吳 萍，李 健，王文成，吳小進

（濰坊學院 機械與自動化學院，山東 濰坊 261061）

隨著全球科技的創(chuàng)新發(fā)展，以人工智能為代表的新興產(chǎn)業(yè)不斷崛起，建設和發(fā)展新工科成為新興領域創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關鍵。新工科專業(yè)（如智能制造、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、機器人等）對軟件編程能力提出了較高要求，良好的程序設計能力是新工科人才必備的基本技能[1]。因此，做好程序設計類課程的教學工作是高校工程教育的一項重要任務。本文以我院校企合作專業(yè)自動化（車聯(lián)網(wǎng)）的程序設計類課程教學為例展開研究和改革實踐。

1 程序設計類課程教學現(xiàn)狀分析

（1）對于工科非計算機專業(yè)的學生，計算機相關基礎知識儲備不足，從而導致新知識的學習較吃力。另外，在傳統(tǒng)課堂上，教師是授課主體，學生在被動學習的過程中，缺少足夠的時間去消化吸收，容易對枯燥的語法產(chǎn)生厭煩心理。同時，課程教學內容陳舊單一，缺乏前沿技術融入和思政教育引領，且思政教育目標不明確、分解落實不到位，缺乏多維度課程思政教育資源的有效挖掘和自然融入，嚴重影響了學生的學習興趣和課程育人效果[2]。

（2）由于受課程學時的制約，為按時完成教學大綱所要求的教學內容，教師在課堂上只注重編程語法規(guī)則的講解，而忽略對編程思路的分析和引導，學生缺乏主動思考和互動參與機會。甚至有的學生靠死記硬背來學習，這對于程序設計類課程來說無法培養(yǎng)學生的編程思維能力和實踐創(chuàng)新意識。學生不明白程序每一步操作的實際工程意義，會造成學生在獨立面對問題的時候，缺乏解題思路，無從下手。

（3）受實驗場所及實驗學時的限制，實驗課與理論課不同步。學生課堂所學知識得不到及時鞏固練習，而大部分學生又缺乏主動學習的意識，且實際動手能力較差，從而出現(xiàn)了學生“課上不懂，課下不練”的現(xiàn)狀，嚴重影響了學生的學習效果和能力提升，違背了新工科應用型人才培養(yǎng)的初衷[3]。

2 思政教育與專業(yè)課程的融合設計

對于程序設計類課程往往具有重專業(yè)知識講解而輕育人的教學傾向，忽視對學生的價值觀引領和德育培養(yǎng)。因此，在專業(yè)課程的創(chuàng)新教學模式設計中，需要從頂層設計入手，充分挖掘程序設計專業(yè)課程的育人價值，整體規(guī)劃思政資源，按照思政目標層次與教學環(huán)節(jié)相融合的交叉關系進行思政元素設計，從線上與線下、理論與實踐、課內與課外多環(huán)節(jié)研究課程思政實施路徑，推進課程思政一體化建設，將思政育人貫穿人才培養(yǎng)體系和課程教學全過程。

2.1 程序設計類課程思政元素挖掘

結合本專業(yè)學生的培養(yǎng)特點和課程目標，分析課程蘊含的思想價值和育人內涵，深入挖掘思政元素與教學內容的契合點。提煉計算機行業(yè)領域中的家國情懷、科學精神、責任擔當、工匠精神、職業(yè)素養(yǎng)等要素，建立程序設計類課程共享的思政教學資源庫。將思政元素滲透式融入課程教學的各個環(huán)節(jié)，形成串聯(lián)知識點的思政線。程序設計類課程思政元素設計如圖1 所示。

圖1 程序設計類課程思政元素設計

2.2 課程思政教學體系設計

從專業(yè)角度出發(fā)，運用科學的方法論全方位系統(tǒng)化構建課程思政育人體系。設計恰當?shù)慕虒W方案和課程資源，促使思政教育與專業(yè)課程深度融合，形成以教學目標為根本、教學內容為基礎、教學方法為載體、教學過程為實施、考核評價為保障的課程思政教學體系。構建課程自身的思政教育知識體系、價值體系，豐富課程內容供給，創(chuàng)新智慧教學模式，拓展教育教學空間，搭建線上線下、課內課外多元育人課堂，優(yōu)化課程教學方法，增強課程思政的吸引力、感染力和覆蓋性，實現(xiàn)全程育人的有機銜接。同時，以課程思政評價機制為核心，以教學信息反饋為渠道，在教學實施過程中不斷迭代更新，形成持續(xù)改進的課程思政科學運行體系，促使教育效果不斷深化。

