基于ARCS模型的产教研融合模式的课程改革与实践——以“薄膜光学与技术”课程为例.pdf

85Total No.513JOURNALOFJILINPROVINCIINSTITUTEOFEDUCATION（总第5 1 3 期）第3 9 卷Vol.39吉林省教育学院学报No.9,20232023年第9 期基于ARCS模型的产教研融合模式的课程改革与实践一以“薄膜光学与技术”课程为例张静，刘冬梅，付秀华，张功，常艳贺摘要：针对当前薄膜光学与技术课程教学中存在的学生学习积极性不高、实践能力培养不充分、人才培养与社会需求关联不紧密等问题，结合专业特色和人才培养目标，基于新时代发展对创新人才的需求，提出基于ARCS动机模型的产教研融合模式对课程进行改革与实践，充分调动学生学习主动性,提高学生的实践能力和创新能力。探索基于ARCS模型的产教研融合的教学模式在薄膜光学与技术课程中的应用，优化知识体系，重构教学设计，将教学内容和课程思政深度融合，致力于培养具有创新意识和解决复杂问题能力的高质量人才。关键词：产教研融合；ARCS模型；课程改革；薄膜光学与技术课程doi:10.16083/ki.1671-1580.2023.09.015中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1 6 7 1 1 5 8 0(2 0 2 3)0 9 0 0 8 5 0 7我国工程教育改革的新方向是培养具有实践能力、工程理念和创新能力的应用型人才，以适应时代发展要求，对工程教育教学进行改革创新具有重要的实际意义1-2国务院办公厅印发的关于深化产教融合的若干意见指出：“大力支持应用型本科和行业特色类高校建设，紧密围绕产业需求，强化实践教学，完善以应用型人才为主的培养体系。”1 3“薄膜光学与技术”课程是光电信息科学与工程专业的一门专业教育课，具有很强的实践性、技术性和应用性。在传统教学模式下培养的人才与社会需求关联不紧密，难以满足行业对高质量人才的需求 4-5 ,故而提出基于ARCS模型的产教研融合模式对薄膜光学与技术课程进收稿日期：2 0 2 3-0 4-2 3基金项目：长春理工大学高等教育教学改革研究课题“基于ARCS模型的产教研融合的薄膜光学与技术课程建设研究与实践”(20211117205755)。作者简介：张静（1 9 8 4 一），长春理工大学，讲师，博士。刘冬梅（1 9 7 0 一），长春理工大学，教授，硕士。付秀华（1 9 6 3 一），长春理工大学中山研究院，教授，博士。张功（1 9 9 1 一），长春理工大学，讲师，博士。常艳贺（1 9 8 2 一），长春理工大学，讲师，博士。86行改革与实践，旨在提升教学效果，培养具有实践能力和创新能力的高素质人才。一、目前课程教学中存在的问题“薄膜光学与技术”课程的培养目标是要求学生掌握光学薄膜理论的同时，还要具备一定的实践动手能力，能够运用专业知识解决实际工程问题。针对课程特点和培养目标，当前课程教学中存在如下问题（一)课程内容具有一定的理论深度，概念抽象，学生难以理解。课程的教学模式以讲授方式为主,重理论轻实践，学生只是被动接受知识，独立思考程度较低，因此参与课堂学习的兴趣不高，缺乏学习的主观能动性。（二）“薄膜光学与技术”课程是一门具有很强实践性的专业课，要求学生不仅要具备理论分析的能力，同时也要具备一定的实践能力，但目前的课程教学存在着理论有余、实践不足的问题，学生的实践能力没有得到很好的培养。同时实践教学和理论教学内容联系不够紧密，两者知识点碎片化，教学效果不佳，学生学习动力明显不足。（三)教学内容没有融人学科前沿知识，缺乏对新技术、新工艺和新方法的内容更新。学生不能及时掌握最新知识，很难有效提高创造力。教学内容与实际工程应用联系不紧密，教学设计与学科发展、市场需求关联度不高，导致学生缺乏实际工程经验，不能很好地满足社会需求。（四)目前的课程教学更注重对学生知识能力的培养,对学生德育和素质方面的培养不够，教学内容没有将专业知识与思政元素紧密结合起来。价值引领和知识传授相结合才能全面提高学生的学习效果，因此，教师需要在课堂教学中深度挖掘课程思政元素。针对当前课程教学中存在的问题,为了提高教学效果,缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距,增强学生的社会竞争力，对“薄膜光学与技术”课程进行基于ARCS模型的产教研融合模式的改革与实践，对培养具有创新能力、适应社会发展需求的高质量人才起到至关重要的作用。二、基于ARCS模型的产教研融合模式的课程改革基于专业特色及人才培养目标，探索“薄膜光学与技术”课程建设新理念，构建应用创新型知识体系，提出基于ARCS模型的产教研融合的课程改革新思路，旨在培养适应新时代发展要求的创新人才，提升教学质量。