“以学生为中心”的新工科专业课程建设改革探究

摘  要：该文提出“以学生为中心”，从专业能力培养、混合教学模式、实验课程建设等三方面来探讨新工科专业课程建设的几点思考，提出“以学生为中心”的专业能力培养体系，“以学生为中心”的线上/线下混合教学模式，“以学生为中心”的虚拟仿真技术的实验课程建设思路等。这些研究为新工科专业的课程建设、专业认证和学科建设提供重要的参考。

关键词：以学生为中心;新工科;课程建设;混合教学;专业认证

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）23-0144-04

Abstract： This paper discusses some thoughts on the construction of new engineering curriculum from three aspects： professional ability cultivation， mixed teaching mode and experimental curriculum construction. This study puts forward a student-centered professional ability training system， a student-centered online/offline mixed teaching model， and a student-centered virtual simulation technology for the construction of experimental courses. The study provides important references for the curriculum construction， professional certification and discipline construction of new engineering majors.

Keywords： student-centered; new engineering; curriculum construction; mixed teaching; professional certification

目前，高等教育的重心是要培養人才，因此每个专业的课程建设主要素质和潜能表现作为衡量教学成果的主要依据，以促进其持续改进作为认证的最终目标。也就是说，认证的重点宗旨应该坚持以学生为中心的理念，完善支撑条件和坚持持续改进[1]。专业工程认证中的OBE理念中也强调以产出导向为原则，将受教育人的是考核“教育产出”，即学生学到什么，更加关注教育的结果和产出。因此，采用“能力导向”的认证标准来促进学校的持续改进，保证专业教育质量的持续提高[2]是一项重要的举措。这就要求在专业培养的各个环节都应该有明确的质量控制要求及检查措施，其中质量控制要求是要明确培养标准，检查是将发现的问题反馈于改进工作中[3]。而课程建设是专业培养环节中的关键一步，是一种阶段性的总结与检验，是课程教学质量持续改进的里程碑，是专业认证反馈与评价的重要环节。因此，这里以课程建设为目标，开展了电子信息技术专业课程建设的系列研究，提出了“以学生为中心”的课程建设思路，为电子信息技术专业的课程建设、专业认证和学科提供了重要的参考。

一  “以学生为中心”的专业能力培养体系构建

高校的各个新工科专业以培养学生的专业技能为核心。各专业课程教学都应以学生能力培养和达成为中心，培养过程中培养方案的设计、教学活动的绩效等都是以学生能力培养是否达成为主要目标。这种绩效是针对全体学生的合格性评价，而不是少数优秀的学生，也不是抽样的学生。图1给出了“以学生为中心”的专业能力培养体系框架，课程建设的基本构建主要以“学生”为中心，以培养目标与毕业要求为导向，通过课程体系平台的建设、发挥师资队伍与支持条件的作用，实现培养目标与毕业要求，构建内/外部评价反馈的持续改进体系。课程体系和师资队伍对课程教学形成条件支撑，课程教学为考核评价提供教学支撑，考核评价为毕业要求提供证明支撑，毕业要求为学生能力包括专业能力、通用能力、综合素养提供了重要的能力支撑。学生能力的高低进一步反证了专业培养目标。因此，通过课程体系、师资队伍、课程教学和考核评价等的持续改进，就可以实现以学生为中心的能力培养目标。

同时，针对新工科专业，围绕工程设计目标，以问题为牵引开展学生培养。通过学生能力点分解开展能力点支持的培养研究。学生的能力主要指专业能力、通用能力和社会素质三方面，专业能力主要指工程知识运用能力、问题分析能力、设计/开发能力、研究能力等;通用能力主要指现代工具使用能力、个人和团队工作能力、沟通交流能力和项目管理能力等;社会素质主要指工程与社会意识、环境和可持续发展意识、工程伦理与职业规范意识、终身学习意识。课程的持续改进主要包括持续的教研活动来实现，包括课程教学团队定期开展教学研讨、观摩和参加国内外同行交流，学习新技术和新手段，对教学中的问题进行研讨，修订和改进教学内容，促进教学改革。总之，课程建设成为学生能力培养的关键一环，势必需要在课程建设中开展深入的思考。

