以学生需求为导向的教学改革实施问题探讨

王贵成，李晓斌，张 敏，徐 兵，夏乃洁，李丹菁

（1.上海应用技术大学 电气与电子工程学院，上海 201418；2.上海应用技术大学 图书馆，上海 201418）

近期，通过参加高校教师信息化教学能力提升与“金课”建设专题网络培训内容的学习，作为有27 年教龄的高校教师，以及长期担任专业系主任，已经深入了解信息时代下的教与学特征，感受到利用信息化技术提升教学质量已经成为大势所趋，体会新时代教育精神，利用信息化技术增强自身教学改革能力是前提，重要的是坚持以教学为根本，以学生为中心的教育理念，看清“在线”教学理念，探讨适于学生能力培养，符合社会需求的教学创新改革，提出适应信息时代发展的新理念与新方法的主线。各高校结合新工科理念均将培养学生工程应用实践能力和科技创新能力的教学任务放到重要的位置。而改革当前的工程实践教学模式已成为培养高素质应用型人才急需解决的问题。工科类专业要求工程应用性很强，需要学生在掌握扎实的理论基础知识后，还要具有较强的实际动手能力和一定的科学素质，这也是市场需求。而任何教学改革初衷都需要以教学为根本，以学生为中心，偏离这条主线，即使理念、技术、方法再先进，都是错误的倾向，必须摒弃。

一、教学改革的出发点是以学生为中心，让学生参与和获得

教学改革以学生为中心，体现在学生发展、学生学习和学习效果三个方面，概括来说就是体现学生的参与和获得。新工科教学理念、工程教育认证都是突出学生应用型实践教学能力的培养，突出以学生目标为导向的OBE 教学理念，采取CDIO 教学方法，实现理论联系实际的工程教育，达成学生的专业培养目标和毕业要求。作为专业系主任，多年从事专业人才培养方案修订工作，追随教育改革方向，逐步提高实践教学的学分占比，结合工程教育要求修订课程内容，让学生切实参与教学，提高知识的获得感，达成培养目标。

实施信息化的线上教学改革，如何让学生有效参与和获得教学效果就成为必须考虑的问题。例如，“在线”直播或线上资源使用后，教师通过网上平台共享“线上”教学内容，通过视频、声频与学生交流，但好多学生登录“在线”课堂后，处于一种“挂课”状态，登录后就“挂”着，听与不听，在与不在，教师经常很难知晓，因为教师“在线”授课，还要关注学生状况，事实上绝大多数情况是忙不过来的。“在线提问”“在线考勤”可以作为常用的沟通方法，各位老师应该很清楚效果。在线资源实施教学，前提是需要学生的主动参与。

让学生参与“在线”教学，可以通过在线习题、课堂练习、课后测试作为补充，督促学生要获得教学知识，反馈教学效果，这个过程教师要付出很多。有些课适于题库，有些课适于应用，“一刀切”的网上教学实施方法是不可取的，要综合课程的特点，灵活多样，也可以采用“线上线下”结合的混合教学方式。无论选择何种实施在线教学的方法，最终目标只有一个：让学生参与到教学环境中，获取知识与技能。

