新工科特色课程｜以学生为中心确保教学质量 吴院倾力打造新工科在线课程
新工科教育特色课程
Featured Courses of New Emerging Engineering
随着各类新型大学教育模式的快速发展，改革和创新将是每位一线教育工作者的实践纲领，每一位教育者同时也将是学习者，并在教学实践中不断反思和取得进步。吴贤铭智能工程学院的每一位成员，积极适应新形势下的新工科教育需求，坚持贯彻以学生为中心和质量为本的教育理念，努力为国家培养具有全球视野和复合学科素养的创新型、领袖型和国际化人才，努力为学校建成中国特色、世界一流大学做出更大贡献。目前，学院已正式推出三门“新工科教育”特色课程，其中，《工程导论》和《人工智能技术及应用》两门课程入选华南理工大学广州国际校区本科一流课程。虽然在疫情背景下进行的《计算机与程序设计导论》课程在初次尝试“线上教学”模式时曾面临巨大的挑战，但经过教学组与学院的不断努力，现正在稳步推进中。
01
《工程导论》
学院开设《工程导论》课程，旨在充分挖掘学生的创新创造力、领导力以及团队合作能力，培养学生对智能工程学科的兴趣，树立学生对打好专业基础的信心，坚定学生“以智能工程之力改变世界”的决心。针对该课程的总体目标，课程内容分为两个板块：技术实践板块和技术交流板块。
技术实践课程教授在机器人工程和智能制造领域的理论知识，让学生充分了解技术前沿动态和基本理论知识，同时注重实践训练，培养动手能力，强化学生对技术理论部分的理解。技术交流课程的内容注重培养学生的技术交流能力，依据现实世界中的工程项目的运作方式而设计，着重培养的是团队合作、沟通与交流，以及创造力等重要软技能。课程的两大部内容紧密相关、互相支持、有机融合，共同实现课程的总体目标。
其中，技术实践课程是工导课程的核心部分，强有力地支撑学生的实践项目，并且与技术交流课程相辅相成，培养学生的综合素质。课程内容紧贴当前技术前沿和专业培养目标，设置了以机电系统、机器人、智能材料、控制系统、机器夹爪、驱动器和传感器、以及前瞻技术等主题。既可以帮助学生在实践项目中能够利用所学知识，也能启发学生进行创造性设计。
学院本科生正在课程全英文答辩现场
实践项目的课题是让学生设计制造出能搬运物体的自动机器人。每五个人一组，包含了设计、加工、和编程等内容。项目为半开放式，没有规定机器人行走的方式和搬运夹取的方式，给学生较大的创造空间。为了检验和促进学生的项目实践，实践项目设为两个阶段，并分别设置了考核：Game day（比赛日1） 1和Game day 2（比赛日2）。这两个考核的标准主要基于机器人在完成规定任务的表现，但是设置了额外的加分项，用于鼓励学生大胆创新，设计新的移动方式和夹取搬运方式。
同学们在进行技术实践课程过程中进行调试、比赛和设计的部分现场照片
这种全方位教学、考核、和指导使得学生能够充分开发自身潜力，顺利完成实践项目，并进行创造性地设计。
02
《人工智能技术及应用》
人工智能是计算机科学领域一个快速发展的领域，它可以在计算机上实现人类的智能行为。相较于其他传统技术，其智能化操作系统无疑让程序过程变得更加简便，现已普遍应用于我们的日常生活。学院开设的《人工智能技术及应用》课程概述了AI的历史，基本方法及应用。该课程涵盖了搜索，游戏、决策和机器学习等问题。在课程中，学生将学习如何使用Python，使用AI方法来解决实际应用上的问题。
教师在授课前会将课程课件公布在站群上，供学生提前下载预习，并于在线课堂上集中进行讲解与拓展
课程在讲授过程中除了注重基本知识外，还强调学生的创新和应用，适当地介绍前沿研究成果及应用问题，让学生在扎实的理论基础之上进行充分的思考与实践，实现理论与实际的结合，真正达到学以致用的目的。
03
《计算机与程序设计导论》
《计算机与程序设计导论》课程是我院为大一学生开设的专业基础课，课程采用全英文的授课语言。课程讲授三门计算机编程语言，包含了C、C++、MATLAB/OCTAVE。其中OCTAVE是一门可以替代部分MATLAB功能的一门开源计算机语言，专门帮助无法获取MATLAB商业软件的同学能够使用这一语言进行学习。具体教学内容包含了数据表示和命名、数据输入和输出和数据可视化等基本程序设计的入门知识。
在课程实践期间，由于疫情原因学生无法回到学校上课。为了克服在线教学的种种困难，学院坚持贯彻以学生为中心和质量为本的教学理念。针对学生的各种学习需求，及时调整教学策略，充分保障在线教学的质量。
疫情期间学生在家参与线上教学活动
教学组采取的具体措施包括以下三点：● 应用人性化教学平台 根据学生家庭网络和计算机资源情况不同，学院领导和授课组经过研究决定，使用入门门槛较低并且免费对公众开放的教学平台和软件。通过建立QQ群进行教学互动和在线教学资料分享，利用蓝墨云班课进行作业管理和非实时讨论等。在学院有限的支持能力下，充分保障每位学生的教学需求。为了确保每位学生都能够在家里进行学习。
● 采用灵活多样化授课模式 为了充分保证教学质量，教学组仔细研究了在线教学的特点，最后采用了录播+翻转课堂+直播等不同教学方法相结合的方式。通过课前录制好上课视频，学生进行学习，课中进行答题和讨论相关问题，课后及时提交作业，并定期通过直播课进行复习和互动。教学组充分考虑了每位学生学习习惯的不同，提供的线上和线下的不同教学资源，并利用实时通讯工具，通过文字和语音通讯的方式，为学生提供及时的辅导和帮助。
● 实行多措并举创新培育 为了充分激发学生的学习兴趣，教学组受Keller教授提出的ARCS学生心理动机模型的启示，在实践过程中，采用不同手段激发学生的学习兴趣。相关举措包括：教学活动常规化，学生须按照课表的要求，定期就相关话题参加教学互动和讨论，教师负责尝试提升话题的兴趣点（注意）；过程性考核安排在上课期间，翻转的教学行为，提升学生信心和满足感（信心和满意）；项目式学习，注重解决问题的能力，保证学生参与正常教学活动（关联）。
思考与展望
虽然在疫情期间，线上教学的要求对学院的“新工科教育”特色课程的授课方式提出了更大的挑战。但面对困局，学院教学组积极应对，精准快速调整教学模式。同时，通过学院班会和在线匿名投票等方式对学生在线学习情况进行跟踪了解，并通过课上集中解答与课下个别辅导等方式对学生进行全方位指导，尽可能减少由于在线课程无法进行面对面交流而带来的负面效应。学院始终将本科生教学放在首位，以学生为中心，切实保障“新工科教育”特色课程的教学质量。
图/文：吴贤铭智能工程学院新工科教学组
校对：贾晨辰 编辑：刘科呈