“中外合作办学升级版”视域下“虚拟仪器技术”研究生课程的教学改革研究与实践

崔陆军 孙玉周 马肖华 徐 航

（中原工学院机电学院 河南·郑州 451191）

0 引言

研究生教育是高等院校在建设“产学研”一体综合型大学的重要力量，随着高等院校在学科建设方面的跨越式发展，学位点数量的大幅度激增，研究生教育越来越成为高校培养高层次人才的关键。研究生教育作为我国人才教育体系的顶端，是培养高层次人才和释放人才红利的主要途径，是国家人才强国和科技强国战略的重要支撑，是实施创新驱动发展和建设创新型国家的核心要素，是科技第一生产力、人才第一资源、创新第一动力的重要结合点。研究生教育担负着为国家和社会培养高层次人才的任务。到2020 年，我国在校研究生将达到290万人，成为一个研究生教育大国，但是要成为研究生强国，要对外国留学生有吸引力，必须大幅度提高国际化教育水平才行。面对教育国际化的浪潮，高等院校必须紧跟时代的脉搏，需认清目前研究生高等人才培养的不足之处。[1]随着我国高等教育发展日益国际化和全球化，大力发展来华留学教育具有重要的现实意义，为推动来华留学教育事业的发展，2010 年9 月21 日教育部出台了《留学中国计划》，其主要目标是：到2020 年，全年在内地高校及中小学校就读的外国留学人员达到 50 万人次，并使中国成为亚洲最大的留学目的地。[2]

中原工学院近年来始终坚持开放办学，实施国际化带动战略，形成了跨越五大洲31 个国家和地区、62 所教育机构合作的全球朋友圈，构建了中英合作办学项目、中俄非独立法人合作办学机构、泰国曼谷海外分校三大合作办学平台，以留学生教育、博士联合培养、教师海外访学、学生海外交流、海外高端智力引进、国际科研交流等活动和项目为载体，引进海外优质资源，全力打造宽领域、多层次、高质量的国际化升级版。学校通过与英国、美国、俄罗斯、澳大利亚、意大利及台湾地区高校合作，开展研究生层次的学生交流、交换及攻读硕士学位项目，借助国家公派出国留学研究生项目（主要包括国家建设高水平大学公派研究生项目与国家公派硕士研究生项目）选拔推荐优秀学生出国（境）交流学习，培养具有高水平的国际交往能力和学术水平的研究生人才。然而在现有的环境下，学生整体国际交流合作愿望不够强烈，主动寻求国际交流合作并为此积极准备的学生数量有限；基于学校前期国际化教育积累，学校近期提出了努力打造中外合作办学升级版、推进“二次创业”、建设国内一流的高水平特色骨干大学、实现“博士授权、更名大学”的奋斗目标。“中外合作办学升级版”理念包括“重视国际化的同时强化内涵建设”“鼓励走出去的同时重视引进来”“讲究研究生数量的同时追求培养质量”“讲究课堂和课程教学的高质量产出”等。

“虚拟仪器技术” 是我校机械工程类和测控类专业型硕士研究生的一门专业课程，是一门理论分析与实践操作要求较高的综合性课程，由于各行业中Labview 等虚拟仪器软件的用户越来越多，同时选修该课程的研究生数量也逐年递增。国内外对“虚拟仪器技术”的教学方法进行了多种探索，哈尔滨工业大学彭喜元[3]等老师指出“现行该课程模式偏离了教学大纲对学生的基本要求，而且缺少动手实践机会，难于激发学生学习的兴趣。而在考核方式上，一张试卷定终身的模式并不是学生综合能力的评测。”国内的胡乾苗[4]等老师对3P教学法进行了有益尝试，并取得了一定的效果。沈冰夏[5]等老师利用大型开放网络教学资源，将传统的“以教师讲授为中心”的教学翻转为“以学生学习为中心”的教学模式，通过学生参加课外实验报名情况及参加校级和全国虚拟仪器大赛的获奖情况可认证教学效果有一定程度的提高。国外的麻省理工、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校等美国顶尖工程院校，均将“虚拟仪器技术”教学引入其学生培养的全阶段中，并将其概念和学习方法渗透到其它多学科教学（如机械、电气、通信、环境、自动化等），同时在教学法中采用理论教学、教学实验与项目教学案例相结合的模式，贯穿于整个研究生教学阶段。