提高教学质量的核心问题在于如何激发并维持学生的学习动机，激发学生主动参与学习ARCS模型为此提供了系统有效的理论依据，包括注意（Attention）、相关（Relevant）、自信（Con-fidence）、满足（Satisfaction)四要素，这四要素之间既有独立性，又有关联性。6)ARCS模型是一种以学习动机为核心的教学设计模式，这一模式旨在激发学生的主观能动性，提高学习效果，在课程教学设计与实施方面具有很好的指导作用。产教研融合是指将高校教学、研发与企业以科学技术研究为媒介进行深度融合，充分利用不同的教学资源，将学校教育与获取实际经验、以实践能力为主的生产、科研实践有机结合的87星实践人才培养模式。引起学生对学习任务A注意和学习目标的兴趣学习结果达到学生的使学生明确教学内容与S满足ARCSR相关预期，产生满足感学生自身发展切实相关自信通过教学指导，使学生有能力完成学习任务，建立学习自信心图1 ARCS动机模型四要素以“薄膜光学与技术”课程为例，基于ARCS动机模型,结合产教研教学模式，以工程项目和科研项目为牵引，提出切实可行的课程改革研究方案。（一）深化校企合作，积极培育重点合作项目通过深化校企合作交流，积极培育重点合作项目，将合作项目作为教学载体，将研究方向与企业的实际需求挂钩，解决企业实际生产中的问题，提升教师的学术水平和专业水平，反哺教学。融人ARCS理念，使学生能够将理论应用于实践，实现理实一体、知行合一，有效地提高教学质量。（二）融入科研成果，优化知识体系将教师的科研成果融教学内容中,将科研的新技术和新方法应用于教学环节。教师及时掌握研究热点，根据实践经验将科研项目融人教学中，优化知识体系和结构。激发学生学习兴趣，促进ARCS视角下学习动机的形成，提升教学效果。（三）掌握前沿发展技术和行业发展对人才的需求利用和共享教学资源，帮助学生了解学科前沿发展技术和行业对人才的需求，使学生明确课程教学内容与自身发展切实相关。将行业发展的客观需要与学校的教学活动开展有机结合，实现学生培养与企业需求的有效衔接。三、基于ARCS模型的产教研融合模式的课程实践将ARCS动机模型贯穿于教学设计中，探索基于ARCS模型的产教研融合的教学模式在“薄膜光学与技术”课程中的应用，完善以社会需求为导向的高素质人才培养模式，提升人才培养质量。（一)融入科研成果和校企合作项目，教学内容与时俱进以社会需求为导向、科研项目为载体，将科研成果和校企合作项目转化为教学资源，让学生积极参与企业生产项目和科研项目的实践中。88教学内容融入科研成A引起注意果和学科发展前沿明确所学知识与自身R确立相关性发展、自身需求相关联ARCS动机模型完成基于科研成果和C产生自信心实践项目的学习任务学习达到预期目标并S获得满足感获得正面积极评价图2 基于ARCS模型的产教研融合模式的教学设计教师与企业广泛开展项目合作，不断促进合作交流，让人才培养可持续发展。结合企业的先进技术，将工程实践项目深度融人课程教学，使理论教学和实践应用有效衔接不断地将前沿科研成果引人课堂教学中,及时更新教学内容,实现教学内容与时俱进。紧扣学科发展前沿、科学研究成果，引人光学薄膜新技术、新工艺、新方法，使学生能及时掌握最新知识，拓宽学生的学习视野。融入ARCS模型，将科研成果和实践项目凝练成学习任务和学习目标，学生在完成任务动机的驱动下，化被动为主动，激发学习兴趣，培养创新思维（二)开展专题讲座和调研活动，以社会需求为导向，加强人才培养深人企业开展调研活动，加强行业发展趋势和人才需求的研究，从行业发展对人才要求和企业岗位需求出发，完善与行业发展需要相结合的人才培养模式，制定与社会需求相融合的培养目标，使人才培养更加具有针对性和准确性。利用网络平台或座谈讲座等形式搭建沟通桥梁，校外行业专家实践经验丰富，对行业发展趋势的把控更准确，因此，可以邀请行业专家针对前沿技术问题和社会需求开展专题讲座，让学生充分了解行业发展动态、社会需求和专业的应用领域，明确未来的从业选择，为将来发展做好相应的知识储备。基于ARCS动机模型，使学生明确所学知识与自身发展和自身需求相关联，能够学有所用，维持学生的学习动机。（三）基于研究项目进行任务牵引式教学，重构教学设计将ARCS模型融入教学实践中，重构教学设计，更新教学方式,采用任务牵引的教学方式开展教学改革，将理论教学、课程设计、实验教学与科研项目相融合，注重理论教学和实践教学的内在联系，实现教学“四位一体”,在教学设计中完成“制定任务一分析任务一完成任务一任务评价”的过程。