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基于“OBE+思政”理念的基礎(chǔ)機(jī)器人課程建設(shè)與改革

2023-12-25 03:46:10唐毓納楊程鈞
河池學(xué)院學(xué)報(bào) 2023年5期
關(guān)鍵詞:河池電氣工程機(jī)器人

覃 勇,徐 詠,唐毓納,楊程鈞

(河池學(xué)院 人工智能與制造學(xué)院,廣西 河池 546300)

隨著我國(guó)新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科的建設(shè)和“工業(yè)4.0”藍(lán)圖的出爐,社會(huì)對(duì)人才的衡量標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)實(shí)要求也在不斷提高。傳統(tǒng)教育強(qiáng)調(diào)“教師教什么”,其體系很大程度上依賴于標(biāo)準(zhǔn)化流程,即學(xué)生在特定時(shí)間、特定地點(diǎn),參加由一位老師主講的課程或講座。顯然,傳統(tǒng)教學(xué)模式已不能滿足現(xiàn)今的需求,大部分學(xué)校在調(diào)整和改革人才培養(yǎng)模式及課程體系。以學(xué)生為中心的成果導(dǎo)向教育(Outcome-Based Education,簡(jiǎn)稱“OBE”)理念已經(jīng)成為一種全球教育教學(xué)趨勢(shì),基于OBE理念的混合教學(xué)模式引起了教育教學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注[1]。對(duì)比傳統(tǒng)教育理念,OBE理念強(qiáng)調(diào)“學(xué)生學(xué)到什么”,它是以學(xué)生為中心,結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況,通過課程、自學(xué)和實(shí)踐使學(xué)生最終掌握知識(shí)、技能和價(jià)值的一種教育模式。在新一輪科技革命、新一代人工智能(Artificial Intelligence,簡(jiǎn)稱“AI”)和“中國(guó)制造2025”的推進(jìn)過程中,地方本科高校作為培養(yǎng)工程人才的主要陣地,正積極以O(shè)BE教學(xué)理念開展高等教育教學(xué)改革和全面提高教育教學(xué)質(zhì)量,滿足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,并為地方提供更多高素質(zhì)人才[2]。

學(xué)生的學(xué)習(xí)成果是國(guó)際工程教育公認(rèn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),OBE就是一種基于學(xué)習(xí)成果輸出的教育模式,它要求確定教育的輸出,明確培養(yǎng)什么樣的人,注重學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和成果轉(zhuǎn)化,弱化了教師所提供的課程質(zhì)量。我國(guó)教育規(guī)模長(zhǎng)期位居世界第一,為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,適應(yīng)國(guó)家、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,增強(qiáng)人才的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力,2006年國(guó)內(nèi)開始探討工程教育專業(yè)認(rèn)證,直到2016年簽署《華盛頓協(xié)議》才標(biāo)志著國(guó)內(nèi)全面啟動(dòng)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作,“以學(xué)生為中心”“OBE”“持續(xù)改進(jìn)”的教育理念和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系逐漸融入高等教育過程之中[3-4]。目前,我國(guó)各高校積極參與工程教育專業(yè)認(rèn)證工作,廣大教師也對(duì)此工作展開了積極的探索與實(shí)踐。截至2022年底,全國(guó)共有321所普通高等學(xué)校2 385個(gè)專業(yè)通過了工程教育認(rèn)證,涉及機(jī)械、電氣等24個(gè)工科專業(yè)類[5]。

2020年,《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》正式發(fā)布,其強(qiáng)調(diào)“把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系,全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè),發(fā)揮好每門課程的育人作用,提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量”[6]。廣西壯族自治區(qū)教育廳積極行動(dòng),制定并出臺(tái)了《全面推進(jìn)廣西高等學(xué)校課程思政建設(shè)的實(shí)施意見》,部署在全區(qū)高校所有學(xué)科專業(yè)中構(gòu)建全面覆蓋、類型豐富、層次遞進(jìn)、相互支撐的課程思政體系,帶動(dòng)廣西高校教師提升課程思政建設(shè)能力。在高校課程建設(shè)和改革過程中融入思政內(nèi)容,加強(qiáng)課程思政建設(shè),踐行“三全育人”理念,有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)主義核心價(jià)值觀,引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值與國(guó)家發(fā)展、民族復(fù)興、人類福祉緊密相連。

