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关键词:高职院校;精品课程;特色
精品课程建设是高职院校的一项重要的教学质量工程,对缓解目前教学资源紧张,提高教学质量和人才培养质量具有不可估量的作用。高职院校有别于普通高等院校,在学校的培养目标定位、培养对象、专业设置、教学内容、教学方法等方面都具有自己的独特性。本文拟结合创建省级精品课程《园林规划设计》的实践,阐述高职院校精品课程的基本特色与课程建设的基本思路。
突出职业性,建设高素质的“双师型”师资梯队
高职院校必须坚持面向区域经济建设主战场的社会定位,坚持以就业为导向培养社会发展和行业科技进步急需的技术应用型人才的功能定位。职业性是高职高专院校最显著的特色,其内涵是以就业为导向确定培养目标,在教学内容的取舍上要体现专业和行业特点,要学有所长,学有所用,为学生就业、择业与创业打下坚实基础。
建设一支高素质的“双师型”师资梯队是打造精品课程的前提,是实现高职院校培养目标、造就高素质技能型人才的可靠保障。教师是实施课程教学的主导因素,要体现精品课程的职业性,首先专业教师应具有鲜明的职业特色,要求教师不仅要有扎实的理论功底、高超的教学技艺,同时还应具有丰富的实践经验、精湛的操作技能和良好的师德风范。我院的《园林规划设计》课程是景观设计、园林技术和现代园艺专业的主干课程,担任此课程的教师有6位,其中有景观设计师、园艺师、园林工程师,均为“双师型”教师,为该门课程的建设奠定了坚实基础,注入了旺盛的活力。
高素质的“双师型”教师梯队是精英人才的汇合,需要经过长期的培养、锻炼。可以通过“传、帮、带”的方式提升青年教师的教学水平,还可以通过产学研结合与校企合作提高青年教师的技能水平,也可以通过进修或访学提高青年教师的学术水平。总之,要采取不同的形式,通过不同的途径,建设一支结构合理、可持续发展的高素质“双师型”教师梯队,为精品课程的建设提供可靠保证。
融入实用性,保持教学内容的先进性
精品课程的实用性是指在教学内容的整合过程中,要突出以实用为主旨,结合专业培养目标,精简课时、精选课程、精炼内容,强调将先进的实用技术、先进的科研成果转化成教学内容,传授给学生。高职院校的人才培养目标是以市场为导向,为企业或行业培养高技能实用型人才,精品课程的教学内容应充分体现实用性,根据社会需要、行业标准、专业特点优化课程内容和结构。专业理论应以“必需、够用”为度,融入新知识、新工艺、新方法和本学科领域的最新科技成果。
我院在《园林规划设计》的课程建设中,首先定位课程培养目标,然后制定教学大纲,构建课程内容体系,体现“新、特、优”的课程特征。“新”就是将园林规划设计的新理念、新方法和最新科技成果融入课程内容,以新面孔展现给学生;“特”就是课程体系要有特色,课程内容要有特色;“优”就是内容要精,语言精炼,层次清晰,重点突出,富有启发性和趣味性。我院将《园林规划设计》内容分为专业基础和专业技能两大部分,基础部分以精炼、实用为原则,摒弃过深、过多的理论,技能部分注重理论与实践并举,传统园林艺术与现代园林艺术相融合,主讲内容与讨论内容相结合,每章附有案例解析、课题讨论、习题和参考文献,摒弃了过去那种“满堂灌”的课程内容。
注重先进性,使用现代化教学方法和手段
先进性是精品课程的时代特征,是指精品课程要具有先进的教学理念、先进的教学内容,同时还应具有先进的教学方法和教学手段。教学方法要由传统的“注入式知识教育”转变为适应知识经济要求的“研究式素质教育”,授课方式要由“连续型细节式授课”转变为“跳跃型平台式授课”,教学形式要由“单一的课堂教学”转化为“多形式的互动交流”。我院在《园林规划设计》的课程教学过程中,始终注重教学方法的改革与创新,结合教学内容采取多种形式的教学方法。例如,在理论教学环节中,以学生为主体,以教师为主导,以案例为切入点,结合基础理论,采用启发式、课题讨论式的教学方式,激发学生的学习激情,调动学生的主动性,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力;在实践教学环节中,改革教学形式和内容,注重学生动手能力与综合素质的培养,如园林电脑辅助设计的教学,在学生掌握了最基本的操作技能后,重点培养学生的综合设计能力和对现代园林设计技术手段的使用能力,充分满足学生自主化和个性化的学习要求。此外,还建设了校内外实训基地,实行校企合作、校校合作,资源共享,互惠互利,对学生实行岗前培训,培养学生的就业、择业和创业能力,为企业培养上手快、有后劲的人才。转贴于
现代化教学手段为提高教学质量和人才培养质量提供了优越的环境条件,在《园林规划设计》教学过程中,应采用多媒体教学、网络教学和电脑辅助设计等先进的教学技术手段,创建师生互动平台,这样,教学效果形象直观,趣味性浓,个性色彩强烈,可以激发学生的学习热情,培养学生的创新思维能力。
凸显多样性,打造立体化精品教材
高职院校精品课程的多样性不仅体现在教学方法的多样性、教学手段的多样性和教学内容的多样性上,更为突出的是体现在教材的多样性上。过去那种“一本教材、一支粉笔”的教学模式已不适应现代教学的需要。多媒体课件直观形象、信息量大、趣味浓、互动效果好,网络教学便捷、信息量大、个性色彩强。因此,应创建以纸质教材为主体,附以多媒体电子教材、案例库、实验实习指导、习题库、课题库和参考文献免费上网的立体化精品教材体系,为高职院校提高教学质量,培养创新型人才与高技能实用型人才提供有效的平台。
体现示范性,共享优质教学资源
精品课程是高水平教学内容的载体,是教师多年教学经验的总结,是优秀教师团队集体智慧的结晶,是集科学性、先进性、教育性与有效性于一体的优秀课程,能够体现先进的教育理念、先进的教学内容、先进的教学方法和手段,具有很强的示范性和辐射效应,因此,示范性是精品课程最典型的特色。
通过免费上网,可推动优质教育资源共享,缓解优质教学资源不足的矛盾,使更多的学生受益;通过网络教学,可以建立师生交互平台,答疑解惑,有利于学生自主性和个性化学习,也便于教师远距离地向教学大师学习,有利于中青年教师的快速成长;通过网络进行教学管理,可以大大提高教学管理效能。
精品课程具有明显的时代特征,随着教学改革的不断深入,将会赋予新的内容、新的理念。精品课程建设是一个动态的过程,是一个不断完善的过程,需要众多教师付出辛勤的劳动和智慧。精品课程建设需要优良的环境条件、强有力的激励机制、标准的评价体系、有效的管理措施,以利于提升精品课程的质量,保证精品课程建设的健康发展。
参考文献:
[1]李彬,高荣发,等.高职高专院校精品课程建设的思考与实践[J].商洛师范专科学校学报,2005,19(10):35-37.
关键词:课程;课程建设;精品开放课程;C语言程序设计
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)19-0111-03
课程是知识的载体,是能力形成的着力点,课程建设的好坏,直接关系到人才培养质量的好坏。
1 课程建设的定义
课程是指教育内容的进程,是为实现教育目标而规定的教学科目及其目的、内容、范围、分量和进程的总和。这是一种广义的理解,狭义的课程是指一门学科。课程建设指的是为了推进教学进程的实现所包含的“师资队伍建设、教学内容和质量建设、教学方法和教学手段建设、教学条件建设和教学管理建设”等与之相适应的各种分量的总和。
课程建设是提高教学质量、深化教学改革的一项综合性的建设,课程建设是确保人才培养质量的最重要的基本建设任务之一,是教学改革的核心。
2 课程建设的内涵、外延及其相关要素的关联
探索和明确课程建设的内涵、外延及其相关要素的关联,是课程建设基础,主要包含以下几个方面的内容:
(1)师资队伍建设。它是课程建设的先导,主要内容包括学历结构、年龄结构、职称结构和学缘结构以及学术水平、教学水平、教育理论和思想素质等,要建设具有一流水平的课程,首先要有一流的学术水平、丰富的教学经验、深厚的教育理论功底、扎实的教学技能、严谨治学的师资队伍。
(2)教学内容和质量建设。它是课程建设的核心和主体,也是衡量课程建设质量的主要标准,包括:教学思想的改革与建设,知识内容建设、教学水平建设、教材建设、教学资源建设以及结合专业特点积极开展教学改革与教学研究等内容的建设。
(3)教学方法和教学手段建设。它是实现课程建设目标的主要途径和基本保证。要紧紧围绕提高教学质量、提高学生素养和能力,结合专业的特点、教学内容积极开展现代化教学手段、教学方法的研究与建设。
(4)教学条件建设。它是课程建设重要保证,包括:课堂教学的基本设施、实验、实训、实习等实践教学条件的开放性、先进性、教学环境和教学氛围等建设。
(5)教学管理建设。它是课程建设的组织保证,包括:科学、规范、系统和配套的教学管理规章制度、教学质量评价体系、教学档案资料和教学激励机制等内容的建设。
3 我国国家层次课程建设的路径(近15年)
我国从2003年起开始精品课程建设,先后经历了“精品课程、精品资源共享课、精品视频公开课,大学MOOC、微课 ”等过程,加上即将推出的“系列微课”,现在统一称之为“精品开放课程”,下面简单的介绍。
3.1 精品课程
精品课程是教育部为推进教育创新,深化教学改革,促进现代信息技术在教学中的应用,共享优质教学资源,在“高等学校教学质量与教学改革工程”中开展的一项工作。这项工作开始于2003年,截止2010年底,教育部组织建设了3909门国家精品课程,主要集中在985和211高校。省级、校级精品课程数量也达2万多门。
精品课程建设出现,对当时各高校的课程建设,起到了引领作用,对推动教育创新,深化教育改革,起了十分重要的作用。通过几年的实践,加上互联网技术的发展,人们发现,精品课程建设离当初的想法渐行渐远,暴露了不少问题,主要表现在:
(1)精品课程建设脱离教学实际
精品开放课程建设了不少,其中相当一部分是为申报国家级、省级精品开放课程而应急建设的,没有充分考虑平台的服务性和实用性,一些精品开放课程成了学校的品牌装饰,与教学过程“脱节”。
(2)建成的精品课程不少,但比较零乱,不成体系,名校、名师和“大家”的作品少见。
(3)建成精品课程资源不足,满足不了学习者的需求,后期维护跟不上,资源的再开发、再利用严重滞后。
(4)课程建设的目标不正确,重申报轻可持续发展现象严重。
很长一段时间,我国精品课程大多为立项而建,建设周期短,一次建设即告完毕,许多课程长期缺乏维护,资源内容陈旧,难以成为优质资源。因此,对已经建成的精品开放课程要定期检查、评估和反馈后续建设情况。只有持续改进课程资源,才能保证精品开放课程资源的质量和时效性,才能减少“重申报轻可持续发展”的现象,从而切实提高精品开放课程的质量。
针对以上问题,教育部【教高厅〔2012〕】2号发文强调:在“十二五”期间,教育部将在原国家精品课程建设成果基础上,科学规划,合理布局,优化结构,通过高等学校本科教学质量与教学改革工程,支持建设5000门国家级精品资源共享课。其中,2012年和2013年重点开展原国家精品课程转型升级为国家级精品资源共享课的建设,采取遴选准入方式选拔课程;同时,从2013年起,适应新需求,结合高等教育发展趋势和教学改革成果,采取招标建设和遴选准入两种方式建设一批新的课程。
3.2 精品资源共享课
资源共享课除了要提供全部教学单元的录像外,突出基本资源共享。
包括课程介绍、教学大纲、教学日历、教案或演示文稿、重点难点指导、作业、参考资料目录和课程全程教学录像等反映教学活动必需的资源。
精品课程和精品资源共享课由于专业性强,主要的受众群体是高校教师和在校大学生,受众群体狭窄。
3.3 精品视频公开课
精品视频公开课是以教师授课录像为展示内容的一种开放教育,每门课程总讲数应至少5讲,每讲时长30~50分钟。有科学文化素养教育类和专业导论类两种类型,其中科学文化素养类推荐单位为部属院校或者教育主管部门,专业导论类的推荐单位为本学科国家级教学指导委员会。
