工科院校教學(xué)模式改革探析

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摘要:高等院校教育逐漸呈現(xiàn)出了多元化、國際化的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足高等教育要求。尤其對于工科院校來說，面對著復(fù)雜的市場競爭形勢，應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)，加快對教學(xué)模式的改革，促進(jìn)課程教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的對接，以此來培養(yǎng)具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和能力的優(yōu)秀人才。本文從創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)內(nèi)涵分析著手，明確了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育下工科院校教學(xué)模式改革的必要性，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式等三個方面探討了工科院校教學(xué)模式的改革方案，并進(jìn)行了具體的實例分析，旨在為相關(guān)工科院校教學(xué)模式改革實踐提供參考，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國工科院校課程教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的對接。

關(guān)鍵詞:創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);工科院校;教與學(xué)模式;改革創(chuàng)新

0前言

科技創(chuàng)新是國家發(fā)展的必由之路，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是我國高等教育人才培養(yǎng)理論研究和實踐探索的熱點。作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系的主干，高校在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育培育體系中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。[1-2]工科院校作為高等院校的重要組成部分，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下，應(yīng)當(dāng)積極改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生利用相關(guān)工程技術(shù)知識來進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計能力，并能夠在一定條件下實現(xiàn)產(chǎn)品向商品的轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)自主創(chuàng)業(yè)。基于以上，本文結(jié)合實例，簡要探討了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育下工科院校教學(xué)模式改革的相關(guān)問題。

1創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的內(nèi)涵

世界各國積極注重對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，美國哈佛大學(xué)早在1947年就開設(shè)了面向大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的課程，政府、高校及社會機構(gòu)聯(lián)合建立了三位一體的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系；英國牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)則實行“導(dǎo)師制”教學(xué)模式來實現(xiàn)差異化教學(xué)，以此來培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。相較于國外來說，我國高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育起步較晚，但發(fā)展較快，為了促進(jìn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和發(fā)展，在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育上做出了重要努力。2002年，教育部對清華大學(xué)、中國人民大學(xué)等進(jìn)行了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育試點，2008年，教育部建設(shè)了多個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)試驗區(qū)，2012年，教育部和財政部聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于實施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計劃的意見》，2015年，“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”被提升到了國家戰(zhàn)略高度。[3]在這樣的背景下，高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育得到了前所未有的重視。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育包含了創(chuàng)新教育和創(chuàng)業(yè)教育兩個層面，其主要目的是培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)、創(chuàng)業(yè)實踐能力。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育不僅僅是舉辦一些創(chuàng)業(yè)參觀活動，更重要的是教學(xué)理念和教學(xué)模式的一種轉(zhuǎn)變和革新，將高校教學(xué)模式與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實現(xiàn)無縫對接。工科院校肩負(fù)著培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才的重任，是促進(jìn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的主力軍。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育下，工科院校應(yīng)當(dāng)積極探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育新形勢，從教學(xué)模式的改革著手，促進(jìn)教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的對接，融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，積極提升工科院校學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和能力，這對于擴大大學(xué)生在就業(yè)、促進(jìn)社會經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展等方面有著積極的意義。

2創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)下工科院校開展教學(xué)模式改革的必要性分析

（1）適應(yīng)時代經(jīng)濟發(fā)展和變革訴求。著眼于世界經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整和社會產(chǎn)業(yè)鏈條不斷變化，我國提出了建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略。[4]社會經(jīng)濟發(fā)展是教育事業(yè)的領(lǐng)航器，建設(shè)創(chuàng)新型國家必然需要大量創(chuàng)新型人才，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育應(yīng)運而生。因此，工科院校需要積極改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)理念，以此來將工科院校打造成為教學(xué)、科研、生產(chǎn)的一體化基地，實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的目標(biāo)，為創(chuàng)新型國家建設(shè)輸送更多的人才。（2）凸顯工科院校競爭力的契機。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育下，工科院校對傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革是必然趨勢，能夠有效提升教學(xué)效果，實現(xiàn)特色化教學(xué)，避免辦學(xué)趨同性，有助于提升院校的競爭力，打造特色院校品牌。（3）實現(xiàn)學(xué)生個體發(fā)展的重要路徑。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新背景下，每個人都面臨著巨大的就業(yè)壓力，而創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育著眼于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，目標(biāo)在于促進(jìn)學(xué)生自我價值的實現(xiàn)。工科院校為了緩解就業(yè)壓力，需要積極改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實現(xiàn)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的對接，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)的發(fā)展，以此來實現(xiàn)學(xué)生個體發(fā)展。

