王建軍

（湖南第一師范學(xué)院 電子信息學(xué)院，湖南長沙 410205）

綜合實踐課程[1-2]受到國內(nèi)外高校的重視。例如美國[3-4]、澳大利亞[5]等國高校積極推行的頂石課程，其本質(zhì)就是綜合實踐課程，主要幫助學(xué)生整合大學(xué)階段所學(xué)專業(yè)知識，提升學(xué)生綜合素質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展。2017年，我國提出新工科[6]建設(shè)以來，高校愈發(fā)重視綜合實踐課程建設(shè)，尤其對于新工科專業(yè)。著名工程教育專家林健教授指出新工科要將解決一類工程問題所需要的知識、方法和技術(shù)等內(nèi)容整合成為一門綜合性課程，學(xué)生通過該門課程學(xué)習(xí)能夠掌握解決該類工程問題必要的知識和方法[7-8]?！疤齑笮袆印盵9-10]則提出將產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的最新發(fā)展、行業(yè)對人才培養(yǎng)的最新要求引入教學(xué)過程，更新教學(xué)內(nèi)容和課程體系，推動教師積極探索綜合性課程，改革教學(xué)方法和考核方式，形成以學(xué)習(xí)者為中心的工程教育模式。

地方高校新工科的根本任務(wù)是培養(yǎng)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新要求的工程技術(shù)應(yīng)用型人才。綜合實踐課程成為高校人才培養(yǎng)和地方產(chǎn)業(yè)人才需求的橋梁，綜合實踐課程建設(shè)是地方高校提升改造傳統(tǒng)工科專業(yè)的重要舉措[11-12]。

1 地方高校新工科綜合實踐課程建設(shè)思路

地方高校新工科綜合實踐課程是一門結(jié)合學(xué)校人才培養(yǎng)定位、專業(yè)辦學(xué)特色、地方人才需求和行業(yè)技術(shù)發(fā)展而開設(shè)的全新課程。綜合實踐課程要具有創(chuàng)新性，實踐內(nèi)容要緊密結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)最新技術(shù)需求，直接為地方產(chǎn)業(yè)服務(wù)；要具有綜合性，課程內(nèi)容是多門前序課程的提升和集成，支持構(gòu)建復(fù)雜工程問題；要具有實踐性，課程內(nèi)容以實踐教學(xué)為主，主要培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力；要具有工程性，實踐教學(xué)以工程項目形式有序地組織實施，課程教學(xué)過程即為工程實施過程。地方高校新工科綜合實踐課程要以創(chuàng)新性、綜合性、實踐性和工程性為基礎(chǔ)，圍繞課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程實施和學(xué)業(yè)評價系統(tǒng)地推進(jìn)課程建設(shè)。

地方高校新工科綜合實踐課程的課程目標(biāo)要直接為人才培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)，人才培養(yǎng)目標(biāo)對接地方行業(yè)人才需求，課程目標(biāo)直接對接企業(yè)崗位技術(shù)要求，即為培養(yǎng)契合當(dāng)前地方產(chǎn)業(yè)崗位能力需求的工程技術(shù)人才，搭建起高校人才培養(yǎng)和地方人才需求的橋梁。

地方高校新工科綜合實踐課程的課程內(nèi)容要支持課程目標(biāo)，以前序關(guān)聯(lián)課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，并融合學(xué)科前沿知識和地方產(chǎn)業(yè)新技術(shù)，再進(jìn)行系統(tǒng)性的重構(gòu)與重建，滿足創(chuàng)新性、綜合性和實踐性需求，使學(xué)生所學(xué)即為所用，實現(xiàn)人才培養(yǎng)與人才需求的有機(jī)對接。課程內(nèi)容以工程實踐項目進(jìn)行組織，構(gòu)建小工程組建大工程、大工程包含小工程的工程化實踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐意識，提高工程實踐能力。

地方高校新工科綜合實踐課程的課程實施要以課程目標(biāo)為導(dǎo)向、以課程內(nèi)容為基礎(chǔ)、以培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力為中心組織教學(xué)。由于綜合實踐課程綜合性強、挑戰(zhàn)度大，根據(jù)地方高校新工科教與學(xué)的基本情況，課程實施要注意兩個提高，即提高教師的課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興致。綜合實踐課程不是簡單地將幾門課程拼湊起來，而是通過融合、提煉、提升而形成的全新課程內(nèi)容，綜合實踐課程的課堂教學(xué)內(nèi)容豐富、信息量大，課程教師對教學(xué)內(nèi)容要精挑細(xì)選，提高課堂教學(xué)效果。同時，課程教師要改進(jìn)教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣。

