学等多模式混合教学成为日常。后疫情时代，多模式混合教学如何持续在产学协同育人背景下的高等工程教育变革中发挥作用，是当前教师需要考虑的重要命题。

二、当前工科课程教学存在的问题

当前我国工科课程教学主要存在以下问题：

1.从教学目标的达成方面来看，部分工科教师由于缺乏实际的工程实践经验，对专业知识在产业应用方面不够熟练，难以打通人才培养目标中知识和能力的各个环节，对知识的传授流于教材表面，不利于培养学生的学习兴趣。

2.从教学内容来看，受限于教材和学生对基础知识的掌握，当前的工科课程内容多为基础概念、定理、解题方法，新技术、新应用方面内容较少，缺乏和生活生产紧密结合的实际案例，学生学习专业知识和现实脱节，学习目的迷失、丧失学习兴趣。课程内容更新不及时，每年学生学到的内容都是大同小异，创新性不强，随着互联网的发展，传统的教学内容已经远远不能满足新时代的需求[4]。此外，由于课时安排的减少和教材选用的多样化，学生仅在课堂上学习是难以吃透知识点的，相互之间无法进行更深入的讨论，不利于创新能力的培养。

3.在教学模式方面，新中国成立初期，我国高等教育主要采用苏联模式[5]，理论教学多为教师线下讲授为主，模式单一、内容枯燥。改革开放后，我国开始借鉴以美国为主的“西方阵营”的教学模式，强调教学与实践相结合，自主学习为主[6]。然而，由于我国教育资源在不同地区和不同层次高校的分配不均衡等因素，导致“以学生自主为主、师生互动为辅”的学习模式无法普及开来，难以满足不同学习能力和目的学生的学习需求。尤其是在疫情后，高等教育快速向线上教学和混合式教学转化，部分工科专业课程不适应新模式，无法很好地适应学生新需求和高等教育的转型发展，需要这方面的指导性研究。

4.在理论和实践结合的方面，以往专业课程教学重理论、轻实践，工科教学过多依附于理论[6]，理论和实践环节分离，无法形成“学习-应用-创造-再学习”的闭环，不利于学生创新实践能力、创造性思维和从实际生产生活中发掘问题、解决问题能力的培养。以往的工科教学实验条件比较落后、实验设备不足，虽然现在已有较大改观, 但当前的实验环境状况与真正培养工科人才的实验条件和硬件需求还有一定的差距, 直接制约着学生的工程创新实践能力。

三、多模式混合教学改革方法、实施与成效

本文以建筑设备自动化课程为例，阐述适应新工科发展和工程认证要求的多模式混合教学。建筑设备自动化是一门典型工科专业课程，具有显著的交叉学科特征，在传授智能建筑基本概念和建筑自动化技术的同时，讲解计算机控制、通信、物联网技术在建筑设备与系统中的应用，课程内容具有鲜明的时代特点和实践特色，探索“立德为先、以生为本、产教融合、虚实结合、面向未来”的创新多模式教学方法和路径。

图1 多模式混合教学改革架构图

如图1所示，该教学模式以立德树人为本，全面融入课程思政；重视学生“个性化”学习需求，遵循学生的成长规律；从教学目标出发，面向技术、行业和社会未来需求，丰富“线上+线下”教学内容和形式。在教学内容上，涵盖知识讲授、平台实操、案例讲解三个板块，分别通过课堂讲授、线上虚拟仿真(VR)平台实训、课堂讨论等教学形式展开。最终实现对标国家需求、助力学生圆梦的育人目标。课程建设和授课过程充分体现了产学协同育人的理念和措施。

首先，在课程目标设定上，充分结合了工程认证和课程思政的育人要求。工程教育专业认证是“新工科”建设的重要环节，课程思政的要求是在专业授课中将知识传授与价值引导有机结合，实现面向国家和社会需求培养人才的目标。本课程的目标设定参考了对相关企业的调研，既基于社会和行业对人才的需要，也重视学生的自我规划和追求，为多模式教学的改革提供了先决条件。

其次，为满足新的教学模式，对教学内容进行了升级。原有的课程内容包括智能建筑的基本概念、计算机控制系统与通信网络结构、建筑设备自动化中的监控设备、建筑设备的控制、基于物联网的建筑能源监控管理系统等，知识点涉及建环、计算机、自动化、通信、测控等领域，学生学习起来较为抽象，难以进行知识的联结和贯通。为了满足“新基建”和“智慧城市”国家战略对人才的需求，对课程内容进行了升级，涵盖疫情负压病房环境控制、芯片工厂超净间环境控制、新基建数据中心环境控制等案例，使学生能够将所学不同学科的理论知识在解决现实问题的时候紧密结合，大大增强了学习兴趣和主观能动性。

在教学形式上，和传统课程教学相比，本课程的教学形式多样化，在理论教学中穿插了线上互动、视频展映、小组讨论、合作企业线上平台调研学习、实体实验设备参观等多种形式，充分调动了学生的学习积极性，提供了将理论和实践相结合的场景。在教学组织和方法方面，采用SP+BCP教学方法(见图2)，面向未来注重学生个性化学习需求，采用多元化线上线下混合教学方法、问题导向的项目教学法和针对智慧建筑的案例教学法。为实现“以学生为中心”的课程教学理念，本课程在教学模式上采用以线下为主，辅助虚拟仿真实验、线上等多方式的教学模式，有利于学生形成“课前预习、课中学习、课后复习”的学习闭环，能帮助学生培养自主学习、独立思考的习惯，满足不同学生的学习需求。教学内容的选取紧贴国家战略发展背景，和实际生活密切相关，既易于学生学习理解重要知识点，又能提升学生的自我规划意识。

图2 SP+BCP教学方法

在理论和实践的结合方面，课程基于产学合作协同育人平台和虚拟仿真实验平台，将企业的智能建筑运维云平台和实际工程案例、产品介绍视频引入课堂，让学生能在课堂内外实际看到并参与实际项目的实践活动中。同时，通过课程配套的课程设计，为学生提供现实场景的设计任务，促使学生将理论学习转化为创新解决显示问题的能力，达到了预期的育人目标。

最后，在学习评价方面，采用全程式-过程化考核方法，通过线上学习平台记录、课堂出勤及表现、小组讨论、个人作业、期末考试等多种渠道相结合，对学生的学习效果进行综合考评。