3工科院校教學(xué)理念和教學(xué)特征分析

3.1工科院校教學(xué)理念CDIO是國際工程教育改革的最新研究成果，是工科院校教學(xué)理念的基礎(chǔ)，CDIO主要表現(xiàn)為Conceive(構(gòu)思)、Design（設(shè)計）、Implement（實現(xiàn)）和Operate（運作）。即以產(chǎn)品從研發(fā)到運行的整個生命周期為基礎(chǔ)，對產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計，以此來對學(xué)生職業(yè)能力、交流能力及團隊配合能力進(jìn)行培養(yǎng)，同時提升學(xué)生產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計及實施運行等綜合素質(zhì)能力。[5]對于工科類院校來說，其課程有著顯著的技術(shù)特色，實踐性與綜合性較強，要求學(xué)生不僅要對相關(guān)理論知識進(jìn)行掌握，同時要具備實踐動手能力。在教學(xué)過程中，應(yīng)積極推進(jìn)CDIO理念，重新構(gòu)建教育模式，主要包括人才培養(yǎng)方案、教學(xué)體系、課程體系、評價機制及實習(xí)實訓(xùn)等諸多方面。提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)，將知識傳授、能力培養(yǎng)及素質(zhì)提升等教學(xué)目標(biāo)融合在一起，真正實現(xiàn)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有效對接。3.2工科院校教學(xué)特征在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育下工科院校的教學(xué)特征通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教師及學(xué)生互動等方面體現(xiàn)，具體特征總結(jié)如下：工科院校涉及到的專業(yè)課程大多理論性較強，給教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了一定的難度；[6]從課程內(nèi)容上來看，工科院校涉及到的課程知識面廣泛，且知識更新快速，尤其在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育大力開展的背景下，許多工科院校各個專業(yè)的培養(yǎng)方案都融入了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專業(yè)課程，這也無形之中增加了工科院校相關(guān)課程的教學(xué)難度；工科院校相關(guān)專業(yè)課程還有著實踐性較強的特點，教學(xué)目標(biāo)不僅要讓學(xué)生掌握扎實的理論基礎(chǔ)，同時更注重對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，這在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育下顯得尤為重要，此外，在課程體系構(gòu)建上，不僅涉及到理論課程，還涉及到實驗教學(xué)、項目教學(xué)及實踐實習(xí)等實踐性較強的課程，這就要求在教學(xué)改革的過程中應(yīng)當(dāng)遵循理論與實踐結(jié)合的原則，以此來更好地實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育目標(biāo)。