地方高校新工科綜合實踐課程的學(xué)業(yè)評價要注意過程性評價和總結(jié)性評價相統(tǒng)一。過程性評價要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)過程，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、努力程度和進(jìn)步幅度，鼓勵學(xué)生積極開展學(xué)習(xí)活動，引導(dǎo)學(xué)生提高學(xué)習(xí)投入度。總結(jié)性評價主要評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，引導(dǎo)學(xué)生分類發(fā)展。過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合，重在促進(jìn)學(xué)生的學(xué)業(yè)進(jìn)步，實現(xiàn)個性化成長。

2 地方高校新工科綜合實踐課程建設(shè)實例

A高校為地方院校，所在地方有千億級移動物聯(lián)網(wǎng)通信產(chǎn)業(yè)，相關(guān)企業(yè)需要大量的通信協(xié)議軟硬件開發(fā)人才，涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、串口通信技術(shù)和無線通信技術(shù)，關(guān)聯(lián)崗位有通信協(xié)議軟件開發(fā)工程師、通信協(xié)議硬件電路設(shè)計工程師。A高校通信工程專業(yè)于2019年開始建設(shè)通信系統(tǒng)綜合實踐課程，該課程以C++程序設(shè)計、數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用等課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，并融合通信前沿技術(shù)，對接地方移動物聯(lián)網(wǎng)通信產(chǎn)業(yè)需求，以實踐項目為載體，以培養(yǎng)通信協(xié)議軟件開發(fā)工程師、通信協(xié)議硬件電路設(shè)計工程師為目標(biāo)，從課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程實施、學(xué)業(yè)評價四個方面系統(tǒng)性地開展課程建設(shè)。針對產(chǎn)業(yè)需求構(gòu)建通信系統(tǒng)綜合實踐課程的模式如圖1所示。

圖1 通信系統(tǒng)綜合實踐課程構(gòu)建模式

由圖1可得，通信系統(tǒng)綜合實踐課程要求學(xué)生實現(xiàn)將傳感器感知的信息傳送給遠(yuǎn)端的服務(wù)器，需要使用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、串口通信技術(shù)（含無線通信技術(shù)）。在實現(xiàn)計算機(jī)和服務(wù)器通信過程中，能夠培養(yǎng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)通信軟件技術(shù)；在實現(xiàn)傳感器和單片機(jī)通信、單片機(jī)和計算機(jī)通信過程中，能夠培養(yǎng)學(xué)生的串口通信軟件技術(shù)和串口通信硬件技術(shù)。

課程目標(biāo)：通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基本的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議軟件開發(fā)、串口通信軟硬件設(shè)計等技術(shù)。既為學(xué)生學(xué)好本專業(yè)課程提供必要的實踐認(rèn)知，又為學(xué)生以后從事移動物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議程序開發(fā)、串口通信軟硬件設(shè)計打下基礎(chǔ)。

課程內(nèi)容：課程內(nèi)容包含基礎(chǔ)實驗和綜合實驗。基礎(chǔ)實驗項目是使用C++描述網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、計算機(jī)和單片機(jī)串口通信協(xié)議，包含TCP/IP協(xié)議報文結(jié)構(gòu)分析與編輯、Winsock編程、串口編程與電路設(shè)計三部分內(nèi)容，共有14個實驗，其中課內(nèi)實驗7個，課外實驗7個，每個實驗項目均是一個小工程，其主要目標(biāo)為夯實學(xué)生理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生具備初步工程實踐能力?；A(chǔ)實驗項目如表1所示。

表1 基礎(chǔ)實驗項目

綜合實驗項目以基礎(chǔ)實驗項目的內(nèi)容為基礎(chǔ)，構(gòu)建大工程實驗內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)通信協(xié)議軟硬件的復(fù)雜工程實踐能力。借鑒了相關(guān)企業(yè)新員工入職培訓(xùn)項目，集成了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、串口通信技術(shù)（含無線通信技術(shù)），要求學(xué)生實現(xiàn)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和感知環(huán)境的傳輸，涵蓋C++程序設(shè)計、數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、單片機(jī)原理與應(yīng)用等課程內(nèi)容。學(xué)生在完成實驗的過程中，能夠直接感知企業(yè)的能力要求。綜合實驗項目如表2所示。

