高校實踐類課程的創(chuàng)新教學(xué)

周曉晶， 陳錦祥， 況迎輝

(1.東南大學(xué) 儀器科學(xué)與工程學(xué)院， 江蘇 南京210096；2. 東南大學(xué) 土木工程學(xué)院， 江蘇 南京210096；3.東南大學(xué) 吳健雄學(xué)院， 江蘇 南京210096)

0　引言

我國現(xiàn)行的理工類高校實踐類課程基本分為實驗課、課程設(shè)計和課外實踐課。其中實驗課主要是針對一門具體的理論課設(shè)置的專門實驗，用于鞏固和加強理論知識的學(xué)習(xí)和運用；課程設(shè)計主要是針對一個相關(guān)的課程群設(shè)置的實踐環(huán)節(jié)，旨在提高學(xué)生綜合運用相關(guān)知識，對先期和后期課程進行融會貫通的能力，如綜合電子設(shè)計課程；課外實踐課主要是進行與實際工作非常接近的基本技能訓(xùn)練，如金工實習(xí)。圖1為我校儀器科學(xué)與工程學(xué)院2014年各類學(xué)科學(xué)分的分配情況，其中實踐類課程學(xué)分為29，約占總學(xué)分150的五分之一?？梢妼嵺`類課程所占比重相當(dāng)大，如何確保實踐類課程的教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。

然而現(xiàn)行的實踐類課程的教學(xué)模式基本上還是承襲自建國初期就沿用的蘇聯(lián)模式：專業(yè)劃分過細、實踐內(nèi)容單一、教學(xué)觀念落后，再加上由于各高校擴招造成的實驗教師嚴重不足，使得實踐類課程的教學(xué)質(zhì)量有所下降。無論是哪種類型的實踐課，其授課模式基本相同，教師事先指明設(shè)計步驟，然后每個學(xué)生分別做自己的實驗并完成實習(xí)報告，其結(jié)果往往存在設(shè)計雷同、缺乏創(chuàng)新性等問題[1]。不但學(xué)生沒能提升自己的專業(yè)技能和動手能力，反而容易形成抄襲他人作品的懶惰思想，跟當(dāng)初開設(shè)實踐類課程的初衷背道而馳。

圖1　實踐類課程的學(xué)分分布情況

隨著創(chuàng)新型國家建設(shè)目標的提出和國際化進程的加快，社會對高素質(zhì)、實用化和創(chuàng)新型人才的需求越來越迫切。各高校也紛紛采取措施，正在積極探索開設(shè)新型的實踐類課程。盡管近年來實踐類課程的數(shù)目有所增加，但前述的問題并沒有得到根本上的解決[2]。有鑒于此，在借鑒國外知名高校成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國高校教育的實際情況，我們提出了“分工合作、網(wǎng)絡(luò)互動、學(xué)科交叉和師生共建”等四個切實可行的創(chuàng)新措施。希望這些措施能為實踐類課程的創(chuàng)新發(fā)展拋磚引玉。

1　國外實踐類課程的教學(xué)特色

本文第一作者曾于2009-2010在英國杜倫大學(xué)工程及計算機學(xué)院作訪問研究，并于2011暑期參加了美國伍斯特理工大學(xué)(WPI)組織的本科實踐類課程(項目)的交流活動。其間參觀了利茲大學(xué)、伯明翰大學(xué)、牛津大學(xué)、麻省理工大學(xué)以及WPI相關(guān)的實驗室，親身體驗了國外多所大學(xué)的課程設(shè)計答辯和實驗課程，對國外實踐類課程的教學(xué)模式有了比較全面的了解。