3 多維融合式創(chuàng)新教學模式構建

根據(jù)新工科的專業(yè)人才培養(yǎng)目標，以產(chǎn)學研合作為導向，改革程序設計類課程現(xiàn)有的單一教學方式，融入多元化、多主體的教育理念。以課程思政為引領，優(yōu)化課程的教學設計和實踐環(huán)節(jié)，構建理論教學多平臺、實踐教學多層次、考核評價多元化的多維融合式創(chuàng)新教學模式（如圖2 所示），在教學全過程中有效融入思政元素，通過顯隱教育協(xié)同育人，潛移默化、潤物無聲的實現(xiàn)育人目標。

圖2 多維融合式教學模式示意圖

3.1 理論教學多平臺融合

采用OMO 線上線下混合式教學模式，充分借助網(wǎng)絡教學平臺、課堂教學平臺、班級交流群平臺等多平臺融合教學，實現(xiàn)課前、課中、課后全程以學生為中心的主動參與式學習[4-5]。

3.1.1 課前多樣化預習

課前利用線上教學平臺，整合不同的課程資源，實現(xiàn)“學、查、思、辯、測”多樣化有效預習。將每節(jié)課的預習任務單、知識點微課、開放性思考題提前發(fā)布，學生自主學習、獨立思考、討論探究、查缺補漏。對于難懂的知識點可以在上課時重點聽，做到課上“有備而來”。另外，通過學前測試和預習反饋，教師可以及時準確的掌握學情，將疑難問題融合到線下課堂的討論中，更有針對性的開展課堂教學。

3.1.2 課堂雙主體教學

課堂上，首先以教師為引導主體，在關鍵知識點精講過程中，借助雨課堂教學平臺的互動功能以及小組討論、情景模擬、隨堂演練等多元化教學方法，充分創(chuàng)設以學生為主體的參與式學習情境，通過問題導入、案例分析、任務探究等方式引導學生主動思考，促進學生的知識理解和思維能力訓練。然后以學生為主體進行實操練習，在動手編程和調試過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，全程輔以教師答疑和學生互答方式，實現(xiàn)理論學習和實踐訓練的同步互促。在雙主體教學模式下，將教師的引導主體和學生的學習主體有效結合，構建多元對話教學框架，充分發(fā)揮教師引導、學生主體、同伴互助的協(xié)同作用。通過師生對話、生生對話和自我對話，使不同思想產(chǎn)生撞擊效應，為學生創(chuàng)造動腦、動口、動手的機會，更有利于培養(yǎng)學生的獨立思考能力和實踐創(chuàng)新能力。

3.1.3 課后混合式交互

課后學生以思維導圖的形式對知識點及編程思路進行總結，增強知識體系的邏輯性，鍛煉學生的結構化思維能力，實現(xiàn)系統(tǒng)化知識建構。通過線上發(fā)布的習題演練和拓展學習，鞏固知識的同時提高實踐技能，教師也能根據(jù)學生作答情況及時了解學生的學習效果，通過線上監(jiān)督指導幫助學生查缺補漏。同時，充分利用班級釘釘群的實時溝通便利性，營造積極互動的學習氛圍，提倡和鼓勵學生之間互相答疑、分享交流、共同進步。

3.2 實踐教學多層次融合

改變傳統(tǒng)實踐教學模式，以能力培養(yǎng)為主導，構建多層次遞進式實踐教學體系，將基礎性實驗、綜合性實驗、開放創(chuàng)新實驗、課程設計、實習實訓、科研競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等實踐環(huán)節(jié)進行遞進式融合?；A性實驗主要與課程的理論教學相對應，涉及基本語法知識的應用訓練和調試驗證，用于鞏固課堂所學內容。綜合性實驗是經(jīng)過基礎性實驗的訓練后，學生在教師給定的選題范圍內，運用前期所學知識進行項目化的綜合設計開發(fā)實驗，鍛煉學生對知識的綜合應用能力以及分析解決實際問題的能力。在此基礎上進一步開展以學生自主創(chuàng)新為主的開放創(chuàng)新性實驗以及以科研、競賽和企業(yè)實戰(zhàn)為導向的課外實踐教學環(huán)節(jié)，通過雙課堂協(xié)同育人，循序漸進的培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力[6]。

