工科專業(yè)課計(jì)算類課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)方法與答辯方式探索

陶潔 甘容 左其亭

摘? ? 要：工科專業(yè)課計(jì)算類課程設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的專業(yè)特色，要求學(xué)生掌握一定的計(jì)算能力，在本科培養(yǎng)方案中占據(jù)重要地位。文章分析了課設(shè)過程中實(shí)施指導(dǎo)和答辯考核存在的問題，結(jié)合水利水電工程專業(yè)“水資源規(guī)劃與利用”課程設(shè)計(jì)的教授經(jīng)驗(yàn)，提出了課設(shè)啟動(dòng)之初的思維引導(dǎo)、課設(shè)過程中的答疑指導(dǎo)、課設(shè)結(jié)束的答辯總結(jié)指導(dǎo)的全過程指導(dǎo)方法，以及答辯準(zhǔn)備、答辯過程、成績判定標(biāo)準(zhǔn)的課程設(shè)計(jì)答辯方式。文章為工科專業(yè)課計(jì)算類課程設(shè)計(jì)提供一個(gè)可借鑒的思路和范例。

關(guān)鍵詞：工科專業(yè)課;計(jì)算類課程設(shè)計(jì);全過程指導(dǎo);指導(dǎo)方法;答辯方式

中圖分類號：G642.3? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2019）06-0060-03

專業(yè)課課程設(shè)計(jì)作為本科生的實(shí)踐教學(xué)方式之一，是對專業(yè)知識的進(jìn)一步鞏固和系統(tǒng)綜合應(yīng)用，是本科生培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)，可很好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力[1]。歐美發(fā)達(dá)國家的本科生專業(yè)課教學(xué)中，實(shí)踐環(huán)節(jié)占了總課時(shí)的1/3左右，我國高校也愈來愈重視實(shí)踐課程[2]。最新（2015版本）的《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》（中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)）在課程體系設(shè)置中，明確指出了對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的要求：本科專業(yè)認(rèn)證中評估課程體系對培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求的支撐度和關(guān)聯(lián)性。工科專業(yè)課計(jì)算類課程的設(shè)計(jì)具有專業(yè)特色突出、問題導(dǎo)向和應(yīng)用性強(qiáng)、計(jì)算要求較高等特點(diǎn)，單門課程學(xué)習(xí)差別較大，因此在有限的課程設(shè)計(jì)周期中如何高效有針對性地指導(dǎo)學(xué)生，合理有進(jìn)度地開展課程設(shè)計(jì)是非常重要的。同時(shí)在設(shè)計(jì)工作完成之后，教師如何合理開展考核評定，并給出各個(gè)學(xué)生成績也是重點(diǎn)。本文從指導(dǎo)方法與答辯方式角度，分析總結(jié)工科專業(yè)課計(jì)算類課程設(shè)計(jì)存在的問題，結(jié)合教授課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，探索性地提出此類課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)方法和答辯考核方式。

一、工科專業(yè)課計(jì)算類課程設(shè)計(jì)存在的問題分析

工科專業(yè)課計(jì)算類課程設(shè)計(jì)主要分為選題、任務(wù)分配、實(shí)施指導(dǎo)、考核評定四個(gè)環(huán)節(jié)。目前除了存在選題內(nèi)容單一相似、任務(wù)分配過程中缺乏促進(jìn)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力的培養(yǎng)等問題之外[3-5]，在實(shí)施指導(dǎo)和考核評定方面也存在很多問題。

（一）實(shí)施指導(dǎo)方面

學(xué)生因?qū)φn程設(shè)計(jì)重要性和課設(shè)題目難易程度認(rèn)識不夠、自主性不強(qiáng)等，常出現(xiàn)時(shí)間分配不合理、前松后緊的設(shè)計(jì)局面，容易導(dǎo)致在未能完全吸收相關(guān)知識的前提下，草草完成課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)象，不能很好地進(jìn)行具體問題思考和系統(tǒng)應(yīng)用知識[6]。設(shè)計(jì)思路往往依賴教師提供或參照類似資料生搬硬套，部分學(xué)生甚至直接抄襲他人計(jì)算成果[7]，不能很好地體現(xiàn)創(chuàng)造性，不能達(dá)到課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)目的。