表2 綜合實驗項目

綜合實驗項目和基礎(chǔ)實驗項目的關(guān)系如圖2所示。

圖2 綜合實驗項目和基礎(chǔ)實驗項目的關(guān)系

由圖2可知，綜合實驗項目和基礎(chǔ)實驗項目的本質(zhì)關(guān)系就是一個工程架構(gòu)，其中TCP/IP協(xié)議報文結(jié)構(gòu)分析與編輯實驗項目支持學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議理論知識，Winsock編程實驗項目支持學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)通信知識，串口編程與電路設(shè)計實驗項目支持學(xué)習(xí)串口通信知識。由TCP/IP協(xié)議報文結(jié)構(gòu)分析與編輯實驗項目和Winsock編程實驗項目支撐了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)綜合實驗項目，再結(jié)合串口編程與電路設(shè)計實驗項目構(gòu)建了遠(yuǎn)程信息感知、數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)綜合實驗項目。

課程實施：本課程全部采用工程化實驗項目教學(xué)，其中基本內(nèi)容使用小工程實驗項目，綜合內(nèi)容使用大工程實驗項目。理論和實踐相結(jié)合，課程教學(xué)內(nèi)容全部融入實驗項目中，使學(xué)生通過“做中學(xué)”理解理論知識，提高實踐能力。基礎(chǔ)和創(chuàng)新相結(jié)合，將企業(yè)項目引入課程，使課程教學(xué)與技術(shù)前沿對接，創(chuàng)新課程教學(xué)內(nèi)容，增加學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度。課內(nèi)和課外相結(jié)合，課外實驗是課內(nèi)實驗的時空延伸，為開展大工程實踐教學(xué)、提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度提供學(xué)習(xí)保障。線上和線下相結(jié)合，將課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)合起來，并借助QQ教學(xué)群、課程博客等，通過多種學(xué)習(xí)平臺為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支持，提高學(xué)習(xí)成效。

學(xué)業(yè)評價。學(xué)業(yè)評價包含過程性評價和總結(jié)性評價，二者各占50%比例。過程性評價分為作業(yè)、實驗和階段測試，其中作業(yè)占總成績的10%，實驗占總成績的10%，階段測試包含理論知識、課內(nèi)實驗和課外實驗，共有3次，占總成績的30%?？偨Y(jié)性評價主要是期末考試，重點考查學(xué)生的綜合實踐能力，占總成績的50%?？己藘?nèi)容包含課程教學(xué)全部內(nèi)容，覆蓋了理論知識、課內(nèi)實驗和課外實驗。階段測試和期末考試均包含了課外實驗，提高了學(xué)業(yè)評價標(biāo)準(zhǔn)，督促學(xué)生提高學(xué)習(xí)投入度。

3 地方高校新工科綜合實踐課程建設(shè)效果

（1）課程建設(shè)獲得了學(xué)生認(rèn)可。本課程使用基于CIPP模型構(gòu)建的課程評價指標(biāo)體系[13-14]對學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)匿名調(diào)查，對本課程全部指標(biāo)評價為優(yōu)或良的學(xué)生人數(shù)比例達(dá)到76%，評價為優(yōu)或良的二級指標(biāo)占全部二級指標(biāo)的比例達(dá)到93%，說明學(xué)生對本課程教學(xué)高度認(rèn)可，如圖3所示。

圖3 課程網(wǎng)絡(luò)調(diào)查指標(biāo)分析

（2）課程建設(shè)提高了教學(xué)效果。相比2019年，2020年本課程學(xué)生考試成績的優(yōu)秀和良好人數(shù)增加，不及格人數(shù)降低，如圖4所示。及格率和平均分增加，標(biāo)準(zhǔn)差減少，如圖5所示。近兩屆畢業(yè)生考研上線人數(shù)占畢業(yè)生人數(shù)比例超過20%，說明本課程提高了學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

圖4 學(xué)生考試成績分布比較

圖5 學(xué)生考試成績統(tǒng)計比較

4 結(jié)語

由于地方高校辦學(xué)條件限制，綜合實踐課程長期以來是地方高校工科專業(yè)的短板，也是地方高校新工科建設(shè)需要解決的主要問題。綜合實踐課程的建設(shè)水平既是地方高校新工科人才培養(yǎng)水平的體現(xiàn)，也是新工科專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)的引擎和學(xué)科研究團(tuán)隊建設(shè)的平臺。因此，綜合實踐課程建設(shè)是地方高校提升改造傳統(tǒng)工科專業(yè)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效抓手。