綜上所述,課程思政的目標(biāo)是培養(yǎng)具有習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想的有“德”學(xué)生;基于OBE理念的工程教育教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)具有工程素養(yǎng)和國(guó)際視野的應(yīng)用型人才。在當(dāng)前工程教育專業(yè)認(rèn)證改革背景下,如何培養(yǎng)學(xué)生成為“德”“才”兼?zhèn)?,“德”“學(xué)”雙修的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,對(duì)發(fā)展國(guó)家科學(xué)技術(shù)和地方經(jīng)濟(jì),搞好工程建設(shè),提高人民生活質(zhì)量有著重要意義和深遠(yuǎn)影響?;A(chǔ)機(jī)器人課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一,它為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供實(shí)踐基礎(chǔ),在人才培養(yǎng)方案和課程體系中具有不可替代的作用。因此,基礎(chǔ)機(jī)器人課程如何結(jié)合OBE和課程思政,如何重新確立培養(yǎng)目標(biāo),如何分解畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn),如何持續(xù)改進(jìn)專業(yè)課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和評(píng)價(jià)體系,是目前培養(yǎng)“德”“才”兼?zhèn)涞牡胤綉?yīng)用型人才面臨的主要問題和重要挑戰(zhàn)。

一、融入“OBE+思政”理念的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案

《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》《電子信息與電氣工程類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資隊(duì)伍和支持條件等有明確的要求[7-8],其中課程目標(biāo)是畢業(yè)要求的基礎(chǔ),畢業(yè)要求是培養(yǎng)目標(biāo)的重要體現(xiàn),畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)決定著課程目標(biāo)。對(duì)比歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)的普通高等學(xué)校本科工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)增加了愛國(guó)敬業(yè)、改革創(chuàng)新和艱苦奮斗等社會(huì)主義接班人必備的素質(zhì),強(qiáng)調(diào)了工程應(yīng)用、工程素養(yǎng)和工程實(shí)踐能力,內(nèi)容更加豐富、完善,也更符合國(guó)情,例如培養(yǎng)工程意識(shí)、協(xié)作精神,工程設(shè)計(jì)能夠考慮環(huán)境、法律和倫理等制約因素。

在高?!叭恕惫ぷ髦?,人才培養(yǎng)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè),地方高校需要根據(jù)工程技術(shù)發(fā)展、行業(yè)需求和學(xué)校定位等來確定人才培養(yǎng)方案,從而培養(yǎng)出具有科學(xué)創(chuàng)新思維、知識(shí)面廣、工程實(shí)踐能力較強(qiáng)和有終身學(xué)習(xí)能力的工程應(yīng)用型人才。河池學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)自2012年開設(shè)以來,在辦學(xué)基礎(chǔ)條件、師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)科研水平以及人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面均有了較大提升,現(xiàn)已成為具有一定亮點(diǎn)的廣西區(qū)級(jí)特色專業(yè)和廣西區(qū)級(jí)一流本科專業(yè)。隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步和工程教育認(rèn)證的不斷推進(jìn),電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)作為工程領(lǐng)域的一個(gè)重要范疇,受重視程度逐漸提高。同時(shí),該專業(yè)的人才培養(yǎng)也存在一些問題,例如分解指標(biāo)點(diǎn)中思政內(nèi)涵模糊、課程支撐缺乏系統(tǒng)性、思政能力指標(biāo)對(duì)應(yīng)的考核方式不合理、畢業(yè)要求評(píng)價(jià)體系和綜合實(shí)踐思政要素缺乏等[9]。為迎接新工業(yè)革命的挑戰(zhàn)和培養(yǎng)復(fù)合型新型工程人才,結(jié)合社會(huì)主義辦學(xué)方向、學(xué)校專業(yè)發(fā)展定位和專業(yè)內(nèi)涵式建設(shè),融入“OBE+思政”理念的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)指導(dǎo)方案的總體結(jié)構(gòu),如圖1所示。