1 混合式课程教学实施过程

针对当前“虚拟仪器技术”课程中部分硕士研究生存在自主学习意识差、学习能力弱的问题，对该课程提出了混合式教学方法。这一教学法使课堂中的老师和学员的角色发生了转变，对常规教学内容和课外学习内容进行“翻转”，学生成为课堂的中心，由此提高了自主学习能力。将新型“混合式教学方式” 引入到我校机械工程类专业硕士研究生的“虚拟仪器技术” 课程中，有望适应该研究生课程实践性和综合性强的特点，并调动学生学习的自觉性和主动性，提高学生的自学能力和实践能力，对于提升研究生教育的高质量培养具有重要的意义。

“虚拟仪器技术”课程进行混合式教学的实施过程是将“线上教学+线下课堂” 引入传统课程教学中，使得教师可以全程“干预”学生课程学习的全过程，实现“靶向式”课程教学。混合式课程实施过程如下：

1.1 课程网络资源建立

以“虚拟仪器技术”课程教学大纲为基础，在学校Canvas教学平台上建立研究生课程“虚拟仪器技术” 的线上课程资源，见图1 所示，包括：该课程中的每个章节的相关知识点梳理、重点和难点的学习内容讲解，同时还设置和分析章节测验题型、章节教学案例、作业和答案等各种形式的教学网络资源建立工作，见图2 所示，方便学生随时随地进行线上网络学习。

图1 Canvas 平台的“虚拟仪器技术”课程

图2 “虚拟仪器技术”课程大纲、课程章节知识点

1.2 混合教学课程实施

“混合式教学”重新调整了学生的课程学习阶段：通过“线上学习”实现学生在课前独自完成“信息传递”过程；将“吸收内化”过程安排在线下课中，通过在课堂上与教师和学生的互动来完成。教师可以在课前通过自测问题提前了解学生的学习困难，并在课堂上提供有效的辅导并组织学生之间的互动与交流，实现学生流程的重新构建。同时，混合式教学为教师教学节省了大量的课堂时间，教师可以在课堂上组织互动和合作式的学习活动（如通过每个章节的课程案例库等，详见表1 所示），解决学生学习网络课程资源后产生的问题，引导学员进行知识的学习和应用，提升自我学习能力。

表1 “虚拟仪器技术”课程中设计的教学案例

1.3 课程教学效果评价

采用学习实践与考试相结合的考核方法。利用线上教学平台可精准对研究生的平时课前预习情况、课堂参与度、课下任务完成情况以及平台活跃度等客观评价平时成绩，减少以期末考试为主单一决定学生期末成绩的弊端，使评价更加合理。同时，以典型项目虚拟仪器产品为题目，老师对每位同学的设计进行实践打分；在考核环节采用一人一卷，针对每一位研究生的研究方向可以设置不同的课程考试内容，为他们项目研究阶段提供理论支持。

2 结语

通过引进的Canvas 等线上教学平台，对研究生课程“虚拟仪器技术”传统课堂教学方式实施混合式新型教学模式改革，真正实现以“学生为主”的混合教学，提升学生“自主学习”的能力。通过对该课程教学模式的改革，可以多方面培养研究生勤思考、善学习等综合专业素质和能力，课程教革的研究方法与成果不仅仅适用于国内研究生的课程学习，也涉及来校外国留学生来华培养，也包含中国学生到国外进行联合培养等研究生培养过程，该课程的教学改革对机械工程研究生开展国际化培养将是一次有益的课程探究。