以现代产业学院建设为导向的课程改革研究

［摘 要］ 现代产业学院建设是推动高等教育高质量发展和培养高素质人才的重要举措。课程教学作为现代产业学院建设的重要组成部分，是保证培养人才质量的关键环节。以现代产业学院建设为导向的课程改革研究，以机械设计制造及其自动化专业核心课程“机电传动控制”为例，在充分分析课程学情的基础上，对课程内容与资源的建设、课程考核评价方式等进行了研究和探索。最后，结合理论教学环节、实践教学环节和课程思政改革等三个方面的创新举措，验证了课程改革的积极成效。

［关键词］ 现代产业学院；产学协同育人；课程改革

［基金项目］ 2021年度吉林省教育科学“十四五”规划重点课题“基于耗散结构理论的现代产业学院建设及其有序性评价研究”（ZD21061）

［作者简介］ 王 尧（1977—），男（满族），山东莱阳人，博士，北华大学机械工程学院副教授，主要从事工程机械节能技术、冰雪运动装备研发研究；周小龙（1987—），男，吉林长春人，博士，北华大学机械工程学院讲师，主要从事机械故障诊断、教育教学改革研究；孙雪梅（1970—），女，吉林九台人，硕士，北华大学机械工程学院副教授，主要从事机械制造、教育教学改革研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）27-0065-04 ［收稿日期］ 2022-10-15

引言

2020年7月，教育部办公厅、工业和信息化部办公厅印发《现代产业学院建设指南（试行）》，明确提出培养适应和引领现代产业发展的高素质应用型、复合型、创新型人才，是高等教育支撑经济高质量发展的必然要求，是推动高校分类发展、特色发展的重要举措［1］。

课程建设是现代产业学院建设的重要组成部分，对于扎实推进新工科建设和全面提高人才培养质量具有重要的基础性作用［2-4］。提升课程教育教学质量，创新课程教学内容和教学模式是增强课程建设效果的有效手段［5-7］。我院“机电传动控制”是吉林省省级优秀课程，近年来，我院以现代产业学院建设为导向，在课程的学情分析、课程内容与资源建设、课程教育教学创新举措等方面进行了深入研究与实践，取得了较好的成效。

一、课程简介及学情调研

“机电传动控制”是机械工程及自动化专业的一门必修学科基础课，是学生学习和掌握机械设备电气传动与控制知识的主要途径。本课程主要介绍机械设备电气传动及控制的作用、特点、历史、现状及未来发展方向。经过本课程的学习，学生应掌握电气传动与控制系统及装置的构成器件的有关必备知识，主要包括各种常用电动机、低压电器、可编程控制器、伺服驱动及变频技术等的工作原理、结构特点和工作特性及选用方法；掌握开环和闭环控制系统的实现方法与工作原理，学会分析和使用一般难度的电气传动控制系统和装置的基本方法；了解机电传动控制的一般原理和基础知识，掌握分析、设计和使用机电传动控制系统与装置、器件的基本技能，获得工程师必备的知识储备和技能训练。我院每年学习本课程的学生人数为240人左右。本课程具有理论性强、教学内容多、课程实践要求严格等特点，传统教学的单一性导致学生对理论内容难以理解，极易产生抵触情绪。

借助现代产业学院建设模式，课程以学生的认知规律为依据，按照“一体化设计、结构化课程、多元化资源”的建设思路，拆分教学知识点，以现实工程和常见产品为研究对象，构建产教融合的教学课程资源库完成教学内容和教学活动。通过本课程的学习，学生可熟练掌握本课程的相关概念和基本理论方法，不但能够从局部，而且能够从整体上认识和分析机电控制系统，改进和完善机电控制系统，并将其运用于生产实践。同时，要建立成果共享、维护与管理的长效机制，使信息技术真正与教育教学深度融合。

二、课程内容、资源建设与教学过程

（一）课程内容

建设与产业学院高度契合的课程内容体系，主要内容包括六个模块：电机基础理论模块、常用低压电气元件工作原理及其选用模块、继电接触器控制模块、可编程控制器原理及其应用模块、常用控制电机原理及其驱动技术模块、实验实训模块等。在遵循课程专业教育要求的同时，充分挖掘思政元素，将大国重器和工匠精神有机融入课程体系，开展社会主义核心价值观和中华优秀传统文化教育。

