本科公選課程的交叉內(nèi)容教學模式改革及實踐

李玉霞，何 磊

(1.電子科技大學 自動化工程學院，四川 成都 611731；2.成都信息工程大學軟件工程學院，四川 成都 610025)

1 學科交叉人才培養(yǎng)勢在必行

隨著人類社會的進步和科學技術(shù)的發(fā)展，在高等教育和科研工作中對多學科相互交叉和滲透、多技術(shù)高度綜合和集成呈現(xiàn)出快速需求的發(fā)展趨勢，學科交叉系統(tǒng)化、整體化逐步成為先進科學技術(shù)發(fā)展的主要特征[1]。推進人類社會進步的國內(nèi)外研究成果表明，許多重大科研成果都是基于不同學科技術(shù)間的交叉、集成和融合而取得的[1－3]。所以，如何構(gòu)建多學科交叉、系統(tǒng)和集成的教學機制，能有效培養(yǎng)出具有解決綜合性科技問題，取得跨學科創(chuàng)新成果的復合型人才，成為高等院校人才培養(yǎng)的任務之一[4]。

國外高校在拓展和推進不同學科間的交叉人才培養(yǎng)方面起步較早。美國在國家層面上為培養(yǎng)能力與素質(zhì)拔尖的創(chuàng)新人才提供了政策和經(jīng)費等多方面支持，以推進教育創(chuàng)新和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[5]。同時，美國許多著名高校也在開展多方式的學科交叉人才培養(yǎng)模式改革和實踐[6]。近年來，國內(nèi)許多高校也逐漸重視學科交叉人才培養(yǎng)，在多學科交叉的培養(yǎng)理念和過程、學科交叉科研等方面取得了較大的進展。但多學科交叉人才培養(yǎng)目前仍停留在初步探索階段，在開展過程中，存在著較多因素影響與制約學科交叉人才培養(yǎng)深入開展[1]。受到高校傳統(tǒng)的管理和教學體制，以及單科制體系的約束，使高等院校在開展學科交叉與復合創(chuàng)新人才培養(yǎng)中面臨許多障礙和困難。

2 本科公選課程交叉內(nèi)容教學面臨的問題

培養(yǎng)復合型、高水平的跨學科人才，需從多元化和交叉學科教學模式著手[7]。目前，國內(nèi)許多一流大學提出構(gòu)建本科精英人才培養(yǎng)體系，打造不同特色的本科通識教育體系，強調(diào)多學科專業(yè)課程的集成度、整合度與挑戰(zhàn)度，構(gòu)建交叉化、復合類等多元化教育模式，搭建泛信息化復合型人才培養(yǎng)平臺[8－9]。本科素質(zhì)公選課程作為本科通識教育體系中的一個教學組成部分，涉及不同學科的研究對象、方法和思維等，導致本科公選課程交叉內(nèi)容的教學方式存在不少值得探索和實踐的問題。

本科素質(zhì)公選課程開設主要是為了擴展學生學習的知識面，幫助學生開闊視野、拓展知識面、活躍思維、激發(fā)創(chuàng)新靈感，培養(yǎng)專業(yè)扎實、知識面寬、綜合素質(zhì)和能力強的創(chuàng)新型人才。由于素質(zhì)公選課的功能和作用不同于其他學位基礎課或?qū)I(yè)基礎課，公選課的教學內(nèi)容上有較多學科交叉部分，同時，要求課程基礎知識覆蓋面廣、交叉內(nèi)容多、前沿性強。不僅要注重課程內(nèi)容的基礎性，而且要提高跨院系、跨專業(yè)課程內(nèi)容的比重，實現(xiàn)多學科內(nèi)容的知識對流和方法創(chuàng)新。

由于電子科技大學專業(yè)院系被劃分得非常狹窄，許多教師習慣采用 “縱深式”課堂教學模式，本科公選課程的交叉內(nèi)容教學受到傳統(tǒng)學科固有教學模式的阻力，造成公選課交叉內(nèi)容教學目標不明確，學科交叉、滲透意識不強，導致很多本科素質(zhì)公選課中涉及的學科交叉內(nèi)容只能簡單“拼盤式”教學，而不能做到交叉內(nèi)容的整合性、系統(tǒng)性和集成性；進而導致交叉學科技術(shù)內(nèi)容不是強強融合，而是弱弱相交的狀況；從而達不到本科素質(zhì)公選課 “重基礎、強交叉、拓視野、推創(chuàng)新”的教學理念和目的。

3 交叉內(nèi)容教學模式改革及實踐

為了突破傳統(tǒng)的教學方式，提升本科素質(zhì)公選課程交叉內(nèi)容教學效果，需在高等院校的教學體制、教學成果評價、教師課堂內(nèi)容教學模式等多方面進行改進和完善[10－11]。作為任課教師，在不考慮教學質(zhì)量和成果評價體制等政策層面問題的情況下，可以在教學模式方面做一定的宏觀和微觀調(diào)整，構(gòu)建一個規(guī)范的、可執(zhí)行的學科交叉類課程的內(nèi)容處理和教學模式，提升素質(zhì)公選課程的教學成效和質(zhì)量。

本文以無人機遙感概論課程為例，探析素質(zhì)公選課程的交叉內(nèi)容處理及教學模式。通過探索與分析，構(gòu)建出針對本科生素質(zhì)公選類課程中交叉內(nèi)容的模塊化、學科研討式等教學模式，針對不同年級、不同專業(yè)基礎的學生，提出分層教學方式，形成針對一個學科交叉課程的內(nèi)容處理和教學模式體系，并給出推進建議。

