集中性实践教学环节的教学改革研究
[摘要]在与企业的交流中发现,学校的实践教学获得的认同度并不高。考察高等院校的教学活动,对于学生,本质上是一种基于资源的学习;对于学校,师资建设、实验室与实习基地建设等,本质上是一个教学资源的建设。工科学生实践教学环节训练乏力的问题,实际是一个实践教学资源缺失的问题。对于实践教学的重点部分如集中性实践教学环节,其教学资源建设的重点在于拓展与企业的合作渠道,把教学环境转移到企业现场,并结合CDIO大纲和企业培训纲要来指导教学,使得实践教学环节尽可能映射工程实践。介绍了基于上述思考的教学改革试点工作。
[关键词]集中性实践教学环节;CDIO大纲;教学资源
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]1005-4634(2010)05-0062-04
对于工科教学,实践教学是最具有不可替代性的部分,它不能局限于课堂,甚至也不能仅局限于实验室和校内基地[1]。
考察高等院校的教学活动,对于学生一方,本质上是一种基于资源的学习;对于学校一方,其长期的建设活动如师资建设和实验室建设,都是资源的建设[2]。教学过程,包括课堂教学以至实验和实践教学,都是这些资源的一个利用过程。对于工科学生,实践能力方面的学习期望,可以简化为:有指导教师,有实验室,有反映工程实际的训练项目。对于学校,最现实的任务,是把指导教师、实验室、训练项目等人力物力资源进行丰富和优化。根据上述思路,可以对集中性实践教学环节如专业性课程设计、生产实习和毕业设计做新的教学设计,并参考CDIO大纲中的教育教学思想,开展教学改革试点工作。
1实践教学理论概述
工科的实践教学,总体上应秉承现代工程教育的思想和理念。对于现代工程教育,在教育理论层面,主要存在大工程理念和工程教育回归实践等理念。在教学理论层面,则发展形成了多种实践教学理论形态,分别以科研训练计划、培养计划开放、实践教学基地建设、设计教育和工程形成等理念为核心[3]。这些实践教学理论,其基本出发点有所不同,如以科研训练计划、培养计划开放、实践教学基地建设理念为核心的实践教学,仍属于过程教育理论,是以教师为中心;而设计教育、工程形成等教学理论,则是学生中心论而非教师中心论。对于各个工科专业的实践教学而言,可以根据实际情况对这些教学理论进行借鉴、本地化和合成,以指导本专业实践教学的开展。
基于上述认识,秉承工程教育回归实践的理念,借鉴培养计划开放和设计教育为核心的实践教学理论,主要参考了CDIO大纲所提出的工程教育思想与方法[4],对集中性实践教学环节进行组合和优化,并进行了教学试点。
2实践教学模式的优化
2.1优化目的:教学能够映射工程实践
实践教学模式优化的目的,是希望实践教学能够映射工程实践,特别是能够承载CDIO大纲中所涉及的几个方面的训练内容,如职业技能与素质训练、合作与交流技能训练。而考察目前的实践教学环节,如课程设计、生产实习和毕业设计,几个实践环节之间相互分散而且相关性不够强,很难在每个实践环节上都反应一个实际和具体的工程问题。同时,学生受就业问题的影响,在毕业设计这个重要环节上,投入的时间和精力也很不充分。对于工科学生来说,目前的毕业设计中还存在一个比较突出的消极倾向,即毕业设计中重做毕业论文而非做毕业设计。有研究者特别指出,毕业设计存在去工程化等问题[5]。模式优化的最终目的,是把工科实践教学的一部分放在企业现场,建立一个理想的实践教学环境。
2.2优化途径:培养计划的柔性化设置
模式优化的途径,是对现有的培养计划做一个柔性化设置。比如集中性实践教学环节设置为可调节和可变组合。这样设置,为在具体教学过程中吸收新的教学思想提供了可能。对培养计划的柔性化设置,可以遵循两种路线。其一是实践教学环节的可变组合。具体讲,专业性课程设计、生产实习和毕业设计等集中性实践教学环节,组合为一个大的实践教学环节,并把其教学环境的主要场所设置在企业内。其二是建立实践教学环节学分的可替代制度。对于学生来说,就是实践教学环节学分,可以通过替代的方式获得。例如,学科竞赛属于培养计划中的课外教育教学活动部分,但是它能较好地映射工程实践,实现了CDIO所提倡的构思、设计到实现的一个比较完整的过程,其工程训练作用比现有课程设计的作用要明显。因此在培养计划中,可以提升其权重,提升到与课内教学环节相同的权重,学生可以通过参加竞赛获得相近教学环节的课内学分。但在这种路线下,参与教学改革试点的学生数目比较受限制。因此,在具备合作企业的时候,可以更多地选择第一种路线进行优化,以容纳较多学生参与教学改革试点。
3教学改革设计
目前工科的培养计划,其核心内容是一系列包括了集中性实践环节的课程,以中国计量学院测控技术与仪器专业的培养计划为例,它由公共基础课程、学科基础课程、专业教育课程、集中性实践环节和课外教育教学活动五个部分构成。其中,与学生实践能力培养直接相关的,主要是集中性实践环节和课外教育教学活动这两个部分。
与上述课程式的培养计划不同,CDIO大纲作为高等工科教育的一种创新模式,为工程教育创造出一个完整的、通用的和可概括的教学目标,广泛适合于工程学领域[6]。但在现有的课程式的教学框架下,把CDIO大纲所体现的工程教育思想,直接物化到整个培养计划以及对应的教学大纲中,跨度是非常大的[7]。因此,借鉴其思想的一种方法是,不对培养计划做大幅度调整,只对其中的集中性实践环节进行重新组合,把仪器仪表结构课程设计、仪器仪表电路课程设计、智能化仪器仪表课程设计等三个专业性课程设计、生产实习和毕业设计,组合成一个大的集中性实践教学环节即工程实习。在这个新环节中,参照CDIO大纲的教学思想,并结合所合作企业自身具有的培训资源,特别是借鉴其员工培训体系,借鉴其在职业技能与态度、合作交流技能等方面的训练,建立新的教学大纲开展工程实习。通过企业式的培训讲座,围绕个人和职业的技能与态度、人际交往技能、工程师的角色与职责、企业与商业语境等方面,开展培训和训练。其中的核心讲座,主要由现代企业中的合作能力培养与团队建设、坐标测量机的基础知识、现代坐标测量技术发展与应用、坐标测量机ISO标准及几何量计量相关标准、全面的企业坐标计量解决方案C-DMIS EMS、检测技术在现代汽车制造业中的运用与发展前景等构成。在这个教学过程中,学生完成的毕业设计题目,则以企业工程实践中的技术性问题为题目,如关节臂测量机在汽车零部件逆向工程中的应用、三轴垂直度对坐标测量机精度影响的研究、Leica跟踪仪在测量领域的应用研究等。
参与教学改革试点的学生,则从专业和相近专业内进行选择。在前期的教学准备工作中,教师通过就业调查确定参加试点的学生群,从8个平行班中选择学生,保证所选择学生的就业目标与合作企业所在行业相关和接近。
以上的教学设计,可以总结为实践教学边界的一次重新设计[8]:确立试点的合作企业;把既有的集中性实践教学环节组合为一个新的实践教学环节;与企业协同建立一个与CDIO大纲相结合的指导纲要;建立以教师和企业工程师共同组成的指导教师组,并以工程师为主导;对一组学生实现教学试点。通过上述教学设计,建立了以企业现场为主的实践教学环境,为在实践教学中实现一个弱化版的CDIO工程教育思想做好了准备。