3.4 微课
微课是指按照课程与教学实践的要求,以视频为主要载体,记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点或者某几个知识点(重点、难点和疑点)或教学环节而开展教与学的全过程
它最早是由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理戴维・彭罗斯(David Penrose)于2008年秋首创的。后来,戴维・彭罗斯被人们戏称为“一分钟教授”(the One Minute Professor)。
4 我校课程建设的基本做法
学校开设这门课程源于上个世纪90年代,受当时的条件限制,教学大纲、教学方法和教材均参照本科院校,培养出来的人不能满足市场对人才质量的要求。随着职业教育的浪潮的到来,受理论讲解力求体现“必须,够用为度”的影响,学校把人才培养的落脚点绑定在市场急需的应用型人才培养的目标上。先后申报学校《IT 蓝领系列专业办学方向探索建设》、《IT 蓝领软件人才的素质培养》、《计算机类学生实践技能培养模块的构建及应用》、《应用型大学课程的样板建设研究――以为例》等教学研究项目,通过深入企业、事业单位调研,了解市场对计算机类人才的具体需求,形成了计算机类各个层面的培养模块,并将能力培养模块落实到具体的课堂教学和实践环节之中,《C语言程序设计》课题组率先完成了应用型大学的课程教学大纲、上机实训大纲、自编了上机实训手册等一些齐备的课堂教学资料编写工作。2007年3月在中国水利水电出版社出版了《C语言程序设计》教材。
4.1 明确课程建设的基本思路
2007年年初,我校升格为本科院校并招收计算机科学与技术专业本科生,自此《C语言程序设计》和其他课程一样面临着从专科层次向本科层次转型的问题。本着突出应用特性,课题组理清的《C语言程序设计》课程建设的思路是:
(1)高职高专阶段课程建设的成果、资料、经验和团队协作精神不能丢,在搞清楚《C 语言程序设计》(本科)的规格和内涵之后,将相应的积累和经验移植到本科课程建设之中,提高建设速度和质量。
(2)围绕学校创办“应用型大学”的战略目标,将“培养应用型人才,建设双师型、社会型教学团队”的理念融入到课程建设之中。
(3)打造精品开放课程。有步骤,分层次将《C 语言程序设计》打造成校级、省级、国家级精品开放课程。
(4)建设优秀的教学资源,满足广大师生自主学习的需要。到2020年末,所有的教学资源(包括精品课程网站、精品视频公开课网站、微课等)全部上线,做好跟进维护工作,让优质资源发挥应用的作用。继续完善《C语言程序设计》及其配套教材修订工作,力争把教材做成应用型的精品,完成《C 语言程序设计》系列微课的录制。
(5)加强团队建设,打造梯度结构的“双师型”教师队伍,发挥教学名师,学科带头人的 “引领、传承、创新、共享”作用,促进课程建设质量的提升,争取有一批优秀的教师脱颖而出,争创学校和省级的教学名师。
4.2 对课程建设的教学定位
《C语言程序设计》是计算机语言类教学中第一门系统地讲授程序设计的课程,通过该课程的学习,使学生了解程序设计语言的基本语法、基本结构,理解计算机科学求解实际问题的基本过程,掌握程序设计的基本思想、方法和技巧,了解计算机的一般算法,养成良好的程序设计风格,培养利用计算机求解问题的能力。
学生通过该课程的学习,应该在知识与能力方面达到以下基本要求。
(1)基础知识要求
通过该课程的学习,学生深入了解计算机的基本工作原理,掌握程序设计语言的基本语法、数据表达形式和流程控制的方式。理解模块化程序化的基本思想,掌握程序设计的基本方法和流程。
(2)能力培养要求
重点培养学生读程序、写程序和调试程序的能力,突出实际编程能力的训练。学生应该掌握基本的分析问题和数据表达的能力,以及算法描述与基本算法实现的能力;掌握面向过程的程序设计方法;掌握集成化程序开发环境的使用和程序的调试方法;初步具有利用程序设计技术求解实际问题的技巧与方法。
4.3 研究制定了我校《C 语言程序设计》课程建设的实施方案
按照行业的岗位需求进行“理论教学内容的设计”,“实践教学内容的设计”,“课程设计”。 “理论教学内容的设计”和“实践教学内容的设计”都是以知识点为单位进行设计的。
(1)理论教学的知识点分布及能力基本要求(以“结构控制”知识点为例)
[知识单元 教学内容 教学要求 教学目标 重点和难点 常用的结构控制 用读/写及赋值实现顺序结构的程序 掌握 熟练第掌握C 语言的各种语句的使用,熟练输入/输出等库函数的调用;正确选择使用相应的流程控制语句实现三种基本结构的程序设计;掌握几种重要的算法(求和、统计、求数列等)的算法思想及其实现;了解几种常用算法的思想 重点: 三种基本控制的实现,各种流程控制语句的正确使用
难点: 多分支、循环嵌套、分支和循环结构的嵌套,常用的算法设计与实现 用if、switch语句实现分支结构的程序 掌握 分支结构的嵌套 掌握 用while、do-while
、for实现循环结构的设计 掌握 循环嵌套的控制与执行 掌握 break、continue语句的使用 掌握 分支和循环结构嵌套的特点和应用 掌握 一些常用算法设计思想,部分算法的实现 理解 ]
(2)实验实践教学设计
本课程实践教学的指导思想是:首先通过教师案例讲解、编程演示使学生对程序设计有一定的感性认识;然后通过设计由浅入深的实验项目,使学生通过理解程序、模仿程序、改写程序到编写程序的实践训练,逐步强化学生熟练掌握程序设计的基本方法;加强学生的实际编程能力、动手操作能力和团队协作能力。
实践教学分为“演示实验”和“知识单元实验”两个部分。知识单元的实验有验证性和设计性两大类,前者是理解和巩固理论课所学知识的,后者意在培养学生运用课程知识独立进行问题求解、程序设计的能力。下表给出了“分支结构”知识单元的实验方案。
实验教学中课程实验方案(以“分支结构”为例)
[实验序号 实验内容 实验目标 建议实验项目 3 分支结构 掌握分支、多分支结构程序设计的办法;
掌握排除语法错误的基本技能 案例:超速判断、出租车计价,成绩转换,纳税问题
项目:比较大小,分段计算居民水费、计算天数、简单计算器、出租车计费系统 ]
(3)课程设计
课程设计的主要目的是通过大型程序训练,培养学生研究性学习、综合应用能力、复杂程序的调试能力,要让学生深刻体会程序设计的全过程,初步体验软件工程方法,培养学生软件文档的写作能力。加强团队工作中的个人责任,培养学生团队协作精神。
课程设计示例:
作物产量统计系统
问题描述:输入某村各户各类农作物的产量,以便统计全村各种农作物的总产量以及向亩产较低的农户提供参考数据。作物产量统计系统中每条记录包括各户村民的编号、户名、种植作物种类、亩数、产量等信息,主要实现作物产量等信息的输入、打印、查找、排序、统计等基本管理功能。
基本功能:
输入n户村民及其种植作物的基本信息,并将输入的数据存入文件。
统计全村各类作物的总产量,并将结果写入文件。
计算各户各种农作物的亩产量,输出计算结果。
按由小到大的顺序对全村各类农作物的亩产量进行排序,将排序的结果写入文件。
按户查找指定村民的作物信息。
设计要求:
在输入村民及其作物种类等基本信息时,要求输入完一户村民的所有种植作物及其产量等信息后再输入另一户村民的基本信息。
5 我校在《C 语言程序设计》课程建设中取得的成绩
教学工作是学校的中心工作,“加强课程建设,夯实发展基础”是学校内涵建设的理念,自2010年以来,《C 语言程序设计》课程建设取得了如下成绩。
(1)微课《冒泡法排序》和《汉诺塔与递归算法》2015年参加 “第二届全国高校微课教学(本科)比赛” 分别湖北赛区“一等奖”和“二等奖”,《数组元素的冒泡法排序和选择法排序》参加全国决赛获得“优秀奖”。
(2)教学研究项目《基层应用型大学课程建设探索与研究(教材)》参加2013年“湖北省第七届教学成果奖”的评选,湖北省人民政府授予“三等奖”。
(3)课程《生活中的C程序设计》被湖北省教育厅评定为“2014年度精品视频公开课”。课程《C语言程序设计》2011年被湖北省教育厅评定为本科层次的“精品课程”。
(4)教材《C语言程序设计》2010年被教育部“教指委”评定为“优秀教材”。《C语言程序设计》(第二版)被中国电子教育学会评定为2012全国电子信息类(研究生、本科教育)“优秀教材”。
(5)编辑出版《C 语言程序设计》、《C 语言程序设计上机指导与习题解答》3个版次共6本教材,发表与《C语言程序设计》课程内容有关的教学论文7篇。
(6)指导的学生从2012年起参加第三届至第六届全国“蓝桥杯”软件专业人才设计与创业大赛(C/C++类),多人次获奖。
(7) 将《C语言程序设计》按照知识点重组录制成“系列微课”共65讲,时长1350分钟,该项目是目前国内第一门将专业知识碎片化重组后以“微课”形式进行展示的课程,我们坚信,只要进入该课程的学习者,一定会有所获。
6 对课程建设的几点思考
(1)课程建设必须遵循高等教育规律
课程是知识的载体,课程教学是为落实人才培养方案服务的,起着强基固本的作用。高等教育有别于基础教育,有他特点和规律,只有营造宽松、和谐的教学环境,为多样性、个性化、有思想的教学科研人员提供条件;排除“不确定性、非物理性、外部性”的干扰,才是还原“学校教育质朴真实的面目”的,凡是“追求短期内量化、有形的物理绩效”都是严重违背高等教育发展规律。
(2)对教学工作的重视程度决定了“课程建设”质量的好坏
近10年来,各级教育主管部门和各高校都把“加强专业建设、学科建设,加强课程建设”作为“本科质量工程”的重要内容。由于各校理解上的差异,对待教学工作的重视程度也参差不齐,导致在课程建设的效果和结果上不尽相同,近10年来,全国各级教育主管部门和各高校共建设精品开放课程不少于二万门,建成的这些课程比较零散,成体系的不多,特别是名师,名校、“大家”的作品甚少,如果把各名校、名师、“大家”的积极性调动起来,用他们的眼光,用他们的智慧来打造优秀的教育资源,对于教育均衡、信息共享一定会起到事半功倍的作用。
(3)组建教学团队、发挥名师的作用,是做好“课程建设”基本保证
当今社会是一个多元化的社会,靠一个人的单打独斗,是无法建功立业的,所以课程建设需要一个团队的协作才能做好,课程建设的结果一定是一个团队集体智慧的结晶。尽管课程建设的周期长,也有可能长时间出不了成果,还是需要一批愿意奉献的人来完成。所以,就要发挥团队的作用,发挥教学名师,学科带头人的 “引领、传承、创新、共享”作用,促进课程建设质量的提升。
(4)加强“教学设计”,是目前环境下提高教学质量的重要环节
“教学设计”涉及很多方面,包括课程的基本描述,课程的教学背景,教学目标、重点、难点的拟定,重难点突破的方法,教学手段的确定,教学时间的分配等, 在目前环境下,实现教学的辅助手段很多,无论采取什么样的辅助手段,都要根据课程的性质、学生的认知基础和学习特点、授课内容等进行教学设计,只有充分的“教学设计”,才能保证教学质量的提高。
8 结束语
高等教育的根本问题是人才培养的问题,根据国务院《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》要求,建设高校强国,到2020年底推进一批学校进入世界一流行列,若干学科进入世界一流学科行列,只有遵循高等教育规律,认真开展专业建设、学科建设,扎实推进课程建设,努力打造人才培养特色,充分开发优质资源,才能使“双一流”建设方案得以实现。
参考文献:
[1] 高等学校计算机基础核心课程教学实施方案[M].教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会,高等教育出版社, 2010.
