周先飛 程鴻芳 楊會(huì)偉

[摘? ? ? ? ? ?要]? 一流課程建設(shè)是高等教育建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。虛擬儀器技術(shù)課程作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的核心課程，在線上線下混合式課程的建設(shè)過程中，首先分析傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題，并從課程內(nèi)容體系、課程思政體系和教學(xué)策略三個(gè)方面進(jìn)行建設(shè)。實(shí)踐結(jié)果表明，建立完善的線上教學(xué)資源，利用全周期的教學(xué)模式，采用過程化綜合考核，能有效提升課程的教學(xué)效果。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 一流課程;虛擬儀器技術(shù)課程;混合式教學(xué);實(shí)踐

[中圖分類號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2022）26-0031-03

2019年以來，線上教育得到了快速發(fā)展，大大提升了高校的信息化應(yīng)用水平。在信息化教學(xué)時(shí)代，如何建設(shè)優(yōu)秀線上課程資源，打造基于線上線下混合式的課程開展與實(shí)踐，提升線上與線下課程質(zhì)量，是課程建設(shè)的重要內(nèi)容[1-2]。本文通過建設(shè)省級(jí)線上線下混合式虛擬儀器技術(shù)課程，探索混合式課程的建設(shè)。

一、虛擬儀器技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

虛擬儀器技術(shù)是一門理論與實(shí)踐操作并重的專業(yè)核心課程。在教學(xué)過程中，存在以下問題。

（一）教學(xué)模式的單一性

傳統(tǒng)的教學(xué)方法根據(jù)教材內(nèi)容組織教學(xué)，在理論教學(xué)過程中以“教師板書+PPT”的教學(xué)模式，教學(xué)形式單一。教師是理論教學(xué)的主體，通過課堂講解和進(jìn)行案例編程演示，掌握labVIEW軟件設(shè)計(jì)和虛擬儀器項(xiàng)目開發(fā)流程，演示操作存在看得懂但動(dòng)手操作不會(huì)的缺點(diǎn)，學(xué)生一段時(shí)間后缺乏繼續(xù)鉆研的動(dòng)力，難以完成課程目標(biāo)。

（二）教學(xué)內(nèi)容的陳舊性

教學(xué)內(nèi)容中理論性強(qiáng)、概念抽象難以理解，教學(xué)的內(nèi)容與實(shí)際的應(yīng)用之間存在差距，實(shí)驗(yàn)課程中的內(nèi)容按部就班，學(xué)生的創(chuàng)新性不能得到發(fā)揮。

（三）缺乏課程思政內(nèi)容

課程思政在專業(yè)課程教學(xué)中有著重要意義。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中課程思政的內(nèi)容融入專業(yè)課程教學(xué)是非常機(jī)械的，沒有經(jīng)過設(shè)計(jì)，是十分單薄的。

鑒于這種情況，對(duì)課程內(nèi)容、課程思政、課程策略和評(píng)價(jià)考核方式進(jìn)行重新梳理，結(jié)合信息化教學(xué)手段，升級(jí)現(xiàn)有的教學(xué)手段，對(duì)課程內(nèi)容按照項(xiàng)目式重新構(gòu)建，建立線上資源庫，采用全過程學(xué)習(xí)與考核評(píng)價(jià)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生對(duì)課程的參與度與滿意度。

二、虛擬儀器技術(shù)課程的建設(shè)邏輯

（一）課程內(nèi)容體系建設(shè)

按照?qǐng)D1所示，通過專業(yè)、課程、知識(shí)點(diǎn)三個(gè)層次來對(duì)虛擬儀器技術(shù)課程的內(nèi)容體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，從國家的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來制定人才培養(yǎng)方案。將虛擬儀器應(yīng)用作為專業(yè)的一個(gè)核心方向，培養(yǎng)能在工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備管理崗位從事計(jì)算機(jī)測(cè)控工作和IT企業(yè)從事軟件測(cè)試和硬件維護(hù)等方面工作的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。

