创新实践型人才导向下的理工类专业教学模式研究与实践

摘 要:实施创新教育、培养创造性人才是高等院校的重要使命,在创新实践方面的教学模式研究是重点和难点。文章在桂林理工大学测绘工程、GIS专业和金属材料专业课程教学实践基础上,探索创新实践型人才导向下的理工类专业课程教学模式,提出一种“三融合”教学模式,即“传统+新式”融合的授课模式,“理论+实践”融合的课程组织模式,“线上+线下”融合的教学活动组织模式,通过“三融合”教学模式的研究探索教师教与学生学的有效途径。

关键词:创新实践型人才;理工类;教学模式

中图分類号:G643 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2018)01-0074-02

创新实践能力的培养和提高一直是高校教育工作的重点,我国中长期教育改革和发展规划纲要更是强调了创新实践能力培养的重要性。如何培养出知识和能力兼备的高素质人才,是教育工作者关注和要解决的一大难题。要培养出创新实践型人才的核心是课程环节,课程环节的有效执行关键是应用恰当的教学模式。而理工类专业课大多采用传统教学模式。采用传统教学模式只有少数拔尖学生受益,不能全面提高教学质量。因此,在教学环节中,以创新实践型人才培养为导向,解决现有教学模式的问题,研究探索一种促进大多数学生主动学习,用心学习,合作学习,积极探索的教学模式非常有必要。

笔者在桂林理工大学测绘地理信息学院和桂林理工大学材料科学与工程学院选出2014级地理信息科学专业、2014级测绘工程专业和2014级金属材料专业作为试点。结合“摄影测量学基础”、“地图制图学”、“GIS二次开发”、“材料成型原理”等多门课程进行教学实践,探讨“三融合”这一教学模式对学生创新实践素质的影响。

一、“传统+新式”融合的授课模式

理工类学科基础课,如“摄影测量学基础”、“地理信息系统原理”、“地图制图学”、“数据结构”、“材料科学基础”、“材料力学”等等,它们专有名词术语多,定理等数字公式及推导多,理论性、抽象性、逻辑性强的特点,同时又具有工程性、实践性和应用性等特点。

在创新实践型人才培养导向下,在教学目标上,既要求学生掌握基本概念,理解定理内涵,同时,又要求学生具有一定的创新实践能力。

目前这些基础课程的教学现状,具有共同的教学难题:教学内容多,理论抽象,计算繁杂,应用广,但课时少,学生学不好,不爱学[1]。受课程学时数的限制,传统授课模式,在有限的课时下,主要是讲解知识点,忽略知识点的背景知识,而课程内容抽象、难懂,学生难以理解内化、难以吸收应用,在课堂上不能消化课程的全部知识,不能很好的掌握课程内容的主要思想与方法。在定理的讲解时,忽略步骤,讲解结果和结论,难以启发学生去思考定理的来由和形成,难以使学生深入了解知识内容的实际背景意义、基本理论与实际工程的联系,难以培养和激发学生的创新性思维。在实践能力的培养方面,以掌握基础操作技能为目标,缺乏创新综合型实践项目,更谈不上应用这些知识。

近年来,慕课、微课等新型学习平台的出现,为解决传统授课模式的困境,提供了可能,为创新实践型人才培养提供了实现的途径。慕课(MOOCs,即“Massive Open Online Courses”),是近年来涌现出的一种大规模在线网络开放课程,以兴趣为导向,凡是想学习的,都可以学;学习在网上完成,不受时空限制,它是为增强知识传播而由具有分享和协作精神的个人组织发布的、散布于互联网上的开放课程[2-4]。微课是指基于教学设计思想,使用多媒体技术在10—15 分钟(甚至更短)就一个知识点进行有针对性的讲解的一段音频或视频。在教育教学中,微课所讲授的内容呈点状、碎片化,这些知识点,可以是教材解读、题型精讲、考点归纳,也可以是方法传授、教学经验等技能方面的知识讲解和展示[5]。

慕课和微课的授课模式,为全方位剖析和深入分析各种抽象难懂的理论基础知识提供了可能;克服了以传统课程学时的限制和以单一的课堂教学为主的知识传播方式的限制课堂为载体的限制,利用互联网等平台学生随时随地就可以获取课程知识,且易于使用。不少高等院校创建了校级网络教学平台,桂林理工大学联合清华大学教育技术研究所搭建了“桂林理工大学网络教学平台”。这些高等院校校级网络教学平台,为慕课、微课新课程授课模式的执行和普及提供了很好的平台支撑。

针对理工类专业课程的特点,借用慕课、微课授课模式的优点,将传统授课模式和慕课、微课授课模式进行深度融合。以桂林理工大学为例,首先,在课程设计时,将课程知识点进行微小化、碎片化处理。将传统45分钟一节课的课程设计成5分钟、10分钟、15分钟等微小知识单元,有利于消除学生长时间学习的疲劳感,有利于提高学习效能。同时,将每节课45分钟的课程内容,进行横向和纵向扩展,对背景知识内容的补充和延伸,对公式定理的推导充分拓展讲解,而这些知识点,作为课程学习的预备知识和复习内容,通过桂林理工大学网络平台提供给学生,形成完整的知识体系,有利于学生对知识点的理解和掌握,有利于学生形成完整的知识链。在课堂教学环节,教师们可以根据学生预先学习的情况,讲解重点和难点部分,同时,课堂上有充分的时间跟学生互动,启发学生的创新性思维。通过“地图制图学”、“摄影测量学基础”和“材料成型原理”课程实践发现,这种“传统+新式”融合的授课模式,激发了学生的学习兴趣,学习积极性、主动性,增强了学生学习的灵活性,满足了学生个性化学习的需求,能够增强教学吸引力,对激发学生的创新性思维有一定的帮助。