以下從“內(nèi)容豐富，鼓勵創(chuàng)新”和“形式多樣，貼近社會”兩大方面，重點對國外實踐類課程的設(shè)置方式及教學(xué)特色進行闡述。

1.1　內(nèi)容豐富，鼓勵創(chuàng)新

國外各所大學(xué)都設(shè)置了豐富多彩的實踐與研討類課程，包括實驗課、本科課程設(shè)計答辯、打破專業(yè)和院系劃分的綜合設(shè)計、和工廠實習(xí)[3-4]。這些課程的共同特征可概括為：①實踐內(nèi)容新穎、貼近生產(chǎn)實際；②每個學(xué)生的實踐內(nèi)容不同，但基本都是團隊合作；③注重設(shè)計的廣度而不是深度，要求熟悉整個流程而不強調(diào)某一個步驟的完美程度；④進行公開答辯，對優(yōu)秀作品進行賞析。

例如英國的本科生課程設(shè)計答辯，有點類似于國內(nèi)的綜合課程設(shè)計和畢業(yè)答辯的結(jié)合體，但又有明顯的不同。首先課程設(shè)計的題目是整個學(xué)院的教師根據(jù)自己的研究領(lǐng)域提出的，如果有學(xué)生愿意自己擬定題目，經(jīng)過院里討論同意后也可以加入。學(xué)生自由組合成5～10人的小組，由組長對設(shè)計內(nèi)容和步驟進行分解，分配給各個學(xué)生，然后每個小組會安排定期會議，指導(dǎo)教師會參加定期會議進行一定的指導(dǎo)。課程設(shè)計的題目非常有趣而廣泛，例如自主行進的管道清潔機器人、能夠像復(fù)印機一樣工作的大型染布機、類似于變形金剛一樣的可重構(gòu)機器人等。

英國高校的課程設(shè)計的流程也比國內(nèi)的要復(fù)雜得多。以機械類專業(yè)的課程設(shè)計為例。第一步是根據(jù)題目進行市場調(diào)查，了解這種產(chǎn)品的市場前景和價格定位。第二步是設(shè)計機械的總體結(jié)構(gòu)，不需要細化到零件圖紙。第三步是拿著這個結(jié)構(gòu)圖進行制造可行性和造價的調(diào)查并核算產(chǎn)品的成本。第四步是答辯環(huán)節(jié)，整個答辯過程中學(xué)生和教授踴躍互動，有時還會為某個問題爭論得面紅耳赤。跟國內(nèi)課程設(shè)計要求畫出詳盡的結(jié)構(gòu)圖和進行嚴謹?shù)臄?shù)學(xué)計算不同，這類課程更注重的是學(xué)生對整個流程的把握、產(chǎn)品的創(chuàng)新度、市場的認可度、制造的可行性以及分析能力的培養(yǎng)。有些優(yōu)秀的作品，經(jīng)過深度設(shè)計，就會成為正式產(chǎn)品推向市場。

1.2　形式多樣，貼近社會

許多國外高校的實踐課程形式多樣，并不局限于在教室內(nèi)進行，而是鼓勵學(xué)生進行全方位的學(xué)術(shù)交流。甚至提倡學(xué)生走出學(xué)校，到社會中尋求實踐項目。

在英國的很多高校里，每年都有一天是全體學(xué)生必定會到校的，這就是每年一次的research day(學(xué)術(shù)節(jié))。在這一全校統(tǒng)一的學(xué)術(shù)節(jié)中，每個學(xué)院的博士和年輕教師都要做研究報告，就像一個大型的國際學(xué)術(shù)會議。報告的論文集和節(jié)目單都會事先發(fā)給每位學(xué)生，學(xué)生可以去聽其感興趣的主題。通過旁聽多場學(xué)術(shù)報告，能夠全面了解各個專業(yè)的研究熱點，很多學(xué)生都是通過此類學(xué)術(shù)實踐活動找到了新的研究方向和合作對象。

