方小坤

扬州市职业大学，江苏 扬州 225009

随着信息化技术的发展，智慧化教育模式对高等教学方式的改革带来巨大的影响。智慧教室是近年来研究的热门话题，是智慧校园的进一步发展的重要体现，是目前信息化教育的最高表现形态。智慧教室环境为混合式教学提供一个线上线下的现代化的教学环境基础，结合传统的线下课堂教学和现代化的线上教学，最终实现教学效果的最优化。

本文基于CDIO 理念，依托智慧教室教学平台突出实践动手能力，并将在线平台与传统的课堂活动相结合，优化课程内容，积极探索工程实践类课程改革［1］。本文以应用电子技术专业课程为例，优化课程体系，突出工程实践能力，运用智慧教室等信息化教学实施，将课堂教学重点转移到如何更好地调动学生的学习主动性，引导学生思考与分析。

一、概述

（一）智慧教室

智慧教室是集大数据技术、多媒体技术、物联网技术以及云技术等新兴信息技术于一体的新型教室。智慧教室与传统教室相比，它立足教学活动的需求，运用智慧技术，提供良好的视听觉环境，配备一体化的网络教学管理系统，实现同步教学，满足师生快速访问在线教学资源，实时分析学习成果。智慧教室摒弃了传统面授课堂呆板的状态，提供智慧服务。在智慧教室环境下实施线上与线下混合式的同步教学，支持学生不受地点的限制，能够灵活互动、协作，将会充分发挥智慧教室的价值。

（二）CDIO 理念

CDIO 是一种得到国际广泛认可的工程教育模式，是以“构思－设计－实现－运行”为主线，以校企深度融合作为基础平台，以实际工作项目为载体，更加注重学生创新能力、团队协作以及实践动手能力等职业能力的培养，提高学生的社会职业素养和竞争力。

将CDIO 工程教育理念应用于应用电子技术专业课程的教学过程［2］，通过项目化教学模式，提高工程实践能力，并通过建立相对应的评价体系，对教育成果进行反馈，进一步促进职业教育教学改革。

（三）SPOC 混合式教学模式

SPOC 是小规模限制性在线课程，是一种在围墙内的网络课堂，授课对象主要为本校学生，不对外进行授课。SPOC 混合式教学模式是指将在线教学平台与线下的传统课堂教学有机融合，吸取两者方式的优点，突出学生为中心，激发学生的学习积极性，共同完成教学内容的一种混合式教学模式，在授课过程主要采用翻转课堂教学，以学生为中心，充分发挥学生的创造性和积极性，该模式能够实现学生自主学习和教师引导学习相结合，突出学生为中心，教师为主导的新教学理念，更好地提高教学质量和教学效果。

二、智慧教室下基于CDIO 的混合式教学设计

（一）基于CDIO 理念层次化课程体系

在CDIO 工程教育理念指导下，将工程教育运用到工科专业人才培养中，以项目为载体，分岗位进行项目化教学。将CDIO 四个阶段与企业典型项目流程的各个阶段进行关联，让学生能够掌握工程设计的各个环节，从实际应用的角度学习相关的知识，学以致用，掌握最新的工程技术，实现学生的综合能力的提高。

以应用电子技术专业课程为例，运用CDIO 理念对电子产品生命周期中的过程进行分解，对接企业典型项目流程，将实践课程分为三个层次：第一层次分为三个模块：电子产品设计——单片机原理与应用、嵌入式应用技术；电子产品生产与调试——电子产品制图与制版、EDA 应用技术；电子产品维修——电子产品组装调试、电子产品维护。第二层次为每一模块下的若干实训课程：电子工艺技能实训、电子产品制图与制版实训。第三层次则为课程实训下的实践技能点：毕业设计、电子工艺技能竞赛、电子设计竞赛等专业竞赛。

创新“党建+教学”新模式，把专业建设与党建相结合，在专业发展、教学组织、社会服务和学风建设等方面发挥党组织的战斗堡垒作用。把思政元素融入实践项目中，既展现了学生技能水平，思想素质也得到了提升。构建“专业+组织+实践”的育人模式，在实践能力培养过程中注重强化学生工程伦理教育，激发学生科技报国的使命担当。

（二）智慧教室下教学环境搭建

基于学校新建设的智慧教室，提出以“学生主体，教师主导”的教学设计理念，灵活运用最新的教学设备例如交互智能触控屏、记忆黑板、平板电脑等硬件，结合教学内容改革，采用多样的教学方法，例如课堂互动系统、现场评价系统、在线教学平台等数字化教学资源，激发学生的学习热情，搭建智慧教学环境。在教学实施过程中，教师可以运用智慧大屏以及超星在线教学平台进行课堂的实时的签到考勤，师生可以随时了解教室的人数情况。在课堂上老师可以通过教学平台下发本次的教学任务和随堂练习，学生可以进行分组，并进行小组考核，并可以通过移动终端进行投屏，展示学生的学习成果，让学生充分展示自己的学习情况，激发学生的学习主动性。同时智慧教室通过课程录制功能，可以将授课的全面过程进行录制，学生可以通过在线平台进行回看和复习，巩固自己的学习成果，丰富课程数字化资源。