89制定任务基于研究项目制定任务目标分析任务结合理论知识分析具体任务任务牵引式教学设计通过膜系设计软件进行方案设计完成任务利用实验设备进行薄膜制备利用测试仪器进行测试分析任务评价采用多种评价方式评价任务完成度图3 基于研究项目的任务牵引式教学实施过程1.制定任务。将教师的科研成果和实际工程项目融人教学设计中，针对工程项目和科研项目制定任务目标，让学生参与实际项目的研究。构建多层次实践学习任务，结合任务要求对教学内容进行改进。利用任务牵引法进行课堂教学时，要考虑学生的层次差异，根据任务的复杂度逐次展开教学，设计的任务难度要循序渐进。2.分析任务。在教学过程中，教师对具体任务的框架思路予以一定指导和启发，引导学生自主地进行任务研究和分析。学生以小组合作的方式进行项目分析、问题研讨和合作探究，主动探索学习资源，制定具体任务的实施方案。根据不同的学习任务，将学生需要掌握的教学内容，如光学薄膜基本原理、设计理论、薄膜制备、薄膜检测等部分的理论知识分解到具体任务中，学生在分析任务的解决方案过程中形成对知识点的整合，构建完整的知识体系。随着任务的递进，学生的理论知识能够得到深化和实践，实现理论教学和实践教学的有机结合。开展基于研究项目的任务牵引式教学改革，有利于增强学生的创新能力，提高学生分析问题、解决问题、评估问题的能力和沟通交流的能力。3.完成任务。根据科研项目的具体任务要求，合理设计“薄膜光学与技术”的课程设计和实验的教学内容在课程设计环节中，学生根据任务的技术要求，基于光学薄膜的基础理论和设计方法，利用膜系设计软件进行方案设计。在实验教学中，对课程设计的方案进行实验验证，将学生完成的设计膜系利用镀膜设备进行薄膜制备。在这一环节中，不仅要求学生掌握薄膜设备的工作原理、薄膜制备方法和工艺过程，同时要求其掌握影响测试结果的工艺参数，分析误差来源。对实验完成的薄膜样品，让学生利用测试仪器进行测试，并对测试结果进行分析并提出改进方法。这种环环相扣的实践方式提高了学生的学习兴趣，加深了学生对理论内容的理解，任务牵引式教学方法让学生在项目实施过程中自主学习能力和实践能力得到提高。通过教师的实践指导，使学生有能力完成学习任务，获得成功经验，自信心得到提升。4.任务评价。教师在课后评价时，要依据学生的发展特点进行适当的激励。在成绩考评中90可以采用学生互评、学生自我评价、师生评价等多种评价方式。对任务完成良好的学生，教师要给予积极的肯定和鼓励，提升学生的学习满足感，以获得更持久的学习动力。通过任务的完成，使学生充分发挥主观能动性，提高沟通交流和团队合作的能力。当学习达到预期的期望并获得正面积极的反馈时，学生的内部动机将得以强化，就会更容易得到满足感和自豪感，这种满意情绪将极大地激发和维持学生的学习动机。四、挖掘思政元素，融入思政教育将核心知识点的教学内容与课程思政深度融合，在教学内容中设置一些和思政教育紧密结合的实际工程案例，通过任务牵引式教学方法，引导学生分析、解决具体工程问题，启发学生理论联系实际的同时，通过典型项目案例，触发对思政元素的深层思考，增加学生的文化自信和认同感，培养真正符合社会需要的全面发展的高素质人才。课程思政要把握精准，以无声的力量，起到滋润学生心灵的升华作用，使学生水到渠成地受到教育，使课程思政达到盐溶于水的效果。例如，讲授红外高光谱成像系统光学薄膜研究的项目案例时，由于该高光谱成像系统可作为探月卫星嫦娥5 号的有效载荷之一，而探月工程计划在我国航天史上又具有里程碑意义，因此，讲述此案例可增强学生的民族自豪感，鼓励学生学习和弘扬探月精神，培养学生精益求精的科学探索精神。在讲授红外热成像气体探测与识别系统的项目案例时，由于气体探测与识别系统可以对危险气体进行迅速、准确的探测，这对保护人民的生命财产安全具有重要的意义，由此可以引导学生要有责任意识，养成认真负责、严谨求实的工作态度和一丝不苟的职业精神。五、课程改革的实践效果分析对“薄膜光学与技术”课程进行基于ARCS模型的产教研融合的课程改革实践后，通过问卷调查对学生进行了调研，掌握其对课程改革学习效果的评价。调研结果表明：9 7.8 3%的学生认为薄膜光学与技术课程的教学设计合理，教学效果良好；95.65%的学生对基于研究项目的任务牵引式教学方式表示满意，认为该教学方式可以将理论和实践内容更好地结合；8 5.0 3%的学生表示对课程内容的掌握情况良好；8 2.2 5%的学生表示学习任务具有一定的难度和挑战性，很大程度上提高了实践动手能力和综合分析能力。对于课程教学内容和教学设置满意度方面，学生给出了9.5 9 的平均分数。实践表明，基于ARCS模型的产教研融合的课程改革取得了良好效果，使学生对光学薄膜技术的工程应用能力和实践能力有了显著提升。