[2] 李金萍.新建地方本科院校课程建设理论探讨与有效实践[J].科学决策,2008(10):83-84.
[3] 夏晓华.段相林课程建设的内涵、目标及相互关联[J].中国大学教育,2007(10):59-60.
关键词:电气控制与PLC;精品课程;教学改革
作者简介:赵涛(1965-),男,江苏丰县人,南京工程学院自动化学院,教授;张永号(1962-),男,陕西西安人,南京工程学院自动化学院,副教授。(江苏 南京 211167)
基金项目:本文系南京工程学院2011年精品课程(项目编号:JG201117)、南京工程学院教学改革项目(项目编号:JG201311)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)36-0101-02
“电气控制与PLC”是将软件知识和硬件电路设计融合的课程,具有很强的实践性和应用性。课程涉及知识面较广,不仅包括各种电器及PLC的介绍、PLC 程序编写技能、电气控制系统硬件电路的搭建能力和系统的调试技巧,还涵盖了计算机和网络方面的相关知识。[1,2]南京工程学院(以下简称“我校”)是以工为主,以数控技术及机械自动化装备技术为特色的工程应用型本科院校,其自动化(数控技术)专业是江苏省特色专业,专业设置的“电气控制与PLC”课程于2011年通过校级精品课程建设立项。经过两年的精品课程建设,课程组从课程体系与教学内容优化、教学方法和教学手段及实践教学等多个环节进行了探索与实践。[3]
一、电气控制与PLC的应用现状
近年来随着计算机技术、电子技术的不断发展,以PLC、现场总线、HMI及新型传动驱动为技术特征的电气控制系统在工厂自动化生产、机械自动化装置等领域的应用程度不断提高,这在客观上增大了对电气控制及PLC 应用人才的需求。南京工程学院自动化(数控技术)专业2009届、2010届毕业生就业量最多的前两个行业分别是电气设备制造业,其就业比例为23%;工业成套设备制造业,其就业比例为19%。就业量最大的前三个职业分别是:电气工程技术员、电气工程师、电气技术员,共占就业比例为33%。[3]图1给出了南京工程学院自动化专业2009届、2010届毕业生就业量最大的前三个职业的比例示意图。
在对应用人才需求的同时,也对大学生在产品设计能力、产品维修能力及和技术创新能力等方面也提出了更高要求。但实际情况是,有较多的毕业生在这方面的能力比较欠缺,无法满足用人单位的需求,形成了毕业生就业难,用人单位却找不到适合人才的现象。这表明既往的教学在教学内容、课程考核体系及实习与实践环节还存在改进之处;对培养工程应用人才所需要的学习方法、科学分析等基本工作能力培养方面还有不足。根据文献[3]中教学最需要改进的地方可以发现,往届的毕业生中比较多的人选择调动学生学习兴趣、实习和实践环节及课程内容几个方面。
鉴于上述存在的问题,课程组从“电气控制与PLC”的课堂教学开始,以工程项目为载体,对课程教学进行改革,最大程度激发学生的学习热情,培养学生的综合实践能力,以满足社会对工程应用人才日益增长的要求。
二、课程体系与教学内容优化
课程体系是课程建设的核心,将直接影响人才培养质量。按照“重视基础、反映现代、趋向前沿、综合交叉”的课程建设与内容体系优化原则,把精品课程建设纳入到整个专业教学的课程体系建设中,形成课程模块,建立理论基础、专业设计、专业标准和规范,及电气控制与PLC的综合设计实训三位一体的教学体系。
教学内容以工程技术为导向,工程项目为载体,提高案例在教学中的比重。专业课的教学,知识面一定要宽,但不一定要非常深。因为教了西门子S7的200系列,还有300、400系列,学了三菱的FX,还有A系列、Q系列,此外还有其他厂家、其他型号的PLC。所以应当准确定位“电气控制与PLC”课程在自动化专业人才培养过程中的地位和作用,正确处理该门课程建设与相关系列课程建设的关系,突出电气控制与PLC的共性技术,强化基本理论体系,而削减那些孤立的、繁琐的细节内容。确保课程教学内容的先进性,及时反映本学科领域的最新科研成果。
“电气控制与PLC”为自动化学院的自动化专业两个方向和测控技术与仪器专业学生共同的专业课程,在强调共性的同时,不能忽视三个专业(或方向)各自的特点,如针对自动化专业的学生,重点介绍自动化生产线、自动化生产装备的电气控制和PLC应用的内容,而对数控技术方向的学生突出数控机床的电气控制,测控技术与仪器专业则加强针对PLC的现场总线控制方面内容。为此,根据不同专业方向,制订了不同的教学大纲,理论学时、实验学时及课程内容都有所不同。表1给出了我院自动化不同专业方向的电气控制与PLC课程的教学与实验教学的学时分配情况。
三、教学方法与教学手段改革
1.理论教学
课程建设主要围绕培养学生的工程实践能力和工程设计能力,在教学过程中,始终贯彻“基于工程技术,以工程项目为载体,理论与实践相结合”的基本思路。整个教学过程有针对性的采用案例分析、启发式、交互式、逆向式、分组讨论和角色扮演等不同的教学方法,形成一套科学的教学、实践体系。比如在分析一个复杂的电气控制系统时,请多个同学扮演不同的电器,根据工况由学生表述该电器的动作状态,所有同学都需要关注系统的工况,并实时做出反应,要求学生做到灵敏、准确、可靠。而在工程实例学习中,学生可以担任工艺人员设计人员、施工人员和工程经理,这样可以完成工艺要求、性能的提出、系统设计、安装调式、进度和成本管理等工程项目的各环节。
在教学过程中突出学生主题意识,充分发挥学生的主观能动性。一方面课堂所传授的知识远远不能满足实际需要,另一方面积极学习也是职业所需要基本工作能力。课程组通过学校精品课程教学网站,建立了较为全面的教学资源库,包括主要的课件、试题库、仿真模型及程序、典型电路、设计实例和工业自动相关网站的链接,为学生开辟了第二课堂。
2.实践教学
“电气控制与PLC 技术“是一门实践性较强的技术专业课程,迫切需要将理论和实践结合起来,并进一步加强实践环节。文献[4]指出我校自动化2009届、2010届平均有31%的学生认为实习和实践环节不够,其中75%的毕业生认为最需要加强专业实习。但由于客观条件的限制,能为大学生提供专业对口的专业实习机会并不多。为此,课程组对照工程人才的标准,培养会设计、能分析的工程技术人员,并加强职业道德及社会责任感教育,依托我校和西门子公司共建的西门子先进自动化联合示范实验中心及学院的电气控制与PLC、现场总线实验室,建立了有课程实验、课程设计、实习、毕业设计和大学生创新实验等多层次多方面的实践环节。
学生除了完成教学大纲要求的基本实验外,根据不同的要求,还要完成课程设计、课程实习。课程组对课程设计与实习课题进行修订,突出实用型,以工程项目为背景。在课程考核中,强调设计图纸规范、清洁、整齐,图形符号、文字符号和有关说明、标准符合国家有关制图标准。比如,数控技术卓越班的同学要完成为期3周的课程实习,在课程实习阶段要学习S7-300PLC的硬件组态、软件编程,掌握触摸屏和变频器的应用,最后完成基于PLC、触摸屏和变频器的工程实践设计。
此外,课程组还设计了电气控制实验装置和基于PLC高速输入口的温度检测、转速检测的PLC接口模块,为学生提供了多层次的实训平台。图2为学生自行开发的PLC实验接口模块原理图,该模块包括LM2596构成的DC-DC电路。将PLC的24V电源变换为5V,为模块的其他电路提供电源;此外有AD590和LM331实现温度检测、信号调理及压频转换,将温度信号转换为频率信号提供给PLC高速计数口;由CD4511构成了译码锁存电路,通过PLC的输出口显示检测的数值。
课程组成员结合自身承担的横向课题,确定了多个和电气控制相关的课题。以2012年为例,课程组老师指导与PLC相关的毕业设计课题32项。通过高度贴近实际工程的毕业设计,使学生可以从事电气工作的能力大大提高,为他们以后的工作奠定了很好的基础。
对部分学有余力的学生,还鼓励他们参加大学生科技创新活动,学生可通过独立选题、自由立项等方式申报可以创新项目。此外学校还定期举办PLC编程大赛。通过这些实践教学,使学生树立起正确的设计思想,掌握电气控制与PLC设计的基本方法和技能,培养分析和解决问题及独立设计的能力,训练设计构思和创新能力。
四、结语
综上所述,通过电气控制与PLC精品课程的建设,完善和优化了教学内容,建立了比较丰富的教学资源库,构建了多层次的实验和实习的平台,逐步形成了一个以基于以工程项目为载体的,以社会需求为导向的,以培养大学生生实践能力、工程应用能力和创新意识为目的的教学与实验体系。
参考文献:
[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:北京航空航天科技大学出版社,2010.