同時(shí)由于當(dāng)前大多院校課程設(shè)計(jì)都安排在課程結(jié)束之后，這段時(shí)間往往是其他課程授課期、考試高峰期或課程設(shè)計(jì)扎堆期，且專用的課程設(shè)計(jì)教室不多、給定的課程設(shè)計(jì)時(shí)間有限（大部分為1—2周），這就導(dǎo)致學(xué)生以及指導(dǎo)教師都無法在固定時(shí)間固定教室開展設(shè)計(jì)和指導(dǎo)工作，且部分課程的學(xué)生數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過教師數(shù)目，無法確保實(shí)現(xiàn)一對一的指導(dǎo)方式。

（二）考核評定方面

當(dāng)前課程設(shè)計(jì)在考核評定方面沒有制定相對固定的流程及方式，成績評定主要依據(jù)出勤及平時(shí)表現(xiàn)、設(shè)計(jì)報(bào)告書及其質(zhì)量、設(shè)計(jì)答辯狀況等。出勤及平時(shí)表現(xiàn)，沒有明確負(fù)責(zé)考核的主體，主要靠學(xué)生自覺;設(shè)計(jì)書報(bào)告存在抄錄或相似情況，往往無法客觀判斷;設(shè)計(jì)答辯具體考核哪些內(nèi)容沒有相對標(biāo)準(zhǔn)。因此，考核評定的方式和評定出的成績往往不夠真實(shí)客觀，缺乏公正性[8]。

二、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)方法的探索

專業(yè)課課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作雖然處于選題和任務(wù)分配環(huán)節(jié)之后，但從課程設(shè)計(jì)整體、課設(shè)進(jìn)度安排、設(shè)計(jì)效率等方面考慮，建議在進(jìn)程上實(shí)行從課設(shè)啟動(dòng)之初、課設(shè)過程中、課設(shè)結(jié)束的答辯的全過程指導(dǎo);在管理上實(shí)行指導(dǎo)教師全面負(fù)責(zé)、班長負(fù)責(zé)全班考勤和設(shè)計(jì)紀(jì)律、各組長負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)組內(nèi)工作（若以小組為單位，設(shè)小組長一名）的分層次管理模式。

下面以我們所指導(dǎo)的水利水電工程專業(yè)課計(jì)算類課程“水資源規(guī)劃與利用”為例進(jìn)行說明。

（一）課設(shè)啟動(dòng)之初——課設(shè)安排和要求說明，設(shè)計(jì)思維引導(dǎo)

課程設(shè)計(jì)正式啟動(dòng)之初，教師提供不同課程設(shè)計(jì)題目，講解課程設(shè)計(jì)性質(zhì)、設(shè)計(jì)任務(wù)、時(shí)間進(jìn)度安排、成果及報(bào)告撰寫要求，闡明不同課設(shè)題目的基本資料情況、具體設(shè)計(jì)內(nèi)容、需要掌握的知識群，及重點(diǎn)、難點(diǎn)、深度和廣度，引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新性思考。學(xué)生或小組根據(jù)實(shí)際情況自由選擇題目開展設(shè)計(jì)工作。

“水資源規(guī)劃與利用”課程設(shè)計(jì)內(nèi)容緊密銜接專業(yè)課課程，主要包括興利調(diào)節(jié)計(jì)算、洪水調(diào)節(jié)計(jì)算、水能計(jì)算與水電站在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行方式、水電站及水庫主要參數(shù)選擇等。不同的題目要求掌握的知識點(diǎn)不同，設(shè)計(jì)的思路和方法不同，難易程度也不同。本課程設(shè)計(jì)由于這些年來每年的學(xué)生數(shù)均超160人，若采取個(gè)人答辯的形式，時(shí)間上有點(diǎn)不切實(shí)際，因此采取小組的形式，根據(jù)參加課設(shè)總?cè)藬?shù)情況，設(shè)定小組人數(shù)（一般4—6人不等），由學(xué)生自由組合并自由選擇設(shè)計(jì)題目，要求各小組內(nèi)每位學(xué)生均提交自己的設(shè)計(jì)報(bào)告書。設(shè)計(jì)內(nèi)容方面以興利調(diào)節(jié)計(jì)算內(nèi)容為例，本課程設(shè)計(jì)分別提供了新疆博斯騰湖流域、青山水庫、擬建水庫X的背景資料，任務(wù)是掌握興利調(diào)節(jié)的原理和計(jì)算方法，能合理確定年及多年調(diào)節(jié)水庫的V興和Z蓄，以及學(xué)會(huì)編制相應(yīng)的計(jì)算軟件系統(tǒng)。提供的背景資料主要包括實(shí)例區(qū)基本情況、水庫特征曲線、特征水位、特征庫容、水庫水量損失，需要注意概念理解和特征水位、特征庫容的計(jì)算或確定。