以学生应用需求为导向，对理论课体系加以适当裁剪与重构，辅之以基本技能、专业技能、综合技能和创新能力训练的ASciT-OBE 模式实践模块，实现从虚拟到半实物仿真，再到装置实物控制操作的创新设计，使学生获得具有自动化工程特色的应用技能训练。实践教学改革的终极目标就是引导学生参与、让学生获得专业应用能力，以适应社会需求，完成就业，适应工作岗位，完成专业培养目标，达成毕业要求。其中学生参与和获得的方法、手段是教学改革一直关注的问题，如何更好地实现值得进一步思考。这也是教学改革遵循的主线。例如，新工科结合工程应用教育改革和专业工程认证的推进，它已经不是简单的局部考核，而是多种新技术、新知识、新理念和新应用的结合体，高校应该从新工科涉及的具体内涵出发，并不是简单的字面罗列，必须从工科专业工程教育发展的角度深入探讨，探索工程应用教育的特色模式，以适应国家发展战略的需求，也是高校教育体制改革的目标。当前，国家新战略的提出，交叉学科的融合，要求高校要培养具有工程综合应用和创新创业能力的技术人才，适应新工科专业工程应用型建设，从学生对专业知识的需求、认知开始，寻找培养学生成为各类工程技术人员的途径。但是，国内高校一些实验室花大量资金购置昂贵的大型设备，看着好看，却不实用。教师只是开、关电源过程，学生无从下手，只是把需要的线插好而已，无法获得细节，一走一过敷衍了事。要想获得参与的真实应用结果，需要这类设备拆解，分成单元，与理论知识对应，再组合成系统的过程，但拆完的实验设备就没人用了，大型设备闲置，成为摆设，珍贵的教学资金投入并没有带来真实效益，这种情况在高校实验室建设中可能也是一种普遍现象，但也正在逐渐发生改变，也必须去改变。由多年教学经验总结，作者认为实践教学设备应该为单元设备，可以让学生动手，在工程应用中获得成就感，这才是以学生为中心的教学改革的终极目标。

二、课堂教学的改革要以学生为中心，需要学生参与和反馈

课堂教学改革的出发点同样是以学生需求为中心，是让学生更好地接受课程知识，参与教学内容思考，融入教师的课堂教学，调动学生的积极性，使学生更好地接受需要的知识，这个过程需要学生参与和反馈，才能合理评价教学效果，师生面对面的课堂交流有时更有助于教学效果的达成。

目前，对于课堂教学产生了各种教学改革的探索，例如在线课程、混合教学等。同时，为了发挥优秀教学资源的影响力，开展“金课”建设，利用网络、多媒体、VR/AR 等计算机技术，设计具有吸引力的课程内容和教学方式，当前已经造就很多精品课程。例如，作者已经完成一门专业在线课程计算机控制系统的建设，正在开展线上、线上线下混合教学尝试与评估。但是，大学教学，特别是一些专业性质的课程教学，教师与学生面对面的课堂情感交流必不可少，它可能会影响绝大多数学生的未来。教学是面对镜头的独角戏，还是直接面对众多学生的眼睛？这其实不是一个问题。当然大学老师也需要找到引起学生关注、使学生乐于交流的方式，需要吸引学生参与到教学中，形成知识的互动交流，为学生改变教学模式，选择适合的教学手段，通过学生们的反馈，合理评价教学效果，学生获得真实的知识，心理成熟，适应社会，这才是最终的教学目标。

学生应该是课堂的“主角”，教师应该是“引路者”，引导学生思考与获取，获取学生真实的反馈信息，总结教学中的得与失，这才是正确的课堂教学改革方向。任何形式的课堂教学改革，如果没有学生的直接参与和反馈，就无从谈起效果和成功，这个问题应该显而易见，可是现在很多做法却是空中楼阁、孤芳自赏，学生仅仅旁观教师的忙碌，课堂不参与，课后自学的现象很普遍，需要反思课堂教学还有存在的必要吗？目前，线上资源那么多，学生的选择也很多，课后网上学习已经是一种潮流，如何让学生回到课堂教学中，恢复课堂教学应有的“模样”，体现与线上教学的不同，这是需要教师们探讨的问题。课堂教学如何吸引学生的有效参与，体现线下教学的特点，同样是有待探讨的问题。

三、线上教学也要以学生需求为导向，需要学生参与和融入

网上教学要体现教师“在线”为首要目标，并不是简单的教学资源的“在线”。例如，作者选择“企业微信”作为在线教学平台，因为初期“钉钉”选的人多，担心服务器会出问题，所以选择用的人比较少的“企业微信”，保证“在线”教学效果，不会造成网络阻塞。目前，“在线”平台基本都能提供视频、屏幕共享等教学功能，只是在学生管理方面有一些差别。“企业微信”将教学班作为一个整体（部门），“在线”教学中，很容易统计学生出勤或在线与否，跟答疑的“微信群”还可以共享。而考试用的“钉钉”网上考试平台，同样也能避免“超星”等平台用的人过多出现问题，监考引入双机位模式，很好地反馈学生考试的状态。大学教学，特别是一些专业性质的课程教学，教师与学生面对面的“在线”情感交流不可少，它可能会影响绝大多数学生思考问题的方法与对未来的抉择。大学老师需要找到吸引学生、与学生进行真正情感交流的方式，并不是简单地看网上教学资源，学生的反馈必不可少，这才是“在线”网上教学的实质。