4創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育下工科院校教學(xué)模式改革

4.1教學(xué)內(nèi)容上文中提到，工科院校學(xué)生有著基礎(chǔ)知識豐富但實際動手能力較弱的特點，因此，有必要在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行改革，應(yīng)當(dāng)以教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)前社會發(fā)展的實際需求，保證教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)，同時注意各個專業(yè)學(xué)科之間內(nèi)容的交叉和聯(lián)系，以此來提升學(xué)生的知識綜合應(yīng)用能力。在知識講授的過程中，教師不僅要注重基礎(chǔ)理論和原理的講授，同時應(yīng)當(dāng)融入領(lǐng)域中的新技術(shù)，并將專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)最新的科研成果和前沿創(chuàng)新知識搭載到教學(xué)內(nèi)容中。[7]此外，工科院校專業(yè)課程涉及到的知識相對龐雜，不僅涉及到理論分析與計算、工程建模等抽象性和理論性較強的知識，同時由于相關(guān)知識更新快速，涉及到眾多前沿技術(shù)，許多專業(yè)教學(xué)模式中都融入了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。針對這個問題，教師應(yīng)當(dāng)有效梳理教學(xué)內(nèi)容，以知識難易程度、重要程度及學(xué)生接受能力等實際情況為根據(jù)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行層次性劃分。在基礎(chǔ)層階段，主要進(jìn)行理論知識、基本實驗及參觀實習(xí)等方面的教學(xué)，積極培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力；在提高階段主要以專項訓(xùn)練、科研項目、專題講座及案例訓(xùn)練為主，積極培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力和探索能力，樹立學(xué)生的創(chuàng)新意識，提升學(xué)生的科研創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力。4.2教學(xué)方法教學(xué)方法的合理選擇不僅是一門學(xué)問，也是一門藝術(shù)，兼具科學(xué)性和藝術(shù)性的教學(xué)方法不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性，同時也是連接教與學(xué)的重要紐帶。教師應(yīng)當(dāng)綜合考慮課程資源、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及實際學(xué)情等多方面因素，合理的選擇制定行之有效的教學(xué)方法。在教學(xué)活動中靈活應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)、合作探究式教學(xué)等多種教學(xué)方式和手段，打破傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)方法的局限性，讓學(xué)生在掌握扎實理論知識的基礎(chǔ)上提升實踐動手能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)。工科院校不同專業(yè)課有著不同的特點，教師應(yīng)當(dāng)以此為依據(jù)，結(jié)合學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)需求，采用“課堂教學(xué)+實驗實習(xí)+項目設(shè)計+創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練”的一體化教學(xué)模式。對于核心專業(yè)課教學(xué)來說，教師應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式，靈活采用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等學(xué)生喜聞樂見的形式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容講授，同時將創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、創(chuàng)新競賽等針對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的活動融入到課堂教學(xué)中；對于偏重于工程實踐的專業(yè)課來說，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加項目實訓(xùn)、參觀實踐、實驗教學(xué)等學(xué)時的比重，以案例教學(xué)法、項目教學(xué)法及探究教學(xué)法為主，將理論知識教學(xué)與實習(xí)實踐有機結(jié)合到一起，以此來深化教學(xué)效果，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)。4.3考核方式對工科院校課程教學(xué)考核方式的改革有利于發(fā)揮引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的導(dǎo)向作用，注重對學(xué)生創(chuàng)新能力的提升和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。在考核方式上要打破傳統(tǒng)以試卷考試為主的考核的局限性，堅持以學(xué)習(xí)過程為主導(dǎo)、終結(jié)性評價與過程性評價相結(jié)合的原則，靈活采用技能考試、小組團隊測評等多種考核方式，考核重點集中在學(xué)生對知識技能的掌握和應(yīng)用能力上。考核內(nèi)容要增加實踐性、拓展性及涉及到創(chuàng)新能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、團隊配合和技能應(yīng)用等方面的內(nèi)容。