图2给出了“以学生为中心”的实践能力培养框图，主要包括以学生培养为中心和以学习规律为准则两个基本点，其中以学生培养为中心主要指从让学生学的时候学得懂，用的时候用得顺，到解决问题的时候想得到，甚至做得到;以学习规律为准则主要从课程引学、实践引练、需求启思到项目启创四个阶段，完成专业技能的学习和应用。最终形成“以能力为主线”和“以项目为驱动”的实践检验思路，包括项目、比赛、课程设计、考试和科研等方式。主要从做好课堂设计，做细教学案例、做实课程实践环节、做深教学改革研究、 做足课程思政、做精课程教材和做优在线慕课这几方面做好工作。做到抓课程质量、抓内容体系、抓课程思政、抓实践教学、抓产教融合和抓示范引领。

二  “以学生为中心”的线上线下混合教学模式的课程建设

在新冠感染疫情严峻形势和互联网快速发展的推动下，各种新型的线上教学形式层出不穷，如在线开放课程、翻转课堂、雨课堂、慕课等[4]。目前的一流课程评选中也将教学形式放在首要地位，从而出现了线上一流课程、线下一流课程、线上线下混合一流课程和虚拟仿真课程等多种形式。这种形式的变化给教学带来了巨大的挑战。随着电子信息技术和计算机技术的飞速发展，相关课程内容必须不断推陈出新[5]，人们解决问题的方法也在不断变化，最终引起教学内容的改革[6]。然而，教学改革必须充分考虑教学规律，而不是简单地内容增加或删减。教学内容更新的主要原则就是将有用的内容必须加入，同时适时适当删减已经过时不用的内容。而这些内容会以各种形式展现，如图片、视频、动画等，这些更加适合在线上给予展示。因此，传统的线下教学与线上教学成为一个必然趋势。然而，由于线上教学的特殊模式，更需要关注学生的学习效果。以学校和学生的实际情况为出发点，坚持“以学生为中心”的教学理念在线上教学中更需要深入地的探索。也就是说，线上教学比线下教学更需要强调“以学生为中心”。为了实时掌握学生的反映，可以通过增加学生的互动环节，激发学生自主学习，让学生主动参与到教学过程中，避免教师唱“独角戏”。与此同时，教师要对课程进行合理的设计也是吸引学生的重要手段，包括对内容、流程和互动的设计。通常很多知识我们学起来简单就认为对学生也简单，这是站在自己的知识积淀的基础上的感觉，没有换位思考，也是所谓的“知见障”。这就需要打破思维定式，切实地从学生出发来思考教学内容设计和推陈出新，才能使课程教学更好地服务人才培养，达到较好的培养绩效[7]。

树立“以学生为中心”的教育理念，应首先明晰课程教学中教与学的关系，具体包括以下四个方面的内涵：一是充分调动学生的主体性，为学生预留更多的时间和空间，引导学生主动参与教学过程;二是注重尊重学生的差异性，适应学生的不同基础和学习需求，为学生发展提供多元化的选择;三是强调知识学习与实际应用的有机结合，促进学用结合、学以致用;四是着眼学生的未来持续发展，注重培养学生的学习能力、研究意识、创新思维等能力素质[8]。

这里构建了“以学生为中心”的教与学混合培养体系，如图3所示。这里的“教和学的混合”主要从讲授自由结合、教学结合、课内课外结合和线上线下结合四个方面，其中教学模式的混合包括了课前预习、课堂讲授和课后复习三个阶段;学习方式的混合主要以系统讲授和自主学习两个方面;学习资源的混合主要包括课堂资源和网络资源的融合;学习空间的混合主要指教师面授和网络学习的混合。通过以上的四融合，实现了教与学混合培养，为线上线下混合教学模式开辟了道路。网络资源、线上授课、网络听课等就成为线上教学的新载体。