[2]侯世英,冯彩绒,孙韬.基于CDIO 的“可编程控制器应用技术”教学改革[J].电气电子教学学报,2012,(34):15-16,41.
目标是方向,具有激励作用。桂林理工大学环境工程特色专业的建设目标是:通过建设,使本专业具有明显的地域与行业特色,在人才培养质量、课程体系与教学内容改革、师资队伍建设、实践教学、学科建设与科研水平等各个方面上一个新的台阶,成为地方经济社会建设特别是行业产业升级和支柱产业发展重要的环境工程人才培养基地,为西部地区地方高校同类专业建设起到示范作用。根据建设目标,提出的建设思路是:以西部大开发、北部湾开放开发和中国—东盟自由贸易区的建立为契机,更新思想观念,遵循教育教学规律,充分认识特色专业的基本特征;以强化优势为根本,以突出特色为核心,以改革创新为动力,以精品课程建设为抓手,进一步优化人才培养方案、课程体系和教学内容,强化工程实践能力教学,全面提升教学质量;以打造高水平教学科研团队为重点,全面推进各项建设,突显专业建设实践成果,发挥示范和带动作用。
环境工程特色专业建设策略与成效
依据建设目标和思路,桂林理工大学开展了一系列卓有成效的建设工作。
1.学科建设为特色专业提供强大支撑
学科建设和发展是特色专业的重要支撑,决定着师资队伍的水平并进而决定着人才培养的质量,并决定着特色专业的建设方向。一个学科往往有多个研究方向,地方高校很难在众多的学科方向上有所建树并设置相应的专业。因此,地方高校必须紧紧围绕地方发展需求,确立与地方经济社会发展相适应的学科方向,形成特色,并为特色专业建设指明方向。广西是我国著名的有色金属之乡,重金属污染与防治从“十一五”开始被列入广西环境保护头等大事,并在“十二五”上升到国家层面;广西作为国家实施西部大开发战略、承接东部产业转移的省份,以及国家实施北部湾开发开放战略等所带来的水环境问题已成为制约广西经济社会可持续发展的关键因素;广西也是“石漠化”重灾区,环境十分脆弱;桂林是著名的国际旅游城市,以漓江而闻名,其水环境保护尤为重要。因此,桂林理工大学环境学科在“点面结合抓质量,重点建设带动整体发展”思想指导下,明确“以‘水’为核心,强化重金属污染与防治”战略发展方向,形成了具有鲜明地方和行业特色的研究方向,2000年环境工程学科获得广西首个硕士学位授予权,2004年环境工程学科成为广西唯一的环境类省级重点学科,2009年环境科学与工程学科被国务院学位委员会列为新增博士学位授权建设学科。高水平的学科平台,为环境工程专业在师资、教学条件、教学模式和教学内容改革等方面提供了强有力的支撑,继2010年入选国家第一类特色专业建设点后,2011年又被教育部列为“卓越工程师教育培养计划”试点专业。
2.团队建设确保特色专业建设水平
教师是教学工作的灵魂,也是专业建设的重要保障,团队合作、联合攻关更是提升教学水平和科研能力的重要手段。桂林理工大学环境工程专业以体现“水特色”的水污染控制工程教学团队为重点,按照专业基础课教师、专业课教师、外聘实践指导教师3:5:2的结构比例,优化师资队伍结构,打造高水平、强能力的教学科研团队。通过自主培养、校企联合培养、引才引智等方式,构建“进出有序”的教师和教学团队培养与管理机制。每年有计划的派遣1-2名教学科研骨干到国内外著名高校进修培训;派遣2-4名中青年骨干教师到企业进行脱产或半脱产的实习锻炼,参与企业生产管理、项目论证、技术改造、产品营销和职工培训等,丰富实践经历和工作经验,掌握企业最新技术动态,提高实践教学能力;新上岗教师必须先到实习基地或相关企业进行3-6个月的上岗培训,学习专业操作技能,取得相应的上岗证和技能等级证书。通过强化建设,团队成员整体素质明显提高,教学和科研能力明显增强。
2009年以来,环境工程特色专业培养、引进团队带头人4名、博士16名、校外特聘教授1名、高级实验人员2名,形成了一支包括享有国务院特殊津贴专家、教育部新世纪优秀人才、广西教学名师、广西区优秀专家等人才、结构合理的高水平师资队伍,在2006年获得“广西高校人才小高地环境工程创新团队”的基础上,2009年“水污染控制工程教学团队”获得国家级教学团队立项建设,2011年“有色金属矿区的环境污染与植物地球化学及修复”获广西基金创新团队称号。
3.课程建设引领课程体系和教学内容改革
课程建设是专业建设的核心,也是教学改革的重点和难点。桂林理工大学环境工程专业以培养具有较强实践能力的应用型创新人才为目标,根据环境保护产业和相关领域的新发展、新要求,按照“重视基础、强化实践、突出特色”的基本原则,以新课程开发和精品课程建设为龙头,对人才培养方案特别是课程体系和教学内容进行了优化和调整,形成了面向环境工程应用领域、互为支撑又具有地方和行业特色的课程与教学内容体系。
(1)调整课程结构,增大实践教学比例。在不减少通识课程的前提下,适当增加专业基础和专业课程,特别是实践教学比例,将生产实习由3周增至8周,实践教学学时学分达到总学时学分的45%。
(2)优化课程设置,彰显人才培养特色。除了保持“水”特色外,增加了环境地质学、环境遥感学、环境化学等具有学科交叉特性的课程,增加了矿区土壤修复、环境生态学等选修课程,使毕业生在废水处理工程、土壤环境修复工程等领域具有较强的应用和实践能力。
(3)更新教学内容,培养适用人才。紧密结合正在开展的国家重大“水专项”、“863”、土壤植物修复等科研项目,增加“工程实例型”内容,如:电镀废水处理工程、超富集植物修复污染土壤、高排放标准污水厂的升级改造工程等,将典型的工程案例和新技术、新理论、新方法及时引入课程教学,使学生能够学到环境工程专业最新的知识与技术。
(4)调整教学进程,学以致用。将理论教学与实践教学紧密结合起来,实现两者同步,使学生能够及时将学到的理论知识应用到实际问题和工程项目之中,巩固、提高学习效果。
(5)加强精品课程建设,引领课程改革。组建由学术水平高、教学能力强的教师与信息技术人员共同参与的精品课程建设队伍,以国家级精品课程(《水污染控制工程》)为样板,继续开展《大气污染控制工程》、《固体废物处理处置与资源化》等4门校级精品课程建设,构建具有鲜明地域和行业特色的环境工程专业精品课程群,不断提高环境工程专业课程建设质量和效度。
(6)精选与自编相结合,增强教材先进性和实用性。在严格选用国家优秀教材的同时,根据教学要求和人才培养目标,将科研成果、工程实例与人才培养紧密结合起来,近几年来,编写出版了《工业废水处理工程实例》、《水污染控制工程》、《建筑给水排水工程》、《环境科学与工程实验指南》、《环境污染控制原理》、《水科学概论》等教程,大大丰富了环境工程专业教材资源。
4.教学模式改革提升教学质量
教学模式是专业建设和教学改革的重要组成部分,也是提高人才培养质量的重要手段。桂林理工大学环境工程专业按照“因材施教,教学做合一”的教学思想,深化教学模式改革,提升教学质量。
(1)将通识教育(综合基础+基本技能)、工程基础教育(技术基础+专业基础)、工程专业教育(工程实践+设计创新)三个教学模块有机整合,并与专业认证紧密结合,按照“层层递进,环环相扣,突出企业实训,培养工程应用型创新人才”的基本思路和目标,组织实施教学活动,确保学生知识、能力、素质得到和谐统一的发展。
(2)变专业课教学以课堂讲授系统知识为主为老师引导和学生自主学习并重,采取启发式、探究式、讨论式、参与式等教学方式,引导学生独立进行知识的发现与探究活动,让学生在学习过程中充分理解贯通知识而不是死记硬背教材内容,使学生能够掌握正确的解决实际工程问题的思维和方法。
(3)理论教学与实验、实习、实训、实岗相结合,使全体学生能够系统接受专业技能和工程训练,并能全过程参与工程项目建设活动;毕业论文、设计实行紧密结合科研课题和工程项目,真题真做,培养学生工程素养、实践能力和创新意识。
(4)建立科学的评价指标。调整考试考核方式和考试内容,降低考试对学生的压力,变单一考试考核方式为综合考核方式,注重考核学生对知识的理解和解决实际工程问题的能力。实践教学成绩主要由企业教学单位组织企业技术人员(企业导师)负责考核,对学生在企业学习期间的工作表现、工作能力、解决实际问题能力等进行综合考评。
5.实践教学体系建设保障人才培养质量
实践性是高等工程教育的根本属性,实践教学是培养工程技术人才不可或缺的重要教学环节。桂林理工大学环境工程专业以培养工程应用型创新人才为目标,以强化学生实践能力为宗旨,以产学研战略联盟为平台,重构实践教学体系,创新实践教学方式,走出了一条校企联合培养学生工程应用能力的道路。
(1)优化实验课程体系,加大区域特色实验项目比例。在立足向学生传授实验技术理论、验证理论知识的“基本型(验证型)”实验基础上,增加“提高型实验(综合型、设计型)”和“创新型”实验比例,构建“三层次”实验教学体系。提高型(综合型、设计型)实验项目紧密结合广西有色金属、制糖、造纸和淀粉等行业环境治理问题,同时,提高型实验课程和项目实现现场教学,并且可以开出小组联合选题研究实验,模拟联合攻关解决环境处理中实际问题,充分发挥学生的主观能动性,培养学生分析问题、解决问题、组织协调等能力。
(2)共建特色实践教学平台,拓宽学生专业视野。以服务为先导,依托行业产业,建立稳定的实习实验基地,将团队教师设计建设的北海涠洲岛油田废水处理工程、桂林市雁山污水净化厂、荔浦电镀废水处理厂等实际工程,以及与日本共建的“中日膜技术研究中心”中试基地等建设成为综合型实习实训场所,构建多种特色实践教学平台,拓展并丰富实践教学内容,在实践教学中直观地诠释学生所学专业知识,强化学生实践技能培养,拓宽学生专业视野。