虛擬儀器技術(shù)課程是電子信息大類專業(yè)的專業(yè)核心課，學(xué)習(xí)利用labVIEW軟件和模塊化的硬件進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、顯示和處理方法。要求學(xué)生有一定的利用編程解決問題的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握?qǐng)D形化編程語言的語法特點(diǎn)、變量類型、運(yùn)算方法和輸入輸出思想，可以在該軟件下進(jìn)行實(shí)際問題的解決，可以快速搭建應(yīng)用程序框架，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力?；陧?xiàng)目引導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)的模式來進(jìn)行課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)設(shè)計(jì)的制定，并完善課程資源。

在線上與線下的混合式課程中，學(xué)生線上的自主學(xué)習(xí)要到達(dá)到20%～50%[3]，教師要設(shè)計(jì)好這些教學(xué)資源并上傳到線上教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生參與學(xué)習(xí)后，所有的統(tǒng)計(jì)分析工作線上平臺(tái)都可以完成。

本課程的線下課程以實(shí)訓(xùn)課程為主，實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和與硬件相結(jié)合的數(shù)據(jù)采集與控制實(shí)驗(yàn)兩種類型，線下實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手能力、編程思維能力，將線上學(xué)習(xí)的專業(yè)理論內(nèi)容和實(shí)操內(nèi)容相結(jié)合，提升學(xué)生的知識(shí)、能力與素養(yǎng)。

（二）課程思政體系建設(shè)

課程思政內(nèi)容建設(shè)是線上與線下混合式教學(xué)中重要的一個(gè)內(nèi)容。“高校立身之本在于立德樹人”，在專業(yè)課程教學(xué)中融入課程思政元素，提升學(xué)生的思想與眼界，不拘泥于專業(yè)課程本身，使學(xué)生得到全面發(fā)展[4]。

在虛擬儀器技術(shù)課程教學(xué)中邊實(shí)踐邊總結(jié)，立足學(xué)科的學(xué)術(shù)內(nèi)涵和傳承脈絡(luò)，深入挖掘課程思政元素，積極撰寫本課程思政教學(xué)案例，建設(shè)課程思政教學(xué)案例庫，做好本課程課程思政全局設(shè)計(jì)。結(jié)合第一課堂和第二課堂，通過線上與線下混合教學(xué)，在虛擬儀器技術(shù)課程教學(xué)中引入思政元素，在專業(yè)課程中融入愛國主義教育、社會(huì)主義核心價(jià)值觀、哲學(xué)思想和職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)新時(shí)代高素質(zhì)人才。

（三）課程教學(xué)策略建設(shè)

依據(jù)虛擬儀器技術(shù)課程內(nèi)容和課程教學(xué)目標(biāo)，在線上與線下相結(jié)合教學(xué)過程中采用啟發(fā)式教學(xué)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，案例導(dǎo)入教學(xué)，理論講授、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)與小組討論，完成教學(xué)內(nèi)容。

在虛擬儀器技術(shù)課程中借鑒BOPPPS先進(jìn)理念，BOPPPS教學(xué)模型基于建構(gòu)主義理論和學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，將教學(xué)方案設(shè)計(jì)過程按照學(xué)習(xí)者對(duì)事物的認(rèn)識(shí)程度分為六個(gè)環(huán)節(jié)：B課堂引入（Bridge-in）、O教學(xué)目標(biāo) （Objective）、P課前測(cè)試（Pre-assessment）、P參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）、P課后測(cè)試（Post-assessment）、S課堂總結(jié)（Summary），六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)連貫起來就能夠構(gòu)成一個(gè)有效、完整的課堂教學(xué)框架模型[5]。將BOPPPS教學(xué)模式引入虛擬儀器技術(shù)課程教學(xué)建設(shè)之中，并對(duì)其進(jìn)行升級(jí)。將前測(cè)、后測(cè)部分放在線上教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可以有更多的時(shí)間來完成，將教學(xué)過程從有限的課堂教學(xué)延伸到線上與線下的整個(gè)教學(xué)時(shí)間，并結(jié)合線上教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析能力，對(duì)教學(xué)方案和教學(xué)策略進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)教學(xué)全過程的閉環(huán)提升。