四、以学生需求为中心是工程教育、新工科改革的主线，实现专业培养目标的达成

当前，工程教育、新工科改革都是以学生工程问题能力培养为目标的，教学中采取面向学生需求为引导的OBE 教育理念。上海应用技术大学自动化专业遵循学校建设国际高水平应用创新型大学的定位，以立德树人为根本，采用ASciT-OBE 工程教育理念，突出新工科培养模式以学生为中心的工程教育理念，突出协同育人特色，对接“中国制造2025”发展战略的智能制造方向，发挥地方一流本科专业的特色，服务于长三角经济建设。实际教学中，学生们带着工程应用问题来，组成研究团队，分析控制需求，确定研究内容，给出自动化工程项目的系统方案设计。然后，教师评价方案的可行性，提出改进意见。学生团队将方案修改通过后，在网上单元设备库中申请设备，并预约实验室时间，实施自动化工程项目的硬件选型、安装与调试。进而依托硬件平台的设计软件功能，实现系统整体功能调试，分析与总结工程项目的完成情况，撰写实践报告。最后由老师组织实际操作与答辩考核，给出指导性意见。整个教学过程都应该是由学生们推动，反映学生对工程知识的需求，充分体现“以学生为中心，以教师为主导，以培养创新型人才为目标，以工程教育理念的转变为先导，以新工科改革为主线”的培养模式变革，实现专业培养目标的达成。

上海应用技术大学自动化专业的培养目标要求学生具有扎实的自动化基础知识和基本技能，能在化工、制造、生物等行业过程控制系统应用领域从事设计、开发、调试、操作、维护与管理工作，成为适应生产过程控制发展的应用型技术开发或管理人才。坚持立德树人，重点培养综合素质优良，德智体美劳全面发展的社会主义事业建设者，具有国际视野、服务上海区域经济，具有社会责任感、职业道德和人文素养的应用型人才，面向生产、管理、服务一线的专业型、技术型“现场工程师”。就业领域面向工业控制网络、“中国制造2025”发展战略，以工业互联网和智能控制为目标，具有过程控制分析、计算机控制系统集成等方面能力，培养能够胜任工业智能检测和自动化控制系统性能分析、设计、安装、调试和运行等方面工作的应用型技术人才。

根据自动化专业培养目标划分能力培养要求为三级：

（1）初级能力。具有生产工艺、控制理论、仪器仪表、计算机技术、自动化系统、行业技术标准等多学科知识，适应自动化系统工程对象的变化，以及职业发展的变化，熟悉自动化行业国内外发展现状和趋势。能够在自动化工程特别是生产过程自动控制领域中从事生产运行、工程设计、技术开发、建造或运行管理、科学研究等工作，成为所在单位相关领域的专业技术骨干或管理骨干。

（2）中级能力。具备综合运用自动化基础理论和一定智能控制技术，理解和解决自动控制系统分析、设计、开发、集成、服务或自动化工程项目施工、运行、维护等实际工程问题，并对自动化工程特别是生产过程自动控制领域涉及的经济、环境等进行分析的初步能力，成为专业型、职业型“现场工程师”。具有高度的社会责任感、道德修养和良好的心理素质，拥有健康的体魄和正确的人生价值观，具有较强的知识更新能力、创新意识、实践能力、组织协调能力、团队合作意识以及跨文化的交流、竞争与合作能力。