(3)科教结合,提高学生实践与创新能力。高水平的教学需要有高水平的科研基础,以科研促进教学是提高人才培养质量的一个重要途径,也是培育专业特色的内在要求。按照“优化课内、强化课外”的原则,建立“科研与教学相结合”的实践教学方式,对环境工程专业学生工程应用能力实行不断线培养。大一阶段,实行导师制,联合班主任,主要是针对学生专业学习、应用能力培养进行指导和管理;大二大三阶段实行专业教师指导学生参加课外科技活动,鼓励学生早日进入实验室参加教师的课题研究,依托教师和团队的力量,将科学研究渗入学生课外专业学习;大四阶段实现学生全面参与指导老师科研课题和工程项目,设立和与地方经济结合的特色实验项目,毕业设计(论文)与具地方特色的科研、工程、社会应用项目密切联系,实现真题真做,培养学生工程应用与科研创新能力。
(4)实岗学习,提高人才培养质量。桂林理工大学以环境工程专业以实施教育部“卓越工程师教育培养计划”为契机,与广西南宁建宁水务投资集团有限责任公司、广西华蓝设计(集团)有限公司等多家地方生产单位签订合作培养协议,实施“双导师制”培养模式,将部分课程教学内容特别是与实际工程关系密切的部分转入企业讲授,实行“设计—施工—运行”全过程教学。该模式充分发挥了校内导师和企业导师各自的优势,教学内容紧密结合生产和工程实践,学生能够参与企业的工程设计、运营组织管理和新工艺开发,大大提高了学生独立解决工程实践问题能力、科学研究能力和科技开发及其组织管理能力。
结语
一、整体规划、分步实施,建设数字校园,全面推进学校信息化建设
学校把信息化建设作为学校建设的一个重要组成部分,坚持以人为本,构建数字化的教学环境、数字化的科研环境、数字化的管理环境、数字化的服务环境,最终提高学校的核心竞争力,实现学校的跨越式发展。通过对学校数字校园建设状况的分析,结合当前高校信息化发展趋势,从长远发展角度来考虑,学校将信息化建设的总体规划目标定位为:利用技术创新手段,通过组织和业务流程再造,提高办学效益和工作效率,提升管理水平,促进科学决策;在技术实现上,建成学校的三大基础平台,搭建资源高度共享的业务及应用平台,提供个性化信息服务,构筑数字化的教学、科研、管理和校园生活环境,从各个层面全面提高学校教育信息化整体水平。学校信息化建设坚持党政决策指挥和师生集成服务两个基本点,将信息化工作分为:宣传文化、学生管理、教学管理、教工管理、社会服务、财务资产管理、后勤安全保障和信息化支撑等八个业务领域(图1),几乎覆盖了学校所有的业务应用需求;每个业务领域按规划逐步建设完善相应的信息资源库,并通过学校数据中心初步实现各业务领域信息资源数据共享。经过近5年的建设和发展,学校的信息化水平得到了显著提升,先后获得国家数字化学习资源中心(NERC:NationalE-learningResourceCenter)分中心、国家级教育信息化建设试点单位和北京市属高等学校数字校园示范校建设单位等重大信息化建设项目。此外2012年学校还作为骨干校参与了教育部《高等学校管理信息行业标准》的制订(JY/T1006-2012),是全国参与该标准制订的众多高校中为数不多的三所高职院校之一。
二、以信息化助教促学,提升专业建设水平和人才培养质量
教学信息化是将信息技术有机地融入到教学工作的各个方面,改进教学手段、拓展教学模式、提升教学效果。全面加强教学信息化建设有利于提升专业建设水平和人才培养的质量。
(一)以开发网络课程和精品课程为抓手,带动专业建设全面发展
学校建立了包括理实一体教材、网络课程、实训仿真软件、专业媒体素材库、资料目录索引库、文献资料库在内的网络教学综合平台。为教师、学生和教学管理人员提供了一个教与学互动、教学资源展示、教学管理和沟通传播的数字化教学环境,推动学校信息化人才培养环境与培养模式的建立。为改进教学模式,克服教学时空限制,方便学生学习,提升教学效果,学校重点加强了网络课程建设。分别从经费上资助、从管理上纳入教师聘期考核,以调动教师建设网络课程积极性。同时,规定各级精品课程只能从网络课程产生,以网络课程建设为抓手,打磨更高水平的精品课程。目前网络课程已基本覆盖全校所有的专业课程。学校从400门网络课程中评选出校级精品课程96门,并遴选15门课程推荐申报国家级、市级精品课程,其中获批市级精品课程11门、国家级精品课程4门。课程网站注册人数3万余人,访问量已突破200万人次。网络课程建设同时带动了精品教材建设,获教育部普通高等教育十二五国家级规划教材14部,获北京市高等教育精品教材建设11部,形成国家级教学团队1个,北京市级优秀团队11个。
(二)以建设专业教学资源库为先导,提高教学资源的信息化质量和水平
学校把教学资源库建设作为教育观念转变和教学方式改革的基本动力,通过利用信息技术整合各种教学资源,实现优质教学资源共享,促进主动式、协作式、研究型、自主型学习。学校的资源库建设从顶层设计开始,形成满足教师、学习者、企业等三方用户需求的结构框架,并划分三级教学资源,分别是:专业级教学资源、课程级教学资源和素材级教学资源。①专业资源库包括专业介绍、专业人才培养方案、顶岗实习、教学条件配置和整体专业资源等。②课程资源库由市级和校级网络精品课程资源课组成。③素材库建设主要包括虚拟仿真软件、题库、企业案例、企业质量标准、企业新技术、新设备和新工艺等元素组成。资源库中嵌入行业企业信息、职业资格技能和就业信息等模块,促进了专业和产业企业岗位的对接,毕业证书和职业资格证书的对接。学校在7大类专业群共开发了包括“楼宇智能化工程技术”等9个校级专业教学资源库;建设了21门核心课程的课程教学资源库。2013年《Windows移动应用开发》等4门课程被批准为国家级精品资源共享课程。经过多年对民族文化传承与创新专业的探索实践与积累,学校积淀了丰富的信息化教学资源与成果。2013年,学校成功获教育部批准建设“职业教育民族文化传承与创新专业教学资源库”。民族文化传承与创新专业教学资源库是以“非遗”资源为载体,应用数字媒体技术,按照行业规范和职业标准,“政校企行”共建的具有国内外先进水平的大容量、图1学校信息化业务应用领域共享型、互动式、持续更新的职业教育民族文化传承与创新专业教学资源库,实现民族文化传承创新专业人才培养与非物质文化遗产传承对接,也标志着学校教育系息化工作达到了一个新的高度。
(三)以实践教学信息化平台为依托,提升学生职业技能水平
“助教促学,高效共享,传播示范”是学校搭建实践教学信息化平台的基本思路“。助教促学”是信息化平台搭建的首要任务,使之更好地服务于师生“;高效共享”指提高实践教学系统的运行效率并降低成本,同时服务于全校,乃至兄弟院校、全社会“;传播示范”指既要对学校有一定的宣传作用,又要对兄弟院校实践教学信息化建设起到一定的示范引领作用。为提高实践教学质量,学校开发建设了高职实训资源共享平台。平台共分为四大功能:展示、资源管理、课程管理和共享。四大功能联系紧密、相互依托。整个平台通过展示功能将实验实训课程资源、实验实训条件资源、实训内容信息到网络上,展现给用户。学生可以通过这个平台了解实训学习内容,教师可以了解实践教学条件、内容等,为自己的实践教学提供参考。学校的实验实训资源由资源管理功能统一、集中管理,提供给平台其他功能使用。实训是教学模式之一,也要从课程的角度组织资源、服务于教学。共享功能使实验实训设施与设备发挥更大的效益,利用率大大提高,减少重复建设,降低学校建设成本;教学内容、方法、模式的共享使得教师的教学设计可以互相学习、取长补短,从而有效提高实践教学的质量。
(四)信息化贯穿于教学建设与改革,提升教师信息化教学能力
《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》指出,提升职业教育工作者的信息素养是推进改革创新,突破职业教育信息化发展的关键环节。提升教师信息化教学能力更是关键中的关键。学校通过“全国高职院校信息化教学大赛“”多媒体教学软件比赛”等项目,鼓励、引导和指导教师充分利用信息化手段建设立体化教学资源并应用于课堂教学中。(1)促进多媒体教学软件的开发。教师开发的多媒体教学软件具有丰富的数字技术表现手段,在设计上从实际出发,在应用上没有操作平台的限制,应用方便;软件中的典型案例来自企业,学生的优秀作品被企业采用,同时纳入软件的案例库。既丰富了案例库,又学中做、做中学,培养了现代职业人。学校老师开发的“多媒体产品艺术设计”教学软件获得2013年全国高职院校信息化教学大赛多媒体教学软件赛项一等奖。(2)提高课程的信息化教学设计水平。按照现代教学理念,充分利用信息技术和数字化资源,科学、合理、巧妙地安排教学过程的各个环节和要素,优化教学过程。小至单元教学中的学习目标、任务分析、情境设计、学习过程,以及重点、难点解析等,大至整个课程体系的开发设计,各方面都体现出信息化教学设计的优势。学校教师编写的“叶片刀具路径的设置”教学设计获得2012年全国高职院校信息化教学大赛信息化教学设计赛项二等奖。(3)强化课程信息化教学载体开发的能力。信息化教学载体汇集多门学科理论知识,以多媒体形式(动画、视频及音频等)直观展示典型零件制作与装配过程中的各项工序与工艺,锻炼学生自主学习能力。学校教师开发的《奔驰车模制作与装配》课程教学载体,提炼了6年多来与北京奔驰汽车有限公司进行校企合作、工学结合课程的教学经验,并以信息技术手段呈现于课堂教学和实训过程,建立了《奔驰车模制作与装配》课程的标准化教学模式并得到推广。(4)加大课程教学素材库的建设力度。支持教师利用信息技术改革教学,为学生学习方式的变革提供更多的实践空间与机会,有效地让学生借助丰富的学习资源进行相关问题的探索,围绕主题进行更有实效地自主、合作、探究学习。学校教师开发的“体育教学素材库”重点着力于“体育课通用素材”的开发建设。针对目前尚无专门的、却是各层次体育课程教学均需涉及的“开始准备部分”进行素材库建设,即:体育游戏库、热身体操库、队列队形库、典型教法库等内容。该素材库的开发在实际教学应用中取得了良好的效果。