3.1 無人機遙感概論課程的主要內(nèi)容

無人機遙感概論課程主要包含無人機飛行原理、無人機控制系統(tǒng)、無人機遙感原理和無人機數(shù)字圖像處理及應用等內(nèi)容，其內(nèi)容分別屬于航空航天、控制工程、遙感科學、圖像處理等不同學科間的交叉內(nèi)容；但是，在無人機遙感概論課程里，這幾部分內(nèi)容不是獨立的，而是融為一體、前后銜接的。其中，無人機飛行原理主要為無人機控制系統(tǒng)、無人機遙感原理做基礎，譬如，無人機數(shù)據(jù)獲取涉及無人機起飛、降落等無人機控制部分，如果不了解無人機飛行原理，那么就不能較好地控制無人機的起飛和降落技術(shù)；無人機控制系統(tǒng)和無人機遙感原理是無人機圖像處理的基礎，因為無人機圖像處理中涉及無人機飛行姿態(tài)參數(shù)，這些參數(shù)是靠無人機控制系統(tǒng)獲取，同時無人機遙感成像原理是無人機圖像校正、配準、拼接等環(huán)節(jié)的技術(shù)基礎。所以，無人機遙感概論課程是一個集成的、多學科的教學內(nèi)容，如何能較好地將課程交叉內(nèi)容做到系統(tǒng)性、集成性和整合性是教學模式的關(guān)鍵問題。

3.2 交叉內(nèi)容處理模式改革及教學實踐

針對上述問題，本文對于本科素質(zhì)公選課無人機遙感概論課程的交叉內(nèi)容處理模式和教學實踐采用以下兩種方式。

1)交叉內(nèi)容的模塊化、學科研討式等教學模式。

根據(jù)無人機遙感課程的主要授課內(nèi)容，因授課內(nèi)容不同，授課的特點也不盡相同，并且若單獨一個教師授課，很難達到每一部分都講述得專業(yè)和前沿。本文針對這個問題，采取各部分內(nèi)容針對性教學或研討。首先在主講教師進行系統(tǒng)性、全面化授課的基礎上，再邀請不同學科內(nèi)容的專業(yè)教師進行專題授課、研討和實驗等教學方式，提升該部分教學內(nèi)容的專業(yè)性和前沿性；同時申請不同內(nèi)容方向的博士研究生或高年級碩士研究生作為課程助教，為學生隨時提供不同專業(yè)內(nèi)容方面的指導、實驗和答疑。

2)依據(jù)學生差異，交叉內(nèi)容分層教學模式。

由于素質(zhì)公選課程是面向全校本科生公選，選課學生一般來自于不同學院 (文科、理工科)和不同年級，所以，學生的專業(yè)基礎和技能差異較大。針對這個問題，授課教師根據(jù)學生不同的知識程度、水平能力和學習興趣等差異對學生進行分層次教學。主要方式是在基礎知識授課的基礎上，針對需要提高基本技能的學生，提供基本技能訓練的開放式實驗課；針對專業(yè)技術(shù)水平高、學習興趣濃厚的同學，給他們提供不同專業(yè)方向的博士研究生或高年級碩士研究生學習指導，通過一定學習和深入了解后，進一步提供進入不同方向授課教師科研團隊學習的機會。從而使學生在原有授課基礎上進一步提高，達到分層教學的目的。

3.3 教學模式的推進建議

通過該課程教改的探索和實踐，進一步完善素質(zhì)公選課程的交叉內(nèi)容處理及教學模式，初步構(gòu)建了一個可推進和可操作的學科交叉類課程的內(nèi)容處理方式和教學模式，如圖1所示。

圖1 學科交叉類課程內(nèi)容教學和實踐模式圖

4 結(jié)束語

近年來，高等院校越來越重視學科交叉人才的培養(yǎng)，在學科交叉人才的培養(yǎng)理念、培養(yǎng)方式、培養(yǎng)體制等方面取得一定的進展。針對本科素質(zhì)公選課交叉內(nèi)容處理和教學模式還處于起步探索階段，存在著較多影響與制約素質(zhì)公選課交叉內(nèi)容教學開展的問題與因素。基于無人機遙感概論課程中交叉內(nèi)容處理和教學模式進行的探析，建議教師充分利用校內(nèi)外條件，依托交叉高水平學科交叉研究中心和項目，探索交叉內(nèi)容的模塊化教學、學科研討式教學等，并依據(jù)不同年級和不同專業(yè)的學生基礎差異，進行交叉內(nèi)容分層教學設計和教學模式探索，從而構(gòu)建出一個適合自己所講授的素質(zhì)公選課程的學科交叉內(nèi)容處理和教學模式。同時，也建議高校加大對學科交叉人才培養(yǎng)的重視和支持力度，設立一批學科交叉人才培養(yǎng)和交叉學科教學內(nèi)容的課程培養(yǎng)項目；建議高校完善教學成果評價體系，營造學科交叉培養(yǎng)的氛圍，搭建不同學院之間的 “學科協(xié)同”的橋梁。教學模式改革是一項長期的任務和過程，需要在教學實踐中不斷摸索和完善，從而形成一個成熟的教學模式，以便培養(yǎng)出符合社會需求的綜合性、交叉性技術(shù)人才。

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