（二）課設(shè)過程中——多方式答疑，設(shè)計(jì)過程指導(dǎo)

基于課程設(shè)計(jì)啟動(dòng)之初開展的準(zhǔn)備工作，學(xué)生進(jìn)一步熟悉任務(wù)書及背景資料，根據(jù)要求開展設(shè)計(jì)。課設(shè)過程中，對學(xué)生的指導(dǎo)和答疑主要以三種方式展開，一是設(shè)計(jì)專用教室滿足的情況下，教師隨時(shí)到教室，若不能滿足，則固定幾個(gè)答疑時(shí)間，找好教室，教師過來指導(dǎo);二是有問題的學(xué)生隨時(shí)預(yù)約，不定時(shí)指導(dǎo);三是發(fā)email、短信、微信、QQ隨時(shí)聯(lián)系、隨時(shí)指導(dǎo)。答疑過程中建議多以研討方式對學(xué)生加以引導(dǎo)啟發(fā)，促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問題。

以“水資源規(guī)劃與利用”課程設(shè)計(jì)中的興利調(diào)節(jié)計(jì)算內(nèi)容為例，有的學(xué)生誤以為年調(diào)節(jié)情況下豐水期就是7—9月份;有的學(xué)生對興利調(diào)節(jié)計(jì)算中多次充蓄的原理和計(jì)算理解不到位;有的學(xué)生確定不了插值的選取方法，用拉格朗日插值和線性插值或其他插值方法哪個(gè)更合理;有的學(xué)生不知道怎么計(jì)算蒸發(fā)損失量;有的學(xué)生在軟件編制過程中如何進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，如何更好地展示運(yùn)行成果，如何將軟件更具普遍適用性存在難處。針對一些年調(diào)節(jié)、多次充蓄等概念或原理的問題，教師可詳細(xì)易懂地對這些知識點(diǎn)進(jìn)行回顧和講解;針對插值、蒸發(fā)損失量計(jì)算等問題，教師可進(jìn)行反問引導(dǎo)，插值的方法有哪些？想采取什么方法？不同方法間的誤差有多大？水庫水面蒸發(fā)量和蒸發(fā)皿監(jiān)測的蒸發(fā)量怎么換算？水庫建設(shè)前后蒸發(fā)面是如何變化的？蒸發(fā)量是如何損失的？如何將mm為單位的蒸發(fā)量轉(zhuǎn)化為m3為單位的蒸發(fā)量？不同時(shí)期的水面面積數(shù)據(jù)怎么獲??？通過這樣的方法引導(dǎo)學(xué)生開拓思維，逐步解決問題。針對軟件編制的數(shù)據(jù)輸入、結(jié)果展示、普適性等方面的問題，教師若具備語言程序方面的知識儲備，可以給學(xué)生適當(dāng)舉例示范，展示不同的輸入輸出方式、編制模式下軟件運(yùn)行效果的差異，積極引發(fā)學(xué)生對相關(guān)編程知識點(diǎn)進(jìn)行回顧和應(yīng)用于實(shí)際（因?yàn)樵谒妼I(yè)的本科培養(yǎng)方案中，一般大一大二期間都會(huì)設(shè)置有相關(guān)計(jì)算機(jī)語言類課程），并從用戶角度激發(fā)學(xué)生不斷改進(jìn)優(yōu)化軟件;若教師缺乏這方面的知識儲備，可以邀請相關(guān)課程老師或有編程經(jīng)驗(yàn)的教師過來對學(xué)生進(jìn)行針對性輔導(dǎo)。