(五)校企合作共同开发符合生产实际的数字化教学系统
基于计算机技术的数字化教学系统是职业教育信息化建设的重要内容。有些实践教学无法在真正的生产环境中实施,学校充分发挥各学科专业优势,积极利用企业的实力和技术能力,整合学校信息化实践教学资源,以培养学生基础知识和基本技能同时具备一定的创新能力为出发点,推进校企合作共同开发数字化教学系统,模拟企业真实生产工艺流程和典型工件制作加工装配过程等,提高教学能力,拓展实践领域,丰富教学内容,开展绿色实训教学。汽车制造与装配技术专业与北京奔驰汽车公司围绕汽车制造四大工艺——冲压、涂装、焊装和总装而开发的数字化教学系统把汽车的整车制造过程进行分解,按照真实的工艺流程和生产环节进行虚拟仿真,将现代化的汽车制造模式、生产工艺借助多媒体,虚拟互动等手段展现给学生,学生可以了解冲压、焊装等关键汽车制造工艺,了解汽车制造现场管理的先进模式,学习汽车制造工艺路线的制定、生产节拍的计算、工具的使用,汽车制造质量控制环节等知识和技能。基于工作过程的数字化教学系统实现了专业和产业企业岗位对接、职业教育专业课程内容和职业标准对接、教学过程和生产过程对接,为学生上岗扫清障碍。
三、以用促建、逐步拓展,促进教学管理工作信息化,保障教学管理工作科学规范
学校教学管理信息化建设以教学管理工作为主线,秉承“以用促建、逐步拓展”的理念。首先从教学计划、开课计划、课程表、学籍管理、学生选课、成绩管理等基础模块开始建设逐步拓展应用领域和层次,形成基于信息化的教学管理工作流程。(一)规范基础信息,制定统一数据标准学校实施了教学管理信息化信息规范建设,对全校各学院、各专业的人才培养方案、课程标准、学生信息、教师信息等进行汇总、整理,提出教学管理信息化建设信息代码规范并实现全校统一。(二)实现业务协同,数据共享管理信息化建设通过工作业务流、工作信息流连接起各模块工作,实现业务整体协同和数据互联互通。学校7个学院、2个教学部和4个校区的教学管理工作依托教学管理信息系统实现了同步和统一。这种同步既包括学籍管理与排课管理等具体工作的同步,也包括阶段工作的整体性同步。同步意味着工作时间节点一致、工作质量标准一致,全校的教学资源实现协调安排。(三)实现教学管理信息化建设全方位、数字化学校早在1993年就开发出管理信息系统并应用于教学管理工作中,取得了良好的效果。2006年又开发了《现代教学管理信息系统》。系统依托计算机网络技术,为教学管理工作提供了新的工作平台。通过系统建设,教学管理工作流程得到新的改进,实现多校区教学管理网络协同和工作同步;形成教学管理数据标准规范,实现教学管理信息集中管理和数据共享;最终实现了教学管理网络化、数字化、综合化。
四、结束语
关键词:工作过程;井巷工程;教学改革;特色;创新
通过行业和毕业生就业调查发现:井巷工程与采矿生产紧密相联,相互促进,相互依存。长期以来,在我国井巷工程设计与施工中,一直坚持“以掘保采,以采促掘,采掘并举,掘进先行”的方针。由此可见,“井巷工程”是煤矿开采技术专业的一门主干课程。在长期的教学实践中,我们坚持以就业为导向,以课程教学改革为基础,以精品课程评审指标和参照相关的职业资格标准进行课程建设与考核评估,以素质拓展计划构建多渠道培养学生职业能力为桥梁,以学生课外科技活动以及其他素质教育文件为保障,以学生参加科技竞赛成绩、职业资格获取率和就业率等为表现形式,把满足劳动力就业市场的需求作为发展的动力,把提高学生的职业能力作为教学改革的方向,按照调研讨论,形成授课教学方案,并不断修订、完善及全面推广其步骤,研究和探索出了一套“井巷工程”专业课教学模式,取得了一定的效果。
基于工作过程的“井巷工程”
教学改革的基本思路与方法
(一)基本思路
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中对高职高专课程建设提出了明确的要求。高职高专精品课程应根据“高职教育培养应用型人才”这一基本特点,以岗位能力分析和具体工作过程为基础设计课程,开发具有工学结合的鲜明特色,并能恰当运用现代教育技术、方法及手段,教学效果显著,对学生职业能力培养和职业素质养成起重要支撑和明显的促进作用。
(二)基本方法
(1)通过人才需求调查分析,明确了“井巷工程”的培养目标:具有从事矿山井建、开拓、生产等方面施工组织设计以及检查、监督、验收、创新能力的应用型人才。根据劳动部、煤炭工业部关于颁发《国家职业技能鉴定规范(支护工等16个工种)》的通知和现场需求,“井巷工程”确定的岗位群是:支护工、巷修工、巷道掘砌工、锚喷工、井筒维修工、爆破工。(2)通过岗位的工作任务分析,明确“井巷工程”的职业能力要求(职业特定能力、行业通用能力、职业核心能力)。(3)通过“井巷工程”课程分析,以工作任务分析表为依据,选择项目载体,并进行理论与实践知识的融合。(4)通过教学分析,合理配置教学资源,进行课程教学整体优化设计。
基于工作过程的“井巷工程”教学改革实践
(一)基于工作过程的“井巷工程”教学内容改革
内容设计与组织安排“井巷工程”课程教学内容组织由涉及事实、概念及理解、原理方面的陈述性知识模块,涉及经验和策略方面的过程性知识模块,素质拓展模块组成,整个课程以六个项目为载体、以30个真实的工作任务为导向,将实验、课程设计、毕业设计中“井巷工程”部分,识岗实践,顶岗实践等关键环节融入其中,同时将校内第二课堂、校外社会实践纳入课程体系中并充实了教学内容。在课程内容的编排上,按照学生学习过程中认知的心理顺序,与课程所对应的典型职业工作顺序采用了串行结构,针对职业工作顺序的每一个工作任务环节来传授课程相关内容,实现实践技能与理论知识的整合。这样课程不再是静态的学科体系的显性理论知识的复制与再现,而是着眼于动态的行动体系的隐性知识的生成与构建;不再是通过资格课程的学习,而是通过经验反思,在经验中获得职业能力,使“教、学、做”融为一体。
教学资源建设以吴再生、刘禄生主编的《井巷工程》(煤炭工业出版社2007年出版的全国煤炭高等职业教育采矿工程类规划教材)为基础,跟踪本行业科技发展,不断更新教学标准、课程体系、教学内容、实训实习项目、教学指导以及学习评价等教学资源。
(二)基于工作过程的“井巷工程”教学方法与手段的改革
教学方法设计根据“井巷工程”教学内容和学生的特点,灵活运用了任务驱动法、案例分析法、讨论法、情境模拟等方法,激发学生学习与实践的兴趣,引导学生在学习和实践过程中培养职业素质。
教学手段设计根据“井巷工程”教学内容的特点,合理应用多媒体技术在创设情境、确定任务、制定计划、实施计划、归纳总结、评价反馈上的优势,优化教学过程,提高学生学习的针对性、实用性及实际操作能力,同时利用网络资源,丰富教学内容,拓展教学时间与空间。
(三)基于工作过程的“井巷工程”实践教
[1] [2] [3]
学平台建设
阳泉职业技术学院为提高办学水平,建设了一定数量、具有良好实施条件的校内外实训基地,为学生顶岗实训提供了良好的场地保障;建立了一系列的管理办法,为课程建设提供了制度保障;培训了一批“双师型”教师,外聘了企业的技术骨干,配备了专用资金和物资设备,从财力、物力、场地等方面给予大力的支持,为精品课程建设提供了可靠的保障。
基于工作过程的“井巷工程”教学团队的建设依据山西省教育厅对高等学校优秀教学团队、教学名师的评审要求,采取“走出去,请进来”的办法,建设“井巷工程”课程教学团队,形成了稳定的、具有良好合作精神、中青结合、校企合作、职称和知识结构合理的可持续发展教学研究团队。
岗前训练体系教学平台建设岗前训练体系主要包括课堂讲述陈述性知识、实验、课程设计、涉及经验及策略方面的过程性知识和创新知识。通过多媒体课件、录像播放、施工图片、模型、实物、工程案例等创设工作情境,通过确定项目任务,制定计划,实施计划,检查评估,总结等五个阶段完成。同时,将“井巷工程”课程教学搬到现场、学院实训中心进行教学,使教学与生产融为一体。
顶岗实训平台建设由于煤矿开采技术专业的特殊性,构建顶岗实训平台难度大,因此,要采取多种方式,如利用学生、教师等资源,通过校企合作在阳泉、大同、吕梁、太原、内蒙等矿区建立了校外实训基地,解决了学生顶岗实训的难题。学生在企业生产岗位,在企业技术人员的帮助指导下,有针对性地强化岗位技能训练。学生在真实的生产岗位参与生产管理的全过程,在重点训练岗位技能项目的同时,熟悉生产环境,学会与人相处,培养其应对生产中突发事件的能力,培养爱岗敬业精神。
科技创新平台建设将课程教学与大学生“挑战杯”科技作品竞赛、大学生创业教育有机融合,构建校、省、国家三级竞赛平台,在所有学生都有机会参与的运作模式基础上,汇集学生在创新实践中的优秀论文、专利、制作、调查报告、商业计划书等成果,参加省、国家级比赛,为优秀的商业计划项目提供场地,为培养学生核心职业能力搭建科技创新平台。
多元化教学评价体系建设学生学习期间的成绩由教师评价成绩、学生互评成绩、企业评价成绩、职业资格鉴定四方面组成,学生必须四次考核成绩全部及格方能通过;教学效果由校内外专家、用人单位、同行、学生对课程教学效果进行全面监督与评价。