落实“以学生为中心”教育理念，既要求高校在构建整体课程体系时为学生预留更多的自主选择空间，满足学生差异化的发展需求，又要求教师在具体的课程教学过程中深化教学模式改革，借助现代信息技术，为学生提供丰富的学习资源，实现从教师到学生、从教学到学习的中心转变，体现“学是目的、教是手段，学是主体、教是主导，学是内因、教是外因”的关系，真正让学生成为学习的主人。

三  “以学生为中心”基于虚拟仿真技术的实验课程建设

在新工科專业的教学中，除了理论教学，实验教学也是至关重要的内容之一。在“以学生为中心”理念的影响下，很多课程的基础实验教学已经从以教为中心逐步向以学为中心的转变，目的是实现理论与实验融合，打破课堂界限。通过开展第一课堂和第二课堂的融合、专业教育和创新教育的融合、思政教育和专业教育融合的“三融合”，实现实验课程建设和实验室建设互为支撑。以工程教育专业认证为重要抓手， 开展教学质量的持续改进，从而加快推进“一流专业”建设和提高人才培养质量[9]。

针对传统工科课程设计实践教学手段中存在的问题，在实践教学中引入虚拟仿真技术辅助教学成为首要更新课程设计的首选教学手段。实践表明，在课程设计实践操作中引入虚拟仿真教学环节，很大程度上优化了教学模式，切实提升了学生实践创新能力，在培养学生的工程创新能力等方面取得良好的效果。

同时，在新工科专业的课程建设中，实验课程建设的一个重要组成就是要学会使用各种仿真软件开展系统设计。同时，很多设计都需要提前在仿真软件里进行设计和仿真，达到高效设计的目的。因此，很多核心专业课的教学中增加了软件仿真设计环节，为的就是让学生扎实掌握理论的同时加强理论的应用和验证，以便到实验室开展实践环节时胸有成竹[10]。而且，很多实验可以在仿真软件中得到。

图4给出了虚拟仿真技术的流程图（以ADS为例），首先根据需求分析设计要求，进一步确定方案，进行系统的原理图设计，加载输入信号后就可以采用软件开展电路的仿真，测试电路性能指标是否满足要求，如果不满足要求就需要及时修改电路重新进行仿真验证，如果满足要求就接着开展电路的版图设计，最终实现系统的制作。

四  结束语

基于“以学生为中心”的理念，本文探讨了新工科专业课程建设的几点思考，提出了“以学生为中心”的专业能力培养体系、“以学生为中心”的线上/线下混合教学模式、“以学生为中心”基于虚拟仿真技术的实验课程建设思路。这些研究为电子信息技术专业的课程建设、专业认证和学科评估提供了重要的参考。

今后通过课程建设的系列改革，老师和学生在教与学的各个环节都要倾注更多的精力，一定会在教师教学能力的加强和学生专业能力的提高方面取得长足的进步。在一流课程建设、教研团队建设、教学改革项目、学科竞赛、教学竞赛、创新创业大赛、毕业设计、考研比例及教材出版多方面达到质和量的提高。

参考文献：

[1] 教育部.关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知[EB/OL].（2018-08-27）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201809/t20180903_347079.html.

[2] 教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A01/s7048/201007/t20100729_171904.html.

[3] 教育部关于印发《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的通知[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/gjs_left/s5664/moe_1623/201001/t20100129_88633.html.

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[6] 王玉菡.基于“混合式学习”教学模式的《电子技术》课程改革与实践[J].内江科技，2016，37（9）：150.

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[8] 高秋红.项目驱动的线上线下混合教学模式在数字电子技术课程中的应用研究[J].教育教学论坛，2020（20）：280-281.

[9] 赵铭超，孙澄宇.虚拟仿真实验教学的探索与实践[J].实验室研究与探索，2017，36（4）：90-93.

[10] 王卫国.胡今鸿，刘宏.国外高校虚拟仿真实验教学现状与发展[J].实验室研究与探索，2015，34（5）：214-219.

基金项目：2021年度国家民委教改项目“西部地区民族院校‘双创型人才培养模式研究——以青海民族大学为例”（21070）;2021年青海民族大学本科一流课程建设项目“电路分析基础”（[2021]-40）

作者简介：林倩（1982-）女，汉族，陕西蓝田人，博士，教授。研究方向为电子信息技术。