二、“理论+实践”融合的课程组织模式

课程组织是一个重要的课题。课程组织的目的是为了使学生的知识体系化、结构化,服务于教学目标的有效达成。课程组织是要实现从内容到经验的转化,彭虹斌提出,课程目标、知识以及学习经验三者在课程组织中存在一定的关系[6]。因此,在课程目标制定时,将创新能力和实践能力培养作为课程目标,将课程知识分解成基础知识、创新性内容、实践性内容,转化成学习经验传授给学生。学生将获取到的经验,经过消化吸收构建成自己的知识体系。

将教育内容转化为环境的学习条件,建构出“经验世界”的环境条件,是实现“从内容到经验”的转化的重要途径。因此,在实现从内容到经验的转化的过程中,结合理工类专业课程的特点,笔者提出一种“理论+实践”相融合的课程组织模式:将课程组织分成“理论”和“实践”两部分,将学习环境创设成“理论”教学环境和“实践”教学环境。“理论”教学环境,是板书、教学模型、多媒体、網络等多种资源,充分展现知识的背景、知识的脉络与知识的延伸和拓展;主要是引导、带入和阐述知识点并启发学生思考。“实践”教学环境,是模型、机房、实验室、虚拟实验室、室外试验场等多种场景,多以实物、模型或虚拟实物呈现,实现教学内容的形象化、动态化;主要展示、演示知识内容,深化和重构理论知识并锻炼学生的实践动手能力。我们将课程目标和教育内容与学习环境相融合,以帮助、引导和促进学生的学习经验的构建,使他们达到掌握基本理论知识、启发创新思考并具备实践动手能力的目标。实践表明,采用“理论+实践”融合的课程组织模式,根据知识内容特点创设“理论”教学环境和“实践”教学环境,有利于学生的知识构建,锻炼了学生的实践能力。

三、“线上+线下”融合的教学活动组织模式

为克服传统的以教师为主体的灌输式教学活动的弊端,精心设计和组织教学活动极为重要。怎样设计和组织教学活动,服务于理工类专业创新实践型人才的培养,是一亟待解决的问题。教学活动基本分为讲授、演示、互动、协作及任务作业五大类要素[7]。在有限的课堂学时下,很难完成教学活动的各类要素的组织、协调和配合。因此,我们探索了一种以学生为主体的“线上+线下”相融合的教学活动组织模式。“线上”教学活动是指在网络平台上进行的教学活动。“线下”教学活动是指在课堂上进行的教学活动。在课程前期,充分利用网络资源平台,发布课程预习资料:视频演示、PPT讲授、文档图片等资料,布置相应的思考习题,培养学生自主学习、独立思考的能力。在“线下”课堂环节,主要进行知识点的重点讲解,开展互动、讨论,启发引导学生思考,充分理解和掌握课程知识点,根据知识点的特点,适当开展实践环节,学以致用,培养学生的实践能力。在课程之后,在网络平台上设定交流专区,供学生进行反馈。 “线上+线下”融合的教学活动组织模式,在有限的单位教学时间内,让基础知识有差异的学生,都能得到充分的学习思考时间。有利于培养学生的自主学习、独立思考能力,创新性思维和实践能力。

创新是引领国家发展的第一动力,是一个民族进步的灵魂。大学教育是创新实践型人才培养的重要环节。在桂林理工大学测绘地理信息学院和桂林理工大学材料科学与工程学院的多门理工类专业课程教学中对传统的授课模式进行了一定的改革和实践。实践表明,“传统+新式”融合的授课模式、“理论+实践”融合的课程组织模式、“线上+线下”融合的教学活动组织模式的“三融合”模式,有利于理工类专业创新实践型人才的培养。这对桂林理工大学理工类专业课程教学模式的改革具有参考作用,对创新实践型人才的培养具有积极的借鉴意义。

参考文献:

[1]黄曲彬,谢小贤,黄哲煌等.浅谈慕课和微课在高校理工

科基础课程教学中的应用[J].福建电脑,2016,(6).

[2]刘和海,李起斌,张舒予.“慕课”对我国高等教育的影

响——基于高等教育核心价值取向视角[J].安徽师范

大学学报:人文社会科学版,2014,(4).

[3]宋专茂.慕课何以致高校教学方法革新[J].复旦教育论

坛,2014,(4).

[4]卫志民.“慕课”本土化开发面临的问题及对策[J].西北

师大学报:社会科学版,2015,(1).

[5]陈智敏,吕巾娇,刘美凤.我国高校教师微课教学设计现

状研究——对2013年“第十三届全国多媒体课件大赛”

295个微课作品的分析[J].现代教育技术,2014,(8).

[6]彭虹斌.课程组织研究——从内容到经验转化[D].广

州:华南师范大学,2004.

[7]王涛,李青.国外高校网络公开课教学活动模式研究

[J].中国远程教育,2012,(7).