3.2.1 實驗項目“工程化”引導

經(jīng)過基礎性實驗和綜合性實驗訓練，學生具備了編程的理論基礎和一定的實踐應用技能，鍛煉了程序設計思維能力。為了使學生能更好的理解所學理論知識的實際工程應用意義，提高工程實踐能力，課下可根據(jù)教學進度，不定期進行開放創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)，將所學內容與工程實際相結合，通過工程案例進行項目化訓練。實驗內容可以結合教師的企業(yè)橫向課題、授權專利以及往年學科競賽題目進行設計，學生也可充分發(fā)揮其主觀能動性，按照自己的興趣專長自主選題。全程以小組協(xié)作的方式開展，在討論探究、合作開發(fā)的過程中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、工程實踐技能和團隊合作精神。

3.2.2 科研競賽“雙驅動”助力

在實踐教學中不斷培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新精神，鼓勵學生積極參加學科競賽或進入教師的科研團隊，參與科研項目的研發(fā)工作，培養(yǎng)學生的科研思維和電子設計興趣，鍛煉學生的工程實踐能力和雙創(chuàng)能力。通過以賽促學、以研促學，充分發(fā)揮科研項目和學科競賽對培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力的重要驅動作用，實現(xiàn)學科教育與技能建設的有機結合。同時，為保障學生課余時間的上機實踐和競賽訓練，可選擇部分實驗室實行開放式管理，挑選高年級的優(yōu)秀學生從事實驗室管理、維護等工作。這樣既解決了實驗室開放帶來的管理人員不足的問題，又鍛煉了學生的動手能力和管理能力。

3.2.3 產(chǎn)教融合“產(chǎn)業(yè)化”育人

充分利用區(qū)域產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、發(fā)揮企業(yè)的教育主體作用，以培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力為目標，同時融入CDIO 工程教育理念，構建產(chǎn)教一體協(xié)同育人模式。從專業(yè)認識實習——課程設計實踐——項目化實習實訓，形成一套完整的校企合作實踐教學體系[8-9]。以企業(yè)實際生產(chǎn)任務為指導，學校教師和企業(yè)導師聯(lián)合傳授，實現(xiàn)校內到校外實踐教學的遞進式延伸。

在校內實踐教學階段，高校定期從企業(yè)邀請具有豐富實踐指導經(jīng)驗的行業(yè)專家到校開展系列講座、培訓或指導課程設計實踐，將行業(yè)前沿的先進技術、企業(yè)典型項目案例介紹給學生，有針對性地引導學生鍛煉和提高專業(yè)技能，也可將講座中的相關內容融入課程設計環(huán)節(jié)的項目設計中，使學生全面了解工程項目開發(fā)流程，實現(xiàn)理論到實戰(zhàn)的過渡。

校外實踐教學環(huán)節(jié)主要圍繞校企合作實踐基地開展，并在實習實訓的全過程實行“校企共管”。通過企業(yè)實習使學生了解企業(yè)文化、專業(yè)工程背景、知識能力要求，感受工程氛圍和專業(yè)使命，在提高和鞏固理論知識的同時，學習工程技術、項目流程、行業(yè)法規(guī)等方面的知識，培養(yǎng)分析和研究工程問題的能力。企業(yè)實訓環(huán)節(jié)主要以設計、研發(fā)部門為教學實踐主線，由企業(yè)導師為主，學校教師配合，雙導師指導和評價。實訓內容結合企業(yè)生產(chǎn)實際，將問題分析、設計建模、程序開發(fā)測試等過程嵌入實訓項目中，突出工程應用能力的訓練，提高學生解決復雜工程問題的能力。

3.3 課程思政全過程融入

以課程思政為載體，寓價值觀引導于知識傳授中。結合程序設計類課程的特點，深入挖掘思政元素與課程知識的顯性融入點。通過科技前沿典型案例、優(yōu)秀人物事跡、線上主題討論、資料搜集探究等方式，將思政元素滲透式融入課程教學的全過程中[10]。同時，開發(fā)和用好隱性思政教育載體，如預習任務單、實驗報告上打印的思政寄語，釘釘班級群中轉發(fā)“學習強國”平臺的愛國主義教育文章、科技創(chuàng)新報道，師生的榜樣示范等，使學生隨時隨地、潛移默化的受到影響教育。

積極拓展課程思政實施路徑，充分發(fā)揮課內外教學的主渠道作用，理論與實踐相結合，實現(xiàn)知、情、意、行有機統(tǒng)一。首先，在線上線下混合式教學過程中，通過思政元素的顯性融入和隱性教育資源的有效利用，實現(xiàn)顯隱教育協(xié)同育人。其次，針對程序設計課程注重實踐創(chuàng)新的特點，挖掘科學精神、工匠精神、團隊合作等思政要素，結合課程實驗、課程設計等課內實踐教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的科學思維和科學方法，塑造學生的探索精神和工匠精神。另外，依托學生科創(chuàng)社團、教師科研項目、學科競賽、企業(yè)實習實訓等第二課堂，開辟思政育人新途徑，使第一課堂的知識在實踐中得到鞏固和提升，構建雙課堂協(xié)同育人機制，全鏈打通思政育人環(huán)節(jié)，實現(xiàn)課程思政的全過程、全方位育人。