圖1 融入“OBE+思政”理念的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)指導(dǎo)方案

該人才培養(yǎng)指導(dǎo)方案中的內(nèi)外需求包括:國(guó)家和社會(huì)發(fā)展需要、市場(chǎng)和行業(yè)職業(yè)要求、學(xué)校定位和發(fā)展、學(xué)生個(gè)人和家庭期望。一個(gè)專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃是否成功,關(guān)鍵是要建立可以達(dá)到和評(píng)估的人才培養(yǎng)目標(biāo),例如專業(yè)就業(yè)崗位、畢業(yè)生應(yīng)該具備的專業(yè)技能和素質(zhì)等。人才培養(yǎng)目標(biāo)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)5年后能夠達(dá)到的職業(yè)高度和專業(yè)成就。通過對(duì)企業(yè)單位、授課教師、畢業(yè)生和在校生等相關(guān)人員的問卷調(diào)查和深入訪談,我們認(rèn)為,此專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)可增加的價(jià)值和情感目標(biāo)主要包括:第一,綜合運(yùn)用電氣工程及其相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),解決電力工程設(shè)計(jì)與系統(tǒng)、裝備制造、自動(dòng)化與控制和機(jī)電控制工程等方面的復(fù)雜工程問題,在工程實(shí)踐中體現(xiàn)創(chuàng)新能力;第二,運(yùn)用電氣工程及其相關(guān)行業(yè)的安全法規(guī)、法律知識(shí)和專業(yè)能力解決本領(lǐng)域設(shè)計(jì)、制造和工作中出現(xiàn)的問題,能夠評(píng)估電氣工程的成效和影響;第三,具備良好的人際交往能力,能夠從法律、倫理、社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)等角度管理電氣工程項(xiàng)目;第四,能夠應(yīng)用專業(yè)知識(shí)服務(wù)國(guó)家、廣西和河池地方,具備科學(xué)情懷、工程師素質(zhì)和使命擔(dān)當(dāng)精神;第五,具備前沿視野和可持續(xù)發(fā)展理念,能夠愛崗敬業(yè)和攻堅(jiān)克難,具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

基礎(chǔ)機(jī)器人課程是河池學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)實(shí)踐課程,一般開設(shè)在大學(xué)一年級(jí)。該課程通過兩輪小型機(jī)器人的制作、設(shè)計(jì)和PBASIC編程[10]2,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)邏輯、編程思維、開發(fā)實(shí)踐等能力。按照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)要求有12條,與基礎(chǔ)機(jī)器人課程相關(guān)的矩陣點(diǎn)是其中的第二點(diǎn)“問題分析”和第三點(diǎn)“設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案”。經(jīng)過專業(yè)課程思政要素分解,融入課程思政的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)分別為:指標(biāo)點(diǎn)2.4,能運(yùn)用基本原理,借助文獻(xiàn)研究,分析電氣工程設(shè)計(jì)、應(yīng)用和自動(dòng)化過程的影響因素,獲得有職業(yè)道德、有社會(huì)責(zé)任感和科學(xué)有效的結(jié)論;指標(biāo)點(diǎn)3.1,掌握電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)、開發(fā)方法和技術(shù),通過家國(guó)情懷和可持續(xù)發(fā)展理念了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。

二、構(gòu)建基于“OBE+思政”理念的基礎(chǔ)機(jī)器人課程

河池學(xué)院基礎(chǔ)機(jī)器人課程瞄準(zhǔn)電氣工程技術(shù)智能化發(fā)展方向,根據(jù)人才培養(yǎng)方案,以基礎(chǔ)機(jī)器人技術(shù)為主線,以學(xué)生為中心,貫通“OBE+思政”理念。專業(yè)課程建設(shè)和改革是人才培養(yǎng)的“主戰(zhàn)場(chǎng)”,建設(shè)一門能通過工程教育認(rèn)證和能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的課程不是一蹴而就的,應(yīng)該從充分了解學(xué)生情況、具有特色的課程目標(biāo)、課程建設(shè)與教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)效果檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)等方面著手。

(一)充分了解學(xué)生情況

OBE理念在高等教育中快速發(fā)展的重要原因,就是其以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的個(gè)人進(jìn)步和學(xué)習(xí),側(cè)重學(xué)生實(shí)現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)需要教師充分了解本專業(yè)、本行業(yè)和學(xué)生的情況,搞清楚“世界等待什么,中國(guó)需要什么,廣西承擔(dān)什么,河池能做什么,河池學(xué)院學(xué)生該學(xué)什么”。目前,河池學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生,對(duì)基礎(chǔ)機(jī)器人課程充滿期待和興趣,但缺乏對(duì)課程學(xué)習(xí)的連續(xù)性;對(duì)課堂傳授的機(jī)器人知識(shí)和編程技巧好奇且積極聆聽,但部分學(xué)生缺乏自主性;部分學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,課后的擴(kuò)展工程實(shí)踐效果不太理想。