（3）高级能力。能够适应区域经济发展的需求，结合地区产业发展方向，紧跟国家战略，具备结合自动化新知识、新技术、新发展，发挥个人潜质，成为智能制造创新创业的人才。

根据自动化专业综合能力培养要求，以控制单元到控制系统到自动化工程再到创新的模式，跨越初级、中级到高级能力培养全过程，进一步规划自动化工程综合实训中心和工业互联网与工控安全实验平台建设，实现自动化专业“现场工程师”应用技术全流程的ASciTOBE 模式培养。其中，综合实训平台建设是以新工科工程应用型本科特色教学为切入点，以“新工科”工程认知和实践的理念，考虑自动化工程项目实施过程，为学生、教师提供典型控制设备、测控仪表、电气组件，形成单元设备库，同时配套网络实践教学信息管理平台，以开放式的实践模式，让学生根据需求自己进行项目构思、设计、实现和运作，教师辅助指导、审核项目方案和验收、评价项目，达到提升学生创新意识和工程应用能力的目的。通过调研国内一些工科高校，此方面建设还处于探索与起步阶段，但发展势头迅猛，建设具有上海应用技术大学特色的自动化专业实践教学模式，始终是实践教学改革的方向，综合实训平台建设真实地体现了这种思路。

教师必须对学生毕业时应达到的能力及其水平有清楚的构想，然后寻求设计适宜的教育结构来保证学生达到这些预期目标。在OBE 工程教育模式中，学生学到了什么和是否成功远比怎样学习和什么时候学习重要，即学生的需求最重要。下面以上海应用技术大学自动化专业自动化工程综合实训为例，结合学校ASciT-OBE 工程教学模式，突出新工科培养模式以学生需求为中心的理念，体现复杂工程问题分析和解决方案的过程。具体实施过程包括：

（1）学生组成团队（3～5 人/组），提出要解决的自动化工程问题，例如实现锅炉自动控制系统，也可由指导教师制定具体的自动化工程问题，学生团队初步明确每位同学的任务分工，建议全员参与各个环节，实现全部环节的工程训练。

（2）学生根据选择的工程问题，查找资料，设计自动控制系统方案，从网上实践教学信息系统中提交。

（3）指导教师或企业导师，在网上审查学生方案的合理性与可行性，给出指导意见，反馈给学生团队修改与完善。通过教师审查后，下一步进入实施环节。

（4）学生团队根据方案，选择硬件产品搭建系统。由自动化专业实验室提供通用产品库，并在信息系统中发布，供学生网上选择。

（5）学生团队硬件选好后，从信息系统中预约工程训练场所与时间，获得批准后，按要求完成自动化工程控制系统的组装、配线、连接与调试等全流程工作。

（6）现场实训期间，由指导教师或企业导师负责定时现场指导，并检查学生的完成情况，给出学生团队成员的工作评价。

（7）学生团队自动化工程按方案调试完成后，撰写自动化工程问题的实训报告，网上信息系统提交后可以申请团队考核。由指导教师或企业导师进行现场考评和答辩，按照制定的实训考核标准给出评分。如果考核未通过，对学生团队或成员提出改进意见，由学生团队进一步修改与完善后，再次考核，直至合格为止。

（8）指导教师与企业导师交流，根据学生团队实训情况，进行总结，发现问题，提出改进措施，对照专业培养目标的达成持续改进与完善细节。

实施中的一些问题需要研讨，例如，建立切实可行的长效机制，制定相对完善的规章制度；实践教学改革的及时总结；专业新知识、新技术、新设备的引入；促进课程内容的革新和教学改革；线上线下混合教学、虚拟仿真技术的融入；教师工作量的认证标准等方面。

上海应用技术大学自动化专业遵循学校一流应用创新型大学建设目标，充分发挥双师型教师占比高的优势，将企业应用经验融合到人才培养中，以课程体系与产业需求，工程教育与应用实践、创新创业教育与培养目标相结合为育人手段，实施自动化工程全流程ASciT-OBE 理念，与西门子、罗克韦尔等行业知名企业产教融合，培养出一批自动化行业的优秀毕业生。

以学生需求为导向的创新型教学改革新理念与新方法，才是教学改革的正确方向，而学生们的参与和获得，人才培养目标的达成，是评价教学改革成败的重要前提。