对外服务平台的建设结合山西省是全国煤炭大省和我院主体专业为煤炭生产技术的特色,建立了互惠互利的校企合作教学平台,已培训了翼城、盂县、和顺、平定、阳泉等地方煤矿职工,为课程开发与设计积累了丰富的实践经验,同时也为学生顶岗实践创造了更广阔的空间。
基于工作过程的“井巷工程”
教学改革取得的效果
基于工作过程的“井巷工程”教学改革实践,形成了培养学生职业特定能力、行业通用能力、职业核心能力,有利于学生树立可持续发展的目标观;形成企业与学校、教师与管理人员、专业课教师与基础课教师多元合作、跨界融合的教学观;形成基于工作过程开发“井巷工程”课程教学内容的实践观;建立能培养学生职业能力,具有自身特色的职业训练体系;形成提高学生创新精神和职业能力的教学目标“整体性”、教学渠道“多元性”、教学形式“开放性”、教学过程“全程性”、教学考核“灵活性”、教学监控“严谨性”,“教、学、做”一体化的教学模式。
关键词:会计学;综合改革;实践探索
近几年来,新疆财经大学会计学专业建设坚持按照教育部、财政部下发的《高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》即“教高[2011]6号”文件的要求,紧紧围绕人才培养这一根本任务,以提高本科教学质量为核心目标,紧密结合我校具体实际,认真落实“四个着力”的具体要求,以专业综合改革为重点抓手,坚持在影响和制约教学质量的关键领域和薄弱环节下功夫,搞改革,推创新,抓建设,求突破,取得了一定了成效。
一新疆财经大学会计学专业建设现状
新疆财经大学会计学院成立于1984年12月,是新疆财经大学办学历史悠久,办学层次齐全的专业院部。2009年会计学专业评为全国高等学校特色专业建设点,2010年会计学科申请成为自治区重点学科,2009年10月《管理会计》课程评为国家、自治区精品课程建设项目,2010年会计学教学团队被评为自治区级教学团队。学院现有教职工84人,专业教师72人,其中教授11人,副教授40人,讲师19人,助教2人,博士25人,教师中有硕士学位及其以上学位的占72%。会计学院师资力量雄厚,拥有一支以资深教授为学术带头人,以副教授和博士为骨干力量,职称、学历、年龄、知识结构配置合理的高水平教师队伍。目前,学院设有基础会计教研室、财务会计教研室、成本会计教研室、审计教研室、财务管理教研室5个专业教学机构,公司财务与会计研究中心、内部控制与审计研究中心和非营利组织财务与会计研究中心3个内设科研机构,1个自治区级会计仿真实验中心,2个自治区产学研联合培养研究生基地,1个案例教学研究中心。目前,会计学院设有本科及硕士研究生两个层次,是学校首批硕士点院部之一,也是新疆高校中的第一个获得会计学硕士点的院部。硕士研究生有会计学学术型研究生、会计学专业硕士、审计学专业硕士和资产评估专业硕士4个硕士点,现有专职硕士导师58人(含外聘),在校硕士研究生308人。本科有会计学、财务管理和审计学3个专业,会计学专业下设会计学、国际会计(ACCA)、审计、注册会计师、非营利组织会计五个专业方向,现有本科在校生2122人。一直以来,学院坚持以培养“就业--创业”导向型各专业人才为目标,通过凝炼学科方向,优化教研队伍和塑造学科品牌,全面提升各专业的核心竞争力[1]。
二会计学专业综合改革的基本思路
《高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》指出,教育质量是高等教育的生命线,也是高等教育发展的核心任务,而提高教育质量的核心是大力提升人才培养水平。大学本科教育,在我国高等教育中有着重要的地位。从我校会计学专业来看,本科教育依然是主体。因此以提高本科教学质量为核心,全面带动提升会计学专业不同教育层次的教学水平,是我校会计学专业落实“教高[2011]6号”文件要求的基本考虑,也是全面提升我校会计学专业办学水平的现实需要,具有十分重要的意义。与此同时,落实文件明确提出的“着力优化专业结构,着力创新人才培养模式,着力提高学生实践创新能力,着力改革体制机制”四个着力的要求,也需要找到现实的抓手。因此,我们以《高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》为指导,以专业综合改革为抓手,统合培养模式改革、体制机制创新、质量保障体系等各项建设,整体推进“教高[2011]6号”文件的要求的落实。
(一)明确总体目标
我们以《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》为指导,依据我校“十二五”发展规划,确定会计学专业改革总体目标是:更新人才培养观念、创新人才培养模式、建设和培养一支教学质量高,实践能力强,科研成果突出的教师队伍、改革教学管理与评价制度,培养出国际化、信息化的应用型财务会计人才。
(二)理清发展思路
着眼总体目标,结合我们实际情况,具体的发展思路主要是:①创新人才培养模式,建立与企业共建的人才培养机制。加大会计实践环节,模拟实训室及配套软件投入使用。②改革课程架构,满足会计发展的国际化和信息化的需求。重点引进英国特许公认会计师协会许可的培训教材,自编会计实训教程。③建设和培养一支教学质量高,实践能力强,科研成果突出的教师队伍。④加强和改革教学管理,为不断提升教学质量提供保障。改善教学科研工作条件,为教学科研提供良好基础。⑤加强学术环境建设,加大学术交流力度,进一步加强高层次科研成果建设[2]。
(三)坚持分阶段推进总体目标
在五年内分步实施。第一阶段,重点完成模拟实训室建设,软件配套率达80%。完成会计实训教程编写。与地区内2家以上的大型企业建立共建的人才培养机制。增加博士人才引进。第二阶段,重点完成课程架构改革。继续在实验班引进英国特许公认会计师协会许可的教材,用于课堂教学。进一步优化教师队伍结构。第三阶段,系统提升,完成全部改革建设任务,专业建设水平和教学质量得到全面提升,全面实现专业综合改革目标。
三会计学专业综合改革的基本内容和主要措施
(一)修订人才培养目标
会计学专业的人才培养目标是:坚持以国际化、信息化,应用型为主导,本科学历教育、国际执业资格教育与素质教育相融合,通过课堂教学、模拟实训、企业实践相结合的系统培养,努力将学生培育成既精通国内外会计、又能熟练运用会计专业英语和企业信息化财务软件,具备在国内和国际复杂的经济环境中从事会计工作,素质全面、具有较强适应能力的高级复合型会计人才。
(二)加强教师队伍建设
一是引进外部人才。引进博士,并放到教学一线使用。二是培养在职教师。教师定期参加高层次培训班,不断充实和更新知识结构。鼓励教师去国外进修和参加外校学习交流,提升教师外语能力和业务水平。
(三)优化课程和教材设置
改革课程架构,按照英国特许公认会计师全球考试的需要,全部采用英文原版教材,双语授课,在原有9门课基础上,增加5门选修课,使学生既掌握本国会计理论又掌握国际会计理论,培养具有现代思维和国际视角的国际会计人才。增加信息化课程比例,注重学生应用能力的培养。加强计算机仿真环境下的信息化操作。不断加强会计信息化仿真教学环境建设及教学软件购置与开发,继续加大会计学模拟综合实习、实践活动。继续推进精品课程建设,培养优秀课程带头人,实行专业课课程负责人制度。形成课程组,以精品课为牵动,带动课程组其他课程的发展,建设课程,培育教师。
(四)加强实践教学建设
1.构建会计学实验课程结构体系。按照会计学专业培养目标的要求,构建专业基础课实验、主干专业课实验和实际应用三大实验模块,形成基本专业能力训练、核心专业能力训练和综合决策与创新能力训练三个层次的实践能力训练体系。会计学实验课程体系根据会计学专业的内涵发展以及我校的优势特色,重点提高学生应用性。
2.进行实践教学条件建设。加强校内实验室建设。充分发挥财务与会计综合实验中心的作用,满足学生参加专业核心课程实验的需要,并为教师从事实验教学、科研以及可向社会提供财会模拟实验等服务。3.推进校外实习基地建设。多渠道、多形式地广泛开展实践教学建设,积极拓展校外实践教学基地建设。努力建立并发展校企联合机制。
(五)改革完善教学管理控制体系
建立了校、院、二级教学质量监控机制,实施有效的教学质量监控措施;并建立了完善的教学质量评价机制,涵盖了全部教学环节,评价渠道全面、依据充分,方式可行。制订《教学质量检查评价办法》,该办法包括教学计划执行情况检查评价办法、教师备课工作检查评价办法、教师课堂教学情况检查评价办法、课程建设情况检查评价办法、听评课情况检查评价办法、毕业设计(论文)情况检查评价办法、实习(实训、课程设计、学年论文)情况检查评价办法、实验(上机)教学情况检查评价办法、考试工作情况检查评价办法等9个部分。每个部分均包括检查评价点、检查评价办法、评价标准、评分计算办法等4项内容[3]。按照评价点的量化标准,评价教学质量,确保教学质量稳步提升。
四会计学专业综合改革的成果展望
通过专业综合改革,将会使会计学专业打造成为新疆的国际化、信息化财务会计应用型人才的培养基地,将新疆财经大学会计学专业建设成新疆会计学教育品牌,将我们的学生培养成国际化、信息化和具有实践能力的复合应用型人才。
参考文献
[1]杜宝贵,徐建.高等学校本科教学质量与教学改革工程的持续发展[J].中国冶金教育,2010,(01):4-6.
[2]张雨.本科高等教育“质量工程”项目的管理研究[D].广西大学,2011.