美國伍斯特理工大學(xué)是美國的一所典型的純理工科學(xué)院，這所大學(xué)的本科畢業(yè)生在美國就業(yè)市場非常受歡迎，原因就是它的本科的課程設(shè)計非常有特色，培養(yǎng)的學(xué)生綜合素質(zhì)突出。如表1所示，WPI在本科的每個學(xué)年都設(shè)置了相應(yīng)的實踐類課程，而且環(huán)環(huán)相扣，層層遞進，使得培養(yǎng)的學(xué)生既具有國際視野和人文素養(yǎng)，又具有協(xié)作精神和專業(yè)技能，這些實踐類的課程和項目值得我們借鑒和思考。

2　實踐類課程的教學(xué)創(chuàng)新探析

實踐類教學(xué)作為高等教育的重要組成部分，其改革和創(chuàng)新對理工類高校培養(yǎng)優(yōu)秀的工程技術(shù)人才起著尤為關(guān)鍵的作用。提高實踐類課程的教學(xué)質(zhì)量，不是一朝一夕就能完成的，重要的是更新思想觀念。對此，國內(nèi)各高校也作了不少有益的嘗試，例如，國內(nèi)舉行各類本科生學(xué)術(shù)類的競賽；又如現(xiàn)在允許學(xué)生在實習(xí)單位做畢業(yè)設(shè)計；還有江蘇多所高校正在開展的“卓越工程師”培養(yǎng)計劃。但是這些措施還遠遠不能達到社會對實踐類課程的實際要求，下面參考國外的先進經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)的現(xiàn)狀，重點從如下四個方面論述實踐類課程的教學(xué)創(chuàng)新思路。

2.1　分工合作，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神

現(xiàn)存的實踐類課程的選題比較簡單，基本上是所有的學(xué)生都做類似的題目。由于師資力量不足，一個教師往往要指導(dǎo)幾十個學(xué)生，個性化的教育基本上不可能實現(xiàn)。

解決上述問題的關(guān)鍵首先是改變實踐課程的思路，將原來比較具體的課題廣泛化，給學(xué)生一定的發(fā)揮空間?？刹捎谩胺止ず献鳌钡膱F隊實驗方法，把一個比較大的課題分解成小的子課題，每個學(xué)生可以根據(jù)自己的特長完成其中的一個子課題，有興趣的學(xué)生還可以參加多個實踐課程，把千人一面改為一人千面。這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強創(chuàng)新意識，充分彰顯個性，強調(diào)團隊協(xié)作精神。同時，應(yīng)該加大教學(xué)和實驗環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)置的自由度，使教師可以根據(jù)本領(lǐng)域最新的技術(shù)動態(tài)和市場對人才的知識層次的最新要求，動態(tài)調(diào)整授課和實驗內(nèi)容，實驗課程更好地滿足求職市場的需求。

2.2　網(wǎng)絡(luò)互動，強化自主學(xué)習(xí)和討論交流

E-Learning(Electronic Learning)是通過應(yīng)用信息科技和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行知識傳播和快速學(xué)習(xí)的方法[5]。網(wǎng)絡(luò)既能提供豐富的學(xué)習(xí)資源，彌補教學(xué)學(xué)時不足、知識內(nèi)容難于展開等缺陷，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也能提供網(wǎng)絡(luò)互動平臺，增進教師和學(xué)生的討論交流，拓展教學(xué)的廣度與深度[6]。

學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上參與實踐類課程，首先需要在網(wǎng)絡(luò)上查詢實驗的相關(guān)信息以及實驗設(shè)備的用法，遇到的問題在小組內(nèi)部討論無果的情況下，可以通過網(wǎng)絡(luò)向教師提問，教師會就比較普遍的問題在網(wǎng)絡(luò)上公開解答，最后老師會選出個別有創(chuàng)新性的實驗進行課上賞析。總之，整個實踐教學(xué)的過程就是學(xué)生和教師通過網(wǎng)絡(luò)互動的過程，學(xué)生通過課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)和網(wǎng)上交互討論等混合型學(xué)習(xí)，獲得了超越書本的具有相當(dāng)廣度和時效性的全面的知識，再在實踐的過程中將這些知識應(yīng)用起來，這樣的實踐課程才能全面提高學(xué)生的能力，培養(yǎng)出創(chuàng)新型、復(fù)合型和高素質(zhì)的人才。