3.4 考核評價多元化融合

針對程序設計類課程實踐性強的特點，取消原有的單一考核方式，建立“校企共評”多元化考核評價體系，使考核覆蓋課程的教學全過程，實現(xiàn)診斷性評價、過程性評價和終結性評價相結合。通過全過程動態(tài)評價，以評促學，以評促育，實現(xiàn)對學生的實時教育和激勵?？己朔绞胶驮u價標準采用與企業(yè)聯(lián)合制訂的考評體系及技能量化指標體系，按照企業(yè)標準對學生進行考核?？己藘热萑娑鄻?，在理論知識和實踐技能考核的基礎上增加思政考核要素，將學生的思想品德、職業(yè)素養(yǎng)、紀律觀念、創(chuàng)新意識、團隊合作精神等元素都納入考核。在評價主體的選擇上，既有授課教師，也有企業(yè)導師，同時充分發(fā)揮學生的評價主體作用，融入學生自評、小組互評等多種形式。結合信息技術提供的學習統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)線上線下全面科學的評價，使學生的每一項得分都有據(jù)可循，體現(xiàn)出成績評價的全面性和嚴謹性。

4 實踐效果分析

多維融合式創(chuàng)新教學模式在我院校企合作專業(yè)程序設計類課程的教學中進行了不斷的實踐、探索和改進，近年來取得了顯著的成效。

（1）通過課前-課中-課后的混合式教學實施，實現(xiàn)了全程以學生為主體的互動參與式教學，極大地提高了學生的自主學習意識，學生從原來的“課上不懂，課下不練”變?yōu)楝F(xiàn)在的“主動學習，自主探究”，整個班級的學習氛圍大幅提高。學生對課程的知識體系有了較完整的認識，能根據(jù)思維導圖建立清晰的解題思路和編程思維，分析解決問題的能力顯著提升。

（2）多層次遞進式實踐教學環(huán)節(jié)實現(xiàn)了雙課堂協(xié)同育人，學生經(jīng)過由淺入深、由易到難的漸進式實踐訓練，自主探究能力、編程應用水平以及實踐創(chuàng)新能力都得到顯著提高。另外，學校、企業(yè)的多主體參與，實現(xiàn)了專業(yè)與職業(yè)相結合、實習與就業(yè)相結合、教學與科研相結合的產(chǎn)學研一體化。

（3）將學科教育、技能培養(yǎng)和思政育人有機結合，實現(xiàn)了知識、能力和素質的一體化培養(yǎng)。學生的主體意識和專業(yè)使命感增強，運用所學知識解決實際問題的興趣明顯提高。更多學生積極參與到科技創(chuàng)新中，參加各級各類學科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，取得了優(yōu)異成績，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維、實踐技能和團隊協(xié)作能力。

5 結語

程序設計能力作為新工科專業(yè)人才的必備技能，給程序設計類課程的教學提出了更高要求。本文結合教學實際，改革傳統(tǒng)教學模式弊端，以能力為導向聚焦學科核心素養(yǎng)目標的設計，構建理論教學多平臺、實踐教學多層次、思政育人全程化、考核評價多元化的多維融合式創(chuàng)新教學模式。通過雙課堂理實融合式教學，不僅提高了學生的自主學習能力和實踐創(chuàng)新能力，而且全程以課程思政為載體實現(xiàn)對學生的思想引領和價值塑造。在新教學模式下，可以強化程序設計課程間的知識交叉融合，在課內課外多層遞進式實踐教學過程中實現(xiàn)學科知識的自然整合和相互滲透，提煉學科體系中的共性思維，突出計算思維培養(yǎng)，全面提升學生的綜合軟件工程素養(yǎng)，實現(xiàn)專業(yè)能力的貫穿培養(yǎng)和課程間的思政協(xié)同效應。經(jīng)過在我院校企合作本科專業(yè)的課程教學改革試點，教學效果顯著，該模式可為工科專業(yè)程序設計類課程及其他實踐類課程的教學改革提供思路和參考。教學模式改革是一個長期的過程，需要緊密結合新時代行業(yè)發(fā)展需求，不斷進行探索和優(yōu)化，才能更好地為社會培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質應用型人才。