(二)具有特色的課程目標(biāo)

課程目標(biāo)是社會(huì)行業(yè)需求、學(xué)校發(fā)展定位和專業(yè)人才培養(yǎng)的集中體現(xiàn),是結(jié)合地方特色、學(xué)校定位、學(xué)院發(fā)展、專業(yè)目標(biāo)和學(xué)生學(xué)情等各方面因素,充分評(píng)估學(xué)生的知識(shí)、素質(zhì)和能力之后而科學(xué)制定的。作為一所廣西區(qū)內(nèi)生源比例高達(dá)78%、貧困生較多、學(xué)生基礎(chǔ)較差的地方應(yīng)用型本科院校,河池學(xué)院根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和結(jié)課學(xué)生的反饋意見,對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.4和3.1支撐的融入思政要素的課程目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化。其中,融入嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)和工匠精神的“課程目標(biāo)1”是對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.4的支撐,而支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1的是緊扣河池產(chǎn)業(yè)需求的“課程目標(biāo)2”。具體如表1所示。

表1 基礎(chǔ)機(jī)器人課程目標(biāo)

(三)課程建設(shè)與教學(xué)設(shè)計(jì)

為響應(yīng)國(guó)家對(duì)未來新型人才的培養(yǎng)需求,解決當(dāng)前畢業(yè)生的能力與行業(yè)需求不匹配問題,我們需要不斷參考借鑒優(yōu)質(zhì)課程資源,優(yōu)化基礎(chǔ)機(jī)器人課程結(jié)構(gòu)?;凇癘BE+思政”理念的基礎(chǔ)機(jī)器人課程建設(shè),包括教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)課件等相關(guān)內(nèi)容,著力建設(shè)符合學(xué)生發(fā)展?fàn)顟B(tài)和學(xué)習(xí)需要的、具備地方特色的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐資源,使課程內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn)和生動(dòng)有趣,包含較多的促進(jìn)學(xué)生思考的素材。例如,引入韋拔群、黃庭堅(jiān)等名人事例,引出“自主導(dǎo)航無人駕駛”“模擬嫦娥五號(hào)月球探測(cè)”“惡劣邊境巡防”等機(jī)器人綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

此外,教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)合理分配教學(xué)時(shí)數(shù),明確每次課的教學(xué)目標(biāo),選擇合適的課程思政教學(xué)資源,采用能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)效果的教學(xué)方式方法。根據(jù)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱,河池學(xué)院基礎(chǔ)機(jī)器人課程共32學(xué)時(shí),其中課堂上重難點(diǎn)問題的分析和講解是24學(xué)時(shí),配套的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)是8學(xué)時(shí)。為落實(shí)專業(yè)課育人要求,學(xué)生課外需完成線上線下的預(yù)習(xí)、討論、復(fù)習(xí)、測(cè)試和作業(yè)等學(xué)習(xí)任務(wù),提升他們精益求精的工匠精神和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的優(yōu)良作風(fēng)。

在課程思政內(nèi)容設(shè)計(jì)方面,以機(jī)器人技術(shù)發(fā)展作為切入點(diǎn),穿插我國(guó)機(jī)器人、5G和芯片等自主研發(fā)典型事例,增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和使命感。同時(shí),注重引導(dǎo)學(xué)生向業(yè)界前輩學(xué)習(xí),主動(dòng)服務(wù)廣西,主動(dòng)服務(wù)河池,樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。

(四)教學(xué)效果的檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)

學(xué)生學(xué)習(xí)和成果產(chǎn)出是一個(gè)復(fù)雜的過程,需要不斷持續(xù)改進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果。教學(xué)評(píng)價(jià)使教育教學(xué)過程的輸入、輸出、相互聯(lián)系的因果關(guān)系和依賴關(guān)系形成一個(gè)閉環(huán)回路[11],使教育教學(xué)過程可以被檢查、追蹤、復(fù)查和評(píng)價(jià)?;A(chǔ)機(jī)器人課程以學(xué)生為中心,以產(chǎn)出為導(dǎo)向,不以筆試成績(jī)作為學(xué)習(xí)成果的最終評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),而是強(qiáng)調(diào)把學(xué)生積累的學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)作為評(píng)判成績(jī)的重要指標(biāo),鼓勵(lì)和動(dòng)員學(xué)生自覺學(xué)習(xí)。同時(shí),此課程把學(xué)生學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)作為評(píng)價(jià)教學(xué)效果的一部分,包括學(xué)生會(huì)說、學(xué)生會(huì)做、學(xué)生會(huì)教等內(nèi)容,最終學(xué)生成果的產(chǎn)出包括學(xué)習(xí)的心得、體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果的提高、互助互學(xué)氛圍的養(yǎng)成。