基于智慧教室的教学改革其核心内涵为：运用信息化资源和多元化的教学方法，将师生融为一体，工程类专业需将生产与教学融为一体，形成一个“信息化程度广、学生主动性高、工程实践能力强”的多元化的教育教学方法。

（三）线上线下混合式教学设计

SPOC 线上线下混合式教学方式［3］以在线教学平台和线下课堂教学相结合的教学模式。课前以在线教学平台资源自学为主，学生可通过登录超星、智慧树等SPOC 在线教学平台，查看数字教学资源，进行课前预习。课中以线下课堂教学为主，对教学内容重点知识的讲解，集中答疑，可采用翻转课堂的形式组织线下教学，同时实践内的课程主要采用线下授课的方式进行。课后可采用线上进行复习答疑，布置作业，在线测试等方法进行教学效果的检验。

在工程类课程混合式教学设计中需要引入C—D—I—O四个层面的课程设置的标准，教学内容需充分体现工程能力和创新能力的培养，将在线学习和线下教学实践有机结合起来，突出课堂教学要以学生为中心的教学效果，具体内容如图1 所示。

图1 SPOC 混合式教学环节

（四）建立“竞赛+项目”的实践教学平台

工程类专业课程必须要强调实践能力的培养，专业竞赛既能检验大众化实践教学成效，又实现对学生的个性化培养，实行“大众化选拔、个性化培养”策略，突出技能培养主线，实现“学场、职场、赛场”相融合。同时教师将竞赛中题目进行知识梳理，以赛促教，将竞赛知识进行项目化、模块化的分解，开发一系列的实践教学项目用于教学，让学生能够及时了解掌握最新的工程技术，专业能力也得到了大大的提高。充分锻炼了师生的创新实践能力。

（五）立体化过程控制及评价

建立合理的实践考核方式：线上线下相结合，确定合理的线上线下评价比例，理论教学和实践教学评价方式，实践课程的作品评价标准，以及学生最终的课程答辩情况等，形成立体式过程控制与多元化反馈评价体系。借助定期开展的专业评估，查找学生实践能力与产业需求的差距并及时调整教学内容。

执行个性化学分制度：依据学校有关管理制度，参加创新实验室项目开发或者各级各类技能大赛的学生可以对照相关规定兑换相应课程的学分。这些政策的充分运用，可以保证学生将更多的精力投入项目的设计与创新中。

三、实施成效

CDIO 工程教育理念的贯彻以及智慧教室混合式教学改革，经过3 年时间的建设，已全面推广到学院的所有专业，形成电子信息专业群，取得了很好的应用效果。

（一）建立“互联网+实践”，打造全时空实践创新平台

通过线上实验指导、开放实验室系统和实验课堂翻转的全新实验教学手段，形成“互联网+实践”环境下的CDIO 职业教育学习新模式［4］，实现教学资源、网络课程等优质教育资源的集成共享，线上学习，线下实践，实现翻转课堂。实现实验室的24 小时全时空开放，极大提高了实验资源的利用率。

根据电子类课程的特点，提出了“口袋实验室”和“虚拟实验室”，学生可以线下自主进行实践练习，方便学生自由安排学习时间。在《单片机应用技术》课程中，学院教师根据课程内容，独立开发的单片机实验板，在该实验板中集成单片机最小系统、数码管、键盘等常用的电子元件，可练习交通灯系统、流水灯系统等多达十几项的实验项目，学生在宿舍只要一台笔记本电脑就可以进行单片机的编程应用实验，对学生实践能力培养有大的提高。

（二）依托智慧教室实践教学平台，形成循环式创新能力培养方式

以智慧教室创新实践平台为载体，以团队形式组织竞赛项目实践为主要实践内容，培养学生的团队意识、实践创新能力。以暑期全国大学生电子设计大赛、寒假大学生技能大赛、秋季学期学校电子设计大赛为抓手，构建1+1+1 专业竞赛体系。2018、2022 年江苏省电子设计竞赛（TI 杯）获一等奖的好成绩，专业竞赛是理论知识和技能的综合运用，既能体现学生专业素质水平，又是对教学效果的最好检验。

（三）实现了学习与工作的“零距离”，学生创新能力得到明显提升

在CDIO 工程教育理念的指导下，借助智慧教室实践平台，专业教师指导学生参加各级各类职业技能大赛获得国家级奖励2 项，省级奖励17项，教师和学生获得发明专利以及实用新型专利共14 项，获得省优秀毕业设计7 项，其中1 项优秀毕业设计团队奖。

四、结语

运用智慧教室下基于“CDIO+SPOC”教学模式对工科课程进行了改革探索，将CDIO 工程教育理念应用于工科课程的教学过程，引导学生积极主动方式学习，提高工程实践能力。利用智慧教室环境下现代化的教学设施给课堂赋新、为教师赋能。该模式的实施，能够有效提高教师信息化教学能力，充分发挥学生自主学习能力，同时也促进了教学管理的现代化、网络化能力的提高。教学改革需要不断的探索和完善，本课题的研究也是为信息化教学改革式研究人员提供参考。