三、虛擬儀器技術(shù)課程建設(shè)舉措

虛擬儀器技術(shù)課程在建設(shè)的過程中依據(jù)內(nèi)容模塊化、資源顆?；?、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目化、課程思政融合化、評(píng)價(jià)客觀化的原則，對(duì)課程進(jìn)行建設(shè)。

（一）內(nèi)容與資源建設(shè)實(shí)施

在課程內(nèi)容建設(shè)過程中，將課程內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，按工作任務(wù)、教學(xué)子任務(wù)、重點(diǎn)、難點(diǎn)和課程思政教學(xué)目標(biāo)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行解構(gòu)。在此基礎(chǔ)上的每一次課程教學(xué)中，進(jìn)一步將課程內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，形成一個(gè)自上而下，逐步細(xì)化的內(nèi)容體系。

（二）教學(xué)實(shí)施過程

線上與線下的教學(xué)過程中，將BOPPPS模式應(yīng)到教學(xué)的實(shí)際過程中，將整個(gè)線上與線下教學(xué)分為四個(gè)模塊來實(shí)施。

1.課前云課堂導(dǎo)學(xué)——提升自學(xué)能力

建設(shè)線上與線下混合課程，利用在線教學(xué)平臺(tái)建立線上課程資源，助力學(xué)生完成理論知識(shí)的課前學(xué)習(xí);通過云課堂習(xí)題考查學(xué)生的自學(xué)效果，通過課前測(cè)試題目等，提升學(xué)生的整合信息能力與自學(xué)檢驗(yàn)?zāi)芰?學(xué)生在云課堂答疑/討論組實(shí)時(shí)交流探討難解問題，教師根據(jù)學(xué)生課前任務(wù)完成情況、交流討論情況確定教學(xué)難點(diǎn)。

2.課中協(xié)作探究——強(qiáng)化動(dòng)手能力

課中，采用BOPPPS教學(xué)模式，教師針對(duì)每節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)特性與學(xué)生興趣，通過問題驅(qū)動(dòng)，設(shè)置多樣協(xié)作探究任務(wù)，結(jié)合模塊化的硬件和labVIEW軟件，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的開發(fā)，通過實(shí)操實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力，通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作與編程能力。

3.特色思維活動(dòng)——融入課程思政

教師在每節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)中精心設(shè)計(jì)小型課堂思維環(huán)節(jié)，將課程思政內(nèi)容融入課堂思維之中，在學(xué)習(xí)專業(yè)課程的同時(shí)懂得一些道理，如在狀態(tài)機(jī)的環(huán)節(jié)中，通過一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)案例，對(duì)日常的飲料售貨機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行分析，獲得售貨機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖?？陕?lián)系社會(huì)熱點(diǎn)問題，比如無人售貨、防止人員聚集等融入課程思政的元素。

4.課后開放實(shí)驗(yàn)——培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

在通過課后習(xí)題、作業(yè)鞏固課堂知識(shí)的基礎(chǔ)上，教師因材施教，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)推送多樣協(xié)作任務(wù)與個(gè)性任務(wù)，學(xué)生可以在開放的實(shí)驗(yàn)室中根據(jù)自身興趣選擇任務(wù)內(nèi)容，結(jié)合軟件和硬件平臺(tái)，完成課后的開放性實(shí)驗(yàn)。

（三）課程考核過程

在成績(jī)?cè)u(píng)定方式中改變了單一的成績(jī)?cè)u(píng)定方式，建立一個(gè)過程化、多元化和能力化的課程評(píng)定體系。過程性考核依據(jù)BOPPPS教學(xué)模型的六個(gè)環(huán)節(jié)以及線上系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)。