三、基于“OBE+思政”理念的基礎(chǔ)機(jī)器人課程教學(xué)實(shí)施

課程建設(shè)有助于解決專業(yè)同質(zhì)化問題,課程質(zhì)量是工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心,若課程建設(shè)開展得很好,卻無法落實(shí)到教學(xué),則難以達(dá)到教書育人效果。課程建設(shè)最重要的是理念,教學(xué)實(shí)施最重要的是方法,目前我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證的“最后一公里”是將OBE融入課程中[12]。如何建設(shè)好課程教學(xué)這個(gè)“主渠道”,如何落實(shí)好“OBE+思政”理念、方案及有關(guān)改革措施,如何開展好“三全育人”工作以實(shí)踐立德樹人根本任務(wù),是教育工作者需要迫切解決的問題。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)育人和育才相統(tǒng)一,突出學(xué)生的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力,培養(yǎng)具有解決復(fù)雜工程問題能力和工程實(shí)踐與創(chuàng)造能力,綜合素質(zhì)高的工程師。因此,在基礎(chǔ)機(jī)器人課程的教學(xué)實(shí)施過程中,河池學(xué)院以工程教育專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向,有機(jī)融入“OBE+思政”理念,落實(shí)電氣工程專業(yè)技能培養(yǎng)目標(biāo),塑造和增強(qiáng)學(xué)生的自信心、職業(yè)素養(yǎng)和行為習(xí)慣。

(一)以工程師專業(yè)能力為導(dǎo)向,融合電氣智能化知識(shí),充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù),促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)

電氣工程既是一個(gè)學(xué)科交叉的專業(yè),又是一個(gè)高度實(shí)用的行業(yè),其要求畢業(yè)生具備訓(xùn)練有素的工程人才技能以及解決工程問題的創(chuàng)新能力、管理能力和實(shí)踐能力。傳統(tǒng)的教學(xué)過于注重書本知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握,忽視現(xiàn)實(shí)社會(huì)和工程實(shí)踐相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用,難以指導(dǎo)學(xué)生形成創(chuàng)造性思維,較難達(dá)到電氣工程師的要求。河池學(xué)院根據(jù)人才培養(yǎng)方案、畢業(yè)要求和課程目標(biāo),以工程師專業(yè)能力為導(dǎo)向,把握理論課中學(xué)生積極性和學(xué)習(xí)效率的變化,注重每課之間、章節(jié)之間內(nèi)容的關(guān)聯(lián),科學(xué)授課,精講課程重點(diǎn)和難點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生明了該學(xué)什么,學(xué)到什么程度,注重使用老知識(shí)解決新問題,培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)新規(guī)律。

河池學(xué)院基礎(chǔ)機(jī)器人課程的教學(xué)實(shí)施落實(shí)立德樹人根本任務(wù),以學(xué)生學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出為目標(biāo),基于工程教育專業(yè)認(rèn)證工作,融合電氣智能化知識(shí),理論和實(shí)踐相結(jié)合,加強(qiáng)思政教育,擴(kuò)展課外技能,提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。學(xué)院根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異設(shè)計(jì)個(gè)性化教學(xué),為每個(gè)學(xué)生提供合適的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),完成具有挑戰(zhàn)性的組合式任務(wù),強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)過程和過程成果,關(guān)心培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。通過一些能讓學(xué)生實(shí)踐的工程案例,例如機(jī)器人組裝、觸覺導(dǎo)航和紅外線導(dǎo)航等,引導(dǎo)學(xué)生分析和解決問題,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人的積極性。通過線上線下混合式教學(xué)活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題,把重點(diǎn)放在幫助學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)和技能,以便學(xué)生實(shí)現(xiàn)明確的預(yù)期結(jié)果,提高成就感,鍛煉學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。

(二)以工程項(xiàng)目和問題學(xué)習(xí)為核心,協(xié)同理論與實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生工程思維能力