2.3　學(xué)科交叉，培養(yǎng)多學(xué)科綜合運用能力

實踐類課程的主要目的是提高學(xué)生的動手能力、協(xié)調(diào)能力和解決問題的能力。在目前中國高等教育逐漸大眾化的背景下，為了培養(yǎng)更適應(yīng)市場需要的工程技術(shù)人才，應(yīng)該逐步嘗試開創(chuàng)綜合性實踐課程。這就要求必須打破專業(yè)壁壘，更新實踐內(nèi)容，鼓勵創(chuàng)新設(shè)計。所謂綜合類實踐課程是指不僅僅局限于一個專業(yè)提出實踐課題，可以提出一個跨專業(yè)的研究課題，然后由不同專業(yè)的學(xué)生來共同完成。例如設(shè)計一個新型的印染機，首先可以由企業(yè)管理專業(yè)的學(xué)生了解和分析一下市場需求，同類價格定位等問題，然后由機械設(shè)計的學(xué)生設(shè)計出基本的結(jié)構(gòu)，最后由自動化專業(yè)的學(xué)生進行電氣部分的系統(tǒng)設(shè)計。這樣的實踐課題不是要求每個學(xué)生能設(shè)計出印染機的部件，而是組成團隊共同熟悉整個產(chǎn)品設(shè)計、制造和銷售的流程。這也就是通常所說的“通識教育基礎(chǔ)上的專業(yè)人才培養(yǎng)”。

表1　美國WPI大學(xué)設(shè)置的實踐類課程

2.4　師生共建，發(fā)揮學(xué)生的主人翁精神

學(xué)生參與實踐課程的建設(shè)和實驗室管理是國外高校管理的最新趨勢。在英國很多高校，學(xué)校的實驗室是完全開放的，學(xué)生可以事先在網(wǎng)上預(yù)約做實驗的時間和實驗的內(nèi)容。除了少量的固定工作人員以外，設(shè)備維修、實驗安排、實驗指導(dǎo)都是由高年級的學(xué)生擔(dān)任的。由于參與實驗室管理的學(xué)生除了可以獲得少量的報酬，更重要的是可以提升自己的專業(yè)技能和管理能力，獲得很多實際工作經(jīng)驗，所以每年學(xué)生都會踴躍申請。

國內(nèi)高校的實驗室大多數(shù)由專門的教師進行管理，但是由于師資力量不足等原因，這些教師一般不會直接參與到各個專業(yè)的具體的實驗課中去，這造成了學(xué)生做實驗時設(shè)備不全或損壞的情況屢屢發(fā)生，使得實驗課的教學(xué)質(zhì)量不能保證。針對這種情況，讓一部分學(xué)生參與實驗室管理，既可以緩解師資不足的矛盾，也可以讓學(xué)生得到多方面的鍛煉，這是一舉兩得的好事。

3　結(jié)語

改革實踐類教學(xué)理念和教學(xué)模式是提升高校培養(yǎng)人才質(zhì)量的必經(jīng)之路。古人云：“它山之石，可以攻玉”，在借鑒國外知名高校成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)高校教育的實際情況，本文提出了打破專業(yè)壁壘，創(chuàng)新實踐內(nèi)容，促進網(wǎng)絡(luò)互動，提倡師生共建等改革思路。在高校實踐類課程的教學(xué)中，如果能將這些思路落實到位，實現(xiàn)實踐類課程的創(chuàng)新教學(xué)，一定會使高校真正成為培養(yǎng)具有創(chuàng)新思想、創(chuàng)業(yè)精神和實踐能力的高素質(zhì)人才的搖籃。

參考文獻:

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