按照課程目標(biāo)制定的專業(yè)目標(biāo)和課程思政目標(biāo)來對(duì)課程的教學(xué)過程評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括知識(shí)、技能和價(jià)值三個(gè)方面，其中專業(yè)教學(xué)目標(biāo)占60%、課程思政目標(biāo)占40%，其評(píng)價(jià)的主體應(yīng)包含學(xué)生、教師、教學(xué)督導(dǎo)。具體有知識(shí)掌握情況、問題解決能力、算法設(shè)計(jì)能力、編程動(dòng)手能力、作業(yè)完成情況、學(xué)習(xí)的態(tài)度、討論的參與度、合作和溝通等。以labVIEW程序流程框架為探究對(duì)象，結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況，制定課程育人教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?？偡?教師分?jǐn)?shù)*50%+學(xué)生分?jǐn)?shù)*30%+督導(dǎo)分?jǐn)?shù)* 20%，總評(píng)分90以上為優(yōu)秀、80—89分為良、70—79分為中、60—69分為合格、60以下待提高。

四、課程改革成效

本課程自2020年開始進(jìn)行課程教學(xué)改革，學(xué)生參與線上與線下混合課程的學(xué)習(xí)熱情高漲，基于線上與線下的教學(xué)，教師課前發(fā)布任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究建構(gòu)概念;課中引入項(xiàng)目情境，吸引學(xué)生的注意力，引起學(xué)生的好奇心及學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生合作探究深化認(rèn)知，確定教學(xué)目標(biāo)，分解教學(xué)任務(wù)，通過前測(cè)了解學(xué)生課前的掌握水平，后測(cè)鞏固課中學(xué)習(xí)效果。通過對(duì)比，2020級(jí)汽制專業(yè)學(xué)生與2019級(jí)相比，學(xué)生各理論知識(shí)點(diǎn)平均成績(jī)提升7.6分，良好率（80分以上）提升21.8%，如圖3所示。

本課程課程改革成效主要有以下幾個(gè)方面。

1.線上與線下相混合的課程，其重心由教師轉(zhuǎn)化為學(xué)生，學(xué)生要主動(dòng)去學(xué)、去做，要發(fā)揮主觀能動(dòng)性。通過以學(xué)生為中心，提高學(xué)生的參與程度，激勵(lì)其自我意識(shí)，最終提高成績(jī)。

2.線上與線下課程的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升了教師的教學(xué)能力，融合傳統(tǒng)的課程模式與信息技術(shù)新模式，實(shí)施好線上與線下的教學(xué)過程，強(qiáng)化了教師的教學(xué)研究能力。

3.分組安排學(xué)生在課下仿真、實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。在完成的過程中如遇到問題，教師可以通過線上來進(jìn)行解答，提高了學(xué)生的工程應(yīng)用能力。促進(jìn)了理論與實(shí)踐的深度融合，通過云平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析能力，進(jìn)一步加強(qiáng)過程性評(píng)價(jià)，提升學(xué)生的全過程參與性。

4.加強(qiáng)課程思政教學(xué)，挖掘課程中的思政教育點(diǎn)，推動(dòng)課程思政建設(shè)，構(gòu)建課程思政教育體系，完善“三全”育人。

五、結(jié)語

通過對(duì)虛擬儀器技術(shù)線上與線下混合式課程的建設(shè)，從課程內(nèi)容體系、課程思政體系和教學(xué)策略三個(gè)方面進(jìn)行建設(shè)。開展線上與線下混合式教學(xué)，采用過程化考核手段與評(píng)價(jià)，加強(qiáng)課程思政在專業(yè)課中的作用，有效提升了課程的教學(xué)效果。本課程現(xiàn)作為安徽省省級(jí)線上與線下混合式課程，在今后的課程教學(xué)中收集更多的數(shù)據(jù)，引入更新的教學(xué)模式，進(jìn)一步提升課程影響力，輻射更多人群。

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◎編輯 馬燕萍