對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生來說,基礎(chǔ)機(jī)器人課程要求他們能夠靈活運(yùn)用機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與編程技巧,故采用項(xiàng)目教學(xué)法將知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)及思想教育相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及教學(xué)效果的深度融合與有效創(chuàng)新。不同于傳統(tǒng)的課堂教學(xué),此課程教學(xué)以工程項(xiàng)目和問題學(xué)習(xí)為核心,學(xué)習(xí)任務(wù)為明線,知識(shí)與技能、素質(zhì)培養(yǎng)為暗線,教師作為項(xiàng)目和問題探討的協(xié)調(diào)人,發(fā)揮指導(dǎo)作用,提出具有挑戰(zhàn)性的任務(wù),利用示范、評(píng)價(jià)和反饋,使學(xué)生能夠集思廣益和積極思考,使用已經(jīng)掌握的知識(shí)解決實(shí)際工程問題,協(xié)同理論與實(shí)踐,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)效果,促使學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用新知識(shí),不斷改進(jìn)、不斷優(yōu)化。通過企業(yè)和學(xué)院教師合作設(shè)計(jì)的項(xiàng)目式教學(xué)方法和問題式教學(xué)方法,例如機(jī)器人迷路時(shí)的人工智能決策、如何計(jì)算運(yùn)動(dòng)距離等,學(xué)生可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的理解和遷移,逐步演繹和分析問題,發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)兩輪小型機(jī)器人系統(tǒng),完成預(yù)定項(xiàng)目任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力。

(三)改革考核與教學(xué)評(píng)價(jià)方式,注重過程評(píng)價(jià),充分肯定學(xué)生成長(zhǎng)

傳統(tǒng)考試是一種單一的總結(jié)性評(píng)價(jià)方式,其缺乏評(píng)價(jià)系統(tǒng)性、評(píng)價(jià)過程性和評(píng)價(jià)診斷性。河池學(xué)院基礎(chǔ)機(jī)器人課程基于OBE理念,基于以培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程目標(biāo)為持續(xù)改進(jìn)基準(zhǔn)的三循環(huán)評(píng)價(jià)與改進(jìn)模型[12],采用形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性課程考試相結(jié)合的考核方式。其中,課程目標(biāo)形成性評(píng)價(jià)采用課程過程評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)價(jià)和測(cè)試教學(xué)效果,注重學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和過程,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià),充分肯定學(xué)生的成長(zhǎng),給予學(xué)生更多的獨(dú)立思考機(jī)會(huì),培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)能力。

為建立面向產(chǎn)出的課程教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制,河池學(xué)院基礎(chǔ)機(jī)器人課程目標(biāo)與課程考核的關(guān)系如表2所示,課程目標(biāo)的達(dá)成度通過總結(jié)性課程考試成績(jī)(占60%)和平時(shí)成績(jī)(占40%)綜合而來。平時(shí)成績(jī)分?jǐn)?shù)由線上學(xué)習(xí)與作業(yè)、課堂表現(xiàn)與學(xué)習(xí)態(tài)度、基本功能實(shí)驗(yàn)與報(bào)告和綜合應(yīng)用實(shí)踐構(gòu)成。線上學(xué)習(xí)與作業(yè)成績(jī)占40%,課堂表現(xiàn)與學(xué)習(xí)態(tài)度成績(jī)占20%,基本功能實(shí)驗(yàn)與報(bào)告成績(jī)占20%,綜合應(yīng)用實(shí)踐成績(jī)占20%。其中,線上學(xué)習(xí)與作業(yè)成績(jī)中,課程參與占10%,練習(xí)與作業(yè)占20%,隨堂測(cè)試占20%,章節(jié)測(cè)試占20%,互相探討占30%。采用全過程、形成性和總結(jié)性的綜合教學(xué)評(píng)價(jià)方式可以引導(dǎo)學(xué)生解決問題,挖掘?qū)W生的興趣,激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)機(jī),使學(xué)生積極參與學(xué)習(xí),改變傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀況。

