計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐

王 婷，劉任任

(湘潭大學(xué)信息工程學(xué)院，湖南湘潭411105)

0 引言

工程教育的質(zhì)量很大程度上決定了我國(guó)高等教育的整體質(zhì)量。復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南，以及教育部發(fā)布的《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，開(kāi)拓了工程教育改革的新路徑，我國(guó)的高等教育正在由“大眾化”邁向“普及化”。為適應(yīng)工程科技的變革與創(chuàng)新，教育界提出了“新工科”的教育理念，教育部發(fā)布的《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，為工程教育改革開(kāi)拓了新的路徑，謀劃了工程科技人才的培養(yǎng)模式。工程教育提出了以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心的“新理念”，構(gòu)建新興工科和傳統(tǒng)工科相結(jié)合的學(xué)科專(zhuān)業(yè)“新結(jié)構(gòu)”，探索實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”，打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的工程教育“新質(zhì)量”，建立完善中國(guó)特色工程教育的“新體系”，加快推進(jìn)我國(guó)從工程教育大國(guó)走向工程教育強(qiáng)國(guó)。以上這“五新”構(gòu)成了我國(guó)全面推進(jìn)新時(shí)期工程教育改革創(chuàng)新的“路線圖”[1]。

本文將在實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”方面，以計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)為例，進(jìn)行“以學(xué)生為中心”的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式和手段改革的探索和實(shí)踐。

1 高等教育中“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變

眾所周知，在初等和中等教育階段，學(xué)生在心智發(fā)展上還處于“襁褓期”，處于“自在”而不是“自為”的狀態(tài)。這一時(shí)期中，作為學(xué)習(xí)過(guò)程內(nèi)在動(dòng)因的學(xué)生心智發(fā)展與作為學(xué)習(xí)過(guò)程外部推動(dòng)力的教師導(dǎo)向作用相比，是比較微弱的，還不足以據(jù)以主宰自己的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過(guò)程不可避免地帶有“他主”即由教師主導(dǎo)的特點(diǎn)。到了高等教育階段，學(xué)生進(jìn)入青春中后期，心智發(fā)展向成人過(guò)渡，產(chǎn)生了自我意識(shí)，懂得了自我識(shí)別，自我選擇，自我培養(yǎng)和自我控制。表現(xiàn)在學(xué)習(xí)上，則要求變“他主”為“自主”。例如，根據(jù)社會(huì)的需要和自己的志趣特長(zhǎng)，選擇所學(xué)專(zhuān)業(yè)；自主地免修或加選課程，以形成期望的知識(shí)與能力結(jié)構(gòu)；到了本科高年級(jí)和研究生階段，進(jìn)而自主地定方向、找課題、定技術(shù)路線、工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究。這時(shí)，學(xué)生的自主作用與教師的指導(dǎo)作用相比，逐漸上升為決定教學(xué)過(guò)程的主要因素。教師也由對(duì)教學(xué)過(guò)程起“主導(dǎo)”作用，轉(zhuǎn)為一般的指導(dǎo)作用，這就在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的情況下，要求教師實(shí)行指導(dǎo)時(shí)，需要更高的藝術(shù)。

2 改革課堂教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主導(dǎo)作用

教學(xué)過(guò)程是教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的師生雙向互動(dòng)過(guò)程。教師按照一定的目標(biāo)和計(jì)劃，根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)識(shí)規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地掌握基本知識(shí)和基本技能，發(fā)展認(rèn)識(shí)能力，逐步形成一定的世界觀和能力的活動(dòng)過(guò)程。教學(xué)過(guò)程可以看作一個(gè)系統(tǒng)，它由教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)備、教學(xué)思想、教學(xué)方法等要素組成，具有傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力的功能。就像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)一樣，教學(xué)系統(tǒng)中，教師、學(xué)生、教學(xué)設(shè)備等實(shí)在的、具有物理性質(zhì)的要素是教學(xué)系統(tǒng)的硬件；而教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)思想、教學(xué)方法等，是教學(xué)系統(tǒng)的軟件。

在教學(xué)過(guò)程中的眾多要素中，教師和學(xué)生是兩個(gè)最活躍的、人的因素。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生要控制并調(diào)整自己的“學(xué)”的活動(dòng)；同樣，教師也是要調(diào)整和控制整個(gè)教學(xué)過(guò)程。教學(xué)過(guò)程反饋聯(lián)系構(gòu)成了閉合回路。

課堂是教學(xué)實(shí)施的主要形式和載體，課堂教學(xué)是使學(xué)生能夠達(dá)到畢業(yè)要求、達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)。在我國(guó)的現(xiàn)有的課堂教學(xué)中，過(guò)分強(qiáng)調(diào)教師傳授知識(shí)，學(xué)生只是被動(dòng)地接受的教學(xué)過(guò)程仍然普遍。目前的課堂教學(xué)尚未擺脫科學(xué)教育方式的傳統(tǒng)模式。為了適應(yīng)成果導(dǎo)向教育的要求，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程由“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變，需要在教學(xué)上進(jìn)行三個(gè)方面的改革:

(1)激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。要精心設(shè)計(jì)和安排培養(yǎng)方案中的課程進(jìn)程表，理清各門(mén)課程的前后邏輯關(guān)系；教師在講授課程的各知識(shí)點(diǎn)時(shí)，盡量先介紹該知識(shí)產(chǎn)生和形成的背景，以及發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。

(2)培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。自主學(xué)習(xí)不僅要有動(dòng)力，還要有能力。改變“教”的內(nèi)涵，正是為了有效地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。初中等教育階段的“教”，主要是“傳授”知識(shí)，大學(xué)本科教育階段的“教”，主要是“教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)”，研究生教育階段的“教”，主要是“教會(huì)學(xué)生研究”。