（三）課設(shè)結(jié)束的答辯——總結(jié)點(diǎn)評，引發(fā)后續(xù)興趣和思索空間

學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)，提供設(shè)計(jì)成果并進(jìn)行答辯，教師當(dāng)場評定成績，并總結(jié)課設(shè)過程及成果中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律性問題，點(diǎn)評設(shè)計(jì)中好的地方和后續(xù)有待改進(jìn)的方面，點(diǎn)評過程中不針對個(gè)人?？偨Y(jié)點(diǎn)評的目的有三：一是使學(xué)生深刻掌握本課程的設(shè)計(jì)方法和步驟，體會(huì)課程設(shè)計(jì)的思維方式和學(xué)習(xí)方法;二是為部分學(xué)生開展后續(xù)相關(guān)研究奠定基礎(chǔ);三是便于教師整體了解學(xué)生掌握和應(yīng)用知識點(diǎn)的情況，為后續(xù)不斷改善課程教學(xué)方式提供參考。

“水資源規(guī)劃與利用”課程設(shè)計(jì)以小組為單元，在每組答辯之后均立即給出成績，并指出提交成果和軟件系統(tǒng)中的優(yōu)缺點(diǎn);整體答辯結(jié)束之后，跟全體學(xué)生一起積極交流、總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)。對存在的一些規(guī)律型問題，如設(shè)計(jì)報(bào)告書撰寫問題（包括排版、圖表標(biāo)注、參考文獻(xiàn)標(biāo)注等）、設(shè)計(jì)原理認(rèn)知問題等，進(jìn)一步統(tǒng)一講解和說明;促使部分學(xué)生或小組進(jìn)一步開展改進(jìn)和深入研究的興趣與思索空間。

三、答辯方式的探索

答辯的過程是綜合考核學(xué)生課程設(shè)計(jì)成績的過程，可將其按照過程細(xì)分為答辯準(zhǔn)備、答辯過程、成績評定三部分。

（一）答辯準(zhǔn)備

答辯之前，指導(dǎo)教師依據(jù)人數(shù)，設(shè)置好答辯時(shí)間、答辯方式、答辯地點(diǎn);班長安排好答辯順序，準(zhǔn)備好答辯設(shè)備，（如果是小組形式，則和組長一起）做好會(huì)場安排;學(xué)生（或小組成員一起）準(zhǔn)備好答辯材料。

“水資源規(guī)劃與利用”課程設(shè)計(jì)需要學(xué)生提前準(zhǔn)備好答辯PPT（或使用其他匯報(bào)軟件亦可），并因?yàn)樵O(shè)計(jì)中有軟件系統(tǒng)的展示部分，班長和組長需要提前調(diào)試好答辯設(shè)備。答辯所用電腦的準(zhǔn)備有兩種方案：一是使用答辯會(huì)場的電腦，提前在該電腦上安裝好相關(guān)軟件，并將各組答辯的所有材料都提前拷貝到電腦里;二是為防止軟件安裝或系統(tǒng)運(yùn)行等突發(fā)狀況，每十組準(zhǔn)備一臺學(xué)生自己的電腦，將這十組的答辯材料全部拷貝到這臺電腦里以備不時(shí)之需。

（二）答辯過程

正式答辯開始后，學(xué)生或小組依據(jù)事先安排好的順序進(jìn)入會(huì)場;對不能按時(shí)到達(dá)會(huì)場的，除卻特殊情況（如生病等），按照最低分處理。進(jìn)入會(huì)場后，學(xué)生或小組向教師遞交設(shè)計(jì)報(bào)告書等成果文件，闡述設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題和難點(diǎn)、處理的方式方法、最終的計(jì)算結(jié)果，并進(jìn)行設(shè)計(jì)成果展示;如果是以小組形式，則推薦一名學(xué)生代表小組進(jìn)行匯報(bào)，并闡述小組成員分工。匯報(bào)之后，教師隨機(jī)提問，學(xué)生當(dāng)場回答，并當(dāng)場給出分?jǐn)?shù)或等級。