表2 基礎(chǔ)機(jī)器人課程目標(biāo)與課程考核關(guān)系

(四)落實(shí)校企合作,推進(jìn)企業(yè)項(xiàng)目課程化,深化產(chǎn)教融合、協(xié)同育人

依托廣西高校系統(tǒng)控制與信息處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣西區(qū)級(jí)電氣虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,河池學(xué)院與企業(yè)共建達(dá)到行業(yè)水平和工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,在課程教師和企業(yè)員工指導(dǎo)下,讓學(xué)生參與企業(yè)項(xiàng)目工程,鞏固學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí),為學(xué)生提供貼近實(shí)際的工程實(shí)踐機(jī)會(huì)。此外,河池學(xué)院還結(jié)合新一代智能電氣工程行業(yè)的需求,持續(xù)深化校企合作。例如,河池學(xué)院與廣西南丹南方金屬有限公司和廣西盛隆冶金有限公司等展開校企合作,組建“愛匯百變河池學(xué)院機(jī)器人技術(shù)研發(fā)中心”等校企合作平臺(tái),鼓勵(lì)企業(yè)工程人員參與課程建設(shè)與教學(xué)。由企業(yè)工程人員和課程教師將工業(yè)化、自動(dòng)化、智能化的企業(yè)工程項(xiàng)目?jī)?nèi)容整合到專業(yè)課程教學(xué)與實(shí)踐中,強(qiáng)調(diào)理論與工程實(shí)踐并重,以學(xué)生成果產(chǎn)出為導(dǎo)向,融合實(shí)踐教育、思政教育和工程教育,開展綜合性項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)基礎(chǔ)、工程素養(yǎng)、創(chuàng)新實(shí)踐能力和工匠精神。

四、基于“OBE+思政”理念的基礎(chǔ)機(jī)器人課程教學(xué)實(shí)踐效果

河池學(xué)院基礎(chǔ)機(jī)器人課程,是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)基于“OBE+思政”導(dǎo)向創(chuàng)新實(shí)踐的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,2020年12月獲得學(xué)校課程思政示范課程建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng)。經(jīng)過課程教學(xué)實(shí)施和實(shí)踐改革,此課程入選中國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)2021年“課程思政示范課”。同時(shí),此課程所支撐的研究與實(shí)踐成果《地方高校工科專業(yè)“三三式”人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐》,獲得2021年廣西高等教育自治區(qū)級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。2022年,此課程骨干教師參加“余姚杯”首屆中國(guó)高校智能機(jī)器人創(chuàng)意大賽,榮獲三等獎(jiǎng)。此外,近3年以來,學(xué)生參加中國(guó)教育機(jī)器人大賽,榮獲特等獎(jiǎng)2項(xiàng)和一等獎(jiǎng)4項(xiàng);學(xué)生參加2022 RoboCom機(jī)器人開發(fā)者大賽CAIR工程競(jìng)技賽道全國(guó)總決賽奪寶奇兵自動(dòng)賽,榮獲三等獎(jiǎng)。我們對(duì)基礎(chǔ)機(jī)器人課程融入“OBE+思政”理念的教學(xué)效果進(jìn)行了評(píng)估,課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況如表3所示。

表3 基礎(chǔ)機(jī)器人課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置的合格標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成度為70%。從近3年課程目標(biāo)達(dá)成度來看,“課程目標(biāo)1”和“課程目標(biāo)2”的達(dá)成度逐步提升,但仍有一定的優(yōu)化空間,尤其是“課程目標(biāo)2”對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容側(cè)重實(shí)踐操作,但評(píng)價(jià)考核相對(duì)比較抽象,難以體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn),可進(jìn)一步豐富機(jī)器人綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和評(píng)價(jià)方法,持續(xù)改進(jìn)此課程教學(xué)。

五、結(jié)語

為落實(shí)全國(guó)教育大會(huì)精神,培養(yǎng)具有愛國(guó)敬業(yè)、使命擔(dān)當(dāng)、大國(guó)工匠精神和工程素養(yǎng)的“德技雙馨”高素質(zhì)應(yīng)用型人才,河池學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)在2016年引入OBE教學(xué)理念,2019年全面推進(jìn)專業(yè)課程思政建設(shè),2020年在工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的基礎(chǔ)上,基礎(chǔ)機(jī)器人課程提出了融入“OBE+思政”理念的課程建設(shè)與教學(xué)改革。課程改革以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出OBE為核心,結(jié)合工程教育認(rèn)證要求,有機(jī)融入思政育人,構(gòu)建基于“OBE+思政”的教學(xué)新模式。實(shí)踐證明,基于“OBE+思政”理念的基礎(chǔ)機(jī)器人課程建設(shè)與改革,提高了課程教學(xué)的實(shí)效性和協(xié)同性,促進(jìn)了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的全面發(fā)展,有效支撐了專業(yè)工程教育實(shí)施和認(rèn)證工作。

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