六、结语根据专业特色及人才培养目标，基于ARCS动机模型，结合产教研教学模式，对“薄膜光学与技术”课程进行了课程改革与实践。将学校教育、企业生产、科研项目和实践应用有机结合，91责任编辑：刘爱华采用任务牵引式教学方式，重构教学设计，更新教学内容。通过ARCS动机模型下产教研融合模式在课堂教学中的应用，有效地激发了学生的学习兴趣和主观能动性，提升了教学质量,培养了学生的实践能力、创新能力和解决复杂问题的能力。参考文献 1谷德银，刘作华，王星敏，等.新工科背景下的化工原理实验教学改革研究 J.广东化工，2 0 2 1 1 2）.2李永涛，苏晶，朱靓，张学建.产学研结合实践育人机制的研究 J.吉林省教育学院学报，2 0 1 9（0 13中华人民共和国国务院.国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见 EB/OL.(2017-12-19)2019-01-07.http:/ J.机电教育创新,2 0 2 1(0 5).5陈显平，陶璐琪.产学研结合背景下的“半导体物理”教学改革 J.教育教学论坛，2 0 2 1（0 5).6崔炜荣,刘晓莉.ARCS模型在C语言教学设计中的应用 J.信息与电脑，2 0 1 1（0 3).Curriculum Reform and Practice Based on ARCS Model under the Integration Mode ofProduction,Teaching and ResearchTaking Thin Film Optics and Technology asan ExamnleTaking Thin Film Optics and Technology as an ExampleZHANG Jing,LIU Dongmei,FU Xiuhua,ZHANG Gong,CHANG YanheAbstract:In view of the problems existing in the teaching of thin film optics and technology,such as stu-dents low enthusiasm for learning,inadequate training of practical ability,and lack of close connection betweentalent training and social needs,combined with specialty characteristics and talent training objectives,based onthe demand for innovative talents in new engineering construction,the integration model of production,teachingand research based on ARCS motivation model to reform and practice the curriculum is put forward,which canfully mobilize students learning initiative and improve their practical ability and innovation ability.To explorethe application of the ARCS model based on the integration of production-teaching-research in the course of thinfilm optics and technology,to optimize the knowledge system,to reconstruct the teaching design,to integratesteaching content with curriculum ideology and politics deeply,we are committed to cultivating high-quality per-sonnel with innovative awareness and ability to solve complex problems.Key words:production-teaching-research integration;ARCS model;curriculum reform;thin film optics andtechnology