(3)提供自主學(xué)習(xí)的良好環(huán)境。要改革教學(xué)管理方式和方法，貫徹“一切為了學(xué)生”、“為了一切學(xué)生”和“為了學(xué)生一切”的教學(xué)和育人的管理理念。

上世紀(jì)九十年代，流行一種“問(wèn)題解決”的教學(xué)方法。該方法認(rèn)為，問(wèn)題是科學(xué)和工程技術(shù)的心臟，問(wèn)題解決就是“從嘗試到解決的全過(guò)程”。

從認(rèn)知心理學(xué)角度看，所謂解決問(wèn)題就是從已知狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，是一系列指向目標(biāo)的操作[7]。在問(wèn)題的解決過(guò)程中，信息的收集與組織起著決定性的作用，信息的收集包括已知條件的分析、待求答案的目標(biāo)狀態(tài)、與求解問(wèn)題相關(guān)的原理、原則和輔助手段等；信息的組織是將收集到的有關(guān)因素、原理、原則聯(lián)系和組織起來(lái)。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，信息的收集和組織是互為補(bǔ)充的，在信息的組織過(guò)程中，常會(huì)發(fā)現(xiàn)在建立信息之間的聯(lián)系時(shí)，還需引進(jìn)新的因素和關(guān)系，這就要繼續(xù)收集信息，并將原有的信息和新獲得的信息重新加以組織，直到在未知與已知之間建立聯(lián)系。

3 目前課堂教學(xué)中的一些問(wèn)題以及改革的嘗試

筆者通過(guò)多年的計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課堂教學(xué)效果分析和觀察，認(rèn)為造成以上現(xiàn)象的主要原因有兩點(diǎn)，一是在課堂講授時(shí)，教師都是事先備好了課，而大多數(shù)學(xué)生一般沒(méi)有事先預(yù)習(xí)課程內(nèi)容的習(xí)慣或時(shí)間，因此，這就形成了一種“傳授知識(shí)”上的“信息不對(duì)稱(chēng)”現(xiàn)象。經(jīng)驗(yàn)再豐富、口才再好的教師，用“啟發(fā)式”等教學(xué)方法，也難收到理想的效果。二是課程考試形式，大學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，教師多數(shù)喜歡采用“閉卷”的考試形式，因此，學(xué)生也只有考試前死記硬背課程知識(shí)中的“概念”、“定義”和“定理”，教師出的考題也很難考出學(xué)生的“能力”水平，只能考出學(xué)生對(duì)“知識(shí)”的掌握程度。

鑒于以上兩點(diǎn)，筆者多年來(lái)，有意識(shí)地進(jìn)行了一些“嘗試”。一是在熟悉并教過(guò)多次課程的基礎(chǔ)上，每次上課前不備課，盡量做到在所講知識(shí)上與學(xué)生的“信息對(duì)稱(chēng)”(實(shí)際上不可能有絕對(duì)的“對(duì)稱(chēng)”)，甚至有時(shí)故意“卡殼”或“講錯(cuò)”，讓學(xué)生一起來(lái)“排障”或“糾錯(cuò)”；二是主動(dòng)告訴學(xué)生，課程教材中難免存在“印刷錯(cuò)誤”或“邏輯錯(cuò)誤”，發(fā)現(xiàn)以上錯(cuò)誤者，計(jì)入平時(shí)成績(jī)中。這個(gè)措施收到了良好的效果，學(xué)生學(xué)習(xí)教材的積極性提高了，有的還是帶著“懷疑的眼光”在研讀教材；三是課程結(jié)束后，實(shí)行“開(kāi)卷”考試。開(kāi)卷考試有幾個(gè)好處，第一，“逼迫”教師出考題時(shí)，必須出許多“活”題目，這些題目不是根據(jù)定義就馬上能得出答案的；第二，學(xué)生沒(méi)有必要花過(guò)多的時(shí)間去“記”或“背”課程中的“定義”和“概念”；第三，通過(guò)考試，可以鍛煉和檢驗(yàn)學(xué)生“分析問(wèn)題”和“解決問(wèn)題”的能力。

4 結(jié)論

復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南，構(gòu)成了我國(guó)新工科建設(shè)的“三部曲”，奏響了人才培養(yǎng)主旋律，開(kāi)拓了工程教育改革的新路徑[3]。成果導(dǎo)向教育(OBE)中教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過(guò)教育過(guò)程最后所取得的學(xué)習(xí)成果，最終學(xué)習(xí)成果既是OBE的終點(diǎn)，也是其起點(diǎn)。學(xué)習(xí)成果應(yīng)該可清楚表述和直接或間接測(cè)評(píng)，學(xué)習(xí)成果代表了一種能力結(jié)構(gòu)，這種能力主要通過(guò)課程教學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，課程體系構(gòu)建對(duì)達(dá)成學(xué)習(xí)成果尤為重要，而課程體系構(gòu)建也要通過(guò)課堂教學(xué)來(lái)執(zhí)行[4]。OBE特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么而不是老師教了什么，特別強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程的輸出而不是其輸入，特別強(qiáng)調(diào)研究型教學(xué)模式而不是灌輸型教學(xué)模式，特別強(qiáng)調(diào)個(gè)性化教學(xué)而不是“車(chē)廂”式教學(xué)。

我們?cè)谡n堂教學(xué)中的探索和嘗試，在激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力、培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力、提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)境等方面初步取得了“個(gè)性化教學(xué)”的良好效果。