“水資源規(guī)劃與利用”課程設(shè)計(jì)是以小組為單元，各個(gè)小組按照事先布置的順序，全組成員依次進(jìn)入答辯會(huì)場。小組每位成員將自己的設(shè)計(jì)報(bào)告交給教師，依次闡述本人在小組課程設(shè)計(jì)中承擔(dān)的工作;然后由小組推薦一位代表（一般是組長）進(jìn)行整體課設(shè)匯報(bào)，時(shí)間控制在5分鐘左右，然后向教師現(xiàn)場動(dòng)作并展示計(jì)算軟件系統(tǒng)。教師針對這一組的具體設(shè)計(jì)和工作分配情況，隨即向某個(gè)學(xué)生提問，小組其他成員可補(bǔ)充作答，提問和回答時(shí)間控制在5—10分鐘。

（三）成績評定標(biāo)準(zhǔn)

成績評定是答辯流程中的重要環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)的成績評定依據(jù)設(shè)計(jì)及其結(jié)果、報(bào)告書質(zhì)量、答辯表現(xiàn)、回答問題表現(xiàn)、平時(shí)表現(xiàn)等，按照一定的權(quán)重綜合評定。其中設(shè)計(jì)及其結(jié)果主要考察設(shè)計(jì)題目的難易，設(shè)計(jì)思路是否正確、有創(chuàng)新性，計(jì)算方法是否準(zhǔn)確，結(jié)果是否合理等;報(bào)告書質(zhì)量主要考察報(bào)告書布局是否有條理、內(nèi)容是否詳實(shí)、撰寫是否規(guī)范、圖表和文獻(xiàn)標(biāo)注是否符合標(biāo)準(zhǔn)等;答辯表現(xiàn)主要考察規(guī)定時(shí)間內(nèi)的論述表達(dá)能力、PPT制作水平等;回答問題表現(xiàn)主要考察問題回答得是否正確合理、有針對性、有邏輯性;平時(shí)表現(xiàn)主要考察平時(shí)提問、平時(shí)出勤等。對以小組為單元的答辯情況，要在小組整體成績的基礎(chǔ)上，再評定個(gè)人成績。對在此過程中存在抄襲情況的小組或個(gè)人，一律給予不及格處理。

“水資源規(guī)劃與利用”課程設(shè)計(jì)的成績判定，由“小組總體成績+個(gè)人表現(xiàn)成績”兩部分組成，總分100分，各占50分。其中：“小組總體成績”是根據(jù)每人提交的報(bào)告、軟件和答辯總體給分，全組成績一樣;評定依據(jù)為報(bào)告成果的正確性，報(bào)告的條理性、系統(tǒng)性，軟件的編制水平和運(yùn)行演示狀況，答辯論述表達(dá)能力?！皞€(gè)人表現(xiàn)成績”是根據(jù)個(gè)人在小組課程設(shè)計(jì)中所做的貢獻(xiàn)、答辯表現(xiàn)、平時(shí)表現(xiàn)、各自報(bào)告書編寫等綜合給分。

專業(yè)課課程設(shè)計(jì)在本科培養(yǎng)方案中越來越受到重視，它是鞏固并系統(tǒng)應(yīng)用專業(yè)知識、開拓學(xué)生思維、鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)助的重要教學(xué)方式。由于我國當(dāng)前高校學(xué)生多、教師少，教師指導(dǎo)精力不足等，往往專業(yè)課課程設(shè)計(jì)達(dá)不到課程設(shè)計(jì)的目的，在考核評定方面無法很好地體現(xiàn)真實(shí)客觀和公正性?；诙嗄甑墓た茖I(yè)課計(jì)算類課程設(shè)計(jì)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探索提出了課設(shè)啟動(dòng)之初的思維引導(dǎo)、課設(shè)過程中的答疑指導(dǎo)、課設(shè)結(jié)束的答辯總結(jié)指導(dǎo)的全過程指導(dǎo)方法，以及答辯準(zhǔn)備、答辯過程、成績判定標(biāo)準(zhǔn)的課程設(shè)計(jì)答辯方式，對本科課程設(shè)計(jì)持續(xù)改進(jìn)具有借鑒意義。當(dāng)然，我們也在不斷探索和提高學(xué)生多、教師少情況下課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的問題，歡迎同行交流討論，不斷促進(jìn)課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。

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