关键词:视频公开课;感悟数学;现代教育技术
互联网技术的迅速发展,正在改变着人们学习知识的途径和方法,逐渐对原有的教学模式、方法和手段产生重大影响。近些年来国外一些名校的公开课以及我国的大学视频公开课呈现在互联网上,为人们学学课程提供了一个新的平台。视频公开课或许将对传统的教学理念和教学方式产生冲击。教育教学的改革就应该贴近社会、贴近时代,努力应用现代教育技术和互联网技术为受教育者提供高质量教育服务。
我校数学分析课程2003年被评为首批国家精品课程,在建设过程中我们对如何建设精品课程、如何发挥精品课程的示范作用、如何把现代教育技术应用到数学精品课程的建设中去这样一些问题进行了认真的实践和思考,2012年9月我校视频公开课“数学分析选讲”正式上线,并被教育部确定为“精品视频公开课”。
中国大学视频公开课以科学文化素质教育类课程为主,“数学分析”作为数学专业一门比较抽象的基础课,在面对面的课堂讲授中,数学专业的学生学习尚有一定困难,如何使网上的观众有兴趣愿意看,看了能有收获,真正能做到社会影响力大、受众面广,确实存在比较大的困难。我们在“数学分析选讲”视频课程的准备和录制中,坚持从问题出发,深入浅出的教学理念,从模型实例、历史发展引出问题,在自然趣味中给出严密的数学逻辑描述,从最简单的实例出发,以直观生动方式讲述无穷、极限、微分、积分、级数等抽象概念的原始形态及其发展演化。在系统传授知识的过程中,更加强调其中涉及的数学研究问题的思路,用到的数学建模的思想、化归、归纳、类比、联想、合理猜测等数学方法,使得视频课程对学过和未学过数学分析的学生都有教益。视频公开课上线以后产生了良好的社会反响。
一、坚持从问题出发的教学理念
著名数学家乔治·康托 (Georg Cantor)说:“在数学的领域中,提出问题的艺术比解答问题的艺术更为重要”。科学地提出问题需要更多的洞察力和创造性,提出问题是科学发现的重要组成部分。为培养学生的探索精神,创新意识,在数学教学中应坚持从问题出发的教学思想,注重讲授问题和概念的来源和背景,说明其反映的本质数学特征,把学科发展的前沿成果引入教学,开阔学生的学术视野。要注重培养学生的探索能力,要善于从问题、背景出发,循序渐进地讲解抽象、深奥的数学概念和理论,在复杂的证明中理清研究问题的基本思路,形成自己的教学理念与风格。
“数学分析选讲”视频公开课坚持从问题出发的教学理念开展教学。视频公开课的教学主要结合两个方面的问题展开,一是微积分学中的基本问题:极限、微分、积分、级数等;另一方面是学生学习微积分感到困惑的问题,比如运动和无穷引入数学以后,出现一些似是而非的悖论,为什么要引入极限的概念,极限的定义为什么看起来多少有些奇怪等等一些学生十分关心的问题。从学生最关注、最感到困难的问题出发,才能够提高网友观看视频课的兴趣,一旦提出了问题,那么他们解决问题的注意力更集中,主动性会更强烈。
怀特·威廉(White William)说:“数学是一门理性思维的科学”。数学教学要重视培养学生理性思维的能力,这就使得数学课程教学可能变得比较抽象,学生学习数学会感到比较困难。因此数学视频公开课更要注重从问题出发,分析问题的关键,从感性过渡到理性,进而抽象出数学的基本概念。在“数学分析选讲”视频课的教学中,我们尝试基于问题的探究式教学方式方法,从数学研究的高度,引出为什么要研究这个问题,怎样来研究这个问题,注重数学概念的背景和来源,重点讲授如何提出问题,解决问题,启发学生的创新思维。
高等数学中最重要的概念是“极限”,为了引出极限的概念,使学生理解极限的本质特征,理解无穷小量,我们从求瞬时速度的问题展开分析,通过求瞬时速度(无穷小)、无穷多个数相加、兔子和乌龟赛跑等三个具体例子,说明由于运动和无穷引入了数学,无穷的不可到达性,在数学上可能出现的问题,可能引起的混乱,结合微积分的创始人之一牛顿的原著《自然哲学之数学原理》,引出了微积分学的基础—极限理论,将历史发展与现在的学科系统相结合,以直观生动的方式引进抽象概念,并根据极限理论揭示无穷和有限的关系。这对于理解极限理论起到了很好的作用。
数学刻画无穷的重要手段是极限。但是为什么要采取ε-N、ε-δ这样“有些奇怪”的语言来描述极限过程呢?“数学分析选讲”视频公开课把问题回溯到古希腊时期,通过分析欧几里得的平行公设如何使用特别措辞,十分巧妙地处理无穷和有限的关系,说明今天的数学思想正是古希腊数学文化的一种传承。用有限的数量关系,肯定的语言描述了极限这样一个无穷的变动过程,使不可能达到的无穷状态利用有限的数字去加以验证和刻画。
二、注重讲述数学研究的基本思想方法
“数学分析选讲”作为一门课程,不能是一些内容的拼接,内容上相对要比较系统完整。我们围绕数学分析中的最基本问题展开,前后呼应,选题中的每一节相对独立。该课程把讲授数学知识作为一个平台,重点讲述如何发现问题,提出问题,解决问题;展示了数学建模、联想、化归、类比、合理猜测等数学研究的基本思想方法,使学生感悟到数学的发现与创新。数学视频公开课通过课程内容这个载体,把数学理性思维的思维方式、研究方法传授给学生。从最简单的实例出发,阐明抽象概念的原始形态及其发展演化,在复杂的证明中强调研究问题的思路,让学生感悟到数学的思维品质和思考方式。
化归的方法是数学方法论中的基本方法之一,视频公开课中我们从3个实际问题出发,重点讲解如何转换观点、使用化归的方法研究数学问题。包括最佳视角问题,光线传播问题,特别是通过研究速降曲线的例子,使用微元法把问题线性化,再运用化归的数学方法把它转换为已知的光线折射定理,导出曲线满足的微分方程。例子生动有趣,并且从一个方面展示了数学的发展脉络。
合理猜想是数学发现的重要手段,没有大胆的猜想就没有伟大的发现。我们在视频公开课中从两个级数求和的例子出发,通过中学数学的韦达定理(根和系数关系),运用类比和猜想,特别是从有限到无穷的类比,通过合理猜测,提出问题,解决问题,在感悟到数学的基础上,大胆地猜想。一步一步地从已知向未知过渡,通过合情推理,“猜出”了级数的和。并使用幂级数理论、微分、积分手段严格证明了猜出结果的正确性。通过简单的实例,展示了类比、归纳、合情推理这些重要思想方法在数学发现、数学创新中的重要作用。
在视频公开课中,为了使听众真正理解数学研究的方法和手段,在视频课上我们也采用了“原汁原味”的(但是简明易懂的)数学方式来讨论研究问题。例如通过实例,一步一步抽象出定积分的定义,再从速度函数、路程函数的实例中“看到”微分积分的内在联系,通过“联想”导出微积分学的基本定理牛顿-莱布尼茨公式,并且演示了严格的数学证明。使听众感悟到数学研究的思想方法,展示了严格数学描述的魅力。
三、数学视频公开课要切实做到“深入浅出”
学习的动力来自于兴趣。学习的目的是获得知识,寻求对未知事物的探索,发自内心的强烈的学习知识、探求未知的愿望是学习的原动力。视频公开课不同于一般的课堂教学,这里完全是观众自己主动地学习。要使在网上浏览的网友能够看完一门课程,能够有所收获,首先要使他对公开课所讲的内容、讲课的方式有兴趣。提高观众对所学课程的兴趣,应该是课程设计首先要考虑的因素(实际上这也是我们平常课堂教学应该考虑的重要问题)。但是提高观众的学习兴趣不等同于降低知识门槛、淡化知识。大学视频公开课课程的目的是传授知识、为学习者以后创造知识提供知识积累,数学视频公开课在系统的传授知识的过程中,立足于引导学生自己去发现问题,学生积极地参与提出问题、研究问题、解决问题,注重培养学生创造性的知识的能力,是我们视频公开课教学的基本目标。
如何做到提高学生的兴趣,使学生主动愉快地学习并且有所收获?我们感到数学视频公开课教学的重要原则应该是两条,一是从问题出发,二是“深入浅出”,深入浅出的关键是“浅出”。著名数学家、数学教育家乔治·波利亚(George Pólya)说:“从最简单的做起。”事实上一个好的数学问题提得越简洁、越清晰,则越容易引起学生的兴趣,激发他们研究问题解决问题的主动性,在思考和研究问题的过程中学到知识,特别是学会研究问题的基本方法和手段,为其今后应用知识、创造知识奠定一个良好的基础。
数学原本反映了世界最基本、最简单的数字特征、几何结构。大学数学具有高度的抽象和严谨的逻辑推理等基本特征。但是数学同时是一门追求简洁的科学,一个好的数学问题为了突出其本质特征,必然是简洁的。我们视频公开课的教学,应该从最简单的实例出发,阐明抽象概念的原始形态及其发展演化,在复杂的证明中理清研究问题的基本思路。一个好的数学报告,好的视频课程一定要简明,只有简明才能易懂,只有易懂才能对听众有益,数学绝不应该是一门十分费解的科学。
四、视频公开课的建设要发挥团队作用
一门视频公开课的完成,除了主讲教师的讲授外,要有前期多媒体课件的准备,要有录制的教学安排、听众学生的调度、录制的后期制作、字幕输入以及专家评审后的修改等大量的具体工作,需要有一个包括老中青教师的教学团队来共同完成。
多媒体课件的制作在精品课程建设中起着重要的作用,多媒体课件要有一个包含青年教师的团队来完成。人们可能会想,内容非常抽象的数学课程中,如何使用现代教育技术,能不能通过多媒体技术来进行教学?多媒体教学是不是能培养学生的逻辑思维?事实上多媒体课件完全可以用来讲授抽象的数学课程,只要课件制作精良,讲授到位,多媒体课件能够起到非常好的教学效果。
提高多媒体课件质量的核心是设计思想要清晰。数学是一系列经过筛选、提炼、组织的直觉,许多数学家的发现更多的是依赖于直觉。数学视频课更多的应该是帮助学生从大量的现象中,根据自己的直觉来筛选、提炼出抽象的概念和具有普遍意义的结论。多媒体课件的制作要利用多媒体课件信息量大的特点,在较短的时间里,把问题展示清楚,从不同的角度来研究和处理这个问题。在多媒体演示过程中,引导学生从中提炼出问题的本质特征。
数学视频公开课同样要重视培养学生的逻辑思维能力,数学多媒体课件,绝不能一次翻一页,要把问题、数学公式一行一行地展示,借助于多媒体课件,把问题的引入、问题的解决按逻辑顺序清清楚楚地展开,使学生和教师同步思考,使学生感受到数学内在的逻辑结构。
视频课除了现场录制以外,后期制作十分重要。网络上挂的视频课不同于课堂讲授,课堂上要考虑讲课的节奏,对一些问题要适当重复,网络教学相对来说就要节奏紧凑,听众没有看明白的可以自己重放。视频课的语言尽量要精炼、准确。为了保证真实的课堂效果,学生紧跟问题思考,视频课我们尽量一次录制通过,这就要求除了讲课前的充分准备和前期在教学团队内试讲外,后期制作要对录像做大量的技术处理。