（二）课程资源建设

首先进行前期分析。具体包括“教”的分析与“学”的分析两大方面。“教”的分析包括国内外技术需求分析、教学内容及教学模式分析、教师与企业工程师的特征分析、产业学院教学条件分析、思政元素的有机融入分析等；“学”的分析包括学习者学习基础—现状—动机分析、兴趣爱好与动手能力分析、认知与关注点分析、学习与实践条件分析等。

1.教学模式选择策略。采用线上线下混合式教学模式或翻转课堂教学模式。线下教学主要是完成理论教学、实践教学、现场指导和课程思政改革教学；线上教学主要是利用互联网及相关网络教学平台、移动终端、云空间等完成工作布置、答疑、互评与交流和课程思政改革教学等。

2.资源建设策略。教学资源中最重要的是视频资源，其次是课件、文本、音频、工具、素材资源等。对上述资源进行精选和二次加工，尽量贴近学生的现实生活和企业需求，做到深入浅出、生动活泼，减少过于专业化和学术化的内容，大幅提升学生学习的积极性和主动性。同时，教师团队制作25个左右教学短视频（5～15分钟）。

3.教学活动组织策略。开展虚拟练习、分工协作、作业互评与交流讨论、实时互动答疑等活动。结合虚拟仿真平台，对继电接触器控制系统的典型环节进行虚拟选型、虚拟接线、虚拟运行。教师提出较为复杂的控制要求，学生分组，组内分工协作，完成控制系统工艺分析、元件选型、线路搭建、程序编制、仿真运行等工作。对于学生完成的各项任务可以在组内或者组外进行互评和交流，以进行改进和优化。

4.题库设计。建设具有一定创新性或挑战度的综合应用题目，增加工程实践过程中常见的问题和解决方法。对于每个模块内容设置1～2个综合应用题目，题目为开放式或非标准答案测验题、案例题、讨论题，学生完成后，教师在线上或线下予以讲解和点评。

（三）课程教学过程

依据学院人才培养要求，结合学堂在线平台资源，对教学的各个环节进行规范化、科学化管理，提高教学效率，同时加强信息沟通和反馈，提高教与学的有效性。

1.在课堂上，教师要充分结合多媒体视频资料、PPT和黑板讲解，采用多种教学方式帮助学生建立机械控制工程基础理论架构和分析思路，培养学生分析和解决问题的能力，结合实际案例，激发学生的学习兴趣。

2.充分发挥学生的主观能动性，结合教师或企业工程师的科研案例，采用互动式和启发式研讨，引导学生积极思考、探索、发现和解决问题，鼓励学生大胆提出问题，并给出自己的独立见解。

3.课程建设要根据学生构成和前期建设基础，按照章节和内容给学生分配具体工作，建立个人工作任务表，落实具体任务、完成进度和相关责任人。

三、课程学习成绩构成及实施方案

课程考核以考核学生能力培养目标的达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握情况和应用能力为重点内容，包括平时考核和期末考核两部分。最终成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分构成，其中平时成绩由作业成绩、测验成绩、大作业成绩、实验成绩四部分构成。（1）作业主要考核学生对于机电传动控制系统基本知识的掌握程度。考核评定办法：按授课进度及学生对知识的掌握情况布置作业。每次作业满分100分，考查两个课程目标，对应每个课程目标的成绩取两次作业的平均值。（2）测验主要考核学生对复杂机电传动控制系统的分析能力。考核评定办法：按授课进度及对知识点的掌握情况设置阶段性测验。每次测验满分100分，考查两个课程目标，对应每个课程目标的成绩取两次测验的平均值。（3）大作业主要考核学生对机电传动控制系统的设计及应用能力。考核评定办法：课上布置设计任务，开展项目化讨论式教学。大作业满分100分，考查一个课程目标，对应该课程目标的成绩为大作业的最终成绩。（4）实验主要考核学生将理论应用于实际的能力。考核评定办法：实验成绩由实验过程操作成绩（占比70%）和实验报告成绩（占比30%）组成。每次实验满分100分，考查一个课程目标，对应该课程目标的成绩取两次实验的平均值。（5）期末考试主要考核学生对课程基础知识的掌握，以及对所学知识的理解、分析、选择和应用能力。主要题型为：选择题、判断题、填空题、简答题、分析题、设计题等。考核评定办法：考试形式为闭卷，卷面成绩总分为100分，考查三个课程目标，按课程目标对应的课程内容出题。课程考核的实施方案如下。