5實例分析

自2013年起，遼寧工程技術(shù)大學(xué)全面開展“教學(xué)模式改革”，“自動控制原理”作為主要專業(yè)基礎(chǔ)課赫然在列。本文以“自動控制原理”教學(xué)模式改革為例，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段及考核方式等三個方面探討了具體的改革方案。5.1教學(xué)內(nèi)容改革“自動控制原理”是自動化及電氣工程等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，主要從時域、頻域和復(fù)頻域的角度對系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計，并探討非線性系統(tǒng)的分析方法。要求學(xué)生逐步掌握“定性、定量分析、仿真實驗和實踐應(yīng)用”的研究思路，提升學(xué)生的理論研究和創(chuàng)新實踐能力。課程總學(xué)時為80學(xué)時，改革前理論教學(xué)72學(xué)時，實驗教學(xué)8學(xué)時，教學(xué)內(nèi)容過于注重理論教學(xué)，不符合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程教學(xué)的要求。本文以模塊化思想為基礎(chǔ)，結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育下工科院校教學(xué)需求和教學(xué)特點，將整個課程教學(xué)細(xì)分為四個模塊。（1）理論講授模塊（56學(xué)時，占總學(xué)時70%）：主要包含六方面內(nèi)容：①自動控制的一般概念：讓學(xué)生了解自動控制的基本原理與方式，掌握自動控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能要求；②自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：講述復(fù)頻域數(shù)學(xué)模型的建立方法和求取方法、梅森增益公式的正確理解和應(yīng)用，奠定學(xué)生學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)；③線性系統(tǒng)的時域分析法：從整體上介紹線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與動態(tài)性能指標(biāo)，典型系統(tǒng)的時域分析法，重點掌握二階欠阻尼系統(tǒng)的分析方法；④線性系統(tǒng)的根軌跡分析法：重點講述根軌跡的繪制法則及利用根軌跡分析系統(tǒng)性能；⑤線性系統(tǒng)的頻域分析：重點掌握頻域特性的繪制方法，利用頻域法分析系統(tǒng)的性能，組織學(xué)生進(jìn)行專題探討，探討B(tài)ODE圖和NYQUIST圖在實際系統(tǒng)的應(yīng)用，并引導(dǎo)學(xué)生拓展思路，提出關(guān)于頻域法分析的新想法。⑥線性系統(tǒng)的校正方法：探討校正環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能改善的作用。理論講授內(nèi)容學(xué)時雖然有所減少，但內(nèi)容更加精煉，重點突出，為后續(xù)實踐教學(xué)奠定扎實理論基礎(chǔ)的同時，融入了學(xué)生探索的相關(guān)內(nèi)容，有利于對學(xué)生創(chuàng)新思維的開發(fā)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識的培養(yǎng)。（2）案例分析與綜合訓(xùn)練項目模塊（12學(xué)時，占總學(xué)時15%）：選取一級和二級倒立擺、智能尋跡小車等先進(jìn)性案例分析，讓學(xué)生了解系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的過程和方法，以及控制理論在實踐中的具有應(yīng)用；綜合訓(xùn)練項目主要以“自選被控對象數(shù)學(xué)建模”、“控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)”、“撰寫研究論文”為主。通過綜合訓(xùn)練項目讓學(xué)生了解如何從工程背景下提取系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，以及先進(jìn)控制理論的應(yīng)用是提升系統(tǒng)控制質(zhì)量的關(guān)鍵。通過案例分析與項目綜合訓(xùn)練可以有效提升學(xué)生的知識應(yīng)用能力，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維拓展，此外，綜合項目訓(xùn)練可以與工科院校相關(guān)創(chuàng)業(yè)項目結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)素質(zhì)。（3）實驗?zāi)K（8學(xué)時，占總學(xué)時約10%）：實驗?zāi)K主要包括二階系統(tǒng)過渡過程研究、控制系統(tǒng)的校正、控制系統(tǒng)的半實物仿真等，實驗的選取要有著典型性和創(chuàng)新性，通過實驗來提升學(xué)生的動手能力，并設(shè)計實驗討論和探究，引導(dǎo)學(xué)生展開思維進(jìn)行工藝創(chuàng)新等。（4）實習(xí)與實踐模塊（4學(xué)時，占總學(xué)時約5%）：與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)進(jìn)行合作和交流，到實際企業(yè)觀察控制系統(tǒng)的具體構(gòu)成和操作流程，將理論與實踐結(jié)合。5.2教學(xué)方法和手段改革在教學(xué)的過程中，結(jié)合“自動控制原理”課程特點，對傳統(tǒng)偏重于講授的教學(xué)方法進(jìn)行改革，靈活使用啟發(fā)式、探究式及討論式等多種教學(xué)手段和方法。舉例來說，線性系統(tǒng)頻域法、非線性系統(tǒng)分析等是課程中的重難點，涉及到的知識相對抽象，不便于學(xué)生的內(nèi)化吸收，此時教師可以采用啟發(fā)式教學(xué)方法，通過合理的引導(dǎo)與啟發(fā)來發(fā)散學(xué)生思維；在講解頻域分析法的過程中，教師可以采用案例教學(xué)法，以工程實例對頻域法的詳細(xì)過程進(jìn)行講解，通過多媒體課件、微視頻等學(xué)生喜聞樂見的形式將頻域分析方法的特點呈現(xiàn)在學(xué)生面前，最后對頻域法在實踐中的具體應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)和探討。5.3考核內(nèi)容及方式改革考核方式遵循過程性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的原則，考核內(nèi)容適當(dāng)增加實踐動手能力、創(chuàng)新能力、項目設(shè)計等與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育息息相關(guān)的內(nèi)容，最終設(shè)計考核方案如下：①平時成績（10%）：主要對學(xué)生上課出勤率、聽課認(rèn)真程度、思維拓展能力、創(chuàng)新能力等進(jìn)行考核；②項目設(shè)計（20%）：主要對學(xué)生知識應(yīng)用能力、項目設(shè)計能力及創(chuàng)業(yè)素質(zhì)等進(jìn)行考核；③實踐動手能力（20%）：主要對學(xué)生實踐應(yīng)用能力、理論與實踐結(jié)合能力等進(jìn)行考核；④考試成績（50%）：在試卷中增加實際應(yīng)用試題，考核學(xué)生的創(chuàng)新思維。6結(jié)論綜上所述，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育下，工科院校進(jìn)行教學(xué)模式改革是十分必要的。而工科院校教學(xué)有著知識更新快速、基礎(chǔ)理論繁雜及學(xué)生動手能力較弱的特點，基于此，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式等三個方面提出了工科院校教學(xué)模式的改革方案，實例分析表明，此方案能夠與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育良好對接，有助于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育目標(biāo)的實現(xiàn)。

作者:任志玲 李巍 單位:遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院

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