（一）结合工程认证教育，构建持续改进为核心的评价机制

期末采用必要的标准化考试，即总评成绩=作业成绩+测试成绩+大作业成绩+实践成绩+期末考试成绩。其中实践成绩部分，学生除了完成教学大纲中规定的必修实验外，还可以通过向产业学院教师提交作品或者论文来增加实践成绩；期末考试成绩主要由试卷构成。

（二）以专业目标为导向，探索过程性评价

学生的大作业和测试可采用自评与同伴互评的方式进行，主要目的是给学生提供学习反馈。教师事前制订好评价指标、范例和评分标准等，适时发给学生，以利于互评活动的顺利进行。

（三）开展增值评价，提高学生学习主动性和积极性

此项评价面向全体学生，突出优秀学生，学生可提交论文、作品等，由产业学院教师给出增值评价成绩，同时培养学生不畏艰难、奋发图强的精神。

四、课程教育教学创新举措

（一）理论教学内容的创新举措

1.科研案例研讨。在可编程控制器模块教学中引入了教师和企业工程师的科研成果，包括经济型数控车床改造项目、多工位组合机床回转工作台的控制系统、滚齿机电气控制PLC改造、双面铣削组合机床控制系统、汽车发动机壳体综合测试试验台的控制系统等科研案例。对科研过程中的项目前期调研、项目方案拟定、项目研究具体内容、项目指标参数以及项目研制过程中遇到的问题和困难等进行介绍。经过近两年教学内容的持续优化和改进，学生对该模块内容有了更加深入的了解；同时，将机械控制工程基础、机械工程测试技术、电工学等先修课程融会贯通，取得了较好的效果。

2.重塑教学框架，符合学生认知逻辑。“机电传动控制”课程以数控机床为研究主线，从系统控制要求出发，全面分析数控机床的加工工艺要求、结构特点和控制系统组成等，完整讲授电气控制系统的设计思路，将课程划分五大模块：电机模块、继电接触器控制模块、可编程控制器模块、控制电机及其驱动模块、专家讲座模块。将课程全部主要内容符合逻辑地贯穿起来，突出“机电液结合，电为机用”的技术思想，继而全面提升教学效果。

（二）实践教学内容的创新举措

1.开发继电接触器虚拟仿真实验软件平台。学生可以根据系统控制要求，合理计算并选择常见的低压电器元件，如空气开关、继电器、接触器、按钮、电机、导线等各类型号电器元件。学生可在该平台自主设计、自主接线、自主试运行等。当出现接线错误，如短路、线路容量不足、寄生电路等时，平台会自动识别，并提醒学生可能出现的故障。

2.以学科竞赛为创新载体，提高学生技术创新技能。鼓励学生参与各层级、各类型的学科竞赛。产业学院教师参与指导，学生经过大赛过程的艰苦学习和研究，最终完成竞赛样机的测试和研制，并撰写了研制报告等。近两年，学生参加各类比赛，共获得大学生创新创业大赛、挑战杯竞赛、全国机械创新设计大赛、先进成图大赛、工业设计大赛等国家级、省级以上奖项100余项。

（三）积极开展课程思政教学，提高学生责任担当

通过多媒体与实物展示教学，创设良好的教学情境，使学生对“电动机正反转控制”有一个直观的感性认识。结合电动机正反转控制实例以及课前准备好的PPT，让学生发现了一些以前没有学习过的知识，如控制线路的保护环节、电器元件的选择环节等，增强了学生的主动学习兴趣以及工程伦理、职业素养、工匠精神等理念。